Ламинат FR4

Можете да намерите подробно описание на ламината.

Ламинати в склад на TePro

Микровълнов материал ROGERS

ЗАБЕЛЕЖКА: За да използвате материал ROGERS в производството на платки, моля, посочете това във формуляра за поръчка

Тъй като материалът на Роджърс е много по-скъп от стандартния FR4, ние сме принудени да въведем допълнителна надценка за платки, направени от материал на Роджърс. Работни полета на използвани детайли: 170 × 130; 270 × 180; 370 × 280; 570 × 380.

Ламинати на метална основа

Визуално представяне на материала

Алуминиев ламинат ACCL 1060-1 с диелектрична топлопроводимост 1 W/(m K)

Описание

Алуминиев ламинат CS-AL88-AD2(AD5) с диелектрична топлопроводимост 2(5) W/(m K)

Описание

Prepreg

В производството използваме препреги 2116, 7628 и 1080 клас А (най-висок) от ILM.

Можете да намерите подробно описание на препрегите.

Маска за спойка

Имоти

Можете да намерите подробно описание на маската за запояване.

Често задавани въпроси и отговори за ламинати и предварително импрегнирани материали

Какво е XPC?

Каква е разликата между FR1 и FR2?

Какво е FR2?

Какво е FR3?

Какво е FR4?

Какво е FR5?

Какво е CEM-1?

Какво е CEM-3?

Какво е G10?

Как могат да се сменят ламинатите?

Какво представляват "препрегите"?

Какво означава FR или CEM?

FR4 наистина ли е зелен?

Цветът на логото означава ли нещо?

Значи ли нещо ориентацията на логото?

Какво е UV блокиращ ламинат?

Какви ламинати са подходящи за обшивка през отвори?

Има ли алтернатива за обшивка през дупки?

Какво е "дебелина на материала"?

Какво е: PF-CP-Cu? IEC-249? GFN?

Какво е CTI?

Какво означава #7628? Какви други числа има?

Какво е 94V-0, 94V-1, 94-HB?

Основен материал – основният носител на монтажното устройство и електронните схеми на печатната платка. Основният материал се доставя на производителя на печатни платки под формата на "панел" и се нарязва на необходимия размер за производството на конкретна платка. Има много основни материали за печатни платки с различни дебелини и покрития, както и различни електрически и механични свойства, които влияят на функционалността. електронна схема. Вижте също PP материали. Често основен материализработен от фибростъкло с епоксидна смола (FR4), предлага се като медно фолио или препрег.

Гетинаксово фолио - компресирани слоеве от електроизолационна хартия, импрегнирана с фенолна или епоксифенолна смола като свързващо вещество, облицована от едната или от двете страни с медно фолио.

Гъвкавост изолационен материал – се определя от броя на циклите на огъване около дорника, чийто диаметър е равен на няколко стойности на дебелината на гъвкавия участък.

Твърда позлата - Електролитното твърдо златно покритие е устойчива на триене повърхност, използвана за златни поводи. Нанасяме галванопластика с никел върху медната следа. След това върху никела се нанася злато.

Навито медно фолио – има относително удължение 5-6 пъти по-голямо от това на електролитното фолио, следователно има по-голяма гъвкавост, способност за огъване, а също и способността да механична обработкабез разслояване. Скъпо е. Използва се в производството на гъвкави печатни платки.

PCB основен материал – материал (диелектрик), върху който е направен дизайнът на печатната платка.

Неподсилени основни материали - медно фолио, покрито със смола със състояние B - частично полимеризирана смола или със състояние C - напълно полимеризирана смола, както и течни диелектрици и диелектрици, покрити със сух филм.

Нефолийни диелектрици Има два вида. 1. С адхезивен слой, който се прилага за увеличаване на якостта на адхезия на медта, отложена по време на производствения процес на PP химически; 2. С катализатор, въведен в обема на диелектрика, който насърчава отлагането на химическа мед.

PCB с дебела мед - обикновено дебела медна платка е печатна платка с дебелина на медта > 105µm. Такива платки се използват за високи комутационни токове в автомобилната и индустриалната електроника и за специфични заявки на клиентите. Медта предлага най-високата топлопроводимост след среброто.
Дъските с дебел слой мед ви позволяват да:
Високи комутационни токове
Оптимален топлопренос с локално отопление
Повишен живот, надеждност и ниво на интеграция
Въпреки това, когато проектирате платката, трябва да се вземат специални предпазни мерки по отношение на процеса на ецване; само по-широки проводникови структури са приемливи.

Препреги – изолационен амортизиращ материал, използван за залепване на слоеве от MPP. Изработени са от фибростъкло, импрегнирано с недостатъчно полимеризирана термореактивна епоксидна смола или други смоли.

SAF (препрег с нисък вискозитет, препрег с нисък поток) - адхезивен материал с контролирана течливост, който се използва при производството на GZhP, има адхезия както към фибростъкло, така и към полиимид.

Златна връзка - Повърхност на печатни платки Bond gold е сборен термин за повърхности, способни да се свързват, обикновено златни повърхности. За свързване се използват: имерсионно златно покритие върху никелов подслой (ENIG) за свързване алуминиеви проводници(Al), галванично меко злато за залепване на златни проводници (Au) и ENEPIG (никел-паладиево позлатяване), което е подходящо и за двата метода на залепване.
Дебелината на златния слой за химическо (потапяне) позлатяване е около 0,3-0,6 µm, за електролитно (меко) позлатяване около 1,0-2,0 µm и около 0,05-0,1 µm злато плюс 0,05-0,15 µm паладий за ENEPIG. Златните слоеве са базирани на приблизително 3.0-6.0µm никел.

