Материали, използвани за производството на печатни платки. Материали за производство на печатни платки. Видове корпуси на електронни компоненти

Нашата компания произвежда печатни платкиот висококачествени местни и вносни материали, вариращи от стандартни FR4 до FAF микровълнови материали.

Типични проекти печатни платкисе основават на използването на стандартен ламинат от фибростъкло тип FR4, с работна температура от -50 до +110 °C и температура на встъкляване Tg (омекване) от около 135 °C.

При повишени изисквания за топлоустойчивост или при монтиране на платки във фурна по безоловна технология (t до 260 °C) се използва високотемпературен FR4 High Tg или FR5.

Основни материали за печатни платки:

"+" - Обикновено в наличност

"+/-" - При поискване (не винаги е налично)

Prepreg ("завързващ" слой) за многослойни печатни платки

FR-4

Стъклопласт с фолио покритие с номинална дебелина 1,6 мм, облицована с медно фолио с дебелина 35 микрона от едната или от двете страни. Стандартният FR-4 е с дебелина 1,6 мм и се състои от осем слоя („препреги“) фибростъкло. Централният слой обикновено съдържа логото на производителя; цветът му отразява класа на запалимост на този материал (червен - UL94-VO, син - UL94-HB). Обикновено FR-4 е прозрачен, стандартен зелен цвятопределя се от цвета на маската за запояване, нанесена върху готовата печатна платка

• обемно електрическо съпротивление след кондициониране и възстановяване (Ohm x m): 9,2 x 1013;
• повърхностно електрическо съпротивление (Ohm): 1.4 x1012;
• якост на отлепване на фолиото след излагане на галваничен разтвор (N/mm): 2,2;
• запалимост (вертикален метод на изпитване): клас Vо.

MI 1222

е слоест пресован материал на базата на фибростъкло, импрегнирано с епоксидно свързващо вещество, облицовано от едната или от двете страни с медно електролитно фолио.

• повърхностно електрическо съпротивление (Ohm): 7 x 1011;
• специфично обемно електрическо съпротивление (Ohm): 1 x 1012;
• диелектрична константа (Ohm x m): 4,8;
• якост на отлепване на фолиото (N/mm): 1,8.

FAF-4D

Те са флуоропласт, усилен със стъклени влакна, облицован от двете страни с медно фолио. Приложение: - като основи печатни платкиработещи в микровълновия диапазон; - електрическа изолацияза печатни елементи на приемно-предавателна апаратура; - способни за продължителна работа в температурен диапазон от +60 до +250°С.

• Якост на адхезия на фолиото към основата на лента от 10 mm, N (kgf), не по-малко от 17,6 (1,8)
• Тангенс на диелектричните загуби при честота 106 Hz, не повече от 7 x 10-4
• Диелектрична константа при честота 1 MHz 2,5 ± 0,1
• Налични размери на листа, mm (максимално отклонение в ширината и дължината на листа 10 mm) 500x500

T111

материал, изработен от топлопроводим полимер на базата на керамика с алуминиева основа, се използват, когато се предвижда да се използват компоненти, които генерират значителна топлинна мощност (например ултраярки светодиоди, лазерни излъчватели и др.). Основните свойства на материала са отлично разсейване на топлината и повишена диелектрична якост при излагане на високи напрежения:

• Дебелина на алуминиевата основа - 1,5 мм
• Дебелина на диелектрика - 100 микрона
• Дебелина на медно фолио - 35 микрона
• Топлопроводимост на диелектрика - 2,2 W/mK
• Диелектрично термично съпротивление - 0.7°C/W
• Топлопроводимост на алуминиева подложка (5052 - аналог на AMg2.5) - 138 W/mK
• Пробивно напрежение - 3 KV
• Температура на встъкляване (Tg) - 130
• Обемно съпротивление - 108 MΩ×cm
• Повърхностно съпротивление - 106 MΩ
• Най-високо работно напрежение (CTI) - 600V

Защитни маски за спояване, използвани в производството на печатни платки

Солдерна маска (известна още като брилянтно зелено) - слой издръжлив материал, предназначени да предпазват проводници от проникване на спойка и поток по време на запояване, както и от прегряване. Маската покрива проводниците и оставя подложките и съединителите на ножовете открити. Методът за нанасяне на маска за запояване е подобен на прилагането на фоторезист - с помощта на фотомаска с шарка от подложки, материалът на маската, нанесен върху печатната платка, се осветява и полимеризира, зоните с подложки за запояване не се експонират и маската се отмива от тях след развитие. Най-често маската за запояване се нанася върху медния слой. Ето защо, преди образуването му, защитният слой калай се отстранява - в противен случай калайът под маската ще набъбне от нагряването на платката при запояване.

PSR-4000 H85

Зелен цвят, течно фоточувствително топлинно втвърдяване, дебелина 15-30 микрона, TAIYO INK (Япония).

Има одобрение за употреба от следните организации и производители на крайни продукти: NASA, IBM, Compaq, Lucent, Apple, AT&T, General Electric, Honeywell, General Motors, Ford, Daimler-Chrysler, Motorola, Intel, Micron, Ericsson, Thomson, Visteon , Alcatel , Sony, ABB, Nokia, Bosch, Epson, Airbus, Philips, Siemens, HP, Samsung, LG, NEC, Matsushita (Panasonic), Toshiba, Fujitsu, Mitsubishi, Hitachi, Toyota, Honda, Nissan и много, много други ;

IMAGECURE XV-501

Цветна (червена, черна, синя, бяла), течна двукомпонентна спояваща маска, Coates Electrografics Ltd (Англия), дебелина 15-30 микрона;

ДУНАМАСК КМ

Суха филмова маска от DUNACHEM (Германия) с дебелина 75 микрона осигурява напъване отвори, има висока адхезия.

