भौतिक और यांत्रिक गुणसामग्रियों को स्थापित विशिष्टताओं को पूरा करना चाहिए और मानक तकनीकी विशिष्टताओं के अनुसार पीसीबी का उच्च गुणवत्ता वाला उत्पादन सुनिश्चित करना चाहिए। बोर्डों के निर्माण के लिए, स्तरित प्लास्टिक का उपयोग किया जाता है - कम से कम 99.5% की तांबे की शुद्धता के साथ 5, 20, 35, 50, 70 और 105 माइक्रोन की मोटाई के साथ इलेक्ट्रोलाइटिक तांबे की पन्नी के साथ पन्नी डाइलेक्ट्रिक्स, कम से कम 0.4 की सतह खुरदरापन। -0.5 माइक्रोन, जो 500×700 मिमी के आयाम और 0.06–3 मिमी की मोटाई वाली शीट के रूप में आपूर्ति की जाती हैं। लैमिनेटेड प्लास्टिक में उच्च रासायनिक और थर्मल प्रतिरोध होना चाहिए, नमी अवशोषण 0.2-0.8% से अधिक नहीं होना चाहिए, और 5-20 सेकंड के लिए थर्मल शॉक (260 डिग्री सेल्सियस) का सामना करना चाहिए। 4 दिनों के लिए 40 डिग्री सेल्सियस और सापेक्ष आर्द्रता 93% पर डाइलेक्ट्रिक्स का सतह प्रतिरोध। कम से कम 10 4 MOhm होना चाहिए। ढांकता हुआ का विशिष्ट आयतन प्रतिरोध 5·10 11 ओम·सेमी से कम नहीं है। आधार (3 मिमी चौड़ी पट्टी) पर फ़ॉइल की आसंजन शक्ति 12 से 15 एमपीए तक है। लेमिनेटेड प्लास्टिक में आधार के रूप में उपयोग किया जाता है getinaks , जो फेनोलिक राल के साथ गर्भवती विद्युत इन्सुलेटिंग पेपर की संपीड़ित परतें हैं; फाइबरग्लास लैमिनेट्स एपॉक्सीफेनोलिक राल और अन्य सामग्रियों (तालिका 2.1) के साथ गर्भवती फाइबरग्लास की संपीड़ित परतें हैं।

तालिका 2.1. सर्किट बोर्ड बनाने के लिए बुनियादी सामग्री।

सामान्य जलवायु परिस्थितियों में संतोषजनक विद्युत इन्सुलेट गुणों, अच्छी प्रक्रियाशीलता और कम लागत वाले गेटिनैक्स ने घरेलू इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के उत्पादन में आवेदन पाया है। इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटिंग उपकरण, संचार उपकरण और मापने के उपकरण के हिस्से के रूप में ऑपरेटिंग तापमान (-60...+180°C) की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ कठिन जलवायु परिस्थितियों में संचालित पीसीबी के लिए, अधिक महंगे ग्लास टेक्स्टोलाइट का उपयोग किया जाता है। वे ऑपरेटिंग तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला, निम्न (0.2 - 0.8) द्वारा प्रतिष्ठित हैं %) जल अवशोषण, वॉल्यूमेट्रिक और सतह प्रतिरोध के उच्च मूल्य, विरूपण का प्रतिरोध। नुकसान - थर्मल झटके के कारण पन्नी के छिलने की संभावना, छेद करते समय राल का आवरण। बिजली आपूर्ति में उपयोग किए जाने वाले डाइलेक्ट्रिक्स (जीपीएफ, जीपीएफवी, एसपीएनएफ, एसटीएनएफ) की अग्नि प्रतिरोध में वृद्धि उनकी संरचना में अग्निरोधी (उदाहरण के लिए, टेट्राब्रोमोडाइफेनिलप्रोपेन) को शामिल करके प्राप्त की जाती है।

फ़ॉइल डाइइलेक्ट्रिक्स के निर्माण के लिए, मुख्य रूप से इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर फ़ॉइल का उपयोग किया जाता है, जिसके एक तरफ मुद्रित सर्किट के सटीक पुनरुत्पादन को सुनिश्चित करने के लिए एक चिकनी सतह (सफाई की आठवीं कक्षा से कम नहीं) होनी चाहिए, और दूसरी तरफ खुरदरी होनी चाहिए। ढांकता हुआ के साथ अच्छे आसंजन के लिए कम से कम 3 माइक्रोन की सूक्ष्म खुरदरापन ऊंचाई। ऐसा करने के लिए, फ़ॉइल को सोडियम हाइड्रॉक्साइड के घोल में विद्युत रासायनिक रूप से ऑक्सीकरण के अधीन किया जाता है। डाइइलेक्ट्रिक्स को 160-180 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 5-15 एमपीए के दबाव पर दबाकर फ़ॉइलिंग किया जाता है।

सिरेमिक सामग्रियों को उच्च यांत्रिक शक्ति की विशेषता होती है, जो 20-700 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज, विद्युत स्थिरता और स्थिरता में थोड़ा भिन्न होती है। ज्यामितीय पैरामीटर, निर्वात में गर्म करने पर कम (0.2% तक) जल अवशोषण और गैस निकलता है, लेकिन नाजुक होते हैं और इनकी लागत अधिक होती है।

बोर्डों के धातु आधार के रूप में स्टील और एल्यूमीनियम का उपयोग किया जाता है। स्टील के आधारों पर, वर्तमान-ले जाने वाले क्षेत्रों का इन्सुलेशन विशेष एनामेल्स का उपयोग करके किया जाता है, जिसमें मैग्नीशियम, कैल्शियम, सिलिकॉन, बोरान, एल्यूमीनियम या उनके मिश्रण के ऑक्साइड, एक बाइंडर (पॉलीविनाइल क्लोराइड, पॉलीविनाइल एसीटेट या मिथाइल मेथैक्रिलेट) और एक प्लास्टिसाइज़र शामिल होते हैं। फिल्म को रोलर्स के बीच रोल करके और उसके बाद जलाकर आधार पर लगाया जाता है। एल्यूमीनियम सतह पर 10 2 - 10 3 MOhm के इन्सुलेशन प्रतिरोध के साथ कई दसियों से सैकड़ों माइक्रोमीटर की मोटाई वाली एक इन्सुलेट परत एनोडिक ऑक्सीकरण द्वारा प्राप्त की जाती है। एनोडाइज्ड एल्यूमीनियम की तापीय चालकता 200 W/(m K) है, और स्टील की 40 W/(m K) है। गैर-ध्रुवीय (फ्लोरोप्लास्टिक, पॉलीइथाइलीन, पॉलीप्रोपाइलीन) और ध्रुवीय (पॉलीस्टाइरीन, पॉलीफेनिलीन ऑक्साइड) पॉलिमर का उपयोग माइक्रोवेव पीपी के आधार के रूप में किया जाता है। स्थिर विद्युत विशेषताओं और ज्यामितीय मापदंडों वाली सिरेमिक सामग्री का उपयोग माइक्रोवेव रेंज में माइक्रोबोर्ड और माइक्रोअसेंबली के निर्माण के लिए भी किया जाता है।

पॉलियामाइड फिल्म का उपयोग उच्च तन्यता ताकत, रासायनिक प्रतिरोध और आग प्रतिरोध वाले लचीले सर्किट बोर्डों के निर्माण के लिए किया जाता है। पॉलिमर के बीच इसकी तापमान स्थिरता सबसे अधिक है, क्योंकि यह तरल नाइट्रोजन के तापमान से लेकर सोने के साथ सिलिकॉन के यूटेक्टिक सोल्डरिंग (400 डिग्री सेल्सियस) के तापमान तक लचीलापन नहीं खोता है। इसके अलावा, यह निर्वात में कम गैस विकास, विकिरण प्रतिरोध और ड्रिलिंग के दौरान कोई आवरण नहीं होने की विशेषता है। नुकसान: जल अवशोषण में वृद्धि और उच्च लागत।

आरेख रेखाचित्र का निर्माण.

धातुकरण और नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं को पूरा करते समय आवश्यक कॉन्फ़िगरेशन का एक पैटर्न या सुरक्षात्मक राहत बनाना आवश्यक है। ड्राइंग में महीन रेखाओं के सटीक पुनरुत्पादन के साथ स्पष्ट सीमाएँ होनी चाहिए, नक़्क़ाशी समाधान के लिए प्रतिरोधी होना चाहिए, सर्किट बोर्ड और इलेक्ट्रोलाइट्स को दूषित नहीं करना चाहिए, और अपने कार्यों को करने के बाद निकालना आसान होना चाहिए। फ़ॉइल डाइइलेक्ट्रिक पर मुद्रित सर्किट डिज़ाइन का स्थानांतरण ग्रिडोग्राफी, ऑफसेट प्रिंटिंग और फोटो प्रिंटिंग का उपयोग करके किया जाता है। विधि का चुनाव बोर्ड के डिज़ाइन, स्थापना की आवश्यक सटीकता और घनत्व और क्रमिक उत्पादन पर निर्भर करता है।

ग्रिडोग्राफ़िक विधिकंडक्टरों की न्यूनतम चौड़ाई और उनके बीच की दूरी > 0.5 मिमी, छवि पुनरुत्पादन सटीकता ± 0.1 मिमी के साथ सर्किट बोर्ड के बड़े पैमाने पर और बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए सर्किट आरेख बनाना सबसे अधिक लागत प्रभावी है। विचार यह है कि बोर्ड को एक जालीदार स्टैंसिल के माध्यम से रबर स्पैटुला (स्क्वीजी) से दबाकर उस पर विशेष एसिड-प्रतिरोधी पेंट लगाया जाए, जिसमें खुली जाली कोशिकाओं द्वारा आवश्यक पैटर्न बनाया जाता है (चित्र 2.4)।

स्टेंसिल का उपयोग करने के लिए धातु जाल 30-50 माइक्रोन की तार मोटाई और 60-160 धागे प्रति 1 सेमी की बुनाई आवृत्ति के साथ स्टेनलेस स्टील से, धातुकृत नायलॉन फाइबर, जिसमें बेहतर लोच है, 40 माइक्रोन की धागे की मोटाई और 200 धागे तक की बुनाई आवृत्ति के साथ प्रति 1 सेमी, साथ ही पॉलिएस्टर फाइबर और नायलॉन से

जाल का एक नुकसान यह है कि बार-बार उपयोग करने पर यह खिंच जाता है। सबसे टिकाऊ स्टेनलेस स्टील (20 हजार प्रिंट तक), धातुयुक्त प्लास्टिक (12 हजार), पॉलिएस्टर फाइबर (10 हजार तक), नायलॉन (5 हजार) से बने जाल हैं।

चावल। 2.4. स्क्रीन प्रिंटिंग का सिद्धांत.

1 – निचोड़ना; 2 - स्टेंसिल; 3 - पेंट; 4 - आधार.

ग्रिड पर छवि तरल या सूखी (फिल्म) फोटोरेसिस्ट को उजागर करके प्राप्त की जाती है, जिसके विकास के बाद खुली (पैटर्न-मुक्त) ग्रिड कोशिकाएं बनती हैं। जाल फ्रेम में स्टेंसिल को बोर्ड की सतह से 0.5-2 मिमी के अंतराल के साथ स्थापित किया जाता है ताकि बोर्ड की सतह के साथ जाल का संपर्क केवल उस क्षेत्र में हो जहां जाल को स्क्वीजी से दबाया जाता है। स्क्वीजी रबर की एक आयताकार नुकीली पट्टी होती है जिसे सब्सट्रेट के संबंध में 60-70° के कोण पर स्थापित किया जाता है।

पीपी पैटर्न प्राप्त करने के लिए, थर्मोसेटिंग पेंट एसटी 3.5 का उपयोग किया जाता है;

एसटी 3.12, जिन्हें या तो हीटिंग कैबिनेट में 60 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 40 मिनट के लिए सुखाया जाता है, या 6 घंटे के लिए हवा में सुखाया जाता है, जिससे स्क्रीनोग्राफी प्रक्रिया लंबी हो जाती है। 10-15 सेकेंड के लिए पराबैंगनी इलाज के साथ फोटोपॉलिमर रचनाएं ईपी-918 और एफकेपी-टीजेड अधिक तकनीकी रूप से उन्नत हैं, जो प्रक्रिया को स्वचालित करने में एक निर्णायक कारक है। जब एक बार लगाया जाता है, तो हरे रंग की कोटिंग की मोटाई 15-25 माइक्रोन होती है, लाइन की चौड़ाई और 0.25 मिमी तक के अंतराल के साथ एक पैटर्न पुन: उत्पन्न होता है, 260 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 10 तक पिघले हुए पीओएस -61 सोल्डर में विसर्जन का सामना करता है। एस, 5 मिनट तक अल्कोहल-गैसोलीन मिश्रण के संपर्क में रहना और -60 से +120 डिग्री सेल्सियस के तापमान में थर्मल साइक्लिंग। डिज़ाइन लागू करने के बाद, बोर्ड को 5-8 मिनट के लिए 60 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर सुखाया जाता है, गुणवत्ता नियंत्रित की जाती है और यदि आवश्यक हो, तो सुधार किया जाता है। नक़्क़ाशी या धातुकरण के बाद सुरक्षात्मक मास्क को हटाया जाता है रासायनिक विधि 10-20 सेकंड के लिए 5% सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल में।

मेज़ 2.2. स्क्रीन प्रिंटिंग के लिए उपकरण.

स्क्रीन प्रिंटिंग के लिए, अर्ध-स्वचालित और स्वचालित उपकरण का उपयोग किया जाता है, जो प्रिंट प्रारूप और उत्पादकता में भिन्न होते हैं (तालिका 2.2)। केमकट (यूएसए), रेस्को (इटली) की स्वचालित स्क्रीन प्रिंटिंग लाइनों में बोर्डों को फीड करने और स्थापित करने, स्क्वीजी मूवमेंट और आपूर्ति का विरोध करने के लिए स्वचालित सिस्टम हैं। प्रतिरोध को सुखाने के लिए आईआर-टनल प्रकार के ओवन का उपयोग किया जाता है।

ऑफसेट प्रिंटिंगसर्किट की एक छोटी श्रृंखला के साथ पीसीबी के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है। रिज़ॉल्यूशन 0.5-1 मिमी है, परिणामी छवि की सटीकता ±0.2 मिमी है। विधि का सार यह है कि पेंट को क्लिच में घुमाया जाता है जो सर्किट (मुद्रित कंडक्टर, संपर्क पैड) की छवि रखता है। फिर इसे रबर-लेपित ऑफसेट रोलर से हटा दिया जाता है, एक इंसुलेटिंग बेस पर स्थानांतरित किया जाता है और सुखाया जाता है। क्लिच और बोर्ड बेस ऑफसेट प्रिंटिंग मशीन के आधार पर एक दूसरे के पीछे स्थित होते हैं (चित्र 2.5)

चित्र.2.5. ऑफसेट प्रिंटिंग योजना.

1 - ऑफसेट रोलर; 2 - क्लिच; 3 - बोर्ड;

4 - पेंट लगाने के लिए रोलर; 5-प्रेशर रोलर.

