Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (στα Αγγλικά PCB - πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος)- μια πλάκα από διηλεκτρικό στην οποία σχηματίζεται τουλάχιστον ένα ηλεκτρικά αγώγιμο κύκλωμα (ηλεκτρονικό κύκλωμα) (συνήθως με εκτύπωση). Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος έχει σχεδιαστεί για ηλεκτρική και μηχανική σύνδεση διαφόρων ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑή συνδέσεις μεμονωμένων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος συνδέονται μέσω των ακροδεκτών τους με στοιχεία αγώγιμου σχεδίου, συνήθως με συγκόλληση, ή τύλιγμα, ή πριτσίνωμα ή πίεση, με αποτέλεσμα τη συναρμολόγηση μιας ηλεκτρονικής μονάδας (ή τοποθετημένη πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος).

Τύποι σανίδων

Ανάλογα με τον αριθμό των στρώσεων με ηλεκτρικά αγώγιμο σχέδιο, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων χωρίζονται σε μονής όψης, διπλής όψης και πολλαπλών στρώσεων.
Σε αντίθεση με την επιφανειακή τοποθέτηση, σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος το ηλεκτρικά αγώγιμο σχέδιο είναι κατασκευασμένο από αλουμινόχαρτο χρησιμοποιώντας μια προσθετική ή αφαιρετική μέθοδο. Στη μέθοδο πρόσθετου, ένα αγώγιμο σχέδιο σχηματίζεται σε ένα υλικό χωρίς φύλλο, συνήθως με χημική επιμετάλλωση χαλκού μέσω μιας προστατευτικής μάσκας που είχε προηγουμένως εφαρμοστεί στο υλικό. Στην αφαιρετική μέθοδο, σχηματίζεται ένα αγώγιμο σχέδιο στο υλικό του φύλλου αφαιρώντας τα περιττά τμήματα του φύλλου, συνήθως χρησιμοποιώντας χημική χάραξη.

Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος συνήθως περιέχει οπές στερέωσης και επιθέματα, τα οποία μπορούν να επικαλυφθούν επιπλέον με προστατευτική επίστρωση: κράμα κασσίτερου-μόλυβδου, κασσίτερος, χρυσός, ασήμι, οργανική προστατευτική επίστρωση. Επιπλέον, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων διαθέτουν vias για ηλεκτρική σύνδεσηστρώματα της σανίδας, μια εξωτερική μονωτική επίστρωση («προστατευτική μάσκα») που καλύπτει την επιφάνεια της σανίδας που δεν χρησιμοποιείται για επαφή με μονωτικό στρώμα· η σήμανση εφαρμόζεται συνήθως με μεταξοτυπία, σπανιότερα με inkjet ή λέιζερ.

Τύποι πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων

Με τον αριθμό των στρωμάτων αγώγιμου υλικού:
-Μονόπλευρο
-Διπλής όψης
-Πολυστρωματικό (MPP)

Όσον αφορά την ευελιξία:
-Σκληρά
-Εύκαμπτος

Σύμφωνα με την τεχνολογία εγκατάστασης:
-Για τοποθέτηση οπών
-Αναρτημένο στην επιφάνεια

Κάθε τύπος πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος μπορεί να έχει τα δικά του χαρακτηριστικά, λόγω των απαιτήσεων για ειδικές συνθήκες λειτουργίας (για παράδειγμα, εκτεταμένο εύρος θερμοκρασίας) ή χαρακτηριστικών εφαρμογής (για παράδειγμα, σε συσκευές που λειτουργούν σε υψηλές συχνότητες).

Υλικά

Η βάση της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος είναι ένα διηλεκτρικό· τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα υλικά είναι ο textolite, το fiberglass και το getinax.
Επίσης η βάση των τυπωμένων κυκλωμάτων μπορεί να είναι μεταλλική βάση, επικαλυμμένο με διηλεκτρικό (για παράδειγμα, ανοδιωμένο αλουμίνιο), το φύλλο χαλκού των τροχιών εφαρμόζεται πάνω από το διηλεκτρικό. Τέτοιες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρονικά ισχύος για αποτελεσματική αφαίρεση θερμότητας από ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Σε αυτή την περίπτωση, η μεταλλική βάση της σανίδας είναι στερεωμένη στο ψυγείο.
Το υλικό που χρησιμοποιείται για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων που λειτουργούν στην περιοχή μικροκυμάτων και σε θερμοκρασίες έως 260 °C είναι φθοροπλαστικό ενισχυμένο με γυάλινο ύφασμα (για παράδειγμα, FAF-4D) και κεραμικά. Ευέλικτες σανίδεςκατασκευασμένο από πολυϊμιδικά υλικά όπως το Kapton.

FR-4

Μια οικογένεια υλικών με τη γενική ονομασία FR-4 σύμφωνα με την ταξινόμηση NEMA (National Electrical Manufacturers Association, USA). Αυτά τα υλικά είναι τα πιο κοινά για την παραγωγή DPP, MPP και OPP με αυξημένες απαιτήσεις για μηχανική αντοχή. Το FR-4 είναι ένα υλικό με βάση το γυάλινο ύφασμα με εποξική ρητίνηως συνδετικό υλικό (fiberglass). Συνήθως ένα ματ κιτρινωπό χρώμα ή ένα διαφανές, οικείο πράσινο χρώμα, δίνεται από μια μάσκα συγκόλλησης που εφαρμόζεται στην επιφάνεια της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Κατηγορία ευφλεκτότητας UL94-V0.
Ανάλογα με τις ιδιότητες και την εφαρμογή του FR-4
-πρότυπο, με θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού Tg ~130°C, s Μπλοκάρισμα UV(UV blocking) ή χωρίς αυτό. Ο πιο κοινός και ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος, είναι επίσης ο λιγότερο ακριβός από το FR-4.

Με υψηλή θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού, Tg ~170°C-180°C;
-χωρίς αλογόνο
-με τυποποιημένο δείκτη παρακολούθησης, CTI ≥400, ≥600.
- υψηλής συχνότητας, με χαμηλή διηλεκτρική σταθερά ε ≤3,9 και εφαπτομένη μικρής διηλεκτρικής απώλειας df ≤0,02.

CEM-3

Οικογένεια υλικών CEM-3 σύμφωνα με την ταξινόμηση NEMA. Το σύνθετο υλικό υαλοβάμβακα-εποξειδικό είναι συνήθως γαλακτώδες λευκό ή διαυγές. Αποτελείται από δύο εξωτερικές στρώσεις από υαλοβάμβακα, μεταξύ των οποίων τοποθετείται μη υφαντό γυαλί (fiberglass τσόχα). Χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή επιμεταλλωμένων ινοσανίδων. Οι ιδιότητές του είναι πολύ κοντά στο FR-4 και διαφέρει, σε μεγάλο βαθμό, μόνο σε χαμηλότερη μηχανική αντοχή. Είναι μια εξαιρετική εναλλακτική λύση χαμηλού κόστους έναντι του FR-4 για τη συντριπτική πλειοψηφία των εφαρμογών. Άριστη μηχανική επεξεργασία (άλεσμα, σφράγιση). Κατηγορία ευφλεκτότητας UL94-V0.
Ανάλογα με τις ιδιότητες και το πεδίο εφαρμογής, το CEM-3 χωρίζεται στις ακόλουθες υποκατηγορίες:
- τυπικό, με ή χωρίς αποκλεισμό από την υπεριώδη ακτινοβολία.

CEM-1

Κατηγορία υλικού CEM-1 σύμφωνα με την ταξινόμηση NEMA. Αυτά τα σύνθετα υλικάγίνονται σε χάρτινη βάση με δύο στρώσεις από υαλοβάμβακα εξωτερικά. Συνήθως γαλακτώδες λευκό, γαλακτοκίτρινο ή καφέ καφέ. Ασυμβίβαστα με τη διαδικασία επιμετάλλωσης οπών, επομένως χρησιμοποιούνται μόνο για την παραγωγή OPP. Οι διηλεκτρικές ιδιότητες είναι κοντά στο FR-4, μηχανικές ιδιότητεςκάπως χειρότερα. Το CEM-1 είναι μια καλή εναλλακτική του FR-4 στην παραγωγή PCB μονής όψης όπου το κόστος είναι καθοριστικός παράγοντας. Άριστη μηχανική επεξεργασία (άλεσμα, σφράγιση). Κατηγορία ευφλεκτότητας UL94-V0.
Χωρίζεται στις ακόλουθες υποκατηγορίες:
-πρότυπο;
-Υψηλή θερμοκρασία, συμβατό με τεχνολογίες επικασσιτέρωσης και συγκόλλησης χωρίς μόλυβδο.
-χωρίς αλογόνο, χωρίς φώσφορο και αντιμόνιο.
-με τυποποιημένο δείκτη παρακολούθησης, CTI ≥600
-ανθεκτικό στην υγρασία, με αυξημένη σταθερότητα διαστάσεων

FR-1/FR-2

Κατηγορία υλικού FR-1 και FR-2 σύμφωνα με την ταξινόμηση NEMA. Τα υλικά αυτά κατασκευάζονται με βάση το φαινολικό χαρτί και χρησιμοποιούνται μόνο για την παραγωγή OPP. Το FR-1 και το FR-2 έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά, το FR-2 διαφέρει από το FR-1 μόνο στη χρήση μιας τροποποιημένης φαινολικής ρητίνης με υψηλότερη θερμοκρασία μετάπτωσης υάλου ως συνδετικού. Λόγω των παρόμοιων χαρακτηριστικών και εφαρμογών των FR-1 και FR-2, οι περισσότεροι κατασκευαστές υλικών παράγουν μόνο ένα από αυτά τα υλικά, συνήθως FR-2. Άριστη μηχανική επεξεργασία (άλεσμα, σφράγιση). Φτηνός. Κατηγορία ευφλεκτότητας UL94-V0 ή V1.
Χωρίζεται στις ακόλουθες υποκατηγορίες:
-πρότυπο;
-χωρίς αλογόνο, χωρίς φώσφορο και αντιμόνιο, μη τοξικό.
- ανθεκτικό στην υγρασία

Τελειώματα PCB

Για να διατηρηθεί η δυνατότητα συγκόλλησης των πλακών τυπωμένου κυκλώματος μετά την αποθήκευση, να διασφαλιστεί η αξιόπιστη εγκατάσταση ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και να διατηρηθούν οι ιδιότητες των συγκολλημένων ή συγκολλημένων συνδέσεων κατά τη λειτουργία, είναι απαραίτητο να προστατεύσετε τη χάλκινη επιφάνεια των μαξιλαριών επαφής της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος με συγκολλήσιμη επιφάνεια επίστρωση, η λεγόμενη επίστρωση φινιρίσματος. Σας προσφέρουμε μια ευρεία γκάμα επιστρώσεων φινιρίσματος, που σας επιτρέπει να επιλέξετε βέλτιστα ένα ή και πολλά από αυτά ταυτόχρονα στην παραγωγή των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων σας.

HAL ή HASL (από τα Αγγλικά Hot Air Leveling ή Hot Air Solder Leveling - ισοπέδωση ζεστού αέρα) χρησιμοποιώντας συγκολλήσεις που βασίζονται σε κράμα κασσιτέρου-μόλυβδου (Sn/Pb), για παράδειγμα, OS61, OS63 και ισοπέδωση με αερομαχαίρι. Εφαρμόζεται στο τελικό στάδιο της κατασκευής σε μια ήδη διαμορφωμένη πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος με μάσκα συγκόλλησης που εφαρμόζεται βυθίζοντάς την σε λουτρό τήξης και στη συνέχεια ισοπεδώνοντας και αφαιρώντας την περίσσεια συγκόλλησης χρησιμοποιώντας ένα μαχαίρι αέρα. Αυτή η επίστρωση είναι αυτή τη στιγμήτο πιο συνηθισμένο, είναι το κλασικό, το πιο διάσημο και χρησιμοποιείται εδώ και πολύ καιρό. Παρέχει εξαιρετική ικανότητα συγκόλλησης PCB ακόμα και μετά μακροχρόνια αποθήκευση. Η επίστρωση HAL είναι τεχνολογικά προηγμένη και φθηνή. Συμβατό με όλα γνωστές μεθόδουςεγκατάσταση και συγκόλληση - χειροκίνητη, συγκόλληση κυμάτων, επαναροή σε φούρνο κ.λπ. Τα μειονεκτήματα αυτού του τύπου τελικής επίστρωσης περιλαμβάνουν την παρουσία οδηγω - ένα από τα πιο τοξικά μέταλλα, που απαγορεύεται για χρήση στην Ευρωπαϊκή Ένωση από την οδηγία RoHS (Οδηγίες περιορισμού των επικίνδυνων ουσιών), καθώς και το γεγονός ότι η επίστρωση HAL δεν πληροί τις προϋποθέσεις επιπεδότητας των μαξιλαριών επαφής για την τοποθέτηση μικροκυκλωμάτων με πολύ υψηλό βαθμό ολοκλήρωσης. Η επίστρωση δεν είναι κατάλληλη για την τεχνολογία συγκόλλησης κρυστάλλων σε σανίδα (COB - Chip on board) και εφαρμογή στις ακραίες επαφές (lamellas).

Χωρίς μόλυβδο HAL - Επιλογή επίστρωσης HAL, αλλά χρησιμοποιώντας συγκολλήσεις χωρίς μόλυβδο, για παράδειγμα, Sn100, Sn96.5/Ag3/Cu0.5, SnCuNi, SnAgNi. Η επίστρωση συμμορφώνεται πλήρως με τις απαιτήσεις RoHS και έχει πολύ καλή ασφάλεια και ικανότητα συγκόλλησης. Αυτό παλτό φινιρίσματοςεφαρμόζεται σε περισσότερα υψηλή θερμοκρασίααπό το HAL που βασίζεται σε PIC, το οποίο επιβάλλει υψηλότερες απαιτήσεις θερμοκρασίας στο βασικό υλικό της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος και των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Η επίστρωση είναι συμβατή με όλες τις μεθόδους τοποθέτησης και συγκόλλησης, τόσο με χρήση συγκολλήσεων χωρίς μόλυβδο (που συνιστάται περισσότερο) όσο και με κολλήσεις κασσίτερου μολύβδου, αλλά απαιτεί προσεκτική προσοχή συνθήκες θερμοκρασίαςμερίδες. Σε σύγκριση με το HAL με βάση το Sn/Pb, αυτή η επίστρωση είναι πιο ακριβή λόγω του υψηλότερου κόστους των συγκολλήσεων χωρίς μόλυβδο και επίσης λόγω της υψηλότερης ενεργειακής της έντασης.

Το κύριο πρόβλημα με την επίστρωση HAL , είναι μια σημαντική ανομοιομορφία στο πάχος της επίστρωσης. Το πρόβλημα είναι ιδιαίτερα έντονο για εξαρτήματα με μικρές βίδες καρφίτσας, όπως QFP με βήμα 0,5 mm ή μικρότερο, BGA με βήμα 0,8 mm ή λιγότερο. Το πάχος της επίστρωσης μπορεί να κυμαίνεται από 0,5 microns έως 40 microns, ανάλογα με τις γεωμετρικές διαστάσεις του μαξιλαριού επαφής και την ανομοιόμορφη πρόσκρουση του μαχαιριού αέρα. Επίσης, ως αποτέλεσμα θερμικού σοκ κατά την εφαρμογή HASL, είναι δυνατή η παραμόρφωση της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος με τη μορφή παραμόρφωσης/στρέψης. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για σανίδες με πάχος<1,0 мм и для плат с несимметричным стеком слоев, несбалансированных по меди, имеющих несимметричные по слоям сплошные медные заливки, ряды металлизированных отверстий, а также для бессвинцового покрытия.

Χρυσός εμβάπτισης (ENIG - Electroless Nickel/Immersion Gold) - επίστρωση της οικογένειας Ni/Au. Πάχος επίστρωσης: Ni 3-7 microns, Au 0,05-0,1 microns. Εφαρμόζεται χημικά μέσα από παράθυρα σε μάσκα συγκόλλησης. Μια ευρέως διαθέσιμη επίστρωση χωρίς μόλυβδο που παρέχει επίπεδα μαξιλαράκια, καλή ικανότητα συγκόλλησης, υψηλή επιφανειακή αγωγιμότητα των μαξιλαριών και μεγάλη διάρκεια ζωής. Ιδανικό για εξαρτήματα λεπτού βήματος και δοκιμές εντός κυκλώματος. Η επίστρωση συμμορφώνεται πλήρως με τις απαιτήσεις RoHS. Συμβατό με όλες τις μεθόδους τοποθέτησης και συγκόλλησης. Πιο ακριβό σε σύγκριση με το HASL.

Υπάρχουν πολλοί κατασκευαστές χημικών ουσιών για την εφαρμογή χρυσού εμβάπτισης και η τεχνολογία εφαρμογής του ποικίλλει από κατασκευαστή χημικών σε χημικό κατασκευαστή. Το τελικό αποτέλεσμα εξαρτάται επίσης από την επιλογή των χημικών ουσιών και τη διαδικασία εφαρμογής. Ορισμένες χημικές ουσίες μπορεί να μην είναι συμβατές με έναν συγκεκριμένο τύπο μάσκα ύλης συγκολλήσεως. Αυτός ο τύπος επίστρωσης είναι επιρρεπής στον σχηματισμό δύο τύπων κρίσιμων ελαττωμάτων - "μαύρο επίθεμα" (μαύρο επίθεμα, μη διαβροχή της επιφάνειας του μαξιλαριού με συγκόλληση) και ρωγμές κάτω από μηχανικά ή θερμικά φορτία (το ράγισμα εμφανίζεται μεταξύ του νικελίου και του στρώμα χαλκού, κατά μήκος του διαμεταλλικού στρώματος). Επίσης, κατά την εφαρμογή επιμετάλλωσης, η ποσότητα του χρυσού θα πρέπει να ελέγχεται για να αποφευχθεί η ευθραυστότητα της ένωσης συγκόλλησης. Η ακριβής τήρηση της τεχνολογίας εφαρμογής χρυσού εμβάπτισης και η έγκαιρη αντικατάσταση των λύσεων εγγυώνται την ποιότητα της επίστρωσης και την απουσία ελαττωμάτων μαύρου μαξιλαριού. Για την αποφυγή ρωγμών κάτω από μηχανικά φορτία, συνιστάται να αυξήσετε το πάχος της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος σε 2,0 mm ή περισσότερο όταν χρησιμοποιείτε συσκευασίες BGA μεγαλύτερες από 25x25 mm ή όταν το μέγεθος της πλακέτας είναι μεγαλύτερο από 250 mm. Η αύξηση του πάχους της σανίδας μειώνει τη μηχανική καταπόνηση στα εξαρτήματα όταν η σανίδα κάμπτεται.

Χρυσά Δάχτυλα - επίστρωση της οικογένειας Ni/Au. Πάχος επίστρωσης: Ni 3-5 microns, Au 0,5-1,5 microns. Εφαρμόζεται με ηλεκτροχημική εναπόθεση (επιμεταλλώσεις). Χρησιμοποιείται για εφαρμογή σε ακραίες επαφές και ελάσματα. Έχει υψηλή μηχανική αντοχή, αντοχή στην τριβή και δυσμενείς περιβαλλοντικές επιδράσεις. Απαραίτητο όταν είναι σημαντικό να διασφαλιστεί η αξιόπιστη και ανθεκτική ηλεκτρική επαφή.

Κασσίτερο εμβάπτισης - χημική επίστρωση που πληροί τις απαιτήσεις RoHS και εξασφαλίζει υψηλή επιπεδότητα των πλακών τυπωμένου κυκλώματος. Τεχνολογική επίστρωση συμβατή με όλες τις μεθόδους συγκόλλησης. Σε αντίθεση με τη δημοφιλή εσφαλμένη αντίληψη που βασίζεται στην εμπειρία χρήσης απαρχαιωμένων τύπων επικάλυψης, ο κασσίτερος εμβάπτισης παρέχει καλή ικανότητα συγκόλλησης μετά από μια αρκετά μεγάλη περίοδο αποθήκευσης - εγγυημένη διάρκεια ζωής 6 μηνών. (η δυνατότητα συγκόλλησης επίστρωσης διαρκεί έως και ένα έτος ή περισσότερο εάν αποθηκευτεί σωστά). Τέτοιες μεγάλες περίοδοι διατήρησης καλής συγκολλητικότητας εξασφαλίζονται με την εισαγωγή ενός οργανομεταλλικού υποστρώματος ως φράγματος μεταξύ του χαλκού των τακιών επαφής και του ίδιου του κασσίτερου. Η υποστιβάδα φραγμού εμποδίζει την αμοιβαία διάχυση χαλκού και κασσίτερου, το σχηματισμό διαμεταλλικών ενώσεων και την ανακρυστάλλωση του κασσίτερου. Η τελική επίστρωση με κασσίτερο εμβάπτισης με οργανομεταλλική υποστιβάδα, πάχους περίπου 1 micron, έχει λεία, επίπεδη επιφάνεια, διατηρεί τη δυνατότητα συγκόλλησης και τη δυνατότητα πολλών επανασυγκολλήσεων ακόμα και μετά από αρκετά μεγάλη περίοδο αποθήκευσης.

