Aus welchem ​​Material bestehen Leiterplatten? Grundstoffe zur Herstellung von Leiterplatten. Visuelle Darstellung des Materials

Basismaterial – der Hauptträger der Montagevorrichtung und der elektronischen Schaltkreise der Leiterplatte. Das Grundmaterial wird dem Leiterplattenhersteller in Form einer „Platte“ geliefert und auf die erforderliche Größe zugeschnitten, um eine bestimmte Leiterplatte herzustellen. Es gibt viele Grundmaterialien für Leiterplatten mit unterschiedlichen Dicken und Beschichtungen sowie unterschiedlichen elektrischen und mechanische Eigenschaften die die Funktionalität beeinträchtigen elektronische Schaltung. Siehe auch PP-Materialien. Als Grundmaterial dient häufig Glasfaser mit Epoxidharz (FR4), erhältlich als Kupferfolie oder Prepreg.

Getinax-Folie - komprimierte Schichten aus elektrisch isolierendem Papier, imprägniert mit Phenol- oder Epoxidphenolharz als Bindemittel, ein- oder beidseitig mit Kupferfolie kaschiert.

Flexibilität Isoliermaterial – wird durch die Anzahl der Biegezyklen um den Dorn herum angegeben, dessen Durchmesser mehreren Werten der Dicke des flexiblen Abschnitts entspricht.

Hartvergoldung - Die elektrolytische Hartvergoldung ist eine reibungsbeständige Oberfläche, die für Goldleitungen verwendet wird. Wir galvanisieren Nickel auf die Kupferleiterbahn. Anschließend wird Gold auf das Nickel aufgebracht.

Gerollte Kupferfolie – hat eine relative Dehnung, die 5–6 Mal größer ist als die von Elektrolytfolie, daher ist es flexibler, biegsamer und kann ohne Delaminierung bearbeitet werden. Ist teuer. Wird bei der Herstellung flexibler Leiterplatten verwendet.

PCB-Basismaterial – Material (Dielektrikum), auf dem das Leiterplattendesign hergestellt wird.

Unverstärkte Grundmaterialien - Kupferfolie, beschichtet mit Harz im Zustand B – teilweise polymerisiertes Harz oder im Zustand C – vollständig polymerisiertes Harz, sowie flüssige Dielektrika und mit einem Trockenfilm beschichtete Dielektrika.

Dielektrika ohne Folie Es gibt zwei Arten. 1. Mit einer Klebeschicht, die zur Erhöhung der Haftfestigkeit von Kupfer aufgetragen wird, das während des Herstellungsprozesses von PP durch ein chemisches Verfahren abgeschieden wird; 2. Mit einem in das Volumen des Dielektrikums eingebrachten Katalysator, der die Abscheidung von chemischem Kupfer fördert.

Leiterplatte mit dickem Kupfer - normalerweise als Platte mit dickem Kupfer bezeichnet Leiterplatte mit Kupferdicke >105µm. Solche Platinen werden für hohe Schaltströme im Automobilbereich eingesetzt Industrieelektronik und für spezifische Kundenwünsche. Kupfer bietet nach Silber die höchste Wärmeleitfähigkeit.
Platten mit einer dicken Kupferschicht ermöglichen Ihnen:
Hohe Schaltströme
Optimale Wärmeübertragung durch lokale Erwärmung
Erhöhte Lebensdauer, Zuverlässigkeit und Integrationsgrad
Beim Design der Platine müssen jedoch besondere Vorsichtsmaßnahmen hinsichtlich des Ätzprozesses getroffen werden; es sind nur breitere Leiterstrukturen akzeptabel.

Prepregs – isolierendes Polstermaterial, das zum Verkleben von MPP-Schichten verwendet wird. Sie bestehen aus Glasfaser, die mit unterpolymerisiertem duroplastischem Epoxidharz oder anderen Harzen imprägniert ist.

SAF (Prepreg mit niedriger Viskosität, Prepreg mit geringem Durchfluss) – ein Klebematerial mit kontrollierter Fließfähigkeit, das bei der Herstellung von GZhP verwendet wird und sowohl auf Glasfaser als auch auf Polyimid haftet.

Goldverbindung - PCB-Oberfläche Bondgold ist ein Sammelbegriff für klebefähige Oberflächen, meist Goldoberflächen. Zur Verbindung werden verwendet: Tauchvergoldung über einer Nickelunterschicht (ENIG) zur Verbindung Aluminiumdrähte(Al), galvanisches Weichgold zum Bonden von Golddrähten (Au) und ENEPIG (Nickel-Palladium-Tauchvergoldung), das für beide Bondverfahren geeignet ist.
Die Dicke der Goldschicht beträgt bei chemischer (Tauch-)Vergoldung etwa 0,3–0,6 µm, bei elektrolytischer (Weich-)Vergoldung etwa 1,0–2,0 µm und bei ENEPIG etwa 0,05–0,1 µm Gold plus 0,05–0,15 µm Palladium. Die Goldschichten basieren auf etwa 3,0–6,0 µm Nickel.

Folien-Glasfaserlaminat – komprimierte Glasfaserschichten, imprägniert mit Epoxidphenol oder Epoxidharz. Im Vergleich zu Getinax weist es bessere mechanische und elektrische Eigenschaften, eine höhere Hitzebeständigkeit und eine geringere Feuchtigkeitsaufnahme auf.

Technologische (Verbrauchs-)Materialien zur Herstellung von PP – Fotolacke, spezielle Sieblacke, Schutzmasken, Verkupferungselektrolyte, Ätzen usw.

Verstärkte Basismaterialien und Prepregs – speziell für die Lasertechnik entwickelte Glasvliese mit vorgegebener Filamentgeometrie und vorgegebener Filamentverteilung (flache Seite in Z-Achsenrichtung), organische Materialien mit nicht orientierter Faseranordnung (Aramid), Prepreg für die Lasertechnik , Standardkonstruktionen auf Basis von Glasgewebe usw.

Foliendielektrika – bestehen aus Glasfaser aus Fäden; Harz zum Imprägnieren von Glasfaser; Folie, die als Metallbeschichtung für Folienmaterialien verwendet wird.

Folien- und Nichtfolien-Polyimid – Wird in elektronischen Geräten verwendet verantwortlicher Termin, tätig bei hohe Temperaturen, zur Herstellung von flexiblen Leiterplatten, GPCs, Starrflex-Leiterplatten sowie mehrschichtigen Leiterplatten, Trägerbändern für integrierte Schaltkreise und großen hybriden integrierten Schaltkreisen mit bis zu 1000 Pins.

Elektrolytische Kupferfolie – preiswert; Wird bei der Herstellung von GPCs mit einer hohen Dichte an Leitermustern verwendet. Beim Ätzen von Kupfer aus Lücken hat es eine höhere Auflösung als ein Katana.

CEM 1 ist ein Grundmaterial für Leiterplatten aus Mehrschichtpapier. CEM 1 besteht aus einem Kern aus mit Epoxidharz imprägniertem Papier und einer Außenschicht aus Glasfaser. Aufgrund der Papierbasis ist dieses Material nicht für die Metallisierung geeignet Durchgangslöcher. Die Materialspezifikation ist im Dokument IPC-4101 enthalten.

