Ως βάση, χρησιμοποιούνται διηλεκτρικά μεμβράνης και χωρίς φύλλο (getinax, textolite, fiberglass, fiberglass, lavsan, polyamide, fluoroplastic κ.λπ.), κεραμικά υλικά, μεταλλικές πλάκες, μονωτικό υλικό απορρόφησης κραδασμών (prepreg).

Τα διηλεκτρικά μεμβράνης είναι ηλεκτρικά μονωτικές βάσεις, συνήθως επικαλυμμένες με ηλεκτρολυτικό φύλλο χαλκούμε ένα οξειδωμένο γαλβανικά ανθεκτικό στρώμα δίπλα στην ηλεκτρική μονωτική βάση. Ανάλογα με τον σκοπό, τα διηλεκτρικά μεμβράνης μπορούν να είναι μονής ή διπλής όψης και να έχουν πάχος από 0,06 έως 3,0 mm.

Τα διηλεκτρικά χωρίς φύλλο, που προορίζονται για ημι-προσθετικές και πρόσθετες μεθόδους κατασκευής σανίδων, έχουν ένα ειδικά εφαρμοσμένο συγκολλητικό στρώμα στην επιφάνεια, το οποίο χρησιμεύει για την καλύτερη πρόσφυση του χημικά εναποτιθέμενου χαλκού στο διηλεκτρικό.

Οι βάσεις PCB είναι κατασκευασμένες από υλικό που μπορεί να προσκολληθεί καλά στο μέταλλο των αγωγών. έχουν διηλεκτρική σταθερά όχι μεγαλύτερη από 7 και μικρή εφαπτομένη διηλεκτρικής απώλειας. έχουν αρκετά υψηλή μηχανική και ηλεκτρική αντοχή. επιτρέπουν τη δυνατότητα επεξεργασίας με κοπή, σφράγιση και διάτρηση χωρίς σχηματισμό τσιπς, ρωγμών και αποκόλληση του διηλεκτρικού. να διατηρούν τις ιδιότητές τους όταν εκτίθενται σε κλιματικούς παράγοντες, να είναι άφλεκτα και ανθεκτικά στη φωτιά. έχουν χαμηλή απορρόφηση νερού, χαμηλό θερμικό συντελεστή γραμμικής διαστολής, επιπεδότητα και αντίσταση σε επιθετικά περιβάλλοντα κατά το σχεδιασμό του κυκλώματος και τη συγκόλληση.

Τα υλικά βάσης είναι πολυεπίπεδες πιεσμένες πλάκες εμποτισμένες με τεχνητή ρητίνη και πιθανώς επενδεδυμένες στη μία ή και στις δύο πλευρές με ηλεκτρολυτικό φύλλο χαλκού. Τα διηλεκτρικά μεμβράνης χρησιμοποιούνται σε αφαιρετικές μεθόδους κατασκευής PCB, τα διηλεκτρικά χωρίς φύλλο χρησιμοποιούνται σε προσθετικά και ημι-προσθετικά. Το πάχος του αγώγιμου στρώματος μπορεί να είναι 5, 9, 12, 18, 35, 50, 70 και 100 μικρά.

Στην παραγωγή, χρησιμοποιούνται υλικά, για παράδειγμα, για OPP και DPP - φύλλο αλουμινόχαρτου πολυστρωματικού υλικού SF-1-50 και SF-2-50 με πάχος φύλλου χαλκού 50 microns και εγγενές πάχος 0,5 έως 3,0 mm. για MPP - φύλλο υαλοβάμβακα με χαραγμένο φύλλο FTS-1-18A και FTS-2-18A με πάχος φύλλου χαλκού 18 μικρά και δικό του πάχος από 0,1 έως 0,5 mm. για GPP και GPK - lavsan LF-1 με επικάλυψη φύλλου με πάχος φύλλου χαλκού 35 ή 50 microns και δικό του πάχος από 0,05 έως 0,1 mm.

Σε σύγκριση με τα getinaks, τα ελάσματα από υαλοβάμβακα έχουν καλύτερα μηχανικά και ηλεκτρικά χαρακτηριστικά, υψηλότερη αντοχή στη θερμότητα και χαμηλότερη απορρόφηση υγρασίας. Ωστόσο, έχουν μια σειρά από μειονεκτήματα, για παράδειγμα, χαμηλή αντοχή στη θερμότητα σε σύγκριση με τα πολυαμίδια, η οποία συμβάλλει στη μόλυνση των άκρων των εσωτερικών στρωμάτων με ρητίνη κατά τη διάνοιξη οπών.

Για την κατασκευή PCB που παρέχουν αξιόπιστη μετάδοση παλμών νανοδευτερόλεπτου, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν υλικά με βελτιωμένες διηλεκτρικές ιδιότητες, όπως PCB κατασκευασμένα από οργανικά υλικά με σχετική διηλεκτρική σταθερά κάτω από 3,5.

Για την κατασκευή PCB που χρησιμοποιούνται σε συνθήκες αυξημένου κινδύνου πυρκαγιάς, χρησιμοποιούνται πυρίμαχα υλικά, για παράδειγμα, ελάσματα από υαλοβάμβακα των εμπορικών σημάτων SONF, STNF, SFVN, STF.

Για την κατασκευή GPC που μπορούν να αντέξουν επαναλαμβανόμενες κάμψεις 90 μοιρών και προς τις δύο κατευθύνσεις από την αρχική θέση με ακτίνα 3 mm, χρησιμοποιούνται lavsan με επίστρωση φύλλου και φθοροπλαστικό. Υλικά με πάχος φύλλου 5 microns καθιστούν δυνατή την παραγωγή PCB της 4ης και 5ης κατηγορίας ακρίβειας.

Για τη συγκόλληση στρώσεων PP χρησιμοποιείται μονωτικό υλικό απορρόφησης κραδασμών. Είναι κατασκευασμένα από υαλοβάμβακα εμποτισμένο με υποπολυμερισμένη θερμοσκληρυνόμενη εποξειδική ρητίνη με κολλητική επίστρωση που εφαρμόζεται και στις δύο πλευρές.

Για την προστασία της επιφάνειας του PP και του GPC από εξωτερικές επιδράσεις, χρησιμοποιούνται πολυμερή προστατευτικά βερνίκια και προστατευτικές μεμβράνες επίστρωσης.

Τα κεραμικά υλικά χαρακτηρίζονται από σταθερότητα ηλεκτρικών και γεωμετρικών παραμέτρων. σταθερή υψηλή μηχανική αντοχή σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών. υψηλή θερμική αγωγιμότητα; χαμηλή απορρόφηση υγρασίας. Τα μειονεκτήματα είναι ο μακρύς κύκλος κατασκευής, η μεγάλη συρρίκνωση του υλικού, η ευθραυστότητα, το υψηλό κόστος κ.λπ.

Οι μεταλλικές βάσεις χρησιμοποιούνται σε θερμικά φορτισμένα PCB για τη βελτίωση της απομάκρυνσης θερμότητας από το IC και το ERE σε EA με φορτία υψηλού ρεύματος που λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες, καθώς και για την αύξηση της ακαμψίας των PCB που κατασκευάζονται σε λεπτές βάσεις. είναι κατασκευασμένα από αλουμίνιο, τιτάνιο, χάλυβα και χαλκό.

Για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων υψηλής πυκνότητας με μικροβιώσεις, χρησιμοποιούνται υλικά κατάλληλα για επεξεργασία με λέιζερ. Αυτά τα υλικά μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες:

1. Ενισχυμένα μη υφαντά γυάλινα υλικά και προπυλώματα ( σύνθετο υλικόμε βάση υφάσματα, χαρτί, συνεχείς ίνες, εμποτισμένες με ρητίνη σε μη ωριμασμένη κατάσταση) με δεδομένη γεωμετρία και κατανομή νήματος. οργανικά υλικά με μη προσανατολισμένη διάταξη ινών Το Preprig για την τεχνολογία λέιζερ έχει μικρότερο πάχος υαλοβάμβακα κατά μήκος του άξονα Z σε σύγκριση με το τυπικό fiberglass.

2. Μη ενισχυμένα υλικά (φύλλο χαλκού επικαλυμμένο με ρητίνη, πολυμερισμένη ρητίνη), υγρά διηλεκτρικά και διηλεκτρικά ξηρού φιλμ.

Από τα άλλα υλικά που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων, τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα είναι το νικέλιο και το ασήμι ως μέταλλο για συγκόλληση και συγκόλληση. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται διάφορα άλλα μέταλλα και κράματα (για παράδειγμα, κασσίτερος - βισμούθιο, κασσίτερος - ίνδιο, κασσίτερος - νικέλιο, κ.λπ.), σκοπός των οποίων είναι η παροχή επιλεκτικής προστασίας ή χαμηλής αντίστασης επαφής, η βελτίωση των συνθηκών συγκόλλησης. Πρόσθετες επικαλύψεις που αυξάνουν την ηλεκτρική αγωγιμότητα των τυπωμένων αγωγών εκτελούνται στις περισσότερες περιπτώσεις με γαλβανική εναπόθεση, λιγότερο συχνά με επιμετάλλωση υπό κενό και εν θερμώ επικασσιτέρωση.

Μέχρι πρόσφατα, τα διηλεκτρικά αλουμινίου με βάση εποξειδικές-φαινολικές ρητίνες, καθώς και τα διηλεκτρικά με βάση τις ρητίνες πολυϊμιδίου που χρησιμοποιούνται σε ορισμένες περιπτώσεις, ικανοποιούσαν τις βασικές απαιτήσεις των κατασκευαστών πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων. Η ανάγκη βελτίωσης της απαγωγής θερμότητας από τα IC και τα LSI, οι απαιτήσεις για χαμηλή διηλεκτρική σταθερά του υλικού της πλακέτας για κυκλώματα υψηλής ταχύτητας, η σημασία της αντιστοίχισης των συντελεστών θερμικής διαστολής του υλικού της πλακέτας, των συσκευασιών IC και των κρυσταλλικών φορέων και Η ευρεία εισαγωγή σύγχρονων μεθόδων τοποθέτησης έχει οδηγήσει στην ανάγκη ανάπτυξης νέων υλικών. Χρησιμοποιείται ευρέως σε μοντέρνα σχέδια τεχνικά μέσαΟι υπολογιστές βρίσκουν MPP που βασίζονται σε κεραμικά. Η χρήση κεραμικών υποστρωμάτων για την κατασκευή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων οφείλεται κατά κύριο λόγο στη χρήση μεθόδων υψηλής θερμοκρασίας για τη δημιουργία αγώγιμου σχεδίου με ελάχιστο πλάτος γραμμής, αλλά χρησιμοποιούνται και άλλα πλεονεκτήματα των κεραμικών (καλή θερμική αγωγιμότητα, αντιστοίχιση του συντελεστή της θερμικής διαστολής με πακέτα IC και μέσα κ.λπ.). Στην κατασκευή κεραμικών MPP, η τεχνολογία παχιάς μεμβράνης χρησιμοποιείται ευρύτερα.

Στις κεραμικές βάσεις, τα οξείδια του αλουμινίου και του βηρυλλίου, καθώς και το νιτρίδιο του αργιλίου και το καρβίδιο του πυριτίου χρησιμοποιούνται ευρέως ως πρώτες ύλες.

Το κύριο μειονέκτημα των κεραμικών σανίδων είναι το περιορισμένο μέγεθός τους (συνήθως όχι περισσότερο από 150x150 mm), το οποίο οφείλεται κυρίως στην ευθραυστότητα των κεραμικών, καθώς και στη δυσκολία επίτευξης της απαιτούμενης ποιότητας.

Ο σχηματισμός ενός αγώγιμου σχεδίου (αγωγοί) πραγματοποιείται με μεταξοτυπία. Οι πάστες που αποτελούνται από σκόνες μετάλλων, ένα οργανικό συνδετικό υλικό και γυαλί χρησιμοποιούνται ως αγώγιμα υλικά σε κεραμικές σανίδες υποστρώματος. Για πάστες αγωγών, που πρέπει να έχουν καλή πρόσφυση, ικανότητα αντοχής σε επαναλαμβανόμενη θερμική επεξεργασία και χαμηλή ηλεκτρική ειδική αντίσταση, χρησιμοποιούνται σκόνες ευγενών μετάλλων: πλατίνα, χρυσός, ασήμι. Οι οικονομικοί παράγοντες επιβάλλουν επίσης τη χρήση πάστες με βάση τις συνθέσεις: παλλάδιο - χρυσός, πλατίνα - ασήμι, παλλάδιο - ασήμι κ.λπ.

Οι μονωτικές πάστες κατασκευάζονται με βάση κρυσταλλωτικά γυαλιά, υαλοκρυσταλλικά τσιμέντα και υαλοκεραμικά. Οι πάστες από σκόνες πυρίμαχων μετάλλων: βολφράμιο, μολυβδαίνιο κ.λπ. χρησιμοποιούνται ως αγωγοί σε κεραμικές σανίδες τύπου παρτίδας. Ως βάση χρησιμοποιούνται ταινίες από κεραμικά τυριά με βάση οξείδια αλουμινίου και βηρυλλίου, καρβίδιο του πυριτίου και νιτρίδιο αλουμινίου το τεμάχιο εργασίας και τους μονωτές.

Οι άκαμπτες μεταλλικές βάσεις επικαλυμμένες με διηλεκτρικό χαρακτηρίζονται (όπως οι κεραμικές) από υψηλής θερμοκρασίας καύση παστών παχιάς μεμβράνης που βασίζονται σε γυαλιά και σμάλτα στο υπόστρωμα. Χαρακτηριστικά των σανίδων σε μεταλλική βάση είναι η αυξημένη θερμική αγωγιμότητα, η δομική αντοχή και οι περιορισμοί ταχύτητας λόγω της ισχυρής σύνδεσης των αγωγών με τη μεταλλική βάση.

Οι πλάκες από χάλυβα, χαλκό, τιτάνιο, επικαλυμμένες με ρητίνη ή εύτηκτο γυαλί χρησιμοποιούνται ευρέως. Ωστόσο, το πιο προηγμένο σε μια σειρά ενδείξεων είναι το ανοδιωμένο αλουμίνιο και τα κράματά του με ένα αρκετά παχύ στρώμα οξειδίου. Το ανοδιωμένο αλουμίνιο χρησιμοποιείται επίσης για πολυστρωματική διάταξη PCB λεπτής μεμβράνης.

Η χρήση βάσεων με σύνθετη σύνθετη δομή, συμπεριλαμβανομένων μεταλλικών αποστατών, καθώς και βάσεων από θερμοπλαστικά, σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων είναι πολλά υποσχόμενη.

