Η ποιότητα των παρεχόμενων υλικών συμμορφώνεται με το πρότυπο IPC4101B και το σύστημα διαχείρισης ποιότητας των κατασκευαστών επιβεβαιώνεται από τα διεθνή πιστοποιητικά ISO 9001:2000.

FR4 – Το laminate από υαλοβάμβακα με κλάση πυραντίστασης 94V-0 είναι το πιο διαδεδομένο υλικό για την παραγωγή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων. Η εταιρεία μας προμηθεύει τους παρακάτω τύπους υλικών για την παραγωγή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων μονής και διπλής όψης:

• Laminate από υαλοβάμβακα FR4 με θερμοκρασία μετάπτωσης υάλου 135ºС, 140ºС και 170ºС για την παραγωγή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων μονής και διπλής όψης. Πάχος 0,5 - 3,0 mm με φύλλο 12, 18, 35, 70, 105 microns.
• Βασικό FR4 για εσωτερικά στρώματα MPP με θερμοκρασίες μετάπτωσης γυαλιού 135ºС, 140ºС και 170ºС
• Προεμποτίσματα FR4 με θερμοκρασίες μετάπτωσης υάλου 135ºС, 140ºС και 170ºС για συμπίεση MPP
• Υλικά XPC, FR1, FR2, CEM-1, CEM-3, HA-50
• Υλικά για σανίδες με ελεγχόμενη απαγωγή θερμότητας:
  • (αλουμίνιο, χαλκός, ανοξείδωτος χάλυβας) με διηλεκτρικό με θερμική αγωγιμότητα από 1 W/m*K έως 3 W/m*K που παράγεται από την Totking και την Zhejiang Huazhheng New Material Co.
  • Υλικό HA-30 CEM-3 με θερμική αγωγιμότητα 1 W/m*K για την παραγωγή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων μονής και διπλής όψης.

Για ορισμένους σκοπούς, απαιτείται ένα υψηλής ποιότητας διηλεκτρικό χωρίς φύλλο που έχει όλα τα πλεονεκτήματα του FR4 (καλές διηλεκτρικές ιδιότητες, σταθερότητα χαρακτηριστικών και διαστάσεων, υψηλή αντοχή σε αντίξοες κλιματικές συνθήκες). Για αυτές τις εφαρμογές μπορούμε να προσφέρουμε laminate από υαλοβάμβακα FR4 χωρίς φύλλο.

Σε πολλές περιπτώσεις όπου απαιτούνται αρκετά απλές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (στην παραγωγή οικιακού εξοπλισμού, διαφόρων αισθητήρων, ορισμένων εξαρτημάτων για αυτοκίνητα κ.λπ.), οι εξαιρετικές ιδιότητες του υαλοβάμβακα είναι περιττές και οι δείκτες κατασκευασσιμότητας και κόστους έρχονται στο προσκήνιο. Εδώ μπορούμε να προσφέρουμε τα ακόλουθα υλικά:

• XPC, FR1, FR2 - foil getinaks (βάση από χαρτί κυτταρίνης εμποτισμένο με φαινολική ρητίνη), που χρησιμοποιούνται ευρέως στην κατασκευή τυπωμένων κυκλωμάτων για ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, εξοπλισμό ήχου και εικόνας, στην αυτοκινητοβιομηχανία (διατεταγμένα σε αύξουσα σειρά ιδιοτήτων, και, κατά συνέπεια, τιμή). Εξαιρετική στάμπα.
• Το CEM-1 είναι ένα πολυστρωματικό υλικό που βασίζεται σε μια σύνθεση από χαρτί κυτταρίνης και υαλοβάμβακα με εποξική ρητίνη. Υπέροχα γραμματόσημα.