Фолио фибростъкло ламинат – компресирани слоеве от фибростъкло, импрегнирани с епоксифенол или епоксидна смола. В сравнение с гетинакса, той има по-добри механични и електрически свойства, по-висока устойчивост на топлина и по-малко абсорбиране на влага.

Технологични (консумативни) материали за производство на РР – фоторезисти, специални ситобои, защитни маски, електролити за медно покритие, ецване и др.

Подсилени основни материали и препреги – нетъкани стъклени материали, разработени специално за лазерна технология с дадена геометрия на нишките и дадено разпределение на нишките (плоска страна в посока на Z-ос), органични материали с неориентирано разположение на влакната (арамидни), препрег за лазерни технологии , стандартни конструкции на основата на стъклопакет и др.

Фолиеви диелектрици – състоят се от фибростъкло, изработено от нишки; смола, използвана за импрегниране на фибростъкло; фолио, използвано като метално покритиефолийни материали.

Фолиен и нефолиен полиимид – използвани в електронно оборудване отговорно назначение, действащ при високи температури, за производство на гъвкави печатни платки, GPC, твърди и гъвкави печатни платки, както и многослойни печатни платки, ленти за носители на интегрални схеми и големи хибридни интегрални схеми с до 1000 пина.

Електролитно медно фолио – евтин; използвани в производството на GPC с висока плътностчертежи на проводник. Той има по-висока разделителна способност при ецване на мед от празнини в сравнение с катана.

CEM 1 е основен материал за печатни платки, направени от многослойна хартия. CEM 1 има сърцевина от хартия, импрегнирана с епоксидна смола, и един външен слой от фибростъкло. Поради хартиената основа, този материал не е подходящ за покритие през отвори. Спецификацията на материала се съдържа в документ IPC-4101.

IMDS – Международна система за данни за материалите . IMDS (www.mdsystem.com) е разработен от автомобилни производители, за да улови състава на материалите, използвани в автомобили, части, устройства и системи, за да идентифицира отделните материални компоненти на всяко превозно средство или подгрупа (напр. двигател).
От влизането в сила на Директивата за ELV (21.06.2003 г.) от автомобилните доставчици се изисква да предоставят данни за съставките на своите продукти като част от IMDS, за да определят наличните нива на възстановяване.
Трябва да се регистрира в IMDS:
Печатни платки
Монтирани печатни платки
Компоненти
ZVEI и автомобилната индустрия подписаха документа Данни за материалите за монтаж – Сътрудничество по декларация за данни за материали:
Отдел „Електронни компоненти и системи“ и Отдел „Печатни платки“. електронни системи ZVEI, Германската асоциация на производителите на електроника и електротехника, разработи ефективна концепция за деклариране на данни върху материалите на електронните компоненти и печатните платки. Данните за материалите трябва да бъдат получени чрез формиране на междукорпоративни продуктови групи и стандартни стойности. Тези таблици с данни за материалите, наречени „чадърни“ спецификации, значително опростяват декларациите без забележима загуба на точност. Тази концепция се прилага успешно в автомобилната индустрия от 2004 г.
За да приложи Umbrella спецификациите със системата IMDS, IMDS издаде Указание 019, Печатни платки. Тези насоки описват метода за въвеждане на материалното съдържание на сглобените печатни платки.
Извадка от точка 5: Стандартни правила и насоки за E/E (PCB компонент) от IMDS Препоръка 019: „Данни за PCB компонент в IMDS, Umbrella Spec, IPC1752 или подобен формат се приемат, ако е договорено между бизнес партньори.“
Общи спецификации за IMDS, разработени от ZVEI с производители на печатни платки.
Динамичната програма улеснява преброяването на веществата, съдържащи се в печатна платка с произволен размер. Повърхността и броят на слоевете се избират свободно. Стандартните технологии се съхраняват в база данни.

RoHS - директива за забрана на вредни вещества. Тази разпоредба от законодателството на Европейския съюз гласи това електронни устройстване може да съдържа олово или други вредни вещества. За печатни платки съответствието с RoHS се контролира от два компонента: основния материал и повърхността.

Електронна печатна платка (руско съкращение - PP, англ. - PCB) е листов панел, в който са разположени свързани помежду си микроелектронни компоненти. Печатните платки се използват като част от различни електронна технология, започвайки от прости жилищни разговори, домашни радиостанции, студийни радиостанции и завършвайки със сложни радарни и компютърни системи. Технологично, производството на електронни печатни платки включва създаването на връзки с проводящ „филм“ материал. Такъв материал се нанася („отпечатва“) върху изолационна плоча, която се нарича субстрат.

Електронните печатни платки бележат началото на формирането и развитието на системите за електрическо свързване, разработени в средата на 19 век.

Металните ленти (пръчки) първоначално са били използвани като обемисти електрически компоненти, монтиран върху дървена основа.

Постепенно металните ленти заменят проводниците с винтове клемни блокове. Дървената основа също беше модернизирана, като се даде предпочитание на метала.

Ето как изглеждаше прототипът на съвременното PP производство. Подобни дизайнерски решения са използвани в средата на 19 век

Практиката за използване на компактни електронни части с малки размери изискваше уникално решение на базовата основа. И така през 1925 г. известен Чарлз Дюкас (САЩ) намира такова решение.

Американски инженер предложи уникален начин за организиране на електрически връзки върху изолирана плоча. Той използва електропроводимо мастило и трансферен шаблон схематична диаграмавърху чинията.