Οι βάσεις PTFE με fiberglass χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα υψηλής ταχύτητας. Διάφορες σύνθετες βάσεις από "Kevlar and quartz" καθώς και χαλκός - Invar - χαλκός χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις όπου είναι απαραίτητο να υπάρχει συντελεστής θερμικής διαστολής κοντά στον συντελεστή διαστολής του οξειδίου του αλουμινίου, για παράδειγμα, στην περίπτωση τοποθέτησης διαφόρων κεραμικών κρυσταλλικούς φορείς (μικροθήκες) σε σανίδα. Σύνθετα υποστρώματα με βάση πολυιμίδιο χρησιμοποιούνται κυρίως σε κυκλώματα υψηλής ισχύος ή σε εφαρμογές PCB υψηλής θερμοκρασίας.

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 συνηθισμένο υλικό για την παραγωγή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων. Η εταιρεία μας προμηθεύει τους παρακάτω τύπουςυλικά 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.

Τώρα η πλειοψηφία ηλεκτρονικά κυκλώματαεκτελούνται με χρήση πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Χρησιμοποιώντας τεχνολογίες κατασκευής τυπωμένων κυκλωμάτων, παράγονται επίσης προκατασκευασμένα εξαρτήματα μικροηλεκτρονικής - υβριδικές μονάδες που περιέχουν εξαρτήματα διαφόρων λειτουργικών σκοπών και βαθμών ολοκλήρωσης. Οι πολυστρωματικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων και τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα με υψηλό βαθμό ολοκλήρωσης καθιστούν δυνατή τη μείωση του βάρους και των χαρακτηριστικών μεγέθους των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και των εξαρτημάτων υπολογιστών. Τώρα η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος είναι πάνω από εκατό ετών.

Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος

Αυτό (στα αγγλικά PCB - πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος)- μια πλάκα από ηλεκτρικό μονωτικό υλικό (getinax, textolite, fiberglass και άλλα παρόμοια διηλεκτρικά), στην επιφάνεια της οποίας υπάρχουν κατά κάποιο τρόπο λεπτές ηλεκτρικά αγώγιμες λωρίδες (τυπωμένοι αγωγοί) με επιθέματα επαφής για τη σύνδεση τοποθετημένων ραδιοστοιχείων, συμπεριλαμβανομένων μονάδων και ολοκληρωμένων κυκλωμάτων εφαρμοσμένος. Η διατύπωση αυτή λαμβάνεται κατά λέξη από το Λεξικό του Πολυτεχνείου.

Υπάρχει μια πιο καθολική διατύπωση:

Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος αναφέρεται σε ένα σχέδιο σταθερών ηλεκτρικών διασυνδέσεων σε μια μονωτική βάση.

Τα κύρια δομικά στοιχεία μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος είναι μια διηλεκτρική βάση (άκαμπτη ή εύκαμπτη) στην επιφάνεια της οποίας βρίσκονται οι αγωγοί. Η διηλεκτρική βάση και οι αγωγοί είναι στοιχεία απαραίτητα και επαρκή ώστε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος να είναι πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Για να εγκαταστήσετε εξαρτήματα και να τα συνδέσετε σε αγωγούς, χρησιμοποιήστε πρόσθετα στοιχεία: μαξιλαράκια επαφής, μεταβατικές επιμεταλλωμένες οπές και οπές στερέωσης, ελάσματα σύνδεσης, περιοχές για αφαίρεση θερμότητας, επιφάνειες θωράκισης και ρεύματος κ.λπ.

Η μετάβαση στις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων σηματοδότησε ένα ποιοτικό άλμα στον τομέα του σχεδιασμού ηλεκτρονικού εξοπλισμού. Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος συνδυάζει τις λειτουργίες ενός φορέα ραδιοστοιχείων και την ηλεκτρική σύνδεση τέτοιων στοιχείων. Η τελευταία λειτουργία δεν μπορεί να εκτελεστεί εάν δεν παρέχεται επαρκές επίπεδο αντίστασης μόνωσης μεταξύ των αγωγών και άλλων αγώγιμων στοιχείων της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Επομένως, το υπόστρωμα PCB πρέπει να λειτουργεί ως μονωτικό.

Ιστορική αναφορά

Κατά τη διάρκεια των δεκαετιών του 1920 και του 1930, εκδόθηκαν πολλά διπλώματα ευρεσιτεχνίας για σχέδια πλακέτας τυπωμένων κυκλωμάτων και μεθόδους κατασκευής τους. Οι πρώτες μέθοδοι κατασκευής πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων παρέμειναν κυρίως προσθετικές (η ανάπτυξη των ιδεών του Thomas Edison). Αλλά στη σύγχρονη μορφή της, η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος εμφανίστηκε χάρη στη χρήση τεχνολογιών που δανείστηκαν από τη βιομηχανία εκτύπωσης. Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος είναι μια απευθείας μετάφραση από τον αγγλικό τυπογραφικό όρο printing plate ("printing plate" ή "matrix"). Ως εκ τούτου, ο Αυστριακός μηχανικός Paul Eisler θεωρείται ο πραγματικός «πατέρας των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων». Ήταν ο πρώτος που κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι τεχνολογίες εκτύπωσης (αφαιρετικές) μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη μαζική παραγωγή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων. Στις αφαιρετικές τεχνολογίες, μια εικόνα σχηματίζεται αφαιρώντας περιττά θραύσματα. Ο Paul Eisler ανέπτυξε την τεχνολογία της γαλβανικής εναπόθεσης φύλλου χαλκού και της χάραξης του με χλωριούχο σίδηρο. Οι τεχνολογίες για τη μαζική παραγωγή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων ήταν σε ζήτηση ήδη κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου. Και από τα μέσα της δεκαετίας του 1950, άρχισε ο σχηματισμός πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων ως εποικοδομητική βάσηραδιοεξοπλισμός όχι μόνο για στρατιωτικούς σκοπούς, αλλά και για οικιακή χρήση.

Υλικά PCB

Βασικά διηλεκτρικά για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων

Η γνώση των παραμέτρων των υλικών για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, τόσο μονοστρωματικών όσο και πολυστρωματικών, είναι σημαντική για όλους όσους εμπλέκονται στη χρήση τους, ειδικά για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων για συσκευές με αυξημένη ταχύτητα και μικροκύματα. 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%.

Tg - θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού (καταστροφή δομής)

Dk - διηλεκτρική σταθερά

Βασικά διηλεκτρικά για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων μικροκυμάτων

Τα τυπικά σχέδια πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων βασίζονται στη χρήση τυπικού τύπου fiberglass FR4, με θερμοκρασία λειτουργίας από –50 έως +110 °C και θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού Tg (μαλάκωμα) περίπου 135 °C.
Εάν υπάρχουν αυξημένες απαιτήσεις για αντοχή στη θερμότητα ή κατά την τοποθέτηση σανίδων σε φούρνο τεχνολογίας χωρίς μόλυβδο (t έως 260 °C), σε υψηλή θερμοκρασία FR4 Υψηλό Tgή FR5.
Εάν υπάρχουν απαιτήσεις για συνεχή λειτουργία σε υψηλές θερμοκρασίες ή με απότομες 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 σανίδες με Κυκλώματα μικροκυμάτων(πάνω από 2 GHz) χρησιμοποιούνται ξεχωριστά στρώματα υλικό μικροκυμάτων, ή η πλακέτα είναι εξ ολοκλήρου κατασκευασμένη από υλικό μικροκυμάτων. Οι πιο γνωστοί προμηθευτές ειδικών υλικών είναι οι Rogers, Arlon, Taconic, Dupont. Το κόστος αυτών των υλικών είναι υψηλότερο από το FR4 και εμφανίζεται υπό όρους στην προτελευταία στήλη του πίνακα σε σχέση με το κόστος του FR4.

*Dk- τη διηλεκτρική σταθερά

Dk - διηλεκτρική σταθερά

Επιστρώσεις επιφανειών PCB

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 περισσότερα σύγχρονες επιστρώσεις, κατά κανόνα, συμβατό 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.

Πιθανές επιλογές για την κάλυψη τοποθεσιών MPP βρίσκονται στον Πίνακα 7.

Το HASL χρησιμοποιείται παντού εκτός εάν απαιτείται διαφορετικά.

Εμβάπτιση (χημική) επιχρύσωσηχρησιμοποιείται για να παρέχει μια πιο ομοιόμορφη επιφάνεια σανίδας (αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τα τακάκια BGA), αλλά έχει ελαφρώς χαμηλότερη ικανότητα συγκόλλησης. Η συγκόλληση σε φούρνο πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας περίπου την ίδια τεχνολογία με το HASL, αλλά χειροκόλλησηαπαιτεί 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).

Κασσίτερο εμβάπτισηςπαρέχει επίπεδη επιφάνειακαι καλή ικανότητα συγκόλλησης, αν και έχει επίσης περιορισμένη διάρκεια ζωής για τη συγκόλληση. Το αμόλυβδο HAL έχει τις ίδιες ιδιότητες με το HAL που περιέχει μόλυβδο, αλλά η σύνθεση συγκόλλησης είναι περίπου 99,8% κασσίτερος και 0,2% πρόσθετα.

Επαφές σύνδεσης λεπίδαςπου υπόκεινται σε τριβή κατά τη λειτουργία της σανίδας επικαλύπτονται 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.

Σημείωση: Όλες οι επιστρώσεις εκτός από το HASL είναι συμβατές με RoHS και κατάλληλες για συγκόλληση χωρίς μόλυβδο.

Προστατευτικά και άλλα είδη επιστρώσεων πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος

Οι προστατευτικές επιστρώσεις χρησιμοποιούνται για τη μόνωση επιφανειών αγωγών που δεν προορίζονται για συγκόλληση.

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

1. Μάσκα ύλης συγκολλήσεως - 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 όταν χρησιμοποιείται ειδικούς τύπουςμάσκες).
2. Σήμανση - εφαρμόζεται στον πίνακα με χρώμα πάνω από μια μάσκα για να απλοποιηθεί η αναγνώριση της ίδιας της πλακέτας και των εξαρτημάτων που βρίσκονται σε αυτήν.
3. Μάσκα απολέπισης - εφαρμόζεται σε συγκεκριμένες περιοχές της πλακέτας 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.
4. Επίστρωση επαφής άνθρακα - εφαρμόζεται σε ορισμένα σημεία στον πίνακα ως πεδία επαφής για πληκτρολόγια. Η επίστρωση έχει καλή αγωγιμότητα, δεν οξειδώνεται και είναι ανθεκτική στη φθορά.
5. Στοιχεία αντίστασης στον γραφίτη - μπορεί να εφαρμοστεί στην επιφάνεια της πλακέτας για να εκτελέσει τη λειτουργία των αντιστάσεων. Δυστυχώς, η ακρίβεια των ονομασιών είναι χαμηλή - όχι μεγαλύτερη από ±20% (με ρύθμιση λέιζερ - έως 5%).
6. 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.

Σχεδιασμός PCB

Ο πιο μακρινός προκάτοχος των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων είναι το συνηθισμένο σύρμα, πιο συχνά μονωμένο. Είχε ένα σημαντικό ελάττωμα. Σε συνθήκες υψηλών κραδασμών απαιτήθηκε η χρήση πρόσθετων μηχανικών στοιχείων για τη στερέωσή του στο εσωτερικό του REA. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν φορείς στους οποίους τοποθετήθηκαν ραδιοστοιχεία, τα ίδια τα ραδιοστοιχεία και δομικά στοιχεία για ενδιάμεσες συνδέσεις και καλώδια στερέωσης. Πρόκειται για ογκομετρική εγκατάσταση.

Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων είναι απαλλαγμένες από αυτές τις ελλείψεις. Οι αγωγοί τους είναι στερεωμένοι στην επιφάνεια, η θέση τους είναι σταθερή, γεγονός που καθιστά δυνατό τον υπολογισμό των αμοιβαίων συνδέσεών τους. Κατ' αρχήν, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων προσεγγίζουν πλέον επίπεδες δομές.

Επί αρχικό στάδιοεφαρμογές, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων είχαν αγώγιμες τροχιές μονής ή διπλής όψης.

PCB μονής όψης- πρόκειται για μια πλάκα στη μία πλευρά της οποίας υπάρχουν κατασκευασμένοι αγωγοί σε έντυπη μορφή. Στις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων διπλής όψης, οι αγωγοί καταλάμβαναν επίσης την άδεια πίσω πλευρά της πλάκας. Και για τη σύνδεση τους προτάθηκε διάφορες επιλογές, μεταξύ των οποίων οι επιμεταλλωμένες οπές μετάβασης είναι πιο διαδεδομένες. Θραύσματα του σχεδιασμού των απλούστερων πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων μονής και διπλής όψης φαίνονται στο Σχ. 1.

PCB διπλής όψης- η χρήση τους αντί για μονόπλευρες ήταν το πρώτο βήμα για τη μετάβαση από επίπεδο σε όγκο. Εάν αφαιρέσουμε τους εαυτούς μας (απορρίψουμε διανοητικά το υπόστρωμα της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος διπλής όψης), έχουμε μια τρισδιάστατη δομή αγωγών. Παρεμπιπτόντως, αυτό το βήμα έγινε αρκετά γρήγορα. Η εφαρμογή του Albert Hanson υπέδειξε ήδη τη δυνατότητα τοποθέτησης αγωγών και στις δύο πλευρές του υποστρώματος και σύνδεσης τους χρησιμοποιώντας διαμπερείς οπές.

Ρύζι. 1. Θραύσματα σχεδίασης πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων α) μονής όψης και 6) διπλής όψης: 1 - οπή στερέωσης, 2 - μαξιλαράκι επαφής, 3 - αγωγός, 4 - διηλεκτρικό υπόστρωμα, 5 - μεταλλική οπή μετάβασης

Η περαιτέρω ανάπτυξη της ηλεκτρονικής - μικροηλεκτρονικής οδήγησε στη χρήση εξαρτημάτων πολλαπλών ακίδων (τα τσιπ μπορεί να έχουν περισσότερες από 200 ακίδες) και ο αριθμός των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων αυξήθηκε. Με τη σειρά της, η χρήση ψηφιακών μικροκυκλωμάτων και η αύξηση της απόδοσής τους οδήγησαν σε αυξημένες απαιτήσεις θωράκισης και διανομής ισχύος στα εξαρτήματα, για τα οποία περιλαμβάνονταν ειδικά προστατευτικά αγώγιμα στρώματα σε πολυστρωματικές πλακέτες ψηφιακών συσκευών (για παράδειγμα, υπολογιστές). Όλα αυτά οδήγησαν σε αύξηση των διασυνδέσεων και της πολυπλοκότητάς τους, γεγονός που είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση του αριθμού των στρωμάτων. Στις σύγχρονες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων μπορεί να είναι πολύ περισσότερο από δέκα. Κατά μία έννοια, το πολυστρωματικό PCB έχει αποκτήσει όγκο.