OSP (από το English Organic Solderability Preservatives) - μια ομάδα οργανικών επιστρώσεων φινιρίσματος που εφαρμόζονται απευθείας σε χάλκινα μαξιλάρια και παρέχουν προστασία της επιφάνειας του χαλκού από την οξείδωση κατά την αποθήκευση και τη συγκόλληση. Καθώς μειώνονται οι θέσεις των εξαρτημάτων, το ενδιαφέρον για επιστρώσεις που παρέχουν την απαραίτητη επιπεδότητα, και ιδιαίτερα το OSP, αυξάνεται συνεχώς. Πρόσφατα, οι επιστρώσεις OSP προχωρούν με ταχείς ρυθμούς· έχουν εμφανιστεί ποικιλίες επιστρώσεων που παρέχουν συγκόλληση πολλαπλών περασμάτων χωρίς οξείδωση χαλκού, ακόμη και με αρκετά μεγάλα χρονικά διαστήματα μεταξύ περασμάτων (ημέρες). Γίνεται διάκριση μεταξύ μιας λεπτής επίστρωσης, περίπου 0,01 microns, και μιας σχετικά παχιάς επίστρωσης, 0,2 - 0,5 microns ή περισσότερο. Για να εξασφαλίσετε συγκόλληση δύο ή πολλαπλών περασμάτων, επιλέξτε μια παχιά επίστρωση. Το OSP παρέχει επίπεδες επιφάνειες, είναι απαλλαγμένο από μόλυβδο και συμβατό με RoHS και, όταν αποθηκεύεται και χειρίζεται σωστά, παρέχει μια πολύ αξιόπιστη ένωση συγκόλλησης. Η λεπτή επίστρωση OSP είναι φθηνότερη από το HAL. Παχύ - σχεδόν όσο το HAL.

Ωστόσο, το OSP δεν διασφαλίζει ότι τα άκρα του χάλκινου μαξιλαριού καλύπτονται με συγκόλληση κατά τη διαδικασία επαναροής. Η ροή συγκόλλησης πάνω από την επιφάνεια είναι χειρότερη από ό,τι με την επίστρωση HASL. Επομένως, κατά την εφαρμογή της πάστας, οι τρύπες στο στένσιλ πρέπει να έχουν το ίδιο μέγεθος με το μαξιλάρι επαφής. Διαφορετικά, δεν θα καλύπτεται ολόκληρη η επιφάνεια του μαξιλαριού με συγκόλληση (αν και αυτό το ελάττωμα είναι μόνο καλλυντικό, η αξιοπιστία της σύνδεσης παραμένει πολύ καλή). Μια επιφάνεια χαλκού που δεν καλύπτεται με συγκόλληση θα οξειδωθεί με την πάροδο του χρόνου, γεγονός που μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τις επισκευές. Υπάρχει επίσης το πρόβλημα της διαβροχής των επιμεταλλωμένων οπών κατά την κυματική συγκόλληση. Είναι απαραίτητο να εφαρμόσετε μια αρκετά μεγάλη ποσότητα ροής πριν από τη συγκόλληση, η ροή πρέπει να εισέλθει στις οπές έτσι ώστε η συγκόλληση να βρέχει την τρύπα από το εσωτερικό και να σχηματίσει ένα φιλέτο στο πίσω μέρος της σανίδας. Τα μειονεκτήματα αυτής της επίστρωσης περιλαμβάνουν επίσης: σύντομο χρόνο αποθήκευσης πριν από τη χρήση, ασυμβατότητα με τερπενικούς διαλύτες, περιορισμούς στη δυνατότητα δοκιμής για δοκιμές εντός κυκλώματος και λειτουργικές δοκιμές (το οποίο λύνεται εν μέρει με την εφαρμογή πάστας συγκόλλησης στα σημεία δοκιμής). Εάν έχετε επιλέξει OSP, συνιστούμε τη χρήση επιστρώσεων ENTEK από την Enthone (ENTEK PLUS, ENTEK PLUS HT), καθώς παρέχουν τον καλύτερο συνδυασμό διαβρεξιμότητας, αξιοπιστίας σύνδεσης και πολλαπλών διελεύσεων.

Ανάπτυξη

Ας δούμε μια τυπική διαδικασία ανάπτυξης για μια σανίδα 1-2 στρώσεων.
-Προσδιορισμός διαστάσεων (όχι σημαντικός για breadboard).
-Επιλογή πάχους υλικού σανίδας από μια σειρά τυπικών:
-Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο υλικό είναι πάχους 1,55 mm.
-Σχεδίαση των διαστάσεων (άκρων) της πλακέτας σε πρόγραμμα CAD στο επίπεδο BOARD.
-Τοποθεσία μεγάλων εξαρτημάτων ραδιοφώνου: σύνδεσμοι, κ.λπ. Αυτό συμβαίνει συνήθως στο ανώτερο στρώμα (TOP):
-Υποτίθεται ότι τα σχέδια κάθε στοιχείου, η θέση και ο αριθμός των ακίδων κ.λπ. έχουν ήδη καθοριστεί (ή χρησιμοποιούνται έτοιμες βιβλιοθήκες εξαρτημάτων).
«Διασπορά» των υπολοίπων εξαρτημάτων στο επάνω στρώμα ή, σπανιότερα, και στα δύο στρώματα για σανίδες 2 όψεων.
-Εκκινήστε τον ιχνηθέτη. Εάν το αποτέλεσμα δεν είναι ικανοποιητικό, τα εξαρτήματα επανατοποθετούνται. Αυτά τα δύο βήματα εκτελούνται συχνά δεκάδες ή εκατοντάδες φορές στη σειρά.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, η ιχνηλάτηση των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων (σχέδιο ιχνών) γίνεται χειροκίνητα εν όλω ή εν μέρει.
-Έλεγχος της πλακέτας για σφάλματα (DRC, Έλεγχος κανόνων σχεδίασης): έλεγχος για κενά, βραχυκυκλώματα, επικαλυπτόμενα εξαρτήματα κ.λπ.
-Εξαγωγή του αρχείου σε μορφή αποδεκτή από τον κατασκευαστή PCB, όπως η Gerber.

Βιομηχανοποίηση

Η κατασκευή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων συνήθως αναφέρεται στην επεξεργασία ενός τεμαχίου εργασίας (υλικό φύλλου). Μια τυπική διαδικασία αποτελείται από διάφορα στάδια: διάνοιξη αγωγών, λήψη σχεδίου αγωγού αφαιρώντας το περίσσιο φύλλο χαλκού, επένδυση των οπών, εφαρμογή προστατευτικών επικαλύψεων και επικασσιτέρωσης και εφαρμογή σημάνσεων.

Λήψη σχεδίου καλωδίων

Στην κατασκευή πλακέτας κυκλωμάτων, χημικών, ηλεκτρολυτικών ή μηχανικές μεθόδουςαναπαραγωγή του απαιτούμενου αγώγιμου σχεδίου, καθώς και των συνδυασμών τους.

Χημική μέθοδος

Η χημική μέθοδος για την κατασκευή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων από έτοιμο υλικό αλουμινίου αποτελείται από δύο κύρια στάδια: εφαρμογή προστατευτικού στρώματος στο φύλλο και χάραξη μη προστατευμένων περιοχών χημικές μεθόδους.

Στη βιομηχανία, το προστατευτικό στρώμα εφαρμόζεται φωτοχημικά χρησιμοποιώντας ένα φωτοανθεκτικό ευαίσθητο στην υπεριώδη ακτινοβολία, μια φωτομάσκα και μια πηγή υπεριώδους φωτός. Το φωτοανθεκτικό μπορεί να είναι υγρό ή φιλμ. Το υγρό φωτοανθεκτικό εφαρμόζεται σε βιομηχανικές συνθήκες καθώς είναι ευαίσθητο σε μη συμμόρφωση με την τεχνολογία εφαρμογής. Το φωτοανθεκτικό φιλμ είναι δημοφιλές για χειροποίητες πλακέτες κυκλωμάτων. Η φωτομάσκα είναι ένα διαφανές υλικό με υπεριώδη ακτινοβολία, με ένα μοτίβο διαδρομής τυπωμένο πάνω της. Μετά την έκθεση, το φωτοανθεκτικό αναπτύσσεται και σκληραίνει όπως σε μια συμβατική φωτογραφική διαδικασία.

Ένα προστατευτικό στρώμα σε μορφή βερνικιού ή βαφής μπορεί να εφαρμοστεί με μεταξοτυπία ή με το χέρι. Για να σχηματίσουν μια μάσκα χάραξης σε αλουμινόχαρτο, οι ραδιοερασιτέχνες χρησιμοποιούν μεταφορά γραφίτη από μια εικόνα που εκτυπώνεται σε εκτυπωτή λέιζερ («τεχνολογία σιδήρου λέιζερ»).

Το απροστάτευτο φύλλο στη συνέχεια χαράσσεται σε διάλυμα χλωριούχου σιδήρου ή (πολύ σπανιότερα) άλλων χημικών ουσιών, π.χ. θειικός χαλκός. Μετά τη χάραξη, το προστατευτικό σχέδιο ξεπλένεται από το φύλλο.

Μηχανική μέθοδος

Η μέθοδος μηχανικής κατασκευής περιλαμβάνει τη χρήση μηχανών φρεζαρίσματος και χάραξης ή άλλων εργαλείων για μηχανική αφαίρεσηστρώμα φύλλου από καθορισμένες περιοχές.
-Μεταλλοποίηση οπών
-Επένδυση

Οι πιθανές επικαλύψεις περιλαμβάνουν:
-Προστατευτικές επιστρώσεις βερνικιού («μάσκα συγκόλλησης»).
-Κασσιτεροποίηση.
-Επίστρωση φύλλου με αδρανή μέταλλα (επιχρύσωση, παλλαδοποίηση) και αγώγιμα βερνίκια για βελτίωση των ιδιοτήτων επαφής.
-Διακοσμητικά και ενημερωτικά καλύμματα (ετικέτα).

Πολυστρωματικά PCB

Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων (συντομογραφία MPP[source?], αγγλική πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος πολλαπλών στρώσεων) χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις όπου η καλωδίωση των συνδέσεων σε μια πλακέτα διπλής όψης γίνεται πολύ περίπλοκη. Καθώς η πολυπλοκότητα των σχεδιασμένων συσκευών και η πυκνότητα στερέωσης αυξάνεται, ο αριθμός των στρώσεων στις σανίδες αυξάνεται.

Σε πλακέτες πολλαπλών στρώσεων, τα εξωτερικά στρώματα (καθώς και τα vias) χρησιμοποιούνται για την τοποθέτηση εξαρτημάτων και τα εσωτερικά στρώματα περιέχουν διασυνδέσεις ή συμπαγή σχέδια ισχύος (πολύγωνα). Οι επιμεταλλωμένες διόδους χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση αγωγών μεταξύ των στρωμάτων. Στην κατασκευή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων, κατασκευάζονται πρώτα τα εσωτερικά στρώματα, τα οποία στη συνέχεια συγκολλούνται μεταξύ τους μέσω ειδικών αυτοκόλλητων μαξιλαριών (prepregs). Στη συνέχεια, πραγματοποιείται συμπίεση, διάνοιξη και επιμετάλλωση των οπών διέλευσης.

Σχεδιασμός πολυστρωματικών PCB

Ας εξετάσουμε ένα τυπικό σχέδιο μιας πολυστρωματικής σανίδας (Εικ. 1). Στην πρώτη, πιο κοινή, επιλογή, τα εσωτερικά στρώματα της σανίδας σχηματίζονται από υαλοβάμβακα διπλής όψης με χαλκό, που ονομάζεται "πυρήνας". Τα εξωτερικά στρώματα είναι κατασκευασμένα από φύλλο χαλκού, συμπιεσμένο με τα εσωτερικά στρώματα χρησιμοποιώντας ένα συνδετικό - ένα ρητινώδες υλικό που ονομάζεται "prepreg". Μετά το πάτημα σε υψηλές θερμοκρασίες, σχηματίζεται μια «πίτα» μιας πολυστρωματικής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, στην οποία στη συνέχεια ανοίγονται τρύπες και επιμεταλλώνονται. Η δεύτερη επιλογή είναι λιγότερο συνηθισμένη, όταν τα εξωτερικά στρώματα σχηματίζονται από «πυρήνες» που συγκρατούνται μαζί με το prepreg. Αυτή είναι μια απλοποιημένη περιγραφή· υπάρχουν πολλά άλλα σχέδια που βασίζονται σε αυτές τις επιλογές. Ωστόσο, η βασική αρχή είναι ότι το prepreg λειτουργεί ως το συνδετικό υλικό μεταξύ των στρωμάτων. Προφανώς, δεν μπορεί να υπάρξει μια περίπτωση όπου δύο "πυρήνες" διπλής όψης είναι γειτονικά χωρίς αποστάτη προεμποτισμού, αλλά είναι δυνατή μια δομή φύλλου-prepreg-foil-prepreg... κ.λπ., και χρησιμοποιείται συχνά σε σανίδες με σύνθετους συνδυασμούς τυφλές και κρυφές τρύπες.

Τυφλές και κρυφές τρύπες

Ο όρος " τυφλές τρύπες "σημαίνει μεταβάσεις που συνδέουν το εξωτερικό στρώμα με τα πλησιέστερα εσωτερικά στρώματα και δεν έχουν πρόσβαση στο δεύτερο εξωτερικό στρώμα. Προέρχεται από την αγγλική λέξη blind, και μοιάζει με τον όρο "blind holes". Κρυφές, ή θαμμένες (από τα αγγλικά buried), γίνονται τρύπες στα εσωτερικά στρώματα και δεν έχουν έξοδο προς τα έξω. Οι απλούστερες επιλογές για τυφλές και κρυφές τρύπες φαίνονται στο Σχ. 2. Η χρήση τους δικαιολογείται στην περίπτωση πολύ πυκνής καλωδίωσης ή για πλακέτες πολύ κορεσμένες με επίπεδα εξαρτήματα και στις δύο πλευρές. Η παρουσία αυτών των οπών αυξάνει το κόστος της πλακέτας από μιάμιση σε πολλές φορές, αλλά σε πολλές περιπτώσεις, ειδικά όταν δρομολογείτε μικροκυκλώματα σε πακέτο BGA με μικρό βήμα, δεν μπορείτε να κάνετε χωρίς αυτά. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι σχηματισμού τέτοιων vias, συζητούνται λεπτομερέστερα στην ενότητα Πίνακες με τυφλές και κρυφές τρύπες, αλλά προς το παρόν ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στα υλικά από τα οποία κατασκευάζεται μια πολυστρωματική σανίδα.

Βασικά διηλεκτρικά για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων
Οι κύριοι τύποι και παράμετροι των υλικών που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή MPP δίνονται στον Πίνακα 1. Τα τυπικά σχέδια πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων βασίζονται στη χρήση τυπικού laminate από fiberglass τύπου FR4, με θερμοκρασία λειτουργίας, συνήθως από –50 έως +110 ° C, θερμοκρασία μετάπτωσης (καταστροφής) γυαλιού Tg περίπου 135 °C. Η διηλεκτρική του σταθερά Dk μπορεί να είναι από 3,8 έως 4,5, ανάλογα με τον προμηθευτή και τον τύπο του υλικού. Για αυξημένες απαιτήσεις για αντοχή στη θερμότητα ή κατά την τοποθέτηση σανίδων σε φούρνο με τεχνολογία χωρίς μόλυβδο (t έως 260 °C), χρησιμοποιείται υψηλή θερμοκρασία FR4 High Tg ή FR5. Όταν απαιτούνται απαιτήσεις για σταθερή λειτουργία σε υψηλές θερμοκρασίες ή ξαφνικές αλλαγές θερμοκρασίας, χρησιμοποιείται πολυιμίδιο. Επιπλέον, το πολυιμίδιο χρησιμοποιείται για την κατασκευή πλακών κυκλωμάτων υψηλής αξιοπιστίας, για στρατιωτικές εφαρμογές, καθώς και σε περιπτώσεις όπου απαιτείται αυξημένη ηλεκτρική αντοχή. Για πλακέτες με κυκλώματα μικροκυμάτων (πάνω από 2 GHz), χρησιμοποιούνται ξεχωριστά στρώματα μικροκυμάτων υλικού ή ολόκληρη η πλακέτα είναι κατασκευασμένη από υλικό μικροκυμάτων (Εικ. 3). Οι πιο γνωστοί προμηθευτές ειδικών υλικών είναι οι Rogers, Arlon, Taconic και Dupont. Το κόστος αυτών των υλικών είναι υψηλότερο από το FR4 και φαίνεται χονδρικά στην τελευταία στήλη του Πίνακα 1 σε σχέση με το κόστος του FR4. Παραδείγματα σανίδων με διαφορετικούς τύπους διηλεκτρικών φαίνονται στο Σχ. 4, 5.

Πάχος υλικού
Η γνώση των διαθέσιμων πάχους υλικού είναι σημαντική για έναν μηχανικό όχι μόνο για τον προσδιορισμό του συνολικού πάχους της σανίδας. Κατά το σχεδιασμό MPP, οι προγραμματιστές αντιμετωπίζουν τις ακόλουθες εργασίες:
- υπολογισμός της κυματικής αντίστασης των αγωγών στην πλακέτα.
- υπολογισμός της τιμής της ενδιάμεσης μόνωσης υψηλής τάσης.
- επιλογή της δομής τυφλών και κρυφών οπών.
Οι διαθέσιμες επιλογές και τα πάχη των διαφόρων υλικών φαίνονται στους πίνακες 2-6. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η ανοχή στο πάχος του υλικού είναι συνήθως μέχρι ±10%, επομένως η ανοχή στο πάχος της τελικής πολυστρωματικής σανίδας δεν μπορεί να είναι μικρότερη από ±10%.

Πίνακας 2. "Πυρήνες" διπλής όψης FR4 για τα εσωτερικά στρώματα της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος Πάχος διηλεκτρικό και πάχος χαλκού 5 μm 17 μm 35 μm 70 μm 105 μm
0,050 mm β/β
0,075 mm m z z
0,100 mm w/w
0,150 χλστ
0,200 mm m z z
0,250 χλστ
0,300 χλστ
0,350 mm m z z
0,400 mm w/w
0,450 χλστ
0,710 mm m z z
0,930 mm m z
1.000 mm w
Πάνω από 1 mm

Τυπικά σε απόθεμα.
h - Κατόπιν αιτήματος (δεν είναι πάντα διαθέσιμο)
m - Μπορεί να κατασκευαστεί.
Σημείωση: για να διασφαλιστεί η αξιοπιστία των έτοιμων σανίδων, είναι σημαντικό να γνωρίζετε ότι για ξένα εσωτερικά στρώματα προτιμάμε να χρησιμοποιούμε πυρήνες με φύλλο 35 micron αντί 18 micron (ακόμη και με αγωγό και πλάτος διακένου 0,1 mm). Αυτό αυξάνει την αξιοπιστία των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων.
Η διηλεκτρική σταθερά των πυρήνων FR4 μπορεί να κυμαίνεται από 3,8 έως 4,4 ανάλογα με τη μάρκα.