IMDS – Internationales Materialdatensystem . IMDS (www.mdsystem.com) wurde von Automobilherstellern entwickelt, um die Zusammensetzung von Materialien zu erfassen, die in Automobilen, Teilen, Geräten und Systemen verwendet werden, um die einzelnen Materialkomponenten jedes Fahrzeugs oder jeder Untergruppe (z. B. Motor) zu identifizieren.
Seit Inkrafttreten der Altfahrzeugrichtlinie (21.06.2003) sind Automobilzulieferer verpflichtet, im Rahmen des IMDS Daten über die Inhaltsstoffe ihrer Produkte bereitzustellen, um die verfügbaren Verwertungsquoten zu ermitteln.
Muss im IMDS registriert sein:
Leiterplatten
Bestückte Leiterplatten
Komponenten
Der ZVEI und die Automobilindustrie haben das Dokument Montagematerialdaten – Zusammenarbeit bei der Materialdatendeklaration unterzeichnet:
Fachbereich Elektronische Komponenten und Systeme und Fachbereich Leiterplatten und elektronische Systeme im ZVEI – Zentralverband der Elektro- und Elektroniktechnik e.V Elektrohersteller ein effektives Konzept zur Materialdeklaration entwickelt elektronische Bauteile und Leiterplatten. Materialdaten sollen durch die Bildung unternehmensübergreifender Produktgruppen und Normwerte gewonnen werden. Diese Materialdatentabellen, sogenannte „Umbrella“-Spezifikationen, vereinfachen die Deklarationen erheblich, ohne dass die Genauigkeit spürbar einbüßt. Dieses Konzept wird seit 2004 erfolgreich in der Automobilindustrie eingesetzt.
Um die Umbrella-Spezifikationen mit dem IMDS-System anzuwenden, hat IMDS die Richtlinie 019, Leiterplatten, herausgegeben. Diese Richtlinien beschreiben die Methode zur Eingabe des Materialgehalts bestückter Leiterplatten.
Auszug aus Punkt 5: Standardregeln und Richtlinien für E/E (PCB-Komponente) aus der IMDS-Empfehlung 019: „PCB-Komponentendaten im IMDS, Umbrella Spec, IPC1752 oder einem ähnlichen Format werden akzeptiert, sofern zwischen Geschäftspartnern vereinbart.“
Vom ZVEI gemeinsam mit Leiterplattenherstellern entwickelte Rahmenspezifikationen für IMDS.
Das dynamische Programm ermöglicht eine einfache Zählung der in einer Leiterplatte beliebiger Größe enthaltenen Stoffe. Oberfläche und Anzahl der Schichten sind frei wählbar. Standardtechnologien werden in einer Datenbank gespeichert.

RoHS - Richtlinie zum Verbot schädlicher Stoffe. Diese Bestimmung der Gesetzgebung der Europäischen Union besagt dies elektronische Geräte darf kein Blei oder andere Schadstoffe enthalten. Bei Leiterplatten wird die RoHS-Konformität durch zwei Komponenten kontrolliert: das Grundmaterial und die Oberfläche.

Dauer: 2 Stunden (90 Min.)

25.1 Grundlegende Fragen

PP-Basismaterialien;

Materialien zur Erstellung gedruckter Designelemente;

Technologische Materialien zur Herstellung von PP.

25.2 Vorlesungstext

25.2.1 GrundmPP-Basismaterialien – bis zu 40 Min

Zu den Grundmaterialien von Leiterplatten gehören:

folienbeschichtete (ein- oder beidseitig) und nicht folienbeschichtete Dielektrika (Getinax, Textolith, Glasfaser, Glasfaser, Lavsan, Polyimid, Fluorkunststoff usw.), Keramikmaterialien und Metallplatten (mit einer oberflächlichen dielektrischen Schicht) Platten daraus es werden Leiterplattensockel hergestellt;

isolierendes Abstandsmaterial (Klebedichtungen – Prepregs), das zum Verkleben von MPP-Schichten verwendet wird.

Um die Oberfläche von PP vor äußeren Einflüssen zu schützen, werden Polymerschutzlacke und Schutzbeschichtungsfilme verwendet.

Bei der Auswahl eines PP-Basismaterials müssen Sie auf Folgendes achten: zu erwartende mechanische Einwirkungen (Vibrationen, Stöße, lineare Beschleunigung usw.); Genauigkeitsklasse PP (Abstand zwischen Leitern); implementierte elektrische Funktionen; Leistung; Nutzungsbedingungen; Preis.

Das Grundmaterial muss gut auf dem Metall der Leiter haften, eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen, seine Eigenschaften unter Witterungseinflüssen beibehalten und einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie das Metall der Leiter aufweisen.

Die Materialauswahl wird bestimmt durch:

elektrische Isoliereigenschaften;

mechanische Festigkeit;

Stabilität der Parameter bei aggressiven Umgebungen und sich ändernden Bedingungen;

Bearbeitbarkeit;

kosten.

Foliendielektrika werden mit einer leitfähigen Beschichtung aus Elektrolytfolie aus Kupfer (seltener Nickel oder Aluminium) mit einer Dicke von 5 bis 105 Mikrometern hergestellt. Um die Haftfestigkeit zu verbessern, ist die Folie einseitig mit einer 1…3 Mikrometer dicken Chromschicht beschichtet. Die Folie zeichnet sich durch Reinheit der Zusammensetzung (Verunreinigungen nicht mehr als 0,05 %) und Duktilität aus. Die Folierung erfolgt durch Pressen bei einer Temperatur von 160...180 0 C und einem Druck von 5...15 MPa.

Dielektrika ohne Folie werden in zwei Arten hergestellt:

mit einer Klebeschicht (Klebeschicht) mit einer Dicke von 50...100 Mikrometern (z. B. eine Epoxidkautschukzusammensetzung), die aufgetragen wird, um die Haftfestigkeit von chemischem Kupfer zu erhöhen, das während des Herstellungsprozesses von PP abgeschieden wird;

mit einem in das Volumen des Dielektrikums eingebrachten Katalysator, der die Abscheidung von chemischem Kupfer fördert.

Als dielektrische Basis von starrem PP werden laminierte Kunststoffe verwendet, die aus einem Füllstoff (Elektroisolierpapier, Gewebe, Glasfaser) und einem Bindemittel (Phenolharz oder Phenolepoxidharz) bestehen. Zu den laminierten Kunststoffen gehören Getinax, Textolite und Glasfaser.

Getinax wird aus Papier hergestellt und unter normalen klimatischen Betriebsbedingungen für Haushaltsgeräte verwendet. Es zeichnet sich durch niedrige Kosten, gute Verarbeitbarkeit und hohe Wasseraufnahme aus.

Textolite wird aus Baumwollstoff hergestellt.

Glasfaserlaminate werden aus Glasfaser hergestellt. Im Vergleich zu Getinaks weisen Glasfaserlaminate bessere mechanische und bessere Eigenschaften auf Elektrische Eigenschaften, höhere Hitzebeständigkeit, geringere Feuchtigkeitsaufnahme. Sie haben jedoch eine Reihe von Nachteilen: schlechtere Bearbeitbarkeit; höhere Kosten; ein erheblicher Unterschied (ca. 30-fach) im Wärmeausdehnungskoeffizienten von Kupfer und Glasfaser in Richtung der Materialdicke, der beim Löten oder im Betrieb zum Bruch der Metallisierung in den Löchern führen kann.

