У дома · мрежи · Разработчици на печатни платки. Материали за производство на печатни платки Руски материал за метални печатни платки

Разработчици на печатни платки. Материали за производство на печатни платки Руски материал за метални печатни платки

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 и показателите за технологичност и цена излизат на преден план. Тук можем да предложим следните материали:

  • XPC, FR1, FR2 - гетинакс от фолио (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, съдържание вредни веществапотвърдено от съответните сертификати и протоколи от тестове на RoHS. Освен това всички материали, много артикули имат сертификати и др.

Нашата компания произвежда печатни платки от висококачествени вносни материали, вариращи от стандартни FR4 до микровълнови материали и полиимид. В този раздел ние дефинираме основните термини и понятия, използвани в областта на проектирането и производството на печатни платки. Разделът разказва за напълно прости неща, познат на всеки инженер-конструктор. Тук обаче има редица нюанси, които много разработчици не винаги вземат предвид.

*** Допълнителна информацияна разположение,

Многослоен дизайн на печатни платки
Нека разгледаме типичен дизайн на многослойна платка (фиг. 1). В първия, най-често срещан вариант, вътрешните слоеве на дъската са оформени от двустранно медно ламинирано фибростъкло, което се нарича „ядро“. Външните слоеве са направени от медно фолио, пресовано с вътрешните слоеве с помощта на свързващо вещество - смолист материал, наречен "препрег". След пресоване при високи температури се образува "пай" от многослойна печатна платка, в която след това се пробиват отвори и се метализират. Вторият вариант е по-рядко срещан, когато външните слоеве са оформени от „ядра“, държани заедно с препрег. Това е опростено описание; има много други дизайни, базирани на тези опции. Основният принцип обаче е, че препрегът действа като свързващ материал между слоевете. Очевидно не може да има ситуация, при която две двустранни "ядра" са съседни без препрег дистанционер, но структурата фолио-препрег-фолио-препрег... и т.н. е възможна и често се използва в табла със сложни комбинации от слепи и скрити дупки.


Слепи и скрити отвори
Терминът "слепи отвори" се отнася до отвори, които свързват външния слой с най-близките вътрешни слоеве и нямат достъп до втори външен слой. Идва от английска думаслепи, и е подобен на термина "слепи дупки". Скрити, или заровени (от английски buried), дупките се правят във вътрешните слоеве и нямат изход навън. Най-простите опции за слепи и скрити отвори са показани на фиг. 2. Използването им е оправдано в случай на много плътно окабеляване или за платки, силно наситени с планарни компоненти от двете страни. Наличието на тези отвори води до увеличаване на цената на платката от един и половина до няколко пъти, но в много случаи, особено при маршрутизиране на микросхеми в BGA пакетс малки стъпки, не можете без тях. Яжте различни начиниобразуване на такива отвори, те са разгледани по-подробно в раздела, но засега ще разгледаме по-подробно материалите, от които е изградена многослойната дъска.

Таблица 1. Видове и параметри на материалите, използвани за многослойни печатни платки
Преглед Съединение Tg Dk Цена
FR4 Епоксиден ламинат от фибростъкло > 130°C 4.7 1 (основен)
FR4 Висок Tg, FR5 Омрежен мрежест материал, повишена температурна устойчивост (съвместим с RoHS) > 160°C 4,6 1,2…1,4
RCC Епоксиден материал без стъклотъкана основа > 130°C 4,0 1,3…1,5
П.Д. Полиимидна смола с арамидна основа 260°C 3,5-4,6 5…6,5
PTFE Политетрафлуоретилен със стъкло или керамика (микровълнова) 240-280°С 2,2-10,2 32…70

Tg—температура на встъкляване (разрушаване на структурата)
Dk - диелектрична константа

Основни диелектрици за печатни платки
Основните видове и параметри на материалите, използвани за производството на MPP, са дадени в таблица 1. Типичните дизайни на печатни платки се основават на използването на стандартен ламинат от фибростъкло тип FR4, с работна температура, обикновено от -50 до +110 ° C, температура на встъкляване (разрушаване) Tg около 135 °C. Неговата диелектрична константа Dk може да бъде от 3,8 до 4,5, в зависимост от доставчика и вида на материала. 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. За изисквания като непрекъсната работа при високи температури или резки променитемператури се използва полиимид. В допълнение, полиимидът се използва за производството на платки с висока надеждност, за военни приложения, а също и в случаите, когато се изисква повишена електрическа якост. За платки с микровълнови вериги (повече от 2 GHz) се използват отделни слоеве от микровълнов материал или цялата платка е изработена от микровълнов материал (фиг. 3). Най-известните доставчици специални материали- фирми Rogers, Arlon, Taconic, Dupont. Цената на тези материали е по-висока от FR4 и е грубо показана в последната колона на таблица 1 спрямо цената на FR4. Примери за табла с различни видоведиелектриците са показани на фиг. 4, 5.