Σχεδιασμός πολυστρωματικών PCB

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.

Οι πολυστρωματικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων αντιπροσωπεύουν πλέον τα δύο τρίτα της παγκόσμιας παραγωγής πλακέτας τυπωμένων κυκλωμάτων από άποψη τιμής, αν και από ποσοτική άποψη είναι κατώτερες από τις πλακέτες μονής και διπλής όψης.

Ένα σχηματικό (απλοποιημένο) τμήμα του σχεδιασμού μιας σύγχρονης πολυστρωματικής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος φαίνεται στο Σχ. 2. Οι αγωγοί σε τέτοιες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων τοποθετούνται όχι μόνο στην επιφάνεια, αλλά και στον όγκο του υποστρώματος. Ταυτόχρονα, διατηρήθηκε η διάταξη στρώσεων των αγωγών μεταξύ τους (συνέπεια της χρήσης τεχνολογιών επίπεδης εκτύπωσης). Η επίστρωση υπάρχει αναπόφευκτα στα ονόματα των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων και των στοιχείων τους - μονής όψης, διπλής όψης, πολλαπλών στρώσεων κ.λπ. Η επίστρωση αντικατοπτρίζει στην πραγματικότητα το σχεδιασμό και τις τεχνολογίες κατασκευής των πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων που αντιστοιχούν σε αυτό το σχέδιο.

Ρύζι. 2. Τεμάχιο του σχεδίου μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος πολλαπλών στρώσεων: 1 - μέσω επιμεταλλωμένης οπής, 2 - τυφλή μικροβία, 3 - κρυφή μικροβία, 4 - στρώσεις, 5 - κρυφές οπές ενδιάμεσων στρωμάτων, 6 - επιθέματα επαφής

Στην πραγματικότητα, ο σχεδιασμός των πολυστρωματικών πλακών τυπωμένου κυκλώματος διαφέρει από εκείνους που φαίνονται στο Σχ. 2.

Όσον αφορά τη δομή του, τα MPP είναι πολύ πιο περίπλοκα από τις πλακέτες διπλής όψης, όπως και η τεχνολογία παραγωγής τους είναι πολύ πιο περίπλοκη. Και η ίδια η δομή τους διαφέρει σημαντικά από αυτή που φαίνεται στο Σχ. 2. Περιλαμβάνουν πρόσθετα στρώματα θωράκισης (γείωσης και ισχύος), καθώς και πολλά στρώματα σήματος.

Στην πραγματικότητα μοιάζουν με αυτό:

α) Σχηματικά	Για να εξασφαλιστεί η εναλλαγή μεταξύ των επιπέδων MPP, χρησιμοποιούνται ενδιάμεσες διόδους και μικροβιώσεις (Εικ. 3.α. Οι ενδιάμεσες μεταβάσεις μπορούν να γίνουν με τη μορφή διαμπερών οπών που συνδέουν τα εξωτερικά στρώματα μεταξύ τους και με τα εσωτερικά στρώματα. Χρησιμοποιούνται επίσης τυφλά και κρυφά περάσματα. Το blind via είναι ένα επιμεταλλωμένο κανάλι σύνδεσης ορατό μόνο από την επάνω ή την κάτω πλευρά της πλακέτας. Οι κρυφές διόδους χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση των εσωτερικών στρωμάτων της πλακέτας μεταξύ τους. Η χρήση τους καθιστά δυνατή τη σημαντική απλοποίηση της διάταξης των σανίδων· για παράδειγμα, ένας σχεδιασμός MPP 12 επιπέδων μπορεί να μειωθεί σε ισοδύναμο 8 επιπέδων. εναλλαγή Οι μικροβίες έχουν αναπτυχθεί ειδικά για επιφανειακή τοποθέτηση, σύνδεση μαξιλαριών επαφής και στρώματα σήματος.
γ) για σαφήνεια στην τρισδιάστατη προβολή	Για την κατασκευή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων, πολλά διηλεκτρικά πλαστικοποιημένα με φύλλο αλουμινίου συνδέονται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας αυτοκόλλητα παρεμβύσματα - προεμποτίσματα. Στο Σχήμα 3.γ το prepreg φαίνεται με λευκό. Το Prepreg κολλάει μεταξύ τους τα στρώματα μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος πολλαπλών στρώσεων κατά τη θερμική πίεση. Το συνολικό πάχος των πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων αυξάνεται δυσανάλογα γρήγορα με τον αριθμό των στρωμάτων σήματος. Από αυτή την άποψη, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η μεγάλη αναλογία του πάχους της σανίδας προς τη διάμετρο των διαμπερών οπών, η οποία είναι μια πολύ αυστηρή παράμετρος για τη διαδικασία της διαμεταλλοποίησης των οπών. Ωστόσο, ακόμη και αν λάβουμε υπόψη τις δυσκολίες στην τοποθέτηση μικρών οπών, οι κατασκευαστές πολυστρωματικών PCB προτιμούν να το επιτύχουν υψηλής πυκνότηταςεγκατάσταση λόγω μεγαλύτερου αριθμού σχετικά φθηνών στρωμάτων αντί για μικρότερο αριθμό στρωμάτων υψηλής πυκνότητας αλλά, κατά συνέπεια, ακριβότερων στρωμάτων.
Με) Σχέδιο 3	Το Σχήμα 3.γ δείχνει μια κατά προσέγγιση δομή των στρωμάτων μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος πολλαπλών στρώσεων, υποδεικνύοντας το πάχος τους.

Vladimir Urazaev [L.12]πιστεύει ότι η ανάπτυξη σχεδίων και τεχνολογιών στη μικροηλεκτρονική προχωρά σύμφωνα με τον αντικειμενικά υπάρχοντα νόμο της ανάπτυξης τεχνικών συστημάτων: προβλήματα που σχετίζονται με την τοποθέτηση ή την κίνηση των αντικειμένων επιλύονται μετακινώντας από ένα σημείο σε μια γραμμή, από μια γραμμή σε μια επίπεδο, από επίπεδο σε τρισδιάστατο χώρο.

Νομίζω ότι οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων θα πρέπει να υπακούουν σε αυτόν τον νόμο. Υπάρχει μια πιθανή δυνατότητα υλοποίησης τέτοιων πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών επιπέδων (απείρου επιπέδου). Αυτό αποδεικνύεται από την πλούσια εμπειρία χρήσης τεχνολογιών λέιζερ στην παραγωγή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων, την εξίσου πλούσια εμπειρία χρήσης στερεολιθογραφίας λέιζερ για σχηματισμό τρισδιάστατων αντικειμένων από πολυμερή, την τάση αύξησης της θερμικής αντίστασης των βασικών υλικών κ.λπ. Προφανώς , τέτοια προϊόντα θα πρέπει να ονομάζονται αλλιώς. Δεδομένου ότι ο όρος "πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος" δεν θα αντικατοπτρίζει πλέον ούτε το εσωτερικό τους περιεχόμενο ούτε την τεχνολογία κατασκευής τους.

Ίσως συμβεί αυτό.

Αλλά μου φαίνεται ότι τα τρισδιάστατα σχέδια στο σχεδιασμό των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων είναι ήδη γνωστά - πρόκειται για πολυστρωματικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων. Και η ογκομετρική εγκατάσταση ηλεκτρονικών εξαρτημάτων με τη θέση των μαξιλαριών επαφής σε όλες τις επιφάνειες των εξαρτημάτων ραδιοφώνου μειώνει την κατασκευαστική ικανότητα της εγκατάστασής τους, την ποιότητα των διασυνδέσεων και περιπλέκει τη δοκιμή και τη συντήρησή τους.

Το μέλλον θα δείξει!

Ευέλικτες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων

Για τους περισσότερους ανθρώπους, μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος είναι απλώς μια άκαμπτη πλάκα με ηλεκτρικά αγώγιμες διασυνδέσεις.

Οι άκαμπτες πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος είναι το πιο δημοφιλές προϊόν που χρησιμοποιείται στα ραδιοηλεκτρονικά, το οποίο σχεδόν όλοι γνωρίζουν.

Υπάρχουν όμως και ευέλικτες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, οι οποίες διευρύνουν ολοένα και περισσότερο το φάσμα των εφαρμογών τους. Ένα παράδειγμα είναι τα λεγόμενα ευέλικτα τυπωμένα καλώδια (loops). Τέτοιες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων εκτελούν περιορισμένο εύρος λειτουργιών (η λειτουργία ενός υποστρώματος για ραδιοστοιχεία αποκλείεται). Χρησιμεύουν για να συνδυάσουν συμβατικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, αντικαθιστώντας τις ιμάντες. Οι εύκαμπτες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων αποκτούν ελαστικότητα λόγω του γεγονότος ότι το πολυμερές «υπόστρωμά» τους βρίσκεται σε εξαιρετικά ελαστική κατάσταση. Οι εύκαμπτες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων έχουν δύο βαθμούς ελευθερίας. Μπορούν ακόμη και να διπλωθούν σε λωρίδα Mobius.

Σχέδιο 4

Ένας ή ακόμη και δύο βαθμοί ελευθερίας, αλλά πολύ περιορισμένη ελευθερία, μπορούν επίσης να δοθούν σε συμβατικές άκαμπτες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, στις οποίες η πολυμερής μήτρα του υποστρώματος βρίσκεται σε άκαμπτη, υαλώδη κατάσταση. Αυτό επιτυγχάνεται με τη μείωση του πάχους του υποστρώματος. Ένα από τα πλεονεκτήματα των ανακουφιστικών πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων που κατασκευάζονται από λεπτά διηλεκτρικά είναι η δυνατότητα να τους προσδίδουν «στρογγυλότητα». Έτσι, καθίσταται δυνατός ο συντονισμός του σχήματός τους και του σχήματος των αντικειμένων (βλήματα, διαστημικά αντικείμενακ.λπ.) στο οποίο μπορούν να τοποθετηθούν. Το αποτέλεσμα είναι μια σημαντική εξοικονόμηση στον εσωτερικό όγκο των προϊόντων.

Το σημαντικό τους μειονέκτημα είναι ότι όσο αυξάνεται ο αριθμός των στρώσεων, η ευελιξία τέτοιων πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων μειώνεται. Και η χρήση συμβατικών άκαμπτων εξαρτημάτων δημιουργεί την ανάγκη να διορθωθεί το σχήμα τους. Επειδή η κάμψη τέτοιων PCB με μη εύκαμπτα εξαρτήματα έχει ως αποτέλεσμα υψηλή μηχανική καταπόνηση στα σημεία όπου συνδέονται με το εύκαμπτο PCB.

Μια ενδιάμεση θέση μεταξύ άκαμπτων και εύκαμπτων πλακών τυπωμένου κυκλώματος καταλαμβάνεται από «αρχαίες» πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, που αποτελούνται από άκαμπτα στοιχεία διπλωμένα σαν ακορντεόν. Τέτοια «ακορντεόν» πιθανώς δημιούργησαν την ιδέα της δημιουργίας πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων. Οι σύγχρονες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων rigid-flex υλοποιούνται με διαφορετικό τρόπο. Μιλάμε κυρίως για πολυστρωματικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων. Μπορούν να συνδυάσουν άκαμπτα και εύκαμπτα στρώματα. Εάν τα εύκαμπτα στρώματα μετακινηθούν πέρα ​​από τα άκαμπτα, μπορείτε να αποκτήσετε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος που αποτελείται από ένα άκαμπτο και εύκαμπτο θραύσμα. Μια άλλη επιλογή είναι να συνδέσετε δύο άκαμπτα θραύσματα με ένα εύκαμπτο.

Η ταξινόμηση των σχεδίων πλακέτας τυπωμένων κυκλωμάτων με βάση τη στρωματοποίηση του αγώγιμου σχεδίου τους καλύπτει τα περισσότερα, αλλά όχι όλα, σχέδια πλακέτας τυπωμένων κυκλωμάτων. Για παράδειγμα, για την παραγωγή πλακών υφαντών κυκλωμάτων ή καλωδίων, ο εξοπλισμός ύφανσης, αντί για την εκτύπωση, αποδείχθηκε κατάλληλος. Τέτοιες «πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων» έχουν ήδη τρεις βαθμούς ελευθερίας. Ακριβώς όπως το συνηθισμένο ύφασμα, μπορούν να πάρουν τα πιο παράξενα σχήματα και σχήματα.

Πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων σε βάση με υψηλή θερμική αγωγιμότητα

ΣΕ Πρόσφατα, υπάρχει αύξηση της παραγωγής θερμότητας ηλεκτρονικές συσκευέςπου σχετίζεται με:

Αυξημένη παραγωγικότητα των υπολογιστικών συστημάτων,

Υψηλές ανάγκες μεταγωγής ισχύος,

Αυξημένη χρήση ηλεκτρονικών εξαρτημάτων με αυξημένη παραγωγή θερμότητας.

Το τελευταίο εκδηλώνεται πιο ξεκάθαρα στην τεχνολογία φωτισμού LED, όπου το ενδιαφέρον για τη δημιουργία πηγών φωτός που βασίζονται σε ισχυρά εξαιρετικά φωτεινά LED έχει αυξηθεί απότομα. Η φωτεινή απόδοση των LED ημιαγωγών έχει ήδη φτάσει τα 100lm/W. Τέτοιες εξαιρετικά φωτεινές λυχνίες LED αντικαθιστούν τους συμβατικούς λαμπτήρες πυρακτώσεως και βρίσκουν την εφαρμογή τους σε όλους σχεδόν τους τομείς της τεχνολογίας φωτισμού: λαμπτήρες οδικού φωτισμού, φωτισμός αυτοκινήτου, φωτισμός έκτακτης ανάγκης, διαφημιστικές πινακίδες, πίνακες LED, ενδείξεις, tickers, φανάρια κ.λπ. Αυτά τα LED έχουν γίνει απαραίτητα σε διακοσμητικά συστήματα φωτισμού και δυναμικού φωτισμού λόγω του μονόχρωμου χρώματος και της ταχύτητας εναλλαγής τους. Είναι επίσης επωφελής η χρήση τους όπου είναι απαραίτητο για αυστηρή εξοικονόμηση ενέργειας, όπου η συχνή συντήρηση είναι ακριβή και όπου οι απαιτήσεις ηλεκτρικής ασφάλειας είναι υψηλές.