Für die Herstellung von Leiterplatten, die unter Bedingungen erhöhter Brandgefahr eingesetzt werden, werden feuerbeständige Getinaks und Glasfaserlaminate verwendet. Die Erhöhung der Feuerbeständigkeit von Dielektrika wird durch die Zugabe von Flammschutzmitteln in ihre Zusammensetzung erreicht.

Die Zugabe von 0,1...0,2 % Palladium oder Kupferoxid in den Lack, der Glasfaser imprägniert, verbessert die Qualität der Metallisierung, verringert jedoch leicht den Isolationswiderstand.

Um Leiterplatten herzustellen, die eine zuverlässige Übertragung von Nanosekundenimpulsen ermöglichen, müssen Materialien mit verbesserten dielektrischen Eigenschaften (reduzierte Dielektrizitätskonstante und verringerter dielektrischer Verlustfaktor) verwendet werden. Daher gilt der Einsatz von Basen aus organischen Materialien mit einer relativen Dielektrizitätskonstante unter 3,5 als vielversprechend. Als Basis für PP im Mikrowellenbereich werden unpolare Polymere (Fluorkunststoff, Polyethylen, Polypropylen) verwendet.

Zur Herstellung von GPP und GPC, die wiederholtem Biegen standhalten, werden Dielektrika auf Basis von Polyesterfolie (Lavsan oder Polyethylenterephthalat), Fluorkunststoff, Polyimid usw. verwendet.

Isolierendes Polstermaterial (Prepregs) besteht aus Glasfaser, die mit unterpolymerisiertem duroplastischem Epoxidharz (oder anderen Harzen) imprägniert ist; aus Polyimid mit beidseitiger Klebebeschichtung und anderen Materialien.

Als Basismaterial für das PP kann Keramik verwendet werden.

Der Vorteil von keramischem PP ist eine bessere Wärmeableitung von aktiven Elementen, hohe mechanische Festigkeit, Stabilität der elektrischen und geometrischen Parameter, reduzierter Geräuschpegel, geringe Wasseraufnahme und Gasemission.

Der Nachteil von Keramikplatten ist Zerbrechlichkeit, große Masse und kleine Abmessungen (bis zu 150 x 150 mm), langer Herstellungszyklus und starke Schrumpfung des Materials sowie hohe Kosten.

PP an Metall Basis Einsatz in Produkten mit hoher Strombelastung und bei erhöhten Temperaturen. Als Grundmaterialien kommen Aluminium, Titan, Stahl, Kupfer und eine Legierung aus Eisen und Nickel zum Einsatz. Um eine Isolierschicht auf Metallbasis zu erhalten, werden spezielle Emails, Keramiken, Epoxidharze, Polymerfilme usw. verwendet, eine Isolierschicht auf Aluminiumbasis kann durch anodische Oxidation erhalten werden.

Der Nachteil metalllackierter Platten ist die hohe Dielektrizitätskonstante der Emaille, die ihren Einsatz in Hochfrequenzgeräten ausschließt.

Die Metallbasis der Leiterplatte wird häufig als Strom- und Erdungsbus sowie als Abschirmung verwendet.

25.2.2 Materialien gedruckter Designelemente – bis zu 35 Min

Als Material für gedruckte Musterelemente (Leiter, Kontaktpads, Endkontakte etc.) werden Metallbeschichtungen verwendet. Kupfer wird am häufigsten zur Herstellung der stromführenden Hauptschicht verwendet. Keramische Leiterplatten verwenden Graphit.

Die zur Herstellung von Metallbeschichtungen verwendeten Materialien sind in Tabelle 25.1 aufgeführt.

Tabelle 25.1 – Metallbeschichtungen zur Herstellung gedruckter Designelemente

25.2.3 Technologische (Verbrauchsmaterialien) mMaterialien zur Herstellung von PP – bis zu 15 Min

Zu den technologischen Materialien für die Herstellung von Leiterplatten gehören Fotolacke, spezielle Sieblacke, Schutzmasken, Elektrolyte für die Verkupferung, Ätzen usw.

Die Anforderungen an Verbrauchsmaterialien werden durch das Design der Leiterplatte und den Herstellungsprozess bestimmt.

Fotolacke müssen die erforderliche Auflösung zum Erhalt eines Schaltkreismusters und eine entsprechende chemische Beständigkeit bieten. Fotolacke können flüssige oder trockene Filme (SPF) sein.

Es werden negative und positive Fotolacke verwendet. Bei der Verwendung negativer Fotolacke verbleiben die belichteten Bereiche des Platinenrohlings auf der Platine und die unbelichteten Bereiche werden bei der Entwicklung ausgewaschen. Bei Verwendung positiver Fotowiderstände werden die belichteten Bereiche während der Entwicklung ausgewaschen.

Ätzlösungen müssen mit dem zum Ätzen verwendeten Resist kompatibel sein, gegenüber Isoliermaterialien neutral sein und eine hohe Ätzrate aufweisen. Als Ätzelektrolyte werden häufig saure und alkalische Lösungen von Kupferchlorid, Lösungen auf Basis von Eisenchlorid, Lösungen auf Basis von Ammoniumpersulfat und Eisen-Kupferchlorid-Lösungen verwendet.

Alle Materialien müssen wirtschaftlich und umweltfreundlich sein.

Die Qualität der gelieferten Materialien entspricht der Norm IPC4101B und das Qualitätsmanagementsystem der Hersteller wird durch internationale Zertifikate ISO 9001:2000 bestätigt.

FR4 – Glasfaserlaminat mit der Feuerwiderstandsklasse 94V-0 ist das am häufigsten verwendete Material für die Herstellung von Leiterplatten. Unser Unternehmen liefert die folgenden Arten von Materialien zur Herstellung ein- und doppelseitiger Leiterplatten:

• Glasfaserlaminat FR4 mit einer Glasübergangstemperatur von 135 °C, 140 °C und 170 °C zur Herstellung von einseitigen und doppelseitigen Leiterplatten. Dicke 0,5 - 3,0 mm mit Folie 12, 18, 35, 70, 105 Mikrometer.
• Basic FR4 für Innenschichten aus MPP mit Glasübergangstemperaturen von 135 °C, 140 °C und 170 °C
• FR4-Prepregs mit Glasübergangstemperaturen von 135 °C, 140 °C und 170 °C zum Pressen von MPP
• Materialien XPC, FR1, FR2, CEM-1, CEM-3, HA-50
• Materialien für Platinen mit kontrollierter Wärmeableitung:
  • (Aluminium, Kupfer, Edelstahl) mit einem Dielektrikum mit einer Wärmeleitfähigkeit von 1 W/m*K bis 3 W/m*K, hergestellt von Totking und Zhejiang Huazheng New Material Co.
  • Material HA-30 CEM-3 mit Wärmeleitfähigkeit 1 W/m*K zur Herstellung von ein- und doppelseitigen Leiterplatten.

Für manche Zwecke ist ein hochwertiges folienfreies Dielektrikum erforderlich, das alle Vorteile von FR4 aufweist (gute dielektrische Eigenschaften, Stabilität der Eigenschaften und Abmessungen, hohe Beständigkeit gegen widrige Einflüsse). Klimabedingungen). Für diese Anwendungen können wir FR4-Glasfaserlaminat ohne Folie anbieten.