Продължителност: 2 часа (90 мин.)

25.1 Основни въпроси

PP основни материали;

Материали за създаване на печатни дизайнерски елементи;

Технологични материали за производство на PP.

25.2 Текст на лекцията

25.2.1 Основни mPP основни материали – до 40 мин

Основните материали на печатните платки включват:

фолирани (от едната или от двете страни) и нефолирани диелектрици (гетинакс, текстолит, фибростъкло, фибростъкло, лавсан, полиимид, флуоропласт и др.), керамични материалии метални (с повърхностен диелектричен слой) пластини, от които са направени основите на печатни платки;

изолационен дистанционен материал (залепващи уплътнения - препреги), използван за залепване на MPP слоеве.

За защита на повърхността на PP от външни влияния се използват полимерни защитни лакове и защитни покрития.

При избора на PP основен материал трябва да се обърне внимание на следното: очаквани механични ефекти (вибрации, удари, линейно ускорение и др.); клас на точност PP (разстояние между проводниците); реализирани електрически функции; производителност; условия за ползване; цена.

Основният материал трябва да прилепва добре към метала на проводниците, да има висока механична якост, да запазва свойствата си при излагане на климатични фактори и да има подобен коефициент на топлинно разширение в сравнение с метала на проводниците.

Изборът на материал се определя от:

електроизолационни свойства;

механична сила;

стабилност на параметрите при излагане на агресивна среда и променящи се условия;

обработваемост;

цена.

Фолиевите диелектрици се произвеждат с проводимо покритие от медно (по-рядко никелово или алуминиево) електролитно фолио с дебелина от 5 до 105 микрона. За подобряване на якостта на сцепление фолиото е покрито от едната страна със слой хром с дебелина 1…3 микрона. Фолиото се характеризира с чистота на състава (примеси не повече от 0,05%), пластичност. Фолирането се извършва чрез пресоване при температура 160...180 0 С и налягане 5...15 МРа.

Нефолийните диелектрици се произвеждат в два вида:

с адхезивен (адхезивен) слой с дебелина 50...100 микрона (например епоксиден каучуков състав), който се прилага за увеличаване на якостта на адхезия на химическата мед, отложена по време на производствения процес на PP;

с катализатор, въведен в обема на диелектрика, който насърчава отлагането на химическа мед.

Ламинираните пластмаси, състоящи се от пълнител (електроизолационна хартия, плат, фибростъкло) и свързващо вещество (фенолна или фенолна епоксидна смола), се използват като диелектрична основа на твърд РР. Ламинираните пластмаси включват гетинакс, текстолит и фибростъкло.

Гетинаксът е изработен от хартия и се използва при нормални климатични условия на работа за битова техника. Има ниска цена, добра обработваемост и висока водопоглъщаемост.

Текстолитът е изработен от памучен плат.

Ламинатите от фибростъкло са направени от фибростъкло. В сравнение с getinaks, ламинатите от фибростъкло имат по-добри механични и Електрически характеристики, по-висока устойчивост на топлина, по-малко абсорбиране на влага. Те обаче имат редица недостатъци: по-лоша обработваемост; по-висока цена; значителна разлика (около 30 пъти) в коефициента на топлинно разширение на медта и фибростъклото по посока на дебелината на материала, което може да доведе до разкъсване на метализацията в отворите по време на запояване или по време на работа.

За производството на печатни платки, използвани в условия на повишена опасност от пожар, се използват огнеустойчиви гетинакс и ламинати от фибростъкло. Повишаването на огнеустойчивостта на диелектриците се постига чрез въвеждане на забавители на огъня в техния състав.

Въвеждането на 0,1...0,2% паладий или меден оксид в лака, който импрегнира фибростъкло, подобрява качеството на метализацията, но леко намалява изолационното съпротивление.

За производството на печатни платки, които осигуряват надеждно предаване на наносекундни импулси, е необходимо да се използват материали с подобрени диелектрични свойства (намалена диелектрична константа и тангенс на диелектричните загуби). Следователно използването на основи от органични материали с относителна диелектрична проницаемост под 3,5 се счита за обещаващо. Като основа за РР в микровълновия диапазон се използват неполярни полимери (флуоропласт, полиетилен, полипропилен).

За производството на GPP и GPC, които могат да издържат на многократно огъване, се използват диелектрици на базата на полиестерно фолио (лавсан или полиетилен терефталат), флуоропласт, полиимид и др.

Изолационният омекотяващ материал (препреги) е направен от фибростъкло, импрегнирано с недостатъчно полимеризирана термореактивна епоксидна смола (или други смоли); от полиимид с двустранно лепило и други материали.

Керамиката може да се използва като основен материал за PP.

Предимството на керамичния PP е по-добро отвеждане на топлината от активните елементи, висока механична якост, стабилност на електрически и геометрични параметри, намалени нива на шум, ниско водопоглъщане и газове.

Недостатъкът на керамичните плоскости е крехкостта, голямата маса и малките размери (до 150x150 mm), дълъг цикъл на производство и голямо свиване на материала, висока цена.