Μελέτες δείχνουν ότι περίπου το 65-85% της ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη λειτουργία ενός LED μετατρέπεται σε θερμότητα. Ωστόσο, με την προϋπόθεση ότι τηρούνται οι θερμικές συνθήκες που συνιστώνται από τον κατασκευαστή των LED, η διάρκεια ζωής των LED μπορεί να φτάσει τα 10 χρόνια. Αλλά, εάν παραβιαστούν οι θερμικές συνθήκες (συνήθως αυτό σημαίνει εργασία με θερμοκρασία μετάβασης μεγαλύτερη από 120...125°C), η διάρκεια ζωής του LED μπορεί να μειωθεί κατά 10 φορές! Και εάν οι συνιστώμενες θερμικές συνθήκες παραβιάζονται κατάφωρα, για παράδειγμα, όταν τα LED τύπου εκπομπού είναι ενεργοποιημένα χωρίς ψυγείο για περισσότερα από 5-7 δευτερόλεπτα, το LED μπορεί να αποτύχει κατά την πρώτη ενεργοποίηση. Η αύξηση της θερμοκρασίας μετάβασης, επιπλέον, οδηγεί σε μείωση της φωτεινότητας της λάμψης και μετατόπιση του μήκους κύματος λειτουργίας. Επομένως, είναι πολύ σημαντικό να υπολογίσετε σωστά το θερμικό καθεστώς και, εάν είναι δυνατόν, να διαχέετε τη θερμότητα που παράγεται από το LED όσο το δυνατόν περισσότερο.

Μεγάλοι κατασκευαστές ισχυρά LED, όπως οι Cree, Osram, Nichia, Luxeon, Seoul Semiconductor, Edison Opto κ.λπ., τα κατασκευάζουν εδώ και καιρό με τη μορφή μονάδων LED ή συμπλέγματος σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων με μεταλλική βάση (στη διεθνή ταξινόμηση IMPCB - Insulated Metal Printed Circuit Board, ή AL PCB - πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων σε βάση αλουμινίου).

Εικόνα 5

Αυτές οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων σε βάση αλουμινίου έχουν χαμηλή και σταθερή θερμική αντίσταση, η οποία επιτρέπει, κατά την τοποθέτησή τους σε καλοριφέρ, να διασφαλίζεται απλώς η απομάκρυνση θερμότητας από τη διασταύρωση p-n του LED και να διασφαλίζεται η λειτουργία του καθ' όλη τη διάρκεια ζωής του.

Χαλκός, αλουμίνιο και διάφορα είδη κεραμικών χρησιμοποιούνται ως υλικά με υψηλή θερμική αγωγιμότητα για τις βάσεις τέτοιων τυπωμένων κυκλωμάτων.

Προβλήματα τεχνολογίας βιομηχανικής παραγωγής

Η ιστορία της ανάπτυξης της τεχνολογίας παραγωγής τυπωμένων κυκλωμάτων είναι μια ιστορία βελτίωσης της ποιότητας και υπέρβασης προβλημάτων που προκύπτουν στην πορεία.

Εδώ είναι μερικές από τις λεπτομέρειες του.

Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων που κατασκευάζονται με επιμετάλλωση διαμπερών οπών, παρά την ευρεία χρήση τους, έχουν ένα πολύ σοβαρό μειονέκτημα. Από σχεδιαστική άποψη, ο πιο αδύναμος κρίκος τέτοιων πλακών τυπωμένου κυκλώματος είναι η ένωση των επιμεταλλωμένων στύλων στις οπές και τα αγώγιμα στρώματα (μαξιλάρια επαφής). Η σύνδεση μεταξύ της επιμεταλλωμένης στήλης και του αγώγιμου στρώματος πραγματοποιείται κατά μήκος του άκρου του στρώματος επαφής. Το μήκος της σύνδεσης καθορίζεται από το πάχος του φύλλου χαλκού και είναι συνήθως 35 μικρά ή λιγότερο. Γαλβανική επιμετάλλωσηΤα τοιχώματα των αυλακώσεων προηγούνται από ένα στάδιο χημικής επιμετάλλωσης. Ο χημικός χαλκός, σε αντίθεση με τον γαλβανικό χαλκό, είναι πιο εύθρυπτος. Επομένως, η σύνδεση της επιμεταλλωμένης στήλης με την ακραία επιφάνεια του μαξιλαριού επαφής πραγματοποιείται μέσω ενός ενδιάμεσου υποστρώματος χημικού χαλκού που είναι πιο αδύναμο σε χαρακτηριστικά αντοχής. Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του laminate fiberglass είναι πολύ μεγαλύτερος από αυτόν του χαλκού. Κατά τη διέλευση από τη θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού της εποξειδικής ρητίνης, η διαφορά αυξάνεται απότομα. Κατά τη διάρκεια θερμικών κραδασμών, που υφίσταται μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος για διάφορους λόγους, η σύνδεση υπόκειται σε πολύ μεγάλα μηχανικά φορτία και... σπασίματα. Ως αποτέλεσμα, σπάει ηλεκτρικό κύκλωμακαι η απόδοση είναι μειωμένη ηλεκτρικό διάγραμμα.

Ρύζι. 6. Φιαλίδια ενδιάμεσων στρωμάτων σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων: α) χωρίς διηλεκτρική υποκοπή, 6) με διηλεκτρική υποκοπή 1 - διηλεκτρικό, 2 - επίθεμα επαφής του εσωτερικού στρώματος, 3 - χημικός χαλκός, 4 - γαλβανικός χαλκός

Ρύζι. 7. Θραύσμα σχεδίου πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος πολλαπλών στρώσεων κατασκευασμένο από κτίσμα στρώμα-στρώμα: 1 - διασταύρωση με ενδιάμεσο στρώμα, 2 - αγωγός εσωτερικής στρώσης, 3 - μαξιλαράκι στερέωσης, 4 - αγωγός εξωτερικού στρώματος, 5 - διηλεκτρικές στρώσεις

Σε πολυστρωματικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, η αύξηση της αξιοπιστίας των εσωτερικών συνδέσεων μπορεί να επιτευχθεί με την εισαγωγή μιας πρόσθετης λειτουργίας - υποκοπής ( μερική αφαίρεση) διηλεκτρικό σε vias πριν από την επιμετάλλωση. Σε αυτή την περίπτωση, η σύνδεση των επιμεταλλωμένων στύλων με τακάκια επαφής πραγματοποιείται όχι μόνο στο άκρο, αλλά και εν μέρει κατά μήκος των εξωτερικών δακτυλιοειδών ζωνών αυτών των μαξιλαριών (Εικ. 6).

Μεγαλύτερη αξιοπιστία των επιμεταλλωμένων πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων επιτεύχθηκε χρησιμοποιώντας την τεχνολογία κατασκευής πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων χρησιμοποιώντας τη μέθοδο δόμησης στρώμα-προς-στρώμα (Εικ. 7). Συνδέσεις μεταξύ αγώγιμων στοιχείων τυπωμένα στρώματαΣε αυτή τη μέθοδο, πραγματοποιούνται με γαλβανική ανάπτυξη χαλκού στις οπές του μονωτικού στρώματος. Σε αντίθεση με τη μέθοδο της επιμετάλλωσης των διαμπερών οπών, στην περίπτωση αυτή οι οπές γεμίζουν εξ ολοκλήρου με χαλκό. Η περιοχή σύνδεσης μεταξύ των αγώγιμων στρωμάτων γίνεται πολύ μεγαλύτερη και η γεωμετρία είναι διαφορετική. Το να σπάσεις τέτοιες συνδέσεις δεν είναι τόσο εύκολο. Ωστόσο, αυτή η τεχνολογία απέχει πολύ από την ιδανική. Η μετάβαση "γαλβανικός χαλκός - χημικός χαλκός - γαλβανικός χαλκός" παραμένει ακόμα.

Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων που κατασκευάζονται με επιμετάλλωση διαμπερών οπών πρέπει να αντέχουν σε τουλάχιστον τέσσερις (τουλάχιστον τρεις πολυστρωματικές) επανασυγκολλήσεις. Οι ανάγλυφες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων επιτρέπουν πολύ μεγαλύτερο αριθμό επανασυγκολλήσεων (έως 50). Σύμφωνα με τους προγραμματιστές, οι επιμεταλλωμένες διόδους στις ανάγλυφες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων δεν μειώνουν, αλλά αυξάνουν την αξιοπιστία τους. Τι προκάλεσε ένα τόσο απότομο ποιοτικό άλμα; Η απάντηση είναι απλή. Στην τεχνολογία κατασκευής ανάγλυφων πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων, τα αγώγιμα στρώματα και οι επιμεταλλωμένες στήλες που τα συνδέουν υλοποιούνται σε έναν ενιαίο τεχνολογικό κύκλο (ταυτόχρονα). Επομένως, δεν υπάρχει μετάβαση "γαλβανικός χαλκός - χημικός χαλκός - γαλβανικός χαλκός". Αλλά ένα τόσο υψηλό αποτέλεσμα επιτεύχθηκε ως αποτέλεσμα της εγκατάλειψης της πιο διαδεδομένης τεχνολογίας για την κατασκευή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων, ως αποτέλεσμα της μετάβασης σε διαφορετικό σχέδιο. Δεν συνιστάται να εγκαταλείψετε τη μέθοδο της επιμετάλλωσης των διαμπερών οπών για πολλούς λόγους.

Πώς να είσαι;

Η ευθύνη για το σχηματισμό ενός στρώματος φραγμού στη διασταύρωση των άκρων των μαξιλαριών επαφής και των επιμεταλλωμένων εμβόλων βαρύνει κυρίως τους τεχνολόγους. Κατάφεραν να λύσουν αυτό το πρόβλημα. Επαναστατικές αλλαγές στην τεχνολογία κατασκευής πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων έχουν γίνει με μεθόδους άμεσης επιμετάλλωσης οπών, η οποία εξαλείφει το στάδιο της χημικής επιμετάλλωσης, περιοριζόμενη μόνο στην προκαταρκτική ενεργοποίηση της επιφάνειας. Επιπλέον, οι διαδικασίες άμεσης επιμετάλλωσης εφαρμόζονται με τέτοιο τρόπο ώστε ένα αγώγιμο φιλμ να εμφανίζεται μόνο όπου χρειάζεται - στην επιφάνεια του διηλεκτρικού. Κατά συνέπεια, το στρώμα φραγμού στις επιμεταλλωμένες διόδους των πλακών τυπωμένου κυκλώματος που κατασκευάζονται με άμεση επιμετάλλωση οπών απλώς απουσιάζει. Δεν είναι, όμορφος τρόποςεπίλυση μιας τεχνικής αντίφασης;

Ήταν επίσης δυνατό να ξεπεραστεί η τεχνική αντίφαση που σχετίζεται με τη μεταλλοποίηση vias. Οι επιμεταλλωμένες τρύπες μπορεί να γίνουν αδύναμος κρίκος στις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων για έναν άλλο λόγο. Το πάχος της επίστρωσης στα τοιχώματα των αυλακώσεων θα πρέπει ιδανικά να είναι ομοιόμορφο σε όλο το ύψος τους. Διαφορετικά, ανακύπτουν και πάλι προβλήματα αξιοπιστίας. Η φυσική χημεία των διεργασιών ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης αντισταθμίζει αυτό. Το ιδανικό και πραγματικό προφίλ επίστρωσης σε επιμεταλλωμένα στόμια φαίνονται στο Σχ. 5. Το πάχος της επίστρωσης στο βάθος της οπής είναι συνήθως μικρότερο από ό,τι στην επιφάνεια. Οι λόγοι είναι πολύ διαφορετικοί: ανομοιόμορφη πυκνότητα ρεύματος, καθοδική πόλωση, ανεπαρκής ταχύτητα ανταλλαγής ηλεκτρολυτών, κ.λπ. Στις σύγχρονες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, η διάμετρος των οπών μετάβασης που πρόκειται να επιμεταλλωθούν έχει ήδη ξεπεράσει τα 100 μικρά και η αναλογία ύψους προς διάμετρο οπής σε ορισμένες περιπτώσεις φτάνει το 20:1. Η κατάσταση έχει γίνει εξαιρετικά περίπλοκη. Οι φυσικές μέθοδοι (χρησιμοποιώντας υπερήχους, αύξηση της έντασης της ανταλλαγής υγρών στις οπές των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων κ.λπ.) έχουν ήδη εξαντλήσει τις δυνατότητές τους. Ακόμη και το ιξώδες του ηλεκτρολύτη αρχίζει να παίζει σημαντικό ρόλο.

Ρύζι. 8. Διατομή επιμεταλλωμένης οπής σε πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. 1 - διηλεκτρικό, 2 - ιδανικό προφίλ επιμετάλλωσης των τοιχωμάτων των οπών, 3 - πραγματικό προφίλ επιμετάλλωσης των τοιχωμάτων των οπών,
4 - αντισταθείτε

Παραδοσιακά, αυτό το πρόβλημα έχει λυθεί με τη χρήση ηλεκτρολυτών με πρόσθετα ισοπέδωσης που προσροφούνται σε περιοχές όπου η πυκνότητα ρεύματος είναι μεγαλύτερη. Η ρόφηση τέτοιων προσθέτων είναι ανάλογη με την πυκνότητα ρεύματος. Τα πρόσθετα δημιουργούν ένα στρώμα φραγμού για την εξουδετέρωση της υπερβολικής επένδυσης σε αιχμηρές άκρες και παρακείμενες περιοχές (πιο κοντά στην επιφάνεια της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος).

Μια άλλη λύση σε αυτό το πρόβλημα ήταν θεωρητικά γνωστή εδώ και πολύ καιρό, αλλά στην πράξη ήταν δυνατή η εφαρμογή της πολύ πρόσφατα - αφού κατακτήθηκε η βιομηχανική παραγωγή τροφοδοτικών μεταγωγής υψηλής ισχύος. Αυτή η μέθοδος βασίζεται στη χρήση παλμικής (αντίστροφης) λειτουργίας τροφοδοσίας για γαλβανικά λουτρά. Τις περισσότερες φορές, παρέχεται συνεχές ρεύμα. Σε αυτή την περίπτωση, εμφανίζεται εναπόθεση επικάλυψης. Το αντίστροφο ρεύμα παρέχεται στη μειοψηφία του χρόνου. Ταυτόχρονα, η εναποτιθέμενη επίστρωση διαλύεται. Η ανομοιόμορφη πυκνότητα ρεύματος (περισσότερο σε αιχμηρές γωνίες) σε αυτή την περίπτωση φέρνει μόνο οφέλη. Για το λόγο αυτό, η διάλυση της επικάλυψης συμβαίνει πρώτα και σε μεγαλύτερο βαθμό στην επιφάνεια της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Αυτή η τεχνική λύση χρησιμοποιεί ένα ολόκληρο «μπουκέτο» τεχνικών για την επίλυση τεχνικών αντιφάσεων: χρησιμοποιήστε μια εν μέρει περιττή ενέργεια, μετατρέποντας τη βλάβη σε όφελος, εφαρμόστε μια μετάβαση από μια συνεχή διαδικασία σε μια παλμική, κάντε το αντίθετο κ.λπ. Και το αποτέλεσμα που λαμβάνεται αντιστοιχεί σε αυτό το "μπουκέτο". Με έναν ορισμένο συνδυασμό της διάρκειας των προς τα εμπρός και αντίστροφων παλμών, είναι ακόμη δυνατό να ληφθεί ένα πάχος επίστρωσης στο βάθος της οπής που είναι μεγαλύτερο από ό,τι στην επιφάνεια της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αυτή η τεχνολογία έχει αποδειχτεί απαραίτητη για την πλήρωση των τυφλών αυλακώσεων με μέταλλο (κοινό χαρακτηριστικό των σύγχρονων πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων), λόγω του οποίου η πυκνότητα διασύνδεσης στο PCB διπλασιάζεται περίπου.