In vielen Fällen, in denen relativ einfache Leiterplatten benötigt werden (bei der Herstellung von Haushaltsgeräten, verschiedenen Sensoren, einigen Komponenten für Automobile usw.), sind die hervorragenden Eigenschaften von Glasfaser überflüssig und Indikatoren für Herstellbarkeit und Kosten treten in den Vordergrund. Hier können wir folgende Materialien anbieten:

• XPC, FR1, FR2 - Foliengetinaks (Basis aus mit Phenolharz imprägniertem Zellulosepapier), weit verbreitet bei der Herstellung von Leiterplatten für Unterhaltungselektronik, Audio- und Videogeräte, in der Automobilindustrie (in aufsteigender Reihenfolge der Eigenschaften angeordnet, und dementsprechend der Preis ). Hervorragende Stempelung.
• CEM-1 ist ein Laminat auf Basis einer Zusammensetzung aus Zellulosepapier und Glasfaser mit Epoxidharz. Stempelt wunderschön.

Zu unserem Sortiment gehört auch galvanisch abgeschiedene Kupferfolie zum Pressen von MPP der Firma Kingboard. Die Folie wird in Rollen unterschiedlicher Breite geliefert, die Folienstärke beträgt 12, 18, 35, 70, 105 Mikrometer, Folienstärken von 18 und 35 Mikrometer sind fast immer in unserem Lager in Russland verfügbar.

Alle Materialien werden gemäß der RoHS-Richtlinie hergestellt, der Schadstoffgehalt wird durch entsprechende Zertifikate und RoHS-Prüfberichte bestätigt. Außerdem sind alle Materialien, viele Artikel haben Zertifikate usw.

Was stellt es dar gedruckt Bretter A?

Gedruckt Bretter A oder Bretter A ist eine Platte oder Platte, die aus einem oder zwei leitenden Mustern besteht, die sich auf der Oberfläche einer dielektrischen Basis befinden, oder ein System von leitenden Mustern, die sich im Volumen und auf der Oberfläche einer dielektrischen Basis befinden und nach dem Prinzip miteinander verbunden sind Elektrischer Schaltplan, zum elektrischen Anschluss bestimmt und mechanische Befestigung darauf installierte elektronische Produkte, Quantenelektronik und elektrische Produkte – passive und aktive elektronische Komponenten.

Am einfachsten gedruckt Bretter Ach ja Bretter A, das auf einer Seite Kupferleiter enthält gedruckt Bretter S und verbindet die Elemente des Leitermusters nur auf einer seiner Oberflächen. Solch Bretter S bekannt als Einzelschicht gedruckt Bretter S oder einseitig gedruckt Bretter S(abgekürzt als AKI).

Heute am beliebtesten in der Produktion und am weitesten verbreitet gedruckt Bretter S, die zwei Schichten enthalten, also auf beiden Seiten ein leitfähiges Muster enthalten Bretter S– doppelseitig (doppellagig) gedruckt Bretter S(abgekürzt DPP). Durchgangsverbindungen werden verwendet, um Leiter zwischen Schichten zu verbinden. Installation metallisierte und Übergangslöcher. Allerdings abhängig von der physikalischen Komplexität des Designs gedruckt Bretter S, wenn die Verkabelung beidseitig erfolgt Bretter wird in der Produktion nicht zu komplex Befehl mehrschichtig erhältlich gedruckt Bretter S(abgekürzt MPP), wobei das Leitermuster nicht nur auf zwei gebildet wird Außenseiten Bretter S, sondern auch in den inneren Schichten des Dielektrikums. Je nach Komplexität mehrschichtig gedruckt Bretter S kann aus 4,6,...24 oder mehr Schichten bestehen.

Für Installation A elektronische Komponenten auf gedruckt Bretter S, ist ein technologischer Vorgang erforderlich - Löten, mit dem eine dauerhafte Verbindung von Teilen aus verschiedenen Metallen durch Einbringen von geschmolzenem Metall hergestellt wird - Lot, das mehr hat niedrige Temperatur schmelzen als die Materialien der zu verbindenden Teile. Die gelöteten Kontakte der Teile sowie das Lot und Flussmittel werden in Kontakt gebracht und einer Erwärmung auf eine Temperatur ausgesetzt, die über dem Schmelzpunkt des Lots, aber unter der Schmelztemperatur der zu lötenden Teile liegt. Dadurch dringt das Lot ein flüssigen Zustand und benetzt die Oberflächen von Teilen. Danach stoppt die Erwärmung und das Lot geht in die feste Phase über und bildet eine Verbindung. Dieser Vorgang kann manuell oder mit Spezialgeräten durchgeführt werden.

Vor dem Löten werden Bauteile aufgelegt gedruckt Bretter e führt Bauteile in Durchgangslöcher Bretter S und mit den Kontaktpads verlötet und/oder metallisiert Innenfläche Löcher - sog Technologie Installation A in Löcher (THT Through Hole Technology – Technologie Installation A in Löcher oder mit anderen Worten - Stift Installation oder DIP Installation). Auch die fortschrittlichere Oberflächentechnik hat sich vor allem in der Massen- und Großserienfertigung immer weiter durchgesetzt. Installation A- auch TMP (Technologie) genannt Installation A an die Oberfläche) oder SMT(Surface-Mount-Technologie) oder SMD-Technologie (von Surface-Mount-Device – ein auf einer Oberfläche montiertes Gerät). Der Hauptunterschied zur „traditionellen“ Technologie Installation A Beim Einbohren in Löcher werden die Komponenten auf Kontaktflächen montiert und verlötet, die Teil des Leiterbildes auf der Oberfläche sind gedruckt Bretter S. In der Oberflächentechnik Installation A Typischerweise werden zwei Lötmethoden verwendet: Lotpasten-Reflow-Löten und Wellenlöten. Der Hauptvorteil des Wellenlötverfahrens ist die Möglichkeit, beide oberflächenmontierten Bauteile gleichzeitig zu löten Bretter S, und in die Löcher. Gleichzeitig ist das Wellenlöten das produktivste Lötverfahren, wenn Installation e in die Löcher. Das Reflow-Löten basiert auf der Verwendung eines speziellen technologischen Materials – Lotpaste. Es enthält drei Hauptkomponenten: Lot, Flussmittel (Aktivatoren) und organische Füllstoffe. Löten Paste wird entweder mit einem Spender oder durch Durchspritzen auf die Kontaktflächen aufgetragen Schablone Anschließend werden die elektronischen Bauteile mit den Anschlüssen auf der Lotpaste montiert und anschließend erfolgt der Prozess des Aufschmelzens des in der Lotpaste enthaltenen Lotes in speziellen Öfen durch Erhitzen gedruckt Bretter S mit Komponenten.

Zur Vermeidung und/oder Vorbeugung von Unfällen Kurzschluss Leiter aus verschiedenen Stromkreisen während des Lötprozesses, Hersteller gedruckt Bretter Es wird eine schützende Lötmaske (engl. Solder Mask; auch „brilliant“ genannt) verwendet – eine Schicht aus haltbarem Polymermaterial, die die Leiter vor dem Eindringen von Lot und Flussmittel beim Löten sowie vor Überhitzung schützen soll. Löten Maske deckt Leiter ab und lässt Pads und Flachstecker freiliegen. Die am häufigsten verwendeten Lötstopplackfarben gedruckt Bretter A x - Grün, dann Rot und Blau. Das sollte man im Hinterkopf behalten Löten Maske schützt nicht Bretter vor Feuchtigkeit während des Betriebs Bretter S Für den Feuchtigkeitsschutz kommen spezielle organische Beschichtungen zum Einsatz.