Επιστρώσεις επιφανειών PCB

Ας δούμε τι είδους επιστρώσεις υπάρχουν για χάλκινα τακάκια. Τις περισσότερες φορές, οι τοποθεσίες επικαλύπτονται με ένα κράμα κασσιτέρου-μόλυβδου ή PIC. Η μέθοδος εφαρμογής και ισοπέδωσης της επιφάνειας της συγκόλλησης ονομάζεται HAL ή HASL (από τα αγγλικά Hot Air Solder Leveling - ισοπεδωτική συγκόλληση με θερμό αέρα). Αυτή η επίστρωση παρέχει την καλύτερη ικανότητα συγκόλλησης των μαξιλαριών. Ωστόσο, αντικαθίσταται από πιο σύγχρονες επιστρώσεις, συνήθως συμβατές με τις απαιτήσεις της διεθνούς οδηγίας RoHS. Αυτή η οδηγία απαιτεί την απαγόρευση της παρουσίας επιβλαβών ουσιών, συμπεριλαμβανομένου του μολύβδου, στα προϊόντα. Μέχρι στιγμής, το RoHS δεν ισχύει για την επικράτεια της χώρας μας, αλλά είναι χρήσιμο να θυμόμαστε την ύπαρξή του. Τα προβλήματα που σχετίζονται με το RoHS θα περιγραφούν σε μία από τις επόμενες ενότητες, αλλά προς το παρόν ας ρίξουμε μια ματιά στις πιθανές επιλογές για την κάλυψη τοποθεσιών MPP. Το HASL χρησιμοποιείται παντού εκτός εάν απαιτείται διαφορετικά. Η επιχρύσωση με εμβάπτιση (χημική) χρησιμοποιείται για την παροχή μιας πιο λείας επιφάνειας σανίδων (αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τα τακάκια BGA), αλλά έχει ελαφρώς χαμηλότερη ικανότητα συγκόλλησης. Η συγκόλληση φούρνου εκτελείται χρησιμοποιώντας περίπου την ίδια τεχνολογία με το HASL, αλλά η συγκόλληση με το χέρι απαιτεί τη χρήση ειδικών ροών. Η οργανική επίστρωση, ή OSP, προστατεύει την επιφάνεια του χαλκού από την οξείδωση. Το μειονέκτημά του είναι η μικρή διάρκεια ζωής της συγκολλητικότητας (λιγότερο από 6 μήνες). Ο κασσίτερος εμβάπτισης παρέχει λεία επιφάνεια και καλή ικανότητα συγκόλλησης, αν και έχει επίσης περιορισμένη διάρκεια ζωής συγκόλλησης. Το αμόλυβδο HAL έχει τις ίδιες ιδιότητες με το HAL που περιέχει μόλυβδο, αλλά η σύνθεση της συγκόλλησης είναι περίπου 99,8% κασσίτερος και 0,2% πρόσθετα. Οι επαφές των συνδετήρων της λεπίδας, οι οποίες υπόκεινται σε τριβή κατά τη λειτουργία της σανίδας, είναι επιμεταλλωμένες με ένα παχύτερο και πιο άκαμπτο στρώμα χρυσού. Και για τους δύο τύπους επιχρύσωσης, χρησιμοποιείται ένα υπόστρωμα νικελίου για την αποφυγή της διάχυσης του χρυσού.

Προστατευτικά και άλλα είδη επιστρώσεων πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος
Για να ολοκληρώσουμε την εικόνα, ας εξετάσουμε τον λειτουργικό σκοπό και τα υλικά των επικαλύψεων πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος.
- Μάσκα συγκόλλησης - εφαρμόζεται στην επιφάνεια της πλακέτας για την προστασία των αγωγών από τυχαία βραχυκυκλώματα και βρωμιά, καθώς και για την προστασία του laminate από υαλοβάμβακα από θερμικό σοκ κατά τη συγκόλληση. Η μάσκα δεν φέρει κανένα άλλο λειτουργικό φορτίο και δεν μπορεί να χρησιμεύσει ως προστασία από την υγρασία, τη μούχλα, τη διάσπαση κ.λπ. (εκτός από τις περιπτώσεις που χρησιμοποιούνται ειδικοί τύποι μάσκας).
- Σήμανση - εφαρμόζεται στον πίνακα με χρώμα πάνω από τη μάσκα για να απλοποιηθεί η αναγνώριση της ίδιας της σανίδας και των εξαρτημάτων που βρίσκονται σε αυτήν.
- Αποσπώμενη μάσκα - εφαρμόζεται σε συγκεκριμένες περιοχές της σανίδας που πρέπει να προστατεύονται προσωρινά, για παράδειγμα, από συγκόλληση. Είναι εύκολο να αφαιρεθεί στο μέλλον, καθώς είναι μια ένωση που μοιάζει με καουτσούκ και απλά ξεφλουδίζει.
- Επικάλυψη επαφής άνθρακα - εφαρμόζεται σε ορισμένες περιοχές της πλακέτας ως πεδία επαφής για πληκτρολόγια. Η επίστρωση έχει καλή αγωγιμότητα, δεν οξειδώνεται και είναι ανθεκτική στη φθορά.
- Στοιχεία αντίστασης από γραφίτη - μπορούν να εφαρμοστούν στην επιφάνεια της πλακέτας για να εκτελέσουν τη λειτουργία των αντιστάσεων. Δυστυχώς, η ακρίβεια των ονομασιών είναι χαμηλή - όχι μεγαλύτερη από ±20% (με ρύθμιση λέιζερ - έως 5%).
- Ασημί βραχυκυκλωτήρες επαφής - μπορούν να εφαρμοστούν ως πρόσθετοι αγωγοί, δημιουργώντας ένα άλλο αγώγιμο στρώμα όταν δεν υπάρχει αρκετός χώρος για δρομολόγηση. Χρησιμοποιείται κυρίως για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων μονής στρώσης και διπλής όψης.

συμπέρασμα
Η επιλογή των υλικών είναι μεγάλη, αλλά, δυστυχώς, συχνά όταν παράγονται μικρού και μεσαίου μεγέθους σειρές τυπωμένων κυκλωμάτων, το εμπόδιο γίνεται η διαθεσιμότητα των απαραίτητων υλικών στην αποθήκη του εργοστασίου που παράγει το MPP. Επομένως, πριν σχεδιάσετε ένα MPP, ειδικά εάν μιλάμε για τη δημιουργία ενός μη τυποποιημένου σχεδίου και τη χρήση μη τυποποιημένων υλικών, είναι απαραίτητο να συμφωνήσετε με τον κατασκευαστή σχετικά με τα υλικά και τα πάχη των στρωμάτων που χρησιμοποιούνται στο MPP και ίσως να παραγγείλετε αυτά τα υλικά εκ των προτέρων.

Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (Αγγλικά: πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, PCB, ή τυπωμένη πλακέτα καλωδίωσης, PWB) - μια πλάκα από διηλεκτρικό, στην επιφάνεια και/ή στον όγκο της οποίας σχηματίζονται ηλεκτρικά αγώγιμα κυκλώματα ηλεκτρονικό κύκλωμα. Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος έχει σχεδιαστεί για να συνδέει ηλεκτρικά και μηχανικά διάφορα ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος συνδέονται μέσω των ακροδεκτών τους με στοιχεία αγώγιμου σχεδίου, συνήθως με συγκόλληση.

Σε αντίθεση με την επιφανειακή τοποθέτηση, σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος το ηλεκτρικά αγώγιμο σχέδιο είναι κατασκευασμένο από φύλλο, τοποθετημένο εξ ολοκλήρου σε μια συμπαγή μονωτική βάση. Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος περιέχει οπές στερέωσης και επιθέματα για την τοποθέτηση εξαρτημάτων με μόλυβδο ή επίπεδα. Επιπλέον, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων διαθέτουν οπές για την ηλεκτρική σύνδεση τμημάτων φύλλου που βρίσκονται σε διαφορετικά στρώματα της πλακέτας. ΜΕ εξωτερικά μέρηΟ πίνακας συνήθως επικαλύπτεται με προστατευτική επίστρωση («μάσκα συγκόλλησης») και σημάνσεις (υποστηρικτικό σχέδιο και κείμενο σύμφωνα με την τεκμηρίωση σχεδιασμού).

Ανάλογα με τον αριθμό των στρώσεων με ηλεκτρικά αγώγιμο σχέδιο, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων χωρίζονται σε:

μονής όψης (OSP): υπάρχει μόνο ένα στρώμα φύλλου κολλημένο στη μία πλευρά του διηλεκτρικού φύλλου.

διπλής όψης (DPP): δύο στρώσεις φύλλου.

πολυστρωματικό (MLP): φύλλο όχι μόνο στις δύο πλευρές της σανίδας, αλλά και στις εσωτερικές στρώσεις του διηλεκτρικού. Οι πολυστρωματικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων κατασκευάζονται με συγκόλληση πολλών πλακών μονής ή διπλής όψης.

Καθώς η πολυπλοκότητα των σχεδιασμένων συσκευών και η πυκνότητα εγκατάστασης αυξάνεται, ο αριθμός των στρώσεων στις σανίδες αυξάνεται.

Η βάση της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος είναι ένα διηλεκτρικό· τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα υλικά είναι το fiberglass και το getinax. Επίσης, η βάση των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων μπορεί να είναι μια μεταλλική βάση επικαλυμμένη με διηλεκτρικό (για παράδειγμα, ανοδιωμένο αλουμίνιο)· φύλλο χαλκού των τροχιών εφαρμόζεται πάνω από το διηλεκτρικό. Τέτοιες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρονικά ισχύος για αποτελεσματική αφαίρεση θερμότητας από ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Σε αυτή την περίπτωση, η μεταλλική βάση της σανίδας είναι στερεωμένη στο ψυγείο. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων που λειτουργούν στην περιοχή μικροκυμάτων και σε θερμοκρασίες έως 260 °C είναι φθοροπλαστικά ενισχυμένα με γυάλινο ύφασμα (για παράδειγμα, FAF-4D) και κεραμικά. Οι εύκαμπτες πλακέτες κυκλωμάτων κατασκευάζονται από πολυϊμιδικά υλικά όπως το Kapton.

Τι υλικό θα χρησιμοποιήσουμε για να φτιάξουμε τις σανίδες;

Τα πιο κοινά, οικονομικά υλικά για την κατασκευή σανίδων είναι το Getinax και το Fiberglass. Χαρτί Getinax εμποτισμένο με βερνίκι βακελίτη, fiberglass textolite με εποξειδικό. Θα χρησιμοποιήσουμε οπωσδήποτε fiberglass!

Το φύλλο υαλοβάμβακα laminate είναι φύλλα κατασκευασμένα από γυάλινα υφάσματα, εμποτισμένα με συνδετικό με βάση εποξειδικές ρητίνες και επενδεδυμένα και στις δύο πλευρές με χάλκινο ηλεκτρολυτικό γαλβανικό ανθεκτικό φύλλο πάχους 35 microns. Μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία από -60ºС έως +105ºС. Έχει πολύ υψηλές μηχανικές και ηλεκτρικές μονωτικές ιδιότητες και μπορεί εύκολα να κατεργαστεί με κοπή, διάτρηση, σφράγιση.

Το fiberglass χρησιμοποιείται κυρίως μονής ή διπλής όψης με πάχος 1,5 mm και με φύλλο χαλκού με πάχος 35 microns ή 18 microns. Θα χρησιμοποιήσουμε laminate από υαλοβάμβακα μονής όψης με πάχος 0,8 mm με φύλλο πάχους 35 microns (γιατί θα συζητήσουμε αναλυτικά παρακάτω).

Μέθοδοι κατασκευής τυπωμένων κυκλωμάτων στο σπίτι

Οι σανίδες μπορούν να παραχθούν χημικά και μηχανικά.

Με τη χημική μέθοδο, σε εκείνα τα σημεία που πρέπει να υπάρχουν ίχνη (μοτίβο) στον πίνακα, εφαρμόζεται προστατευτική σύνθεση (βερνίκι, τόνερ, βαφή κ.λπ.) στο φύλλο. Στη συνέχεια, η σανίδα βυθίζεται σε ένα ειδικό διάλυμα (χλωριούχο σίδηρο, υπεροξείδιο του υδρογόνου και άλλα) που «διαβρώνεται» φύλλο χαλκού, αλλά δεν επηρεάζει την προστατευτική σύνθεση. Ως αποτέλεσμα, ο χαλκός παραμένει κάτω από την προστατευτική σύνθεση. Η προστατευτική σύνθεση στη συνέχεια αφαιρείται με διαλύτη και παραμένει η τελική σανίδα.

Η μηχανική μέθοδος χρησιμοποιεί νυστέρι (για χειροκίνητη παραγωγή) ή φρέζα. Ένας ειδικός κόφτης κάνει αυλακώσεις στο φύλλο, αφήνοντας τελικά νησίδες με αλουμινόχαρτο - το απαραίτητο σχέδιο.

Οι φρέζες είναι αρκετά ακριβές και οι ίδιες οι φρέζες είναι ακριβές και έχουν μικρό πόρο. Επομένως, δεν θα χρησιμοποιήσουμε αυτή τη μέθοδο.

Η απλούστερη χημική μέθοδος είναι η χειροκίνητη. Χρησιμοποιώντας ένα βερνίκι ριζογράφου, σχεδιάζουμε ίχνη στον πίνακα και στη συνέχεια τα χαράσσουμε με ένα διάλυμα. Αυτή η μέθοδος δεν επιτρέπει την κατασκευή σύνθετων σανίδων με πολύ λεπτά ίχνη - επομένως δεν είναι ούτε αυτή η περίπτωσή μας.

Η επόμενη μέθοδος κατασκευής πλακών κυκλωμάτων είναι η χρήση φωτοανθεκτικού. Αυτή είναι μια πολύ κοινή τεχνολογία (οι σανίδες κατασκευάζονται με αυτήν τη μέθοδο στο εργοστάσιο) και χρησιμοποιείται συχνά στο σπίτι. Υπάρχουν πολλά άρθρα και μέθοδοι για την κατασκευή σανίδων με χρήση αυτής της τεχνολογίας στο Διαδίκτυο. Δίνει πολύ καλά και επαναλαμβανόμενα αποτελέσματα. Ωστόσο, δεν είναι και αυτή η επιλογή μας. Ο κύριος λόγος είναι τα μάλλον ακριβά υλικά (φωτοαντίσταση, που επίσης φθείρεται με την πάροδο του χρόνου), καθώς και πρόσθετα εργαλεία (λάμπα φωτισμού UV, πλαστικοποιητής). Φυσικά, εάν έχετε μια μεγάλης κλίμακας παραγωγή πλακών κυκλωμάτων στο σπίτι - τότε το φωτοανθεκτικό είναι ασυναγώνιστο - συνιστούμε να το κυριαρχήσετε. Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι ο εξοπλισμός και η τεχνολογία φωτοαντίστασης μας επιτρέπει να παράγουμε μεταξοτυπία και προστατευτικές μάσκες σε πλακέτες κυκλωμάτων.

Με την έλευση των εκτυπωτών λέιζερ, οι ραδιοερασιτέχνες άρχισαν να τους χρησιμοποιούν ενεργά για την κατασκευή πλακέτας κυκλωμάτων. Όπως γνωρίζετε, ένας εκτυπωτής λέιζερ χρησιμοποιεί "toner" για την εκτύπωση. Αυτή είναι μια ειδική σκόνη που πυροσυσσωματώνεται σε θερμοκρασία και κολλάει στο χαρτί - το αποτέλεσμα είναι ένα σχέδιο. Το τόνερ είναι ανθεκτικό σε διάφορες χημικές ουσίες, γεγονός που του επιτρέπει να χρησιμοποιείται ως προστατευτική επίστρωση στην επιφάνεια του χαλκού.

Έτσι, η μέθοδος μας είναι να μεταφέρουμε τόνερ από το χαρτί στην επιφάνεια του φύλλου χαλκού και στη συνέχεια να χαράξουμε την πλακέτα με μια ειδική λύση για να δημιουργήσουμε ένα σχέδιο.

Λόγω της ευκολίας χρήσης της, αυτή η μέθοδος έχει γίνει πολύ διαδεδομένη στο ραδιόφωνο ερασιτεχνών. Αν πληκτρολογήσετε στο Yandex ή στο Google πώς να μεταφέρετε τόνερ από χαρτί σε πίνακα, θα βρείτε αμέσως έναν όρο όπως "LUT" - τεχνολογία σιδερώματος λέιζερ. Οι σανίδες που χρησιμοποιούν αυτή την τεχνολογία κατασκευάζονται ως εξής: το μοτίβο των κομματιών τυπώνεται σε μια έκδοση καθρέφτη, το χαρτί εφαρμόζεται στην σανίδα με το σχέδιο στον χαλκό, το επάνω μέρος αυτού του χαρτιού σιδερώνεται, το τόνερ μαλακώνει και κολλάει στο σανίδα. Στη συνέχεια το χαρτί μουλιάζεται σε νερό και η σανίδα είναι έτοιμη.

Υπάρχουν «ένα εκατομμύριο» άρθρα στο Διαδίκτυο σχετικά με το πώς να φτιάξετε μια σανίδα χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνολογία. Αλλά αυτή η τεχνολογία έχει πολλά μειονεκτήματα που απαιτούν άμεσα χέρια και πολύ μεγάλο χρόνο για να προσαρμοστείτε σε αυτήν. Δηλαδή χρειάζεται να το νιώσεις. Οι πληρωμές δεν βγαίνουν την πρώτη φορά, βγαίνουν κάθε άλλη φορά. Υπάρχουν πολλές βελτιώσεις - χρησιμοποιώντας πλαστικοποιητή (με τροποποίηση - η συνηθισμένη δεν έχει αρκετή θερμοκρασία), η οποία σας επιτρέπει να επιτύχετε πολύ καλά αποτελέσματα. Υπάρχουν ακόμη και μέθοδοι για την κατασκευή ειδικών πιεστηρίων θερμότητας, αλλά όλα αυτά απαιτούν και πάλι ειδικό εξοπλισμό. Τα κύρια μειονεκτήματα της τεχνολογίας LUT:

υπερθέρμανση - οι γραμμές απλώνονται - γίνονται ευρύτερες

υποθέρμανση - τα κομμάτια παραμένουν στο χαρτί

το χαρτί "τηγανίζεται" στην πλακέτα - ακόμα και όταν είναι βρεγμένο είναι δύσκολο να ξεκολλήσει - με αποτέλεσμα να καταστραφεί το τόνερ. Υπάρχουν πολλές πληροφορίες στο Διαδίκτυο σχετικά με το τι χαρτί να επιλέξετε.

Πορώδες τόνερ - μετά την αφαίρεση του χαρτιού, παραμένουν μικροπόροι στο τόνερ - μέσω αυτών χαράσσεται και η πλακέτα - λαμβάνονται διαβρωμένα κομμάτια

επαναληψιμότητα του αποτελέσματος - εξαιρετική σήμερα, κακό αύριο, μετά καλό - είναι πολύ δύσκολο να επιτύχετε ένα σταθερό αποτέλεσμα - χρειάζεστε μια αυστηρά σταθερή θερμοκρασία για το ζέσταμα του γραφίτη, χρειάζεστε σταθερή πίεση επαφής στην πλακέτα.

Παρεμπιπτόντως, δεν μπόρεσα να φτιάξω έναν πίνακα χρησιμοποιώντας αυτήν τη μέθοδο. Προσπάθησα να το κάνω τόσο σε περιοδικά όσο και σε χαρτί με επικάλυψη. Ως αποτέλεσμα, χάλασα ακόμη και τις σανίδες - ο χαλκός διογκώθηκε λόγω υπερθέρμανσης.

Για κάποιο λόγο, υπάρχουν άδικα λίγες πληροφορίες στο Διαδίκτυο σχετικά με μια άλλη μέθοδο μεταφοράς γραφίτη - τη μέθοδο μεταφοράς ψυχρής χημικής ουσίας. Βασίζεται στο γεγονός ότι το τόνερ δεν είναι διαλυτό στο αλκοόλ, αλλά είναι διαλυτό σε ακετόνη. Ως αποτέλεσμα, εάν επιλέξετε ένα μείγμα ακετόνης και αλκοόλης που θα μαλακώσει μόνο το τόνερ, τότε μπορεί να "κολληθεί ξανά" στην σανίδα από χαρτί. Μου άρεσε πολύ αυτή η μέθοδος και καρποφόρησα αμέσως - η πρώτη σανίδα ήταν έτοιμη. Ωστόσο, όπως αποδείχθηκε αργότερα, δεν μπόρεσα να βρω πουθενά λεπτομερείς πληροφορίες που θα έδιναν 100% αποτελέσματα. Χρειαζόμαστε μια μέθοδο με την οποία ακόμη και ένα παιδί θα μπορούσε να φτιάξει τον πίνακα. Αλλά τη δεύτερη φορά δεν λειτούργησε για να φτιάξουμε τον πίνακα, και μετά χρειάστηκε πολύς χρόνος για να διαλέξουμε τα απαραίτητα συστατικά.