Η συλλογή μας περιλαμβάνει επίσης ηλεκτροαπόθεση φύλλο χαλκού για συμπίεση MPP που παράγεται από την Kingboard. Το αλουμινόχαρτο διατίθεται σε ρολά διαφόρων πλάτους, τα πάχη του φύλλου είναι 12, 18, 35, 70, 105 μικρά, πάχος φύλλου 18 και 35 μικρά είναι σχεδόν πάντα διαθέσιμα από την αποθήκη μας στη Ρωσία.

Όλα τα υλικά κατασκευάζονται σύμφωνα με την οδηγία RoHS, περιεχόμενο βλαβερές ουσίεςεπιβεβαιώνεται από σχετικά πιστοποιητικά και εκθέσεις δοκιμών RoHS. Επίσης όλα τα υλικά, πολλά είδη έχουν πιστοποιητικά κ.λπ.

Για την κατασκευή του πλακέτα τυπωμένου κυκλώματοςπρέπει να επιλέξουμε τα ακόλουθα υλικά: υλικό για τη διηλεκτρική βάση της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, υλικό για τους τυπωμένους αγωγούς και υλικό για την προστατευτική επίστρωση από την υγρασία. Πρώτα θα προσδιορίσουμε το υλικό για τη διηλεκτρική βάση του PCB.

Υπάρχει μεγάλη ποικιλία από φύλλα χαλκού. Μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες:

- σε χαρτί;

– με βάση το fiberglass.

Αυτά τα υλικά, με τη μορφή άκαμπτων φύλλων, σχηματίζονται από πολλά στρώματα χαρτιού ή υαλοβάμβακα, τα οποία συνδέονται μεταξύ τους με ένα συνδετικό με θερμή πίεση. Το συνδετικό υλικό είναι συνήθως φαινολική ρητίνη για χαρτί ή εποξική για υαλοβάμβακα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ο πολυεστέρας, ρητίνες σιλικόνηςή φθοροπλαστικό. Τα ελάσματα καλύπτονται στη μία ή και στις δύο πλευρές με φύλλο χαλκού κανονικού πάχους.

Τα χαρακτηριστικά της τελικής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος εξαρτώνται από τον συγκεκριμένο συνδυασμό των πηγών υλικών, καθώς και από την τεχνολογία, συμπεριλαμβανομένης της μηχανικής επεξεργασίας των πλακών.

Ανάλογα με τη βάση και το υλικό εμποτισμού, υπάρχουν διάφοροι τύποι υλικών για τη διηλεκτρική βάση μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος.

Το Phenolic getinax είναι μια χάρτινη βάση εμποτισμένη με φαινολική ρητίνη. Οι σανίδες Getinaks προορίζονται για χρήση σε οικιακό εξοπλισμό επειδή είναι πολύ φθηνές.

Το epoxy getinax είναι ένα υλικό στην ίδια χάρτινη βάση, αλλά εμποτισμένο με εποξική ρητίνη.

Το εποξειδικό fiberglass είναι ένα υλικό με βάση το fiberglass εμποτισμένο με εποξική ρητίνη. Αυτό το υλικό συνδυάζει υψηλή μηχανική αντοχή και καλές ηλεκτρικές ιδιότητες.

Αντοχή σε κάμψη και αντοχή κρούσηςΗ πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος πρέπει να είναι αρκετά ψηλή, ώστε η πλακέτα να μπορεί να φορτωθεί χωρίς ζημιά από στοιχεία με μεγάλη μάζα εγκατεστημένη σε αυτήν.

Κατά κανόνα, τα φαινολικά και εποξειδικά ελάσματα δεν χρησιμοποιούνται σε σανίδες με επιμεταλλωμένες οπές. Σε τέτοιες σανίδες, ένα λεπτό στρώμα χαλκού εφαρμόζεται στα τοιχώματα των οπών. Δεδομένου ότι ο συντελεστής θερμοκρασίας διαστολής του χαλκού είναι 6-12 φορές μικρότερος από αυτόν του φαινολικού getinax, υπάρχει κάποιος κίνδυνος ρωγμών στο επιμεταλλωμένο στρώμα στα τοιχώματα των οπών κατά τη διάρκεια θερμικού σοκ στο οποίο εκτίθεται η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. ομαδική συγκολλητική μηχανή.