In den beliebtesten Systemprogrammen computergestütztes Design gedruckt Bretter Und elektronische Geräte(abgekürzt CAD – CAM350, P-CAD, Protel DXP, SPECCTRA, OrCAD, Allegro, Expedition PCB, Genesis) gibt es normalerweise Regeln im Zusammenhang mit der Lötmaske. Diese Regeln definieren den Abstand/Rückstand, der zwischen der Kante des Lötpads und der Kante der Lötmaske eingehalten werden muss. Dieses Konzept ist in Abbildung 2(a) dargestellt.

Siebdruck oder Markierung.

Markierung (dt. Siebdruck, Legende) ist ein Prozess, bei dem der Hersteller Informationen über elektronische Komponenten anbringt und der dazu beiträgt, den Montage-, Inspektions- und Reparaturprozess zu erleichtern. Typischerweise werden Markierungen angebracht, um Referenzpunkte sowie die Position, Ausrichtung und Bewertung elektronischer Komponenten anzuzeigen. Es kann auch für jeden Designzweck verwendet werden gedruckt Bretter Geben Sie beispielsweise den Firmennamen und Einrichtungsanweisungen an (dies wird häufig bei alten Motherboards verwendet). Bretter A X persönliche Computer) usw. Die Beschriftung ist beidseitig möglich Bretter S und es wird normalerweise im Siebdruckverfahren (Siebdruck) mit einer speziellen Farbe (mit thermischer oder UV-Härtung) in weißer, gelber oder schwarzer Farbe aufgetragen. Abbildung 2 (b) zeigt die Bezeichnung und den Bereich der Komponenten, dargestellt mit weißen Markierungen.

Struktur von Schichten im CAD

Wie am Anfang dieses Artikels erwähnt, gedruckt Bretter S kann aus mehreren Schichten bestehen. Wann gedruckt Bretter A CAD-Konstruktionen sind oft in der Struktur zu erkennen gedruckt Bretter S mehrere Lagen, die nicht den geforderten Lagen mit Verdrahtung aus leitfähigem Material (Kupfer) entsprechen. Beispielsweise sind die Markierungs- und Lötmaskenschichten nichtleitende Schichten. Das Vorhandensein von leitenden und nicht leitenden Schichten kann zu Verwirrung führen, da Hersteller den Begriff Schicht verwenden, wenn sie nur leitende Schichten meinen. Von nun an verwenden wir den Begriff „Schichten“ ohne „CAD“ nur noch für leitfähige Schichten. Wenn wir den Begriff „CAD-Schichten“ verwenden, meinen wir alle Arten von Schichten, also leitende und nicht leitende Schichten.

Aufbau der Schichten im CAD:

Abbildung 3 zeigt drei verschiedene Strukturen Lagen. Die orange Farbe hebt die leitfähigen Schichten in jeder Struktur hervor. Strukturhöhe oder -dicke gedruckt Bretter S kann je nach Verwendungszweck variieren, die am häufigsten verwendete Dicke beträgt jedoch 1,5 mm.

Arten von Gehäusen für elektronische Komponenten

Heutzutage gibt es auf dem Markt eine große Vielfalt an Gehäusetypen für elektronische Komponenten. Typischerweise gibt es mehrere Gehäusetypen für ein passives oder aktives Element. Beispielsweise findet man den gleichen Mikroschaltkreis sowohl in einem QFP-Gehäuse (vom englischen Quad Flat Package – eine Familie von Mikroschaltkreis-Gehäusen mit planaren Pins auf allen vier Seiten) als auch in einem LCC-Gehäuse (vom englischen Leadless Chip Carrier – ist). ein flaches quadratisches Keramikgehäuse mit Kontakten auf der Unterseite).

Grundsätzlich gibt es drei große Familien von Elektronikgehäusen:

Kontaktpad gedruckt Bretter S(Englisches Land)

Kontaktpad gedruckt Bretter S- Teil des Leiterbildes gedruckt Bretter S, dient dem elektrischen Anschluss installierter elektronischer Produkte. Kontaktpad gedruckt Bretter S Es handelt sich um Teile des Kupferleiters, die von der Lötmaske freiliegen und an denen die Anschlüsse der Komponenten angelötet werden. Es gibt zwei Arten von Pads – Kontaktpads Installation Löcher für Installation A in Löcher und ebene Pads für die Oberfläche Installation A- SMD-Pads. Manchmal sind SMD-Via-Pads den Via-Pads sehr ähnlich. Installation A in die Löcher.

Abbildung 4 zeigt die Pads für 4 verschiedene elektronische Komponenten. Acht für IC1 bzw. zwei für R1 SMD-Pads sowie drei Pads mit Löchern für Q1- und PW-Elektronikkomponenten.

Kupferleiter

Kupferleiter werden verwendet, um zwei Punkte zu verbinden gedruckt Bretter e – zum Beispiel zum Verbinden zwischen zwei SMD-Pads (Abbildung 5.) oder zum Verbinden eines SMD-Pads mit einem Pad Installation Loch oder um zwei Vias zu verbinden.

Abhängig von den durch sie fließenden Strömen können Leiter unterschiedliche berechnete Breiten haben. Bei hohen Frequenzen ist es außerdem notwendig, die Breite der Leiter und die Lücken zwischen ihnen zu berechnen, da der Widerstand, die Kapazität und die Induktivität des Leitersystems von ihrer Länge, Breite und ihrer relativen Position abhängen.

Durchkontaktierte Durchkontaktierungen gedruckt Bretter S

Wenn Sie eine Komponente verbinden müssen, die sich auf der obersten Ebene befindet gedruckt Bretter S Bei einem Bauteil auf der unteren Schicht werden durchkontaktierte Vias verwendet, die die Elemente des Leiterbilds auf verschiedenen Schichten verbinden gedruckt Bretter S. Diese Löcher ermöglichen den Stromdurchgang gedruckt Bretter u. Abbildung 6 zeigt zwei Drähte, die auf den Pads einer Komponente auf der oberen Schicht beginnen und auf den Pads einer anderen Komponente auf der unteren Schicht enden. Jeder Leiter verfügt über ein eigenes Durchgangsloch, das den Strom von der oberen zur unteren Schicht leitet.

Abbildung 6. Verbindung zweier Mikroschaltungen über Leiter und metallisierte Durchkontaktierungen auf verschiedenen Seiten gedruckt Bretter S

Abbildung 7 zeigt eine detailliertere Ansicht des Querschnitts einer 4-Schicht gedruckt Bretter. Hier kennzeichnen die Farben die folgenden Schichten:

Am Modell gedruckt Bretter S, Abbildung 7 zeigt einen Leiter (rot), der zur oberen leitfähigen Schicht gehört und hindurchgeht Bretter y unter Verwendung einer Durchkontaktierung und setzt dann seinen Weg entlang der unteren Schicht (blau) fort.

Abbildung 7. Durchgehender Leiter von der obersten Schicht gedruckt Bretter y und setzt seinen Weg auf der unteren Ebene fort.