Ως αποτέλεσμα, μετά από μεγάλη προσπάθεια, αναπτύχθηκε μια σειρά ενεργειών, επιλέχθηκαν όλα τα συστατικά που δίνουν, αν όχι το 100%, τότε το 95% ενός καλού αποτελέσματος. Και το πιο σημαντικό, η διαδικασία είναι τόσο απλή που το παιδί μπορεί να φτιάξει τον πίνακα εντελώς ανεξάρτητα. Αυτή είναι η μέθοδος που θα χρησιμοποιήσουμε. (φυσικά, μπορείτε να συνεχίσετε να το φέρνετε στο ιδανικό - αν τα καταφέρετε καλύτερα, τότε γράψτε). Τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου:

όλα τα αντιδραστήρια είναι φθηνά, προσβάσιμα και ασφαλή

δεν χρειάζονται πρόσθετα εργαλεία (σίδερα, λάμπες, πλαστικοποιητές - τίποτα, αν και όχι - χρειάζεστε μια κατσαρόλα)

δεν υπάρχει τρόπος να καταστρέψετε την πλακέτα - η πλακέτα δεν θερμαίνεται καθόλου

το χαρτί βγαίνει μόνο του -βλέπετε το αποτέλεσμα της μεταφοράς τόνερ- όπου δεν βγήκε η μεταφορά

δεν υπάρχουν πόροι στο τόνερ (σφραγίζονται με χαρτί) - επομένως, δεν υπάρχουν μολυσμένα

κάνουμε 1-2-3-4-5 και έχουμε πάντα το ίδιο αποτέλεσμα - σχεδόν 100% επαναληψιμότητα

Πριν ξεκινήσουμε, ας δούμε τι σανίδες χρειαζόμαστε και τι μπορούμε να κάνουμε στο σπίτι χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο.

Βασικές απαιτήσεις για κατασκευασμένες σανίδες

Θα κατασκευάσουμε συσκευές σε μικροελεγκτές, χρησιμοποιώντας σύγχρονους αισθητήρες και μικροκυκλώματα. Τα μικροτσίπ γίνονται όλο και μικρότερα. Κατά συνέπεια, πρέπει να πληρούνται οι ακόλουθες απαιτήσεις για τις σανίδες:

οι πλακέτες πρέπει να είναι διπλής όψης (κατά κανόνα, είναι πολύ δύσκολο να καλωδιωθεί μια πλακέτα μονής όψης, η κατασκευή πλακών τεσσάρων στρωμάτων στο σπίτι είναι αρκετά δύσκολη, οι μικροελεγκτές χρειάζονται ένα στρώμα γείωσης για προστασία από παρεμβολές)

οι ράγες θα πρέπει να έχουν πάχος 0,2 mm - αυτό το μέγεθος είναι αρκετά - 0,1 mm θα ήταν ακόμα καλύτερο - αλλά υπάρχει πιθανότητα να χαράξουν και να ξεκολλήσουν οι ράγες κατά τη συγκόλληση

τα κενά μεταξύ των τροχιών είναι 0,2 mm - αυτό είναι αρκετό για σχεδόν όλα τα κυκλώματα. Η μείωση του κενού στα 0,1 χιλιοστά είναι γεμάτη με συγχώνευση τροχιών και δυσκολία στην παρακολούθηση της πλακέτας για βραχυκυκλώματα.

Δεν θα χρησιμοποιήσουμε προστατευτικές μάσκες, ούτε θα κάνουμε μεταξοτυπία - αυτό θα περιπλέξει την παραγωγή, και αν φτιάχνετε τον πίνακα για τον εαυτό σας, τότε δεν χρειάζεται. Και πάλι, υπάρχουν πολλές πληροφορίες για αυτό το θέμα στο Διαδίκτυο και, αν θέλετε, μπορείτε να κάνετε τον «μαραθώνιο» μόνοι σας.

Δεν θα κονσερβοποιήσουμε τις σανίδες, δεν είναι επίσης απαραίτητο (εκτός αν φτιάχνετε μια συσκευή για 100 χρόνια). Για προστασία θα χρησιμοποιήσουμε βερνίκι. Ο κύριος στόχος μας είναι να φτιάξουμε γρήγορα, αποτελεσματικά και οικονομικά μια πλακέτα για τη συσκευή στο σπίτι.

Έτσι φαίνεται ο έτοιμος πίνακας. κατασκευασμένα με τη μέθοδό μας - πίστες 0,25 και 0,3, αποστάσεις 0,2

Πώς να φτιάξετε μια σανίδα διπλής όψης από 2 μονής όψης

Μία από τις προκλήσεις της κατασκευής σανίδων διπλής όψης είναι η ευθυγράμμιση των πλευρών έτσι ώστε οι οπές να ευθυγραμμίζονται. Συνήθως φτιάχνεται ένα "σάντουιτς" για αυτό. Οι δύο όψεις εκτυπώνονται ταυτόχρονα σε ένα φύλλο χαρτιού. Το φύλλο διπλώνεται στο μισό και οι πλευρές ευθυγραμμίζονται με ακρίβεια χρησιμοποιώντας ειδικά σημάδια. Εσωτερικά τοποθετείται τεστόλιθος διπλής όψης. Με τη μέθοδο LUT, ένα τέτοιο σάντουιτς σιδερώνεται και προκύπτει μια σανίδα διπλής όψης.

Ωστόσο, με τη μέθοδο μεταφοράς κρύου γραφίτη, η ίδια η μεταφορά πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας ένα υγρό. Και ως εκ τούτου είναι πολύ δύσκολο να οργανωθεί η διαδικασία διαβροχής της μιας πλευράς ταυτόχρονα με την άλλη πλευρά. Αυτό, φυσικά, μπορεί επίσης να γίνει, αλλά με τη βοήθεια μιας ειδικής συσκευής - μιας μίνι πρέσας (μέγγενη). Λαμβάνονται χοντρά φύλλα χαρτιού - τα οποία απορροφούν το υγρό για τη μεταφορά γραφίτη. Τα φύλλα βρέχονται για να μην στάζει το υγρό και το φύλλο να κρατά το σχήμα του. Και στη συνέχεια φτιάχνεται ένα "σάντουιτς" - ένα βρεγμένο φύλλο, ένα φύλλο χαρτιού υγείας για να απορροφήσει το υπερβολικό υγρό, ένα φύλλο με μια εικόνα, μια σανίδα διπλής όψης, ένα φύλλο με μια εικόνα, ένα φύλλο χαρτιού υγείας, ένα υγρό φύλλο πάλι. Όλα αυτά σφίγγονται κάθετα σε μια μέγγενη. Αλλά δεν θα το κάνουμε αυτό, θα το κάνουμε πιο απλά.

Μια πολύ καλή ιδέα προέκυψε στα φόρουμ κατασκευής του σκάφους - τι πρόβλημα είναι να φτιάξεις μια πλακέτα διπλής όψης - πάρτε ένα μαχαίρι και κόψτε το PCB στη μέση. Δεδομένου ότι το fiberglass είναι ένα πολυεπίπεδο υλικό, αυτό δεν είναι δύσκολο να γίνει με μια συγκεκριμένη ικανότητα:

Ως αποτέλεσμα, από μια σανίδα διπλής όψης με πάχος 1,5 mm παίρνουμε δύο μισά μονής όψης.

Στη συνέχεια φτιάχνουμε δύο σανίδες, τις τρυπάμε και αυτό είναι - είναι τέλεια ευθυγραμμισμένες. Δεν ήταν πάντα δυνατό να κοπεί το PCB ομοιόμορφα και στο τέλος ήρθε η ιδέα να χρησιμοποιήσουμε ένα λεπτό PCB μονής όψης με πάχος 0,8 mm. Στη συνέχεια, τα δύο μισά δεν χρειάζεται να κολληθούν μεταξύ τους· θα συγκρατηθούν στη θέση τους με συγκολλημένους βραχυκυκλωτήρες στις οπές, τα κουμπιά και τους συνδετήρες. Αλλά αν χρειαστεί, μπορείτε να το κολλήσετε με εποξειδική κόλλα χωρίς κανένα πρόβλημα.

Τα κύρια πλεονεκτήματα αυτής της πεζοπορίας:

Ο Textolite με πάχος 0,8 mm κόβεται εύκολα με χαρτοψαλίδι! Σε οποιοδήποτε σχήμα, δηλαδή, κόβεται πολύ εύκολα για να ταιριάζει στο σώμα.

Λεπτό PCB - διαφανές - ανάβοντας έναν φακό από κάτω μπορείτε εύκολα να ελέγξετε την ορθότητα όλων των ιχνών, βραχυκυκλωμάτων, σπασίματος.

Η συγκόλληση από τη μία πλευρά είναι ευκολότερη - τα εξαρτήματα στην άλλη πλευρά δεν παρεμβαίνουν και μπορείτε εύκολα να ελέγξετε τη συγκόλληση των ακίδων μικροκυκλώματος - μπορείτε να συνδέσετε τις πλευρές στο τέλος

Πρέπει να ανοίξετε διπλάσιες τρύπες και οι τρύπες μπορεί να μην ταιριάζουν ελαφρώς

Η ακαμψία της δομής χάνεται ελαφρώς εάν δεν κολλήσετε τις σανίδες μεταξύ τους, αλλά η κόλληση δεν είναι πολύ βολική

Το laminate από υαλοβάμβακα μονής όψης με πάχος 0,8 mm είναι δύσκολο να αγοραστεί· οι περισσότεροι πωλούν 1,5 mm, αλλά αν δεν μπορείτε να το προμηθευτείτε, μπορείτε να κόψετε παχύτερο τεστολίτη με ένα μαχαίρι.

Ας περάσουμε στις λεπτομέρειες.

Απαραίτητα εργαλεία και χημεία

Θα χρειαστούμε τα ακόλουθα συστατικά:

Τώρα που τα έχουμε όλα αυτά, ας τα πάμε βήμα-βήμα.

1. Διάταξη στρώσεων σανίδων σε φύλλο χαρτιού για εκτύπωση με χρήση του InkScape

Αυτόματο σετ κολετών:

Συνιστούμε την πρώτη επιλογή - είναι φθηνότερη. Στη συνέχεια, πρέπει να κολλήσετε καλώδια και έναν διακόπτη (κατά προτίμηση ένα κουμπί) στον κινητήρα. Είναι καλύτερο να τοποθετήσετε το κουμπί στο σώμα για να διευκολύνετε την γρήγορη ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του κινητήρα. Το μόνο που μένει είναι να επιλέξετε ένα τροφοδοτικό, μπορείτε να πάρετε οποιοδήποτε τροφοδοτικό με ρεύμα 7-12V 1A (λιγότερο είναι δυνατό), εάν δεν υπάρχει τέτοιο τροφοδοτικό, τότε η φόρτιση USB στα 1-2A ή μια μπαταρία Krona μπορεί να είναι κατάλληλη (απλώς πρέπει να το δοκιμάσετε - δεν αρέσουν σε όλους οι κινητήρες φόρτισης, ο κινητήρας μπορεί να μην ξεκινήσει).

Το τρυπάνι είναι έτοιμο, μπορείτε να τρυπήσετε. Αλλά απλά πρέπει να τρυπήσετε αυστηρά σε γωνία 90 μοιρών. Μπορείτε να φτιάξετε μια μίνι μηχανή - υπάρχουν διάφορα σχήματα στο Διαδίκτυο:

Υπάρχει όμως μια πιο απλή λύση.

Γεωτρύπανο

Για να τρυπήσετε ακριβώς 90 μοίρες, αρκεί να κάνετε μια γεώτρηση. Θα κάνουμε κάτι σαν αυτό:

Είναι πολύ εύκολο να γίνει. Πάρτε ένα τετράγωνο από οποιοδήποτε πλαστικό. Τοποθετούμε το τρυπάνι μας σε τραπέζι ή άλλη επίπεδη επιφάνεια. Και ανοίξτε μια τρύπα στο πλαστικό χρησιμοποιώντας το απαιτούμενο τρυπάνι. Είναι σημαντικό να εξασφαλίσετε μια ομοιόμορφη οριζόντια κίνηση του τρυπανιού. Μπορείτε να ακουμπήσετε τον κινητήρα στον τοίχο ή στη ράγα και στο πλαστικό επίσης. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε ένα μεγάλο τρυπάνι για να ανοίξετε μια τρύπα για το κολετ. Από την πίσω πλευρά, τρυπήστε ή κόψτε ένα κομμάτι πλαστικό έτσι ώστε να φαίνεται το τρυπάνι. Μπορείτε να κολλήσετε μια αντιολισθητική επιφάνεια στο κάτω μέρος - χαρτί ή λαστιχάκι. Για κάθε τρυπάνι πρέπει να φτιάχνεται μια τέτοια σέγα. Αυτό θα εξασφαλίσει τέλεια ακριβή διάτρηση!

Αυτή η επιλογή είναι επίσης κατάλληλη, κόψτε μέρος του πλαστικού από πάνω και κόψτε μια γωνία από κάτω.

Δείτε πώς να τρυπήσετε με αυτό:

Σφίγγουμε το τρυπάνι ώστε να βγει 2-3 χιλιοστά όταν βυθιστεί πλήρως το κολετ. Τοποθετούμε το τρυπάνι στο σημείο όπου πρέπει να τρυπήσουμε (κατά την χάραξη της σανίδας, θα έχουμε ένα σημάδι όπου θα τρυπήσουμε με τη μορφή μιας μίνι τρύπας στον χαλκό - στο Kicad βάζουμε ειδικά ένα σημάδι ελέγχου για αυτό, έτσι ώστε το το τρυπάνι θα σταθεί εκεί από μόνο του), πιέστε την σέγα και ανοίξτε το μοτέρ - τρύπα έτοιμο. Για φωτισμό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν φακό τοποθετώντας τον στο τραπέζι.

Όπως γράψαμε νωρίτερα, μπορείτε να ανοίξετε τρύπες μόνο στη μία πλευρά - όπου ταιριάζουν οι ράγες - το δεύτερο μισό μπορεί να τρυπηθεί χωρίς τζόγκ κατά μήκος της πρώτης οπής οδηγού. Αυτό εξοικονομεί λίγη προσπάθεια.

8. Κασσίτερο της σανίδας

Γιατί κασσιτερώνετε τις σανίδες - κυρίως για την προστασία του χαλκού από τη διάβρωση. Το κύριο μειονέκτημα της επικασσιτέρωσης είναι η υπερθέρμανση της σανίδας και πιθανή ζημιά στις ράγες. Εάν δεν έχετε σταθμό συγκόλλησης, σίγουρα μην κασσιτερώσετε την πλακέτα! Εάν είναι, τότε ο κίνδυνος είναι ελάχιστος.

Μπορείτε να κονιοποιήσετε μια σανίδα με κράμα ROSE σε βραστό νερό, αλλά είναι ακριβό και δύσκολο να το αποκτήσετε. Είναι καλύτερα να κονσερβοποιηθεί με συνηθισμένη συγκόλληση. Για να το κάνετε αυτό αποτελεσματικά, πρέπει να φτιάξετε μια απλή συσκευή με πολύ λεπτό στρώμα. Παίρνουμε ένα κομμάτι πλεξούδας για συγκόλληση εξαρτημάτων και το βάζουμε στην άκρη, το βιδώνουμε στην άκρη με σύρμα για να μην ξεκολλήσει:

Καλύπτουμε την σανίδα με flux - για παράδειγμα LTI120 και την πλεξούδα επίσης. Τώρα βάζουμε κασσίτερο στην πλεξούδα και το μετακινούμε κατά μήκος του πίνακα (το ζωγραφίζουμε) - έχουμε ένα εξαιρετικό αποτέλεσμα. Αλλά καθώς χρησιμοποιείτε την πλεξούδα, αυτή ξεκολλάει και αρχίζει να παραμένει χνούδι στην πλακέτα - πρέπει να αφαιρεθούν, διαφορετικά θα υπάρξει βραχυκύκλωμα! Μπορείτε να το δείτε πολύ εύκολα, φωτίζοντας έναν φακό στο πίσω μέρος του πίνακα. Με αυτή τη μέθοδο, καλό είναι να χρησιμοποιείτε είτε ισχυρό κολλητήρι (60 watt) είτε κράμα ROSE.

Ως αποτέλεσμα, είναι καλύτερο να μην κονιοποιήσετε τις σανίδες, αλλά να τις βερνικώσετε στο τέλος - για παράδειγμα, PLASTIC 70 ή απλό ακρυλικό βερνίκι που αγοράζεται από ανταλλακτικά αυτοκινήτων KU-9004:

Βελτιστοποίηση της μεθόδου μεταφοράς τόνερ

Υπάρχουν δύο σημεία στη μέθοδο που μπορούν να συντονιστούν και μπορεί να μην λειτουργήσουν αμέσως. Για να τα διαμορφώσετε, πρέπει να φτιάξετε μια δοκιμαστική πλακέτα στο Kicad, κομμάτια σε μια τετράγωνη σπείρα διαφορετικού πάχους, από 0,3 έως 0,1 mm και με διαφορετικά διαστήματα, από 0,3 έως 0,1 mm. Είναι καλύτερα να εκτυπώσετε αμέσως πολλά τέτοια δείγματα σε ένα φύλλο και να κάνετε προσαρμογές.

Πιθανά προβλήματα που θα διορθώσουμε:

1) τα κομμάτια μπορούν να αλλάξουν γεωμετρία - απλώνονται, γίνονται πιο φαρδιά, συνήθως πολύ λίγα, έως και 0,1 mm - αλλά αυτό δεν είναι καλό

2) το τόνερ μπορεί να μην κολλάει καλά στην πλακέτα, να ξεκολλάει όταν αφαιρείται το χαρτί ή να μην κολλάει καλά στην πλακέτα

Το πρώτο και το δεύτερο πρόβλημα είναι αλληλένδετα. Εγώ λύνω το πρώτο, εσύ έρχεσαι στο δεύτερο. Πρέπει να βρούμε έναν συμβιβασμό.

Οι ράγες μπορούν να εξαπλωθούν για δύο λόγους - υπερβολική πίεση, πολύ ακετόνη στο υγρό που προκύπτει. Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να προσπαθήσετε να μειώσετε το φορτίο. Το ελάχιστο φορτίο είναι περίπου 800g, δεν αξίζει να το μειώσετε παρακάτω. Αντίστοιχα, τοποθετούμε το φορτίο χωρίς πίεση - απλά το βάζουμε από πάνω και αυτό είναι. Πρέπει να υπάρχουν 2-3 στρώσεις χαρτιού υγείας για να εξασφαλίζεται καλή απορρόφηση της περίσσειας διαλύματος. Πρέπει να βεβαιωθείτε ότι μετά την αφαίρεση του βάρους, το χαρτί πρέπει να είναι λευκό, χωρίς μωβ μουτζούρες. Τέτοιες μουτζούρες υποδηλώνουν έντονη τήξη του γραφίτη. Εάν δεν μπορείτε να το προσαρμόσετε με ένα βάρος και τα κομμάτια εξακολουθούν να θολώνουν, τότε αυξήστε την αναλογία του αφαίρεσης βερνικιού νυχιών στο διάλυμα. Μπορείτε να αυξήσετε σε 3 μέρη υγρού και 1 μέρος ακετόνης.

Το δεύτερο πρόβλημα, εάν δεν υπάρχει παραβίαση της γεωμετρίας, υποδηλώνει ανεπαρκές βάρος του φορτίου ή μικρή ποσότητα ακετόνης. Και πάλι, αξίζει να ξεκινήσετε με το φορτίο. Πάνω από 3 κιλά δεν έχει νόημα. Εάν το τόνερ εξακολουθεί να μην κολλάει καλά στην πλακέτα, τότε πρέπει να αυξήσετε την ποσότητα ακετόνης.

Αυτό το πρόβλημα εμφανίζεται κυρίως όταν αλλάζετε το ντεμακιγιάζ νυχιών. Δυστυχώς, αυτό δεν είναι μόνιμο ή καθαρό εξάρτημα, αλλά δεν ήταν δυνατή η αντικατάστασή του με άλλο. Προσπάθησα να το αντικαταστήσω με οινόπνευμα, αλλά προφανώς το μείγμα δεν είναι ομοιογενές και το τόνερ κολλάει σε κάποια μπαλώματα. Επίσης, το προϊόν αφαίρεσης βερνικιού νυχιών μπορεί να περιέχει ακετόνη, οπότε θα χρειαστεί λιγότερο από αυτό. Σε γενικές γραμμές, θα χρειαστεί να πραγματοποιήσετε έναν τέτοιο συντονισμό μία φορά μέχρι να τελειώσει το υγρό.

Ο πίνακας είναι έτοιμος

Εάν δεν κολλήσετε αμέσως την πλακέτα, πρέπει να προστατεύεται. Ο ευκολότερος τρόπος για να το κάνετε αυτό είναι να το επικαλύψετε με οινόπνευμα κολοφωνίου. Πριν από τη συγκόλληση, αυτή η επίστρωση θα πρέπει να αφαιρεθεί, για παράδειγμα, με ισοπροπυλική αλκοόλη.