मुद्रण की सटीकता और आकृति की तीक्ष्णता रोलर और आधार की समानता, पेंट के प्रकार और स्थिरता से निर्धारित होती है। एक क्लिच से आप असीमित संख्या में प्रिंट बना सकते हैं। विधि की उत्पादकता दोलन चक्र (पेंट अनुप्रयोग - स्थानांतरण) की अवधि तक सीमित है और प्रति घंटे 200-300 इंप्रेशन से अधिक नहीं है। विधि के नुकसान: क्लिच निर्माण प्रक्रिया की अवधि, सर्किट के पैटर्न को बदलने की कठिनाई, गैर-छिद्रपूर्ण परतें प्राप्त करने की कठिनाई, उपकरण की उच्च लागत।

फोटोग्राफिक विधिएक पैटर्न बनाने से आप 0.01 मिमी तक की पुनरुत्पादन सटीकता के साथ कंडक्टरों की न्यूनतम चौड़ाई और उनके बीच 0.1-0.15 मिमी की दूरी प्राप्त कर सकते हैं। आर्थिक दृष्टिकोण से, यह विधि कम लागत प्रभावी है, लेकिन अधिकतम पैटर्न रिज़ॉल्यूशन की अनुमति देती है और इसलिए इसका उपयोग सर्किट बोर्ड के निर्माण में छोटे पैमाने और बड़े पैमाने पर उत्पादन में किया जाता है। उच्च घनत्वऔर सटीकता. यह विधि प्रकाश संवेदनशील रचनाओं के उपयोग पर आधारित है जिसे कहा जाता है फोटोरेसिस्ट , जिसमें होना चाहिए: उच्च संवेदनशीलता; उच्च संकल्प; बोर्ड सामग्री के साथ उच्च आसंजन के साथ पूरी सतह पर एक सजातीय, गैर-छिद्रपूर्ण परत; रासायनिक प्रभावों का प्रतिरोध; तैयारी में आसानी, विश्वसनीयता और उपयोग की सुरक्षा।

फोटोरेसिस्ट को नकारात्मक और सकारात्मक में विभाजित किया गया है। नकारात्मक फोटोरेसिस्टविकिरण के प्रभाव में वे फोटोपॉलीमराइजेशन और सख्त होने के परिणामस्वरूप सुरक्षात्मक राहत क्षेत्र बनाते हैं। प्रकाशित क्षेत्र घुलना बंद कर देते हैं और सब्सट्रेट की सतह पर बने रहते हैं। सकारात्मक फोटोरेसिस्टबिना बदलाव के फोटोमास्क छवि प्रसारित करें। प्रकाश प्रसंस्करण के दौरान, उजागर क्षेत्र नष्ट हो जाते हैं और धुल जाते हैं।

नकारात्मक फोटोरेसिस्ट का उपयोग करते समय सर्किट का एक पैटर्न प्राप्त करने के लिए, एक्सपोज़र को नकारात्मक के माध्यम से उजागर किया जाता है, और सकारात्मक फोटोरेसिस्ट को सकारात्मक के माध्यम से उजागर किया जाता है। सकारात्मक फोटोरेसिस्ट का रिज़ॉल्यूशन अधिक होता है, जिसे फोटोसेंसिटिव परत द्वारा विकिरण के अवशोषण में अंतर से समझाया जाता है। परत का रिज़ॉल्यूशन टेम्पलेट के अपारदर्शी तत्व के किनारे पर प्रकाश के विवर्तन मोड़ और सब्सट्रेट से प्रकाश के प्रतिबिंब से प्रभावित होता है (चित्र 2.6)। ए)।

चित्र.2.6. प्रकाश संवेदनशील परत का एक्सपोजर:

ए - एक्सपोज़र; बी - नकारात्मक फोटोरेसिस्ट; सी - सकारात्मक फोटोरेसिस्ट;

1 - विवर्तन; 2 - बिखराव; 3 - प्रतिबिंब; 4 - टेम्पलेट; 5 - विरोध करें; 6 - सब्सट्रेट.

नकारात्मक फोटोरेसिस्ट में, विवर्तन ध्यान देने योग्य भूमिका नहीं निभाता है, क्योंकि टेम्पलेट को प्रतिरोध पर कसकर दबाया जाता है, लेकिन प्रतिबिंब के परिणामस्वरूप, सुरक्षात्मक क्षेत्रों के चारों ओर एक प्रभामंडल दिखाई देता है, जो रिज़ॉल्यूशन को कम कर देता है (चित्र 2.6)। बी)।सकारात्मक प्रतिरोध परत में, विवर्तन के प्रभाव में, फोटोमास्क के अपारदर्शी क्षेत्रों के नीचे प्रतिरोध का केवल ऊपरी क्षेत्र नष्ट हो जाएगा और विकास के दौरान धुल जाएगा, जिसका प्रभाव बहुत कम होगा सुरक्षात्मक गुणपरत। सब्सट्रेट से परावर्तित प्रकाश इसके निकटवर्ती क्षेत्र के कुछ विनाश का कारण बन सकता है, लेकिन डेवलपर इस क्षेत्र को नहीं धोता है, क्योंकि चिपकने वाली ताकतों के प्रभाव में परत नीचे चली जाएगी, जिससे फिर से प्रभामंडल के बिना छवि का एक स्पष्ट किनारा बन जाएगा। (चित्र 2.6, वी).

वर्तमान में, उद्योग में तरल और शुष्क (फिल्म) फोटोरेसिस्ट का उपयोग किया जाता है। तरल फोटोरेसिस्ट- सिंथेटिक पॉलिमर के कोलाइडल समाधान, विशेष रूप से पॉलीविनाइल अल्कोहल (पीवीए)। प्रत्येक श्रृंखला लिंक में हाइड्रॉक्सिल समूह OH की उपस्थिति पॉलीविनाइल अल्कोहल की उच्च हीड्रोस्कोपिसिटी और ध्रुवता निर्धारित करती है। जब अमोनियम डाइक्रोमेट को पीवीए के जलीय घोल में मिलाया जाता है, तो बाद वाला "संवेदी" हो जाता है। पीवीए-आधारित फोटोरेसिस्ट को वर्कपीस को डुबोकर, डालकर और फिर सेंट्रीफ्यूजिंग करके बोर्ड की पूर्व-तैयार सतह पर लगाया जाता है। फिर फोटोरेसिस्ट परतों को 30-40 मिनट के लिए 40 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर वायु परिसंचरण के साथ एक हीटिंग कैबिनेट में सुखाया जाता है। एक्सपोज़र के बाद, फोटोरेसिस्ट को गर्म पानी में विकसित किया जाता है। पीवीए-आधारित फोटोरेसिस्ट के रासायनिक प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए, क्रोमिक एनहाइड्राइड के समाधान में पीपी पैटर्न की रासायनिक टैनिंग का उपयोग किया जाता है, और फिर 45-50 मिनट के लिए 120 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर थर्मल टैनिंग का उपयोग किया जाता है। फोटोरेसिस्ट की टैनिंग (हटाना) निम्नलिखित संरचना के घोल में 3-6 सेकंड के लिए किया जाता है:

- 200-250 ग्राम/लीटर ऑक्सालिक एसिड,

- 50-80 ग्राम/लीटर सोडियम क्लोराइड,

- 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 1000 मिलीलीटर तक पानी।

पीवीए-आधारित फोटोरेसिस्ट के फायदे कम विषाक्तता और आग का खतरा, पानी का उपयोग करके विकास हैं। इसके नुकसान में डार्क टैनिंग का प्रभाव शामिल है (इसलिए, लागू फोटोरेसिस्ट के साथ रिक्त स्थान का शेल्फ जीवन 3-6 घंटे से अधिक नहीं होना चाहिए), कम एसिड और क्षार प्रतिरोध, एक पैटर्न प्राप्त करने की प्रक्रिया को स्वचालित करने की कठिनाई, फोटोरेसिस्ट तैयार करने की जटिलता , और कम संवेदनशीलता।

सिनामेट पर आधारित फोटोरेसिस्ट में तरल फोटोरेसिस्ट के बेहतर गुण (टैनिंग का उन्मूलन, एसिड प्रतिरोध में वृद्धि) प्राप्त होते हैं। इस प्रकार के फोटोरेसिस्ट का प्रकाश संवेदनशील घटक पॉलीविनाइल सिनामेट (पीवीसी) है, जो पॉलीविनाइल अल्कोहल और सिनामिक एसिड क्लोराइड की प्रतिक्रिया का एक उत्पाद है। इसका रिज़ॉल्यूशन लगभग 500 लाइन/मिमी है, विकास कार्बनिक सॉल्वैंट्स - ट्राइक्लोरोइथेन, टोल्यूनि, क्लोरोबेंजीन में किया जाता है। पीवीसी फोटोरेसिस्ट को विकसित करने और हटाने की प्रक्रिया को तेज करने के लिए, अल्ट्रासोनिक कंपन का उपयोग किया जाता है। ध्वनिक माइक्रोफ्लो के कारण अल्ट्रासोनिक क्षेत्र में प्रसार बहुत तेज हो जाता है, और परिणामी गुहिकायन बुलबुले, जब ढह जाते हैं, तो बोर्ड से फोटोरेसिस्ट के अनुभागों को फाड़ देते हैं। पारंपरिक तकनीक की तुलना में विकास का समय 10 सेकेंड तक कम हो गया है, यानी 5-8 गुना। पीवीसी फोटोरेसिस्ट के नुकसान में इसकी उच्च लागत और जहरीले कार्बनिक सॉल्वैंट्स का उपयोग शामिल है। इसलिए, पीवीसी रेजिस्टेंस को पीसीबी के निर्माण में व्यापक अनुप्रयोग नहीं मिला है, लेकिन मुख्य रूप से आईसी के निर्माण में उपयोग किया जाता है।

डायज़ो यौगिकों पर आधारित फोटोरेसिस्ट का उपयोग मुख्य रूप से सकारात्मक के रूप में किया जाता है। डायज़ो यौगिकों की प्रकाश संवेदनशीलता उनमें दो नाइट्रोजन परमाणुओं N2 से युक्त समूहों की उपस्थिति के कारण होती है (चित्र 2.7)।

चित्र.2.7. डायज़ो यौगिकों की संरचना में आणविक बंधन।

फोटोरेसिस्ट परत को सुखाने का कार्य दो चरणों में किया जाता है:

- अस्थिर घटकों को वाष्पित करने के लिए 15-20 मिनट के लिए 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर;

- 30-40 मिनट के लिए 80 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर वायु परिसंचरण वाले थर्मोस्टेट में।

डेवलपर्स ट्राइसोडियम फॉस्फेट, सोडा और कमजोर क्षार के समाधान हैं। डायज़ो यौगिकों पर आधारित फोटोरेसिस्ट एफपी-383, एफएन-11 का रिज़ॉल्यूशन 350-400 लाइन/मिमी, उच्च रासायनिक प्रतिरोध है, लेकिन उनकी लागत अधिक है।

ड्राई फिल्म फोटोरेसिस्टरिस्टन ब्रांड पहली बार 1968 में डु पोंट (यूएसए) द्वारा विकसित किए गए थे और इसकी मोटाई 18 माइक्रोन (लाल), 45 माइक्रोन (नीला) और 72 माइक्रोन (रूबी) है। ड्राई फिल्म फोटोरेसिस्ट SPF-2 का उत्पादन 1975 से 20, 40 और 60 माइक्रोन की मोटाई में किया जा रहा है और यह पॉलीमिथाइल मेथैक्रिलेट पर आधारित एक बहुलक है। 2 (चित्र 2.8), पॉलीथीन के बीच स्थित है 3 और प्रत्येक 25 माइक्रोन की मोटाई वाली लैवसन/फिल्में।

चित्र.2.8. शुष्क फोटोरेसिस्ट की संरचना।

सीआईएस में निम्नलिखित प्रकार के ड्राई फिल्म फोटोरेसिस्ट का उत्पादन किया जाता है:

- कार्बनिक पदार्थों में प्रकट - एसपीएफ़-2, एसपीएफ़-एएस-1, एसआरएफ-पी;

- जल-क्षारीय - SPF-VShch2, TFPC;

- बढ़ी हुई विश्वसनीयता - SPF-PNShch;

- सुरक्षात्मक - एसपीएफ़-जेड-VShch।

पीसीबी बेस की सतह पर रोल करने से पहले, पॉलीथीन की सुरक्षात्मक फिल्म को हटा दिया जाता है और 1 मीटर/मिनट की गति से 100 डिग्री सेल्सियस तक गर्म होने पर रोलर विधि (क्लैडिंग, लेमिनेशन) का उपयोग करके बोर्ड पर सूखा फोटोरेसिस्ट लगाया जाता है। लेमिनेटर नामक एक विशेष उपकरण का उपयोग करना। सूखा प्रतिरोध पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में पोलीमराइज़ हो जाता है, इसकी अधिकतम वर्णक्रमीय संवेदनशीलता 350 एनएम के क्षेत्र में होती है, इसलिए पारा लैंप का उपयोग एक्सपोज़र के लिए किया जाता है। मिथाइल क्लोराइड और डाइमिथाइलफॉर्मामाइड के समाधान में जेट-प्रकार की मशीनों में विकास किया जाता है।

एसपीएफ़-2 एक सूखी फिल्म फोटोरेसिस्ट है, जो रिस्टन फोटोरेसिस्ट के गुणों के समान है, इसे अम्लीय और क्षारीय दोनों वातावरणों में संसाधित किया जा सकता है और इसका उपयोग डीपीपी निर्माण के सभी तरीकों में किया जाता है। इसका उपयोग करते समय विकासशील उपकरणों को सील करना आवश्यक है। एसपीएफ़-वीएसएचएच में उच्च रिज़ॉल्यूशन (100-150 लाइन/मिमी) है, यह अम्लीय वातावरण में प्रतिरोधी है, और इसे क्षारीय समाधानों में संसाधित किया जा सकता है। टीएफपीसी फोटोरेसिस्ट (पोलीमराइजिंग संरचना में) की संरचना में मेथैक्रेलिक एसिड शामिल है, जो प्रदर्शन विशेषताओं में सुधार करता है। इसे इलेक्ट्रोप्लेटिंग से पहले सुरक्षात्मक राहत के ताप उपचार की आवश्यकता नहीं होती है। एसपीएफ़-एएस-1 आपको सबट्रैक्टिव और एडिटिव दोनों तकनीकों का उपयोग करके पीपी पैटर्न प्राप्त करने की अनुमति देता है, क्योंकि यह अम्लीय और क्षारीय दोनों वातावरणों में प्रतिरोधी है। तांबे के सब्सट्रेट के साथ प्रकाश संवेदनशील परत के आसंजन को बेहतर बनाने के लिए, बेंज़ोट्रायज़ोल को संरचना में पेश किया गया था।

ड्राई फोटोरेसिस्ट का उपयोग पीसीबी निर्माण प्रक्रिया को काफी सरल बनाता है और उपयुक्त उत्पादों की उपज 60 से 90% तक बढ़ा देता है। जिसमें:

- सुखाने, टैनिंग और रीटचिंग के संचालन के साथ-साथ परतों के संदूषण और अस्थिरता को बाहर रखा गया है;

- फोटोरेसिस्ट रिसाव से धातुकृत छिद्रों की सुरक्षा प्रदान की जाती है;

- पीसीबी निर्माण प्रक्रिया और छवि नियंत्रण का उच्च स्वचालन और मशीनीकरण हासिल किया जाता है।

ड्राई फिल्म फोटोरेसिस्ट लगाने के लिए इंस्टालेशन - लैमिनेटर (चित्र 2.9) में रोलर्स होते हैं 2, फीस जमा करना 6 और वर्कपीस, रोलर्स की सतह पर फोटोरेसिस्ट को दबाना 3 और 4 सुरक्षात्मक पॉलीथीन फिल्म को हटाने के लिए, फोटोरेसिस्ट 5, हीटर के साथ रील 1 थर्मोस्टेट के साथ.

चित्र.2.9. लैमिनेटर आरेख.

बोर्ड ब्लैंक की गति की गति 0.1 मीटर/सेकेंड तक पहुंच जाती है, हीटर का तापमान (105 ±5) डिग्री सेल्सियस होता है। एआरएसएम 3.289.006 एनपीओ रैटन (बेलारूस) इंस्टॉलेशन का डिज़ाइन हीटर रोलर्स के बीच स्थापित अंतराल की परवाह किए बिना निरंतर दबाव बल प्रदान करता है। पीपी वर्कपीस की अधिकतम चौड़ाई 560 मिमी है। रोलिंग की एक विशेषता फोटोरेसिस्ट परत के नीचे धूल जाने का खतरा है, इसलिए इंस्टॉलेशन को एक सीलबंद क्षेत्र में संचालित किया जाना चाहिए। रोल्ड फोटोरेसिस्ट फिल्म को सिकुड़न प्रक्रियाओं को पूरा करने से पहले कम से कम 30 मिनट तक रखा जाता है, जिससे पैटर्न में विकृति आ सकती है और आसंजन कम हो सकता है।

पैटर्न का विकास मिथाइल क्लोरोफॉर्म की रासायनिक और यांत्रिक क्रिया के परिणामस्वरूप किया जाता है। अप्रकाशित एसपीएफ़ को पूरी तरह से हटाने के लिए इष्टतम विकास समय को आवश्यक से 1.5 गुना अधिक माना जाता है। विकास संचालन की गुणवत्ता पांच कारकों पर निर्भर करती है: विकास का समय, विकास तापमान, चैम्बर में डेवलपर दबाव, विकासशील जेल का संदूषण, और अंतिम धुलाई की डिग्री। जैसे-जैसे विघटित फोटोरेसिस्ट डेवलपर में जमा होता जाता है, विकास की गति धीमी हो जाती है। विकास के बाद, बोर्ड को पानी से तब तक धोना चाहिए जब तक कि सभी विलायक अवशेष पूरी तरह से निकल न जाएं। 14-18 डिग्री सेल्सियस के डेवलपर तापमान, 0.15 एमपीए के कक्षों में समाधान दबाव और 2.2 मीटर/मिनट की कन्वेयर गति पर एसपीएफ़-2 विकास ऑपरेशन की अवधि 40-42 सेकेंड है।

मेथिलीन क्लोराइड में फोटोरेसिस्ट को हटाने और विकसित करने का काम इंकजेट मशीनों (GGMZ.254.001, ARSMZ.249.000) में किया जाता है। यह एक मजबूत विलायक है, इसलिए फोटोरेसिस्ट हटाने का ऑपरेशन जल्दी (20-30 सेकंड के भीतर) किया जाना चाहिए। संस्थापन सॉल्वैंट्स के उपयोग के लिए एक बंद चक्र प्रदान करते हैं; बोर्डों की सिंचाई के बाद, सॉल्वैंट्स डिस्टिलर में प्रवेश करते हैं, और फिर शुद्ध सॉल्वैंट्स को पुन: उपयोग के लिए स्विच किया जाता है।

एक फोटोरेसिस्ट के एक्सपोजर का उद्देश्य इसमें फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाएं शुरू करना है और इसे उन प्रतिष्ठानों में किया जाता है जिनमें प्रकाश स्रोत (स्कैनिंग या स्थिर) होते हैं और पराबैंगनी क्षेत्र में काम करते हैं। बोर्ड के रिक्त स्थान पर फोटोमास्क की चुस्त फिट सुनिश्चित करने के लिए, फ्रेम का उपयोग किया जाता है जहां एक वैक्यूम बनाया जाता है। 600×600 मिमी के लोडिंग फ्रेम के कार्य क्षेत्र के साथ एक्सपोज़र इंस्टॉलेशन SKTSI.442152.0001 NPO "रैटन" 15 बोर्ड / घंटा की उत्पादकता प्रदान करता है। मरकरी लैंप डीआरएसएच-1000 के एक्सपोज़र का समय 1-5 मिनट। एक्सपोज़र के बाद, डार्क फोटोकैमिकल प्रतिक्रिया को पूरा करने के लिए, माइलर सुरक्षात्मक फिल्म को हटाने से पहले 30 मिनट के लिए कमरे के तापमान पर एक्सपोज़र की आवश्यकता होती है।

ड्राई फोटोरेसिस्ट के नुकसान में रोलिंग के दौरान यांत्रिक बल लगाने की आवश्यकता होती है, जो ग्लास-सिरेमिक सब्सट्रेट के लिए अस्वीकार्य है, और ठोस और तरल अपशिष्ट के पुनर्चक्रण की समस्या है। प्रत्येक 1000 मी 2 सामग्री के लिए 40 किलोग्राम तक ठोस और 21 किलोग्राम तरल अपशिष्ट उत्पन्न होता है, जिसका निपटान एक पर्यावरणीय समस्या है।

इंसुलेटिंग बेस पर एक प्रवाहकीय पैटर्न प्राप्त करने के लिए, ग्रिडोग्राफिक और फोटोकैमिकल दोनों तरीकों से, फोटोमास्क का उपयोग करना आवश्यक है, जो फोटोग्राफिक प्लेटों या फिल्म पर 1: 1 पैमाने पर पैटर्न की एक ग्राफिक छवि है। टेपों पर प्रवाहकीय क्षेत्रों का निर्माण करते समय फोटोमास्क एक सकारात्मक छवि में बनाए जाते हैं और एक नकारात्मक छवि में जब अंतराल क्षेत्रों से तांबे को खोदकर प्रवाहकीय क्षेत्र प्राप्त किए जाते हैं।

ज्यामितीय सटीकताऔर पीपी पैटर्न की गुणवत्ता मुख्य रूप से फोटोमास्क की सटीकता और गुणवत्ता द्वारा सुनिश्चित की जाती है, जिसमें ये होना चाहिए:

- कम से कम 2.5 इकाइयों के काले क्षेत्रों के ऑप्टिकल घनत्व के साथ स्पष्ट और समान सीमाओं वाले तत्वों की एक विपरीत काली और सफेद छवि, 0.2 इकाइयों से अधिक के पारदर्शी क्षेत्र, डीएफई -10 प्रकार के डेंसिटोमीटर पर मापा जाता है;

- न्यूनतम छवि दोष (सफेद स्थानों में काले बिंदु, काले क्षेत्रों में पारदर्शी बिंदु), जो 10-30 µm से अधिक नहीं होते हैं;

- डिज़ाइन तत्वों की सटीकता ±0.025 मिमी।

अधिक हद तक, सूचीबद्ध आवश्यकताएं उच्च-विपरीत फोटोग्राफिक प्लेटों और फिल्मों "मिकराट-एन" (यूएसएसआर), फोटोग्राफिक प्लेटों जैसे एफटी-41पी (यूएसएसआर), आरटी-100 (जापान) और एग्फालिट (जर्मनी) द्वारा पूरी की जाती हैं।

वर्तमान में, फोटोमास्क प्राप्त करने के दो मुख्य तरीकों का उपयोग किया जाता है: फोटोग्राफिक मूल से उनका फोटो खींचना और प्रोग्राम-नियंत्रित कोऑर्डिनेटोग्राफ या लेजर बीम का उपयोग करके फोटोग्राफिक फिल्म पर प्रकाश किरण के साथ उन्हें चित्रित करना। मूल फ़ोटो बनाते समय, पीपी डिज़ाइन को बड़े पैमाने पर (10:1, 4:1, 2:1) कम-सिकुड़ने वाली सामग्री पर ड्राइंग, एप्लाइक बनाकर या इनेमल में काटकर बनाया जाता है। अनुप्रयोग विधि में पहले से तैयार मानक तत्वों को एक पारदर्शी आधार (लैवसन, ग्लास, आदि) पर चिपकाना शामिल है। पहली विधि कम सटीकता और उच्च श्रम तीव्रता की विशेषता है, इसलिए इसका उपयोग मुख्य रूप से प्रोटोटाइप बोर्डों के लिए किया जाता है।

उच्च स्थापना घनत्व वाले पीपी के लिए इनेमल कटिंग का उपयोग किया जाता है। ऐसा करने के लिए, पॉलिश शीट ग्लास को तामचीनी की एक अपारदर्शी परत से ढक दिया जाता है, और सर्किट डिज़ाइन की कटिंग मैन्युअल रूप से नियंत्रित समन्वयोग्राफ का उपयोग करके की जाती है। पैटर्न की सटीकता 0.03–0.05 मिमी है।

उत्पादित फोटोग्राफिक मूल को पीपी-12, ईएम-513, क्लिम्स्च (जर्मनी) जैसे फोटोरिप्रोडक्शन प्रिंटिंग कैमरों का उपयोग करके उच्च-कंट्रास्ट फोटोग्राफिक प्लेट पर आवश्यक कमी के साथ फोटो खींचा जाता है और फोटोमास्क प्राप्त किए जाते हैं, जो नियंत्रण और काम कर सकते हैं। कामकाजी, एकल और समूह फोटो मास्क की प्रतिकृति और उत्पादन के लिए, नियंत्रण फोटो मास्क की नकारात्मक प्रतिलिपि से संपर्क मुद्रण विधि का उपयोग किया जाता है। ऑपरेशन ±0.02 मिमी की सटीकता के साथ गुणक मॉडल एआरएसएम 3.843.000 पर किया जाता है।

इस विधि का नुकसान एक फोटोग्राफिक मूल प्राप्त करने की उच्च श्रम तीव्रता है, जिसके लिए अत्यधिक कुशल श्रम और कठिनाई की आवश्यकता होती है एकसमान प्रकाश व्यवस्थाबड़े क्षेत्र के फोटो मूल, जिससे फोटो मास्क की गुणवत्ता कम हो जाती है।

पीपी पैटर्न की बढ़ती जटिलता और घनत्व और श्रम उत्पादकता बढ़ाने की आवश्यकता के कारण फोटोग्राफिक फिल्म पर सीधे स्कैनिंग बीम का उपयोग करके फोटोमास्क बनाने की एक विधि का विकास हुआ। प्रकाश किरण का उपयोग करके फोटोमास्क बनाने के लिए प्रोग्राम नियंत्रण वाली समन्वय मशीनें विकसित की गई हैं। बोर्डों के मशीनी डिज़ाइन में परिवर्तन के साथ, चित्र बनाने की आवश्यकता गायब हो जाती है, क्योंकि कंप्यूटर से प्राप्त कंडक्टरों के निर्देशांक के साथ छिद्रित पेपर टेप कोऑर्डिनेटोग्राफ़ के रीडिंग डिवाइस में दर्ज किया जाता है, जिस पर फोटोमास्क स्वचालित रूप से बनाया जाता है।

निर्देशांकलेख (चित्र 2.10) में एक निर्वात तालिका होती है 8, जिस पर फिल्म, फोटो हेड और कंट्रोल यूनिट लगी होती है/। सटीक लीड स्क्रू का उपयोग करके तालिका दो परस्पर लंबवत दिशाओं में उच्च परिशुद्धता के साथ चलती है 9 और 3,जो स्टेपर मोटर द्वारा संचालित होते हैं 2 और 10. फोटो हेड इलुमिनेटर को चालू कर देता है 4, फोकसिंग सिस्टम 5, गोलाकार डायाफ्राम 6 और फोटो शटर 7. डायाफ्राम में छेद (25-70) का एक सेट होता है, जो पीपी पैटर्न का एक निश्चित तत्व बनाता है, और स्टेपर मोटर के शाफ्ट पर तय होता है। ऑपरेटिंग प्रोग्राम के अनुसार, नियंत्रण इकाई से सिग्नल टेबल ड्राइव, डायाफ्राम और इलुमिनेटर के स्टेपर मोटर्स को आपूर्ति किए जाते हैं। आधुनिक समन्वयलेख (तालिका 5.4) एक निरंतर प्रकाश मोड को स्वचालित रूप से बनाए रखने के लिए सिस्टम से लैस हैं, 1:2 के पैमाने पर कंप्यूटर से फिल्म पर फोटोमास्क के बारे में जानकारी आउटपुट करते हैं; 1:1; 2:1; 4:1.

चावल। 5.10. निर्देशांकलेख आरेख.

लैमिनेट FR4

आप लैमिनेट का विस्तृत विवरण पा सकते हैं।

TePro गोदाम में लैमिनेट्स

माइक्रोवेव सामग्री रोजर्स

टिप्पणी: सर्किट बोर्ड के उत्पादन में रोजर्स सामग्री का उपयोग करने के लिए, कृपया इसे ऑर्डर फॉर्म में इंगित करें

चूंकि रोजर्स सामग्री मानक FR4 की तुलना में बहुत अधिक महंगी है, इसलिए हमें रोजर्स सामग्री पर बने बोर्डों के लिए अतिरिक्त मार्कअप लागू करने के लिए मजबूर होना पड़ता है। प्रयुक्त वर्कपीस के कार्य क्षेत्र: 170 × 130; 270 × 180; 370 × 280; 570×380.

धातु आधारित लैमिनेट्स

सामग्री का दृश्य प्रतिनिधित्व

ढांकता हुआ तापीय चालकता 1 W/(m K) के साथ एल्यूमिनियम लैमिनेट ACCL 1060-1

विवरण

ढांकता हुआ तापीय चालकता 2(5) W/(m K) के साथ एल्यूमीनियम लैमिनेट CS-AL88-AD2(AD5)

विवरण

प्रीप्रेग

उत्पादन में हम ILM से प्रीप्रेग 2116, 7628 और 1080 ग्रेड ए (उच्चतम) का उपयोग करते हैं।

आप प्रीप्रेग का विस्तृत विवरण पा सकते हैं।

सोल्डर मास्क

गुण

आप सोल्डर मास्क का विस्तृत विवरण पा सकते हैं।

लैमिनेट्स और प्रीप्रेग पर अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न और उत्तर

एक्सपीसी क्या है?

FR1 और FR2 में क्या अंतर है?

FR2 क्या है?

FR3 क्या है?

FR4 क्या है?

FR5 क्या है?

CEM-1 क्या है?

CEM-3 क्या है?

G10 क्या है?

लैमिनेट्स को कैसे बदला जा सकता है?

"प्रीप्रेग" क्या हैं?

FR या CEM का क्या अर्थ है?

क्या FR4 सचमुच हरा है?

क्या लोगो के रंग का कोई मतलब है?

क्या लोगो ओरिएंटेशन का कोई मतलब है?

यूवी ब्लॉकिंग लैमिनेट क्या है?

छिद्रों के माध्यम से चढ़ाने के लिए कौन से लेमिनेट उपयुक्त हैं?

क्या छिद्रों के माध्यम से परत चढ़ाने का कोई विकल्प है?

"सामग्री की मोटाई" क्या है?

क्या है: पीएफ-सीपी-सीयू? आईईसी-249? जीएफएन?

सीटीआई क्या है?

#7628 का क्या मतलब है? वहाँ अन्य संख्याएँ क्या हैं?

94V-0, 94V-1, 94-HB क्या है?

आजकल, अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक सर्किट मुद्रित सर्किट बोर्डों का उपयोग करके बनाए जाते हैं। मुद्रित सर्किट बोर्ड निर्माण प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके, पूर्वनिर्मित माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक घटकों का भी उत्पादन किया जाता है - हाइब्रिड मॉड्यूल जिसमें विभिन्न कार्यात्मक उद्देश्यों और एकीकरण की डिग्री के घटक शामिल होते हैं। उच्च स्तर के एकीकरण के साथ बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड और इलेक्ट्रॉनिक घटक इलेक्ट्रॉनिक्स और कंप्यूटर घटकों के वजन और आकार की विशेषताओं को कम करना संभव बनाते हैं। अब मुद्रित सर्किट बोर्ड सौ वर्ष से अधिक पुराना है।

मुद्रित सर्किट बोर्ड

यह (अंग्रेजी में पीसीबी - मुद्रित सर्किट बोर्ड)- विद्युत इन्सुलेटिंग सामग्री (गेटिनैक्स, टेक्स्टोलाइट, फाइबरग्लास और अन्य समान डाइलेक्ट्रिक्स) से बनी एक प्लेट, जिसकी सतह पर मॉड्यूल और एकीकृत सर्किट सहित घुड़सवार रेडियो तत्वों को जोड़ने के लिए संपर्क पैड के साथ पतली विद्युत प्रवाहकीय स्ट्रिप्स (मुद्रित कंडक्टर) होती हैं। लागू। यह शब्द पॉलिटेक्निक डिक्शनरी से शब्दशः लिया गया है।

एक अधिक सार्वभौमिक सूत्रीकरण है:

एक मुद्रित सर्किट बोर्ड एक इंसुलेटिंग बेस पर निश्चित विद्युत इंटरकनेक्शन के डिज़ाइन को संदर्भित करता है।

मुद्रित सर्किट बोर्ड के मुख्य संरचनात्मक तत्व एक ढांकता हुआ आधार (कठोर या लचीला) होते हैं जिसकी सतह पर कंडक्टर स्थित होते हैं। ढांकता हुआ आधार और कंडक्टर एक मुद्रित सर्किट बोर्ड के लिए आवश्यक और पर्याप्त तत्व हैं। घटकों को स्थापित करने और उन्हें कंडक्टरों से जोड़ने के लिए, अतिरिक्त तत्वों का उपयोग किया जाता है: संपर्क पैड, धातुकृत संक्रमण और बढ़ते छेद, कनेक्टर लैमेलस, गर्मी हटाने के लिए क्षेत्र, परिरक्षण और वर्तमान-ले जाने वाली सतहें, आदि।

मुद्रित सर्किट बोर्डों में परिवर्तन ने इलेक्ट्रॉनिक उपकरण डिजाइन के क्षेत्र में एक गुणात्मक छलांग लगाई। एक मुद्रित सर्किट बोर्ड रेडियोतत्वों के वाहक के कार्यों और ऐसे तत्वों के विद्युत कनेक्शन को जोड़ता है। यदि मुद्रित सर्किट बोर्ड के कंडक्टरों और अन्य प्रवाहकीय तत्वों के बीच इन्सुलेशन प्रतिरोध का पर्याप्त स्तर प्रदान नहीं किया गया है तो बाद वाला कार्य नहीं किया जा सकता है। इसलिए, पीसीबी सब्सट्रेट को एक इन्सुलेटर के रूप में कार्य करना चाहिए।

ऐतिहासिक सन्दर्भ

1920 और 1930 के दशक के दौरान, मुद्रित सर्किट बोर्ड डिजाइन और उन्हें बनाने के तरीकों के लिए कई पेटेंट जारी किए गए थे। मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण की पहली विधियाँ मुख्यतः योगात्मक (थॉमस एडिसन के विचारों का विकास) रहीं। लेकिन अपने आधुनिक रूप में, मुद्रित सर्किट बोर्ड मुद्रण उद्योग से उधार ली गई प्रौद्योगिकियों के उपयोग के कारण प्रकट हुआ। मुद्रित सर्किट बोर्ड अंग्रेजी मुद्रण शब्द प्रिंटिंग प्लेट ("प्रिंटिंग प्लेट" या "मैट्रिक्स") से सीधा अनुवाद है। इसलिए, ऑस्ट्रियाई इंजीनियर पॉल आइस्लर को सच्चा "मुद्रित सर्किट बोर्ड का जनक" माना जाता है। वह यह निष्कर्ष निकालने वाले पहले व्यक्ति थे कि मुद्रित सर्किट बोर्डों के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए मुद्रण (सबट्रैक्टिव) प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया जा सकता है। घटिया प्रौद्योगिकियों में, अनावश्यक टुकड़ों को हटाकर एक छवि बनाई जाती है। पॉल आइस्लर ने तांबे की पन्नी के गैल्वेनिक जमाव और फेरिक क्लोराइड के साथ इसकी नक़्क़ाशी की तकनीक विकसित की। मुद्रित सर्किट बोर्डों के बड़े पैमाने पर उत्पादन की तकनीकें द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान पहले से ही मांग में थीं। और 1950 के दशक के मध्य से, मुद्रित सर्किट बोर्डों का निर्माण न केवल सैन्य, बल्कि घरेलू उद्देश्यों के लिए रेडियो उपकरणों के रचनात्मक आधार के रूप में शुरू हुआ।

पीसीबी सामग्री

मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए बुनियादी डाइलेक्ट्रिक्स

सिंगल-लेयर और मल्टीलेयर दोनों प्रकार के मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए सामग्री के मापदंडों का ज्ञान, उनके उपयोग में शामिल सभी लोगों के लिए महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से बढ़ी हुई गति और माइक्रोवेव वाले उपकरणों के लिए मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए। एमपीपी डिज़ाइन करते समय, डेवलपर्स को निम्नलिखित कार्यों का सामना करना पड़ता है:
- बोर्ड पर कंडक्टरों की तरंग प्रतिरोध की गणना;
- इंटरलेयर हाई-वोल्टेज इन्सुलेशन के मूल्य की गणना;
- अंधे और छिपे हुए छिद्रों की संरचना का चयन।
विभिन्न सामग्रियों के उपलब्ध विकल्प और मोटाई तालिका 2-6 में दर्शाई गई हैं। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि सामग्री की मोटाई पर सहनशीलता आमतौर पर ±10% तक होती है, इसलिए तैयार मल्टीलेयर बोर्ड की मोटाई पर सहनशीलता ±10% से कम नहीं हो सकती।

टीजी - ग्लास संक्रमण तापमान (संरचना विनाश)

डीके - ढांकता हुआ स्थिरांक

माइक्रोवेव मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए बुनियादी डाइलेक्ट्रिक्स

मुद्रित सर्किट बोर्डों के विशिष्ट डिज़ाइन मानक फाइबरग्लास प्रकार के उपयोग पर आधारित होते हैं FR4, ऑपरेटिंग तापमान -50 से +110 डिग्री सेल्सियस तक, और ग्लास संक्रमण तापमान टीजी (नरम करना) लगभग 135 डिग्री सेल्सियस के साथ।
यदि गर्मी प्रतिरोध के लिए बढ़ी हुई आवश्यकताएं हैं या सीसा रहित प्रौद्योगिकी ओवन (260 डिग्री सेल्सियस तक) में बोर्ड स्थापित करते समय, एक उच्च तापमान FR4 हाई टीजीया FR5.
यदि उच्च तापमान पर या अचानक तापमान परिवर्तन के साथ निरंतर संचालन की आवश्यकता होती है, तो इसका उपयोग किया जाता है polyimide. इसके अलावा, पॉलीमाइड का उपयोग उच्च-विश्वसनीयता सर्किट बोर्डों के निर्माण के लिए, सैन्य अनुप्रयोगों के लिए और उन मामलों में भी किया जाता है जहां बढ़ी हुई विद्युत शक्ति की आवश्यकता होती है।
के साथ बोर्डों के लिए माइक्रोवेव सर्किट(2 गीगाहर्ट्ज़ से अधिक) अलग-अलग परतों का उपयोग किया जाता है माइक्रोवेव सामग्री, या बोर्ड पूरी तरह से माइक्रोवेव सामग्री से बना है। विशेष सामग्रियों के सबसे प्रसिद्ध आपूर्तिकर्ता रोजर्स, अर्लोन, टैकोनिक, ड्यूपॉन्ट हैं। इन सामग्रियों की लागत FR4 से अधिक है, और सशर्त रूप से FR4 की लागत के सापेक्ष तालिका के अंतिम कॉलम में दिखाई जाती है।

* डीके - ढांकता हुआ स्थिरांक

डीके - ढांकता हुआ स्थिरांक

पीसीबी पैड कोटिंग्स

अक्सर, साइटों को टिन-सीसा मिश्र धातु, या पीआईसी के साथ लेपित किया जाता है। सोल्डर की सतह को लगाने और समतल करने की विधि को एचएएल या एचएएसएल कहा जाता है (अंग्रेजी हॉट एयर सोल्डर लेवलिंग से - गर्म हवा के साथ सोल्डर को समतल करना)। यह कोटिंग पैड की सर्वोत्तम सोल्डरबिलिटी प्रदान करती है। हालाँकि, इसे और अधिक द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है आधुनिक कोटिंग्स, एक नियम के रूप में, अंतरराष्ट्रीय RoHS निर्देश की आवश्यकताओं के अनुरूप है।

इस निर्देश में उत्पादों में सीसा सहित हानिकारक पदार्थों की उपस्थिति पर प्रतिबंध लगाने की आवश्यकता है। अब तक, RoHS हमारे देश के क्षेत्र पर लागू नहीं होता है, लेकिन इसके अस्तित्व को याद रखना उपयोगी है।

एमपीपी साइटों को कवर करने के संभावित विकल्प तालिका 7 में हैं।

जब तक अन्यथा आवश्यक न हो, HASL का उपयोग हर जगह किया जाता है।

विसर्जन (रासायनिक) गिल्डिंगअधिक समतल बोर्ड सतह प्रदान करने के लिए उपयोग किया जाता है (यह BGA पैड के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है), लेकिन इसमें सोल्डरबिलिटी थोड़ी कम है। भट्ठी में सोल्डरिंग लगभग एचएएसएल जैसी ही तकनीक का उपयोग करके की जाती है, लेकिन हाथ से सोल्डरिंगविशेष फ्लक्स के उपयोग की आवश्यकता होती है। ऑर्गेनिक कोटिंग, या ओएसपी, तांबे की सतह को ऑक्सीकरण से बचाती है। इसका नुकसान सोल्डरेबिलिटी की अल्प शेल्फ लाइफ (6 महीने से कम) है।

विसर्जन टिनएक सपाट सतह और अच्छी टांका लगाने की क्षमता प्रदान करता है, हालांकि टांका लगाने के लिए इसमें सीमित शेल्फ जीवन भी होता है। सीसा रहित एचएएल में सीसा युक्त एचएएल के समान गुण होते हैं, लेकिन सोल्डर की संरचना लगभग 99.8% टिन और 0.2% एडिटिव्स होती है।

ब्लेड कनेक्टर संपर्कजो बोर्ड के संचालन के दौरान घर्षण के अधीन होते हैं, उन पर सोने की मोटी और अधिक कठोर परत चढ़ा दी जाती है। दोनों प्रकार की गिल्डिंग के लिए, सोने के प्रसार को रोकने के लिए निकल अंडरलेयर का उपयोग किया जाता है।

नोट: एचएएसएल को छोड़कर सभी कोटिंग्स RoHS अनुरूप हैं और सीसा रहित सोल्डरिंग के लिए उपयुक्त हैं।

सुरक्षात्मक और अन्य प्रकार के मुद्रित सर्किट बोर्ड कोटिंग्स

सुरक्षात्मक कोटिंग्स का उपयोग सोल्डरिंग के लिए इच्छित कंडक्टरों की सतहों को इन्सुलेट करने के लिए किया जाता है।

चित्र को पूरा करने के लिए, आइए मुद्रित सर्किट बोर्ड कोटिंग्स के कार्यात्मक उद्देश्य और सामग्री पर विचार करें।

1. सोल्डर मास्क - कंडक्टरों को आकस्मिक शॉर्ट सर्किट और गंदगी से बचाने के लिए, साथ ही सोल्डरिंग के दौरान फाइबरग्लास लैमिनेट को थर्मल शॉक से बचाने के लिए इसे बोर्ड की सतह पर लगाया जाता है। मास्क में कोई अन्य कार्यात्मक भार नहीं होता है और यह नमी, फफूंदी, टूटने आदि से सुरक्षा के रूप में काम नहीं कर सकता है (सिवाय जब विशेष प्रकार के मास्क का उपयोग किया जाता है)।
2. अंकन - बोर्ड और उस पर स्थित घटकों की पहचान को आसान बनाने के लिए बोर्ड पर पेंट के साथ मास्क लगाया जाता है।
3. मुखौटा उतारे - बोर्ड के निर्दिष्ट क्षेत्रों पर लागू किया जाता है जिन्हें अस्थायी रूप से संरक्षित करने की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए, सोल्डरिंग से। भविष्य में इसे हटाना आसान है, क्योंकि यह रबर जैसा यौगिक है और आसानी से निकल जाता है।
4. कार्बन संपर्क कोटिंग - इसे कीबोर्ड के संपर्क फ़ील्ड के रूप में बोर्ड पर कुछ स्थानों पर लागू किया जाता है। कोटिंग में अच्छी चालकता है, ऑक्सीकरण नहीं होता है और पहनने के लिए प्रतिरोधी है।
5. ग्रेफाइट प्रतिरोधी तत्व - प्रतिरोधों का कार्य करने के लिए इसे बोर्ड की सतह पर लगाया जा सकता है। दुर्भाग्य से, मूल्यवर्ग की सटीकता कम है - ±20% (लेजर समायोजन के साथ - 5% तक) से अधिक सटीक नहीं।
6. सिल्वर कॉन्टैक्ट जंपर्स - इसे अतिरिक्त कंडक्टर के रूप में लागू किया जा सकता है, जब रूटिंग के लिए पर्याप्त जगह नहीं होती है तो एक और प्रवाहकीय परत बनाई जा सकती है। मुख्य रूप से सिंगल-लेयर और डबल-साइडेड मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए उपयोग किया जाता है।

पीसीबी डिजाइन

मुद्रित सर्किट बोर्डों का सबसे दूरवर्ती पूर्ववर्ती साधारण तार है, जो अक्सर इंसुलेटेड होता है। उसमें एक महत्वपूर्ण दोष था. उच्च कंपन की स्थिति में, इसे आरईए के अंदर ठीक करने के लिए अतिरिक्त यांत्रिक तत्वों के उपयोग की आवश्यकता होती है। इस प्रयोजन के लिए, वाहकों का उपयोग किया गया था जिन पर रेडियो तत्व स्थापित किए गए थे, स्वयं रेडियो तत्व और मध्यवर्ती कनेक्शन और तारों को ठीक करने के लिए संरचनात्मक तत्व। यह एक वॉल्यूमेट्रिक इंस्टालेशन है.

मुद्रित सर्किट बोर्ड इन कमियों से मुक्त हैं। उनके चालक सतह पर स्थिर होते हैं, उनकी स्थिति निश्चित होती है, जिससे उनके आपसी कनेक्शन की गणना करना संभव हो जाता है। सिद्धांत रूप में, मुद्रित सर्किट बोर्ड अब सपाट संरचनाओं के करीब पहुंच रहे हैं।

अनुप्रयोग के प्रारंभिक चरण में, मुद्रित सर्किट बोर्डों में एक तरफा या दो तरफा प्रवाहकीय ट्रैक होते थे।

एक तरफा पीसीबी- यह एक प्लेट होती है जिसके एक तरफ मुद्रित कंडक्टर होते हैं। दो तरफा मुद्रित सर्किट बोर्डों में, कंडक्टरों ने प्लेट के खाली रिवर्स साइड पर भी कब्जा कर लिया। और उनके कनेक्शन के लिए, विभिन्न विकल्प प्रस्तावित किए गए हैं, जिनमें से धातुकृत संक्रमण छेद सबसे व्यापक हैं। सबसे सरल एकल-पक्षीय और दो-तरफा मुद्रित सर्किट बोर्डों के डिज़ाइन के टुकड़े चित्र में दिखाए गए हैं। 1.

दो तरफा पीसीबी- एकतरफ़ा के बजाय उनका उपयोग समतल से आयतन में संक्रमण की दिशा में पहला कदम था। यदि हम खुद को अमूर्त करते हैं (मानसिक रूप से दो तरफा मुद्रित सर्किट बोर्ड के सब्सट्रेट को त्याग देते हैं), तो हमें कंडक्टरों की एक त्रि-आयामी संरचना मिलती है। वैसे ये कदम काफी जल्दी उठाया गया. अल्बर्ट हैनसन के आवेदन ने पहले से ही सब्सट्रेट के दोनों किनारों पर कंडक्टर रखने और छेद के माध्यम से उन्हें जोड़ने की संभावना का संकेत दिया है।

चावल। 1. मुद्रित सर्किट बोर्डों के डिजाइन के टुकड़े ए) एक तरफा और 6) दो तरफा: 1 - बढ़ते छेद, 2 - संपर्क पैड, 3 - कंडक्टर, 4 - ढांकता हुआ सब्सट्रेट, 5 - संक्रमण धातुयुक्त छेद

इलेक्ट्रॉनिक्स - माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स के आगे विकास से मल्टी-पिन घटकों (चिप्स में 200 से अधिक पिन हो सकते हैं) का उपयोग हुआ, और इलेक्ट्रॉनिक घटकों की संख्या में वृद्धि हुई। बदले में, डिजिटल माइक्रो-सर्किट के उपयोग और उनके प्रदर्शन में वृद्धि के कारण घटकों के लिए उनके परिरक्षण और बिजली वितरण की आवश्यकताओं में वृद्धि हुई है, जिसके लिए डिजिटल उपकरणों (उदाहरण के लिए, कंप्यूटर) के बहुपरत बोर्डों में विशेष परिरक्षण प्रवाहकीय परतें शामिल की गईं। इस सबके कारण अंतर्संबंधों और उनकी जटिलता में वृद्धि हुई, जिसके परिणामस्वरूप परतों की संख्या में वृद्धि हुई। आधुनिक मुद्रित सर्किट बोर्डों में यह दस से भी अधिक हो सकता है। एक तरह से, मल्टीलेयर पीसीबी ने वॉल्यूम हासिल कर लिया है।

मल्टीलेयर पीसीबी डिज़ाइन

पहले, सबसे आम, विकल्प में, बोर्ड की आंतरिक परतें दो तरफा तांबे-लेमिनेटेड फाइबरग्लास से बनती हैं, जिसे "कोर" कहा जाता है। बाहरी परतें तांबे की पन्नी से बनी होती हैं, जिन्हें बाइंडर का उपयोग करके आंतरिक परतों से दबाया जाता है - एक रालयुक्त पदार्थ जिसे "प्रीप्रेग" कहा जाता है। उच्च तापमान पर दबाने के बाद, एक बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड का एक "पाई" बनता है, जिसमें छेद करके ड्रिल किया जाता है और धातुकृत किया जाता है। कम आम दूसरा विकल्प, जब बाहरी परतें प्रीप्रेग द्वारा एक साथ रखे गए "कोर" से बनती हैं। यह एक सरलीकृत विवरण है; इन विकल्पों के आधार पर कई अन्य डिज़ाइन भी हैं। हालाँकि, मूल सिद्धांत यह है कि प्रीप्रेग परतों के बीच संबंध सामग्री के रूप में कार्य करता है। जाहिर है, ऐसी स्थिति नहीं हो सकती है जहां दो दो तरफा "कोर" प्रीप्रेग स्पेसर के बिना आसन्न हों, लेकिन फ़ॉइल-प्रीप्रेग-फ़ॉइल-प्रीप्रेग... आदि संरचना संभव है, और अक्सर जटिल संयोजन वाले बोर्डों में इसका उपयोग किया जाता है अंधे और छिपे हुए छेद.

मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्ड अब कीमत के मामले में वैश्विक मुद्रित सर्किट बोर्ड उत्पादन का दो-तिहाई हिस्सा बनाते हैं, हालांकि मात्रात्मक दृष्टि से वे एकल और दो तरफा बोर्ड से कमतर हैं।

आधुनिक मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्ड के डिज़ाइन का एक योजनाबद्ध (सरलीकृत) टुकड़ा चित्र में दिखाया गया है। 2. ऐसे मुद्रित सर्किट बोर्डों में कंडक्टर न केवल सतह पर, बल्कि सब्सट्रेट की मात्रा में भी रखे जाते हैं। उसी समय, एक दूसरे के सापेक्ष कंडक्टरों की परत व्यवस्था को संरक्षित किया गया (प्लानर प्रिंटिंग प्रौद्योगिकियों के उपयोग का परिणाम)। लेयरिंग अनिवार्य रूप से मुद्रित सर्किट बोर्डों और उनके तत्वों के नाम में मौजूद है - सिंगल-साइडेड, डबल-साइडेड, मल्टीलेयर, आदि। लेयरिंग वास्तव में इस डिजाइन के अनुरूप मुद्रित सर्किट बोर्डों के डिजाइन और निर्माण प्रौद्योगिकियों को प्रतिबिंबित करती है।

चावल। 2. एक बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड के डिज़ाइन का टुकड़ा: 1 - धातुयुक्त छेद के माध्यम से, 2 - अंधा माइक्रोविया, 3 - छिपा हुआ माइक्रोविया, 4 - परतें, 5 - छिपे हुए इंटरलेयर छेद, 6 - संपर्क पैड

वास्तव में, मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्ड का डिज़ाइन चित्र में दिखाए गए से भिन्न होता है। 2.

इसकी संरचना के संदर्भ में, एमपीपी दो तरफा बोर्डों की तुलना में बहुत अधिक जटिल हैं, जैसे कि उनकी उत्पादन तकनीक बहुत अधिक जटिल है। और उनकी संरचना स्वयं चित्र में दिखाई गई संरचना से काफी भिन्न है। 2. इनमें अतिरिक्त ढाल परतें (जमीन और बिजली), साथ ही कई सिग्नल परतें शामिल हैं।

हकीकत में वे इस तरह दिखते हैं:

ए) योजनाबद्ध रूप से	एमपीपी परतों के बीच स्विचिंग सुनिश्चित करने के लिए, इंटरलेयर विया और माइक्रोविया का उपयोग किया जाता है (चित्र)। 3.ए. इंटरलेयर संक्रमण बाहरी परतों को एक दूसरे से और आंतरिक परतों से जोड़ने वाले छिद्रों के रूप में किया जा सकता है। अंध और छुपे मार्ग का भी उपयोग किया जाता है। ब्लाइंड थ्रू एक धातुयुक्त कनेक्टिंग चैनल है जो केवल बोर्ड के ऊपर या नीचे की ओर से दिखाई देता है। बोर्ड की आंतरिक परतों को एक दूसरे से जोड़ने के लिए छिपे हुए वाया का उपयोग किया जाता है। उनका उपयोग बोर्डों के लेआउट को काफी सरल बनाना संभव बनाता है; उदाहरण के लिए, 12-परत एमपीपी डिज़ाइन को 8-परत के बराबर कम किया जा सकता है। स्विचन माइक्रोवियास को विशेष रूप से सतह पर लगाने, संपर्क पैड और सिग्नल परतों को जोड़ने के लिए विकसित किया गया है।
ग) 3डी दृश्य में स्पष्टता के लिए	मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण के लिए, पन्नी के साथ टुकड़े टुकड़े किए गए कई डाइलेक्ट्रिक्स चिपकने वाले गास्केट - प्रीप्रेग्स का उपयोग करके एक दूसरे से जुड़े होते हैं। चित्र 3.सी में प्रीप्रेग को सफेद रंग में दिखाया गया है। प्रीप्रेग थर्मल प्रेसिंग के दौरान मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्ड की परतों को एक साथ चिपका देता है। मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्डों की समग्र मोटाई सिग्नल परतों की संख्या के साथ तेजी से बढ़ती है। इस संबंध में, बोर्ड की मोटाई और थ्रू छेद के व्यास के बड़े अनुपात को ध्यान में रखना आवश्यक है, जो छेद के माध्यम से धातुकरण की प्रक्रिया के लिए एक बहुत ही सख्त पैरामीटर है। हालाँकि, छिद्रों के माध्यम से धातुकरण की कठिनाइयों को भी ध्यान में रखते हुए छोटा व्यास, मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्ड के निर्माता कम संख्या में उच्च-घनत्व लेकिन, तदनुसार, अधिक महंगी परतों का उपयोग करने के बजाय अपेक्षाकृत सस्ती परतों की एक बड़ी संख्या का उपयोग करके उच्च घनत्व प्राप्त करना पसंद करते हैं।
साथ) चित्रकला 3	चित्र 3.सी एक बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड की परतों की अनुमानित संरचना दिखाता है, जो उनकी मोटाई दर्शाता है।

व्लादिमीर उराज़ेव [एल.12]का मानना ​​है कि माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स में डिजाइन और प्रौद्योगिकियों का विकास विकास के वस्तुनिष्ठ रूप से मौजूदा कानून के अनुसार है तकनीकी प्रणालियाँ: वस्तुओं के स्थान या गति से जुड़ी समस्याओं को एक बिंदु से एक रेखा की ओर, एक रेखा से एक समतल की ओर, एक समतल से त्रि-आयामी अंतरिक्ष की ओर ले जाकर हल किया जाता है।

मुझे लगता है कि मुद्रित सर्किट बोर्डों को इस कानून का पालन करना होगा। ऐसे बहु-स्तरीय (अनंत स्तरीय) मुद्रित सर्किट बोर्डों को लागू करने की संभावित संभावना है। यह मुद्रित सर्किट बोर्डों के उत्पादन में लेजर प्रौद्योगिकियों का उपयोग करने के समृद्ध अनुभव, पॉलिमर से त्रि-आयामी वस्तुओं को बनाने के लिए लेजर स्टीरियोलिथोग्राफी का उपयोग करने के समान समृद्ध अनुभव, आधार सामग्री के थर्मल प्रतिरोध को बढ़ाने की प्रवृत्ति आदि से स्पष्ट है। , ऐसे उत्पादों को कुछ और नाम देना होगा। चूंकि "मुद्रित सर्किट बोर्ड" शब्द अब उनकी आंतरिक सामग्री या विनिर्माण तकनीक को प्रतिबिंबित नहीं करेगा।

शायद ऐसा ही होगा.

लेकिन मुझे ऐसा लगता है कि मुद्रित सर्किट बोर्डों के डिज़ाइन में त्रि-आयामी डिज़ाइन पहले से ही ज्ञात हैं - ये बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड हैं। और रेडियो घटकों की सभी सतहों पर संपर्क पैड के स्थान के साथ इलेक्ट्रॉनिक घटकों की वॉल्यूमेट्रिक स्थापना उनकी स्थापना की विनिर्माण क्षमता, इंटरकनेक्शन की गुणवत्ता को कम करती है और उनके परीक्षण और रखरखाव को जटिल बनाती है।

भविष्य बताएगा!

लचीले मुद्रित सर्किट बोर्ड

अधिकांश लोगों के लिए, एक मुद्रित सर्किट बोर्ड विद्युत प्रवाहकीय अंतर्संबंधों वाली एक कठोर प्लेट मात्र है।

कठोर मुद्रित सर्किट बोर्ड रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किया जाने वाला सबसे लोकप्रिय उत्पाद है, जिसके बारे में लगभग हर कोई जानता है।

लेकिन लचीले मुद्रित सर्किट बोर्ड भी हैं, जो तेजी से अपने अनुप्रयोगों की सीमा का विस्तार कर रहे हैं। एक उदाहरण तथाकथित लचीली मुद्रित केबल (लूप) है। ऐसे मुद्रित सर्किट बोर्ड सीमित प्रकार के कार्य करते हैं (रेडियो तत्वों के लिए सब्सट्रेट के कार्य को बाहर रखा गया है)। वे हार्नेस की जगह पारंपरिक मुद्रित सर्किट बोर्डों को संयोजित करने का काम करते हैं। लचीले मुद्रित सर्किट बोर्ड इस तथ्य के कारण लोच प्राप्त करते हैं कि उनका बहुलक "सब्सट्रेट" अत्यधिक लोचदार स्थिति में होता है। लचीले मुद्रित सर्किट बोर्डों में स्वतंत्रता की दो डिग्री होती हैं। इन्हें मोबियस स्ट्रिप में भी मोड़ा जा सकता है।

चित्रकला 4

स्वतंत्रता की एक या दो डिग्री, लेकिन बहुत सीमित स्वतंत्रता, पारंपरिक कठोर मुद्रित सर्किट बोर्डों को भी दी जा सकती है, जिसमें सब्सट्रेट का बहुलक मैट्रिक्स कठोर, कांच जैसी स्थिति में होता है। यह सब्सट्रेट की मोटाई को कम करके हासिल किया जाता है। पतले डाइलेक्ट्रिक्स से बने उभरे हुए मुद्रित सर्किट बोर्डों के फायदों में से एक उन्हें "गोलाकारता" देने की क्षमता है। इस प्रकार, उनके आकार और वस्तुओं (रॉकेट, अंतरिक्ष वस्तुएं, आदि) के आकार में समन्वय करना संभव हो जाता है जिसमें उन्हें रखा जा सकता है। इसका परिणाम उत्पादों की आंतरिक मात्रा में महत्वपूर्ण बचत है।

इनका महत्वपूर्ण दोष यह है कि जैसे-जैसे परतों की संख्या बढ़ती है, ऐसे मुद्रित सर्किट बोर्डों का लचीलापन कम होता जाता है। और पारंपरिक अनम्य घटकों का उपयोग उनके आकार को ठीक करने की आवश्यकता पैदा करता है। क्योंकि गैर-लचीले घटकों वाले ऐसे पीसीबी के झुकने से उन बिंदुओं पर उच्च यांत्रिक तनाव होता है जहां वे लचीले पीसीबी से जुड़ते हैं।

कठोर और लचीले मुद्रित सर्किट बोर्डों के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति "प्राचीन" मुद्रित सर्किट बोर्डों द्वारा कब्जा कर ली जाती है, जिसमें एक अकॉर्डियन की तरह मुड़े हुए कठोर तत्व होते हैं। ऐसे "समझौते" ने संभवतः बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड बनाने के विचार को जन्म दिया। आधुनिक कठोर-फ्लेक्स मुद्रित सर्किट बोर्ड एक अलग तरीके से लागू किए जाते हैं। हम मुख्य रूप से मल्टीलेयर प्रिंटेड सर्किट बोर्ड के बारे में बात कर रहे हैं। वे कठोर और लचीली परतों को जोड़ सकते हैं। यदि लचीली परतों को कठोर परतों से आगे ले जाया जाता है, तो आप एक कठोर और लचीले टुकड़े से युक्त एक मुद्रित सर्किट बोर्ड प्राप्त कर सकते हैं। दूसरा विकल्प दो कठोर टुकड़ों को एक लचीले टुकड़े से जोड़ना है।

उनके प्रवाहकीय पैटर्न की परत के आधार पर मुद्रित सर्किट बोर्ड डिज़ाइनों का वर्गीकरण अधिकांश, लेकिन सभी को नहीं, मुद्रित सर्किट बोर्ड डिज़ाइनों को कवर करता है। उदाहरण के लिए, बुने हुए सर्किट बोर्ड या केबल के उत्पादन के लिए, मुद्रण उपकरण के बजाय बुनाई उपकरण उपयुक्त साबित हुए। ऐसे "मुद्रित सर्किट बोर्ड" में पहले से ही तीन डिग्री की स्वतंत्रता होती है। साधारण कपड़े की तरह, वे सबसे विचित्र आकार और आकार ले सकते हैं।

उच्च तापीय चालकता वाले आधार पर मुद्रित सर्किट बोर्ड

हाल ही में, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के ताप उत्पादन में वृद्धि हुई है, जो निम्न से संबंधित है:

कंप्यूटिंग सिस्टम की उत्पादकता में वृद्धि,

उच्च शक्ति स्विचिंग की आवश्यकता,

गर्मी उत्पादन में वृद्धि के साथ इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का उपयोग बढ़ रहा है।

उत्तरार्द्ध एलईडी प्रकाश प्रौद्योगिकी में सबसे स्पष्ट रूप से प्रकट होता है, जहां शक्तिशाली अल्ट्रा-उज्ज्वल एलईडी पर आधारित प्रकाश स्रोत बनाने में रुचि तेजी से बढ़ी है। सेमीकंडक्टर एलईडी की चमकदार दक्षता पहले ही 100lm/W तक पहुंच गई है। इस तरह के अल्ट्रा-उज्ज्वल एलईडी पारंपरिक गरमागरम लैंप की जगह लेते हैं और प्रकाश प्रौद्योगिकी के लगभग सभी क्षेत्रों में अपना आवेदन पाते हैं: स्ट्रीट लाइटिंग लैंप, ऑटोमोटिव लाइटिंग, आपातकालीन प्रकाश, विज्ञापन संकेत, एलईडी पैनल, संकेतक, टिकर, ट्रैफिक लाइट, आदि। ये एलईडी अपने मोनोक्रोम रंग और स्विचिंग गति के कारण सजावटी प्रकाश व्यवस्था और गतिशील प्रकाश व्यवस्था में अपरिहार्य बन गए हैं। जहां सख्ती से ऊर्जा बचाना आवश्यक हो, जहां बार-बार रखरखाव महंगा हो और जहां विद्युत सुरक्षा आवश्यकताएं अधिक हों, वहां उनका उपयोग करना फायदेमंद होता है।

अध्ययनों से पता चलता है कि एलईडी चलाने पर लगभग 65-85% बिजली गर्मी में परिवर्तित हो जाती है। हालाँकि, बशर्ते कि एलईडी निर्माता द्वारा अनुशंसित थर्मल स्थितियों का पालन किया जाए, एलईडी सेवा जीवन 10 साल तक पहुंच सकता है। लेकिन, यदि थर्मल स्थितियों का उल्लंघन किया जाता है (आमतौर पर इसका मतलब 120...125 डिग्री सेल्सियस से अधिक के संक्रमण तापमान के साथ काम करना है), तो एलईडी का सेवा जीवन 10 गुना तक गिर सकता है! और यदि अनुशंसित थर्मल स्थितियों का घोर उल्लंघन किया जाता है, उदाहरण के लिए, जब एमिटर-प्रकार के एलईडी को रेडिएटर के बिना 5-7 सेकंड से अधिक समय तक चालू किया जाता है, तो एलईडी पहले चालू के दौरान विफल हो सकती है। इसके अलावा, संक्रमण तापमान में वृद्धि से चमक की चमक में कमी आती है और ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य में बदलाव होता है। इसलिए, थर्मल शासन की सही गणना करना और यदि संभव हो तो एलईडी द्वारा उत्पन्न गर्मी को यथासंभव नष्ट करना बहुत महत्वपूर्ण है।

उच्च-शक्ति एलईडी के बड़े निर्माताओं, जैसे कि क्री, ओसराम, निचिया, लक्सियन, सियोल सेमीकंडक्टर, एडिसन ऑप्टो, आदि ने लंबे समय से समावेशन को सरल बनाने और विस्तार करने के लिए उन्हें मुद्रित सर्किट बोर्डों पर एलईडी मॉड्यूल या क्लस्टर के रूप में निर्मित किया है। एल ई डी के अनुप्रयोग। धातु आधार (अंतरराष्ट्रीय वर्गीकरण आईएमपीसीबी में - इंसुलेटेड मेटल प्रिंटेड सर्किट बोर्ड, या एएल पीसीबी - एल्यूमीनियम बेस पर मुद्रित सर्किट बोर्ड)।

चित्र 5

एल्यूमीनियम बेस पर इन मुद्रित सर्किट बोर्डों में कम और निश्चित थर्मल प्रतिरोध होता है, जो रेडिएटर पर स्थापित करते समय, एलईडी के पी-एन जंक्शन से गर्मी हटाने को सुनिश्चित करना और इसके पूरे सेवा जीवन के दौरान इसके संचालन को सुनिश्चित करना संभव बनाता है।

ऐसे मुद्रित सर्किट बोर्डों के आधारों के लिए उच्च तापीय चालकता वाली सामग्री के रूप में तांबा, एल्यूमीनियम और विभिन्न प्रकार के सिरेमिक का उपयोग किया जाता है।

औद्योगिक उत्पादन प्रौद्योगिकी की समस्याएं

मुद्रित सर्किट बोर्ड उत्पादन तकनीक के विकास का इतिहास गुणवत्ता में सुधार और रास्ते में आने वाली समस्याओं पर काबू पाने का इतिहास है।

यहां इसके कुछ विवरण दिए गए हैं.

छिद्रों के माध्यम से धातुकरण द्वारा निर्मित मुद्रित सर्किट बोर्ड, उनके व्यापक उपयोग के बावजूद, एक बहुत गंभीर खामी है। डिज़ाइन के दृष्टिकोण से, ऐसे मुद्रित सर्किट बोर्डों की सबसे कमजोर कड़ी विअस और प्रवाहकीय परतों (संपर्क पैड) में धातुयुक्त पदों का जंक्शन है। धातुयुक्त स्तंभ और प्रवाहकीय परत के बीच संबंध संपर्क पैड के अंत के साथ होता है। कनेक्शन की लंबाई तांबे की पन्नी की मोटाई से निर्धारित होती है और आमतौर पर 35 माइक्रोन या उससे कम होती है। गैल्वेनिक धातुकरणविअस की दीवारें रासायनिक धातुकरण के चरण से पहले होती हैं। गैल्वेनिक तांबे के विपरीत, रासायनिक तांबा अधिक भुरभुरा होता है। इसलिए, संपर्क पैड की अंतिम सतह के साथ धातुयुक्त स्तंभ का कनेक्शन रासायनिक तांबे की एक मध्यवर्ती उपपरत के माध्यम से होता है जो ताकत विशेषताओं में कमजोर है। फ़ाइबरग्लास लेमिनेट के थर्मल विस्तार का गुणांक तांबे की तुलना में बहुत अधिक है। कांच से गुजरते समय एपॉक्सी राल के संक्रमण तापमान में अंतर तेजी से बढ़ जाता है। थर्मल झटके के दौरान, जो एक मुद्रित सर्किट बोर्ड विभिन्न कारणों से अनुभव करता है, कनेक्शन बहुत बड़े यांत्रिक भार के अधीन होता है और... टूट जाता है। परिणामस्वरूप, यह टूट जाता है विद्युत सर्किटऔर प्रदर्शन ख़राब हो गया है विद्युत नक़्शा.

चावल। 6. मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्डों में इंटरलेयर शीशियां: ए) ढांकता हुआ अंडरकट के बिना, 6) ढांकता हुआ अंडरकट के साथ 1 - ढांकता हुआ, 2 - आंतरिक परत का संपर्क पैड, 3 - रासायनिक तांबा, 4 - गैल्वेनिक तांबा

चावल। 7. परत-दर-परत निर्माण द्वारा निर्मित मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्ड के डिज़ाइन का टुकड़ा: 1 - इंटरलेयर जंक्शन, 2 - आंतरिक परत कंडक्टर, 3 - माउंटिंग पैड, 4 - बाहरी परत कंडक्टर, 5 - ढांकता हुआ परतें

मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्डों में, आंतरिक जंक्शनों की विश्वसनीयता में वृद्धि एक अतिरिक्त ऑपरेशन - अंडरकटिंग शुरू करके प्राप्त की जा सकती है ( आंशिक निष्कासन) धातुकरण से पहले विअस में ढांकता हुआ। इस मामले में, संपर्क पैड के साथ धातुकृत पदों का कनेक्शन न केवल अंत में किया जाता है, बल्कि आंशिक रूप से इन पैड के बाहरी कुंडलाकार क्षेत्रों के साथ भी किया जाता है (चित्र 6)।

परत-दर-परत निर्माण विधि (चित्र 7) का उपयोग करके बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण की तकनीक का उपयोग करके बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्डों के धातुकृत विअस की उच्च विश्वसनीयता हासिल की गई थी। इस विधि में मुद्रित परतों के प्रवाहकीय तत्वों के बीच कनेक्शन इन्सुलेशन परत के छिद्रों में तांबे की गैल्वेनिक वृद्धि द्वारा बनाए जाते हैं। छिद्रों के माध्यम से धातुकरण की विधि के विपरीत, इस मामले में छिद्र पूरी तरह से तांबे से भरे होते हैं। प्रवाहकीय परतों के बीच कनेक्शन क्षेत्र बहुत बड़ा हो जाता है, और ज्यामिति भिन्न होती है। ऐसे कनेक्शन तोड़ना इतना आसान नहीं है. फिर भी, यह तकनीक आदर्श से भी बहुत दूर है। संक्रमण "गैल्वेनिक कॉपर - रासायनिक कॉपर - गैल्वेनिक कॉपर" अभी भी बना हुआ है।

छिद्रों के माध्यम से धातुकरण द्वारा बनाए गए मुद्रित सर्किट बोर्डों को कम से कम चार (बहुपरत कम से कम तीन) री-सोल्डरिंग का सामना करना होगा। उभरे हुए मुद्रित सर्किट बोर्ड बहुत बड़ी संख्या में री-सोल्डरिंग (50 तक) की अनुमति देते हैं। डेवलपर्स के अनुसार, राहत मुद्रित सर्किट बोर्डों में धातुकृत विअस उनकी विश्वसनीयता को कम नहीं करते हैं, बल्कि बढ़ाते हैं। इतनी तीव्र गुणात्मक छलांग का कारण क्या है? उत्तर सीधा है। राहत मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण की तकनीक में, प्रवाहकीय परतें और उन्हें जोड़ने वाले धातुयुक्त स्तंभों को एक ही तकनीकी चक्र (एक साथ) में लागू किया जाता है। इसलिए, "गैल्वेनिक कॉपर - रासायनिक कॉपर - गैल्वेनिक कॉपर" कोई संक्रमण नहीं है। लेकिन इतना उच्च परिणाम मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण के लिए सबसे व्यापक तकनीक को त्यागने के परिणामस्वरूप, एक अलग डिजाइन में संक्रमण के परिणामस्वरूप प्राप्त हुआ था। कई कारणों से छिद्रों के माध्यम से धातुकरण की विधि को छोड़ना उचित नहीं है।

हो कैसे?

संपर्क पैड और धातुयुक्त पिस्टन के सिरों के जंक्शन पर एक बाधा परत के निर्माण की जिम्मेदारी मुख्य रूप से प्रौद्योगिकीविदों पर आती है। वे इस समस्या को हल करने में सक्षम थे. मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण की तकनीक में क्रांतिकारी परिवर्तन छिद्रों के प्रत्यक्ष धातुकरण के तरीकों से किए गए हैं, जो रासायनिक धातुकरण के चरण को समाप्त करता है, केवल सतह के प्रारंभिक सक्रियण तक ही सीमित है। इसके अलावा, प्रत्यक्ष धातुकरण प्रक्रियाओं को इस तरह से कार्यान्वित किया जाता है कि एक प्रवाहकीय फिल्म केवल वहीं दिखाई देती है जहां इसकी आवश्यकता होती है - ढांकता हुआ की सतह पर। परिणामस्वरूप, छिद्रों के प्रत्यक्ष धातुकरण द्वारा निर्मित मुद्रित सर्किट बोर्डों के धातुकृत विया में बाधा परत बस अनुपस्थित है। क्या यह तकनीकी विरोधाभास को हल करने का एक सुंदर तरीका नहीं है?

वायस के धातुकरण से संबंधित तकनीकी विरोधाभास को दूर करना भी संभव था। प्लेटेड छेद एक अन्य कारण से मुद्रित सर्किट बोर्डों में एक कमजोर कड़ी बन सकते हैं। वियास की दीवारों पर कोटिंग की मोटाई आदर्श रूप से उनकी पूरी ऊंचाई पर एक समान होनी चाहिए। अन्यथा, विश्वसनीयता की समस्याएँ फिर से उत्पन्न हो जाती हैं। इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रियाओं का भौतिक रसायन इसका प्रतिकार करता है। धातुकृत वाया में आदर्श और वास्तविक कोटिंग प्रोफ़ाइल चित्र में दिखाई गई है। 5. छेद की गहराई पर कोटिंग की मोटाई आमतौर पर सतह की तुलना में कम होती है। कारण बहुत अलग हैं: असमान वर्तमान घनत्व, कैथोडिक ध्रुवीकरण, अपर्याप्त इलेक्ट्रोलाइट विनिमय दर, आदि। आधुनिक मुद्रित सर्किट बोर्डों में, धातुकृत किए जाने वाले संक्रमण छेद का व्यास पहले से ही 100 माइक्रोन से अधिक हो गया है, और कुछ में छेद व्यास की ऊंचाई का अनुपात मामले 20:1 तक पहुँचते हैं। स्थिति बेहद जटिल हो गयी है. भौतिक तरीके (अल्ट्रासाउंड का उपयोग करना, मुद्रित सर्किट बोर्डों के छिद्रों में द्रव विनिमय की तीव्रता बढ़ाना आदि) पहले ही अपनी क्षमताओं को समाप्त कर चुके हैं। यहां तक ​​कि इलेक्ट्रोलाइट की चिपचिपाहट भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने लगती है।

चावल। 8. मुद्रित सर्किट बोर्ड में छेद के माध्यम से धातुकृत का क्रॉस-सेक्शन। 1 - ढांकता हुआ, 2 - छेद की दीवारों का आदर्श धातुकरण प्रोफ़ाइल, 3 - छेद की दीवारों का वास्तविक धातुकरण प्रोफ़ाइल,
4 - विरोध करें

परंपरागत रूप से, इस समस्या को लेवलिंग एडिटिव्स के साथ इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करके हल किया गया है जो उन क्षेत्रों में अवशोषित होते हैं जहां वर्तमान घनत्व अधिक होता है। ऐसे योजकों का अवशोषण वर्तमान घनत्व के समानुपाती होता है। एडिटिव्स तेज किनारों और आसन्न क्षेत्रों (मुद्रित सर्किट बोर्ड की सतह के करीब) पर अतिरिक्त प्लेटिंग का प्रतिकार करने के लिए एक बाधा परत बनाते हैं।

इस समस्या का एक और समाधान सैद्धांतिक रूप से लंबे समय से ज्ञात है, लेकिन व्यवहार में इसे हाल ही में लागू करना संभव हुआ - उच्च-शक्ति स्विचिंग बिजली आपूर्ति के औद्योगिक उत्पादन में महारत हासिल होने के बाद। यह विधि गैल्वेनिक स्नान के लिए स्पंदित (रिवर्स) बिजली आपूर्ति मोड के उपयोग पर आधारित है। अधिकांश समय, प्रत्यक्ष धारा की आपूर्ति की जाती है। इस मामले में, कोटिंग का जमाव होता है। रिवर्स करंट की आपूर्ति अल्प समय में की जाती है। इसी समय, जमा कोटिंग घुल जाती है। इस मामले में असमान वर्तमान घनत्व (तेज कोनों पर अधिक) केवल लाभ लाता है। इस कारण से, कोटिंग का विघटन सबसे पहले और अधिक हद तक मुद्रित सर्किट बोर्ड की सतह पर होता है। यह तकनीकी समाधान तकनीकी विरोधाभासों को हल करने के लिए तकनीकों के एक पूरे "गुलदस्ता" का उपयोग करता है: आंशिक रूप से अनावश्यक कार्रवाई का उपयोग करें, नुकसान को लाभ में बदलना, एक सतत प्रक्रिया से एक स्पंदित प्रक्रिया में संक्रमण लागू करना, इसके विपरीत करना, आदि और परिणाम प्राप्त इस "गुलदस्ते" से मेल खाता है। आगे और पीछे की दालों की अवधि के एक निश्चित संयोजन के साथ, छेद की गहराई में एक कोटिंग मोटाई प्राप्त करना भी संभव है जो मुद्रित सर्किट बोर्ड की सतह से अधिक है। यही कारण है कि यह तकनीक ब्लाइंड वियास को धातु (आधुनिक मुद्रित सर्किट बोर्डों की एक सामान्य विशेषता) से भरने के लिए अपरिहार्य साबित हुई है, जिसके कारण पीसीबी में इंटरकनेक्ट घनत्व लगभग दोगुना हो जाता है।

मुद्रित सर्किट बोर्डों में धातुयुक्त विअस की विश्वसनीयता से जुड़ी समस्याएं स्थानीय प्रकृति की हैं। नतीजतन, समग्र रूप से मुद्रित सर्किट बोर्डों के संबंध में उनके विकास की प्रक्रिया में उत्पन्न होने वाले विरोधाभास भी सार्वभौमिक नहीं हैं। हालांकि ऐसे मुद्रित सर्किट बोर्ड सभी मुद्रित सर्किट बोर्डों के बाजार में बड़ी हिस्सेदारी रखते हैं।

इसके अलावा, विकास की प्रक्रिया में, प्रौद्योगिकीविदों के सामने आने वाली अन्य समस्याएं भी हल हो जाती हैं, लेकिन उपभोक्ता उनके बारे में सोचते भी नहीं हैं। हम अपनी आवश्यकताओं के लिए मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्ड प्राप्त करते हैं और उनका उपयोग करते हैं।

सूक्ष्म लघुकरण

प्रारंभिक चरण में, मुद्रित सर्किट बोर्डों पर वही घटक स्थापित किए गए थे जिनका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की वॉल्यूमेट्रिक स्थापना के लिए किया गया था, हालांकि उनके आकार को कम करने के लिए पिन के कुछ संशोधन के साथ। लेकिन सबसे आम घटकों को बिना किसी संशोधन के मुद्रित सर्किट बोर्डों पर स्थापित किया जा सकता है।

मुद्रित सर्किट बोर्डों के आगमन के साथ, मुद्रित सर्किट बोर्डों पर उपयोग किए जाने वाले घटकों के आकार को कम करना संभव हो गया, जिसके परिणामस्वरूप इन तत्वों द्वारा उपभोग किए जाने वाले ऑपरेटिंग वोल्टेज और धाराओं में कमी आई। 1954 से, पावर प्लांट और इलेक्ट्रिकल उद्योग मंत्रालय ने डोरोज़नी ट्यूब पोर्टेबल रेडियो रिसीवर का बड़े पैमाने पर उत्पादन किया है, जिसमें एक मुद्रित सर्किट बोर्ड का उपयोग किया जाता है।

लघु अर्धचालक प्रवर्धन उपकरणों - ट्रांजिस्टर के आगमन के साथ, मुद्रित सर्किट बोर्ड हावी होने लगे घर का सामान, उद्योग में थोड़ी देर बाद, और इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के टुकड़ों के आगमन के साथ - कार्यात्मक मॉड्यूल और माइक्रोक्रिस्केट - एक चिप पर संयुक्त, उनका डिज़ाइन पहले से ही विशेष रूप से मुद्रित सर्किट बोर्डों की स्थापना के लिए प्रदान किया गया था।

सक्रिय और निष्क्रिय घटकों के आकार में निरंतर कमी के साथ, एक नई अवधारणा उभरी है - "माइक्रोमिनिएचराइज़ेशन"।

इलेक्ट्रॉनिक घटकों में, इसके परिणामस्वरूप लाखों ट्रांजिस्टर वाले एलएसआई और वीएलएसआई का उदय हुआ। उनकी उपस्थिति ने बाहरी कनेक्शनों की संख्या में वृद्धि को मजबूर कर दिया (चित्र 9.ए में ग्राफिक्स प्रोसेसर की संपर्क सतह देखें), जिसके परिणामस्वरूप प्रवाहकीय लाइनों के लेआउट में जटिलता पैदा हो गई, जिसे चित्र 9.बी में देखा जा सकता है।

ऐसा GPU पैनल, और CPUभी - एक छोटे बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड से अधिक कुछ नहीं जिस पर स्वयं प्रोसेसर चिप, चिप पिन और संपर्क क्षेत्र के बीच कनेक्शन की वायरिंग और बाहरी तत्व (आमतौर पर बिजली वितरण प्रणाली के फिल्टर कैपेसिटर) स्थित होते हैं।

चित्र 9

और इसे आपको मज़ाक की तरह न लगने दें, इंटेल या एएमडी का 2010 सीपीयू भी एक मुद्रित सर्किट बोर्ड है, और उस पर एक बहुपरत भी है।

चित्र 9ए

मुद्रित सर्किट बोर्डों के साथ-साथ सामान्य रूप से इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का विकास, इसके तत्वों को कम करने की एक पंक्ति है; मुद्रित सतह पर उनका संघनन, साथ ही इलेक्ट्रॉनिक तत्वों की कमी। इस मामले में, "तत्वों" को मुद्रित सर्किट बोर्डों (कंडक्टर, विअस, आदि) की अपनी संपत्ति और सुपरसिस्टम (मुद्रित सर्किट असेंबली) के तत्वों - रेडियोलेमेंट्स दोनों के रूप में समझा जाना चाहिए। माइक्रोमिनिएचराइजेशन की गति के मामले में उत्तरार्द्ध मुद्रित सर्किट बोर्डों से आगे हैं।

माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स वीएलएसआई के विकास में शामिल है।

तत्व आधार के घनत्व को बढ़ाने के लिए मुद्रित सर्किट बोर्ड के कंडक्टरों की भी आवश्यकता होती है - इस तत्व आधार के वाहक। इस संबंध में, कई समस्याएं उत्पन्न होती हैं जिनके समाधान की आवश्यकता होती है। हम ऐसी दो समस्याओं और उनके समाधान के तरीकों के बारे में अधिक विस्तार से बात करेंगे।

मुद्रित सर्किट बोर्डों के उत्पादन की पहली विधियाँ ढांकता हुआ सब्सट्रेट की सतह पर तांबे की पन्नी के कंडक्टरों को चिपकाने पर आधारित थीं।

यह माना गया कि कंडक्टरों की चौड़ाई और कंडक्टरों के बीच के अंतराल को मिलीमीटर में मापा जाता है। इस संस्करण में ऐसी तकनीक काफी व्यावहारिक थी। इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के बाद के लघुकरण के लिए मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण के लिए अन्य तरीकों के निर्माण की आवश्यकता थी, जिनमें से मुख्य संस्करण (सबट्रैक्टिव, एडिटिव, सेमी-एडिटिव, संयुक्त) आज भी उपयोग किए जाते हैं। ऐसी प्रौद्योगिकियों के उपयोग ने एक मिलीमीटर के दसवें हिस्से में मापे गए तत्व आकार के साथ मुद्रित सर्किट बोर्डों को लागू करना संभव बना दिया है।

मुद्रित सर्किट बोर्डों में लगभग 0.1 मिमी (100 µm) का रिज़ॉल्यूशन स्तर प्राप्त करना एक ऐतिहासिक घटना थी। एक ओर, परिमाण के दूसरे क्रम से "नीचे" संक्रमण हुआ। दूसरी ओर, यह एक प्रकार की गुणात्मक छलांग है। क्यों? अधिकांश आधुनिक मुद्रित सर्किट बोर्डों का ढांकता हुआ सब्सट्रेट फाइबरग्लास है - फाइबरग्लास के साथ प्रबलित पॉलिमर मैट्रिक्स वाला एक स्तरित प्लास्टिक। मुद्रित सर्किट बोर्ड के कंडक्टरों के बीच अंतराल को कम करने से यह तथ्य सामने आया है कि वे कांच के धागों की मोटाई या फाइबरग्लास में इन धागों की बुनाई की मोटाई के अनुरूप हो गए हैं। और वह स्थिति जिसमें कंडक्टर ऐसी गांठों से "छोटा" हो जाते हैं, काफी वास्तविक हो गया है। नतीजतन, फाइबरग्लास लैमिनेट में अजीबोगरीब केशिकाओं का निर्माण, इन कंडक्टरों को "शोरिंग" करना, वास्तविक हो गया है। आर्द्र वातावरण में, केशिकाएं अंततः पीसीबी कंडक्टरों के बीच इन्सुलेशन स्तर में गिरावट का कारण बनती हैं। अधिक सटीक रूप से कहें तो, यह सामान्य आर्द्रता स्थितियों में भी होता है। फ़ाइबरग्लास की केशिका संरचनाओं में नमी का संघनन सामान्य परिस्थितियों में भी देखा जाता है। नमी हमेशा इन्सुलेशन प्रतिरोध के स्तर को कम कर देती है।

चूंकि ऐसे मुद्रित सर्किट बोर्ड आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में आम हो गए हैं, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए बुनियादी सामग्री के डेवलपर्स पारंपरिक तरीकों का उपयोग करके इस समस्या को हल करने में कामयाब रहे। लेकिन क्या वे अगली महत्वपूर्ण घटना का सामना कर पाएंगे? एक और गुणात्मक छलांग पहले ही लग चुकी है।

यह बताया गया है कि सैमसंग विशेषज्ञों ने कंडक्टर चौड़ाई और उनके बीच 8-10 माइक्रोन के अंतराल के साथ मुद्रित सर्किट बोर्ड बनाने की तकनीक में महारत हासिल कर ली है। लेकिन यह मोटाई कांच के धागे की नहीं, बल्कि फाइबरग्लास की है!

वर्तमान और विशेष रूप से भविष्य के मुद्रित सर्किट बोर्डों के कंडक्टरों के बीच अति-छोटे अंतराल में इन्सुलेशन प्रदान करने का कार्य जटिल है। इसे किन तरीकों से हल किया जाएगा - पारंपरिक या गैर-पारंपरिक - और क्या इसे हल किया जाएगा - समय बताएगा।

चावल। 10. तांबे की पन्नी की नक़्क़ाशी प्रोफ़ाइल: ए - आदर्श प्रोफ़ाइल, बी - वास्तविक प्रोफ़ाइल; 1 - सुरक्षात्मक परत, 2 - कंडक्टर, 3 - ढांकता हुआ

मुद्रित सर्किट बोर्डों में अति-छोटे (अति-संकीर्ण) कंडक्टर प्राप्त करने में कठिनाइयाँ थीं। कई कारणों से, मुद्रित सर्किट बोर्ड निर्माण प्रौद्योगिकियों में घटिया तरीके व्यापक हो गए हैं। घटिया तरीकों में, पन्नी के अनावश्यक टुकड़ों को हटाकर एक विद्युत सर्किट पैटर्न बनाया जाता है। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, पॉल आइस्लर ने फेरिक क्लोराइड के साथ तांबे की पन्नी पर नक्काशी करने की तकनीक विकसित की। ऐसी सरल तकनीक का उपयोग आज भी रेडियो शौकीनों द्वारा किया जाता है। औद्योगिक प्रौद्योगिकीइस "रसोई" तकनीक से ज्यादा दूर नहीं। अंतर केवल इतना है कि नक़्क़ाशी समाधानों की संरचना बदल गई है और प्रक्रिया स्वचालन के तत्व सामने आए हैं।

बिल्कुल सभी नक़्क़ाशी प्रौद्योगिकियों का मूलभूत नुकसान यह है कि नक़्क़ाशी न केवल वांछित दिशा (ढांकता हुआ सतह की ओर) में होती है, बल्कि अवांछित अनुप्रस्थ दिशा में भी होती है। कंडक्टरों का पार्श्व अंडरकट तांबे की पन्नी की मोटाई (लगभग 70%) के बराबर है। आमतौर पर, एक आदर्श कंडक्टर प्रोफ़ाइल के बजाय, एक मशरूम के आकार की प्रोफ़ाइल प्राप्त होती है (चित्र 10)। जब कंडक्टरों की चौड़ाई बड़ी होती है, और सबसे सरल मुद्रित सर्किट बोर्डों में इसे मिलीमीटर में भी मापा जाता है, तो लोग कंडक्टरों के पार्श्व अंडरकट पर आंखें मूंद लेते हैं। यदि कंडक्टरों की चौड़ाई उनकी ऊंचाई के अनुरूप है या उससे भी कम है (आज की वास्तविकताएं), तो "पार्श्व आकांक्षाएं" ऐसी प्रौद्योगिकियों के उपयोग की व्यवहार्यता पर सवाल उठाती हैं।

व्यवहार में, मुद्रित कंडक्टरों के पार्श्व अंडरकट की मात्रा को कुछ हद तक कम किया जा सकता है। यह नक़्क़ाशी की गति को बढ़ाकर हासिल किया जाता है; जेट डालना (एचेंट जेट वांछित दिशा के साथ मेल खाते हैं - शीट के विमान के लंबवत), साथ ही साथ अन्य तरीकों का उपयोग करना। लेकिन जब कंडक्टर की चौड़ाई अपनी ऊंचाई के करीब पहुंचती है, तो ऐसे सुधारों की प्रभावशीलता स्पष्ट रूप से अपर्याप्त हो जाती है।

लेकिन फोटोलिथोग्राफी, रसायन विज्ञान और प्रौद्योगिकी में प्रगति ने अब इन सभी समस्याओं को हल करना संभव बना दिया है। ये समाधान माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकियों से आते हैं।

मुद्रित सर्किट बोर्डों के उत्पादन के लिए शौकिया रेडियो प्रौद्योगिकियाँ

शौकिया रेडियो स्थितियों में मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण की अपनी विशेषताएं हैं, और प्रौद्योगिकी का विकास इन संभावनाओं को तेजी से बढ़ा रहा है। लेकिन प्रक्रियाएं उनका आधार बनी हुई हैं

घर पर मुद्रित सर्किट बोर्डों का सस्ते में उत्पादन कैसे किया जाए, इस सवाल ने सभी रेडियो शौकीनों को चिंतित कर दिया है, शायद पिछली शताब्दी के 60 के दशक से, जब मुद्रित सर्किट बोर्डों को घरेलू उपकरणों में व्यापक उपयोग मिला। और अगर उस समय प्रौद्योगिकियों का विकल्प इतना बढ़िया नहीं था, तो आज, आधुनिक तकनीक के विकास के लिए धन्यवाद, रेडियो शौकीनों के पास किसी भी महंगे उपकरण के उपयोग के बिना जल्दी और कुशलता से मुद्रित सर्किट बोर्ड बनाने का अवसर है। और इन संभावनाओं का लगातार विस्तार हो रहा है, जिससे उनकी कृतियों की गुणवत्ता औद्योगिक डिजाइनों के और करीब होती जा रही है।

दरअसल, मुद्रित सर्किट बोर्ड के निर्माण की पूरी प्रक्रिया को पांच मुख्य चरणों में विभाजित किया जा सकता है:

• वर्कपीस की प्रारंभिक तैयारी (सतह की सफाई, गिरावट);
• किसी न किसी रूप में सुरक्षात्मक लेप लगाना;
• बोर्ड की सतह से अतिरिक्त तांबे को हटाना (नक़्क़ाशी);
• सुरक्षात्मक कोटिंग से वर्कपीस की सफाई;
• छेद करना, बोर्ड पर फ्लक्स कोटिंग करना, टिनिंग करना।

हम केवल सबसे आम "शास्त्रीय" तकनीक पर विचार करते हैं, जिसमें रासायनिक नक़्क़ाशी द्वारा बोर्ड की सतह से अतिरिक्त तांबा हटा दिया जाता है। इसके अलावा, उदाहरण के लिए, मिलिंग द्वारा या इलेक्ट्रिक स्पार्क इंस्टालेशन का उपयोग करके तांबे को निकालना संभव है। हालाँकि, इन विधियों का व्यापक रूप से शौकिया रेडियो वातावरण या उद्योग में उपयोग नहीं किया जाता है (हालांकि मिलिंग द्वारा सर्किट बोर्ड का उत्पादन कभी-कभी उन मामलों में उपयोग किया जाता है जहां एकल मात्रा में सरल मुद्रित सर्किट बोर्ड का बहुत जल्दी उत्पादन करना आवश्यक होता है)।