Μια ρωγμή στο επιμεταλλωμένο στρώμα στα τοιχώματα των οπών μειώνει απότομα την αξιοπιστία της σύνδεσης. Στην περίπτωση χρήσης εποξειδικού πολυστρωματικού υλικού από υαλοβάμβακα, ο λόγος των συντελεστών διαστολής θερμοκρασίας είναι περίπου ίσος με τρεις και ο κίνδυνος ρωγμών στις οπές είναι αρκετά μικρός.

Από τη σύγκριση των χαρακτηριστικών των βάσεων προκύπτει ότι από κάθε άποψη (εκτός από το κόστος) οι βάσεις από εποξειδικό υαλοβάμβακα laminate είναι ανώτερες από τις βάσεις από getinax. Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων από πολυστρωματικό εποξειδικό υαλοβάμβακα χαρακτηρίζονται από λιγότερη παραμόρφωση από τις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων από φαινολικό και εποξειδικό getinax. τα τελευταία έχουν βαθμό παραμόρφωσης δέκα φορές μεγαλύτερο από το fiberglass.

Μερικά χαρακτηριστικά διάφοροι τύποιΤα ελάσματα παρουσιάζονται στον Πίνακα 4.

Πίνακας 4 - Χαρακτηριστικά διαφόρων τύπων ελασμάτων

Συγκρίνοντας αυτά τα χαρακτηριστικά, συμπεραίνουμε ότι μόνο εποξειδικό υαλοβάμβακα θα πρέπει να χρησιμοποιείται για την κατασκευή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων διπλής όψης. Σε αυτό το πρόγραμμα μαθημάτων, επιλέχθηκε laminate από υαλοβάμβακα ποιότητας SF-2-35-1.5.

Το αλουμινόχαρτο που χρησιμοποιείται για το έλασμα της διηλεκτρικής βάσης μπορεί να είναι φύλλο χαλκού, αλουμινίου ή νικελίου. Ωστόσο, το φύλλο αλουμινίου είναι κατώτερο από τον χαλκό, καθώς είναι δύσκολο να συγκολληθεί και το φύλλο νικελίου έχει υψηλό κόστος. Ως εκ τούτου, επιλέγουμε χαλκό ως φύλλο.

Το φύλλο χαλκού διατίθεται σε διάφορα πάχη. Το τυπικό πάχος φύλλου για την πιο διαδεδομένη χρήση είναι 17,5. 35; 50; 70; 105 μικρά. Κατά τη χάραξη του χαλκού κατά μήκος του πάχους, το χαρακτικό δρα και στο φύλλο χαλκού από τις πλευρικές άκρες κάτω από το φωτοανθεκτικό, προκαλώντας τη λεγόμενη «χάραξη». Για τη μείωση του, χρησιμοποιείται συνήθως λεπτότερο φύλλο χαλκού με πάχος 35 και 17,5 microns. Επομένως, επιλέγουμε φύλλο χαλκού πάχους 35 microns.

1.7 Επιλογή μεθόδου κατασκευής PCB

Όλες οι διαδικασίες κατασκευής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος μπορούν να χωριστούν σε αφαιρετικές και ημι-προσθετικές.

Αφαιρετική διαδικασία ( αφαίρεση-αφαίρεση) η λήψη ενός αγώγιμου σχεδίου περιλαμβάνει την επιλεκτική αφαίρεση τμημάτων αγώγιμου φύλλου με χάραξη.

Προσθετική διαδικασία (additio-προσθήκη) - στην επιλεκτική εναπόθεση αγώγιμου υλικού σε υλικό βάσης χωρίς φύλλο.

Η διαδικασία ημι-προσθετικών περιλαμβάνει την προκαταρκτική εφαρμογή μιας λεπτής (βοηθητικής) αγώγιμης επίστρωσης, η οποία στη συνέχεια αφαιρείται από τις περιοχές του κενού.