Малко по-късно, през 1943 г., англичанинът Пол Айслер също патентова изобретението за ецване на проводими вериги върху медно фолио. Инженерът използва изолационна плоча, ламинирана с фолиен материал.

Активното използване на технологията на Eisler обаче е отбелязано едва в периода 1950-60 г., когато те изобретяват и усвояват производството на микроелектронни компоненти - транзистори.

Технологията за производство на проходни отвори върху многослойни печатни платки е патентована от Hazeltyne (САЩ) през 1961 г.

По този начин, благодарение на увеличаването на плътността на електронните части и близкото разположение на свързващите линии, на нова ераДизайн на печатни платки.

Електронни печатни платки - производство

Обобщена визия на процеса: отделните електронни части са разпределени по цялата площ на изолационния субстрат. След това инсталираните компоненти се свързват чрез запояване към веригите на веригата.

Така наречените контактни „пръсти“ (щифтове) са разположени по протежение на крайните зони на субстрата и действат като системни съединители.

Чрез контактни "пръсти" се организира комуникация с периферни печатни платки или свързване на външни вериги за управление. Електронната печатна платка е предназначена за окабеляване на верига, която поддържа една функция или няколко функции едновременно.

Произвеждат се три вида електронни печатни платки:

1. Едностранчив.
2. Двустранен.
3. Многопластов.

Едностранните печатни платки се характеризират с поставянето на части изключително от едната страна. Ако частите на цялата верига не се побират на едностранна платка, се използва двустранна опция.

Материал на субстрата

Субстратът, който традиционно се използва в печатните платки, обикновено е направен от фибростъкло, комбинирано с епоксидна смола. Субстратът се покрива с медно фолио от едната или от двете страни.

Електронните печатни платки, направени от хартия с фенолна смола, също покрита с меден филм, се считат за рентабилни за производство. Следователно, по-често от други варианти, те се използват за оборудване на домакинско електронно оборудване.

Връзките се осъществяват чрез нанасяне на покритие или чрез ецване на медната повърхност на субстрата. Медните шини са покрити с калаено-оловен състав за защита срещу корозия. Контактните щифтове на печатни платки са покрити със слой калай, след това никел и накрая злато.

Извършване на операции по обвързване

Технологията за повърхностен монтаж включва използването на прави (J-образни) или ъглови (L-образни) клони. Благодарение на такива разклонения всяка електронна част е директно свързана към печатна схема.

С помощта на сложна паста (лепило + флюс + спойка) електронните части се задържат временно в точката на контакт. Задържането продължава, докато печатната платка бъде поставена във фурната. Там спойката се топи и свързва частите на веригата.

Въпреки предизвикателствата на разположението на компонентите, технологията за повърхностен монтаж има друго важно предимство.

Тази техника елиминира дългия процес на пробиване и поставяне на свързващи уплътнения, както се практикува при остарелия метод на проходни отвори. И двете технологии обаче продължават да се използват активно.

Дизайн на електронни платки

Всяка отделна електронна печатна платка (партида от платки) е проектирана за уникална функционалност. Дизайнерите на електронни печатни платки се обръщат към системи за проектиране и специализиран „софтуер“ за оформление на веригата върху печатна платка.

Разстоянието между проводящите пътеки обикновено се измерва в стойности не повече от 1 mm. Изчисляват се местата на отворите за компонентни проводници или контактни точки.

Цялата тази информация се превежда в софтуерния формат на компютъра, който управлява пробивната машина. По същия начин се програмира автоматична машина за производство на електронни печатни платки.

След като електрическата схема е изложена, негативно изображение на веригата (маска) се прехвърля върху прозрачен пластмасов лист. Областите на негативното изображение, които не са включени в изображението на веригата, са маркирани в черно, а самата верига остава прозрачна.

Промишлено производство на печатни платки за електроника

Технологиите за производство на електронни печатни платки осигуряват производствени условия в чиста среда. Атмосферата и обектите на производствените помещения се контролират автоматично за наличие на замърсители.

Много компании за производство на електронни печатни платки практикуват уникално производство. И в стандартна формапроизводство на двустранен печат електронно таблотрадиционно включва следните стъпки:

Изработка на основата

1. Фибростъклото се взема и преминава през технологичния модул.
2. Импрегниран с епоксидна смола (потапяне, шприцване).
3. Стъклофазерът се разточва на машина до желаната дебелина на основата.
4. Изсушете субстрата в пещ и го поставете върху големи панели.
5. Панелите се подреждат на стекове, като се редуват медно фолио и подложка, намазана с лепило.

Накрая купчините се поставят под преса, където при температура 170°C и налягане 700 kg/mm2 се пресоват 1-2 часа. Епоксидната смола се втвърдява и медното фолио се залепва под налягане към основния материал.

Пробиване и калайдисване на отвори

1. Вземат се няколко опорни панела, поставят се един върху друг и се закрепват здраво.
2. Сгънатият стек се поставя в CNC машина, където се пробиват отвори според схематичния образец.
3. Направените отвори се почистват от излишния материал.
4. Вътрешните повърхности на проводимите отвори са покрити с мед.
5. Непроводимите отвори остават непокрити.

Изработване на чертеж на печатна платка

Примерна PCB верига е създадена с помощта на адитивен или субтрактивен принцип. При опцията с добавка, основата се покрива с мед според желания модел. В този случай частта извън схемата остава необработена.

Субтрактивният процес обхваща основно цялата повърхност на субстрата. След това отделни области, които не са включени в диаграмата, се гравират или изрязват.

Как работи процесът на добавяне?

Повърхността на фолиото на субстрата е предварително обезмаслена. Панелите минават през вакуумна камера. Благодарение на вакуума, слоят положителен фоторезист е плътно компресиран по цялата площ на фолиото.