ПП на метална основаизползва се в продукти с големи токови натоварвания и при повишени температури. Алуминий, титан, стомана, мед и сплав от желязо и никел се използват като основни материали. За получаване на изолационен слой върху метална основа се използват специални емайли, керамика, епоксидни смоли, полимерни филми и др., Изолационен слой върху алуминиева основа може да се получи чрез анодно окисление.

Недостатъкът на металните емайлирани плоскости е високата диелектрична проницаемост на емайла, което изключва използването им във високочестотно оборудване.

Металната основа на печатната платка често се използва като захранващи и заземяващи шини, като екран.

25.2.2 Материали за печатни дизайнерски елементи – до 35 мин

Материалът, използван за отпечатани елементи на шаблона (проводници, контактни площадки, крайни контакти и др.), е метални покрития. За създаване на основния тоководещ слой най-често се използва мед. Керамичните печатни платки използват графит.

Материалите, използвани за създаване на метални покрития, са представени в таблица 25.1.

Таблица 25.1 – Метални покрития, използвани за създаване на печатни дизайнерски елементи

25.2.3 Технологични (консумативи) mматериали за производство на PP – до 15 мин

Технологичните материали за производството на печатни платки включват фоторезисти, специални бои за екрани, защитни маски, електролити за медно покритие, ецване и др.

Изискванията за консумативите се определят от дизайна на печатната платка и производствения процес.

Фоторезистите трябва да осигуряват необходимата разделителна способност при получаване на модел на верига и подходяща химическа устойчивост. Фоторезистите могат да бъдат течен или сух филм (SPF).

Използват се негативни и позитивни фоторезисти. Когато се използват негативни фоторезисти, откритите участъци на заготовката за печатни платки остават върху платката, а неекспонираните участъци се измиват по време на проявяването. При използване на положителни фоторезистори експонираните зони се измиват по време на проявяването.

Разтворите за ецване трябва да са съвместими с резиста, използван за ецване, да са неутрални към изолационните материали и да имат висока скорост на ецване. Киселинни и алкални разтвори на меден хлорид, разтвори на базата на железен хлорид, разтвори на базата на амониев персулфат и разтвори на желязо-меден хлорид се използват широко като ецващи електролити.

Всички материали трябва да бъдат икономични и безопасни за заобикаляща среда.

Използваната основа е фолиеви и нефолиеви диелектрици (гетинакс, текстолит, фибростъкло, фибростъкло, лавсан, полиамид, флуоропласт и др.), Керамични материали, метални плочи, изолационен амортизиращ материал (препрег).

Фолиевите диелектрици са електроизолационни основи, обикновено покрити с електролитно медно фолио с окислен галванично-устойчив слой, съседен на електроизолационната основа. В зависимост от предназначението фолийните диелектрици могат да бъдат едностранни и двустранни с дебелина от 0,06 до 3,0 mm.

Нефолийните диелектрици, предназначени за полу-адитивен и адитивен метод на производство на платки, имат специално нанесен адхезивен слой върху повърхността, който служи за по-добра адхезия на химически отложената мед към диелектрика.

Основите на печатни платки са направени от материал, който може да се прилепи добре към метала на проводниците; имат диелектрична константа не повече от 7 и малък тангенс на диелектричните загуби; имат достатъчно висока механична и електрическа якост; позволяват възможност за обработка чрез рязане, щамповане и пробиване без образуване на стружки, пукнатини и разслояване на диелектрика; запазват свойствата си при излагане на климатични фактори, са незапалими и пожароустойчиви; имат ниска водопоглъщаемост, ниска топлинен коефициентлинейно разширение, плоскост и устойчивост на агресивни среди по време на проектиране на верига и запояване.

Основните материали са наслоени пресовани плочи, импрегнирани с изкуствена смола и евентуално облицовани от едната или от двете страни с медно електролитно фолио. Фолиевите диелектрици се използват в субтрактивни методи за производство на печатни платки, а нефолийните диелектрици се използват в адитивни и полу-адитивни. Дебелината на проводящия слой може да бъде 5, 9, 12, 18, 35, 50, 70 и 100 микрона.

В производството се използват материали, например за OPP и DPP - ламинат от фолио от фибростъкло класове SF-1-50 и SF-2-50 с дебелина на медното фолио 50 микрона и вътрешна дебелина от 0,5 до 3,0 mm; за MPP - ламинат от фибростъкло с фолио FTS-1-18A и FTS-2-18A с дебелина на медното фолио 18 микрона и собствена дебелина от 0,1 до 0,5 mm; за GPP и GPK - фолиран лавсан LF-1 с дебелина на медното фолио 35 или 50 микрона и собствена дебелина от 0,05 до 0,1 mm.

В сравнение с getinaks, ламинатите от фибростъкло имат по-добри механични и електрически характеристики, по-висока устойчивост на топлина и по-ниска абсорбция на влага. Те обаче имат редица недостатъци, например ниска устойчивост на топлина в сравнение с полиамидите, което допринася за замърсяване на краищата на вътрешните слоеве със смола при пробиване на отвори.

За производството на печатни платки, които осигуряват надеждно предаване на наносекундни импулси, е необходимо да се използват материали с подобрени диелектрични свойства, те включват печатни платки, направени от органични материали с относителна диелектрична константа под 3,5.

За производството на печатни платки, използвани в условия на повишена опасност от пожар, се използват огнеустойчиви материали, например ламинати от фибростъкло от марките SONF, STNF, SFVN, STF.