Σύμφωνα με το GOST 23751 - 86, ο σχεδιασμός των πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων θα πρέπει να πραγματοποιείται λαμβάνοντας υπόψη τις ακόλουθες μεθόδους κατασκευής:

– χημικό για GPC

– συνδυαστικά θετικό για DPP

Επιμετάλλωση διαμπερών οπών για MPP

Έτσι, αυτή η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, που αναπτύχθηκε στο πρόγραμμα μαθημάτων, θα κατασκευαστεί με βάση ένα διηλεκτρικό φύλλο διπλής όψης χρησιμοποιώντας μια συνδυασμένη θετική μέθοδο. Αυτή η μέθοδος καθιστά δυνατή τη λήψη αγωγών πλάτους έως 0,25 mm. Το αγώγιμο σχέδιο λαμβάνεται χρησιμοποιώντας την αφαιρετική μέθοδο.

2 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΔΙΕΞΑΓΩΓΗΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΠΡΟΤΥΠΟΥ

2.1 Υπολογισμός διαμέτρων οπών στερέωσης

Ο δομικός και τεχνολογικός υπολογισμός των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων πραγματοποιείται λαμβάνοντας υπόψη σφάλματα παραγωγής στο σχεδιασμό αγώγιμων στοιχείων, φωτομάσκας, βάσης, διάτρησης κ.λπ. Οριακές τιμές των κύριων παραμέτρων συγκρότημα τυπωμένου κυκλώματος, που μπορεί να διασφαλιστεί κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού και της παραγωγής για πέντε κατηγορίες πυκνότητας στερέωσης, δίνονται στον Πίνακα 4.

Πίνακας 4 – Οριακές τιμές των κύριων παραμέτρων της τυπωμένης καλωδίωσης

Ο πίνακας δείχνει:

t – πλάτος αγωγού.

S – απόσταση μεταξύ αγωγών, μαξιλαριών επαφής, αγωγού και μαξιλαριού επαφής ή αγωγού και επιμεταλλωμένης οπής.

β – απόσταση από την άκρη τρυπημένη τρύπαστην άκρη του μαξιλαριού επαφής αυτής της οπής (ζώνη εγγύησης).

g – ο λόγος της ελάχιστης διαμέτρου της επιμεταλλωμένης οπής προς το πάχος της σανίδας.

Οι διαστάσεις που επιλέγονται σύμφωνα με τον Πίνακα 1 πρέπει να συντονίζονται με τις τεχνολογικές δυνατότητες μιας συγκεκριμένης παραγωγής.

Οι οριακές τιμές των τεχνολογικών παραμέτρων των δομικών στοιχείων της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (Πίνακας 5) ελήφθησαν ως αποτέλεσμα της ανάλυσης των δεδομένων παραγωγής και των πειραματικών μελετών για την ακρίβεια των μεμονωμένων λειτουργιών.

Πίνακας 5 – Οριακές τιμές παραμέτρων διεργασίας

Συνέχεια του πίνακα 5

Ελάχιστη διάμετροςεπιμεταλλωμένη (μέσω) οπής:

d min VH υπολογίστηκε ´ g = 1,5 ´ 0,33 = 0,495 mm;

όπου g = 0,33 είναι η πυκνότητα τυπωμένου κυκλώματος για την τρίτη κατηγορία ακρίβειας.

Υπολογισμένο H – πάχος του διηλεκτρικού φύλλου της σανίδας.