Положителният материал за фоторезиста е полимер, който има способността да се разтваря при ултравиолетово лъчение. Вакуумните условия елиминират възможния оставащ въздух между фолиото и фоторезиста.

Шаблонът на веригата се полага върху фоторезиста, след което панелите се излагат на интензивна ултравиолетова светлина. Тъй като маската оставя участъците от веригата прозрачни, фоторезистът в тези точки е изложен на UV радиация и се разтваря.

След това маската се отстранява и панелите се опрашват с алкален разтвор. Това, един вид проявител, спомага за разтварянето на облъчения фоторезист по границите на зоните на дизайна на веригата. Така медното фолио остава открито върху повърхността на субстрата.

След това панелите се поцинковат с мед. Медното фолио действа като катод по време на процеса на галванизация. Откритите места са поцинковани с дебелина 0,02-0,05 mm. Площите, които остават под фоторезиста, не са поцинковани.

Медните следи са допълнително покрити с калаено-оловен състав или друго защитно покритие. Тези действия предотвратяват окисляването на медта и създават устойчивост за следващия етап от производството.

Ненужният фоторезист се отстранява от субстрата с помощта на киселинен разтворител. Медното фолио между схемата и покритието е изложено. Тъй като медта на веригата на печатната платка е защитена от калаено-олово съединение, проводникът тук не се влияе от киселина.

Техники за промишлено производство на електронни платки

За да произведем печатна платка, трябва да изберем следните материали: материал за диелектричната основа на печатната платка, материал за печатните проводници и материал за защитното покритие срещу влага. Първо ще определим материала за диелектричната основа на печатната платка.

Има голямо разнообразие от ламинати от медно фолио. Те могат да бъдат разделени на две групи:

- на хартия;

– на база фибростъкло.

Тези материали, под формата на твърди листове, са оформени от няколко слоя хартия или фибростъкло, свързани заедно със свързващо вещество чрез горещо пресоване. Свързващото вещество обикновено е фенолна смола за хартия или епоксидна смола за фибростъкло. В някои случаи могат да се използват и полиестер, силиконови смоли или флуоропласт. Ламинатите са покрити от едната или от двете страни с медно фолио със стандартна дебелина.

Характеристиките на готовата печатна платка зависят от конкретната комбинация изходни материали, както и от технологии, включително механична обработка на плоскости.

В зависимост от основата и материала за импрегниране има няколко вида материали за диелектрична основа на печатна платка.

Фенолният гетинакс е хартиена основа, импрегнирана с фенолна смола. Плочите Getinaks са предназначени за използване в домакинско оборудване, тъй като са много евтини.

Епоксидният гетинакс е материал на същата хартиена основа, но импрегниран с епоксидна смола.

Епоксидното фибростъкло е материал на основата на фибростъкло, импрегниран с епоксидна смола. Този материал съчетава висока механична якост и добри електрически свойства.

Якост на огъване и сила на ударПечатната платка трябва да е достатъчно висока, за да може платката да бъде натоварена без повреда от монтирани върху нея елементи с голяма маса.

По правило фенолните и епоксидните ламинати не се използват в плоскости с метализирани отвори. В такива дъски върху стените на дупките се нанася тънък слой мед. Тъй като температурният коефициент на разширение на медта е 6-12 пъти по-малък от този на фенолния гетинакс, съществува известен риск от пукнатини в метализирания слой по стените на отворите по време на термичен шок, на който е изложена печатната платка при машина за групово запояване.

Пукнатина в метализирания слой по стените на дупките рязко намалява надеждността на връзката. В случай на използване на епоксиден ламинат от фибростъкло съотношението на температурните коефициенти на разширение е приблизително равно на три и рискът от пукнатини в дупките е доста малък.

От сравнението на характеристиките на основите следва, че във всички отношения (с изключение на цената) основите от епоксиден ламинат от фибростъкло превъзхождат основите от гетинакс. Печатните платки от епоксиден ламинат от фибростъкло се характеризират с по-малка деформация от печатните платки от фенолен и епоксиден гетинакс; последните имат степен на деформация десет пъти по-голяма от фибростъклото.

Някои характеристики различни видовеламинати са представени в таблица 4.

Таблица 4 - Характеристики на различните видове ламинати

Сравнявайки тези характеристики, заключаваме, че за производството на двустранни печатни платки трябва да се използва само епоксидно фибростъкло. В този курсов проект беше избран ламинат от фибростъкло клас SF-2-35-1.5.

Фолиото, използвано за фолиране на диелектричната основа, може да бъде медно, алуминиево или никелово фолио. въпреки това алуминиево фолиопо-нисък от медта, тъй като е трудно да се споява, а никелът има висока цена. Затова избираме мед като фолио.

Медното фолио се предлага в различни дебелини. Стандартните дебелини на фолиото за най-широко приложение са 17,5; 35; 50; 70; 105 микрона. При ецване на мед по дебелина, ецващият действа и върху медното фолио откъм страничните ръбове под фоторезиста, предизвиквайки така нареченото „ецване“. За намаляването му обикновено се използва по-тънко медно фолио с дебелина 35 и 17,5 микрона. Затова избираме медно фолио с дебелина 35 микрона.

1.7 Избор на метод за производство на печатни платки

Всички процеси за производство на печатни платки могат да бъдат разделени на субтрактивни и полудобавителни.

Субтрактивен процес ( изваждане-изваждане) получаването на проводим модел включва селективно отстраняване на участъци от проводимо фолио чрез ецване.