За производството на GPC, които могат да издържат на повтарящи се огъвания от 90 в двете посоки от начална позицияс радиус 3 mm се използват лавсан с фолио и флуоропласт. Материалите с дебелина на фолиото от 5 микрона позволяват производството на печатни платки от 4-ти и 5-ти клас на точност.

За залепване на PP слоеве се използва изолационен амортизиращ материал. Изработени са от фибростъкло, импрегнирано с недостатъчно полимеризирана термореактивна епоксидна смола с нанесено залепващо покритие от двете страни.

За защита на повърхността на PP и GPC от външни влияния се използват полимерни защитни лакове и защитни покрития.

Керамичните материали се характеризират със стабилност на електрически и геометрични параметри; стабилна висока механична якост в широк температурен диапазон; висока топлопроводимост; ниска абсорбция на влага. Недостатъците са дълъг цикъл на производство, голямо свиване на материала, крехкост, висока ценаи т.н.

Металните основи се използват в топлинно натоварени печатни платки за подобряване на отвеждането на топлината от IC и ERE в EA с големи токови натоварвания, работещи при високи температури, както и за увеличаване на твърдостта на печатни платки, направени върху тънки основи; изработени са от алуминий, титан, стомана и мед.

За печатни платки с висока плътност с микроотверстия се използват материали, подходящи за лазерна обработка. Тези материали могат да бъдат разделени на две групи:

1. Подсилени нетъкани стъклени материали и преприги ( композитен материална базата на тъкани, хартия, непрекъснати влакна, импрегнирани със смола в невтвърдено състояние) с дадена геометрия и разпределение на нишките; органични материали с неориентирано разположение на влакната Preprig за лазерна технология има по-малка дебелина на фибростъклото по оста Z в сравнение със стандартното фибростъкло.

2. Неусилени материали (покрито със смола медно фолио, полимеризирана смола), течни диелектрици и диелектрици със сух филм.

От другите материали, използвани в производството на печатни платки, най-широко използвани са никелът и среброто като метален резист за запояване и заваряване. Освен това се използват редица други метали и сплави (например калай - бисмут, калай - индий, калай - никел и др.), чиято цел е да осигурят селективна защита или ниско контактно съпротивление, да подобрят условията на запояване. Допълнителните покрития, които повишават електрическата проводимост на печатните проводници, в повечето случаи се извършват чрез галванично отлагане, по-рядко чрез вакуумна метализация и горещо калайдисване.

Доскоро фолийните диелектрици на базата на епоксидно-фенолни смоли, както и използваните в някои случаи диелектрици на базата на полиимидни смоли, отговаряха на основните изисквания на производителите на печатни платки. Необходимостта от подобряване на разсейването на топлината от ИС и LSI, ниски изисквания диелектрична константаматериал на платката за високоскоростни вериги, значението на съвпадението на коефициентите на топлинно разширение на материала на платката, IC пакети и кристални носители, широко разпространение съвременни методиинсталацията доведе до необходимостта от разработване на нови материали. Широко използван в модерни дизайниВ компютърния хардуер се срещат MPP на керамична основа. Използването на керамични субстрати за производството на печатни платки се дължи предимно на използването на високотемпературни методи за създаване на проводим модел с минимална ширина на линията, но се използват и други предимства на керамиката (добра топлопроводимост, съвпадение на коеф. на топлинно разширение с IC пакети и медии и др.). При производството на керамични MPP най-широко се използва технологията с дебел филм.

В керамичните основи като изходни материали широко се използват алуминиеви и берилиеви оксиди, както и алуминиев нитрид и силициев карбид.

Основният недостатък на керамичните плоскости е техният ограничен размер (обикновено не повече от 150x150 mm), което се дължи главно на крехкостта на керамиката, както и на трудността за постигане на необходимото качество.

Образуването на проводим модел (проводници) се извършва чрез ситопечат. Пастите, състоящи се от метални прахове, органично свързващо вещество и стъкло, се използват като проводящи материали в керамичните субстратни плоскости. За проводникови пасти, които трябва да имат добра адхезия, способност да издържат на многократна топлинна обработка и ниско електрическо съпротивление, се използват прахове от благородни метали: платина, злато, сребро. Икономическите фактори също налагат използването на пасти на базата на композиции: паладий - злато, платина - сребро, паладий - сребро и др.

Изолационните пасти се произвеждат на базата на кристализиращи стъкла, стъклокристални цименти и стъклокерамика. Като проводникови материали в партидните керамични плоскости се използват пасти от прахове от огнеупорни метали: волфрам, молибден и др.. Като основа се използват ленти от керамични сирена на базата на алуминиев и берилиев оксид, силициев карбид и алуминиев нитрид. детайла и изолаторите.

Твърдите метални основи, покрити с диелектрик, се характеризират (подобно на керамичните) чрез високотемпературно изгаряне на дебелослойни пасти на основата на стъкла и емайли в субстрата. Характеристиките на дъските върху метална основа са повишена топлопроводимост, структурна якост и ограничения на скоростта поради силната връзка на проводниците с металната основа.

Широко използвани са плочи от стомана, мед, титан, покрити със смола или топимо стъкло. Въпреки това, най-модерният по отношение на набор от показания е анодизираният алуминий и неговите сплави с доста дебел оксиден слой. Анодизираният алуминий се използва и за тънкослойно многослойно оформление на печатни платки.

Обещаващо е използването на основи със сложна композитна структура, включително метални дистанционери, както и основи, изработени от термопласти, в печатни платки.