Дебелина на материала
Познаването на наличните дебелини на материала е важно за инженера не само за определяне на общата дебелина на плоскостта. При проектирането на MPP разработчиците са изправени пред следните задачи:
- изчисляване на вълновото съпротивление на проводниците на платката;
- изчисляване на стойността на междинната изолация за високо напрежение;
- избор на структура на глухи и скрити отвори.
Налични варианти и дебелини различни материалиса дадени в таблици 2-6. Трябва да се има предвид, че толерансът на дебелината на материала обикновено е до ±10%, следователно толерансът на дебелината на готовата многослойна плоскост не може да бъде по-малък от ±10%.

Таблица 2. Двустранни FR4 „ядра“ за вътрешните слоеве на печатната платка

Дебелина на диелектрика и дебелина на медта 5 µm 17 µm 35 µm 70 µm 105 µm
0,050 мм . . . ч ч
0,075 мм м . . ч ч
0,100 мм . . . ч ч
0,150 мм
0,200 мм м . . ч ч
0,250 мм
0,300 мм
0,350 мм м . . ч ч
0,400 мм . . . ч ч
0,450 мм
0,710 мм м . . ч ч
0,930 мм м . . . ч
1000 мм . . . . ч
Повече от 1 мм . . . . ч

Обикновено в наличност;
h - При поискване (не винаги е наличен)
m - Може да се произвежда;
Забележка: за да се гарантира надеждността на готовите платки, е важно да се знае, че за чужди вътрешни слоеве предпочитаме да използваме сърцевини с фолио от 35 микрона, а не от 18 микрона (дори с проводник и ширина на междината от 0,1 mm). Това повишава надеждността на печатните платки.
Диелектричната константа на сърцевините FR4 може да варира от 3,8 до 4,4 в зависимост от марката.

Таблица 3. Препрег („свързващ“ слой) за многослойни печатни платки

Тип препрег Дебелина след пресоване Възможно отклонение
Основен
1080 0,066 мм -0,005/+0,020 mm
2116 0,105 мм -0,005/+0,020 mm
7628 0,180 мм -0,005/+0,025 мм
Допълнително
106 няма поток 0,050 мм -0,005/+0,020 mm
1080 няма поток 0,066 мм -0,005/+0,020 mm
2113 0,100 мм -0,005/+0,025 мм

Диелектричната константа на препрега FR4 може да варира от 3,8 до 4,4 в зависимост от марката.
Моля, проверете този параметър за конкретен материал с нашите инженери по имейл

Таблица 4. Роджърс микровълнови материали за печатни платки

Материал Dk* загуби Дебелина на диелектрика, mm Дебелина на фолиото, микрони
Ro4003 3,38 0,2 18 или 35
0,51 18 или 35
0,81 18 или 35
Ro4350 3,48 0,17 18 или 35
0,25 18 или 35
0,51 18 или 35
0,762 18
1,52 35
Prepreg Ro4403 3,17 0,1 --
Prepreg Ro4450 3,54 0,1 --

* Dk - диелектрична константа

Таблица 5. Микровълнови материали Arlon за MPP

Материал Диелектрик
пропускливост (Dk)
Дебелина
диелектрик, мм
Дебелина
фолио, мкм
AR-1000 10 0,61±0,05 18
AD600L 6 0,787±0,08 35
AD255IM 2,55 0,762±0,05 35
AD350A 3,5 0,508±0,05
0,762±0,05
35
35
DICLAD527 2,5 0,508±0,038
0,762±0,05
1,52±0,08
35
35
35
25N 3,38 0,508
0,762
18 или 35
25N 1080 стр
предварително забременена
3,38 0,099 --
25N 2112pp
предварително забременена
3,38 0,147 --
25FR 3,58 0,508
0,762
18 или 35
25FR 1080 стр
предварително забременена
3,58 0,099 --
25FR 2112pp
предварително забременена
3,58 0,147 --

Забележка: Материалите за микровълнова фурна не винаги са на склад и времето за доставка може да отнеме до 1 месец. Когато избирате дизайн на платка, трябва да проверите състоянието на склад на производителя на MPP.