Адитивен процес (additio-добавяне) - при селективно отлагане на проводящ материал върху нефолиен основен материал.

Процесът на полудобавка включва предварително нанасяне на тънко (спомагателно) проводящо покритие, което впоследствие се отстранява от зоните на междините.

В съответствие с GOST 23751 - 86, проектирането на печатни платки трябва да се извършва, като се вземат предвид следните методи на производство:

– химикал за GPC

– комбиниран положителен за ДПП

Метализиране на проходни отвори за MPP

Така тази печатна платка, разработена в курсовия проект, ще бъде произведена на базата на двустранен фолиен диелектрик по комбиниран положителен метод. Този метод дава възможност за получаване на проводници с ширина до 0,25 mm. Проводимият модел се получава чрез субтрактивен метод.

2 ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА ПРОВЕДЯВАЩИ ЕЛЕМЕНТИ НА ШАБЛОН

2.1 Изчисляване на диаметрите на монтажните отвори

Структурно и технологично изчисление на печатни платки се извършва, като се вземат предвид производствените грешки при проектирането на проводими елементи, фотомаска, основа, пробиване и др. Гранични стойностиосновни параметри монтаж на печатна схема, които могат да бъдат осигурени по време на проектирането и производството за пет класа плътност на монтаж, са дадени в таблица 4.

Таблица 4 - Гранични стойности на основните параметри на печатното окабеляване

Таблицата показва:

t – широчина на проводника;

S – разстояние между проводници, контактни площадки, проводник и контактна площадка или проводник и метализиран отвор;

b – разстояние от ръба пробита дупкадо ръба на контактната подложка на този отвор (гаранционен колан);

g – отношението на минималния диаметър на метализирания отвор към дебелината на платката.

Размерите, избрани в съответствие с таблица 1, трябва да бъдат съгласувани с технологичните възможности на конкретното производство.

Граничните стойности на технологичните параметри на структурните елементи на печатната платка (Таблица 5) са получени в резултат на анализ на производствените данни и експериментални изследвания на точността на отделните операции.

Таблица 5 – Гранични стойности на параметрите на процеса

Продължение на таблица 5

Минимален диаметърметализиран (чрез) отвор:

d min V H изчислено ´ g = 1,5 ´ 0,33 = 0,495 mm;

където g = 0,33 е плътността на печатната платка за третия клас на точност.

H изчислено – дебелина на фолиевия диелектрик на платката.

Печатната платка (PCB, или printed wiring board, PWB) е диелектрична плоча, върху чиято повърхност и/или обем са оформени електропроводими вериги на електронна верига. Печатната платка е проектирана да свързва електрически и механично различни електронни компоненти. Електронните компоненти на печатна платка са свързани чрез техните клеми към елементи от проводящ модел, обикновено чрез запояване.

За разлика от стенен монтаж, върху печатната платка, електропроводимата шарка е от фолио, разположено изцяло върху здрава изолационна основа. Печатната платка съдържа монтажни отвори и подложки за монтиране на оловни или планарни компоненти. В допълнение, печатните платки имат отвори за електрическа връзкаучастъци от фолио, разположени на различни слоеве на дъската. СЪС външни страниобикновено се отбелязва на дъската защитно покритие(„маска за запояване“) и маркировки (придружаващ чертеж и текст съгласно проектната документация).

В зависимост от броя на слоевете с електропроводим модел, печатните платки се разделят на:

едностранно (OSP): има само един слой фолио, залепен от едната страна на диелектричния лист.

двустранно (DPP): два слоя фолио.

многослоен (MLP): фолио не само от двете страни на платката, но и във вътрешните слоеве на диелектрика. Многослойните печатни платки се изработват чрез залепване на няколко едностранни или двустранни платки.

Тъй като сложността на проектираните устройства и плътността на монтажа се увеличават, броят на слоевете на платките се увеличава.

Основата на печатната платка е диелектрик, най-често използваните материали са фибростъкло и гетинакс. Също така основата на печатни платки може да бъде метална основа, покрити с диелектрик (например анодизиран алуминий), върху диелектрика се нанася медно фолио на релсите. Такива печатни платки се използват в силовата електроника за ефективно отвеждане на топлината от електронни компоненти. В този случай металната основа на платката е закрепена към радиатора. Материалите, използвани за печатни платки, работещи в микровълновия диапазон и при температури до 260 °C, са флуоропласт, подсилен със стъклопакет (например FAF-4D) и керамика. Гъвкави дъскинаправени от полиимидни материали като Kapton.

Какъв материал ще използваме за направата на дъските?

Най-често срещаните, достъпни материали за изработка на дъски са гетинакс и фибростъкло. Гетинаксова хартия импрегнирана с бакелитов лак, фибростъкло текстолит с епоксидна смола. Определено ще използваме фибростъкло!

Ламинатът от фибростъкло е листове, изработени от стъклени тъкани, импрегнирани със свързващо вещество на базата епоксидни смолии облицована от двете страни с медно електролитно галванично устойчиво фолио с дебелина 35 микрона. Изключително допустима температураот -60ºС до +105ºС. Има много високи механични и електроизолационни свойства и може лесно да се обработва чрез рязане, пробиване, щамповане.

Фибростъклото се използва предимно едностранно или двустранно с дебелина 1,5 мм и с медно фолио с дебелина 35 микрона или 18 микрона. Ще използваме едностранен ламинат от фибростъкло с дебелина 0,8 mm с фолио с дебелина 35 микрона (защо ще разгледаме подробно по-долу).

Методи за изработка на печатни платки у дома

Плочите могат да бъдат произведени по химичен и механичен начин.