PTFE основи с фибростъкло се използват във високоскоростни вериги. Различни композитни основи от "кевлар и кварц", както и мед - инвар - мед се използват в случаите, когато е необходимо да има коефициент на топлинно разширение, близък до коефициента на разширение на алуминиевия оксид, например, в случай на монтаж на различни керамични кристални носители (микрокуфари) на платка. Композитните субстрати на базата на полиимид се използват главно в мощни веригиили във високотемпературни PCB приложения.

Какво представлява отпечатани дъскиА?

Отпечатано дъскиАили дъскиА, е плоча или панел, състоящ се от един или два проводими модела, разположени на повърхността на диелектрична основа, или система от проводими модели, разположени в обема и на повърхността на диелектрична основа, свързани помежду си в съответствие с принципа електрическа схема, предназначен за електрическа връзкаи механично закрепване на монтирани върху него продукти електронна технология, квантова електроника и електротехнически продукти - пасивни и активни електронни компоненти.

Най-просто отпечатани дъскио, е дъскиА, който съдържа медни проводници от едната страна отпечатани дъскиси свързва елементите на проводящия модел само на една от повърхностите си. Такива дъскисизвестен като еднослоен отпечатани дъскисили едностранно отпечатани дъскис(съкратено като АКИ).

Днес най-популярният в производството и най-разпространеният отпечатани дъскис, които съдържат два слоя, т.е. съдържат проводящ модел от двете страни дъскис– двустранни (двуслойни) отпечатани дъскис(съкратено DPP). Проходните връзки се използват за свързване на проводници между слоевете. инсталацияметализирани и преходни отвори. Въпреки това, в зависимост от физическата сложност на дизайна отпечатани дъскис, когато окабеляването е от двете страни дъскине става твърде сложен в производството поръчканалични многослойни отпечатани дъскис(съкратено MPP), където проводимият модел се формира не само на две външни страни дъскис, но и във вътрешните слоеве на диелектрика. В зависимост от сложността, многопластови отпечатани дъскисмогат да бъдат направени от 4,6,...24 или повече слоя.

За инсталацияАвключени електронни компоненти отпечатани дъскис, е необходима технологична операция - запояване, използвана за получаване на трайна връзка на детайли от различни метали чрез въвеждане на разтопен метал - припой, който има повече ниска температуратопене от материалите на частите, които се съединяват. Запоените контакти на частите, както и спойката и флюса, се привеждат в контакт и се подлагат на нагряване при температура над точката на топене на спойката, но под температурата на топене на запояваните части. В резултат на това спойката влиза течно състояниеи намокря повърхностите на частите. След това нагряването спира и спойката преминава в твърда фаза, образувайки връзка. Този процес може да се извърши ръчно или с помощта на специализирано оборудване.

Преди запояване се поставят компоненти отпечатани дъскипроводници на компоненти в проходни отвори дъскиси запоени към контактните площадки и/или метализирани вътрешна повърхностдупки - т.нар технология инсталацияАв дупки (THT Through Hole Technology - технология инсталацияАв дупки или други думи - щифт инсталацияили DIP инсталация). Също така, по-прогресивната повърхностна технология става все по-широко разпространена, особено в масовото и широкомащабно производство. инсталацияА- наричана още TMP (технология инсталацияАна повърхността) или SMT(технология за повърхностен монтаж) или SMD технология (от surface mount device – устройство, монтирано върху повърхност). Основната му разлика от „традиционната“ технология инсталацияАв дупки е, че компонентите са монтирани и запоени върху земни подложки, които са част от проводящия модел на повърхността отпечатани дъскис. В повърхностната технология инсталацияАОбикновено се използват два метода на запояване: запояване с повторно запояване с паста за запояване и запояване с вълна. Основното предимство на метода на вълново запояване е възможността за едновременно запояване на двата повърхностно монтирани компонента дъскис, и в дупките. В същото време запояването с вълна е най-продуктивният метод за запояване, когато инсталация e в дупките. Запояването чрез препълване се основава на използването на специален технологичен материал - спояваща паста. Съдържа три основни компонента: спойка, флюс (активатори) и органични пълнители. Запояванепастаприлага се върху контактните подложки с помощта на дозатор или чрез шаблон, след това електронните компоненти се монтират с проводниците върху спояващата паста и след това процесът на претопяване на спойката, съдържаща се в спояващата паста, се извършва в специални пещи чрез нагряване отпечатани дъскисс компоненти.

За да се избегне и/или предотврати случайно късо съединение на проводници от различни вериги по време на процеса на запояване, производителите отпечатани дъскиизползва се защитна маска за спойка (английска маска за запояване; известна още като „брилянтна“) - слой от издръжлив полимерен материал, предназначен да предпазва проводниците от проникване на спойка и поток по време на запояване, както и от прегряване. Запояване маскапокрива проводниците и оставя открити подложките и конекторите на ножовете. Най-често срещаните цветове на маска за запояване, използвани в отпечатани дъскиА x - зелено, след това червено и синьо. Трябва да се има предвид, че запояване маскане защитава дъскиот влага по време на работа дъскиса за защита от влага се използват специални органични покрития.

В най-популярните CAD програми отпечатани дъскии електронни устройства (съкратено CAD - CAM350, P-CAD, Protel DXP, SPECCTRA, OrCAD, Allegro, Expedition PCB, Genesis), като правило има правила, свързани с маската за запояване. Тези правила определят разстоянието/отстъплението, което трябва да се поддържа между ръба на подложката за запояване и ръба на маската за запояване. Тази концепция е илюстрирана на фигура 2(a).