„Blindes“ metallisiertes Loch gedruckt Bretter S

Bei HDI (High Density Interconnect - Hohe Dichte Verbindungen) gedruckt Bretter A x müssen mehr als zwei Schichten verwendet werden, wie in Abbildung 7 dargestellt. Typischerweise bei mehrschichtigen Strukturen gedruckt Bretter S Auf denen viele ICs verbaut sind, werden separate Schichten für Strom und Masse (Vcc oder GND) verwendet, wodurch die äußeren Signalschichten von Stromschienen befreit werden, was die Verlegung von Signalleitungen erleichtert. Es gibt auch Fälle, in denen Signalleiter von der Außenschicht (oben oder unten) auf dem kürzesten Weg verlaufen müssen, um die erforderliche charakteristische Impedanz, die Anforderungen an die galvanische Trennung und schließlich die Anforderungen an die Beständigkeit gegen elektrostatische Entladung zu erfüllen. Für diese Art von Verbindungen werden blinde metallisierte Löcher verwendet (Blind Via – „blind“ oder „blind“). Gemeint sind die Verbindungslöcher äußere Schicht mit einem oder mehreren internen Anschlüssen, wodurch Sie die Verbindung auf eine minimale Höhe beschränken können. Ein Sackloch beginnt auf der Außenschicht und endet auf der Innenschicht, weshalb ihm „blind“ vorangestellt ist.

Um herauszufinden, welches Loch vorhanden ist Bretter e, du kannst sagen gedruckt Bretterüber der Lichtquelle und schauen Sie – wenn Sie sehen, dass Licht von der Quelle durch das Loch kommt, dann ist dies ein Übergangsloch, andernfalls ist es blind.

Blind Vias sind im Design nützlich Bretter S, wenn Ihre Größe begrenzt ist und Sie nicht genügend Platz zum Platzieren von Komponenten und zum Verlegen von Signalkabeln haben. Sie können elektronische Komponenten auf beiden Seiten platzieren und so den Platz für Kabel und andere Komponenten maximieren. Wenn die Übergänge durch Durchgangslöcher und nicht durch blinde Löcher erfolgen, benötigen Sie Folgendes zusätzlicher Platz für Löcher, weil Das Loch nimmt auf beiden Seiten Platz ein. Gleichzeitig können Sacklöcher unter dem Chipkörper angebracht werden – beispielsweise für große und komplexe Verkabelungen BGA Komponenten.

Abbildung 8 zeigt drei Löcher, die Teil einer Vierschicht sind gedruckt Bretter S. Wenn wir von links nach rechts schauen, sehen wir als erstes ein durchgehendes Loch durch alle Schichten. Das zweite Loch beginnt an der obersten Schicht und endet an der zweiten inneren Schicht – dem Blind Via L1-L2. Schließlich beginnt das dritte Loch in der unteren Schicht und endet in der dritten Schicht, wir sagen also, dass es sich um eine blinde Verbindung über L3-L4 handelt.

Der Hauptnachteil dieses Lochtyps besteht darin, dass er größer ist hoher Preis Herstellung gedruckt Bretter S mit Sacklöchern im Vergleich zu alternativen Durchgangslöchern.

Versteckte Durchkontaktierungen

Englisch Vergraben über – „versteckt“, „vergraben“, „eingebaut“. Diese Vias ähneln Blind Vias, beginnen und enden jedoch auf den inneren Schichten. Wenn wir Abbildung 9 von links nach rechts betrachten, können wir sehen, dass das erste Loch durch alle Schichten geht. Das zweite ist ein blindes Via L1-L2 und das letzte ist ein verstecktes Via L2-L3, das auf der zweiten Ebene beginnt und auf der dritten Ebene endet.

Abbildung 9. Vergleich von Via Via, Sackloch und vergrabenem Loch.

Fertigungstechnologie für Blind- und Hidden Vias

Die Technologie zur Herstellung solcher Löcher kann je nach vom Entwickler festgelegtem Design und je nach Möglichkeiten unterschiedlich sein Fabrik ein Hersteller. Wir werden zwei Haupttypen unterscheiden:

Das Loch wird in ein doppelseitiges Werkstück gebohrt DPP, metallisiert, geätzt und dann dieses Werkstück, im Wesentlichen eine fertige Zweischicht gedruckt Bretter A, als Teil einer mehrschichtigen Vorform durch Prepreg gepresst gedruckt Bretter S. Wenn dieses Leerzeichen oben auf dem „Kuchen“ liegt MPP, dann bekommen wir Sacklöcher, wenn in der Mitte, dann bekommen wir versteckte Durchkontaktierungen.

1. In ein komprimiertes Werkstück wird ein Loch gebohrt MPP, wird die Bohrtiefe so gesteuert, dass sie genau auf die Pads der inneren Schichten trifft, und dann erfolgt die Metallisierung des Lochs. Dadurch entstehen nur Sacklöcher.

In komplexen Strukturen MPP Kombinationen der oben genannten Locharten können verwendet werden – Abbildung 10.

Abbildung 10. Beispiel einer typischen Kombination von Via-Typen.

Beachten Sie, dass die Verwendung von Sacklöchern manchmal zu einer Reduzierung der Gesamtkosten des Projekts führen kann, da die Gesamtzahl der Schichten eingespart wird, die Rückverfolgbarkeit verbessert und die Größe reduziert wird gedruckt Bretter S sowie die Möglichkeit, Komponenten mit feineren Teilungen einzusetzen. Allerdings in jedem konkreter Fall Die Entscheidung für deren Einsatz sollte individuell und vernünftig getroffen werden. Allerdings sollte man die Komplexität und Vielfalt der Arten von Sacklöchern und verdeckten Löchern nicht überbewerten. Die Erfahrung zeigt, dass es bei der Wahl zwischen dem Hinzufügen einer anderen Art von Sackloch zu einem Design oder dem Hinzufügen eines weiteren Schichtenpaars besser ist, mehrere Schichten hinzuzufügen. Auf jeden Fall das Design MPP muss so konzipiert werden, dass genau berücksichtigt wird, wie es in der Produktion umgesetzt wird.

Metallschutzbeschichtungen abschließen

Das Richtige und Zuverlässige bekommen Lötverbindungen V elektronische Geräte hängt von vielen Design- und Technologiefaktoren ab, einschließlich der richtigen Lötbarkeit der zu verbindenden Elemente, wie z. B. Komponenten und gedruckt Dirigenten. Zur Erhaltung der Lötbarkeit gedruckt Bretter Vor Installation A elektronische Komponenten, wodurch die Ebenheit der Beschichtung gewährleistet und zuverlässig ist Installation A Bei Lötstellen muss die Kupferoberfläche der Pads geschützt werden gedruckt Bretter S durch Oxidation, das sogenannte Veredelungsmetall Schutzanstrich.

Beim Betrachten anders gedruckt Bretter S Sie können feststellen, dass die Kontaktpads fast nie eine Kupferfarbe haben, sondern oft und meistens sind sie silbern, glänzend gold oder mattgrau. Diese Farben bestimmen die Art der Endbearbeitung von Metallschutzbeschichtungen.