С химическия метод, на местата, където трябва да има следи (модел) на дъската, върху фолиото се нанася защитен състав (лак, тонер, боя и др.). След това платката се потапя в специален разтвор (железен хлорид, водороден прекис и други), който „разяжда” медното фолио, но не засяга защитния състав. В резултат на това медта остава под защитния състав. Защитен съставвпоследствие се отстранява с разтворител и остава готовата плоскост.

Механичният метод използва скалпел (за ръчно производство) или фреза. Специален нож прави жлебове върху фолиото, като в крайна сметка оставя острови с фолио - необходимия шаблон.

Фрезите са доста скъпи, а самите фрези са скъпи и имат кратък ресурс. Така че няма да използваме този метод.

Най-просто химичен метод- ръководство. С помощта на ризографски лак рисуваме следи върху дъската и след това ги гравираме с разтвор. Този метод не позволява да се правят сложни платки с много тънки следи - така че това също не е нашият случай.

Следващият метод за изработване на платки е използването на фоторезист. Това е много разпространена технология (плочите се произвеждат по този метод във фабриката) и често се използва у дома. В интернет има много статии и методи за изработка на дъски по тази технология. Дава много добри и повтарящи се резултати. Това обаче също не е нашият вариант. Основната причина са доста скъпите материали (фоторезист, който също се влошава с времето), както и допълнителни инструменти (лампа за ултравиолетово осветление, ламинатор). Разбира се, ако имате мащабно производство на платки у дома - тогава фоторезистът е ненадминат - препоръчваме да го овладеете. Заслужава да се отбележи също, че оборудването и фоторезистната технология ни позволяват да произвеждаме ситопечат и защитни маски върху печатни платки.

С появата на лазерните принтери радиолюбителите започнаха активно да ги използват за производството на платки. Както знаете, лазерният принтер използва "тонер" за печат. Това е специален прах, който се втрива при температура и полепва върху хартията - резултатът е рисунка. Тонерът е устойчив на различни химикали, което позволява да се използва като защитно покритие върху повърхността на медта.

Така че нашият метод е да прехвърлим тонера от хартията върху повърхността Медно фолиои след това гравирайте дъската специално решениеза да получите чертежа.

Поради лекотата на използване този метод е широко разпространен в радиолюбителството. Ако въведете в Yandex или Google как да прехвърлите тонер от хартия на дъска, веднага ще намерите термин като „LUT“ - технология за лазерно гладене. Платките, използващи тази технология, се правят по следния начин: моделът на пистите се отпечатва в огледален вариант, хартията се нанася върху дъската с шаблона върху медта, горната част на тази хартия се глади, тонерът омеква и залепва за дъска. След това хартията се накисва във вода и дъската е готова.

В интернет има „милион“ статии за това как да направите дъска с тази технология. Но тази технология има много недостатъци, които изискват директни ръце и много дълго време, за да се адаптирате към нея. Тоест трябва да го почувствате. Плащанията не излизат от първия път, те излизат всеки друг път. Има много подобрения - използване на ламинатор (с модификация - обикновеният няма достатъчно температура), което ви позволява да постигнете много добри резултати. Има дори методи за конструиране на специални топлинни преси, но всичко това отново изисква специално оборудване. Основните недостатъци на LUT технологията:

прегряване - следите се разпространяват - стават по-широки

недогряване - пистите остават на хартията

хартията е „изпържена“ за дъската - дори когато е мокра, трудно се отделя - в резултат на това тонерът може да се повреди. В интернет има много информация каква хартия да изберете.

Порест тонер - след отстраняване на хартията в тонера остават микропори - през тях се ецва и платката - получават се корозирали писти

повторяемост на резултата - днес отличен, утре лош, после добър - много трудно се постига стабилен резултат - необходима е строго постоянна температура за загряване на тонера, необходим е стабилен контактен натиск върху платката.

Между другото, не успях да направя дъска по този метод. Опитах се да го направя както на списания, така и на хартия с покритие. В резултат на това дори развалих дъските - медта се наду поради прегряване.

По някаква причина в интернет има несправедливо малко информация за друг метод за трансфер на тонер - методът на студен химически трансфер. Основава се на факта, че тонерът не е разтворим в алкохол, но е разтворим в ацетон. В резултат на това, ако изберете смес от ацетон и алкохол, която само ще омекоти тонера, тогава той може да бъде „залепен отново“ върху дъската от хартия. Много ми хареса този метод и веднага даде плод - първата дъска беше готова. Но както се оказа по-късно, не можах да намеря никъде подробна информация, което би дало 100% резултат. Нуждаем се от метод, с който дори дете може да направи дъската. Но вторият път не се получи да се направи дъската, след това отново отне много време, за да се изберат необходимите съставки.

В резултат на това след много усилия беше разработена последователност от действия, бяха избрани всички компоненти, които дават, ако не 100%, то 95% добър резултат. И най-важното е, че процесът е толкова прост, че детето може да направи дъската напълно самостоятелно. Това е методът, който ще използваме. (разбира се, можете да продължите да го довеждате до идеала - ако се справите по-добре, тогава пишете). Предимствата на този метод:

всички реактиви са евтини, достъпни и безопасни

не са необходими допълнителни инструменти (ютии, лампи, ламинатори - нищо, но не - имате нужда от тенджера)

няма как да се повреди платката - платката изобщо не загрява

хартията се отделя сама - можете да видите резултата от трансфера на тонера - където трансферът не е излязъл

няма пори в тонера (те са запечатани с хартия) - следователно няма ядки

правим 1-2-3-4-5 и винаги получаваме един и същ резултат - почти 100% повторяемост

Преди да започнем, нека видим от какви дъски се нуждаем и какво можем да правим у дома, използвайки този метод.