Dk — диелектрична константа
Tg—температура на встъкляване

Бих искал да отбележа важността на следните точки:
1. По принцип всички основни стойности на FR4 от 0,1 до 1,0 mm се предлагат на стъпки от 0,1 mm. Въпреки това, когато проектирате спешни поръчки, трябва предварително да проверите наличността на материали в склада на производителя на печатни платки.
2. По отношение на дебелината на материала - за материали, предназначени за изработка двустранни дъски, дебелината на материала е посочена, включително медта. Дебелините на „ядрото“ за вътрешните слоеве на MPP са посочени в документацията без дебелината на медта.
Пример 1: материал FR4, 1.6/35/35 има дебелина на диелектрика: 1.6-(2x35 µm)=1.53 mm (с допустимо отклонение от ±10%).
Пример 2: сърцевината FR4, 0,2/35/35 има диелектрична дебелина: 200 µm (с толеранс ±10%) и обща дебелина: 200 µm+(2x35 µm)=270 µm.
3. Осигуряване на надеждност. Допустимият брой съседни слоеве препрег в MPP е не по-малко от 2 и не повече от 4. Възможността за използване на един слой препрег между „ядрата“ зависи от естеството на шарката и дебелината на съседните медни слоеве . Колкото по-дебела е медта и колкото по-богат е моделът на проводниците, толкова по-трудно е да се запълни пространството между проводниците със смола. И надеждността на дъската зависи от качеството на пълнежа.
Пример: мед 17 микрона - можете да използвате 1 слой 1080, 2116 или 106; мед 35 микрона - можете да използвате 1 слой само за 2116.

PCB подложки покрития
Нека да разгледаме какви видове покрития има за медни подложки. Най-често сайтовете са покрити с калаено-оловна сплав или PIC. Методът за нанасяне и изравняване на повърхността на спойка се нарича HAL или HASL (от английски Hot Air Solder Leveling - изравняване на спойка с горещ въздух). Това покритие осигурява най-добра спояемост на подложките. Въпреки това, то се заменя с по-модерни покрития, обикновено съвместими с изискванията на международната директива RoHS. Тази директива изисква забрана за наличието на вредни вещества, включително олово, в продуктите. Засега RoHS не важи за територията на страната ни, но е полезно да си припомним съществуването му. Проблемите, свързани с RoHS, ще бъдат описани в един от следващите раздели, но засега нека да разгледаме възможни вариантипокритие на MPP сайтове в таблица 7. HASL се прилага навсякъде, освен ако няма други изисквания. Потопяемото (химическо) златно покритие се използва за осигуряване на по-гладка повърхност на платката (това е особено важно за BGA подложките), но има малко по-ниска спойка. Запояването в пещ се извършва по приблизително същата технология като HASL, но ръчно запояванеизисква използването на специални потоци. Органичното покритие или OSP предпазва медната повърхност от окисление. Недостатъкът му е краткият срок на годност на запояване (по-малко от 6 месеца). Потопяем калай осигурява плоска повърхности добра запояемост, въпреки че има и ограничен срок на годност за запояване. Безоловният HAL има същите свойства като съдържащия олово HAL, но съставът на спойката е приблизително 99,8% калай и 0,2% добавки. Контактите на ножовите конектори, които са подложени на триене по време на работа на платката, са галванично покрити с по-дебел и по-твърд слой злато. И при двата вида позлата се използва никелов подслой, за да се предотврати дифузията на златото.

Таблица 7. Покрития на печатни платки

Тип Описание Дебелина
ХАСЛ, ХАЛ
(изравняване на спойка с горещ въздух)
POS-61 или POS-63,
разтопени и изравнени с горещ въздух
15-25 микрона
Имерсионно злато, ENIG Имерсионно златно покритие върху никелов подслой Au 0,05-0,1 µm/Ni 5 µm
OSP, Entek органично покритие,
предпазва медната повърхност от окисляване преди запояване
При запояване
напълно се разтваря
Тенекия за потапяне Тенекия за потапяне, по-плоска повърхност от HASL 10-15 микрона
Безоловен HAL Калайдисване без олово 15-25 микрона
Твърдо злато, златни пръсти Галванично позлатяване на контактите на конектора върху никелов подслой Au 0,2-0,5 µm/Ni 5 µm

Забележка: Всички покрития с изключение на HASL са съвместими с RoHS и са подходящи за безоловно запояване.