Ситопечат или маркировка.

Маркирането (англ. Silkscreen, legend) е процес, при който производителят прилага информация за електронните компоненти и който спомага за улесняване на процеса на сглобяване, проверка и ремонт. Обикновено се прилагат маркировки за обозначаване на референтни точки и позиция, ориентация и рейтинг на електронните компоненти. Може да се използва и за всякакви дизайнерски цели отпечатани дъски, например, посочете името на компанията, инструкции за настройка (това се използва широко в стари дънни платки дъскиАх персонални компютри) и т.н. Маркировката може да се постави и от двете страни дъскиси обикновено се прилага чрез ситопечат (ситопечат) със специална боя (с термично или UV втвърдяване) с бял, жълт или черен цвят. Фигура 2 (b) показва обозначението и площта на компонентите, направени с бели маркировки.

Структура на слоевете в CAD

Както беше отбелязано в началото на тази статия, отпечатани дъскисмогат да бъдат направени от няколко слоя. Кога отпечатани дъскиАпроектиран с помощта на CAD, често може да се види в структурата отпечатани дъскисняколко слоя, които не отговарят на необходимите слоеве с окабеляване от проводящ материал (мед). Например слоевете за маркиране и маска за запояване са непроводими слоеве. Наличието на проводими и непроводими слоеве може да доведе до объркване, тъй като производителите използват термина слой, когато имат предвид само проводими слоеве. Отсега нататък ще използваме термина "слоеве" без "CAD" само когато говорим за проводими слоеве. Ако използваме термина "CAD слоеве", имаме предвид всички видове слоеве, тоест проводими и непроводими слоеве.

Структура на слоевете в CAD:

Фигура 3 показва три различни структурислоеве. оранжев цвятподчертава проводимите слоеве във всяка структура. Височина или дебелина на конструкцията отпечатани дъскисможе да варира в зависимост от предназначението, но най-често използваната дебелина е 1,5 мм.

Видове корпуси на електронни компоненти

Днес на пазара има голямо разнообразие от видове корпуси на електронни компоненти. Обикновено има няколко вида корпуси за един пасивен или активен елемент. Например, можете да намерите една и съща микросхема както в QFP пакет (от английския Quad Flat Package - семейство пакети с микросхеми с планарни щифтове, разположени от четирите страни), така и в LCC пакет (от английския Leadless Chip Carrier - е нископрофилен квадратен керамичен корпус с контакти, разположени на дъното му).

Основно има 3 големи семейства електронни кутии:

Контактна подложка отпечатани дъскис(английска земя)

Контактна подложка отпечатани дъскис- част от проводящия модел отпечатани дъскис, използван за електрическо свързване на инсталирани електронни продукти. Контактна подложка отпечатани дъскисТой представлява части от медния проводник, открити от маската за запояване, където са запоени проводниците на компонента. Има два вида накладки - контактни накладки инсталациядупки за инсталацияАв дупки и равнинни подложки за повърхност инсталацияА- SMD подложки. Понякога SMD подложките са много подобни на подложките. инсталацияАв дупките.

Фигура 4 показва подложките за 4 различни електронни компонента. Осем за IC1 и две за R1 SMD подложки, съответно, както и три подложки с отвори за Q1 и PW електронни компоненти.

Медни проводници

Медните проводници се използват за свързване на две точки отпечатани дъски e - например за свързване между две SMD подложки (Фигура 5.) или за свързване на SMD подложка към подложка инсталациядупка или за свързване на два отвора.

Проводниците могат да имат различни изчислени ширини в зависимост от токовете, протичащи през тях. Също така при високи честоти е необходимо да се изчисли ширината на проводниците и пролуките между тях, тъй като съпротивлението, капацитетът и индуктивността на проводниковата система зависят от тяхната дължина, ширина и относителната им позиция.

Чрез плакирани отвори отпечатани дъскис

Когато трябва да свържете компонент, който се намира на горен слой отпечатани дъскисс компонент, разположен на долния слой, се използват проходни отвори, които свързват елементите на проводящия модел на различни слоеве отпечатани дъскис. Тези отвори позволяват преминаването на ток отпечатани дъски u. Фигура 6 показва два проводника, които започват от подложките на компонент на горния слой и завършват на подложките на друг компонент на долния слой. Всеки проводник има собствен проходен отвор, който провежда ток от горния слой към долния слой.

Фигура 6. Свързване на две микросхеми чрез проводници и метализирани отвори от различни страни отпечатани дъскис

Фигура 7 дава по-подробен изглед на напречното сечение на 4-слой отпечатани дъски. Тук цветовете показват следните слоеве:

На модела отпечатани дъскис, Фигура 7 показва проводник (червен), който принадлежи към горния проводящ слой и който минава през дъски y използва преминаващ отвор и след това продължава пътя си по долния слой (син).

Фигура 7. Проводник от горния слой, преминаващ през отпечатани дъски y и продължава пътя си на долния слой.