Основни изисквания към произвежданите табла

Ще правим устройства на микроконтролери, използвайки съвременни сензори и микросхеми. Микрочиповете стават все по-малки. Съответно е необходимо да се изпълни следните изискваниякъм дъски:

дъските трябва да са двустранни (обикновено разделени едностранна дъскамного трудно, правенето на четирислойни платки у дома е доста трудно, микроконтролерите се нуждаят от заземен слой за защита срещу смущения)

релсите трябва да са с дебелина 0,2 мм - този размер е напълно достатъчен - 0,1 мм би било още по-добре - но има възможност за ецване и пистите да се отлепят при запояване

празнините между пистите са 0,2 мм - това е достатъчно за почти всички вериги. Намаляването на празнината до 0,1 мм е изпълнено със сливане на писти и трудности при наблюдение на платката за късо съединение.

Няма да използваме защитни маски, нито ще правим копринен печат - това ще усложни производството, а ако правите таблото за себе си, тогава няма нужда от това. Отново има много информация по тази тема в интернет и ако желаете, можете сами да направите „маратона“.

Няма да калайдисваме дъските, това също не е необходимо (освен ако не правите устройство за 100 години). За защита ще използваме лак. Основната ни цел е бързо, качествено и евтино да направим платка за устройството в домашни условия.

Ето как изглежда готовата дъска. изработени по наш метод - писти 0.25 и 0.3, разстояния 0.2

Как да си направим двустранна дъска от 2 едностранни

Едно от предизвикателствата при изработката на двустранни платки е подравняването на страните, така че отворите да се подредят. Обикновено за това се прави „сандвич“. На лист хартия се отпечатват едновременно две страни. Листът е сгънат наполовина и страните са точно подравнени с помощта на специални маркировки. Вътре е поставен двустранен текстолит. С метода LUT такъв сандвич се глади и се получава двустранна дъска.

Въпреки това, при метода на прехвърляне на студен тонер, самият пренос се извършва с помощта на течност. И следователно е много трудно да се организира процесът на намокряне на едната страна едновременно с другата страна. Това, разбира се, също може да се направи, но с помощта специално устройство- мини преса (медже). Вземат се дебели листове хартия - които поемат течността за пренасяне на тонера. Чаршафите се намокрят, за да не капе течността и чаршафът да запази формата си. И тогава се прави "сандвич" - навлажнен лист, лист тоалетна хартияза усвояване излишна течност, лист с картинка, двустранно табло, лист с картинка, лист тоалетна хартия, отново навлажнен чаршаф. Всичко това е захванато вертикално в менгеме. Но ние няма да направим това, ще го направим по-просто.

Във форумите за производство на платки се появи много добра идея - какъв проблем е да се направи двустранна платка - вземете нож и разполовете печатната платка. Тъй като фибростъклото е слоест материал, това не е трудно да се направи с определено умение:

В резултат на това от една двустранна дъска с дебелина 1,5 мм получаваме две едностранни половини.

След това правим две дъски, пробиваме ги и това е - те са идеално подравнени. Не винаги беше възможно да се изреже равномерно печатната платка и в крайна сметка дойде идеята да се използва тънка едностранна печатна платка с дебелина 0,8 mm. След това двете половини не е необходимо да се залепват заедно; те ще се държат на място от запоени джъмпери в отвори, бутони, конектори. Но ако е необходимо, можете да го залепите с епоксидно лепило без никакви проблеми.

Основните предимства на този поход:

Текстолитът с дебелина 0,8 мм се реже лесно с ножица за хартия! Във всякаква форма, тоест много лесно се изрязва, за да пасне на тялото.

Тънка печатна платка - прозрачна - със светене на фенерче отдолу можете лесно да проверите изправността на всички писти, къси съединения, прекъсвания.

Запояването на едната страна е по-лесно - компонентите от другата страна не пречат и можете лесно да контролирате запояването на щифтовете на микросхемата - можете да свържете страните в самия край

Трябва да пробиете два пъти повече дупки и дупките може леко да не съвпадат

Твърдостта на конструкцията се губи леко, ако не залепите дъските заедно, но залепването не е много удобно

Едностранен ламинат от фибростъкло с дебелина 0,8 мм се купува трудно, повечето хора продават 1,5 мм, но ако не можете да го вземете, можете да изрежете по-дебел текстолит с нож.

Нека да преминем към подробностите.

Необходими инструментии химия

Ще ни трябват следните съставки:

Сега, след като имаме всичко това, нека го предприемем стъпка по стъпка.

1. Оформление на слоеве на платка върху лист хартия за печат с помощта на InkScape

Автоматичен комплект цанги:

Препоръчваме първия вариант - по-евтин е. След това трябва да запоите проводници и превключвател (за предпочитане бутон) към двигателя. По-добре е да поставите бутона върху тялото, за да бъде по-удобно бързото включване и изключване на двигателя. Остава само да изберете захранване, можете да вземете всяко захранване с 7-12V ток 1A (по-малко е възможно), ако няма такова захранване, тогава може да е подходящо USB зареждане при 1-2A или батерия Krona (просто трябва да опитате - не всеки обича зареждането на двигатели, моторът може да не стартира).

Свредлото е готово, можете да пробивате. Но просто трябва да пробиете стриктно под ъгъл от 90 градуса. Можете да изградите мини машина - в интернет има различни схеми:

Но има по-просто решение.