Защитни и други видове покрития на печатни платки
За да завършите картината, помислете функционално предназначениеи PCB покривни материали.
- Солдерна маска - нанася се върху повърхността на платката за защита на проводници от случайно късо съединение и замърсяване, както и за защита на ламинат от фибростъкло от термичен шок по време на запояване. Маската не носи никакво друго функционално натоварване и не може да служи като защита от влага, мухъл, повреда и др. (освен когато се използва специални видовемаски).
- Маркировка - нанася се върху платката с боя върху маската, за да се улесни идентифицирането на самата платка и компонентите, разположени върху нея.
- Отлепваща се маска - нанася се върху определени участъци от платката, които трябва да бъдат временно защитени, например от запояване. Лесно се отстранява в бъдеще, тъй като е подобна на гума смес и просто се отлепва.
- Карбоново контактно покритие - нанася се върху определени зони на дъската като контактни полета за клавиатури. Покритието има добра проводимост, не се окислява и е устойчиво на износване.
- Графитни резистивни елементи - могат да се нанасят върху повърхността на платката, за да изпълняват функцията на резистори. За съжаление, точността на номиналите е ниска - не по-точна от ±20% (с лазерна настройка - до 5%).
- Сребърни контактни джъмпери - могат да се прилагат като допълнителни проводници, създавайки друг проводящ слой, когато няма достатъчно място за прокарване. Използва се главно за еднослойни и двустранни печатни платки.

Таблица 8. ПХБ повърхностни покрития

Тип Предназначение и характеристики
Маска за спойка За защита от запояване
Цвят: зелен, син, червен, жълт, черен, бял
Маркиране За идентификация
Цвят: бял, жълт, черен
Отлепваща се маска За временна повърхностна защита
Лесно се отстранява при необходимост
въглерод За създаване на клавиатури
Има висока устойчивост на износване
Графит За създаване на резистори
Изисква се лазерно подстригване
Сребърно покритие За създаване на джъмпери
Използва се за APP и DPP

Заключение
Изборът на материали е голям, но, за съжаление, често при производството на малки и средни серии печатни платки, препъни камъкът става наличността необходими материалив склада на завода - производител на МПП. Следователно, преди да проектирате MPP, особено ако говорим за създаване на нестандартен дизайн и използване на нестандартни материали, е необходимо да се споразумеете с производителя относно материалите и дебелината на слоя, използвани в MPP, и може би да поръчате тези материали предварително.

За направата на основата на печатна платка се използват фолийни и нефолийни диелектрици - гетинакс, фибростъкло, флуоропласт, полистирол, керамика и метал (с повърхностен изолационен слой) материали.

Фолиеви материали- Това са многослойни пресовани пластмаси от електроизолационна хартия или фибростъкло, импрегнирани с изкуствена смола. Покрити са едностранно или двустранно с електролитно фолио с дебелина 18; 35 и 50 микрона.

Фолиеният ламинат от фибростъкло клас SF се произвежда на листове с размери 400×600 mm и дебелина на листа до 1 mm и 600×700 mm с по-голяма дебелина на листа, препоръчва се за плоскости, които се експлоатират при температури до 120°C.

По-висок физични и механични свойстваи устойчивост на топлина се осигуряват от ламинати от фибростъкло от клас SFPN.

Диелектричният слофодит има медно фолио с дебелина 5 микрона, което се получава чрез изпаряване на мед във вакуум.

За многослойни и гъвкави дъскиизползвайте топлоустойчиви ламинати от фибростъкло на марките STF и FTS; работят в температурен диапазон от минус 60 до плюс 150°C.

Нефолираният STEF диелектрик е метализиран със слой мед по време на производствения процес на печатна платка.

Фолиото е изработено от мед с висока чистота, съдържанието на примеси не надвишава 0,05%. Медта има висока електропроводимост и е относително устойчива на корозия, въпреки че изисква защитно покритие.

За печатно окабеляване се избира допустимата стойност на тока: за фолио 100–250 A/mm2, за галванична мед 60–100 A/mm2.

За производството на печатни кабели се използват подсилени флуоропластични фолиа.

Керамичните плоскости могат да работят в температурен диапазон от 20...700ºС. Те се произвеждат от минерални суровини (например кварцов пясък) чрез пресоване, леене под налягане или леене на филм.

Металните табла се използват в продукти с големи токови натоварвания.

Като основа се използва алуминий или сплави от желязо и никел. Чрез анодно оксидиране се получава изолационен слой върху повърхността на алуминия с дебелина от десетки до стотици микрометри и изолационно съпротивление 109–1010 ома.

Дебелината на проводника е 18; 35 и 50 микрона. Въз основа на плътността на проводящия модел, печатните платки се разделят на пет класа:

– първият клас се характеризира с най-ниска плътност на проводимия модел и ширина на проводника и интервали повече от 0,75 mm;

– петият клас има най-висока плътност на шарката и ширина на проводника и интервали в рамките на 0,1 mm.

Тъй като отпечатаният проводник има малка маса, силата на прилепването му към основата е достатъчна, за да издържи редуващи се механични претоварвания, действащи върху проводника до 40 рв честотния диапазон 4–200Hz.

Стандартите за материалите за печатни платки са представени по-долу в съответния раздел „Стандартизиране на производството на печатни платки“.

Електронна печатна платка (руско съкращение - PP, английско - PCB) е листов панел, където 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 електрически връзки, разработен 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 модерно производствоПП. Подобни дизайнерски решения са използвани в средата на 19 век

Необходима е практика за използване на компактни, малки по размер електронни части уникално решениена основна основа. И така през 1925 г. известен Чарлз Дюкас (САЩ) намира такова решение.

Американски инженер предложи уникален начинорганизиране 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.

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

Технология на производство през дупкина многослойни печатни платки е патентован 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.


Модерен прототип на продукти от 19 век. Драматичните технологични промени са очевидни. Това обаче не е най-модерният вариант от гамата на текущото производство

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 пасват едностранна дъска, използва се двустранен вариант.

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.


Електроника PCB материали: 1 - диелектричен материал; 2 - горен капак; 3 — материал на проходни отвори; 4 - маска за запояване; 5 - материал на контура на пръстена

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


Пробиване на отвори в работната зона на ПП: 1 - отвори без контактна връзка между страните (слоевете); 2 — покрити отвори за контактни връзки; 3 - медна обвивка на свързващи отвори

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.


Структура на фоторезистното покритие: 1 — пластмасов филм; 2 — наслагваща страна; 3 - чувствителна страна на фоторезист панела

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 във формат на компютърен софтуер, който контролира бормашина. По същия начин се програмира автоматична машина за производство на електронни печатни платки.

След като схемата на веригата е изложена, негативното изображение на веригата (маската) се прехвърля към прозрачен листпластмаса. 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. Атмосфера и съоръжения производствени помещениясе контролират автоматично за наличие на замърсяване.


Структура на гъвкав РР: 1, 8 - полиимиден филм; 2, 9 - свързване 1; 3 - свързване 2; 4 - шаблон; 5 — основен полиимиден филм; 6 - залепващ филм; 7 - шаблон

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.


Технология за получаване на отпечатък на схемотехника: 1 - фоторезист панел; 2 — маска на електронна печатна платка; 3 - чувствителна страна на дъската

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. Медно фолиодейства 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 др 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

Ламинат FR4

Най-широко използваният основен материал за печатни платки е материалът FR4. Дебелината на тези ламинати е стандартизирана. Ние използваме основно клас А (най-висок) ламинат от ILM.

Можете да намерите подробно описание на ламината.

Ламинати в склад на TePro

Дебелина на диелектрика, mmДебелина на фолиото, микрони
0,2 18/18
0,2 35/35
0,3 18/18
0,3 35/35
0,5 18/18
0,5 35/35
0,7 35/35
0,8 18/18
1,0 18/18
1,0 35/00
1,0 35/35
1,5 18/18
1,5 35/00
1,5 35/35
1,5 50/50
1,5 70/70
1,55 18/18
2,0 18/18
2,0 35/35
2,0 70/00

Микровълнов материал ROGERS

Предлага се техническо описание на материала ROGERS, използван в нашето производство (на английски език).

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

Тъй като материалът на Rogers е значително по-скъп от стандартния FR4, ние сме принудени да въведем допълнителна надценка за платки, произведени с Роджърс материал. 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

ACCL 1060-1 е едностранен ламинат на базата на алуминий клас 1060. Диелектрикът се състои от специален топлопроводим препрег. Горен проводим слой от рафинирана мед. Можете да намерите подробно описание на ламината.

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

Описание

Материал CS-AL88-AD2(AD5) е едностранен ламинат на базата на алуминий клас 5052 - приблизителен аналог на AMg2.5; топлопроводимост 138 W/(m K). Топлопроводимият диелектрик се състои от епоксидна смолас керамичен топлопроводим керамичен пълнител. Горен проводим слой от рафинирана мед. Можете да намерите подробно описание на ламината.

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

При производството на печатни платки използваме RS2000 течна фотопроявена спояваща маска в различни цветове.

Имоти

Маската за запояване RS2000 има отлични физически и химични свойства. Материалът показва отлични характеристикикогато се нанася през мрежа, и прилепва идеално както към ламинат, така и към медни проводници. Маската има висока устойчивост на термичен шок. Поради всички тези характеристики маската за запояване RS-2000 се препоръчва като универсална течна фотопроявяваща се запояваща маска, използвана при производството на всички видове двуслойни и многослойни печатни платки.

Подробно описание маска за спойкаможете да намерите.

Често задавани въпроси и отговори за ламинати и предварително импрегнирани материали

Какво е XPC?

XPC е материал за хартиена основа с фенолен пълнеж. Този материал има степен на запалимост UL94-HB.

Каква е разликата между FR1 и FR2?

По принцип това е едно и също нещо. FR1 има по-висока температура на встъкляване от 130°C вместо 105°C за FR2. Някои производители, които произвеждат FR1, няма да произвеждат FR2, тъй като разходите за производство и приложение са еднакви и няма предимство за производството на двата материала.

Какво е FR2?

Материал с хартиена основа с фенолен пълнител. Този материал има степен на запалимост UL94-V0.

Какво е FR3?

FR3 е основно европейски продукт. Основно е FR2, но използва епоксидна смола като пълнител вместо фенолна смола. Основният слой е хартия.

Какво е FR4?

FR4 е фибростъкло. Това е най-често срещаният материал за печатни платки. FR4 е с дебелина 1,6 mm и се състои от 8 слоя #7628 фибростъкло. Логото на производителя/обозначение за клас на запалимост в червено е разположено в средата (слой 4). Температурата на използване на този материал е 120 - 130°C.

Какво е FR5?

FR5 е ламинат от фибростъкло, подобен на FR4, но температурата на използване на този материал е 140 - 170°C.

Какво е CEM-1?

CEM-1 е ламинат на хартиена основа с един слой #7628 фибростъкло. Този материал не е подходящ за метализиране на проходни отвори.

Какво е CEM-3?

CEM-3 е най-подобен на FR4. Конструкция: мат от фибростъкло между два външни слоя #7628 фибростъкло. CEM-3 е млечно бял и много гладък. Цената на този материал е с 10 - 15% по-ниска от тази на FR4. Материалът е лесен за пробиване и щамповане. Това е пълна замяна на FR4 и този материал има много голям пазар в Япония.

Какво е G10?

G10 в момента не е модерен материал за стандартни печатни платки. Това е фибростъкло, но с различен пълнител от FR4. G10 се предлага само с клас на запалимост UL94-HB. Днес основната област на приложение са дъските за ръчен часовник, тъй като този материал се щампова лесно.

Как могат да се сменят ламинатите?

XPC >>> FR2 >>> FR1 >>> FR3 >>> CEM-1 >>> CEM-3 или FR4 >>> FR5.

Какво представляват "препрегите"?

Prepreg е фибростъкло, покрито с епоксидна смола. Приложенията включват: като диелектрик в многослойни печатни платки и като изходен материал за FR4. 8 слоя #7628 prepreg се използват в един лист FR4 с дебелина 1,6 мм. Централният слой (№ 4) обикновено съдържа червено фирмено лого.

Какво означава FR или CEM?

CEM материал, състоящ се от епоксидна смола (Композитен епоксиден материал); FR огнеустойчив (Fire Retardent).

FR4 наистина ли е зелен?