Τα προβλήματα που σχετίζονται με την αξιοπιστία των επιμεταλλωμένων αγωγών σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων είναι τοπικού χαρακτήρα. Κατά συνέπεια, οι αντιφάσεις που προκύπτουν στη διαδικασία ανάπτυξής τους σε σχέση με τις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων στο σύνολό τους δεν είναι επίσης καθολικές. Παρόλο που τέτοιες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων καταλαμβάνουν τη μερίδα του λέοντος στην αγορά για όλες τις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων.

Επίσης, στη διαδικασία ανάπτυξης λύνονται και άλλα προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι τεχνολόγοι, αλλά οι καταναλωτές δεν τα σκέφτονται καν. Προμηθεύουμε πολυστρωματικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων για τις ανάγκες μας και τις χρησιμοποιούμε.

Μικρομικρογραφία

Στο αρχικό στάδιο, τα ίδια εξαρτήματα τοποθετήθηκαν σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων που χρησιμοποιήθηκαν για ογκομετρική εγκατάσταση ηλεκτρονικών συσκευών, αν και με κάποια τροποποίηση των ακίδων για μείωση του μεγέθους τους. Αλλά τα πιο κοινά εξαρτήματα θα μπορούσαν να εγκατασταθούν σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων χωρίς τροποποίηση.

Με την εμφάνιση των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων, κατέστη δυνατή η μείωση του μεγέθους των εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται στις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, γεγονός που με τη σειρά του οδήγησε σε μείωση των τάσεων λειτουργίας και των ρευμάτων που καταναλώνονται από αυτά τα στοιχεία. Από το 1954, το Υπουργείο Ηλεκτροπαραγωγών Σταθμών και Ηλεκτρικής Βιομηχανίας παρήγαγε μαζικά τον φορητό ραδιοφωνικό δέκτη σωλήνα Dorozhny, ο οποίος χρησιμοποιούσε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.

Με την εμφάνιση μικροσκοπικών συσκευών ενισχυτών ημιαγωγών - τρανζίστορ, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων άρχισαν να κυριαρχούν στις οικιακές συσκευές και λίγο αργότερα στη βιομηχανία, και με την εμφάνιση θραυσμάτων ηλεκτρονικών κυκλωμάτων - λειτουργικών μονάδων και μικροκυκλωμάτων - συνδυασμένα σε ένα τσιπ, ο σχεδιασμός τους έχει ήδη προβλεφθεί για την εγκατάσταση αποκλειστικά μη τυπωμένων κυκλωμάτων.

Με τη συνεχή μείωση του μεγέθους των ενεργών και παθητικών εξαρτημάτων, έχει προκύψει μια νέα ιδέα - η «μικρομικρογραφία».

Στα ηλεκτρονικά εξαρτήματα, αυτό είχε ως αποτέλεσμα την εμφάνιση των LSI και VLSI που περιέχουν πολλά εκατομμύρια τρανζίστορ. Η εμφάνισή τους ανάγκασε μια αύξηση στον αριθμό των εξωτερικών συνδέσεων (δείτε την επιφάνεια επαφής του επεξεργαστή γραφικών στο Σχήμα 9.a), η οποία με τη σειρά της προκάλεσε μια επιπλοκή στη διάταξη των αγώγιμων γραμμών, η οποία φαίνεται στο Σχήμα 9.β.

Ένας τέτοιος πίνακας GPU και ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣεπίσης - τίποτα περισσότερο από μια μικρή πολυστρωματική πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος στην οποία βρίσκεται το ίδιο το τσιπ του επεξεργαστή, η καλωδίωση των συνδέσεων μεταξύ των ακίδων του τσιπ και του πεδίου επαφής και εξωτερικά στοιχεία (συνήθως πυκνωτές φίλτρου του συστήματος διανομής ισχύος).

Εικόνα 9

Και μην σας φαίνεται σαν αστείο, η CPU του 2010 από την Intel ή την AMD είναι επίσης μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, και μάλιστα πολυστρωματική.

Εικόνα 9α

Η ανάπτυξη των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων, καθώς και του ηλεκτρονικού εξοπλισμού γενικότερα, είναι μια γραμμή μείωσης των στοιχείων του. συμπίεση τους στην τυπωμένη επιφάνεια, καθώς και μείωση ηλεκτρονικών στοιχείων. Σε αυτήν την περίπτωση, τα "στοιχεία" θα πρέπει να νοούνται τόσο ως η ιδιότητα των πλακών τυπωμένου κυκλώματος (αγωγοί, vias, κ.λπ.), όσο και ως στοιχεία από το υπερσύστημα (συγκρότημα τυπωμένου κυκλώματος) - ραδιοστοιχεία. Οι τελευταίες είναι μπροστά από τις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων όσον αφορά την ταχύτητα μικρομικρογραφίας.

Η μικροηλεκτρονική εμπλέκεται στην ανάπτυξη του VLSI.

Η αύξηση της πυκνότητας της βάσης του στοιχείου απαιτεί το ίδιο από τους αγωγούς της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος - τον φορέα αυτής της βάσης στοιχείων. Από αυτή την άποψη προκύπτουν πολλά προβλήματα που απαιτούν λύσεις. Θα μιλήσουμε αναλυτικότερα για δύο τέτοια προβλήματα και τρόπους επίλυσής τους.

Οι πρώτες μέθοδοι παραγωγής πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων βασίστηκαν στην κόλληση αγωγών από φύλλο χαλκού στην επιφάνεια ενός διηλεκτρικού υποστρώματος.

Θεωρήθηκε ότι το πλάτος των αγωγών και τα κενά μεταξύ των αγωγών μετρώνται σε χιλιοστά. Σε αυτή την έκδοση, μια τέτοια τεχνολογία ήταν αρκετά εφαρμόσιμη. Η μετέπειτα σμίκρυνση του ηλεκτρονικού εξοπλισμού απαίτησε τη δημιουργία άλλων μεθόδων για την κατασκευή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων, οι κύριες εκδόσεις των οποίων (αφαιρετικές, προσθετικές, ημι-προσθετικές, συνδυασμένες) χρησιμοποιούνται ακόμα και σήμερα. Η χρήση τέτοιων τεχνολογιών κατέστησε δυνατή την εφαρμογή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων με μεγέθη στοιχείων μετρημένα σε δέκατα του χιλιοστού.

Η επίτευξη επιπέδου ανάλυσης περίπου 0,1 mm (100 μm) σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων ήταν ένα γεγονός ορόσημο. Από τη μια πλευρά, υπήρξε μια μετάβαση «κάτω» κατά άλλη τάξη μεγέθους. Από την άλλη, είναι ένα είδος ποιοτικού άλματος. Γιατί; Το διηλεκτρικό υπόστρωμα των περισσότερων σύγχρονων πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων είναι το fiberglass - ένα πολυεπίπεδο πλαστικό με πολυμερή μήτρα ενισχυμένη με υαλοβάμβακα. Η μείωση των κενών μεταξύ των αγωγών της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος έχει οδηγήσει στο γεγονός ότι έχουν γίνει ανάλογα με το πάχος των γυάλινων νημάτων ή το πάχος των υφαντών αυτών των νημάτων σε υαλοβάμβακα. Και η κατάσταση στην οποία οι αγωγοί «βραχύνονται» από τέτοιους κόμβους έχει γίνει αρκετά πραγματική. Ως αποτέλεσμα, ο σχηματισμός ιδιόμορφων τριχοειδών αγγείων σε πολυστρωματικό υλικό από υαλοβάμβακα, που «στηρίζουν» αυτούς τους αγωγούς, έχει γίνει πραγματικός. Σε συνθήκες υψηλή υγρασίαΤα τριχοειδή αγγεία οδηγούν τελικά σε υποβάθμιση των επιπέδων μόνωσης μεταξύ των αγωγών PCB. Για να είμαστε πιο ακριβείς, αυτό συμβαίνει ακόμα και σε κανονικές συνθήκες υγρασίας. Συμπύκνωση υγρασίας στις τριχοειδείς δομές του fiberglass παρατηρείται επίσης σε φυσιολογικές συνθήκεςΗ υγρασία πάντα μειώνει το επίπεδο αντίστασης μόνωσης.

Δεδομένου ότι τέτοιες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων έχουν γίνει συνηθισμένες στον σύγχρονο ηλεκτρονικό εξοπλισμό, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι αυτό είναι ένα πρόβλημα για τους προγραμματιστές υλικά βάσηςγια πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων ήταν ακόμα δυνατό να επιλυθεί χρησιμοποιώντας παραδοσιακές μεθόδους. Θα ανταπεξέλθουν όμως στο επόμενο σημαντικό γεγονός; Ένα άλλο ποιοτικό άλμα έχει ήδη συμβεί.

Αναφέρεται ότι οι ειδικοί SamsungΗ τεχνολογία για την κατασκευή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων με πλάτη αγωγών και κενά μεταξύ τους 8-10 microns έχει κατακτηθεί. Αλλά αυτό δεν είναι το πάχος μιας γυάλινης κλωστής, αλλά από το fiberglass!

Το έργο της παροχής μόνωσης στα εξαιρετικά μικρά κενά μεταξύ των αγωγών των σημερινών και ιδιαίτερα των μελλοντικών πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων είναι πολύπλοκο. Με ποιες μεθόδους θα λυθεί -παραδοσιακό ή μη- και αν θα λυθεί - θα δείξει ο χρόνος.

Ρύζι. 10. Χαρακτικά προφίλ από φύλλο χαλκού: α - ιδανικό προφίλ, β - πραγματικό προφίλ. 1 - προστατευτικό στρώμα, 2 - αγωγός, 3 - διηλεκτρικός

Υπήρχαν δυσκολίες στην απόκτηση εξαιρετικά μικρών (υπερ στενών) αγωγών σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων. Για πολλούς λόγους, οι μέθοδοι αφαίρεσης έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένες στις τεχνολογίες κατασκευής πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων. Στις αφαιρετικές μεθόδους, σχηματίζεται ένα σχέδιο ηλεκτρικού κυκλώματος αφαιρώντας τα περιττά κομμάτια φύλλου. Κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, ο Paul Eisler ανέπτυξε την τεχνολογία χάραξης φύλλου χαλκού με χλωριούχο σίδηρο. Μια τέτοια ανεπιτήδευτη τεχνολογία εξακολουθεί να χρησιμοποιείται από τους ραδιοερασιτέχνες σήμερα. Βιομηχανική τεχνολογίαΌχι πολύ μακριά από αυτήν την τεχνολογία "κουζίνας". Η μόνη διαφορά είναι ότι η σύνθεση των διαλυμάτων χάραξης έχει αλλάξει και έχουν εμφανιστεί στοιχεία αυτοματοποίησης διεργασιών.

Το θεμελιώδες μειονέκτημα όλων των τεχνολογιών χάραξης είναι ότι η χάραξη λαμβάνει χώρα όχι μόνο στην επιθυμητή κατεύθυνση (προς τη διηλεκτρική επιφάνεια), αλλά και σε μια ανεπιθύμητη εγκάρσια κατεύθυνση. Η πλευρική υποκοπή των αγωγών είναι συγκρίσιμη με το πάχος του φύλλου χαλκού (περίπου 70%). Συνήθως, αντί για ένα ιδανικό προφίλ αγωγού, λαμβάνεται ένα προφίλ σε σχήμα μανιταριού (Εικ. 10). Όταν το πλάτος των αγωγών είναι μεγάλο και στις απλούστερες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων μετριέται ακόμη και σε χιλιοστά, οι άνθρωποι απλώς κλείνουν το μάτι στην πλευρική υποκοπή των αγωγών. Εάν το πλάτος των αγωγών είναι ανάλογο με το ύψος τους ή ακόμη και μικρότερο από αυτό (η σημερινή πραγματικότητα), τότε οι «πλευρικές φιλοδοξίες» θέτουν υπό αμφισβήτηση τη σκοπιμότητα χρήσης τέτοιων τεχνολογιών.

Στην πράξη, η ποσότητα της πλευρικής υποκοπής των τυπωμένων αγωγών μπορεί να μειωθεί σε κάποιο βαθμό. Αυτό επιτυγχάνεται με την αύξηση της ταχύτητας χάραξης. χρησιμοποιώντας έκχυση με πίδακα (οι πίδακες εξαγωγής συμπίπτουν με την επιθυμητή κατεύθυνση - κάθετα στο επίπεδο του φύλλου), καθώς και άλλες μεθόδους. Αλλά όταν το πλάτος του αγωγού πλησιάζει το ύψος του, η αποτελεσματικότητα τέτοιων βελτιώσεων γίνεται σαφώς ανεπαρκής.

Όμως η πρόοδος στη φωτολιθογραφία, τη χημεία και την τεχνολογία καθιστούν πλέον δυνατή την επίλυση όλων αυτών των προβλημάτων. Αυτές οι λύσεις προέρχονται από τεχνολογίες μικροηλεκτρονικής.