Приспособление за пробиване

За да пробиете точно 90 градуса, е достатъчно да направите приспособление за пробиване. Ще направим нещо подобно:

Много лесно се прави. Вземете квадрат от всяка пластмаса. Поставяме нашата бормашина на маса или друга плоска повърхност. И пробийте дупка в пластмасата, като използвате необходимото свредло. Важно е да се осигури равномерно хоризонтално движение на свредлото. Можете да облегнете двигателя на стената или релсата и пластмасата също. След това използвайте голяма бормашина, за да пробиете дупка за цангата. От обратната страна пробийте или отрежете парче пластмаса, така че свредлото да се вижда. На дъното можете да залепите неплъзгаща се повърхност - хартия или ластик. За всяко свредло трябва да се направи такъв джиг. Това ще гарантира идеално точно пробиване!

Тази опция също е подходяща, отрежете част от пластмасата отгоре и отрежете ъгъл отдолу.

Ето как да пробиете с него:

Затягаме свредлото така, че да стърчи 2-3 мм пълно потапянецанги. Поставяме свредлото на мястото, където трябва да пробием (при ецване на дъската ще имаме маркировка къде да пробием под формата на мини дупка в медта - в Kicad специално поставяме отметка за това, така че бормашината ще стои там сама), натиснете приспособлението и включете мотора - дупката е готова. За осветление можете да използвате фенерче, като го поставите на масата.

Както писахме по-рано, можете да пробивате дупки само от едната страна - там, където релсите пасват - втората половина може да се пробие без шаблон по протежение на първия направляващ отвор. Това спестява малко усилия.

8. Калайдисване на дъската

Защо да калайдисваме дъските - основно за защита на медта от корозия. Основният недостатък на калайдисването е прегряването на дъската и възможното увреждане на пистите. Ако нямате станция за запояване, определено не калайдисвайте платката! Ако е така, тогава рискът е минимален.

Можете да калайдисате дъска с ROSE сплав във вряща вода, но е скъпо и трудно за получаване. По-добре е да калайдисвате с обикновена спойка. За да направите това с високо качество, много тънък слойтрябва да направите просто устройство. Взимаме парче плитка за разпояване на части и го поставяме на върха, завиваме го към върха с тел, така че да не се отделя:

Покриваме платката с флюс - например LTI120 и оплетката също. Сега поставяме калай в плитката и я преместваме по дъската (боядисваме) - получаваме отличен резултат. Но докато използвате оплетката, тя се разпада и по платката започват да остават медни мъхове - те трябва да бъдат премахнати, иначе ще има късо съединение! Можете да видите това много лесно, като светнете с фенерче на гърба на дъската. При този метод е добре да използвате или мощен поялник (60 вата) или ROSE сплав.

В резултат на това е по-добре да не калайдисвате дъските, а да ги лакирате в самия край - например PLASTIC 70 или обикновен акрилен лак, закупен от авточасти KU-9004:

Фина настройка на метода за трансфер на тонера

Има две точки в метода, които могат да бъдат настроени и може да не работят веднага. За да ги конфигурирате, трябва да направите тестова дъска в Kicad, писти в квадратна спирала с различни дебелини, от 0,3 до 0,1 мм и с различни интервали, от 0,3 до 0,1 мм. По-добре е веднага да отпечатате няколко такива проби на един лист и да направите корекции.

Възможни проблеми, които ще отстраним:

1) следите могат да променят геометрията си - да се разпръснат, да станат по-широки, обикновено много малко, до 0,1 mm - но това не е добре

2) тонерът може да не залепне добре за дъската, да се отдели, когато хартията се отстрани, или да залепне зле за дъската

Първият и вторият проблем са взаимосвързани. Аз решавам първото, ти стигаш до второто. Трябва да намерим компромис.

Следите могат да се разпространят по две причини - твърде голямо налягане, твърде много ацетон в получената течност. На първо място, трябва да се опитате да намалите натоварването. Минималното натоварване е около 800 g, не си струва да се намалява по-долу. Съответно, поставяме товара без никакъв натиск - просто го поставяме отгоре и това е. Трябва да има 2-3 слоя тоалетна хартия, за да се осигури добро попиване на излишния разтвор. Трябва да се уверите, че след отстраняване на тежестта хартията трябва да е бяла, без лилави петна. Такива петна показват силно топене на тонера. Ако не можете да го регулирате с тежест и следите все още се размазват, увеличете дела на лакочистителя в разтвора. Можете да увеличите до 3 части течност и 1 част ацетон.

Вторият проблем, ако няма нарушение на геометрията, показва недостатъчно тегло на товара или малко количество ацетон. Отново си струва да започнете с товара. Повече от 3 кг няма смисъл. Ако тонерът все още не залепва добре за дъската, тогава трябва да увеличите количеството ацетон.

Този проблем възниква главно, когато смените лакочистителя. За съжаление това не е постоянен или чист компонент, но не беше възможно да се замени с друг. Пробвах да го заменя със спирт, но явно сместа не е хомогенна и тонерът залепва на петна. Освен това лакочистителят може да съдържа ацетон, тогава ще е необходимо по-малко от него. Като цяло ще трябва да извършите такава настройка веднъж, докато течността изтече.

Таблото е готово

Ако не запоите незабавно платката, тя трябва да бъде защитена. Най-лесният начин да направите това е да го намажете с флюс от алкохолен колофон. Преди запояване това покритие ще трябва да се отстрани, например с изопропилов алкохол.

Алтернативни варианти

Можете също така да направите дъска:

Освен това услугите за производство на платки по поръчка вече набират популярност - например Easy EDA. Ако имате нужда от по-сложна дъска (например 4-слойна дъска), тогава това е единственият изход.