Die gebräuchlichste Methode zum Schutz gelöteter Oberflächen gedruckt Bretter ist die Beschichtung von Kupferkontaktpads mit einer Schicht aus einer Silber-Zinn-Blei-Legierung (POS-63) – HASL. Die meisten hergestellt gedruckt Bretter durch die HASL-Methode geschützt. Heißverzinnung HASL – Heißverzinnungsverfahren Bretter S, durch Eintauchen für eine begrenzte Zeit in ein Bad aus geschmolzenem Lot und schnelles Entfernen durch Einblasen eines Heißluftstroms, Entfernen von überschüssigem Lot und Einebnen der Beschichtung. Diese Beschichtung dominiert für mehrere den letzten Jahren, trotz seiner schwerwiegenden technischen Einschränkungen. Plat S Die auf diese Weise hergestellten Lötkolben sind zwar über die gesamte Lagerzeit gut lötbar, für manche Anwendungen jedoch ungeeignet. Hochintegrierte Elemente, die in verwendet werden SMT Technologien Installation A erfordern eine ideale Ebenheit (Ebenheit) der Kontaktpads gedruckt Bretter. Herkömmliche HASL-Beschichtungen erfüllen nicht die Ebenheitsanforderungen.

Es werden Beschichtungstechnologien angewendet, die den Anforderungen an die Ebenheit genügen chemische Methoden Beschichtungen:

Immersionsvergoldung (Electroless Nickel / Immersion Gold – ENIG), bei der es sich um einen dünnen Goldfilm handelt, der über einer Nickelunterschicht aufgetragen wird. Die Funktion von Gold besteht darin, für eine gute Lötbarkeit zu sorgen und Nickel vor Oxidation zu schützen, und Nickel selbst dient als Barriere, die die gegenseitige Diffusion von Gold und Kupfer verhindert. Diese Beschichtung gewährleistet eine hervorragende Planarität der Kontaktpads ohne Beschädigung gedruckt Bretter, gewährleistet eine ausreichende Festigkeit von Lötverbindungen, die mit Loten auf Zinnbasis hergestellt werden. Ihr Hauptnachteil sind die hohen Produktionskosten.

Immersion Tin (ISn) – graue, matte chemische Beschichtung, die eine hohe Ebenheit bietet gedruckt Websites Bretter S und kompatibel mit allen Lötmethoden als ENIG. Der Prozess des Aufbringens von Immersionszinn ähnelt dem Prozess des Aufbringens von Immersionsgold. Tauchzinn bietet nach längerer Lagerung eine gute Lötbarkeit, die durch das Einbringen einer metallorganischen Unterschicht als Barriere zwischen dem Kupfer der Kontaktpads und dem Zinn selbst gewährleistet wird. Jedoch, Bretter S, mit Tauchzinn überzogen, erfordern eine sorgfältige Handhabung und sollten vakuumverpackt in trockenen Lagerschränken gelagert werden Bretter S mit dieser Beschichtung sind nicht für die Herstellung von Tastaturen/Touchpanels geeignet.

Beim Betrieb von Computern und Geräten mit Flachsteckern kommt es im Betrieb zu Reibungen an den Kontakten der Flachstecker. Bretter S Daher werden die Endkontakte mit einer dickeren und steiferen Goldschicht galvanisiert. Galvanische Vergoldung von Messeranschlüssen (Gold Fingers) - Beschichtung der Ni/Au-Familie, Schichtdicke: 5 -6 Ni; 1,5 – 3 µm Au. Die Beschichtung wird durch elektrochemische Abscheidung (Galvanik) aufgebracht und kommt vor allem auf Endkontakten und Lamellen zum Einsatz. Die dicke Goldbeschichtung weist eine hohe mechanische Festigkeit, Abriebfestigkeit und Beständigkeit gegen schädliche Umwelteinflüsse auf. Unverzichtbar dort, wo es auf einen zuverlässigen und dauerhaften elektrischen Kontakt ankommt.

Eine elektronische Leiterplatte (russische Abkürzung - PP, englisch - PCB) ist Blattplatte, wo sich miteinander verbundene mikroelektronische Komponenten befinden. Leiterplatten werden als Teil verschiedener elektronischer Geräte verwendet, von einfachen Türklingeln, Haushaltsradios, Studioradios bis hin zu komplexen Radar- und Computersystemen. Technologisch geht es bei der Herstellung elektronischer Leiterplatten um die Herstellung von Verbindungen mit leitfähigem „Film“-Material. Dieses Material wird auf eine isolierende Platte, die als Substrat bezeichnet wird, aufgetragen („gedruckt“).

Elektronische Leiterplatten markierten den Beginn der Entstehung und Entwicklung elektrischer Verbindungssysteme, die Mitte des 19. Jahrhunderts entwickelt wurden.

Metallstreifen (Stäbe) wurden ursprünglich für sperrige Elektrobauteile verwendet, die auf einem Holzsockel montiert waren.

Nach und nach ersetzten Metallstreifen die Leiter durch Schraubklemmenblöcke. Auch der Holzsockel wurde modernisiert, wobei Metall bevorzugt wurde.

So sah der Prototyp der modernen PP-Produktion aus. Ähnliche Designlösungen wurden Mitte des 19. Jahrhunderts verwendet

Die Praxis der Verwendung kompakter, kleiner elektronischer Teile ist erforderlich einzigartige Lösung auf grundsätzlicher Basis. Und so fand 1925 ein gewisser Charles Ducasse (USA) eine solche Lösung.

Ein amerikanischer Ingenieur schlug vor einzigartiger Weg Organisation elektrischer Verbindungen auf einer isolierten Platte. Mit elektrisch leitfähiger Tinte und einer Schablone übertrug er den Schaltplan auf eine Platte.

Wenig später, im Jahr 1943, patentierte der Engländer Paul Eisler auch die Erfindung, leitende Schaltkreise auf Kupferfolie zu ätzen. Der Ingenieur verwendete eine mit Folienmaterial laminierte Isolierplatte.

Der aktive Einsatz der Eisler-Technologie wurde jedoch erst in der Zeit von 1950 bis 1960 festgestellt, als sie die Herstellung mikroelektronischer Komponenten – Transistoren – erfanden und beherrschten.

Die Technologie zur Herstellung von Durchgangslöchern auf mehrschichtigen Leiterplatten wurde 1961 von Hazeltyne (USA) patentiert.

Dank der zunehmenden Dichte elektronischer Teile und der engen Anordnung der Verbindungsleitungen ist die neue Ära PCB-Design.

Elektronische Leiterplatte - Herstellung

Eine verallgemeinerte Sicht auf den Prozess: Einzelne elektronische Teile werden über die gesamte Fläche des isolierenden Substrats verteilt. Anschließend werden die verbauten Komponenten durch Löten mit den Schaltkreisen verbunden.

Die sogenannten Kontaktfinger (Pins) befinden sich entlang der äußersten Bereiche des Substrats und fungieren als Systemanschlüsse.

Über Kontakt-„Finger“ wird die Kommunikation mit peripheren Leiterplatten oder der Anschluss externer Steuerkreise organisiert. Die elektronische Leiterplatte dient zur Verdrahtung einer Schaltung, die eine Funktion oder mehrere Funktionen gleichzeitig unterstützt.

Es werden drei Arten elektronischer Leiterplatten hergestellt:

1. Einseitig.
2. Beidseitig.
3. Mehrschichtig.

Einseitige Leiterplatten zeichnen sich durch die ausschließlich einseitige Bestückung von Bauteilen aus. Sollten nicht die kompletten Schaltungsteile auf eine einseitige Platine passen, kommt eine doppelseitige Variante zum Einsatz.

Substratmaterial

Das traditionell in Leiterplatten verwendete Substrat besteht typischerweise aus Glasfaser in Kombination mit Epoxidharz. Das Substrat ist ein- oder zweiseitig mit Kupferfolie abgedeckt.

Als kostengünstig in der Produktion gelten Elektronik-Leiterplatten aus Phenolharzpapier, ebenfalls mit Kupferfolie beschichtet. Daher werden sie häufiger als andere Varianten zur Ausstattung elektronischer Haushaltsgeräte verwendet.

Die Verbindungen werden durch Beschichten oder Ätzen der Kupferoberfläche des Substrats hergestellt. Kupferschienen sind zum Schutz vor Korrosion mit einer Zinn-Blei-Zusammensetzung beschichtet. Kontaktstifte auf Leiterplatten werden mit einer Schicht aus Zinn, dann Nickel und schließlich Gold beschichtet.

Durchführung von Umreifungsarbeiten

Bei der Oberflächenmontagetechnik werden gerade (J-förmige) oder abgewinkelte (L-förmige) Abzweige verwendet. Durch solche Verzweigungen ist jedes elektronische Bauteil direkt mit einer gedruckten Schaltung verbunden.

Durch die Verwendung einer komplexen Paste (Kleber + Flussmittel + Lot) werden elektronische Bauteile vorübergehend an der Kontaktstelle gehalten. Der Halt dauert an, bis die Leiterplatte in den Ofen eingeführt wird. Dort schmilzt das Lot und verbindet die Schaltungsteile.

Trotz der Herausforderungen bei der Komponentenplatzierung bietet die Oberflächenmontagetechnologie einen weiteren wichtigen Vorteil.

Diese Technik macht den langwierigen Bohrvorgang und das Einsetzen von Klebedichtungen überflüssig, wie dies bei der veralteten Durchgangslochmethode der Fall ist. Beide Technologien werden jedoch weiterhin aktiv genutzt.

Elektronisches PCB-Design

Jede einzelne Elektronikplatine (Platinencharge) ist auf einzigartige Funktionalität ausgelegt. Designer elektronischer Leiterplatten greifen auf Designsysteme und spezielle „Software“ zurück, um die Schaltung auf einer Leiterplatte zu gestalten.

Der Abstand zwischen Leiterbahnen wird üblicherweise in Werten von nicht mehr als 1 mm gemessen. Lochpositionen für Komponentenleiter oder Kontaktpunkte werden berechnet.

Alle diese Informationen werden in das Softwareformat des Computers übersetzt, der die Bohrmaschine steuert. Ein Automat zur Herstellung elektronischer Leiterplatten wird auf die gleiche Weise programmiert.

Sobald der Schaltplan erstellt ist, wird das Negativbild der Schaltung (Maske) übertragen transparentes Blatt Plastik. Bereiche des Negativbildes, die nicht im Schaltkreisbild enthalten sind, werden schwarz markiert, der Schaltkreis selbst bleibt transparent.

Industrielle Fertigung von elektronischen Leiterplatten

Fertigungstechnologien für elektronische Leiterplatten sorgen für Produktionsbedingungen in einer sauberen Umgebung. Die Atmosphäre und Objekte der Produktionsräume werden automatisch auf das Vorhandensein von Schadstoffen kontrolliert.

Viele Unternehmen, die elektronische Leiterplatten herstellen, praktizieren eine einzigartige Fertigung. Und in Standardform Herstellung von doppelseitigem Druck Elektronikplatine umfasst traditionell die folgenden Schritte:

Die Basis herstellen

1. Die Glasfaser wird entnommen und durch das Prozessmodul geleitet.
2. Mit Epoxidharz imprägniert (Tauchen, Sprühen).
3. Die Glasfaser wird auf einer Maschine auf die gewünschte Dicke des Untergrundes gewalzt.
4. Trocknen Sie den Untergrund im Ofen und legen Sie ihn auf große Platten.
5. Die Platten sind in Stapeln angeordnet, abwechselnd mit Kupferfolie und einem mit Leim beschichteten Träger.

Abschließend werden die Stapel unter eine Presse gelegt, wo sie bei einer Temperatur von 170 °C und einem Druck von 700 kg/mm² 1-2 Stunden lang gepresst werden. Epoxidharz Nach dem Aushärten verbindet sich die Kupferfolie unter Druck mit dem Trägermaterial.

Löcher bohren und verzinnen

1. Es werden mehrere Trägerplatten entnommen, übereinander gelegt und fest fixiert.
2. Der gefaltete Stapel wird in eine CNC-Maschine gelegt, wo nach dem schematischen Muster Löcher gebohrt werden.
3. Die gemachten Löcher werden von überschüssigem Material befreit.
4. Die Innenflächen der leitenden Löcher sind mit Kupfer beschichtet.
5. Nichtleitende Löcher bleiben unbeschichtet.

Anfertigen einer Zeichnung einer Leiterplatte

Eine Muster-Leiterplattenschaltung wird nach einem additiven oder subtraktiven Prinzip erstellt. Bei der additiven Variante wird das Substrat entsprechend dem gewünschten Muster mit Kupfer beschichtet. In diesem Fall bleibt der Teil außerhalb des Schemas unbearbeitet.

Der subtraktive Prozess deckt hauptsächlich die gesamte Oberfläche des Substrats ab. Anschließend werden einzelne Bereiche, die nicht im Diagramm enthalten sind, geätzt oder ausgeschnitten.

Wie funktioniert das additive Verfahren?

Die Folienoberfläche des Untergrundes ist vorentfettet. Die Platten durchlaufen eine Vakuumkammer. Aufgrund des Vakuums wird die Schicht aus positivem Fotolackmaterial über die gesamte Folienfläche fest komprimiert.

Das positive Material für Fotolack ist ein Polymer, das unter ultravioletter Strahlung löslich werden kann. Vakuumbedingungen eliminieren eventuell verbleibende Luft zwischen der Folie und dem Fotolack.

Die Schaltkreisschablone wird auf den Fotolack gelegt und anschließend werden die Platten intensivem ultraviolettem Licht ausgesetzt. Da die Maske Bereiche der Schaltung transparent lässt, wird der Fotolack an diesen Stellen der UV-Strahlung ausgesetzt und löst sich auf.

Anschließend wird die Maske entfernt und die Platten mit einer alkalischen Lösung bestäubt. Dabei handelt es sich um eine Art Entwickler, der dabei hilft, den bestrahlten Fotolack entlang der Grenzen der Bereiche des Schaltungsdesigns aufzulösen. Dadurch bleibt die Kupferfolie frei auf der Oberfläche des Substrats.

Anschließend werden die Platten mit Kupfer verzinkt. Kupferfolie fungiert während des Galvanisierungsprozesses als Kathode. Freiliegende Bereiche werden auf eine Dicke von 0,02–0,05 mm verzinkt. Die unter dem Fotolack verbleibenden Bereiche werden nicht galvanisiert.

Kupferspuren werden zusätzlich mit einer Zinn-Blei-Zusammensetzung oder einer anderen Schutzbeschichtung beschichtet. Diese Maßnahmen verhindern die Oxidation von Kupfer und erzeugen einen Resist für die nächste Produktionsstufe.

Nicht benötigter Fotolack wird mit einem sauren Lösungsmittel vom Substrat entfernt. Die Kupferfolie zwischen Schaltungsdesign und Beschichtung liegt frei. Da das Kupfer der Leiterplattenschaltung durch eine Zinn-Blei-Verbindung geschützt ist, wird der Leiter hier nicht durch Säure angegriffen.

Techniken zur industriellen Herstellung elektronischer Leiterplatten