Τεχνολογίες ραδιοερασιτεχνών για την παραγωγή τυπωμένων κυκλωμάτων

Η κατασκευή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων σε συνθήκες ερασιτεχνικού ραδιοφώνου έχει τα δικά της χαρακτηριστικά και η ανάπτυξη της τεχνολογίας αυξάνει ολοένα και περισσότερο αυτές τις δυνατότητες. Όμως οι διαδικασίες συνεχίζουν να αποτελούν τη βάση τους

Το ερώτημα πώς να παράγουμε φθηνά πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων στο σπίτι έχει ανησυχήσει όλους τους ραδιοερασιτέχνες, πιθανώς από τη δεκαετία του '60 του περασμένου αιώνα, όταν οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων βρήκαν ευρεία χρήση στις οικιακές συσκευές. Και αν τότε η επιλογή των τεχνολογιών δεν ήταν τόσο μεγάλη, σήμερα χάρη στην ανάπτυξη μοντέρνα τεχνολογίαΟι ραδιοερασιτέχνες έχουν την ευκαιρία να παράγουν γρήγορα και αποτελεσματικά πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων χωρίς τη χρήση ακριβού εξοπλισμού. Και αυτές οι δυνατότητες διευρύνονται συνεχώς, επιτρέποντας στην ποιότητα των δημιουργιών τους να πλησιάζει όλο και πιο κοντά στα βιομηχανικά σχέδια.

Στην πραγματικότητα, ολόκληρη η διαδικασία κατασκευής μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος μπορεί να χωριστεί σε πέντε κύρια στάδια:

• προκαταρκτική προετοιμασία του τεμαχίου εργασίας (καθαρισμός επιφάνειας, απολίπανση).
• εφαρμογή προστατευτικής επίστρωσης με τον ένα ή τον άλλο τρόπο.
• αφαίρεση της περίσσειας χαλκού από την επιφάνεια της σανίδας (χαρακτική).
• καθαρισμός του τεμαχίου εργασίας από την προστατευτική επίστρωση.
• διάνοιξη οπών, επίστρωση της σανίδας με ροή, επικασσιτέρωση.

Θεωρούμε μόνο την πιο κοινή "κλασική" τεχνολογία, στην οποία η περίσσεια χαλκού αφαιρείται από την επιφάνεια της σανίδας με χημική χάραξη. Επιπλέον, είναι δυνατή, για παράδειγμα, η αφαίρεση του χαλκού με φρεζάρισμα ή με χρήση εγκατάστασης ηλεκτρικού σπινθήρα. Ωστόσο, αυτές οι μέθοδοι δεν χρησιμοποιούνται ευρέως ούτε στο ραδιοερασιτεχνικό περιβάλλον ούτε στη βιομηχανία (αν και η παραγωγή πλακέτας κυκλωμάτων με φρεζάρισμα χρησιμοποιείται μερικές φορές σε περιπτώσεις όπου απαιτείται πολύ γρήγορη παραγωγή απλών τυπωμένων κυκλωμάτων σε μεμονωμένες ποσότητες).

Και εδώ θα μιλήσουμε για τα πρώτα 4 σημεία της τεχνολογικής διαδικασίας, αφού η διάτρηση γίνεται από ραδιοερασιτέχνη χρησιμοποιώντας το εργαλείο που έχει.

Στο σπίτι, είναι αδύνατο να κατασκευαστεί μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος πολλαπλών στρώσεων που να μπορεί να ανταγωνιστεί τα βιομηχανικά σχέδια, επομένως, συνήθως σε συνθήκες ερασιτεχνικού ραδιοφώνου, χρησιμοποιούνται πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων διπλής όψης και σε σχέδια συσκευών μικροκυμάτων μόνο διπλής όψης.

Αν και κάποιος πρέπει να προσπαθεί όταν φτιάχνει πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων στο σπίτι, όταν αναπτύσσει ένα κύκλωμα πρέπει να προσπαθεί να χρησιμοποιεί όσο το δυνατόν περισσότερα εξαρτήματα επιφανειακής τοποθέτησης, κάτι που σε ορισμένες περιπτώσεις καθιστά δυνατή την τοποθέτηση σχεδόν ολόκληρου του κυκλώματος στη μία πλευρά της πλακέτας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι δεν έχει εφευρεθεί ακόμη καμία τεχνολογία για την επιμετάλλωση vias που να είναι πραγματικά εφικτή στο σπίτι. Επομένως, εάν η διάταξη της πλακέτας δεν μπορεί να γίνει στη μία πλευρά, η διάταξη πρέπει να γίνει στη δεύτερη πλευρά χρησιμοποιώντας τις ακίδες διαφόρων εξαρτημάτων που είναι εγκατεστημένες στην πλακέτα ως ενδιάμεσες διόδους, οι οποίες σε αυτήν την περίπτωση θα πρέπει να συγκολληθούν και στις δύο πλευρές του σανίδα. Φυσικά, υπάρχουν διάφοροι τρόποι αντικατάστασης της επιμετάλλωσης των οπών (χρησιμοποιώντας έναν λεπτό αγωγό που εισάγεται στην τρύπα και συγκολλάται στις ράγες και στις δύο πλευρές της σανίδας, χρησιμοποιώντας ειδικά έμβολα), αλλά όλα έχουν σημαντικά μειονεκτήματα και είναι άβολα στη χρήση . Στην ιδανική περίπτωση, η σανίδα θα πρέπει να δρομολογηθεί μόνο στη μία πλευρά χρησιμοποιώντας έναν ελάχιστο αριθμό άλτων.

Ας ρίξουμε τώρα μια πιο προσεκτική ματιά σε καθένα από τα στάδια της κατασκευής μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος.

Προκαταρκτική προετοιμασία του τεμαχίου εργασίας

Αυτό το στάδιο είναι το αρχικό και συνίσταται στην προετοιμασία της επιφάνειας της μελλοντικής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος για την εφαρμογή μιας προστατευτικής επίστρωσης σε αυτήν. Γενικά, η τεχνολογία καθαρισμού επιφανειών δεν έχει υποστεί σημαντικές αλλαγές για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η όλη διαδικασία καταλήγει στην αφαίρεση οξειδίων και ρύπων από την επιφάνεια της σανίδας χρησιμοποιώντας διάφορα λειαντικά και στη συνέχεια απολίπανση.

Για να αφαιρέσετε τη βαριά βρωμιά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε λεπτόκοκκο γυαλόχαρτο («μηδέν»), λεπτή λειαντική σκόνη ή οποιοδήποτε άλλο προϊόν που δεν αφήνει βαθιές γρατσουνιές στην επιφάνεια της σανίδας. Μερικές φορές μπορείτε απλά να πλύνετε την επιφάνεια της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος με ένα σκληρό σφουγγάρι πλυσίματος πιάτων με απορρυπαντικό ή σκόνη (για τους σκοπούς αυτούς είναι βολικό να χρησιμοποιήσετε ένα λειαντικό σφουγγάρι πλυσίματος πιάτων, το οποίο μοιάζει με τσόχα με μικρά εγκλείσματα κάποιας ουσίας· συχνά ένα τέτοιο σφουγγάρι είναι κολλημένο σε ένα κομμάτι αφρώδους καουτσούκ) . Επιπλέον, εάν η επιφάνεια της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος είναι επαρκώς καθαρή, μπορείτε να παραλείψετε τελείως το βήμα επεξεργασίας λειαντικών και να προχωρήσετε κατευθείαν στην απολίπανση.

Εάν υπάρχει μόνο ένα παχύ φιλμ οξειδίου στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, μπορεί να αφαιρεθεί εύκολα με επεξεργασία της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος για 3-5 δευτερόλεπτα με διάλυμα χλωριούχου σιδήρου, ακολουθούμενο από ξέπλυμα με κρύο τρεχούμενο νερό. Θα πρέπει να σημειωθεί, ωστόσο, ότι είναι επιθυμητό είτε να παραχθεί αυτή η λειτουργίαΑμέσως πριν την εφαρμογή της προστατευτικής επίστρωσης ή μετά την εφαρμογή της, αποθηκεύστε το αντικείμενο εργασίας σε σκοτεινό μέρος, καθώς ο χαλκός οξειδώνεται γρήγορα στο φως.

Το τελικό στάδιο της προετοιμασίας της επιφάνειας είναι η απολίπανση. Για να το κάνετε αυτό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα κομμάτι μαλακού υφάσματος χωρίς ίνες, βρεγμένο με οινόπνευμα, βενζίνη ή ασετόν. Εδώ θα πρέπει να προσέξετε την καθαριότητα της επιφάνειας της σανίδας μετά την απολίπανση, καθώς πρόσφατα έχουν αρχίσει να εμφανίζονται ακετόνη και αλκοόλ με σημαντική ποσότητα ακαθαρσιών, που αφήνουν λευκούς λεκέδες στην σανίδα μετά το στέγνωμα. Εάν συμβαίνει αυτό, τότε θα πρέπει να αναζητήσετε άλλο απολιπαντικό. Μετά την απολίπανση, η σανίδα πρέπει να πλυθεί σε τρεχούμενο νερό κρύο νερό. Η ποιότητα του καθαρισμού μπορεί να ελεγχθεί παρακολουθώντας τον βαθμό διαβροχής του νερού της επιφάνειας του χαλκού. Μια επιφάνεια πλήρως βρεγμένη με νερό, χωρίς να σχηματίζονται σταγόνες ή σπασίματα στο φιλμ νερού, είναι ένας δείκτης κανονικού επιπέδου καθαρισμού. Οι διαταραχές σε αυτό το φιλμ νερού υποδεικνύουν ότι η επιφάνεια δεν έχει καθαριστεί επαρκώς.

Εφαρμογή προστατευτικής επίστρωσης

Η εφαρμογή προστατευτικής επίστρωσης είναι το πιο σημαντικό σημαντικό στάδιοστη διαδικασία κατασκευής πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων και είναι αυτοί που καθορίζουν το 90% της ποιότητας της κατασκευασμένης πλακέτας. Επί του παρόντος, τρεις μέθοδοι εφαρμογής προστατευτικής επίστρωσης είναι οι πιο δημοφιλείς στην ραδιοερασιτεχνική κοινότητα. Θα τα εξετάσουμε με σειρά αυξανόμενης ποιότητας των σανίδων που λαμβάνονται κατά τη χρήση τους.

Πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να διευκρινιστεί ότι η προστατευτική επίστρωση στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας πρέπει να σχηματίζει μια ομοιογενή μάζα, χωρίς ελαττώματα, με λεία, καθαρά όρια και ανθεκτική στις επιδράσεις των χημικών συστατικών του διαλύματος χάραξης.

Χειροκίνητη εφαρμογήπροστατευτική επίστρωση

Με αυτή τη μέθοδο, το σχέδιο της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος μεταφέρεται στο laminate από fiberglass χειροκίνητα χρησιμοποιώντας κάποιο είδος συσκευής γραφής. Πρόσφατα, έχουν εμφανιστεί πολλοί δείκτες στην αγορά, η βαφή των οποίων δεν ξεπλένεται με νερό και παρέχει ένα αρκετά ανθεκτικό προστατευτικό στρώμα. Επιπλέον, για το σχέδιο με το χέρι μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα χαρτόνι ή κάποια άλλη συσκευή γεμάτη με βαφή. Για παράδειγμα, είναι βολικό να χρησιμοποιείται για το τράβηγμα μιας σύριγγας με μια λεπτή βελόνα (οι σύριγγες ινσουλίνης με διάμετρο βελόνας 0,3-0,6 mm) κομμένες σε μήκος 5-8 mm είναι οι πλέον κατάλληλες για αυτούς τους σκοπούς. Σε αυτή την περίπτωση, η ράβδος δεν πρέπει να εισάγεται στη σύριγγα - η βαφή πρέπει να ρέει ελεύθερα υπό την επίδραση του τριχοειδούς αποτελέσματος. Επίσης, αντί για σύριγγα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα λεπτό γυάλινο ή πλαστικό σωλήνα που απλώνεται πάνω από τη φωτιά για να πετύχετε την επιθυμητή διάμετρο. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στην ποιότητα επεξεργασίας της άκρης του σωλήνα ή της βελόνας: κατά το σχέδιο, δεν πρέπει να γρατσουνίζουν την σανίδα, διαφορετικά μπορεί να καταστραφούν οι ήδη βαμμένες περιοχές. Όταν εργάζεστε με τέτοιες συσκευές, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ως βαφή πίσσα ή κάποιο άλλο βερνίκι αραιωμένο με διαλύτη, τσαπονλάκ ή ακόμα και διάλυμα κολοφωνίου σε οινόπνευμα. Σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητο να επιλέξετε τη συνοχή της βαφής έτσι ώστε να ρέει ελεύθερα κατά το σχέδιο, αλλά ταυτόχρονα να μην ρέει έξω και να μην σχηματίζει σταγόνες στο άκρο της βελόνας ή του σωλήνα. Αξίζει να σημειωθεί ότι η χειροκίνητη διαδικασία εφαρμογής μιας προστατευτικής επίστρωσης είναι αρκετά εντατική και είναι κατάλληλη μόνο σε περιπτώσεις όπου είναι απαραίτητο να παραχθεί πολύ γρήγορα μια μικρή πλακέτα κυκλώματος. Το ελάχιστο πλάτος τροχιάς που μπορεί να επιτευχθεί όταν σχεδιάζετε με το χέρι είναι περίπου 0,5 mm.

Χρήση "τεχνολογίας εκτυπωτών λέιζερ και σιδήρου"

Αυτή η τεχνολογία εμφανίστηκε σχετικά πρόσφατα, αλλά αμέσως έγινε ευρέως διαδεδομένη λόγω της απλότητάς της και Υψηλή ποιότηταέλαβε πληρωμές. Η βάση της τεχνολογίας είναι η μεταφορά γραφίτη (σκόνη που χρησιμοποιείται κατά την εκτύπωση σε εκτυπωτές λέιζερ) από οποιοδήποτε υπόστρωμα σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.

Σε αυτήν την περίπτωση, είναι δυνατές δύο επιλογές: είτε το υπόστρωμα που χρησιμοποιείται να διαχωρίζεται από την σανίδα πριν από τη χάραξη ή, εάν χρησιμοποιείται το υπόστρωμα αλουμινόχαρτο, είναι χαραγμένο μαζί με χαλκό .