Εναλλακτικές επιλογές

Μπορείτε επίσης να φτιάξετε έναν πίνακα:

Επιπλέον, οι υπηρεσίες κατασκευής προσαρμοσμένων πλακών κερδίζουν πλέον δημοτικότητα - για παράδειγμα Easy EDA. Εάν χρειάζεστε μια πιο σύνθετη σανίδα (για παράδειγμα, μια σανίδα 4 επιπέδων), τότε αυτή είναι η μόνη διέξοδος.

Το laminate από υαλοβάμβακα χρησιμοποιείται πιο συχνά από άλλα υλικά για την κατασκευή της βάσης μιας άκαμπτης σανίδας. Το laminate fiberglass έχει καλές διηλεκτρικές ιδιότητες, μηχανική αντοχή και χημική αντοχή, ανθεκτικότητα και ασφάλεια· το laminate fiberglass μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνθήκες υψηλής υγρασίας. Τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά του υλικού είναι οι ηλεκτρικές μονωτικές ιδιότητες και το δεύτερο πιο σημαντικό χαρακτηριστικό είναι η θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού Tg, η οποία περιορίζει το πεδίο εφαρμογής. Θερμοκρασία μετάβασης ενός υλικού από στερεά σε πλαστική κατάσταση – Θερμοκρασία μετατροπής γυαλιού. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού της ρητίνης, τόσο χαμηλότερος είναι ο συντελεστής γραμμικής διαστολής του διηλεκτρικού, που οδηγεί στην καταστροφή των αγωγών της σανίδας. Η θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού εξαρτάται από το μοριακό βάρος των μορίων της ρητίνης που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή του υλικού. Η εμφάνιση και η αύξηση της ελαστικότητας εμφανίζεται σε ένα συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας. Η κεντρική τιμή σε αυτό το εύρος ονομάζεται θερμοκρασία μετάπτωσης υάλου. Η αύξηση της θερμοκρασίας μετάβασης γυαλιού είναι δυνατή με τη βελτίωση της τεχνολογίας παραγωγής υαλοβάμβακα.

Το υαλοβάμβακα είναι ένα υλικό που κατασκευάζεται με θερμή πίεση πολλών στρωμάτων υαλοβάμβακα εμποτισμένα με συνδετικό - εποξειδική ή ρητίνη φαινόλης-φορμαλδεΰδης. Υπάρχουν πολλές μάρκες διαθέσιμες για διάφορες συνθήκες λειτουργίας. Έχουν αναπτυχθεί διάφορες απαιτήσεις για την τεχνολογία κατασκευής. Η θερμοκρασία ανάφλεξης διαφόρων ποιοτήτων υαλοβάμβακα είναι από 300 έως 500 °C. ΣΤΕΦΜια κοινή εγχώρια μάρκα laminate από υαλοβάμβακα σημαίνει εποξειδικό-φαινολικό laminate από fiberglass. Το STEF-1 διαφέρει από το STEF μόνο στην τεχνολογία κατασκευής του, γεγονός που το καθιστά πιο κατάλληλο για μηχανική επεξεργασία. Το STEF-U έχει βελτιωμένες μηχανικές και ηλεκτρικές μονωτικές ιδιότητες σε σύγκριση με το εμπορικό σήμα STEF-1.

Μια ποικιλία αυτού του υλικού είναι υαλοβάμβακα με επίστρωση φύλλου, που χρησιμοποιείται στην παραγωγή πλακέτας κυκλωμάτων.

αλουμινόχαρτοΤο υλικό είναι το βασικό υλικό της σανίδας, το οποίο έχει ένα αγώγιμο φύλλο στη μία ή και στις δύο πλευρές - ένα φύλλο αγώγιμου υλικού που προορίζεται να σχηματίσει ένα αγώγιμο σχέδιο στην σανίδα. Η επιτυχία της παραγωγής σανίδων και η αξιοπιστία της κατασκευασμένης συσκευής εξαρτώνται από την ποιότητα και τις παραμέτρους του υλικού που χρησιμοποιείται.

Το laminate από υαλοβάμβακα έχει πολλές μάρκες. Για την παραγωγή σανίδων, χρησιμοποιούνται εγχώριες μάρκες σύμφωνα με το GOST, που παράγονται από τους κατασκευαστές μας: SF, SONF-U, STF, STNF, SNF, DFM-59, SFVN και μάρκες εισαγόμενων ελασμάτων από υαλοβάμβακα FR-4, FR-5, CEM-3έχοντας πολλές τροποποιήσεις. Για την κατασκευή σανίδων που προορίζονται για λειτουργία σε συνθήκες κανονικής και υψηλής υγρασίας σε θερμοκρασίες από -60 έως +85 ° C, χρησιμοποιείται η μάρκα SF, η οποία έχει πολλούς τύπους, ένας από αυτούς SF-1-35G.

Ονομασίες στο όνομα SF-1-35G:

• SF - φύλλο υαλοβάμβακα laminate
• 1 - μονόπλευρη
• 35 - Πάχος φύλλου 35 microns
• G - γαλβανικό ανθεκτικό φύλλο

Για την παραγωγή των περισσότερων ηλεκτρονικών συσκευών, η μάρκα μπορεί να χρησιμοποιηθεί SONF-U, η θερμοκρασία λειτουργίας του είναι από -60 έως +155 °C. Ονομασίες στο όνομα: S και F - αλουμινόχαρτο, OH - γενικής χρήσης, U - περιέχει πρόσθετο που περιέχει βρώμιο και ανήκει στην κατηγορία των μη εύφλεκτων πλαστικών. Το πάχος του φύλλου που τοποθετείται στη βάση κυμαίνεται από 18, 35, 50, 70, 105 μικρά. Το πάχος του φύλλου υαλοβάμβακα laminate είναι στην περιοχή από 0,5 έως 3 mm.

FR-4πυρίμαχο (Fire Retardent) εισαγόμενο αλουμινόχαρτο fiberglass. Το FR-4 είναι μακράν η πιο κοινή ποιότητα υλικού για την παραγωγή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων. Υψηλής τεχνολογίας και χαρακτηριστικά απόδοσηςκαθόρισε τη δημοτικότητα αυτού του υλικού.

Το FR-4 έχει ονομαστικό πάχος 1,6 mm, επενδυμένο με φύλλο χαλκού 35 micron στη μία ή και στις δύο πλευρές. Το πρότυπο FR-4 έχει πάχος 1,6 mm και αποτελείται από οκτώ στρώματα ("prepregs") από fiberglass. Το κεντρικό στρώμα περιέχει συνήθως το λογότυπο του κατασκευαστή· το χρώμα του αντικατοπτρίζει την κατηγορία ευφλεκτότητας αυτού του υλικού (κόκκινο - UL94-VO, μπλε - UL94-HB). Τυπικά, το FR-4 είναι διαφανές, τυπικό πράσινο χρώμακαθορίζεται από το χρώμα της μάσκας συγκόλλησης που εφαρμόζεται στο τελικό PCB

• ογκομετρική ηλεκτρική αντίσταση μετά από προετοιμασία και αποκατάσταση (Ohm x m): 9,2 x 1013;
• ηλεκτρική αντίσταση επιφάνειας (Ω): 1,4 x1012;
• Αντοχή αποφλοίωσης του φύλλου μετά από έκθεση σε γαλβανικό διάλυμα (N/mm): 2,2;
• ευφλεκτότητα (μέθοδος κατακόρυφης δοκιμής): κατηγορία Vо.

Αλουμινόχαρτο μονής όψης από υαλοβάμβακα CEM-3.Το CEM-3 είναι ένα εισαγόμενο υλικό (Composite Epoxy Material), το πιο παρόμοιο με το laminate από υαλοβάμβακα με επένδυση φύλλου της μάρκας FR-4, σε τιμή 10-15% χαμηλότερη. Είναι μια βάση από υαλοβάμβακα ανάμεσα σε δύο εξωτερικά στρώματα υαλοβάμβακα. Κατάλληλο για επιμετάλλωση οπών. Το CEM-3 είναι γαλακτώδες λευκό ή διαφανές υλικό, πολύ λείο. Το υλικό είναι εύκολο να τρυπηθεί και να σφραγιστεί. Εκτός από το φύλλο PCB, πολλά διαφορετικά υλικά χρησιμοποιούνται για την κατασκευή σανίδων.

Getinax

Γετινάκ αλουμινόχαρτου μονής όψης.

Το foil getinax προορίζεται για την κατασκευή σανίδων που προορίζονται να λειτουργούν σε κανονική υγρασία αέρα με μονόπλευρη ή αμφίπλευρη τοποθέτηση εξαρτημάτων χωρίς επιμετάλλωση οπών. Η τεχνολογική διαφορά μεταξύ getinax και laminate από υαλοβάμβακα είναι η χρήση χαρτιού και όχι υαλοβάμβακα στην παραγωγή του. Το υλικό είναι φθηνό και εύκολο στη σφράγιση. Έχει καλά ηλεκτρικά χαρακτηριστικά υπό κανονικές συνθήκες. Το υλικό έχει μειονεκτήματα: κακή χημική αντοχή και κακή αντοχή στη θερμότητα, υγροσκοπικότητα.

Εγχώρια αλουμινόχαρτα getinaks μάρκες GF-1-35, GF-2-35, GF-1-50 και GF-2-50σχεδιασμένο να λειτουργεί σε σχετική υγρασία 45 - 76% και θερμοκρασία 15 - 35 C°, το υλικό βάσης είναι καφέ. XPC, FR-1, FR-2 – εισαγόμενα αλουμινόχαρτα getinaks. Αυτά τα υλικά έχουν βάση από χαρτί με φαινολικό πληρωτικό, τα υλικά σφραγίζονται εύκολα.

- FR-3– τροποποίηση του FR-2, αλλά η εποξειδική ρητίνη χρησιμοποιείται ως πληρωτικό αντί για φαινολική ρητίνη. Το υλικό προορίζεται για την παραγωγή σανίδων χωρίς επιμετάλλωση οπών.

- CEM-1– υλικό αποτελούμενο από εποξειδική ρητίνη (Composite Epoxy Material) σε χάρτινη βάση με μία στρώση fiberglass. Σχεδιασμένο για την παραγωγή πλακέτας κυκλωμάτων χωρίς επιμετάλλωση οπών, το υλικό μπορεί να σφραγιστεί καλά. Συνήθως έχει γαλακτώδες λευκό ή γαλακτοκίτρινο χρώμα.

Άλλα υλικά αλουμινίου χρησιμοποιούνται για πιο αυστηρές συνθήκες λειτουργίας, αλλά έχουν υψηλότερη τιμή. Η βάση τους είναι κατασκευασμένη με βάση χημικές ενώσεις που βελτιώνουν τις ιδιότητες των σανίδων: κεραμικά, αραμίδιο, πολυεστέρας, ρητίνη πολυιμιδίου, βισμαλεϊνιμίδη-τριαζίνη, κυανικός εστέρας, φθοριοπλαστικό.

Επιστρώσεις επιφανειών PCB

Ας δούμε τι είδους επιστρώσεις υπάρχουν για χάλκινα τακάκια. Τις περισσότερες φορές καλύπτονται ιστότοποι κράμα κασσίτερου-μόλυβδου ή POS. Η μέθοδος εφαρμογής και ισοπέδωσης της επιφάνειας συγκόλλησης ονομάζεται HAL ή HASL(από το αγγλικό Hot Air Solder Leveling - ισοπεδωτική συγκόλληση με θερμό αέρα). Αυτή η επίστρωση παρέχει την καλύτερη ικανότητα συγκόλλησης των μαξιλαριών. Ωστόσο, αντικαθίσταται από πιο σύγχρονες επιστρώσεις, συνήθως συμβατές με τις απαιτήσεις της διεθνούς οδηγίας RoHS. Αυτή η οδηγία απαιτεί την απαγόρευση της παρουσίας επιβλαβών ουσιών, συμπεριλαμβανομένου του μολύβδου, στα προϊόντα. Μέχρι στιγμής, το RoHS δεν ισχύει για την επικράτεια της χώρας μας, αλλά είναι χρήσιμο να θυμόμαστε την ύπαρξή του. Το HASL χρησιμοποιείται παντού εκτός εάν απαιτείται διαφορετικά. Η επιχρύσωση με εμβάπτιση (χημική) χρησιμοποιείται για την παροχή μιας πιο λείας επιφάνειας σανίδων (αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τα τακάκια BGA), αλλά έχει ελαφρώς χαμηλότερη ικανότητα συγκόλλησης. Η συγκόλληση φούρνου εκτελείται χρησιμοποιώντας περίπου την ίδια τεχνολογία με το HASL, αλλά η συγκόλληση με το χέρι απαιτεί τη χρήση ειδικών ροών. Η οργανική επίστρωση, ή OSP, προστατεύει την επιφάνεια του χαλκού από την οξείδωση. Το μειονέκτημά του είναι η μικρή διάρκεια ζωής της συγκολλητικότητας (λιγότερο από 6 μήνες). Ο κασσίτερος εμβάπτισης παρέχει λεία επιφάνεια και καλή ικανότητα συγκόλλησης, αν και έχει επίσης περιορισμένη διάρκεια ζωής συγκόλλησης. Το αμόλυβδο HAL έχει τις ίδιες ιδιότητες με το HAL που περιέχει μόλυβδο, αλλά η σύνθεση της συγκόλλησης είναι περίπου 99,8% κασσίτερος και 0,2% πρόσθετα. Οι επαφές των συνδετήρων της λεπίδας, οι οποίες υπόκεινται σε τριβή κατά τη λειτουργία της σανίδας, είναι επιμεταλλωμένες με ένα παχύτερο και πιο άκαμπτο στρώμα χρυσού. Και για τους δύο τύπους επιχρύσωσης, χρησιμοποιείται ένα υπόστρωμα νικελίου για την αποφυγή της διάχυσης του χρυσού.

Προστατευτικά και άλλα είδη επιστρώσεων πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος

Για να ολοκληρώσουμε την εικόνα, ας εξετάσουμε τον λειτουργικό σκοπό και τα υλικά των επικαλύψεων πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος.

Μάσκα συγκόλλησης - εφαρμόζεται στην επιφάνεια της πλακέτας για την προστασία των αγωγών από τυχαία βραχυκυκλώματα και βρωμιά, καθώς και για την προστασία του υαλοβάμβακα από θερμικό σοκ κατά τη συγκόλληση. Η μάσκα δεν φέρει κανένα άλλο λειτουργικό φορτίο και δεν μπορεί να χρησιμεύσει ως προστασία από την υγρασία, τη μούχλα, τη διάσπαση κ.λπ. (εκτός από τις περιπτώσεις που χρησιμοποιούνται ειδικοί τύποι μάσκας).

Σήμανση - εφαρμόζεται στον πίνακα με χρώμα πάνω από μια μάσκα για να απλοποιηθεί η αναγνώριση της ίδιας της σανίδας και των εξαρτημάτων που βρίσκονται σε αυτήν.

Αποσπώμενη μάσκα - εφαρμόζεται σε συγκεκριμένες περιοχές της σανίδας που πρέπει να προστατεύονται προσωρινά, για παράδειγμα, από συγκόλληση. Είναι εύκολο να αφαιρεθεί στο μέλλον, καθώς είναι μια ένωση που μοιάζει με καουτσούκ και απλά ξεφλουδίζει.

Επικάλυψη επαφής άνθρακα - εφαρμόζεται σε ορισμένες περιοχές της πλακέτας ως πεδία επαφής για πληκτρολόγια. Η επίστρωση έχει καλή αγωγιμότητα, δεν οξειδώνεται και είναι ανθεκτική στη φθορά.

Στοιχεία αντίστασης γραφίτη - μπορούν να εφαρμοστούν στην επιφάνεια της πλακέτας για να εκτελέσουν τη λειτουργία των αντιστάσεων. Δυστυχώς, η ακρίβεια των ονομασιών είναι χαμηλή - όχι μεγαλύτερη από ±20% (με ρύθμιση λέιζερ - έως 5%).

Ασημί βραχυκυκλωτήρες επαφής - μπορούν να εφαρμοστούν ως πρόσθετοι αγωγοί, δημιουργώντας ένα άλλο αγώγιμο στρώμα όταν δεν υπάρχει αρκετός χώρος για δρομολόγηση. Χρησιμοποιείται κυρίως για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων μονής στρώσης και διπλής όψης.

Οι φυσικές και μηχανικές ιδιότητες των υλικών πρέπει να πληρούν τις καθιερωμένες προδιαγραφές και να διασφαλίζουν την παραγωγή PCB υψηλής ποιότητας σύμφωνα με τις τυπικές τεχνικές προδιαγραφές. Για την κατασκευή σανίδων, χρησιμοποιούνται πολυστρωματικά πλαστικά - διηλεκτρικά μεμβράνης επικαλυμμένα με ηλεκτρολυτικό φύλλο χαλκού με πάχος 5, 20, 35, 50, 70 και 105 microns με καθαρότητα χαλκού τουλάχιστον 99,5%, τραχύτητα επιφάνειας τουλάχιστον 0,4 –0,5 microns, τα οποία παρέχονται σε μορφή φύλλων με διαστάσεις 500×700 mm και πάχος 0,06–3 mm. Τα πλαστικά πλαστικά πρέπει να έχουν υψηλή χημική και θερμική αντοχή, απορρόφηση υγρασίας όχι μεγαλύτερη από 0,2–0,8% και να αντέχουν σε θερμικό σοκ (260°C) για 5–20 δευτερόλεπτα. Επιφανειακή αντίσταση διηλεκτρικών στους 40°C και σχετική υγρασία 93% για 4 ημέρες. πρέπει να είναι τουλάχιστον 10 4 MOhm. Η ειδική αντίσταση όγκου του διηλεκτρικού δεν είναι μικρότερη από 5·10 11 Ohm·cm. Η αντοχή πρόσφυσης του φύλλου στη βάση (λωρίδα πλάτους 3 mm) είναι από 12 έως 15 MPa. Χρησιμοποιείται ως βάση σε πλαστικοποιημένα πλαστικά getinaks , το οποίο είναι συμπιεσμένα στρώματα ηλεκτρικού μονωτικού χαρτιού εμποτισμένου με φαινολική ρητίνη· τα ελάσματα από υαλοβάμβακα είναι συμπιεσμένα στρώματα υαλοβάμβακα εμποτισμένα με εποξυφαινολική ρητίνη και άλλα υλικά (Πίνακας 2.1).

Πίνακας 2.1. Βασικά υλικά για την κατασκευή πλακών κυκλωμάτων.

Η Getinax, έχοντας ικανοποιητικές ηλεκτρομονωτικές ιδιότητες σε κανονικές κλιματολογικές συνθήκες, καλή δυνατότητα επεξεργασίας και χαμηλό κόστος, έχει βρει εφαρμογή στην παραγωγή οικιακού ηλεκτρονικού εξοπλισμού. Για PCB που λειτουργούν σε δύσκολες κλιματολογικές συνθήκες με μεγάλο εύρος θερμοκρασιών λειτουργίας (–60...+180°C) ως μέρος του ηλεκτρονικού υπολογιστικού εξοπλισμού, του εξοπλισμού επικοινωνιών και του εξοπλισμού μέτρησης, χρησιμοποιούνται ακριβότεροι υαλόλιθοι. Διακρίνονται από ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών λειτουργίας, χαμηλές (0,2 - 0,8 %) απορρόφηση νερού, υψηλές τιμές ογκομετρικής και επιφανειακής αντίστασης, αντοχή στη στρέβλωση. Μειονεκτήματα - δυνατότητα αποκόλλησης του φύλλου λόγω θερμικών κραδασμών, τυλίγοντας τη ρητίνη κατά τη διάνοιξη οπών. Η αύξηση της αντίστασης στη φωτιά των διηλεκτρικών (GPF, GPFV, SPNF, STNF) που χρησιμοποιούνται στα τροφοδοτικά επιτυγχάνεται με την εισαγωγή επιβραδυντικών πυρκαγιάς στη σύνθεσή τους (για παράδειγμα, τετραβρωμοδιφαινυλοπροπάνιο).

Για την κατασκευή διηλεκτρικών φύλλων, χρησιμοποιείται κυρίως ηλεκτρολυτικό φύλλο χαλκού, η μία πλευρά του οποίου πρέπει να έχει λεία επιφάνεια (όχι χαμηλότερη από την όγδοη κατηγορία καθαριότητας) για να διασφαλίζεται η ακριβής αναπαραγωγή του τυπωμένου κυκλώματος και η άλλη πρέπει να είναι τραχιά με ύψος μικροτραχύτητας τουλάχιστον 3 microns για καλή πρόσφυση στο διηλεκτρικό. Για να γίνει αυτό, το φύλλο υποβάλλεται σε οξείδωση ηλεκτροχημικά σε διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου. Το έλασμα των διηλεκτρικών πραγματοποιείται με πίεση σε θερμοκρασία 160–180°C και πίεση 5–15 MPa.