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 πολυεπίπεδα 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 πλαστικά 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 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 μεμβράνης χρησιμοποιείται κυρίως ηλεκτρολυτικό φύλλο χαλκού, η μία πλευρά του οποίου πρέπει να έχει απαλή επιφάνεια(όχι κατώτερη από την όγδοη κατηγορία καθαριότητας) για να διασφαλιστεί η ακριβής αναπαραγωγή του τυπωμένου κυκλώματος και το άλλο πρέπει να είναι τραχύ με ύψος μικροανωμαλιών τουλάχιστον 3 micron 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 ποικίλλει ελαφρώς στο εύρος θερμοκρασίας 20–700°C, σταθερότητα ηλεκτρικών και γεωμετρικές παραμέτρους, 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. Πραγματοποιείται αφαίρεση της προστατευτικής μάσκας μετά από χάραξη ή επιμετάλλωση χημική μέθοδοςσε διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου 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 στις προστατευτικές ιδιότητες του στρώματος. 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 και τη χρήση τοξικών οργανικών διαλυτών. 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 υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας, η μέγιστη φασματική ευαισθησία της είναι στην περιοχή των 350 nm, επομένως οι λαμπτήρες υδραργύρου χρησιμοποιούνται για 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 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 στα όξινα όσο και στα αλκαλικά περιβάλλοντα. 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 υψηλός αυτοματισμόςκαι μηχανοποίηση της διαδικασίας κατασκευής PCB και ελέγχου 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. Ο βέλτιστος χρόνος ανάπτυξης θεωρείται ότι είναι 1,5 φορές μεγαλύτερος από αυτόν που απαιτείται 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, που απαιτεί εργασία υψηλής εξειδίκευσης, και η δυσκολία ομοιόμορφου φωτισμού φωτογραφικών πρωτοτύπων μεγάλης περιοχής, γεγονός που μειώνει την ποιότητα των φωτομάσκας.

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,που 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 αυτόματης διατήρησης μιας σταθερής λειτουργίας φωτός, εξαγωγής πληροφοριών για φωτομάσκες από τον υπολογιστή σε φιλμ σε κλίμακα 1:2. 1:1; 2:1; 4:1.

Ρύζι. 5.10. Διάγραμμα συντεταγμένων.

Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (στα Αγγλικά PCB - πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος)- μια πλάκα από διηλεκτρικό στην οποία σχηματίζεται τουλάχιστον ένα ηλεκτρικά αγώγιμο κύκλωμα (συνήθως με εκτύπωση) ηλεκτρονικό κύκλωμα). Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος έχει σχεδιαστεί για ηλεκτρική και μηχανική σύνδεση διαφόρων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων ή σύνδεση μεμονωμένων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος συνδέονται στις ακίδες τους με στοιχεία αγώγιμου σχεδίου, συνήθως με συγκόλληση, ή περιτύλιξη, ή πριτσίνωμα ή πίεση, με αποτέλεσμα τη συναρμολόγηση μιας ηλεκτρονικής μονάδας (ή συναρμολογημένης πλακέτας 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. Οι εύκαμπτες πλακέτες κυκλωμάτων κατασκευάζονται 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 fiberglass με εποξική ρητίνη ως 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.
- υψηλή συχνότητα, χαμηλή διηλεκτρική σταθεράε ≤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 διαφέρουν σε σε μεγάλο βαθμό, μόνο λιγότερη 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, οι μηχανικές ιδιότητες είναι ελαφρώς χειρότερες. 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, αυτή τη στιγμή η πιο κοινή, είναι κλασική, η πιο διάσημη και χρησιμοποιείται εδώ και πολύ καιρό. Παρέχει εξαιρετική ικανότητα συγκόλλησης των πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων ακόμα και μετά από μακροχρόνια αποθήκευση. Η επίστρωση HAL είναι τεχνολογικά προηγμένη και φθηνή. Συμβατό με όλες τις γνωστές μεθόδους εγκατάστασης και συγκόλλησης - χειροκίνητη, κυματική συγκόλληση, 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 αυξημένες απαιτήσεις στο βασικό υλικό της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος και ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑκατά θερμοκρασία. 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 κολλήσεων χωρίς μόλυβδο και επίσης λόγω της υψηλότερης κατανάλωσης ενέργειας.