"Сляп" метализиран отвор отпечатани дъскис

В HDI (High Density Interconnect) отпечатани дъскиА x е необходимо да се използват повече от два слоя, както е показано на фигура 7. Обикновено в многослойни структури отпечатани дъскисНа които са инсталирани много интегрални схеми, се използват отделни слоеве за захранване и заземяване (Vcc или GND) и по този начин външните сигнални слоеве са освободени от захранващи шини, което улеснява маршрутизирането на сигналните проводници. Има и случаи, при които сигналните проводници трябва да преминат от външния слой (отгоре или отдолу) по най-късия път, за да осигурят необходимия характеристичен импеданс, изискванията за галванична изолация и завършвайки с изискванията за устойчивост на електростатичен разряд. За тези видове връзки се използват слепи метализирани отвори (Blind via - „сляп“ или „сляп“). Това се отнася до дупките за свързване външен слойс един или повече вътрешни, което ви позволява да направите връзката минимална по височина. Глухият отвор започва от външния слой и завършва във вътрешния, поради което има префикс "сляп".

За да разберете коя дупка има дъскид, можете да поставите отпечатани дъскинад източника на светлина и вижте - ако виждате светлина, идваща от източника през отвора, тогава това е преходен отвор, в противен случай е сляп.

Слепите отвори са полезни за използване в дизайна дъскис, когато сте ограничени по размер и имате твърде малко място за поставяне на компоненти и прокарване на сигнални проводници. Можете да поставите електронни компоненти от двете страни и да увеличите максимално пространството за окабеляване и други компоненти. Ако преходите се извършват през проходни дупки, а не през слепи, ще ви трябва допълнително пространствоза дупки, защото дупката заема място от двете страни. В същото време глухите отвори могат да бъдат разположени под тялото на чипа - например за големи и сложни кабели BGAкомпоненти.

Фигура 8 показва три отвора, които са част от четири слоя отпечатани дъскис. Ако погледнем отляво надясно, първото нещо, което ще видим е проходен отвор през всички слоеве. Вторият отвор започва от горния слой и завършва при втория вътрешен слой - L1-L2 преградата. И накрая, третият отвор започва в долния слой и завършва в третия слой, така че казваме, че е сляп през L3-L4.

Основният недостатък на този тип дупки е, че са повече висока ценапроизводство отпечатани дъскиссъс слепи отвори, в сравнение с алтернативни проходни отвори.

Скрити проходи

Английски Заровен чрез - „скрит“, „заровен“, „вграден“. Тези отвори са подобни на слепите отвори, с изключение на това, че започват и завършват на вътрешните слоеве. Ако погледнем фигура 9 отляво надясно, можем да видим, че първата дупка минава през всички слоеве. Вторият е сляп през L1-L2, а последният е скрит през L2-L3, който започва от втория слой и завършва на третия слой.

Фигура 9. Сравнение на проходен проход, глух отвор и заровен отвор.

Технология на производство на слепи и скрити отвори

Технологията за производство на такива отвори може да бъде различна, в зависимост от дизайна, който разработчикът е заложил, и в зависимост от възможностите фабрикаа-производител. Ще разграничим два основни вида:

Дупката се пробива в двустранен детайл DPP, метализиран, гравиран и след това този детайл, по същество завършен двуслоен отпечатани дъскиА, пресован през препрег като част от многослойна заготовка отпечатани дъскис. Ако тази заготовка е отгоре на „пая“ MPP, тогава получаваме слепи дупки, ако в средата, тогава получаваме скрити отвори.

1. В компресиран детайл се пробива дупка MPP, дълбочината на пробиване се контролира за точно удряне на подложките на вътрешните слоеве и след това се получава метализация на отвора. По този начин получаваме само глухи дупки.

В сложни структури MPPМогат да се използват комбинации от горните видове отвори - Фигура 10.

Фигура 10. Пример за типична комбинация от типове връзки.

Имайте предвид, че използването на глухи отвори понякога може да доведе до намаляване на цената на проекта като цяло, поради спестяване на общия брой слоеве, по-добра проследимост и намаляване на размера отпечатани дъскис, както и възможност за нанасяне на компоненти с по-фини стъпки. Във всеки конкретен случай обаче решението за тяхното използване трябва да се взема индивидуално и разумно. Не бива обаче да се прекалява със сложността и разнообразието от видове глухи и скрити отвори. Опитът показва, че когато избирате между добавяне на друг тип глух отвор към дизайн и добавяне на друга двойка слоеве, е по-добре да добавите няколко слоя. Във всеки случай дизайнът MPPтрябва да се проектира, като се вземе предвид как точно ще се внедри в производството.

Финишни метални защитни покрития

Получаване на правилното и надеждно запоени връзкив електронното оборудване зависи от много конструктивни и технологични фактори, включително правилното ниво на запояване на свързаните елементи, като компоненти и отпечатанипроводници. За поддържане на способността за запояване отпечатани дъскипреди инсталацияАелектронни компоненти, осигуряващи гладкостта на покритието и за надеждна инсталацияАзапоени съединения, медната повърхност на подложките трябва да бъде защитена отпечатани дъскисот окисляване, така нареченото довършително метално защитно покритие.

При разглеждане на различни отпечатани дъскис, можете да забележите, че контактните подложки почти никога нямат меден цвят, често и най-често са сребристи, лъскаво златни или матово сиви. Тези цветове определят видовете довършителни метали защитни покрития.

Най-често срещаният метод за защита на запоени повърхности отпечатани дъские покритието на медни контактни площадки със слой от сребърна калаено-оловна сплав (POS-63) - HASL. Повечето произведени отпечатани дъскизащитени по метода HASL. Hot tinning HASL - процес на горещо калайдисване дъскис, чрез потапяне за ограничено време във вана с разтопена спойка и с бързо отстраняване чрез продухване на струя горещ въздух, премахване на излишната спойка и изравняване на покритието. Това покритие доминира за няколко последните години, въпреки сериозните си технически ограничения. Платс, произведени по този начин, въпреки че запазват способността си за запояване през целия период на съхранение, са неподходящи за някои приложения. Силно интегрирани елементи, използвани в SMTтехнологии инсталацияА, изискват идеална планарност (плоскост) на контактните площадки отпечатани дъски. Традиционните HASL покрития не отговарят на изискванията за планарност.

Приложени са технологии за нанасяне на покрития, които отговарят на изискванията за планарност химични методипокрития:

Потапящо златно покритие (Electroless Nickel / Immersion Gold - ENIG), което е тънък златен филм, нанесен върху никелов подслой. Функцията на златото е да осигурява добра запояемост и да предпазва никела от окисляване, а самият никел служи като бариера, предотвратяваща взаимната дифузия на златото и медта. Това покритие осигурява отлична равнинност на контактните площадки без повреди отпечатани дъски, осигурява достатъчна здравина на спойките, направени с припои на калаена основа. Основният им недостатък е високата производствена цена.

Immersion Tin - ISn - сив мат химическо покритие, осигуряваща висока плоскост отпечатанисайтове дъскиси съвместим с всички методи за запояване освен ENIG. Процесът на нанасяне на потопяем калай е подобен на процеса на нанасяне на потапящо злато. Потопяемият калай осигурява добра запояемост след това дългосрочно съхранение, което се осигурява чрез въвеждането на органометален подслой като бариера между медта на контактните площадки и самия калай. Въпреки това, дъскис, покрити с потопяем калай, изискват внимателно боравене и трябва да се съхраняват вакуумирани в сухи шкафове за съхранение и дъскисс това покритие не са подходящи за производство на клавиатури/тъч панели.

Когато работите с компютри и устройства с блейд конектори, контактите на блейд конекторите са обект на триене по време на работа. дъскисПоради това крайните контакти са галванизирани с по-дебел и по-твърд слой злато. Галванично позлатяване на конектори за ножове (Gold Fingers) - покритие от семейството Ni/Au, дебелина на покритието: 5 -6 Ni; 1,5 – 3 µm Au. Покритието се нанася чрез електрохимично отлагане (галванопластика) и се използва предимно върху крайни контакти и ламели. Дебелото златно покритие има висока механична якост, устойчивост на абразия и неблагоприятни влияния на околната среда. Незаменим, когато е важно да се осигури надежден и издръжлив електрически контакт.

Качеството на доставените материали отговаря на стандарта IPC4101B, а системата за управление на качеството на производителите е потвърдена от международни сертификати ISO 9001:2000.

FR4 – ламинатът от фибростъкло с клас на огнеустойчивост 94V-0 е най-разпространеният материал за производство на печатни платки. Нашата компания доставя следните видовематериали за производство на едно- и двустранни печатни платки:

• Ламинат от фибростъкло FR4 с температура на встъкляване 135ºС, 140ºС и 170ºС за производство на едностранни и двустранни печатни платки. Дебелина 0.5 - 3.0 мм с фолио 12, 18, 35, 70, 105 микрона.
• Основен FR4 за вътрешни слоеве от MPP с температури на встъкляване 135ºС, 140ºС и 170ºС
• FR4 препреги с температури на встъкляване 135ºС, 140ºС и 170ºС за пресоване на MPP
• Материали XPC, FR1, FR2, CEM-1, CEM-3, HA-50
• Материали за платки с контролирано топлоотдаване:
  • (алуминий, мед, неръждаема стомана) с диелектрик с топлопроводимост от 1 W/m*K до 3 W/m*K произведени от Totking и Zhejiang Huazheng New Material Co.
  • Материал HA-30 CEM-3 с топлопроводимост 1 W/m*K за производство на едно- и двустранни печатни платки.

За някои цели е необходим висококачествен нефолиен диелектрик, който има всички предимства на FR4 (добри диелектрични свойства, стабилност на характеристиките и размерите, висока устойчивост на неблагоприятни влияния). климатични условия). За тези приложения можем да предложим нефолио ламинат от фибростъкло FR4.

В много случаи, когато са необходими доста прости печатни платки (при производството на домакинско оборудване, различни сензори, някои компоненти за автомобили и т.н.), отличните свойства на фибростъклото са излишни, а показателите за технологичност и цена излизат на преден план. Тук можем да предложим следните материали:

• XPC, FR1, FR2 - фолио getinaks (основа, изработена от целулозна хартия, импрегнирана с фенолна смола), широко използвана в производството на печатни платки за потребителска електроника, аудио и видео оборудване, в автомобилната индустрия (подредени във възходящ ред на свойствата, и съответно цена ). Отлично щамповане.
• CEM-1 е ламинат на базата на композиция от целулозна хартия и фибростъкло с епоксидна смола. Щампова красиво.

Нашият асортимент включва и електронанесено медно фолио за пресоване на MPP на Kingboard. Фолиото се доставя на ролки с различна ширина, дебелините на фолиото са 12, 18, 35, 70, 105 микрона, фолиото с дебелина 18 и 35 микрона почти винаги се предлага от нашия склад в Русия.

Всички материали са произведени в съответствие с директивата RoHS, съдържанието на вредни вещества е потвърдено от съответните сертификати и протоколи от тестове RoHS. Освен това всички материали, много артикули имат сертификати и др.