Το πρώτο στάδιο χρήσης αυτής της τεχνολογίας είναι η εκτύπωση μιας κατοπτρικής εικόνας του μοτίβου της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος σε ένα υπόστρωμα. Οι ρυθμίσεις εκτύπωσης του εκτυπωτή θα πρέπει να ρυθμιστούν στη μέγιστη ποιότητα εκτύπωσης (καθώς σε αυτήν την περίπτωση εφαρμόζεται το παχύτερο στρώμα γραφίτη). Ως υπόστρωμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε χαρτί λεπτής επικάλυψης (εξώφυλλα από διάφορα περιοδικά), χαρτί φαξ, αλουμινόχαρτο, φιλμ για εκτυπωτές λέιζερ, επένδυση από αυτοκόλλητη μεμβράνη Oracal ή άλλα υλικά. Εάν χρησιμοποιείτε χαρτί ή αλουμινόχαρτο που είναι πολύ λεπτό, ίσως χρειαστεί να το κολλήσετε περιμετρικά σε ένα κομμάτι χοντρό χαρτί. Στην ιδανική περίπτωση, ο εκτυπωτής θα πρέπει να έχει μια διαδρομή χαρτιού χωρίς τσακίσματα, η οποία αποτρέπει την κατάρρευση ενός τέτοιου σάντουιτς μέσα στον εκτυπωτή. Αυτό είναι επίσης πολύ σημαντικό όταν εκτυπώνετε σε αλουμινόχαρτο ή βάση μεμβράνης Oracal, καθώς το τόνερ προσκολλάται σε αυτά πολύ αδύναμα και εάν το χαρτί μέσα στον εκτυπωτή είναι λυγισμένο, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να χρειαστεί να αφιερώσετε αρκετά δυσάρεστα λεπτά για να καθαρίσετε το φούρνος εκτυπωτή από υπολείμματα γραφίτη που προσκολλώνται. Είναι καλύτερο εάν ο εκτυπωτής μπορεί να περάσει χαρτί οριζόντια μέσα του ενώ εκτυπώνει στην επάνω πλευρά (όπως ο HP LJ2100, ένας από τους καλύτερους εκτυπωτές για την κατασκευή PCB). Θα ήθελα να προειδοποιήσω αμέσως τους ιδιοκτήτες εκτυπωτών όπως οι HP LJ 5L, 6L, 1100, ώστε να μην προσπαθήσουν να εκτυπώσουν σε φύλλο ή βάση από την Oracal - συνήθως τέτοια πειράματα καταλήγουν σε αποτυχία. Επίσης, εκτός από τον εκτυπωτή, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε και ένα μηχάνημα αντιγραφής, η χρήση του οποίου μερικές φορές δίνει ακόμα καλύτερα αποτελέσματα σε σχέση με εκτυπωτές λόγω της εφαρμογής παχιάς στρώσης τόνερ. Η κύρια απαίτηση για το υπόστρωμα είναι να μπορεί να διαχωριστεί εύκολα από το τόνερ. Επίσης, εάν χρησιμοποιείτε χαρτί, δεν πρέπει να αφήνει χνούδι στο τόνερ. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι δυνατές δύο επιλογές: είτε το υπόστρωμα αφαιρείται απλά μετά τη μεταφορά του γραφίτη στην πλακέτα (στην περίπτωση μεμβράνης για εκτυπωτές λέιζερ ή η βάση από την Oracal), είτε προεμποτίζεται σε νερό και στη συνέχεια διαχωρίζεται σταδιακά. (χαρτί με επικάλυψη).

Η μεταφορά γραφίτη σε μια πλακέτα περιλαμβάνει την εφαρμογή ενός υποστρώματος με τόνερ σε μια πλακέτα που έχει καθαριστεί προηγουμένως και στη συνέχεια τη θέρμανση σε θερμοκρασία ελαφρώς πάνω από το σημείο τήξης του γραφίτη. Υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός επιλογών για το πώς να το κάνετε αυτό, αλλά το πιο απλό είναι να πιέσετε το υπόστρωμα στην σανίδα με ένα ζεστό σίδερο. Ταυτόχρονα, για να κατανεμηθεί ομοιόμορφα η πίεση του σιδήρου στο υπόστρωμα, συνιστάται η τοποθέτηση πολλών στρώσεων χοντρού χαρτιού μεταξύ τους. Ένα πολύ σημαντικό θέμα είναι η θερμοκρασία του σίδερου και ο χρόνος διατήρησης. Αυτές οι παράμετροι ποικίλλουν σε καθεμία συγκεκριμένη περίπτωση, επομένως ίσως χρειαστεί να εκτελέσετε περισσότερα από ένα πειράματα για να έχετε καλά αποτελέσματα. Υπάρχει μόνο ένα κριτήριο εδώ: ο γραφίτης πρέπει να έχει χρόνο να λιώσει αρκετά ώστε να κολλήσει στην επιφάνεια της πλακέτας και ταυτόχρονα δεν πρέπει να έχει χρόνο να φτάσει σε ημι-υγρή κατάσταση έτσι ώστε οι άκρες των κομματιών να μην ισοπεδώνω. Μετά τη «συγκόλληση» του γραφίτη στην πλακέτα, είναι απαραίτητο να διαχωριστεί το υπόστρωμα (εκτός από την περίπτωση χρήσης φύλλου αλουμινίου ως υπόστρωμα: δεν πρέπει να διαχωριστεί, καθώς διαλύεται σε όλα σχεδόν τα διαλύματα χάραξης). Η μεμβράνη λέιζερ και η βάση της Oracal απλώς ξεκολλούν προσεκτικά, ενώ το κανονικό χαρτί απαιτεί προ-εμποτισμό σε ζεστό νερό.

Αξίζει να σημειωθεί ότι λόγω των χαρακτηριστικών εκτύπωσης των εκτυπωτών λέιζερ, το στρώμα γραφίτη στη μέση των μεγάλων συμπαγών πολυγώνων είναι αρκετά μικρό, επομένως θα πρέπει να αποφεύγετε τη χρήση τέτοιων περιοχών στην πλακέτα όποτε είναι δυνατόν, διαφορετικά θα πρέπει να κάνετε ρετουσάρισμα της πλακέτας χειροκίνητα αφού αφαιρέσετε το υπόστρωμα. Σε γενικές γραμμές, η χρήση αυτής της τεχνολογίας, μετά από κάποια εκπαίδευση, σας επιτρέπει να επιτύχετε το πλάτος των τροχιών και τα κενά μεταξύ τους έως και 0,3 mm.

Χρησιμοποιώ αυτήν την τεχνολογία εδώ και πολλά χρόνια (από τότε που μου έγινε διαθέσιμος ένας εκτυπωτής λέιζερ).

Εφαρμογή φωτοανθεκτικών

Το φωτοανθεκτικό είναι μια ουσία ευαίσθητη στο φως (συνήθως στην περιοχή σχεδόν υπεριώδους) που αλλάζει τις ιδιότητές της όταν εκτίθεται στο φως.

Τελευταία ρωσική αγοράΔιάφοροι τύποι εισαγόμενων φωτοανθεκτικών έχουν εμφανιστεί σε συσκευασίες αεροζόλ, οι οποίες είναι ιδιαίτερα βολικές για χρήση στο σπίτι. Η ουσία της χρήσης φωτοανθεκτικού είναι η εξής: μια φωτομάσκα () εφαρμόζεται σε μια σανίδα με μια στρώση φωτοανθεκτικού που εφαρμόζεται σε αυτήν και φωτίζεται, μετά την οποία οι φωτισμένες (ή μη εκτεθειμένες) περιοχές της φωτοαντίστασης ξεπλένονται με ειδικό διαλύτη , που είναι συνήθως η καυστική σόδα (NaOH). Όλα τα φωτοανθεκτικά χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: θετικά και αρνητικά. Για θετικά φωτοανθεκτικά, το κομμάτι στον πίνακα αντιστοιχεί σε μια μαύρη περιοχή στη φωτομάσκα και για τα αρνητικά, αντίστοιχα, μια διαφανή περιοχή.

Τα θετικά φωτοανθεκτικά είναι πιο διαδεδομένα καθώς είναι τα πιο βολικά στη χρήση.

Ας σταθούμε λεπτομερέστερα στη χρήση θετικών φωτοανθεκτικών στη συσκευασία αεροζόλ. Το πρώτο βήμα είναι η προετοιμασία ενός προτύπου φωτογραφίας. Στο σπίτι, μπορείτε να το αποκτήσετε εκτυπώνοντας ένα σχέδιο σανίδας σε εκτυπωτή λέιζερ σε φιλμ. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι απαραίτητο να δώσετε ιδιαίτερη προσοχή στην πυκνότητα του μαύρου χρώματος στη φωτομάσκα, για την οποία πρέπει να απενεργοποιήσετε όλες τις λειτουργίες εξοικονόμησης γραφίτη και βελτίωσης της ποιότητας εκτύπωσης στις ρυθμίσεις του εκτυπωτή. Επιπλέον, ορισμένες εταιρείες προσφέρουν έξοδο μιας φωτομάσκας σε φωτοπλότερ - και έχετε εγγυημένα αποτελέσματα υψηλής ποιότητας.

Στο δεύτερο στάδιο, εφαρμόζεται ένα λεπτό φιλμ φωτοανθεκτικού στην προηγουμένως προετοιμασμένη και καθαρισμένη επιφάνεια της σανίδας. Αυτό γίνεται ψεκάζοντάς το από απόσταση περίπου 20 εκ. Σε αυτή την περίπτωση, θα πρέπει να επιδιώξετε τη μέγιστη ομοιομορφία της επικάλυψης που προκύπτει. Επιπλέον, είναι πολύ σημαντικό να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχει σκόνη κατά τη διαδικασία εκτόξευσης - κάθε κουκκίδα σκόνης που εισέρχεται στο φωτοανθεκτικό θα αφήσει αναπόφευκτα το σημάδι του στον πίνακα.

Μετά την εφαρμογή του φωτοανθεκτικού στρώματος, είναι απαραίτητο να στεγνώσει το φιλμ που προκύπτει. Συνιστάται να το κάνετε αυτό σε θερμοκρασία 70-80 μοίρες και πρώτα πρέπει να στεγνώσετε την επιφάνεια σε χαμηλή θερμοκρασία και μόνο στη συνέχεια να αυξήσετε σταδιακά τη θερμοκρασία στην επιθυμητή τιμή. Ο χρόνος στεγνώματος στην καθορισμένη θερμοκρασία είναι περίπου 20-30 λεπτά. Ως τελευταία λύση, το στέγνωμα της σανίδας με θερμοκρασία δωματίουσε 24 ώρες. Οι σανίδες επικαλυμμένες με φωτοανθεκτικό θα πρέπει να φυλάσσονται σε δροσερό, σκοτεινό μέρος.

Μετά την εφαρμογή του φωτοανθεκτικού, το επόμενο βήμα είναι η έκθεση. Σε αυτήν την περίπτωση, εφαρμόζεται μια φωτομάσκα στην πλακέτα (με την τυπωμένη πλευρά στραμμένη προς την πλακέτα, αυτό βοηθά στην αύξηση της διαύγειας κατά την έκθεση), η οποία πιέζεται πάνω σε λεπτό γυαλί ή. Εάν το μέγεθος των σανίδων είναι αρκετά μικρό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια φωτογραφική πλάκα πλυμένη από το γαλάκτωμα για σύσφιξη. Δεδομένου ότι η περιοχή μέγιστης φασματικής ευαισθησίας των περισσότερων σύγχρονων φωτοανθεκτικών είναι στην περιοχή υπεριώδους, για φωτισμό συνιστάται η χρήση λαμπτήρα με μεγάλη αναλογία ακτινοβολίας UV στο φάσμα (DRSh, DRT, κ.λπ.). Ως έσχατη λύση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια ισχυρή λάμπα xenon. Ο χρόνος έκθεσης εξαρτάται από πολλούς λόγους (τύπος και ισχύς της λάμπας, απόσταση από τη λάμπα μέχρι την πλακέτα, πάχος της στρώσης φωτοανθεκτικού κ.λπ.) και επιλέγεται πειραματικά. Ωστόσο, γενικά, ο χρόνος έκθεσης δεν υπερβαίνει τα 10 λεπτά, ακόμη και όταν εκτίθεται σε άμεσο ηλιακό φως.

(Δεν συνιστώ να χρησιμοποιείτε πλαστικές πλάκες που είναι διαφανείς στο ορατό φως για συμπίεση, καθώς έχουν ισχυρή απορρόφηση της υπεριώδους ακτινοβολίας)

Τα περισσότερα φωτοανθεκτικά αναπτύσσονται με διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) - 7 γραμμάρια ανά λίτρο νερού. Είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε ένα φρεσκοπαρασκευασμένο διάλυμα σε θερμοκρασία 20-25 μοίρες. Ο χρόνος ανάπτυξης εξαρτάται από το πάχος της φωτοανθεκτικής μεμβράνης και κυμαίνεται από 30 δευτερόλεπτα έως 2 λεπτά. Μετά την ανάπτυξη, η σανίδα μπορεί να χαραχθεί σε συνηθισμένα διαλύματα, καθώς το φωτοανθεκτικό είναι ανθεκτικό στα οξέα. Όταν χρησιμοποιείτε φωτομάσκες υψηλής ποιότητας, η χρήση φωτοανθεκτικού σάς επιτρέπει να αποκτήσετε ίχνη πλάτους έως 0,15-0,2 mm.

Χαλκογραφία

Υπάρχουν πολλές γνωστές ενώσεις για τη χημική χάραξη του χαλκού. Όλα διαφέρουν ως προς την ταχύτητα της αντίδρασης, τη σύνθεση των ουσιών που απελευθερώνονται ως αποτέλεσμα της αντίδρασης, καθώς και τη διαθεσιμότητα των χημικών αντιδραστηρίων που είναι απαραίτητα για την παρασκευή του διαλύματος. Ακολουθούν πληροφορίες σχετικά με τις πιο δημοφιλείς λύσεις χάραξης.

Χλωριούχος σίδηρος (FeCl)

Ίσως το πιο διάσημο και δημοφιλές αντιδραστήριο. Το ξηρό χλωριούχο σίδηρο διαλύεται σε νερό μέχρι να ληφθεί ένα κορεσμένο διάλυμα χρυσοκίτρινου χρώματος (αυτό θα απαιτήσει περίπου δύο κουταλιές της σούπας ανά ποτήρι νερό). Η διαδικασία χάραξης σε αυτό το διάλυμα μπορεί να διαρκέσει από 10 έως 60 λεπτά. Ο χρόνος εξαρτάται από τη συγκέντρωση του διαλύματος, τη θερμοκρασία και την ανάδευση. Η ανάδευση επιταχύνει σημαντικά την αντίδραση. Για τους σκοπούς αυτούς, είναι βολικό να χρησιμοποιήσετε έναν συμπιεστή ενυδρείου, ο οποίος παρέχει ανάμειξη του διαλύματος με φυσαλίδες αέρα. Η αντίδραση επίσης επιταχύνεται όταν το διάλυμα θερμαίνεται. Αφού ολοκληρωθεί η χάραξη, η σανίδα πρέπει να πλυθεί με άφθονο νερό, κατά προτίμηση με σαπούνι (για να εξουδετερωθούν τα υπολείμματα οξέος). Τα μειονεκτήματα αυτής της λύσης περιλαμβάνουν τον σχηματισμό αποβλήτων κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, τα οποία κατακάθονται στην σανίδα και παρεμποδίζουν την κανονική πορεία της διαδικασίας χάραξης, καθώς και τον σχετικά χαμηλό ρυθμό αντίδρασης.