Не, обикновено е прозрачен. Зелен цвят, характерен за печатните платки това е цветът на маската за запояване.

Цветът на логото означава ли нещо?

Да, има червени и сини лога. Червеното показва степен на запалимост UL94-V0, а синьото показва степен на запалимост UL94-HB. Ако имате материал със синьо лого, това е или XPC (фенолна хартия), или G10 (фибростъкло). FR4 е с дебелина 1,5/1,6 mm и логото е в средния слой (№ 4) в 8-слойна конструкция.

Значи ли нещо ориентацията на логото?

Да, посоката на логото показва посоката на материалната база. Дългата страна на дъската трябва да бъде ориентирана по посока на основата. Това е особено важно за тънки материали.

Какво е UV блокиращ ламинат?

Това е нещото, което не пропуска ултравиолетови лъчи. Това свойство е необходимо, за да се предотврати фалшива експозиция на фоторезиста от страната, противоположна на източника на светлина.

Какви ламинати са подходящи за обшивка през отвори?

CEM-3 и FR4 са най-добрите. FR3 и CEM-1 не се препоръчват. За други метализацията е невъзможна. (Разбира се, можете да използвате "покритие със сребърна паста").

Има ли алтернатива за обшивка през дупки?

За хоби / ръчно правеноможете да използвате нитове, които могат да бъдат закупени в магазини, които продават радиочасти. Има няколко други метода за дъски с ниска плътност, като свързване с джъмперни проводници и други подобни. | Повече ▼ професионален начинтова е производството на връзки между слоевете по метода на „метализация със сребърна паста“. Сребърна паста се нанася върху дъската чрез копринен печат, създавайки метализация на проходните отвори. Този метод е подходящ за всички видове ламинати, включително фенолна хартия и др.

Какво е "дебелина на материала"?

Дебелината на материала е дебелината на ламинатната основа без дебелината на медното фолио. Това е важно за производителите многослойни плоскости. Тази концепция се използва главно за тънки FR4 ламинати.

Какво е: PF-CP-Cu? IEC-249? GFN?

Ето таблица с общи стандарти за ламинати:
ANSI-LI-1 DIN-IEC-249 част 2 MIL 13949 BS 4584 JIS
XPC - - PF-CP-Cu-4 PP7
FR1 2 — 1 - PF-CP-Cu-6 PP7F
FR2 2 - 7-FVO - PF-CP-Cu-8 PP3F
FR3 2 - 3-FVO PX - PE1F
CEM-1 2 - 9-FVO - - CGE1F
CEM-3 - - - CGE3F
G10 - G.E. EP-GC-Cu-3 GE4
FR4 2 - 5-FVO GFN EP-GC-Cu-2 GE4F

внимание!Тези данни може да не са пълни. Много производители също произвеждат ламинати, които не отговарят напълно на спецификациите на ANSI. Това означава, че текущите спецификации на DIN/JIS/BS и др. може да варира. Моля, проверете дали конкретният стандарт на производителя на ламинат отговаря най-добре на вашите изисквания.

Какво е CTI?

CTI - Сравнителен индекс за проследяване. Показва най-високото работно напрежение за даден ламинат. Това става важно при продукти, работещи в среда висока влажност, както например в съдомиялни машиниили автомобили. По-високият индекс означава по-добра защита. Индексът е подобен на PTI и KC.

Какво означава #7628? Какви други числа има?

Ето отговора...
Тип Тегло (g/m2) дебелина (mm) Основа/тъкане
106 25 0,050 22×22
1080 49 0,065 24×18,5
2112 70 0,090 16×15
2113 83 0,100 24×23
2125 88 0,100 16×15
2116 108 0,115 24×23
7628 200 0,190 17×12

Какво е 94V-0, 94V-1, 94-HB?

94 UL е набор от стандарти, разработени от Underwriters Laboratories (UL) за определяне на огнеустойчивостта и запалимостта на материалите.
- Спецификация 94-HB (Хоризонтално изгаряне, пробата се поставя хоризонтално в пламъка)
Скоростта на горене не надвишава 38 mm в минута за материал с дебелина по-голяма или равна на 3 mm.
Скоростта на горене не надвишава 76 мм в минута за материал с дебелина над 3 мм.
— Спецификация 94V-0 (Вертикално изгаряне, пробата се поставя вертикално в пламъка)
Материалът е способен на самозагасване.