Τα κεραμικά υλικά χαρακτηρίζονται από υψηλή μηχανική αντοχή, η οποία αλλάζει ελαφρά στο εύρος θερμοκρασίας 20–700°C, σταθερότητα ηλεκτρικών και γεωμετρικών παραμέτρων, χαμηλή (έως 0,2%) απορρόφηση νερού και απελευθέρωση αερίου όταν θερμαίνεται σε κενό, αλλά είναι εύθραυστα και έχουν υψηλό κόστος.

Ως μεταλλική βάση των σανίδων χρησιμοποιούνται χάλυβας και αλουμίνιο. Σε χαλύβδινες βάσεις, η μόνωση των περιοχών μεταφοράς ρεύματος πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας ειδικά σμάλτα, τα οποία περιλαμβάνουν οξείδια μαγνησίου, ασβεστίου, πυριτίου, βορίου, αλουμινίου ή μείγματα αυτών, συνδετικό (χλωριούχο πολυβινύλιο, οξικό πολυβινύλιο ή μεθακρυλικό μεθυλεστέρα) και πλαστικοποιητή. Η μεμβράνη εφαρμόζεται στη βάση με κύλιση μεταξύ κυλίνδρων ακολουθούμενη από καύση. Ένα μονωτικό στρώμα πάχους πολλών δεκάδων έως εκατοντάδων μικρομέτρων με αντίσταση μόνωσης 10 2 – 10 3 MOhm στην επιφάνεια αλουμινίου λαμβάνεται με ανοδική οξείδωση. Η θερμική αγωγιμότητα του ανοδιωμένου αλουμινίου είναι 200 ​​W/(m K) και του χάλυβα είναι 40 W/(m K). Μη πολικά (φθοροπλαστικά, πολυαιθυλένιο, πολυπροπυλένιο) και πολικά (πολυστυρένιο, πολυφαινυλενοξείδιο) πολυμερή χρησιμοποιούνται ως βάση για το PP μικροκυμάτων. Κεραμικά υλικά που έχουν σταθερά ηλεκτρικά χαρακτηριστικά και γεωμετρικές παραμέτρους χρησιμοποιούνται επίσης για την κατασκευή μικροπλανών και μικροσυναρμολογήσεων στην περιοχή μικροκυμάτων.

Το φιλμ πολυαμιδίου χρησιμοποιείται για την κατασκευή εύκαμπτων πλακών κυκλωμάτων με υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό, χημική αντοχή και αντοχή στη φωτιά. Έχει την υψηλότερη θερμοκρασιακή σταθερότητα μεταξύ των πολυμερών, αφού δεν χάνει ευκαμψία από τις θερμοκρασίες υγρού αζώτου έως τις θερμοκρασίες ευτηκτικής συγκόλλησης πυριτίου με χρυσό (400°C). Επιπλέον, χαρακτηρίζεται από χαμηλή έκλυση αερίου στο κενό, αντίσταση στην ακτινοβολία και χωρίς περίβλημα κατά τη διάτρηση. Μειονεκτήματα - αυξημένη απορρόφηση νερού και υψηλή τιμή.

Σχηματισμός σχεδίου διαγράμματος.

Η σχεδίαση ενός σχεδίου ή προστατευτικού ανάγλυφου της απαιτούμενης διαμόρφωσης είναι απαραίτητη κατά την εκτέλεση διαδικασιών επιμετάλλωσης και χάραξης. Το σχέδιο πρέπει να έχει σαφή όρια με ακριβή αναπαραγωγή λεπτών γραμμών, να είναι ανθεκτικό σε διαλύματα χάραξης, να μην μολύνει πλακέτες κυκλωμάτων και ηλεκτρολύτες και να αφαιρείται εύκολα μετά την εκτέλεση των λειτουργιών του. Η μεταφορά ενός σχεδίου τυπωμένου κυκλώματος σε ένα διηλεκτρικό φύλλο αλουμινίου πραγματοποιείται με τη χρήση πλέγματος, εκτύπωσης όφσετ και εκτύπωσης φωτογραφιών. Η επιλογή της μεθόδου εξαρτάται από το σχεδιασμό της πλακέτας, την απαιτούμενη ακρίβεια και πυκνότητα εγκατάστασης και τη σειριακή παραγωγή.

Γρηδογραφική μέθοδοςη σχεδίαση ενός διαγράμματος είναι η πιο οικονομική για μάζα και μεγάλης κλίμακας παραγωγήπλακέτες με ελάχιστο πλάτος αγωγών και απόσταση μεταξύ τους > 0,5 mm, ακρίβεια αναπαραγωγής εικόνας ±0,1 mm. Η ιδέα είναι να εφαρμόσουμε ειδική βαφή ανθεκτική στα οξέα στην σανίδα πιέζοντάς την με μια λαστιχένια σπάτουλα (μάκτρας) μέσα από ένα πλέγμα, στο οποίο το απαιτούμενο σχέδιο σχηματίζεται από ανοιχτά δικτυωτά κελιά (Εικ. 2.4).

Για να φτιάξετε ένα στένσιλ χρησιμοποιήστε μεταλλικό πλέγμααπό ανοξείδωτο χάλυβα με πάχος σύρματος 30–50 microns και συχνότητα ύφανσης 60–160 νημάτων ανά 1 cm, επιμεταλλωμένη νάιλον ίνα, που έχει καλύτερη ελαστικότητα, με πάχος νήματος 40 microns και συχνότητα ύφανσης έως 200 νήματα ανά 1 cm, καθώς και από ίνες πολυεστέρα και νάιλον

Ένα από τα μειονεκτήματα του πλέγματος είναι ότι τεντώνεται με επαναλαμβανόμενη χρήση. Τα πιο ανθεκτικά είναι τα πλέγματα από ανοξείδωτο χάλυβα (έως 20 χιλιάδες εκτυπώσεις), τα επιμεταλλωμένα πλαστικά (12 χιλιάδες), οι ίνες πολυεστέρα (έως 10 χιλιάδες), το νάιλον (5 χιλιάδες).

Ρύζι. 2.4. Η αρχή της μεταξοτυπίας.

1 – μάκτρο; 2 – στένσιλ; 3 – βαφή; 4 – βάση.

Η εικόνα στο πλέγμα λαμβάνεται με έκθεση υγρού ή ξηρού φωτοανθεκτικού (υμενίου), μετά την ανάπτυξη του οποίου σχηματίζονται ανοιχτά (χωρίς μοτίβα) κελιά πλέγματος. Το στένσιλ στο πλαίσιο πλέγματος τοποθετείται με διάκενο 0,5–2 mm από την επιφάνεια της σανίδας έτσι ώστε η επαφή του πλέγματος με την επιφάνεια της σανίδας να είναι μόνο στην περιοχή όπου το πλέγμα πιέζεται με μάκτρο. Το μάκτρο είναι μια ορθογώνια ακονισμένη λωρίδα από καουτσούκ τοποθετημένη σε σχέση με το υπόστρωμα υπό γωνία 60–70°.

Για να αποκτήσετε ένα σχέδιο PP, χρησιμοποιούνται θερμοσκληρυνόμενα χρώματα ST 3.5.

ST 3.12, τα οποία ξηραίνονται είτε σε θάλαμο θέρμανσης σε θερμοκρασία 60°C για 40 λεπτά, είτε στον αέρα για 6 ώρες, γεγονός που επιμηκύνει τη διαδικασία της διαλογής. Πιο προηγμένες τεχνολογικά είναι οι συνθέσεις φωτοπολυμερούς EP-918 και FKP-TZ με υπεριώδη σκλήρυνση για 10–15 δευτερόλεπτα, κάτι που είναι καθοριστικός παράγοντας για την αυτοματοποίηση της διαδικασίας. Όταν εφαρμόζεται μία φορά, η πράσινη επίστρωση έχει πάχος 15–25 microns, αναπαράγει ένα σχέδιο με πλάτος γραμμής και κενά έως και 0,25 mm, αντέχει τη βύθιση σε λιωμένο συγκολλητικό POS-61 σε θερμοκρασία 260°C για έως και 10 s, έκθεση σε μείγμα αλκοόλης-βενζίνης για έως και 5 λεπτά και θερμικός κύκλος στο εύρος θερμοκρασίας από – 60 έως +120 °C. Μετά την εφαρμογή του σχεδίου, η σανίδα στεγνώνει σε θερμοκρασία 60 ° C για 5-8 λεπτά, η ποιότητα ελέγχεται και, εάν είναι απαραίτητο, ρετουσαρίζεται. Η αφαίρεση της προστατευτικής μάσκας μετά από χάραξη ή επιμετάλλωση πραγματοποιείται με χημική μέθοδο σε διάλυμα καυστικής σόδας 5% για 10–20 δευτερόλεπτα.

Τραπέζι 2.2. Εξοπλισμός για μεταξοτυπία.

Για μεταξοτυπία, χρησιμοποιείται ημιαυτόματος και αυτόματος εξοπλισμός, που διαφέρει ως προς τη μορφή εκτύπωσης και την παραγωγικότητα (Πίνακας 2.2). Οι αυτόματες γραμμές μεταξοτυπίας από την Chemcut (ΗΠΑ), τη Resco (Ιταλία) διαθέτουν αυτόματα συστήματα τροφοδοσίας και τοποθέτησης σανίδων, κίνησης μάκτρου και αντίστασης στην παροχή. Για να στεγνώσει η αντίσταση, χρησιμοποιείται φούρνος τύπου τούνελ IR.

Εκτύπωση όφσετχρησιμοποιείται για μεγάλης κλίμακας παραγωγή PCB με μικρή γκάμα κυκλωμάτων. Η ανάλυση είναι 0,5–1 mm, η ακρίβεια της εικόνας που προκύπτει είναι ±0,2 mm. Η ουσία της μεθόδου είναι ότι το χρώμα τυλίγεται στο κλισέ που φέρει την εικόνα του κυκλώματος (τυπωμένοι αγωγοί, μαξιλαράκια επαφής). Στη συνέχεια αφαιρείται με ρολό όφσετ με επίστρωση καουτσούκ, μεταφέρεται σε μονωτική βάση και στεγνώνει. Το κλισέ και η βάση του πίνακα βρίσκονται το ένα πίσω από το άλλο στη βάση της μηχανής εκτύπωσης όφσετ (Εικ. 2.5)

Εικ.2.5. Σχέδιο εκτύπωσης όφσετ.

1 – κύλινδρος μετατόπισης. 2 – κλισέ; 3 – σανίδα?

4 – ρολό για την εφαρμογή βαφής. 5 – κύλινδρος πίεσης.

Η ακρίβεια της εκτύπωσης και η ευκρίνεια των περιγραμμάτων καθορίζονται από τον παραλληλισμό του κυλίνδρου και της βάσης, τον τύπο και τη συνοχή του χρώματος. Με ένα κλισέ μπορείτε να κάνετε απεριόριστο αριθμό εκτυπώσεων. Η παραγωγικότητα της μεθόδου περιορίζεται από τη διάρκεια του κύκλου ταλάντωσης (εφαρμογή βαφής - μεταφορά) και δεν ξεπερνά τις 200–300 αποτυπώσεις ανά ώρα. Μειονεκτήματα της μεθόδου: η διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής κλισέ, η δυσκολία αλλαγής του σχεδίου του κυκλώματος, η δυσκολία απόκτησης μη πορωδών στρωμάτων, το υψηλό κόστος του εξοπλισμού.

Φωτογραφική μέθοδοςΗ σχεδίαση ενός σχεδίου σάς επιτρέπει να αποκτήσετε ένα ελάχιστο πλάτος αγωγών και αποστάσεις μεταξύ τους 0,1–0,15 mm με ακρίβεια αναπαραγωγής έως 0,01 mm. Από οικονομική άποψη, αυτή η μέθοδος είναι λιγότερο οικονομική, αλλά επιτρέπει τη μέγιστη ανάλυση σχεδίων και επομένως χρησιμοποιείται σε μικρής κλίμακας και μαζική παραγωγή για την κατασκευή σανίδων υψηλής πυκνότητας και ακριβείας. Η μέθοδος βασίζεται στη χρήση φωτοευαίσθητων συνθέσεων που ονομάζονται φωτοανθεκτικά , που πρέπει να έχει: υψηλή ευαισθησία; υψηλής ανάλυσης; ένα ομοιογενές, μη πορώδες στρώμα σε ολόκληρη την επιφάνεια με υψηλή πρόσφυση στο υλικό της σανίδας. αντοχή σε χημικές επιδράσεις. ευκολία προετοιμασίας, αξιοπιστία και ασφάλεια χρήσης.

Τα φωτοανθεκτικά διακρίνονται σε αρνητικά και θετικά. Αρνητικά φωτοανθεκτικάυπό την επίδραση της ακτινοβολίας σχηματίζουν προστατευτικές περιοχές ανακούφισης ως αποτέλεσμα φωτοπολυμερισμού και σκλήρυνσης. Οι φωτισμένες περιοχές σταματούν να διαλύονται και παραμένουν στην επιφάνεια του υποστρώματος. Θετικά φωτοανθεκτικάμετάδοση της εικόνας της φωτομάσκας χωρίς αλλαγές. Κατά τη διάρκεια της ελαφριάς επεξεργασίας, οι εκτεθειμένες περιοχές καταστρέφονται και ξεπλένονται.

Για να αποκτήσετε ένα μοτίβο ενός κυκλώματος όταν χρησιμοποιείτε ένα αρνητικό φωτοανθεκτικό, η έκθεση γίνεται μέσω ενός αρνητικού και ένα θετικό φωτοανθεκτικό εκτίθεται μέσω ενός θετικού. Τα θετικά φωτοανθεκτικά έχουν υψηλότερη ανάλυση, η οποία εξηγείται από τις διαφορές στην απορρόφηση της ακτινοβολίας από το φωτοευαίσθητο στρώμα. Η ανάλυση του στρώματος επηρεάζεται από την κάμψη περίθλασης του φωτός στην άκρη του αδιαφανούς στοιχείου του προτύπου και την ανάκλαση του φωτός από το υπόστρωμα (Εικ. 2.6, ΕΝΑ).

Εικ.2.6. Έκθεση του φωτοευαίσθητου στρώματος:

α – έκθεση· β – αρνητικό φωτοανθεκτικό. γ – θετικό φωτοανθεκτικό.

1 – περίθλαση; 2 – διασπορά; 3 – προβληματισμός. 4 – πρότυπο; 5 – αντισταθείτε. 6 – υπόστρωμα.

Στο αρνητικό φωτοανθεκτικό, η περίθλαση δεν παίζει αξιοσημείωτο ρόλο, καθώς το πρότυπο πιέζεται σφιχτά στην αντίσταση, αλλά ως αποτέλεσμα της ανάκλασης, εμφανίζεται ένα φωτοστέφανο γύρω από τις προστατευτικές περιοχές, το οποίο μειώνει την ανάλυση (Εικ. 2.6, σι).Στο στρώμα θετικής αντίστασης, υπό την επίδραση της περίθλασης, μόνο η ανώτερη περιοχή της αντίστασης κάτω από τις αδιαφανείς περιοχές της φωτομάσκας θα καταστραφεί και θα ξεπλυθεί κατά την ανάπτυξη, κάτι που θα έχει μικρή επίδραση στην προστατευτικές ιδιότητεςστρώμα. Το φως που ανακλάται από το υπόστρωμα μπορεί να προκαλέσει κάποια καταστροφή της περιοχής που γειτνιάζει με αυτό, αλλά ο προγραμματιστής δεν ξεπλένει αυτήν την περιοχή, καθώς υπό την επίδραση συγκολλητικών δυνάμεων το στρώμα θα μετακινηθεί προς τα κάτω, σχηματίζοντας και πάλι μια καθαρή άκρη της εικόνας χωρίς φωτοστέφανο (Εικ. 2.6, V).

Επί του παρόντος, υγρά και ξηρά φωτοανθεκτικά (υμένιο) χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία. Υγρά φωτοανθεκτικά– κολλοειδή διαλύματα συνθετικών πολυμερών, ιδίως πολυβινυλικής αλκοόλης (PVA). Η παρουσία της υδροξυλομάδας ΟΗ σε κάθε κρίκο της αλυσίδας καθορίζει την υψηλή υγροσκοπικότητα και την πολικότητα της πολυβινυλικής αλκοόλης. Όταν το διχρωμικό αμμώνιο προστίθεται σε ένα υδατικό διάλυμα PVA, το τελευταίο «ευαισθητοποιείται». Ένα φωτοανθεκτικό με βάση το PVA εφαρμόζεται στην προπαρασκευασμένη επιφάνεια της σανίδας με εμβάπτιση του τεμαχίου εργασίας, έκχυση και στη συνέχεια φυγοκέντρηση. Στη συνέχεια τα φωτοανθεκτικά στρώματα ξηραίνονται σε θάλαμο θέρμανσης με κυκλοφορία αέρα σε θερμοκρασία 40°C για 30–40 λεπτά. Μετά την έκθεση, το φωτοανθεκτικό αναπτύσσεται σε ζεστό νερό. Για να αυξηθεί η χημική αντίσταση του φωτοανθεκτικού που βασίζεται σε PVA, χρησιμοποιείται χημικό μαύρισμα του σχεδίου PP σε διάλυμα χρωμικού ανυδρίτη και στη συνέχεια θερμικό μαύρισμα σε θερμοκρασία 120°C για 45–50 λεπτά. Το μαύρισμα (αφαίρεση) του φωτοανθεκτικού πραγματοποιείται για 3–6 δευτερόλεπτα σε διάλυμα επόμενο line-up:

– 200–250 g/l οξαλικού οξέος,

– 50–80 g/l χλωριούχου νατρίου,

– έως 1000 ml νερού σε θερμοκρασία 20 °C.

Τα πλεονεκτήματα του φωτοανθεκτικού που βασίζεται σε PVA είναι η χαμηλή τοξικότητα και ο κίνδυνος πυρκαγιάς, η ανάπτυξη με χρήση νερού. Τα μειονεκτήματά του περιλαμβάνουν το αποτέλεσμα του σκοτεινού μαυρίσματος (επομένως, η διάρκεια ζωής των τεμαχίων με εφαρμοσμένο φωτοανθεκτικό δεν πρέπει να υπερβαίνει τις 3-6 ώρες), η χαμηλή αντίσταση σε οξύ και αλκάλια, η δυσκολία αυτοματοποίησης της διαδικασίας λήψης σχεδίου, η πολυπλοκότητα της προετοιμασίας φωτοανθεκτικού και χαμηλή ευαισθησία.

Βελτιωμένες ιδιότητες των υγρών φωτοανθεκτικών (εξάλειψη του μαυρίσματος, αυξημένη αντίσταση στα οξέα) επιτυγχάνονται σε φωτοανθεκτικά με βάση το cinnamate. Το φωτοευαίσθητο συστατικό αυτού του τύπου φωτοανθεκτικού είναι το πολυβινυλοκινναμικό άλας (PVC), προϊόν της αντίδρασης πολυβινυλικής αλκοόλης και χλωριούχου κινναμωμικού οξέος. Η ανάλυσή του είναι περίπου 500 γραμμές/mm, η ανάπτυξη πραγματοποιείται σε οργανικούς διαλύτες - τριχλωροαιθάνιο, τολουόλιο, χλωροβενζόλιο. Για να ενταθεί η διαδικασία ανάπτυξης και αφαίρεσης φωτοανθεκτικού PVC, χρησιμοποιούνται κραδασμοί υπερήχων. Η διάχυση σε ένα υπερηχητικό πεδίο επιταχύνεται πολύ λόγω των ακουστικών μικροροών και οι προκύπτουσες φυσαλίδες σπηλαίωσης, όταν καταρρέουν, αποκόπτουν τμήματα του φωτοανθεκτικού από την πλακέτα. Ο χρόνος ανάπτυξης μειώνεται στα 10 δευτερόλεπτα, δηλαδή 5-8 φορές σε σύγκριση με τη συμβατική τεχνολογία. Τα μειονεκτήματα του φωτοανθεκτικού PVC περιλαμβάνουν το υψηλό κόστος του, τη χρήση τοξικών οργανικούς διαλύτες. Ως εκ τούτου, τα ανθεκτικά PVC δεν έχουν βρει ευρεία εφαρμογή στην κατασκευή PCB, αλλά χρησιμοποιούνται κυρίως στην κατασκευή IC.

Τα φωτοανθεκτικά που βασίζονται σε διαζω ενώσεις χρησιμοποιούνται κυρίως ως θετικά. Η φωτοευαισθησία των διαζω ενώσεων οφείλεται στην παρουσία σε αυτές ομάδων που αποτελούνται από δύο άτομα αζώτου N2 (Εικ. 2.7).

Εικ.2.7. Μοριακοί δεσμοί στη δομή των διαζω ενώσεων.

Η ξήρανση του φωτοανθεκτικού στρώματος πραγματοποιείται σε δύο στάδια:

– σε θερμοκρασία 20°C για 15–20 λεπτά για να εξατμιστούν τα πτητικά συστατικά.

– σε θερμοστάτη με κυκλοφορία αέρα σε θερμοκρασία 80 ° C για 30–40 λεπτά.

Προγραμματιστές είναι διαλύματα φωσφορικού τρινάτριου, σόδας και αδύναμων αλκαλίων. Τα φωτοανθεκτικά FP-383, FN-11 που βασίζονται σε διαζωενώσεις έχουν ανάλυση 350–400 γραμμές/mm, υψηλή χημική αντοχή, αλλά το κόστος τους είναι υψηλό.

Φωτοανθεκτικά ξηρού φιλμΟι μάρκες Riston αναπτύχθηκαν για πρώτη φορά το 1968 από την Du Pont (ΗΠΑ) και έχουν πάχος 18 microns (κόκκινο), 45 microns (μπλε) και 72 microns (ρουμπίνι). Το φωτοανθεκτικό ξηρό φιλμ SPF-2 παράγεται από το 1975 σε πάχη 20, 40 και 60 microns και είναι ένα πολυμερές με βάση το μεθακρυλικό πολυμεθυλεστέρα 2 (Εικ. 2.8), που βρίσκεται ανάμεσα στο πολυαιθυλένιο 3 και lavsan / φιλμ με πάχος 25 micron το καθένα.

Εικ.2.8. Δομή ξηρού φωτοανθεκτικού.

Εκδόθηκε στην ΚΑΚ ακόλουθους τύπουςφωτοανθεκτικά ξηρού φιλμ:

– εκδηλώνεται σε οργανικές ουσίες – SPF-2, SPF-AS-1, SRF-P;

– νερό-αλκαλικό – SPF-VShch2, TFPC;

– αυξημένη αξιοπιστία – SPF-PNShch.

– προστατευτικό – SPF-Z-VShch.

Πριν την κύλιση στην επιφάνεια της βάσης PCB, αφαιρείται η προστατευτική μεμβράνη από πολυαιθυλένιο και εφαρμόζεται ξηρό φωτοανθεκτικό στην πλακέτα με τη μέθοδο του κυλίνδρου (επένδυση, πλαστικοποίηση) όταν θερμαίνεται στους 100°C με ταχύτητα έως και 1 m/min. χρησιμοποιώντας μια ειδική συσκευή που ονομάζεται πλαστικοποιητής. Η ξηρή αντίσταση πολυμερίζεται όταν εκτίθεται σε υπεριωδης ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ, το μέγιστο της φασματικής ευαισθησίας του είναι στην περιοχή των 350 nm, επομένως οι λαμπτήρες υδραργύρου χρησιμοποιούνται για την έκθεση. Η ανάπτυξη πραγματοποιείται σε μηχανές τύπου πίδακα σε διαλύματα μεθυλοχλωριδίου και διμεθυλοφορμαμιδίου.

Το SPF-2 είναι ένα φωτοανθεκτικό ξηρού φιλμ, παρόμοιο σε ιδιότητες με το φωτοανθεκτικό Riston, μπορεί να υποστεί επεξεργασία τόσο σε όξινο όσο και σε αλκαλικό περιβάλλον και χρησιμοποιείται σε όλες τις μεθόδους παραγωγής DPP. Όταν το χρησιμοποιείτε, είναι απαραίτητο να σφραγίσετε τον εξοπλισμό ανάπτυξης. Το SPF-VShch έχει υψηλότερη ανάλυση (100–150 γραμμές/mm), είναι ανθεκτικό σε όξινο περιβάλλον και μπορεί να υποστεί επεξεργασία σε αλκαλικά διαλύματα. Η σύνθεση του φωτοανθεκτικού TFPC (στη σύνθεση πολυμερισμού) περιλαμβάνει μεθακρυλικό οξύ, το οποίο βελτιώνει τα χαρακτηριστικά απόδοσης. Δεν απαιτεί θερμική επεξεργασία του προστατευτικού ανάγλυφου πριν από την ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση. Το SPF-AS-1 σάς επιτρέπει να αποκτήσετε ένα μοτίβο PP χρησιμοποιώντας τόσο αφαιρετικές όσο και προσθετικές τεχνολογίες, καθώς είναι ανθεκτικό τόσο σε όξινο όσο και σε αλκαλικό περιβάλλον. Για να βελτιωθεί η πρόσφυση του φωτοευαίσθητου στρώματος στο υπόστρωμα χαλκού, εισήχθη βενζοτριαζόλη στη σύνθεση.

Η χρήση ξηρού φωτοανθεκτικού υλικού απλοποιεί σημαντικά τη διαδικασία κατασκευής PCB και αυξάνει την απόδοση των κατάλληλων προϊόντων από 60 σε 90%. Εν:

– αποκλείονται οι εργασίες ξήρανσης, μαυρίσματος και ρετούς, καθώς και η μόλυνση και η αστάθεια των στρωμάτων·

– Παρέχεται προστασία των επιμεταλλωμένων οπών από διαρροή φωτοανθεκτικού.

– επιτυγχάνεται υψηλή αυτοματοποίηση και μηχανοποίηση της διαδικασίας κατασκευής PCB και έλεγχος εικόνας.

Η εγκατάσταση για την εφαρμογή ξηρού φιλμ φωτοανθεκτικού - πλαστικοποιητή (Εικ. 2.9) αποτελείται από κυλίνδρους 2, υποβολή τελών 6 και πιέζοντας το φωτοανθεκτικό στην επιφάνεια των τεμαχίων εργασίας, κυλίνδρων 3 Και 4 για την αφαίρεση της προστατευτικής μεμβράνης πολυαιθυλενίου, καρούλι με φωτοαντίσταση 5, θερμαντήρας 1 με θερμοστάτη.

Εικ.2.9. Διάγραμμα πλαστικοποιητή.

Η ταχύτητα κίνησης του κενού πίνακα φτάνει τα 0,1 m/s, η θερμοκρασία του θερμαντήρα είναι (105 ±5) °C. Ο σχεδιασμός της εγκατάστασης ARSM 3.289.006 NPO Raton (Λευκορωσία) παρέχει σταθερή δύναμη πίεσης ανεξάρτητα από το κενό που είναι εγκατεστημένο μεταξύ των κυλίνδρων θέρμανσης. Το μέγιστο πλάτος του τεμαχίου εργασίας PP είναι 560 mm. Ένα χαρακτηριστικό της κύλισης είναι ο κίνδυνος να μπει σκόνη κάτω από το στρώμα φωτοανθεκτικού, επομένως η εγκατάσταση πρέπει να λειτουργεί σε ερμητική ζώνη. Το έλαστρο φωτοανθεκτικό φιλμ διατηρείται για τουλάχιστον 30 λεπτά πριν από την έκθεση σε διαδικασίες πλήρους συρρίκνωσης, οι οποίες μπορεί να προκαλέσουν παραμόρφωση του σχεδίου και να μειώσουν την πρόσφυση.

Η ανάπτυξη του σχεδίου πραγματοποιείται ως αποτέλεσμα της χημικής και μηχανικής δράσης του μεθυλοχλωροφορμίου. Πίσω βέλτιστο χρόνοεκδηλώσεων, ο χρόνος που απαιτείται είναι 1,5 φορές μεγαλύτερος από τον απαραίτητο για την πλήρη αφαίρεση του μη μαυρισμένου SPF. Η ποιότητα της λειτουργίας ανάπτυξης εξαρτάται από πέντε παράγοντες: χρόνο ανάπτυξης, θερμοκρασία ανάπτυξης, πίεση ανάπτυξης στο θάλαμο, μόλυνση του αναπτυσσόμενου τζελ και βαθμό τελικού ξεπλύματος. Καθώς το διαλυμένο φωτοανθεκτικό συσσωρεύεται στον προγραμματιστή, η ταχύτητα ανάπτυξης επιβραδύνεται. Μετά την ανάπτυξη, η σανίδα πρέπει να πλυθεί με νερό μέχρι να αφαιρεθούν εντελώς όλα τα υπολείμματα διαλύτη. Η διάρκεια της λειτουργίας ανάπτυξης SPF-2 σε θερμοκρασία ανάπτυξης 14–18°C, πίεση διαλύματος στους θαλάμους 0,15 MPa και ταχύτητα μεταφορέα 2,2 m/min είναι 40–42 s.

Η αφαίρεση και η ανάπτυξη φωτοανθεκτικού πραγματοποιείται σε μηχανές inkjet (GGMZ.254.001, ARSMZ.249.000) σε μεθυλενοχλωρίδιο. Αυτός είναι ένας ισχυρός διαλύτης, επομένως η λειτουργία αφαίρεσης φωτοανθεκτικού πρέπει να εκτελεστεί γρήγορα (εντός 20–30 δευτερολέπτων). Οι εγκαταστάσεις παρέχουν κλειστό βρόχοχρησιμοποιώντας διαλύτες, μετά το πότισμα των σανίδων, οι διαλύτες εισέρχονται στον αποστακτήρα και στη συνέχεια οι καθαροί διαλύτες μεταβαίνουν σε επαναχρησιμοποίηση.

Η έκθεση ενός φωτοανθεκτικού προορίζεται για την έναρξη φωτοχημικών αντιδράσεων σε αυτό και πραγματοποιείται σε εγκαταστάσεις που έχουν πηγές φωτός (σάρωση ή σταθερές) και λειτουργούν στην υπεριώδη περιοχή. Για να εξασφαλιστεί η στενή εφαρμογή των φωτομάσκας στα κενά σανίδας, χρησιμοποιούνται πλαίσια όπου δημιουργείται κενό. Η εγκατάσταση έκθεσης SKTSI.442152.0001 NPO "Raton" με πεδίο εργασίας πλαισίων φόρτωσης 600×600 mm παρέχει παραγωγικότητα 15 σανίδων/ώρα. Χρόνος έκθεσης στη λάμπα υδραργύρου DRSh-1000 1–5 λεπτά. Μετά την έκθεση, για να ολοκληρωθεί η σκοτεινή φωτοχημική αντίδραση, απαιτείται έκθεση σε θερμοκρασία δωματίου για 30 λεπτά πριν αφαιρέσετε το προστατευτικό φιλμ Mylar.

Τα μειονεκτήματα του ξηρού φωτοανθεκτικού είναι η ανάγκη εφαρμογής μηχανικής δύναμης κατά την έλαση, η οποία είναι απαράδεκτη για υαλοκεραμικά υποστρώματα, και το πρόβλημα της ανακύκλωσης στερεών και υγρών απορριμμάτων. Για κάθε 1000 m 2 υλικού παράγονται έως και 40 kg στερεών και 21 kg υγρών αποβλήτων, η διάθεση των οποίων αποτελεί περιβαλλοντικό πρόβλημα.

Για να αποκτήσετε ένα αγώγιμο σχέδιο σε μια μονωτική βάση, τόσο με πλέγμα όσο και με φωτοχημικές μεθόδους, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε φωτομάσκες, οι οποίες είναι μια γραφική εικόνα του σχεδίου σε κλίμακα 1:1 σε φωτογραφικές πλάκες ή φιλμ. Οι φωτομάσκες κατασκευάζονται σε θετική εικόνα όταν δημιουργούνται αγώγιμες περιοχές στις ταινίες και σε αρνητική εικόνα όταν αγώγιμες περιοχές λαμβάνονται με χάραξη χαλκού από περιοχές κενού.

Γεωμετρική ακρίβειακαι η ποιότητα του σχεδίου PP διασφαλίζεται κυρίως από την ακρίβεια και την ποιότητα της φωτομάσκας, η οποία πρέπει να έχει:

– μια αντίθετη ασπρόμαυρη εικόνα στοιχείων με καθαρά και ομοιόμορφα όρια με οπτική πυκνότητα μαύρων πεδίων τουλάχιστον 2,5 μονάδες, διαφανείς περιοχές όχι περισσότερες από 0,2 μονάδες, μετρημένες σε πυκνόμετρο τύπου DFE-10.

– ελάχιστα ελαττώματα εικόνας (σκούρες κουκκίδες σε λευκά κενά, διαφανείς κουκκίδες σε μαύρα πεδία), τα οποία δεν υπερβαίνουν τα 10–30 μm.

– ακρίβεια των σχεδιαστικών στοιχείων ±0,025 mm.

Σε μεγαλύτερο βαθμό, οι αναφερόμενες απαιτήσεις πληρούνται από φωτογραφικές πλάκες και φιλμ υψηλής αντίθεσης "Mikrat-N" (ΕΣΣΔ), φωτογραφικές πλάκες όπως FT-41P (ΕΣΣΔ), RT-100 (Ιαπωνία) και Agfalit (Γερμανία).

Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται δύο βασικές μέθοδοι λήψης φωτομάσκας: η φωτογράφισή τους από φωτογραφικά πρωτότυπα και η σχεδίασή τους με δέσμη φωτός σε φωτογραφικό φιλμ χρησιμοποιώντας συντεταγμένες ελεγχόμενες από πρόγραμμα ή ακτίνα λέιζερ. Όταν φτιάχνετε πρωτότυπα φωτογραφιών, το σχέδιο PP γίνεται σε μεγέθυνση (10:1, 4:1, 2:1) σε υλικό χαμηλής συρρίκνωσης, σχεδιάζοντας, δημιουργώντας απλικέ ή κόβοντας σε σμάλτο. Η μέθοδος εφαρμογής περιλαμβάνει την κόλληση προπαρασκευασμένων τυποποιημένων στοιχείων σε μια διαφανή βάση (lavsan, γυαλί κ.λπ.). Η πρώτη μέθοδος χαρακτηρίζεται από χαμηλή ακρίβεια και υψηλή ένταση εργασίας, επομένως χρησιμοποιείται κυρίως για πρωτότυπες σανίδες.

Η κοπή σμάλτου χρησιμοποιείται για PP με υψηλή πυκνότητα εγκατάστασης. Για να γίνει αυτό, το γυαλισμένο φύλλο γυαλιού καλύπτεται με ένα αδιαφανές στρώμα σμάλτου και η κοπή του σχεδίου του κυκλώματος πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας έναν χειροκίνητα ελεγχόμενο συντεταγμένο. Η ακρίβεια του σχεδίου είναι 0,03–0,05 mm.

Το παραγόμενο φωτογραφικό πρωτότυπο φωτογραφίζεται με την απαραίτητη μείωση σε φωτογραφική πλάκα υψηλής αντίθεσης χρησιμοποιώντας φωτογραφικές μηχανές εκτύπωσης φωτοαναπαραγωγής όπως PP-12, EM-513, Klimsch (Γερμανία) και λαμβάνονται φωτομάσκες, οι οποίες μπορούν να είναι ελεγχόμενες και λειτουργικές. Για την αναπαραγωγή και την παραγωγή φωτογραφικών μασκών εργασίας, μεμονωμένων και ομαδικών φωτογραφιών, χρησιμοποιείται η μέθοδος εκτύπωσης επαφής από ένα αρνητικό αντίγραφο της φωτογραφικής μάσκας ελέγχου. Η λειτουργία πραγματοποιείται σε πολλαπλασιαστή μοντέλο ARSM 3.843.000 με ακρίβεια ±0,02 mm.

Τα μειονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι η υψηλή ένταση εργασίας για την απόκτηση ενός φωτογραφικού πρωτοτύπου, η οποία απαιτεί εργασία υψηλής εξειδίκευσης, και η δυσκολία ομοιόμορφο φωτισμόφωτογραφικά πρωτότυπα μιας μεγάλης περιοχής, γεγονός που μειώνει την ποιότητα των φωτογραφικών μασκών.

Η αυξανόμενη πολυπλοκότητα και πυκνότητα των μοτίβων PP και η ανάγκη για αύξηση της παραγωγικότητας της εργασίας οδήγησαν στην ανάπτυξη μιας μεθόδου για την παραγωγή φωτομάσκας χρησιμοποιώντας μια δέσμη σάρωσης απευθείας σε φωτογραφικό φιλμ. Έχουν αναπτυχθεί μηχανές συντεταγμένων με έλεγχο προγράμματος για την παραγωγή μιας φωτομάσκας χρησιμοποιώντας μια δέσμη φωτός. Με τη μετάβαση στη σχεδίαση πινάκων στη μηχανή, εξαφανίζεται η ανάγκη σχεδίασης ενός σχεδίου, καθώς η διάτρητη χαρτοταινία με τις συντεταγμένες των αγωγών που λαμβάνονται από τον υπολογιστή εισάγεται στη συσκευή ανάγνωσης του συντεταγμένου, στην οποία δημιουργείται αυτόματα η φωτομάσκα.

Ο συντεταγμένος (Εικ. 2.10) αποτελείται από έναν πίνακα κενού 8, στο οποίο είναι τοποθετημένα το φιλμ, οι κεφαλές φωτογραφίας και η μονάδα ελέγχου /. Το τραπέζι κινείται με μεγάλη ακρίβεια σε δύο αμοιβαία κάθετες κατευθύνσεις χρησιμοποιώντας βίδες ακριβείας 9 και 3,τα οποία κινούνται από βηματικούς κινητήρες 2 Και 10. Η κεφαλή φωτογραφίας ενεργοποιεί το φωτιστικό 4, σύστημα εστίασης 5, κυκλικό διάφραγμα 6 και φωτογραφικό κλείστρο 7. Το διάφραγμα έχει ένα σύνολο οπών (25–70), που σχηματίζουν ένα συγκεκριμένο στοιχείο του σχεδίου PP και είναι στερεωμένο στον άξονα του βηματικού κινητήρα. Σύμφωνα με το πρόγραμμα λειτουργίας, τα σήματα από τη μονάδα ελέγχου παρέχονται στους βηματικούς κινητήρες της επιτραπέζιας κίνησης, στο διάφραγμα και στο φωτιστικό. Τα σύγχρονα συντεταγμένα (Πίνακας 5.4) είναι εξοπλισμένα με συστήματα για την αυτόματη διατήρηση μιας σταθερής λειτουργίας φωτός, που εξάγουν πληροφορίες σχετικά με τις φωτομάσκες από τον υπολογιστή σε φιλμ σε κλίμακα 1:2. 1:1; 2:1; 4:1.

Ρύζι. 5.10. Διάγραμμα συντεταγμένων.

Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος(αγγλ. πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, PCB, ή τυπωμένη πλακέτα καλωδίωσης, PWB) είναι μια διηλεκτρική πλάκα στην επιφάνεια ή/και τον όγκο της οποίας σχηματίζονται ηλεκτρικά αγώγιμα κυκλώματα ενός ηλεκτρονικού κυκλώματος. Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος έχει σχεδιαστεί για να συνδέει ηλεκτρικά και μηχανικά διάφορα ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος συνδέονται μέσω των ακροδεκτών τους με στοιχεία αγώγιμου σχεδίου, συνήθως με συγκόλληση.
Σε αντίθεση με την επιφανειακή τοποθέτηση, σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος το ηλεκτρικά αγώγιμο σχέδιο είναι κατασκευασμένο από φύλλο, τοποθετημένο εξ ολοκλήρου σε μια συμπαγή μονωτική βάση. Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος περιέχει οπές στερέωσης και επιθέματα για την τοποθέτηση εξαρτημάτων με μόλυβδο ή επίπεδα. Επιπλέον, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων διαθέτουν οπές για την ηλεκτρική σύνδεση τμημάτων φύλλου που βρίσκονται σε διαφορετικά στρώματα της πλακέτας. Στο εξωτερικό του πίνακα, συνήθως εφαρμόζεται μια προστατευτική επίστρωση («μάσκα συγκόλλησης») και σημάνσεις (υποστηρικτικό σχέδιο και κείμενο σύμφωνα με την τεκμηρίωση σχεδιασμού).