Υπερθειικό αμμώνιο

Μια ελαφριά κρυσταλλική ουσία που διαλύεται στο νερό με βάση την αναλογία 35 g ουσίας προς 65 g νερού. Η διαδικασία χάραξης σε αυτό το διάλυμα διαρκεί περίπου 10 λεπτά και εξαρτάται από την περιοχή της επικάλυψης χαλκού που χαράσσεται. Για να εξασφαλιστούν οι βέλτιστες συνθήκες για την αντίδραση, το διάλυμα πρέπει να έχει θερμοκρασία περίπου 40 βαθμών και να αναδεύεται συνεχώς. Αφού ολοκληρωθεί η χάραξη, η σανίδα πρέπει να πλυθεί με τρεχούμενο νερό. Τα μειονεκτήματα αυτής της λύσης περιλαμβάνουν την ανάγκη διατήρησης της απαιτούμενης θερμοκρασίας και ανάδευσης.

Διάλυμα υδροχλωρικού οξέος (HCl) και υπεροξειδίου του υδρογόνου (H 2 O 2)

- Για να παρασκευάσετε αυτό το διάλυμα, πρέπει να προσθέσετε 200 ml υδροχλωρικού οξέος 35% και 30 ml υπεροξειδίου του υδρογόνου 30% σε 770 ml νερού. Το παρασκευασμένο διάλυμα πρέπει να φυλάσσεται σε σκούρο μπουκάλι, όχι ερμητικά σφραγισμένο, καθώς η αποσύνθεση του υπεροξειδίου του υδρογόνου απελευθερώνει αέριο. Προσοχή: όταν χρησιμοποιείτε αυτό το διάλυμα, πρέπει να λαμβάνονται όλες οι προφυλάξεις κατά την εργασία με καυστικό χημικά. Όλες οι εργασίες πρέπει να γίνονται μόνο σε καθαρό αέρα ή κάτω από κουκούλα. Εάν το διάλυμα πέσει στο δέρμα σας, ξεπλύνετε αμέσως με άφθονο νερό. Ο χρόνος χάραξης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ανάδευση και τη θερμοκρασία του διαλύματος και είναι της τάξης των 5-10 λεπτών για ένα καλά αναμεμειγμένο φρέσκο ​​διάλυμα σε θερμοκρασία δωματίου. Το διάλυμα δεν πρέπει να θερμαίνεται πάνω από 50 βαθμούς. Μετά τη χάραξη, η σανίδα πρέπει να πλυθεί με τρεχούμενο νερό.

Αυτό το διάλυμα μετά τη χάραξη μπορεί να αποκατασταθεί με την προσθήκη H 2 O 2. Η απαιτούμενη ποσότητα υπεροξειδίου του υδρογόνου εκτιμάται οπτικά: μια σανίδα χαλκού βυθισμένη στο διάλυμα πρέπει να βαφτεί ξανά από κόκκινο σε σκούρο καφέ. Ο σχηματισμός φυσαλίδων στο διάλυμα υποδηλώνει περίσσεια υπεροξειδίου του υδρογόνου, η οποία οδηγεί σε επιβράδυνση της αντίδρασης χάραξης. Το μειονέκτημα αυτής της λύσης είναι η ανάγκη αυστηρής τήρησης όλων των προφυλάξεων κατά την εργασία με αυτήν.

Λύση κιτρικό οξύκαι υπεροξείδιο του υδρογόνου από το Radiokot

Σε 100 ml φαρμακευτικού υπεροξειδίου του υδρογόνου 3%, διαλύονται 30 g κιτρικού οξέος και 5 g επιτραπέζιου αλατιού.

Αυτό το διάλυμα θα πρέπει να είναι αρκετό για να χαράξει 100 cm2 χαλκού, πάχους 35 μm.

Δεν χρειάζεται να τσιγκουνευτείτε το αλάτι κατά την προετοιμασία του διαλύματος. Δεδομένου ότι παίζει το ρόλο του καταλύτη, πρακτικά δεν καταναλώνεται κατά τη διαδικασία χάραξης. Το υπεροξείδιο 3% δεν πρέπει να αραιώνεται περαιτέρω γιατί όταν προστίθενται άλλα συστατικά, η συγκέντρωσή του μειώνεται.

Όσο περισσότερο υπεροξείδιο του υδρογόνου (υδροπερίτης) προστεθεί, τόσο πιο γρήγορα θα προχωρήσει η διαδικασία, αλλά μην το παρακάνετε - το διάλυμα δεν αποθηκεύεται, δηλ. δεν επαναχρησιμοποιείται, πράγμα που σημαίνει ότι ο υδροπερίτης απλώς θα υπερχρησιμοποιηθεί. Η περίσσεια υπεροξειδίου μπορεί εύκολα να προσδιοριστεί από την άφθονη «φυσαλίδα» κατά τη χάραξη.

Ωστόσο, η προσθήκη κιτρικού οξέος και υπεροξειδίου είναι αρκετά αποδεκτή, αλλά είναι πιο λογικό να παρασκευαστεί ένα φρέσκο ​​διάλυμα.

Καθαρισμός του τεμαχίου εργασίας

Αφού ολοκληρωθεί η χάραξη και το πλύσιμο της σανίδας, είναι απαραίτητο να καθαρίσετε την επιφάνειά της από την προστατευτική επίστρωση. Αυτό μπορεί να γίνει με οποιονδήποτε οργανικό διαλύτη, για παράδειγμα, ακετόνη.

Στη συνέχεια πρέπει να τρυπήσετε όλες τις τρύπες. Αυτό πρέπει να γίνει με ένα απότομα ακονισμένο τρυπάνι μέγιστη ταχύτηταηλεκτρικός κινητήρας. Εάν, κατά την εφαρμογή της προστατευτικής επίστρωσης, δεν έμεινε κενός χώρος στα κέντρα των μαξιλαριών επαφής, είναι απαραίτητο να σημειώσετε πρώτα τις οπές (αυτό μπορεί να γίνει, για παράδειγμα, με έναν πυρήνα). Μετά από αυτό, τα ελαττώματα (κρόσιο) στην πίσω πλευρά της πλακέτας αφαιρούνται με βύθιση και σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος διπλής όψης σε χαλκό - με ένα τρυπάνι με διάμετρο περίπου 5 mm σε χειροκίνητο σφιγκτήρα για μια στροφή του τρυπήστε χωρίς να ασκήσετε δύναμη.

Το επόμενο βήμα είναι η επίστρωση της σανίδας με flux, ακολουθούμενη από επικασσιτέρωση. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν ειδικές ροές εργοστασιακή παραγωγή(καλύτερα να ξεπλυθεί με νερό ή να μην χρειάζεται καθόλου ξέβγαλμα) ή απλώς καλύψτε τη σανίδα με ένα ασθενές διάλυμα κολοφωνίου σε οινόπνευμα.

Η επικασσιτέρωση μπορεί να γίνει με δύο τρόπους:

Βύθιση σε λιωμένη κόλληση

Χρησιμοποιήστε ένα κολλητήρι και μια μεταλλική πλεξούδα εμποτισμένη με συγκόλληση.

Στην πρώτη περίπτωση, είναι απαραίτητο να φτιάξετε ένα λουτρό σιδήρου και να το γεμίσετε με μια μικρή ποσότητα συγκόλλησης χαμηλής τήξης - Τριαντάφυλλο ή κράμα ξύλου. Το τήγμα πρέπει να καλυφθεί πλήρως με ένα στρώμα γλυκερίνης από πάνω για να αποφευχθεί η οξείδωση της κόλλησης. Για να ζεστάνετε το μπάνιο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα ανεστραμμένο σίδερο ή εστία μαγειρέματος. Η σανίδα βυθίζεται στο τήγμα και στη συνέχεια αφαιρείται ενώ αφαιρείται η περίσσεια συγκόλλησης με ένα σκληρό ελαστικό μάκτρο.

συμπέρασμα

Νομίζω ότι αυτό το υλικό θα βοηθήσει τους αναγνώστες να αποκτήσουν μια ιδέα για το σχεδιασμό και την κατασκευή πλακέτας τυπωμένων κυκλωμάτων. Και για όσους αρχίζουν να ασχολούνται με τα ηλεκτρονικά, αποκτήστε τις βασικές δεξιότητες κατασκευής τους στο σπίτι.Για πληρέστερη γνωριμία με τις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, προτείνω να διαβάσετε το [L.2]. Μπορεί να γίνει λήψη στο Διαδίκτυο.

Βιβλιογραφία

1. Λεξικό Πολυτεχνείου. Συντακτική ομάδα: Inglinsky A. Yu. et al. M.: Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια. 1989.
2. Medvedev A. M. Πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων. Σχέδια και υλικά. Μ.: Τεχνόσφαιρα. 2005.
3. Από την ιστορία των τεχνολογιών πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος // Electronics-NTB. 2004. Νο 5.
4. Νέα είδη στην ηλεκτρονική τεχνολογία. Η Intel εγκαινιάζει την εποχή των τρισδιάστατων τρανζίστορ. Εναλλακτικά στις παραδοσιακές επίπεδες συσκευές // Electronics-NTB. 2002. Αρ. 6.
5. Πραγματικά τρισδιάστατα μικροκυκλώματα - η πρώτη προσέγγιση // Εξαρτήματα και Τεχνολογίες. 2004. Νο 4.
6. Mokeev M. N., Lapin M. S. Τεχνολογικές διεργασίες και συστήματα για την παραγωγή πλακών και καλωδίων υφαντών κυκλωμάτων. Λ.: LDNTP 1988.
7. Volodarsky O. Μου ταιριάζει αυτός ο υπολογιστής; Τα ηλεκτρονικά υφασμένα σε ύφασμα γίνονται μοντέρνα // Electronics-NTB. 2003. Νο 8.
8. Medvedev A. M. Τεχνολογία παραγωγής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Μ.: Τεχνόσφαιρα. 2005.
9. Medvedev A. M. Παλμική επιμετάλλωση πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων // Τεχνολογίες στην ηλεκτρονική βιομηχανία. 2005. Νο 4
10. Πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων - γραμμές ανάπτυξης, Vladimir Urazaev,

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;

Για την κατασκευή της βάσης μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, χρησιμοποιούνται αλουμινόχαρτα και διηλεκτρικά χωρίς φύλλο - υλικό getinax, fiberglass, φθοροπλαστικό, πολυστυρένιο, κεραμικό και μέταλλο (με επιφανειακό μονωτικό στρώμα).

Υλικά αλουμινόχαρτου- Πρόκειται για πολυστρωματικά συμπιεσμένα πλαστικά κατασκευασμένα από ηλεκτρομονωτικό χαρτί ή υαλοβάμβακα εμποτισμένο με τεχνητή ρητίνη. Καλύπτονται από τη μία ή και τις δύο πλευρές με ηλεκτρολυτικό φύλλο πάχους 18. 35 και 50 μικρά.

Το laminate από υαλοβάμβακα με επίστρωση αλουμινίου ποιότητας SF παράγεται σε φύλλα με διαστάσεις 400×600 mm και πάχος φύλλου έως 1 mm και 600×700 mm με μεγαλύτερο πάχος φύλλου· συνιστάται για σανίδες που λειτουργούν σε θερμοκρασίες έως 120°C.

Τα ελάσματα από ίνες γυαλιού ποιότητας SFPN έχουν υψηλότερες φυσικές και μηχανικές ιδιότητες και αντοχή στη θερμότητα.

Ο διηλεκτρικός σλοφοδίτης έχει ένα φύλλο χαλκού πάχους 5 μικρομέτρων, το οποίο λαμβάνεται με εξάτμιση του χαλκού σε κενό.

Για πολυστρωματικές και εύκαμπτες σανίδες, χρησιμοποιούνται ανθεκτικά στη θερμότητα ελάσματα από υαλοβάμβακα των εμπορικών σημάτων STF και FTS. Λειτουργούν στο εύρος θερμοκρασίας από μείον 60 έως συν 150°C.

Το διηλεκτρικό STEF χωρίς φύλλο επιμεταλλώνεται με ένα στρώμα χαλκού κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος.

Το φύλλο είναι κατασκευασμένο από χαλκό υψηλής καθαρότητας, η περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες δεν υπερβαίνει το 0,05%. Ο χαλκός έχει υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και είναι σχετικά ανθεκτικός στη διάβρωση, αν και απαιτεί προστατευτική επίστρωση.

Για τυπωμένη καλωδίωση, επιλέγεται η επιτρεπόμενη τιμή ρεύματος: για φύλλο 100–250 A/mm2, για γαλβανικό χαλκό 60–100 A/mm2.

Για την παραγωγή τυπωμένων καλωδίων χρησιμοποιούνται ενισχυμένες φθοριοπλαστικές μεμβράνες αλουμινίου.

Οι κεραμικές σανίδες μπορούν να λειτουργήσουν στο εύρος θερμοκρασίας 20...700ºС. Είναι κατασκευασμένα από ορυκτές πρώτες ύλες (για παράδειγμα, χαλαζιακή άμμος) με συμπίεση, χύτευση με έγχυση ή χύτευση μεμβράνης.

Μεταλλικές σανίδεςχρησιμοποιείται σε προϊόντα με υψηλό φορτίο ρεύματος.

Ως βάση χρησιμοποιείται αλουμίνιο ή κράματα σιδήρου και νικελίου. Ένα μονωτικό στρώμα στην επιφάνεια του αλουμινίου λαμβάνεται με ανοδική οξείδωση με πάχος από δεκάδες έως εκατοντάδες μικρόμετρα και αντίσταση μόνωσης 109–1010 Ohms.

Το πάχος του αγωγού είναι 18. 35 και 50 μικρά. Με βάση την πυκνότητα του αγώγιμου σχεδίου, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων χωρίζονται σε πέντε κατηγορίες:

– η πρώτη κατηγορία χαρακτηρίζεται από τη χαμηλότερη πυκνότητα του αγώγιμου σχεδίου και το πλάτος του αγωγού και τους χώρους άνω των 0,75 mm.

– η πέμπτη κατηγορία έχει την υψηλότερη πυκνότητα σχεδίου και το πλάτος του αγωγού και τους χώρους εντός 0,1 mm.

Δεδομένου ότι ο τυπωμένος αγωγός έχει χαμηλή μάζα, η δύναμη της πρόσφυσής του στη βάση είναι επαρκής για να αντέξει εναλλασσόμενες μηχανικές υπερφορτώσεις που επενεργούν στον αγωγό έως και 40 qστην περιοχή συχνοτήτων 4–200 Hz.

Τα πρότυπα για τα υλικά πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος παρουσιάζονται παρακάτω στην αντίστοιχη ενότητα «Τυποποίηση της κατασκευής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος».