Materijali koji se koriste za proizvodnju štampanih ploča. Materijali za proizvodnju štampanih ploča. Vrste kućišta elektronskih komponenti

Naša kompanija proizvodi štampane ploče od visokokvalitetnih domaćih i uvoznih materijala, od standardnih FR4 do FAF mikrotalasnih materijala.

Tipični dizajni štampane ploče baziraju se na upotrebi standardnog fiberglas laminata tipa FR4, sa radnom temperaturom od -50 do +110 °C, i temperaturom staklastog prelaza Tg (omekšavanje) od oko 135 °C.

Za povećane zahtjeve za otpornost na toplinu ili kada se ploče postavljaju u pećnicu bezolovnom tehnologijom (t do 260 °C), koristi se visokotemperaturni FR4 High Tg ili FR5.

Osnovni materijali za štampane ploče:

"+" - Obično na lageru

"+/-" - Na zahtjev (nije uvijek dostupno)

Prepreg ("vezni" sloj) za višeslojni štampane ploče

FR-4

Stakloplastika obložena folijom sa nominalna debljina 1,6 mm, obložena bakarnom folijom debljine 35 mikrona sa jedne ili obe strane. Standardni FR-4 je debljine 1,6 mm i sastoji se od osam slojeva („preprega“) stakloplastike. Centralni sloj obično sadrži logo proizvođača, njegova boja odražava klasu zapaljivosti ovog materijala (crvena - UL94-VO, plava - UL94-HB). Tipično, FR-4 je transparentan, standardan zelene boje određena bojom maske za lemljenje nanesene na gotov PCB

• volumetrijski električni otpor nakon kondicioniranja i restauracije (Ohm x m): 9,2 x 1013;
• površinski električni otpor (Ohm): 1,4 x1012;
• jačina ljuštenja folije nakon izlaganja galvanskom rastvoru (N/mm): 2,2;
• zapaljivost (vertikalna metoda ispitivanja): klasa Vo.

MI 1222

je slojeviti presovani materijal na bazi stakloplastike impregniranog epoksidnim vezivom, obložen sa jedne ili obe strane bakarnom elektrolitičkom folijom.

• površinski električni otpor (Ohm): 7 x 1011;
• specifični volumetrijski električni otpor (Ohm): 1 x 1012;
• dielektrična konstanta (Ohm x m): 4,8;
• Čvrstoća folije na ljuštenje (N/mm): 1,8.

FAF-4D

Oni su fluoroplasti ojačani staklenim vlaknima, obostrano obloženi bakrenom folijom. Primjena: - kao podloge štampane ploče rad u mikrotalasnom opsegu; - električna izolacija za štampane elemente prijemno-predajne opreme; - sposoban za dugotrajan rad u temperaturnom opsegu od +60 do +250°C.

• Čvrstoća prianjanja folije na podlogu po traci od 10 mm, N (kgf), ne manje od 17,6(1,8)
• Tangens dielektričnog gubitka na frekvenciji od 106 Hz, ne više od 7 x 10-4
• Dielektrična konstanta na frekvenciji 1 MHz 2,5 ± 0,1
• Dostupne veličine listova, mm (maksimalno odstupanje širine i dužine lista 10 mm) 500x500

T111

materijali izrađeni od toplinski vodljivog polimera na bazi keramike s aluminijskom bazom, koriste se kada se namjerava koristiti komponente koje generiraju značajnu toplinsku snagu (na primjer, ultra-sjajne LED diode, laserski emiteri itd.). Glavna svojstva materijala su odlična disipacija topline i povećana dielektrična čvrstoća kada je izložen visokim naponima:

• Debljina aluminijumske baze - 1,5 mm
• Debljina dielektrika - 100 mikrona
• Debljina bakarne folije - 35 mikrona
• Toplotna provodljivost dielektrika - 2,2 W/mK
• Dielektrična termička otpornost - 0,7°C/W
• Toplotna provodljivost aluminijumske podloge (5052 - analog AMg2.5) - 138 W/mK
• Probojni napon - 3 KV
• Temperatura prelaska stakla (Tg) - 130
• Volumenski otpor - 108 MΩ×cm
• Površinski otpor - 106 MΩ
• Najviši radni napon (CTI) - 600V

Zaštitne maske za lemljenje koje se koriste u proizvodnji štampanih ploča

Maska za lemljenje (poznata i kao briljantno zelena) - sloj izdržljiv materijal, dizajniran za zaštitu vodiča od ulaska lema i fluksa tokom lemljenja, kao i od pregrijavanja. Maska pokriva provodnike i ostavlja otvorene jastučiće i konektore oštrica. Metoda nanošenja maske za lemljenje je slična nanošenju fotorezista - korišćenjem fotomaske sa šarom jastučića, materijal maske nanesen na PCB se osvetljava i polimerizira, područja sa jastučićima za lemljenje su neeksponirana i maska ​​se s njih ispere nakon razvoj. Najčešće se maska ​​za lemljenje nanosi na sloj bakra. Stoga se prije formiranja uklanja zaštitni sloj kalaja - inače će lim ispod maske nabubriti od zagrijavanja ploče tijekom lemljenja.

PSR-4000 H85

Zelena boja, tečno fotosenzitivno očvršćavanje, debljine 15-30 mikrona, TAIYO INK (Japan).

Ima odobrenje za korištenje od strane sljedećih organizacija i proizvođača krajnjih proizvoda: 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 i mnogi, mnogi drugi ;

IMAGECURE XV-501

Obojena (crvena, crna, plava, bijela), tečna dvokomponentna maska ​​za lemljenje, Coates Electrografics Ltd (Engleska), debljine 15-30 mikrona;

DUNAMASK KM

Maska sa suvim filmom iz DUNACHEM-a (Nemačka), debljine 75 mikrona, obezbeđuje šator vias, ima visoku adheziju.

Trajanje: 2 sata (90 min.)

25.1 Osnovna pitanja

PP osnovni materijali;

Materijali za izradu elemenata tiskanog dizajna;

Tehnološki materijali za proizvodnju PP.

25.2 Tekst predavanja

25.2.1 Osnovni mPP osnovni materijali – do 40 min

Osnovni materijali za štampane ploče uključuju:

folijirani (s jedne ili obje strane) i neobloženi dielektrici (getinax, textolit, fiberglass, fiberglass, lavsan, poliimid, fluoroplastic, itd.), keramičkih materijala i metalne (sa površinskim dielektričnim slojem) ploče od kojih se izrađuju osnove štampanih ploča;

izolacijski distančni materijal (ljepljive brtve - prepregovi) koji se koristi za lijepljenje MPP slojeva.

Za zaštitu površine PP-a od vanjskih utjecaja koriste se polimerni zaštitni lakovi i zaštitni slojevi premaza.

Prilikom odabira PP osnovnog materijala potrebno je obratiti pažnju na sljedeće: očekivane mehaničke efekte (vibracije, udarci, linearna ubrzanja, itd.); klasa tačnosti PP (razmak između provodnika); implementirane električne funkcije; performanse; pravila korištenja; Cijena.

Osnovni materijal mora dobro prianjati na metal provodnika, imati visoku mehaničku čvrstoću, zadržati svojstva kada je izložen klimatskim faktorima i imati sličan koeficijent toplinskog širenja u odnosu na metal provodnika.

Izbor materijala je određen:

električna izolaciona svojstva;

mehanička čvrstoća;

stabilnost parametara kada su izloženi agresivnom okruženju i promjenjivim uvjetima;

obradivost;

trošak.

Folijski dielektrici se proizvode sa vodljivim premazom od bakrene (rjeđe nikalne ili aluminijske) elektrolitičke folije debljine od 5 do 105 mikrona. Za poboljšanje čvrstoće prianjanja, folija je sa jedne strane premazana slojem hroma debljine 1…3 mikrona. Folija se odlikuje čistoćom sastava (nečistoće ne više od 0,05%), duktilnošću. Foliranje se vrši presovanjem na temperaturi od 160...180 0 C i pritisku od 5...15 MPa.

Dielektrici bez folije proizvode se u dvije vrste:

sa ljepljivim (adhezivnim) slojem debljine 50...100 mikrona (na primjer, sastav epoksidne gume), koji se nanosi za povećanje čvrstoće prianjanja hemijskog bakra nataloženog tokom procesa proizvodnje PP;

sa katalizatorom uvedenim u zapreminu dielektrika, koji potiče taloženje hemijskog bakra.

Laminirana plastika koja se sastoji od punila (elektroizolacioni papir, tkanina, fiberglas) i veziva (fenolna ili fenolna epoksidna smola) koristi se kao dielektrična baza krutog PP-a. Laminirana plastika uključuje getinax, textolit i fiberglass.

Getinax je napravljen od papira i koristi se u normalnim klimatskim uslovima rada za kućnu opremu. Ima nisku cijenu, dobru obradivost i visoku apsorpciju vode.

Tekstolit je napravljen od pamučne tkanine.

Laminati od fiberglasa se proizvode od stakloplastike. U poređenju sa getinaksom, laminati od fiberglasa imaju bolje mehaničke i električne karakteristike, veća otpornost na toplinu, manja apsorpcija vlage. Međutim, oni imaju niz nedostataka: lošiju obradivost; veći trošak; značajna razlika (oko 30 puta) u koeficijentu toplinskog širenja bakra i fiberglasa u smjeru debljine materijala, što može dovesti do pucanja metalizacije u rupama tokom lemljenja ili tokom rada.

Za proizvodnju PCB-a koji se koriste u uvjetima povećane opasnosti od požara koriste se vatrootporni getinaksi i laminati od stakloplastike. Povećanje vatrootpornosti dielektrika postiže se uvođenjem usporivača požara u njihov sastav.

Uvođenje 0,1...0,2% paladijuma ili bakrovog oksida u lak koji impregnira stakloplastike poboljšava kvalitet metalizacije, ali blago smanjuje otpornost izolacije.

Za proizvodnju PCB-a koji osiguravaju pouzdan prijenos nanosekundnih impulsa, potrebno je koristiti materijale s poboljšanim dielektričnim svojstvima (smanjena dielektrična konstanta i tangenta dielektričnih gubitaka). Stoga se obećavajućim smatra upotreba baza napravljenih od organskih materijala s relativnom dielektričnom konstantom ispod 3,5. Nepolarni polimeri (fluoroplastika, polietilen, polipropilen) se koriste kao osnova za PP u mikrotalasnom opsegu.

Za proizvodnju GPP i GPC koji mogu izdržati višestruko savijanje koriste se dielektrici na bazi poliester filma (lavsan ili polietilen tereftalat), fluoroplasta, poliimida itd.

Izolacijski materijal za jastuke (prepregs) je napravljen od stakloplastike impregniranog nedovoljno polimeriziranom termoreaktivnom epoksidnom smolom (ili drugim smolama); izrađena od poliimida sa obostranim ljepljivim premazom i drugim materijalima.

Keramika se može koristiti kao osnovni materijal za PP.

Prednost keramičkog PP je bolje odvođenje toplote sa aktivnih elemenata, visoka mehanička čvrstoća, stabilnost električnih i geometrijskih parametara, smanjen nivo buke, niska apsorpcija vode i emisija gasova.

Nedostatak keramičkih ploča je krhkost, velika masa i male dimenzije (do 150x150 mm), dug proizvodni ciklus i veliko skupljanje materijala, visoka cijena.

PP uključen metalna baza koristi se u proizvodima sa visokim strujnim opterećenjem i na povišenim temperaturama. Kao osnovni materijali koriste se aluminijum, titan, čelik, bakar i legura gvožđa i nikla. Za dobivanje izolacijskog sloja na metalnoj podlozi koriste se specijalni emajli, keramika, epoksidne smole, polimerni filmovi, itd., izolacijski sloj na bazi aluminija može se dobiti anodnom oksidacijom.

Nedostatak metalnih emajliranih ploča je visoka dielektrična konstanta emajla, što onemogućuje njihovu upotrebu u visokofrekventnoj opremi.

Metalna osnova PCB-a se često koristi kao sabirnice za napajanje i uzemljenje, kao štit.

25.2.2 Materijali štampanih elemenata dizajna – do 35 min

Materijal koji se koristi za štampane elemente uzorka (provodnici, kontaktne pločice, krajnji kontakti, itd.) je metalne prevlake. Bakar se najčešće koristi za stvaranje glavnog sloja koji nosi struju. Keramičke štampane ploče koriste grafit.

Materijali koji se koriste za izradu metalnih premaza prikazani su u tabeli 25.1.

Tabela 25.1 – Metalni premazi koji se koriste za izradu štampanih elemenata dizajna

25.2.3 Tehnološki (potrošni materijal) mmaterijali za proizvodnju PP – do 15 min

Tehnološki materijali za proizvodnju PCB-a uključuju fotoreziste, specijalne ekranske boje, zaštitne maske, bakrene elektrolite, jetkanje itd.

Zahtjevi za potrošnim materijalima određeni su dizajnom PCB-a i proizvodnim procesom.

Fotorezisti moraju pružiti potrebnu rezoluciju kada se dobije uzorak kola i odgovarajuća hemijska otpornost. Fotorezisti mogu biti tečni ili suvi film (SPF).

Koriste se negativni i pozitivni fotorezisti. Kada se koriste negativni fotorezisti, izložena područja prazne štampane ploče ostaju na ploči, a neeksponirana područja se ispiru tokom razvoja. Kada se koriste pozitivni fotootpornici, izložena područja se ispiru tokom razvoja.

Rješenja za jetkanje moraju biti kompatibilna s otpornikom koji se koristi za jetkanje, biti neutralna prema izolacijskim materijalima i imati visoku stopu jetkanja. Kao elektroliti za jetkanje široko se koriste kiseli i alkalni rastvori bakar hlorida, rastvori na bazi gvožđe hlorida, rastvori na bazi amonijum persulfata i rastvori gvožđe-bakar hlorida.

Svi materijali moraju biti ekonomični i sigurni okruženje.

Osnova koja se koristi su folijski i nefolijski dielektrici (getinax, textolit, fiberglass, fiberglass, lavsan, poliamid, fluoroplastic, itd.), keramički materijali, metalne ploče, izolacijski materijal za jastuke (prepreg).

Folijski dielektrici su električne izolacijske baze, obično obložene elektrolitičkom bakrenom folijom sa oksidiranim slojem otpornim na galvanski utjecaj koji se nalazi u blizini električne izolacijske baze. Ovisno o namjeni, folijski dielektrici mogu biti jednostrani ili dvostrani i imaju debljinu od 0,06 do 3,0 mm.

Nefolijski dielektrici, namijenjeni za poluaditivne i aditivne metode proizvodnje ploča, imaju na površini posebno naneseni sloj ljepila, koji služi za bolje prianjanje hemijski taloženog bakra na dielektrik.

PCB baze su napravljene od materijala koji može dobro prianjati na metal provodnika; imaju dielektričnu konstantu ne veću od 7 i mali tangent dielektričnog gubitka; imaju dovoljno visoku mehaničku i električnu čvrstoću; omogućavaju mogućnost obrade rezanjem, štancanjem i bušenjem bez stvaranja strugotina, pukotina i raslojavanja dielektrika; održavati svoja svojstva kada su izloženi klimatskim faktorima, biti nezapaljivi i otporni na vatru; imaju nisku apsorpciju vode, nisku termički koeficijent linearno širenje, ravnost i otpornost na agresivna okruženja tokom dizajna kola i lemljenja.

Osnovni materijali su slojevito presovane ploče impregnirane umjetnom smolom i eventualno obložene s jedne ili obje strane bakarnom elektrolitičkom folijom. Folijski dielektrici se koriste u subtraktivnim metodama proizvodnje PCB-a, a nefolijski dielektrici se koriste u aditivnim i poluaditivnim. Debljina provodnog sloja može biti 5, 9, 12, 18, 35, 50, 70 i 100 mikrona.

U proizvodnji se koriste materijali, na primjer, za OPP i DPP - laminat od stakloplastike od folije SF-1-50 i SF-2-50 s debljinom bakarne folije od 50 mikrona i unutarnjom debljinom od 0,5 do 3,0 mm; za MPP - laminat od fiberglasa sa folijom FTS-1-18A i FTS-2-18A debljine bakarne folije od 18 mikrona i sopstvene debljine od 0,1 do 0,5 mm; za GPP i GPK - lavsan obložen folijom LF-1 sa debljinom bakarne folije od 35 ili 50 mikrona i sopstvenom debljinom od 0,05 do 0,1 mm.

U poređenju sa getinaksom, fiberglas laminati imaju bolje mehaničke i električne karakteristike, veću otpornost na toplotu i manju apsorpciju vlage. Međutim, oni imaju niz nedostataka, na primjer, nisku otpornost na toplinu u odnosu na poliamide, što doprinosi kontaminaciji krajeva unutarnjih slojeva smolom prilikom bušenja rupa.

Za proizvodnju PCB-a koji osiguravaju pouzdan prijenos nanosekundnih impulsa, potrebno je koristiti materijale s poboljšanim dielektričnim svojstvima, među kojima su i PCB-i napravljeni od organskih materijala s relativnom dielektričnom konstantom ispod 3,5.

Za proizvodnju PCB-a koji se koriste u uvjetima povećane opasnosti od požara koriste se materijali otporni na vatru, na primjer, laminati od stakloplastike marki SONF, STNF, SFVN, STF.

Za proizvodnju GPC-a koji mogu izdržati ponovljena savijanja od 90 u oba smjera od početna pozicija radijusa od 3 mm, koriste se lavsan obložen folijom i fluoroplastika. Materijali sa debljinom folije od 5 mikrona omogućavaju proizvodnju PCB-a 4. i 5. klase tačnosti.

Za lijepljenje PP slojeva koristi se izolacijski jastuk. Izrađeni su od stakloplastike impregniranog nedovoljno polimerizovanom termoreaktivnom epoksidnom smolom sa ljepljivim premazom nanesenim s obje strane.

Za zaštitu površine PP i GPC od vanjskih utjecaja koriste se polimerni zaštitni lakovi i zaštitni slojevi premaza.

Keramičke materijale karakteriše stabilnost električne i geometrijski parametri; stabilna visoka mehanička čvrstoća u širokom temperaturnom rasponu; visoka toplinska provodljivost; niska apsorpcija vlage. Nedostaci su dug proizvodni ciklus, veliko skupljanje materijala, krhkost, visoka cijena i sl.

Metalne baze se koriste u PCB-ima sa toplotnim opterećenjem za poboljšanje odvođenja toplote iz IC i ERE u EA sa visokim strujnim opterećenjima koji rade na visokim temperaturama, kao i za povećanje krutosti PCB-a napravljenih na tankim osnovama; izrađuju se od aluminijuma, titanijuma, čelika i bakra.

Za štampane ploče visoke gustoće sa mikroprelazom koriste se materijali pogodni za lasersku obradu. Ovi materijali se mogu podijeliti u dvije grupe:

1. Ojačani netkani stakleni materijali i predprikovi ( kompozitni materijal na bazi tkanina, papira, kontinuiranih vlakana, impregniranih smolom u nestvrdnutom stanju) sa zadatom geometrijom i distribucijom niti; organski materijali sa neorijentisanim rasporedom vlakana Preprig za lasersku tehnologiju ima manju debljinu fiberglasa duž Z ose u poređenju sa standardnim fiberglasom.

2. Neojačani materijali (bakrena folija obložena smolom, polimerizovana smola), tečni dielektrici i suhi filmski dielektrici.

Od ostalih materijala koji se koriste u proizvodnji tiskanih ploča, najviše se koriste nikal i srebro kao metalni otpornici za lemljenje i zavarivanje. Osim toga, koriste se i brojni drugi metali i legure (na primjer, kalaj - bizmut, kalaj - indijum, kalaj - nikal, itd.), čija je svrha pružiti selektivnu zaštitu ili nisku otpornost na kontakt, poboljšati uvjete lemljenja. Dodatni premazi koji povećavaju električnu provodljivost štampanih provodnika izvode se u većini slučajeva galvanskim taloženjem, rjeđe vakuumskom metalizacijom i vrućim kalajisanjem.

Donedavno su folijski dielektrici na bazi epoksi-fenolnih smola, kao i dielektrici na bazi poliimidnih smola koji su se koristili u nekim slučajevima, zadovoljavali osnovne zahtjeve proizvođača štampanih ploča. Potreba za poboljšanjem disipacije topline iz IC-a i LSI-a, niski zahtjevi dielektrična konstanta materijal ploče za kola velike brzine, važnost usklađivanja koeficijenata toplinskog širenja materijala ploče, IC paketi i kristalni nosači, široko rasprostranjenost savremenim metodama instalacija je dovela do potrebe za razvojem novih materijala. Široko se koristi u modernog dizajna U kompjuterskom hardveru nalaze se MPP-ovi zasnovani na keramici. Upotreba keramičkih podloga za izradu tiskanih ploča prvenstveno je posljedica primjene visokotemperaturnih metoda za stvaranje provodnog uzorka s minimalnom širinom linije, ali se koriste i druge prednosti keramike (dobra toplinska provodljivost, usklađenost koeficijenta termičkog širenja sa IC paketima i medijima, itd.). U proizvodnji keramičkih MPP-a najviše se koristi tehnologija debelog filma.

U keramičkim bazama, aluminijum i berilijum oksidi, kao i aluminijum nitrid i silicijum karbid se široko koriste kao polazni materijali.

Glavni nedostatak keramičkih ploča je njihova ograničena veličina (obično ne više od 150x150 mm), što je uglavnom zbog krhkosti keramike, kao i poteškoća u postizanju potrebne kvalitete.

Formiranje provodljivog uzorka (provodnika) vrši se sitotiskom. Paste koje se sastoje od metalnog praha, organskog veziva i stakla koriste se kao provodni materijali u keramičkim podlogama. Za paste za provodnike, koje moraju imati dobru adheziju, sposobnost da izdrže višekratnu toplinsku obradu i nisku električnu otpornost, koriste se prahovi plemenitih metala: platine, zlata, srebra. Ekonomski faktori takođe primoravaju upotrebu pasta na bazi sastava: paladijum - zlato, platina - srebro, paladijum - srebro itd.

Izolacijske paste izrađuju se na bazi kristalizirajućih stakala, staklokristalnih cementa i staklokeramike. Kao provodni materijali u keramičkim pločama serijskog tipa koriste se paste od prahova vatrostalnih metala: volframa, molibdena i dr. Kao osnova radni predmet i izolatori.

Krute metalne baze obložene dielektrikom karakteriziraju (kao i keramičke) visokotemperaturnim sagorijevanjem debeloslojnih pasta na bazi stakla i emajla u podlogu. Karakteristike ploča na metalnoj podlozi su povećana toplinska provodljivost, strukturna čvrstoća i ograničenja brzine zbog snažne veze provodnika s metalnom podlogom.

Široko se koriste ploče od čelika, bakra, titanijuma, obložene smolom ili topljivim staklom. Međutim, najnapredniji u pogledu niza indikacija je anodizirani aluminij i njegove legure s prilično debelim slojem oksida. Anodizirani aluminijum se takođe koristi za tankoslojni raspored PCB-a.

Obećavajuće je korištenje baza složene kompozitne strukture, uključujući metalne odstojnike, kao i postolja od termoplasta u štampanim pločama.

PTFE baze sa fiberglasom se koriste u strujnim krugovima velike brzine. Različite kompozitne podloge od "kevlara i kvarca" kao i bakar - invar - bakar koriste se u slučajevima kada je potrebno imati koeficijent toplinske ekspanzije blizak koeficijentu ekspanzije aluminij oksida, na primjer, u slučaju ugradnje raznih vrsta keramike kristalni nosači (mikrofutrole) na ploči. Kompozitne podloge na bazi poliimida uglavnom se koriste u moćna kola ili u visokotemperaturnim PCB aplikacijama.

Šta to predstavlja štampano ploče A?

Printed ploče A ili ploče A, je ploča ili ploča koja se sastoji od jednog ili dva provodljiva uzorka smještena na površini dielektrične baze, ili sistema provodljivih uzoraka smještenih u volumenu i na površini dielektrične baze, međusobno povezanih u skladu s principom električni dijagram, namjenjeno za električni priključak i mehaničko pričvršćivanje proizvoda instaliranih na njemu elektronska tehnologija, kvantna elektronika i električni proizvodi - pasivni i aktivni elektronske komponente.

Najjednostavniji štampano ploče oh je ploče A, koji sa jedne strane sadrži bakrene provodnike štampano ploče s i povezuje elemente provodnog uzorka samo na jednoj od njegovih površina. Takve ploče s poznat kao jednoslojni štampano ploče s ili jednostrano štampano ploče s(skraćeno kao AKI).

Danas najpopularniji u proizvodnji i najrasprostranjeniji štampano ploče s, koji sadrže dva sloja, odnosno sadrže provodljivi uzorak na obje strane ploče s– dvostrano (dvoslojno) štampano ploče s(skraćeno DPP). Prolazni spojevi se koriste za povezivanje provodnika između slojeva. instalacija metalizirane i prelazne rupe. Međutim, ovisno o fizičkoj složenosti dizajna štampano ploče s, kada je ožičenje na obje strane ploče ne postaje previše složen u proizvodnji red dostupan višeslojni štampano ploče s(skraćeno MPP), gdje se provodni uzorak formira ne samo na dva vanjske strane ploče s, ali iu unutrašnjim slojevima dielektrika. U zavisnosti od složenosti, višeslojni štampano ploče s može se napraviti od 4,6,...24 ili više slojeva.

Za instalacija A elektronske komponente uključene štampano ploče s, potrebna je tehnološka operacija - lemljenje, kojim se dobija trajna veza delova od različitih metala unošenjem rastopljenog metala - lema koji ima više niske temperature topljenje od materijala dijelova koji se spajaju. Zalemljeni kontakti delova, kao i lem i fluks, dovode se u kontakt i podvrgavaju se zagrevanju na temperaturi iznad tačke topljenja lema, ali ispod temperature topljenja delova koji se leme. Kao rezultat toga, lem ulazi tečno stanje i vlaži površine delova. Nakon toga, zagrijavanje prestaje i lem prelazi u čvrstu fazu, formirajući vezu. Ovaj proces se može obaviti ručno ili uz pomoć specijalizirane opreme.

Prije lemljenja komponente se postavljaju štampano ploče Vodovi komponenti u prolazne rupe ploče s i zalemljeni na kontaktne jastučiće i/ili metalizirani unutrašnja površina rupe - tzv tehnologije instalacija A u rupe (THT Through Hole Technology - tehnologija instalacija A u rupe ili drugim riječima - pin instalacija ili DIP instalacija). Također, progresivnija površinska tehnologija postaje sve raširenija, posebno u masovnoj i masovnoj proizvodnji. instalacija A- naziva se i TMP (tehnologija instalacija A na površinu) ili SMT(tehnologija površinske montaže) ili SMD tehnologija (od uređaja za površinsku montažu - uređaj montiran na površinu). Njegova glavna razlika od "tradicionalne" tehnologije instalacija A u rupe je da su komponente montirane i zalemljene na kopnene jastučiće, koji su dio provodljivog uzorka na površini štampano ploče s. U površinskoj tehnologiji instalacija A Obično se koriste dvije metode lemljenja: reflow lemljenje pastom za lemljenje i lemljenje valovima. Glavna prednost metode valovitog lemljenja je mogućnost istovremenog lemljenja obje nadgradne komponente ploče s, i u rupe. Istovremeno, talasno lemljenje je najproduktivnija metoda lemljenja kada instalacija e u rupe. Reflow lemljenje se zasniva na upotrebi posebnog tehnološkog materijala - paste za lemljenje. Sadrži tri glavne komponente: lem, fluks (aktivatore) i organska punila. Lemljenje paste nanosi se na kontaktne jastučiće bilo pomoću dozatora ili kroz šablona, zatim se elektronske komponente ugrađuju sa vodovima na pastu za lemljenje i zatim se proces prelivanja lema sadržanog u pasti za lemljenje odvija u posebnim pećima zagrijavanjem štampano ploče s sa komponentama.

Kako bi izbjegli i/ili spriječili slučajni kratki spoj provodnika iz različitih strujnih krugova tokom procesa lemljenja, proizvođači štampano ploče koristi se zaštitna maska ​​za lemljenje (engleska lemna maska; poznata i kao "briljantna") - sloj izdržljivog polimernog materijala dizajniranog za zaštitu vodiča od ulaska lema i fluksa tijekom lemljenja, kao i od pregrijavanja. Lemljenje maska pokriva provodnike i ostavlja jastučiće i konektore oštrica otvorenim. Najčešće boje maski za lemljenje koje se koriste u štampano ploče A x - zelena, zatim crvena i plava. Treba to imati na umu lemljenje maska ne štiti ploče od vlage tokom rada ploče s a za zaštitu od vlage koriste se posebni organski premazi.

U najpopularnijim CAD programima štampano ploče i elektronskih uređaja (skraćeno CAD - CAM350, P-CAD, Protel DXP, SPECCTRA, OrCAD, Allegro, Expedition PCB, Genesis), u pravilu postoje pravila vezana za lemnu masku. Ova pravila definiraju razmak/odmak koji se mora održavati između ruba podloge za lemljenje i ruba maske za lemljenje. Ovaj koncept je ilustrovan na slici 2(a).

Sitotisak ili označavanje.

Označavanje (eng. Silkscreen, legenda) je proces u kojem proizvođač primjenjuje informacije o elektronskim komponentama i koji pomaže da se olakša proces montaže, pregleda i popravke. Uobičajeno, oznake se primjenjuju za označavanje referentnih tačaka i položaja, orijentacije i ocjene elektronskih komponenti. Također se može koristiti za bilo koju svrhu dizajna štampano ploče, na primjer, naznačite naziv kompanije, upute za postavljanje (ovo se široko koristi na starim matičnim pločama ploče A X personalni računari) itd. Označavanje se može primijeniti na obje strane ploče s a nanosi se najčešće sitotiskom (sitotiskom) specijalnom bojom (termičkom ili UV sušenjem) bijele, žute ili crne boje. Slika 2 (b) prikazuje oznaku i površinu komponenti, napravljenih bijelim oznakama.

Struktura slojeva u CAD-u

Kao što je navedeno na početku ovog članka, štampano ploče s može biti napravljen od više slojeva. Kada štampano ploče A dizajniran pomoću CAD-a, često se može vidjeti u strukturi štampano ploče s nekoliko slojeva koji ne odgovaraju potrebnim slojevima sa ožičenjem od provodljivog materijala (bakar). Na primjer, slojevi za označavanje i maske za lemljenje su neprovodni slojevi. Prisustvo vodljivih i neprovodnih slojeva može dovesti do zabune, jer proizvođači koriste izraz sloj kada misle samo na provodne slojeve. Od sada ćemo koristiti termin "slojevi" bez "CAD" samo kada govorimo o provodnim slojevima. Ako koristimo izraz "CAD slojevi" mislimo na sve vrste slojeva, odnosno na provodne i neprovodne slojeve.

Struktura slojeva u CAD-u:

Slika 3 prikazuje tri razne strukture slojeva. narandžasta boja naglašava provodne slojeve u svakoj strukturi. Visina ili debljina konstrukcije štampano ploče s može varirati ovisno o namjeni, ali najčešće korištena debljina je 1,5 mm.

Vrste kućišta elektronskih komponenti

Danas na tržištu postoji veliki izbor tipova kućišta elektronskih komponenti. Obično postoji nekoliko tipova kućišta za jedan pasivni ili aktivni element. Na primjer, isto mikrokolo možete pronaći i u QFP paketu (iz engleskog Quad Flat Package - familije paketa mikrokola sa planarnim iglama smještenim na sve četiri strane) i u LCC paketu (od engleskog Leadless Chip Carrier-a - je niskoprofilno kvadratno keramičko kućište sa kontaktima koji se nalaze na dnu).

U osnovi postoje 3 velike porodice elektronskih kućišta:

Kontaktna pločica štampano ploče s(engleska zemlja)

Kontaktna pločica štampano ploče s- dio provodnog uzorka štampano ploče s, koji se koristi za električno povezivanje instaliranih elektronskih proizvoda. Kontaktna pločica štampano ploče s Predstavlja dijelove bakrenog provodnika koji su izloženi sa lemne maske, gdje su zalemljeni komponentni vodovi. Postoje dvije vrste jastučića - kontaktne pločice instalacija rupe za instalacija A u rupe i planarne jastučiće za površinu instalacija A- SMD jastučići. Ponekad su SMD preko jastučića vrlo slični via jastučićima. instalacija A u rupe.

Slika 4 prikazuje jastučiće za 4 različite elektronske komponente. Osam za IC1 i dva za R1 SMD jastučiće, respektivno, kao i tri jastučića sa rupama za Q1 i PW elektronske komponente.

Bakarni provodnici

Bakarni provodnici se koriste za spajanje dve tačke na štampano ploče e - na primjer, za spajanje između dva SMD jastučića (slika 5.), ili za spajanje SMD jastučića na jastučić instalacija rupu ili za spajanje dva vijasa.

Provodnici mogu imati različite proračunske širine u zavisnosti od struja koje teku kroz njih. Takođe, na visokim frekvencijama potrebno je izračunati širinu provodnika i razmake između njih, jer otpor, kapacitet i induktivnost provodničkog sistema zavise od njihove dužine, širine i njihovog relativnog položaja.

Kroz obložene vias štampano ploče s

Kada trebate spojiti komponentu koja se nalazi na gornji sloj štampano ploče s sa komponentom koja se nalazi na donjem sloju, koriste se propusni spojevi koji povezuju elemente vodljivog uzorka na različitim slojevima štampano ploče s. Ove rupe propuštaju struju štampano ploče u. Slika 6 prikazuje dvije žice koje počinju na jastučićima komponente na gornjem sloju i završavaju na podlogama druge komponente na donjem sloju. Svaki provodnik ima svoju rupu koja vodi struju od gornjeg sloja do donjeg sloja.

Slika 6. Povezivanje dva mikrokola kroz provodnike i metalizirane spojeve na različitim stranama štampano ploče s

Slika 7 daje detaljniji prikaz poprečnog presjeka 4-sloja štampano ploče. Ovdje boje označavaju sljedeće slojeve:

Na modelu štampano ploče s, Slika 7 prikazuje provodnik (crveni) koji pripada gornjem provodnom sloju, a koji prolazi kroz ploče y pomoću prolaza, a zatim nastavlja svoju putanju duž donjeg sloja (plavo).

Slika 7. Prolaz provodnika iz gornjeg sloja štampano ploče y i nastavlja svoj put na donjem sloju.

"Slijepa" metalizirana rupa štampano ploče s

U HDI (međusobno povezivanje visoke gustine) štampano ploče A x, potrebno je koristiti više od dva sloja, kao što je prikazano na slici 7. Tipično, u višeslojnim strukturama štampano ploče s Na kojima je instalirano mnogo IC-a, odvojeni slojevi se koriste za napajanje i uzemljenje (Vcc ili GND), i na taj način se vanjski slojevi signala oslobađaju od napojnih šina, što olakšava usmjeravanje signalnih žica. Postoje i slučajevi kada signalni provodnici moraju proći od vanjskog sloja (gornjeg ili donjeg) duž najkraćeg puta kako bi se osigurala potrebna karakteristična impedancija, zahtjevi galvanske izolacije i na kraju zahtjevi za otpornost na elektrostatičko pražnjenje. Za ove vrste priključaka koriste se slijepe metalizirane rupe (Blind via - “blind” ili “blind”). To se odnosi na spajanje rupa vanjski sloj sa jednim ili više unutrašnjih, što vam omogućava da vezu učinite minimalnom po visini. Slijepa rupa počinje na vanjskom sloju i završava se na unutrašnjem sloju, zbog čega ima prefiks "slijepi".

Da saznate koja je rupa prisutna ploče e, možete staviti štampano ploče iznad izvora svjetlosti i pogledajte - ako vidite svjetlost koja dolazi iz izvora kroz rupu, onda je ovo prelazna rupa, inače je slijepa.

Slijepi spojevi su korisni za korištenje u dizajnu ploče s, kada ste ograničeni veličinom i imate premalo prostora za postavljanje komponenti i usmjeravanje signalnih žica. Možete postaviti elektronske komponente sa obe strane i maksimalno iskoristiti prostor za ožičenje i druge komponente. Ako su prijelazi napravljeni kroz rupe, a ne slijepe, trebat će vam dodatni prostor za rupe jer rupa zauzima prostor sa obe strane. U isto vrijeme, slijepe rupe se mogu nalaziti ispod tijela čipa - na primjer, za ožičenje velikih i složenih BGA komponente.

Na slici 8 prikazane su tri rupe koje su dio četverosloja štampano ploče s. Ako pogledamo s lijeva na desno, prvo što ćemo vidjeti je prolazna rupa kroz sve slojeve. Druga rupa počinje na gornjem sloju i završava se na drugom unutrašnjem sloju - L1-L2 slijepi prolaz. Konačno, treća rupa počinje u donjem sloju i završava se u trećem sloju, tako da kažemo da je slijepa preko L3-L4.

Glavni nedostatak ove vrste rupa je što je više visoka cijena proizvodnja štampano ploče s sa slijepim rupama, u odnosu na alternativne prolazne rupe.

Hidden vias

engleski Zakopano preko - “skriveno”, “ukopano”, “ugrađeno”. Ovi spojevi su slični slijepim spojevima, osim što počinju i završavaju na unutrašnjim slojevima. Ako pogledamo sliku 9 s lijeva na desno, možemo vidjeti da prva rupa prolazi kroz sve slojeve. Drugi je slijepi preko L1-L2, a posljednji je skriveni preko L2-L3, koji počinje na drugom sloju i završava se na trećem sloju.

Slika 9. Poređenje prolaza, slijepe rupe i ukopane rupe.

Tehnologija proizvodnje slijepih i skrivenih spojeva

Tehnologija izrade takvih rupa može biti različita, ovisno o dizajnu koji je programer postavio i ovisno o mogućnostima fabrika a-proizvođač. Razlikujemo dva glavna tipa:

Rupa je izbušena u dvostranom radnom komadu DPP, metaliziran, ugraviran i onda ovaj radni komad, u suštini gotov dvoslojni štampano ploče A, utisnut kroz prepreg kao dio višeslojne predforme štampano ploče s. Ako je ovo prazno mjesto na vrhu "pita" MPP, onda dobijemo slijepe rupe, ako u sredini, onda dobijemo skrivene otvore.

1. U komprimovanom radnom komadu izbušena je rupa MPP, dubina bušenja se kontroliše kako bi se precizno pogodile jastučići unutrašnjih slojeva, a zatim dolazi do metalizacije rupe. Na ovaj način dobijamo samo slijepe rupe.

U složenim strukturama MPP Mogu se koristiti kombinacije gore navedenih tipova rupa - Slika 10.

Slika 10. Primjer tipične kombinacije tipova prolaza.

Imajte na umu da korištenje slijepih rupa ponekad može dovesti do smanjenja troškova projekta u cjelini, zbog uštede na ukupnom broju slojeva, bolje sljedivosti i smanjenja veličine štampano ploče s, kao i mogućnost nanošenja komponenti sa finijim nagibom. Međutim, u svakom konkretnom slučaju odluku o njihovoj upotrebi treba donijeti individualno i razumno. Međutim, ne treba pretjerano koristiti složenost i raznolikost vrsta slijepih i skrivenih rupa. Iskustvo pokazuje da kada birate između dodavanja druge vrste slijepe rupe u dizajn i dodavanja još jednog para slojeva, bolje je dodati nekoliko slojeva. U svakom slučaju, dizajn MPP mora biti dizajniran uzimajući u obzir kako će se tačno implementirati u proizvodnju.

Završni metalni zaštitni premazi

Dobivanje ispravnog i pouzdanog lemne veze u elektronskoj opremi ovisi o mnogim dizajnerskim i tehnološkim faktorima, uključujući odgovarajući nivo lemljivosti povezanih elemenata, kao što su komponente i štampano provodnici. Za održavanje lemljivosti štampano ploče prije instalacija A elektronske komponente, osiguravaju ravnost premaza i za pouzdane instalacija A lemnih spojeva, bakarna površina jastučića mora biti zaštićena štampano ploče s od oksidacije, takozvani završni metalni zaštitni premaz.

Kada gledate drugačije štampano ploče s, možete primijetiti da kontaktne pločice gotovo nikada nemaju bakarnu boju, često su i uglavnom srebrne, sjajne zlatne ili mat sive. Ove boje određuju vrste završnog metala zaštitni premazi.

Najčešći način zaštite zalemljenih površina štampano ploče je oblaganje bakrenih kontaktnih pločica slojem srebrne legure kalaj-olovo (POS-63) - HASL. Većina proizvedenih štampano ploče zaštićen HASL metodom. Vruće kalajisanje HASL - proces vrućeg kalajisanja ploče s, potapanjem na ograničeno vrijeme u kupku rastopljenog lema i brzim uklanjanjem upuhujući mlaz vrućeg zraka, uklanjajući višak lema i izravnavajući premaz. Ovaj premaz dominira za nekoliko posljednjih godina, uprkos svojim ozbiljnim tehničkim ograničenjima. Plat s, na ovaj način proizvedeni, iako dobro zadržavaju lemljivost tokom cijelog perioda skladištenja, nisu pogodni za neke primjene. Visoko integrisani elementi koji se koriste u SMT tehnologije instalacija A, zahtijevaju idealnu planarnost (ravnost) kontaktnih pločica štampano ploče. Tradicionalni HASL premazi ne ispunjavaju zahtjeve planarnosti.