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 μάσκας συγκόλλησης. 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 χωρίς μόλυβδο και συμβατό με RoHS και, όταν αποθηκεύεται και χειρίζεται σωστά, παρέχει μια πολύ αξιόπιστη σύνδεση 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 δοκιμασιμότητα κατά τη διάρκεια δοκιμών εντός κυκλώματος και λειτουργικών δοκιμών (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 1,55mm.
-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 ιχνηλάτη. 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 πλακετών κυκλωμάτων, χρησιμοποιούνται χημικές, ηλεκτρολυτικές ή μηχανικές μέθοδοι για την αναπαραγωγή του απαιτούμενου αγώγιμου σχεδίου, καθώς και των συνδυασμών τους.

Χημική μέθοδος

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 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 όπως ο 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 τη μηχανική αφαίρεση ενός στρώματος φύλλου από συγκεκριμένες 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 πολυστρωματικές σανίδεςΤα εξωτερικά στρώματα (καθώς και οι διαμπερείς οπές) 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 από πίεση 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 β/β
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.

Laminate FR4

Μπορείτε να βρείτε μια λεπτομερή περιγραφή του laminate.

Laminates στην αποθήκη TePro

Υλικό μικροκυμάτων ROGERS

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Για να χρησιμοποιήσετε το υλικό ROGERS στην παραγωγή πλακών κυκλωμάτων, παρακαλούμε να το αναφέρετε στη φόρμα παραγγελίας

Δεδομένου ότι το υλικό Rogers είναι πολύ πιο ακριβό από το τυπικό FR4, αναγκαζόμαστε να εισαγάγουμε μια πρόσθετη σήμανση για τις σανίδες που κατασκευάζονται με υλικό Rogers. Πεδία εργασίας μεταχειρισμένων τεμαχίων: 170 × 130; 270 × 180; 370 × 280; 570 × 380.

Λαμινέ με βάση το μέταλλο

Οπτική αναπαράσταση του υλικού

Laminate αλουμινίου ACCL 1060-1 με διηλεκτρική θερμική αγωγιμότητα 1 W/(m K)

Περιγραφή

Laminate αλουμινίου CS-AL88-AD2(AD5) με διηλεκτρική θερμική αγωγιμότητα 2(5) W/(m K)

Περιγραφή

Prepreg

Στην παραγωγή χρησιμοποιούμε προεμποτίσματα 2116, 7628 και 1080 βαθμού Α (υψηλότερο) από την ILM.

Μπορείτε να βρείτε μια λεπτομερή περιγραφή των prepregs.

Μάσκα ύλης συγκολλήσεως

Ιδιότητες

Μπορείτε να βρείτε μια λεπτομερή περιγραφή της μάσκας συγκόλλησης.

Συχνές ερωτήσεις και απαντήσεις για ελάσματα και προεμποτίσματα

Τι είναι το XPC;

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ FR1 και FR2;

Τι είναι το FR2;

Τι είναι το FR3;

Τι είναι το FR4;

Τι είναι το FR5;

Τι είναι το CEM-1;

Τι είναι το CEM-3;

Τι είναι το G10;

Πώς μπορούν να αντικατασταθούν τα laminates;

Τι είναι τα «prepregs»;

Τι σημαίνει FR ή CEM;

Είναι το FR4 πραγματικά πράσινο;

Σημαίνει κάτι το χρώμα του λογότυπου;

Σημαίνει κάτι ο προσανατολισμός του λογότυπου;

Τι είναι το laminate που εμποδίζει την υπεριώδη ακτινοβολία;

Ποια ελάσματα είναι κατάλληλα για επιμετάλλωση οπών;

Υπάρχει εναλλακτική λύση για επιμετάλλωση οπών;

Τι είναι το «πάχος υλικού»;

Τι είναι: PF-CP-Cu; IEC-249; GFN;

Τι είναι το CTI;

Τι σημαίνει #7628; Ποιοι άλλοι αριθμοί υπάρχουν;

Τι είναι τα 94V-0, 94V-1, 94-HB;