Ανάλογα με τον αριθμό των στρώσεων με ηλεκτρικά αγώγιμο σχέδιο, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων χωρίζονται σε:

• μονής όψης (OSP): υπάρχει μόνο ένα στρώμα φύλλου κολλημένο στη μία πλευρά του διηλεκτρικού φύλλου.
• διπλής όψης (DPP): δύο στρώσεις φύλλου.
• πολυστρωματικό (MLP): φύλλο όχι μόνο στις δύο πλευρές της σανίδας, αλλά και στις εσωτερικές στρώσεις του διηλεκτρικού. Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων κατασκευάζονται με συγκόλληση πολλών πλακών μονής ή διπλής όψης

Καθώς η πολυπλοκότητα των σχεδιασμένων συσκευών και η πυκνότητα τοποθέτησης αυξάνεται, ο αριθμός των στρώσεων στις σανίδες αυξάνεται]. Σύμφωνα με τις ιδιότητες του υλικού βάσης:

• Σκληρά
• Θερμικά αγώγιμο
• Εύκαμπτος

Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων μπορεί να έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά, λόγω του σκοπού και των απαιτήσεων τους για ειδικές συνθήκες λειτουργίας (για παράδειγμα, εκτεταμένο εύρος θερμοκρασίας) ή χαρακτηριστικά εφαρμογής (για παράδειγμα, πλακέτες για συσκευές που λειτουργούν σε υψηλές συχνότητες).
ΥλικάΗ βάση της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος είναι ένα διηλεκτρικό· τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα υλικά είναι το fiberglass και το getinax. Επίσης, η βάση των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων μπορεί να είναι μια μεταλλική βάση επικαλυμμένη με διηλεκτρικό (για παράδειγμα, ανοδιωμένο αλουμίνιο)· φύλλο χαλκού των τροχιών εφαρμόζεται πάνω από το διηλεκτρικό. Τέτοιες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρονικά ισχύος για αποτελεσματική αφαίρεση θερμότητας από ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Σε αυτή την περίπτωση, η μεταλλική βάση της σανίδας είναι στερεωμένη στο ψυγείο. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων που λειτουργούν στην περιοχή μικροκυμάτων και σε θερμοκρασίες έως 260 °C είναι φθοροπλαστικά ενισχυμένα με γυάλινο ύφασμα (για παράδειγμα, FAF-4D) και κεραμικά.
Οι εύκαμπτες πλακέτες κυκλωμάτων κατασκευάζονται από πολυϊμιδικά υλικά όπως το Kapton.

Getinaxχρησιμοποιείται υπό μέτριες συνθήκες λειτουργίας.

• Πλεονεκτήματα: φθηνό, λιγότερη διάτρηση, θερμή ενσωμάτωση.
• Μειονεκτήματα: μπορεί να αποκολληθεί κατά τη μηχανική επεξεργασία, μπορεί να απορροφήσει την υγρασία, μειώνει τις διηλεκτρικές του ιδιότητες και στρεβλώνει.

Είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείτε getinax με επένδυση από γαλβανικά ανθεκτικό φύλλο.

Foil fiberglass- λαμβάνεται με συμπίεση, εμποτισμό με εποξική ρητίνη στρώσεων υαλοβάμβακα και κολλημένη επιφανειακή μεμβράνη VF-4R από ηλεκτρικό φύλλο χαλκού πάχους 35-50 microns.

• Πλεονεκτήματα: καλές διηλεκτρικές ιδιότητες.
• Μειονεκτήματα: 1,5-2 φορές πιο ακριβό.

Χρησιμοποιείται για σανίδες μονής και διπλής όψης. Για πολυστρωματικά PCB, χρησιμοποιούνται διηλεκτρικά με λεπτό φύλλο FDM-1, FDM-2 και ημι-εύκαμπτο RDME-1. Η βάση τέτοιων υλικών είναι ένα εποξειδικό στρώμα εμποτισμού από υαλοβάμβακα. Το πάχος του ηλεκτρικού φύλλου γαλβανισμένου χαλκού είναι 35,18 μικρά. Για την κατασκευή πολυστρωματικού PP, χρησιμοποιείται ύφασμα αντικραδασμικής προστασίας, για παράδειγμα SPT-2 με πάχος 0,06-0,08 mm, το οποίο είναι υλικό χωρίς φύλλο.

ΒιομηχανοποίησηΤο ΡΡ μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας προσθετικές ή αφαιρετικές μεθόδους. Στη μέθοδο του πρόσθετου, ένα αγώγιμο σχέδιο σχηματίζεται σε ένα υλικό χωρίς φύλλο με χημική επιμετάλλωση χαλκού μέσω μιας προστατευτικής μάσκας που είχε προηγουμένως εφαρμοστεί στο υλικό. Στην αφαιρετική μέθοδο, σχηματίζεται ένα αγώγιμο σχέδιο στο υλικό του φύλλου αφαιρώντας τα περιττά τμήματα του φύλλου. Στη σύγχρονη βιομηχανία χρησιμοποιείται αποκλειστικά η αφαιρετική μέθοδος.
Η όλη διαδικασία κατασκευής πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων μπορεί να χωριστεί σε τέσσερα στάδια:

• Κατασκευή ακατέργαστων (υλικό φύλλου).
• Επεξεργασία του τεμαχίου για να αποκτήσετε την επιθυμητή ηλεκτρική και μηχανική εμφάνιση.
• Εγκατάσταση εξαρτημάτων.
• Δοκιμές.

Συχνά, η κατασκευή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων αναφέρεται μόνο στην επεξεργασία του τεμαχίου εργασίας (υλικό φύλλου). Μια τυπική διαδικασία για την επεξεργασία υλικού αλουμινίου αποτελείται από διάφορα στάδια: διάτρηση αυλακώσεων, λήψη σχεδίου αγωγού αφαιρώντας το περίσσιο φύλλο χαλκού, επένδυση των οπών, εφαρμογή προστατευτικών επικαλύψεων και επικασσιτέρωσης και εφαρμογή σημάνσεων. Για πολυστρωματικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, προστίθεται η πίεση της τελικής πλακέτας από πολλά κενά.

Υλικό αλουμινόχαρτου- ένα επίπεδο φύλλο διηλεκτρικού με κολλημένο φύλλο χαλκού. Κατά κανόνα, το fiberglass χρησιμοποιείται ως διηλεκτρικό. Σε παλιό ή πολύ φθηνό εξοπλισμό, ο textolite χρησιμοποιείται σε βάση υφάσματος ή χαρτιού, που μερικές φορές ονομάζεται getinax. Οι συσκευές μικροκυμάτων χρησιμοποιούν πολυμερή που περιέχουν φθόριο (φθοροπλαστικά). Το πάχος του διηλεκτρικού καθορίζεται από την απαιτούμενη μηχανική και ηλεκτρική αντοχή· το πιο συνηθισμένο πάχος είναι 1,5 mm. Ένα συνεχές φύλλο από φύλλο χαλκού είναι κολλημένο πάνω στο διηλεκτρικό στη μία ή και στις δύο πλευρές. Το πάχος του φύλλου καθορίζεται από τα ρεύματα για τα οποία έχει σχεδιαστεί η σανίδα. Τα πιο διαδεδομένα είναι τα φύλλα με πάχος 18 και 35 microns, ενώ τα 70, 105 και 140 microns είναι πολύ λιγότερο κοινά. Αυτές οι τιμές βασίζονται σε τυπικά εισαγόμενα πάχη χαλκού, στα οποία το πάχος του στρώματος φύλλου χαλκού υπολογίζεται σε ουγγιές (oz) ανά τετραγωνικό πόδι. 18 microns αντιστοιχούν σε ½ oz και 35 microns αντιστοιχούν σε 1 oz.

PCB αλουμινίουΜια ξεχωριστή ομάδα υλικών αποτελείται από πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων από μεταλλικό αλουμίνιο.] Μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες.

• Η πρώτη ομάδα είναι διαλύματα σε μορφή φύλλου αλουμινίου με υψηλής ποιότητας οξειδωμένη επιφάνεια, πάνω στην οποία είναι κολλημένο φύλλο χαλκού. Τέτοιες σανίδες δεν μπορούν να τρυπηθούν, επομένως συνήθως κατασκευάζονται μόνο μονόπλευρες. Η επεξεργασία τέτοιων υλικών αλουμινίου πραγματοποιείται με τη χρήση παραδοσιακών τεχνολογιών χημικής εκτύπωσης. Μερικές φορές, αντί για αλουμίνιο, χρησιμοποιείται χαλκός ή χάλυβας, πλαστικοποιημένος με λεπτό μονωτικό και φύλλο. Ο χαλκός έχει μεγάλη θερμική αγωγιμότητα και ο ανοξείδωτος χάλυβας της σανίδας παρέχει αντοχή στη διάβρωση.
• Η δεύτερη ομάδα περιλαμβάνει τη δημιουργία ενός αγώγιμου σχεδίου απευθείας στη βάση αλουμινίου. Για το σκοπό αυτό, το φύλλο αλουμινίου οξειδώνεται όχι μόνο στην επιφάνεια, αλλά και σε όλο το βάθος της βάσης, σύμφωνα με το σχέδιο των αγώγιμων περιοχών που καθορίζεται από τη φωτομάσκα.

Λήψη σχεδίου καλωδίωνΣτην κατασκευή πλακετών κυκλωμάτων, χρησιμοποιούνται χημικές, ηλεκτρολυτικές ή μηχανικές μέθοδοι για την αναπαραγωγή του απαιτούμενου αγώγιμου σχεδίου, καθώς και των συνδυασμών τους.

Η χημική μέθοδος για την κατασκευή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων από έτοιμο υλικό αλουμινίου αποτελείται από δύο κύρια στάδια: εφαρμογή προστατευτικού στρώματος στο φύλλο και χάραξη μη προστατευμένων περιοχών με χημικές μεθόδους. Στη βιομηχανία, το προστατευτικό στρώμα εφαρμόζεται με φωτολιθογραφία χρησιμοποιώντας ένα φωτοανθεκτικό ευαίσθητο στην υπεριώδη ακτινοβολία, μια φωτομάσκα και μια πηγή υπεριώδους φωτός. Το φύλλο χαλκού καλύπτεται πλήρως με φωτοανθεκτικό, μετά το οποίο το σχέδιο των ιχνών από τη φωτομάσκα μεταφέρεται στο φωτοανθεκτικό με φωτισμό. Το εκτεθειμένο φωτοανθεκτικό ξεπλένεται, εκθέτοντας το φύλλο χαλκού για χάραξη· το μη εκτεθειμένο φωτοανθεκτικό στερεώνεται στο φύλλο, προστατεύοντάς το από τη χάραξη.

Το φωτοανθεκτικό μπορεί να είναι υγρό ή φιλμ. Το υγρό φωτοανθεκτικό εφαρμόζεται σε βιομηχανικές συνθήκες, καθώς είναι ευαίσθητο σε μη συμμόρφωση με την τεχνολογία εφαρμογής. Το φωτοανθεκτικό φιλμ είναι δημοφιλές για χειροποίητες πλακέτες κυκλωμάτων, αλλά είναι πιο ακριβό. Η φωτομάσκα είναι ένα διαφανές υλικό με υπεριώδη ακτινοβολία, με ένα μοτίβο διαδρομής τυπωμένο πάνω της. Μετά την έκθεση, το φωτοανθεκτικό αναπτύσσεται και στερεώνεται όπως σε μια συμβατική φωτοχημική διαδικασία. ΣΕ ερασιτεχνικές συνθήκεςένα προστατευτικό στρώμα με τη μορφή βερνικιού ή χρώματος μπορεί να εφαρμοστεί με μεταξοτυπία ή με το χέρι. Για να σχηματίσουν μια μάσκα χάραξης σε αλουμινόχαρτο, οι ραδιοερασιτέχνες χρησιμοποιούν μεταφορά γραφίτη από μια εικόνα που εκτυπώνεται σε εκτυπωτή λέιζερ («τεχνολογία σιδήρου λέιζερ»). Η χάραξη με φύλλο αλουμινίου αναφέρεται στη χημική διαδικασία μετατροπής του χαλκού σε διαλυτές ενώσεις. Το απροστάτευτο φύλλο χαράζεται, τις περισσότερες φορές, σε διάλυμα χλωριούχου σιδήρου ή σε διάλυμα άλλων χημικών ουσιών, για παράδειγμα, θειικό χαλκό, υπερθειικό αμμώνιο, χλωριούχο χαλκό αμμώνιο, θειικό χαλκό αμμωνία, με βάση χλωρίτη, με βάση τον χρωμικό ανυδρίτη. Όταν χρησιμοποιείται χλωριούχος σίδηρος, η διαδικασία χάραξης σανίδας προχωρά ως εξής: FeCl3+Cu → FeCl2+CuCl. Η τυπική συγκέντρωση διαλύματος είναι 400 g/l, θερμοκρασία έως 35°C. Όταν χρησιμοποιείται υπερθειικό αμμώνιο, η διαδικασία χάραξης της σανίδας προχωρά ως εξής: (NH4)2S2O8+Cu → (NH4)2SO4+CuSO4] Μετά τη χάραξη, το προστατευτικό σχέδιο ξεπλένεται από το φύλλο.

Η μέθοδος μηχανικής κατασκευής περιλαμβάνει τη χρήση μηχανών φρεζαρίσματος και χάραξης ή άλλων εργαλείων για τη μηχανική αφαίρεση ενός στρώματος φύλλου από συγκεκριμένες περιοχές.

Μέχρι πρόσφατα, η χάραξη με λέιζερ πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων δεν ήταν ευρέως διαδεδομένη λόγω των καλών ανακλαστικών ιδιοτήτων του χαλκού στο μήκος κύματος των πιο κοινών λέιζερ αερίου CO υψηλής ισχύος. Λόγω της προόδου στον τομέα της τεχνολογίας λέιζερ, έχουν πλέον αρχίσει να εμφανίζονται βιομηχανικές εγκαταστάσεις πρωτοτύπων που βασίζονται σε λέιζερ.

Επιμετάλλωση οπών Οι οπές μέσω και στερέωσης μπορούν να τρυπηθούν, να τρυπηθούν μηχανικά (σε μαλακά υλικά όπως το getinax) ή με λέιζερ (πολύ λεπτές διόδους). Η επιμετάλλωση των οπών γίνεται συνήθως χημικά ή μηχανικά.
Η μηχανική επιμετάλλωση των οπών πραγματοποιείται με ειδικά πριτσίνια, συγκολλημένα σύρματα ή με πλήρωση της οπής με αγώγιμη κόλλα. Η μηχανική μέθοδος είναι δαπανηρή στην παραγωγή και επομένως χρησιμοποιείται εξαιρετικά σπάνια, συνήθως σε εξαιρετικά αξιόπιστες μονοκόμματες λύσεις, σε ειδικό εξοπλισμό υψηλής έντασης ρεύματος ή σε συνθήκες ερασιτεχνικού ραδιοφώνου.
Κατά τη χημική επιμετάλλωση, οι τρύπες ανοίγονται πρώτα σε ένα αλουμινόχαρτο, στη συνέχεια επιμεταλλώνονται και μόνο τότε το φύλλο χαράσσεται για να ληφθεί ένα σχέδιο εκτύπωσης. Χημική επιμετάλλωση οπών - πολλαπλών σταδίων δύσκολη διαδικασία, ευαίσθητο στην ποιότητα των αντιδραστηρίων και την τήρηση της τεχνολογίας. Επομένως, πρακτικά δεν χρησιμοποιείται σε συνθήκες ερασιτεχνικού ραδιοφώνου. Απλοποιημένο, αποτελείται από τα ακόλουθα βήματα:

• Εφαρμογή των τοιχωμάτων της οπής ενός αγώγιμου υποστρώματος στο διηλεκτρικό. Αυτό το υπόστρωμα είναι πολύ λεπτό και εύθραυστο. Εφαρμόζεται με χημική εναπόθεση μετάλλου από ασταθείς ενώσεις όπως το χλωριούχο παλλάδιο.
• Στη βάση που προκύπτει πραγματοποιείται ηλεκτρολυτική ή χημική εναπόθεση χαλκού.

Στο τέλος του κύκλου παραγωγής, είτε χρησιμοποιείται θερμή επικασσιτέρωση για την προστασία του μάλλον χαλαρού εναποτιθέμενου χαλκού, είτε η οπή προστατεύεται με βερνίκι (μάσκα συγκόλλησης). Οι γυμνές vias χαμηλής ποιότητας είναι από τις περισσότερες κοινούς λόγουςαστοχία ηλεκτρονικού εξοπλισμού.

Οι πλακέτες πολλαπλών στρώσεων (με περισσότερες από 2 στρώσεις επιμετάλλωσης) συναρμολογούνται από μια στοίβα λεπτών πλακών τυπωμένου κυκλώματος δύο ή μονής στρώσης κατασκευασμένες παραδοσιακό τρόπο(εκτός από τα εξωτερικά στρώματα της τσάντας - μένουν με το αλουμινόχαρτο ανέγγιχτο προς το παρόν). Συναρμολογούνται σε «σάντουιτς» με ειδικά παρεμβύσματα (prepregs). Στη συνέχεια, η συμπίεση πραγματοποιείται σε φούρνο, η διάτρηση και η επιμετάλλωση των θυρίδων. Τέλος, το φύλλο των εξωτερικών στρωμάτων είναι χαραγμένο.
Μέσω οπών σε τέτοιες σανίδες μπορούν επίσης να γίνουν πριν από την πίεση. Εάν οι τρύπες γίνονται πριν από το πάτημα, τότε είναι δυνατό να ληφθούν σανίδες με τις λεγόμενες τυφλές τρύπες (όταν υπάρχει μια τρύπα μόνο σε ένα στρώμα του σάντουιτς), που επιτρέπει τη συμπίεση της διάταξης.

Οι πιθανές επικαλύψεις περιλαμβάνουν:

• Προστατευτικές και διακοσμητικές επιστρώσεις βερνικιού («μάσκα συγκόλλησης»). Συνήθως έχει ένα χαρακτηριστικό πράσινο χρώμα. Όταν επιλέγετε μια μάσκα συγκόλλησης, έχετε κατά νου ότι ορισμένες από αυτές είναι αδιαφανείς και οι αγωγοί κάτω από αυτές δεν φαίνονται.
• Διακοσμητικά και ενημερωτικά καλύμματα (ετικέτες). Συνήθως εφαρμόζεται με μεταξοτυπία, λιγότερο συχνά - inkjet ή λέιζερ.
• Επικασσιτέρωση αγωγών. Προστατεύει την επιφάνεια του χαλκού, αυξάνει το πάχος του αγωγού και διευκολύνει την εγκατάσταση των εξαρτημάτων. Τυπικά εκτελείται με βύθιση σε λουτρό συγκόλλησης ή κύμα συγκόλλησης. Το κύριο μειονέκτημα είναι το σημαντικό πάχος της επίστρωσης, γεγονός που καθιστά δύσκολη την εγκατάσταση εξαρτημάτων υψηλής πυκνότητας. Για να μειωθεί το πάχος, η περίσσεια συγκόλλησης κατά τη διάρκεια της επικασσιτέρωσης διοχετεύεται με ένα ρεύμα αέρα.
• Χημική, βυθιζόμενη ή γαλβανική επίστρωση φύλλου αγωγού με αδρανή μέταλλα (χρυσός, ασήμι, παλλάδιο, κασσίτερος κ.λπ.). Ορισμένοι τύποι τέτοιων επικαλύψεων εφαρμόζονται πριν από το στάδιο της χαλκογραφίας.
• Επικάλυψη με αγώγιμα βερνίκια για βελτίωση των ιδιοτήτων επαφής των συνδετήρων και των πληκτρολογίων μεμβράνης ή για τη δημιουργία ενός επιπλέον στρώματος αγωγών.

Μετά την τοποθέτηση πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, είναι δυνατή η εφαρμογή πρόσθετων προστατευτικών επικαλύψεων που προστατεύουν τόσο την ίδια την πλακέτα όσο και τη συγκόλληση και τα εξαρτήματα.
Μηχανική αποκατάστασηΠολλές μεμονωμένες σανίδες τοποθετούνται συχνά σε ένα φύλλο τεμαχίου εργασίας. Περνούν όλη τη διαδικασία επεξεργασίας του αλουμινόχαρτου ως μία σανίδα και μόνο στο τέλος προετοιμάζονται για διαχωρισμό. Εάν οι σανίδες είναι ορθογώνιες, τότε φρεζάρονται μη διαμπερείς αυλακώσεις, οι οποίες διευκολύνουν το μεταγενέστερο σπάσιμο των σανίδων (χαρακτηρισμός, από τον αγγλικό γραφέα στο μηδέν). Εάν οι σανίδες έχουν πολύπλοκο σχήμα, τότε γίνεται μέσω φρεζαρίσματος, αφήνοντας στενές γέφυρες για να μην διαλύονται οι σανίδες. Για σανίδες χωρίς επιμετάλλωση, αντί για φρεζάρισμα, μερικές φορές ανοίγεται μια σειρά από τρύπες με μικρές θέσεις. Σε αυτό το στάδιο πραγματοποιείται επίσης διάνοιξη οπών στερέωσης (μη επιμεταλλωμένων).