Primjenjuju se tehnologije premaza koje zadovoljavaju zahtjeve planarnosti hemijske metode premazi:

Potapanje zlatom (Electroless Nickel / Immersion Gold - ENIG), što je tanak zlatni film koji se nanosi preko podsloja nikla. Funkcija zlata je da pruži dobru lemljivost i zaštiti nikl od oksidacije, a sam nikal služi kao barijera koja sprečava međusobnu difuziju zlata i bakra. Ovaj premaz osigurava odličnu planarnost kontaktnih pločica bez oštećenja štampano ploče, osigurava dovoljnu čvrstoću lemnih spojeva napravljenih lemovima na bazi kositra. Njihov glavni nedostatak je visoka cijena proizvodnje.

Immersion Tin - ISn - sivi mat hemijski premaz, pružajući visoku ravnost štampano web stranice ploče s i kompatibilan sa svim metodama lemljenja od ENIG-a. Proces nanošenja potapajućeg kalaja sličan je postupku nanošenja potopljenog zlata. Potapajući lim pruža dobru sposobnost lemljenja nakon toga dugotrajno skladištenje, što je osigurano uvođenjem organometalnog podsloja kao barijere između bakra kontaktnih pločica i samog kalaja. Kako god, ploče s, obložene potapajućim limom, zahtijevaju pažljivo rukovanje i treba ih čuvati u vakuumu upakovane u suhim ormarićima i ploče s sa ovim premazom nisu pogodni za proizvodnju tastatura/touch panela.

Kada koristite računare i uređaje sa blade konektorima, kontakti blade konektora su podložni trenju tokom rada. ploče s Zbog toga su krajnji kontakti galvanizovani debljim i čvršćim slojem zlata. Galvanska pozlata spojnica noževa (Gold Fingers) - premaz iz porodice Ni/Au, debljina premaza: 5 -6 Ni; 1,5 – 3 µm Au. Premaz se nanosi elektrohemijskim taloženjem (galvanizacija) i koristi se prvenstveno na krajnjim kontaktima i lamelama. Debeli, zlatni premaz ima visoku mehaničku čvrstoću, otpornost na abraziju i štetne uticaje okoline. Nezamjenjiv tamo gdje je važno osigurati pouzdan i izdržljiv električni kontakt.

Kvalitet isporučenih materijala je usklađen sa standardom IPC4101B, a sistem upravljanja kvalitetom proizvođača potvrđen je međunarodnim certifikatima ISO 9001:2000.

FR4 – laminat od stakloplastike klase otpornosti na vatru 94V-0 je najčešći materijal za proizvodnju štampanih ploča. Naša kompanija snabdeva sledeće vrste materijala za proizvodnju jednostranih i dvostranih štampanih ploča:

• Laminat od fiberglasa FR4 sa temperaturom prelaska stakla od 135ºS, 140ºS i 170ºS za proizvodnju jednostranih i dvostranih štampanih ploča. Debljina 0,5 - 3,0 mm sa folijom 12, 18, 35, 70, 105 mikrona.
• Osnovni FR4 za unutrašnje slojeve MPP sa temperaturama staklastog prelaza od 135ºS, 140ºS i 170ºS
• FR4 prepregovi sa temperaturama staklastog prelaza od 135ºS, 140ºS i 170ºS za presovanje MPP-a
• Materijali XPC, FR1, FR2, CEM-1, CEM-3, HA-50
• Materijali za ploče sa kontrolisanim odvođenjem toplote:
  • (aluminij, bakar, nehrđajući čelik) sa dielektrikom toplinske provodljivosti od 1 W/m*K do 3 W/m*K proizvođača Totking i Zhejiang Huazheng New Material Co.
  • Materijal HA-30 CEM-3 toplotne provodljivosti 1 W/m*K za proizvodnju jednostranih i dvostranih štampanih ploča.

Za neke namjene potreban je kvalitetan nefolijski dielektrik koji ima sve prednosti FR4 (dobra dielektrična svojstva, stabilnost karakteristika i dimenzija, visoka otpornost na štetne utjecaje). klimatskim uslovima). Za ove primjene možemo ponuditi FR4 laminat od stakloplastike bez folije.

U mnogim slučajevima gdje su potrebne prilično jednostavne tiskane ploče (u proizvodnji opreme za domaćinstvo, raznih senzora, nekih komponenti za automobile itd.), odlična svojstva stakloplastike su suvišna, a pokazatelji proizvodnosti i cijene dolaze do izražaja. Ovdje možemo ponuditi sljedeće materijale:

• XPC, FR1, FR2 - folijski getinaks (baza od celuloznog papira impregniranog fenolnom smolom), široka primena u proizvodnji štampanih ploča za potrošačku elektroniku, audio i video opremu, u automobilskoj industriji (poređane po rastućem redosledu svojstava, i, shodno tome, cijena). Odlično štancanje.
• CEM-1 je laminat baziran na kompoziciji celuloznog papira i fiberglasa sa epoksidnom smolom. Štampice predivno.

U našem asortimanu se nalazi i elektrodeponovana bakarna folija za presovanje MPP proizvođača Kingboard. Folija se isporučuje u rolnama različitih širina, debljine folije su 12, 18, 35, 70, 105 mikrona, folije debljine 18 i 35 mikrona su gotovo uvek dostupne iz našeg skladišta u Rusiji.

Svi materijali su proizvedeni u skladu sa RoHS direktivom, sadržaj štetnih materija je potvrđen relevantnim sertifikatima i RoHS izveštajima o ispitivanju. Takođe, svi materijali, mnogi artikli imaju sertifikate itd.