और यहां हम तकनीकी प्रक्रिया के पहले 4 बिंदुओं के बारे में बात करेंगे, क्योंकि ड्रिलिंग एक रेडियो शौकिया द्वारा उसके पास मौजूद उपकरण का उपयोग करके की जाती है।

घर पर, एक बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड बनाना असंभव है जो औद्योगिक डिजाइनों के साथ प्रतिस्पर्धा कर सके, इसलिए, आमतौर पर शौकिया रेडियो स्थितियों में, दो तरफा मुद्रित सर्किट बोर्ड का उपयोग किया जाता है, और माइक्रोवेव डिवाइस डिजाइन में केवल दो तरफा मुद्रित सर्किट बोर्ड का उपयोग किया जाता है।

यद्यपि किसी को घर पर मुद्रित सर्किट बोर्ड बनाते समय प्रयास करना चाहिए, किसी को सर्किट विकसित करते समय यथासंभव अधिक से अधिक सतह-माउंट घटकों का उपयोग करने का प्रयास करना चाहिए, जो कुछ मामलों में लगभग पूरे सर्किट को बोर्ड के एक तरफ रखना संभव बनाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि वियास को धातुकृत करने की कोई तकनीक अभी तक आविष्कार नहीं हुई है जो वास्तव में घर पर संभव हो। इसलिए, यदि बोर्ड का लेआउट एक तरफ नहीं किया जा सकता है, तो बोर्ड पर इंटरलेयर विअस के रूप में स्थापित विभिन्न घटकों के पिन का उपयोग करके दूसरी तरफ लेआउट किया जाना चाहिए, जिसे इस मामले में बोर्ड के दोनों तरफ सोल्डर करना होगा। तख़्ता। बेशक, छेदों के धातुकरण को बदलने के कई तरीके हैं (छेद में डाले गए पतले कंडक्टर का उपयोग करके और बोर्ड के दोनों किनारों पर पटरियों को टांका लगाकर; विशेष पिस्टन का उपयोग करके), लेकिन उन सभी में महत्वपूर्ण कमियां हैं और उपयोग करने में असुविधाजनक हैं . आदर्श रूप से, न्यूनतम संख्या में जंपर्स का उपयोग करके बोर्ड को केवल एक तरफ से रूट किया जाना चाहिए।

आइए अब हम मुद्रित सर्किट बोर्ड के निर्माण के प्रत्येक चरण पर करीब से नज़र डालें।

वर्कपीस की प्रारंभिक तैयारी

यह चरण प्रारंभिक चरण है और इसमें भविष्य के मुद्रित सर्किट बोर्ड पर सुरक्षात्मक कोटिंग लगाने के लिए उसकी सतह तैयार करना शामिल है। सामान्य तौर पर, सतह की सफाई तकनीक में लंबे समय से कोई महत्वपूर्ण बदलाव नहीं आया है। पूरी प्रक्रिया विभिन्न अपघर्षक पदार्थों का उपयोग करके बोर्ड की सतह से ऑक्साइड और संदूषकों को हटाने और बाद में डीग्रीजिंग तक सीमित है।

भारी गंदगी को हटाने के लिए, आप महीन दाने वाले सैंडपेपर ("शून्य"), महीन अपघर्षक पाउडर, या किसी अन्य उत्पाद का उपयोग कर सकते हैं जो बोर्ड की सतह पर गहरी खरोंच नहीं छोड़ता है। कभी-कभी आप सर्किट बोर्ड की सतह को कड़े डिशवॉशिंग स्पंज से धो सकते हैं। डिटर्जेंटया पाउडर (इन उद्देश्यों के लिए अपघर्षक डिशवॉशिंग स्पंज का उपयोग करना सुविधाजनक है, जो किसी पदार्थ के छोटे समावेशन के साथ महसूस किया गया जैसा दिखता है; अक्सर ऐसे स्पंज को फोम रबर के टुकड़े से चिपकाया जाता है)। इसके अलावा, यदि मुद्रित सर्किट बोर्ड की सतह पर्याप्त रूप से साफ है, तो आप अपघर्षक उपचार चरण को पूरी तरह से छोड़ सकते हैं और सीधे डीग्रीजिंग पर जा सकते हैं।

यदि मुद्रित सर्किट बोर्ड पर केवल एक मोटी ऑक्साइड फिल्म है, तो इसे मुद्रित सर्किट बोर्ड को 3-5 सेकंड के लिए फेरिक क्लोराइड समाधान के साथ उपचारित करके, उसके बाद ठंडे बहते पानी में धोकर आसानी से हटाया जा सकता है। हालाँकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सुरक्षात्मक कोटिंग लगाने से तुरंत पहले या तो इस ऑपरेशन को करने की सलाह दी जाती है, या इसके बाद वर्कपीस को एक अंधेरी जगह पर रखें, क्योंकि तांबा प्रकाश में तेजी से ऑक्सीकरण करता है।

अंतिम चरणसतह की तैयारी में डीग्रीजिंग शामिल है। ऐसा करने के लिए, आप अल्कोहल, गैसोलीन या एसीटोन से सिक्त नरम, फाइबर रहित कपड़े के टुकड़े का उपयोग कर सकते हैं। यहां आपको डीग्रीजिंग के बाद बोर्ड की सतह की सफाई पर ध्यान देना चाहिए, क्योंकि हाल ही में एसीटोन और अल्कोहल के साथ महत्वपूर्ण मात्रा में अशुद्धियां दिखाई देने लगी हैं, जो सूखने के बाद बोर्ड पर सफेद दाग छोड़ देते हैं। यदि यह मामला है, तो आपको किसी अन्य डीग्रीजर की तलाश करनी चाहिए। डीग्रीजिंग के बाद बोर्ड को बहते पानी में धोना चाहिए ठंडा पानी. सफाई की गुणवत्ता को तांबे की सतह के पानी के गीला होने की डिग्री की निगरानी करके नियंत्रित किया जा सकता है। पानी से पूरी तरह से गीली सतह, पानी की फिल्म में बूंदों या टूटने के बिना, सफाई के सामान्य स्तर का संकेतक है। पानी की इस फिल्म में गड़बड़ी यह दर्शाती है कि सतह को पर्याप्त रूप से साफ नहीं किया गया है।

सुरक्षात्मक कोटिंग का अनुप्रयोग

मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण की प्रक्रिया में सुरक्षात्मक कोटिंग का अनुप्रयोग सबसे महत्वपूर्ण चरण है, और यह वह है जो निर्मित बोर्ड की 90% गुणवत्ता निर्धारित करता है। वर्तमान में, शौकिया रेडियो समुदाय में सुरक्षात्मक कोटिंग लगाने की तीन विधियाँ सबसे लोकप्रिय हैं। हम उनका उपयोग करते समय प्राप्त बोर्डों की बढ़ती गुणवत्ता के क्रम में उन पर विचार करेंगे।

सबसे पहले, यह स्पष्ट करना आवश्यक है कि वर्कपीस की सतह पर सुरक्षात्मक कोटिंग को एक सजातीय द्रव्यमान बनाना चाहिए, दोषों के बिना, चिकनी, स्पष्ट सीमाओं के साथ और नक़्क़ाशी समाधान के रासायनिक घटकों के प्रभाव के लिए प्रतिरोधी होना चाहिए।

सुरक्षात्मक कोटिंग का मैन्युअल अनुप्रयोग

इस विधि के साथ, मुद्रित सर्किट बोर्ड की ड्राइंग को किसी प्रकार के लेखन उपकरण का उपयोग करके मैन्युअल रूप से फाइबरग्लास लेमिनेट में स्थानांतरित किया जाता है। हाल ही में, बाजार में कई मार्कर दिखाई दिए हैं, जिनकी डाई पानी से नहीं धुलती है और काफी टिकाऊ सुरक्षात्मक परत प्रदान करती है। इसके अलावा, हाथ से ड्राइंग के लिए आप ड्राइंग बोर्ड या डाई से भरे किसी अन्य उपकरण का उपयोग कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, खींचने के लिए एक पतली सुई वाली सिरिंज का उपयोग करना सुविधाजनक है (0.3-0.6 मिमी की सुई व्यास वाली इंसुलिन सिरिंज) 5-8 मिमी की लंबाई में कटी हुई इन उद्देश्यों के लिए सबसे उपयुक्त हैं। इस मामले में, रॉड को सिरिंज में नहीं डाला जाना चाहिए - डाई को केशिका प्रभाव के प्रभाव में स्वतंत्र रूप से बहना चाहिए। इसके अलावा, एक सिरिंज के बजाय, आप वांछित व्यास प्राप्त करने के लिए आग पर विस्तारित एक पतली कांच या प्लास्टिक ट्यूब का उपयोग कर सकते हैं। ट्यूब या सुई के किनारे के प्रसंस्करण की गुणवत्ता पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए: ड्राइंग करते समय, उन्हें बोर्ड को खरोंच नहीं करना चाहिए, अन्यथा पहले से ही चित्रित क्षेत्र क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। ऐसे उपकरणों के साथ काम करते समय, आप डाई के रूप में विलायक, त्सापोनलाक, या यहां तक ​​​​कि अल्कोहल में रोसिन के घोल से पतला बिटुमेन या किसी अन्य वार्निश का उपयोग कर सकते हैं। इस मामले में, डाई की स्थिरता का चयन करना आवश्यक है ताकि ड्राइंग करते समय यह स्वतंत्र रूप से प्रवाहित हो, लेकिन साथ ही बाहर न निकले और सुई या ट्यूब के अंत में बूंदें न बने। यह ध्यान देने योग्य है कि सुरक्षात्मक कोटिंग लगाने की मैन्युअल प्रक्रिया काफी श्रम-गहन है और केवल उन मामलों में उपयुक्त है जहां बहुत जल्दी एक छोटा सर्किट बोर्ड बनाना आवश्यक है। हाथ से ड्राइंग करते समय प्राप्त की जा सकने वाली न्यूनतम ट्रैक चौड़ाई लगभग 0.5 मिमी है।

"लेजर प्रिंटर और आयरन प्रौद्योगिकी" का उपयोग करना

यह तकनीक अपेक्षाकृत हाल ही में सामने आई, लेकिन इसकी सादगी और परिणामी बोर्डों की उच्च गुणवत्ता के कारण तुरंत व्यापक हो गई। प्रौद्योगिकी का आधार टोनर (लेजर प्रिंटर में छपाई करते समय उपयोग किया जाने वाला पाउडर) को किसी सब्सट्रेट से मुद्रित सर्किट बोर्ड में स्थानांतरित करना है।

इस मामले में, दो विकल्प संभव हैं: या तो उपयोग किए गए सब्सट्रेट को नक़्क़ाशी से पहले बोर्ड से अलग किया जाता है, या, यदि सब्सट्रेट का उपयोग किया जाता है एल्यूमीनियम पन्नी, इसे तांबे के साथ मिलकर उकेरा जाता है .

इस तकनीक का उपयोग करने का पहला चरण एक सब्सट्रेट पर मुद्रित सर्किट बोर्ड पैटर्न की दर्पण छवि मुद्रित करना है। प्रिंटर की प्रिंट सेटिंग्स को अधिकतम प्रिंट गुणवत्ता पर सेट किया जाना चाहिए (क्योंकि इस मामले में टोनर की सबसे मोटी परत लगाई जाती है)। बैकिंग के रूप में, आप पतले लेपित कागज (विभिन्न पत्रिकाओं के कवर), फैक्स पेपर, एल्यूमीनियम पन्नी, लेजर प्रिंटर के लिए फिल्म, ओराकल स्वयं-चिपकने वाली फिल्म या कुछ अन्य सामग्रियों से बैकिंग का उपयोग कर सकते हैं। यदि आप बहुत पतले कागज या पन्नी का उपयोग करते हैं, तो आपको इसे परिधि के चारों ओर मोटे कागज के टुकड़े पर चिपकाने की आवश्यकता हो सकती है। आदर्श रूप से, प्रिंटर में बिना किंक के एक पेपर पथ होना चाहिए, जो प्रिंटर के अंदर ऐसे सैंडविच को ढहने से रोकता है। फ़ॉइल या ओरैकल फिल्म बेस पर प्रिंट करते समय यह भी बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि टोनर बहुत कमजोर तरीके से उनसे चिपकता है, और यदि प्रिंटर के अंदर का कागज मुड़ा हुआ है, तो इस बात की बहुत अधिक संभावना है कि आपको इसे साफ करने में कई अप्रिय मिनट खर्च करने पड़ेंगे। टोनर अवशेषों के चिपकने से प्रिंटर ओवन। यह सबसे अच्छा है अगर प्रिंटर ऊपरी तरफ से प्रिंट करते समय कागज को क्षैतिज रूप से पास कर सके (जैसे HP LJ2100, पीसीबी निर्माण के लिए सबसे अच्छे प्रिंटर में से एक)। मैं HP LJ 5L, 6L, 1100 जैसे प्रिंटर के मालिकों को तुरंत चेतावनी देना चाहूंगा ताकि वे Oracal से फ़ॉइल या बेस पर प्रिंट करने का प्रयास न करें - आमतौर पर ऐसे प्रयोग विफलता में समाप्त होते हैं। साथ ही, प्रिंटर के अलावा आप कॉपी मशीन का भी उपयोग कर सकते हैं, जिसका उपयोग कभी-कभी टोनर की मोटी परत लगाने के कारण प्रिंटर की तुलना में और भी बेहतर परिणाम देता है। सब्सट्रेट के लिए मुख्य आवश्यकता यह है कि इसे टोनर से आसानी से अलग किया जा सके। इसके अलावा, यदि आप कागज का उपयोग करते हैं, तो उसे टोनर में कोई दाग नहीं छोड़ना चाहिए। इस मामले में, दो विकल्प संभव हैं: या तो टोनर को बोर्ड में स्थानांतरित करने के बाद सब्सट्रेट को हटा दिया जाता है (लेजर प्रिंटर के लिए फिल्म या ओरेकल से बेस के मामले में), या इसे पहले पानी में भिगोया जाता है और फिर धीरे-धीरे अलग किया जाता है (लेपित कागज)।

टोनर को एक बोर्ड में स्थानांतरित करने में पहले से साफ किए गए बोर्ड पर टोनर के साथ एक सब्सट्रेट लगाना और फिर इसे टोनर के पिघलने बिंदु से थोड़ा ऊपर के तापमान पर गर्म करना शामिल है। इसे कैसे करें इसके लिए बड़ी संख्या में विकल्प हैं, लेकिन सबसे सरल है सब्सट्रेट को गर्म लोहे से बोर्ड पर दबाना। साथ ही, सब्सट्रेट पर लोहे के दबाव को समान रूप से वितरित करने के लिए, उनके बीच मोटे कागज की कई परतें बिछाने की सिफारिश की जाती है। एक बहुत ही महत्वपूर्ण मुद्दा लोहे का तापमान और धारण करने का समय है। ये पैरामीटर प्रत्येक विशिष्ट मामले में भिन्न होते हैं, इसलिए अच्छे परिणाम प्राप्त करने से पहले आपको एक से अधिक प्रयोग चलाने पड़ सकते हैं। यहां केवल एक ही मानदंड है: टोनर के पास बोर्ड की सतह पर चिपकने के लिए पर्याप्त पिघलने का समय होना चाहिए, और साथ ही उसे अर्ध-तरल अवस्था तक पहुंचने का समय नहीं होना चाहिए ताकि पटरियों के किनारे चिपक न जाएं। चपटा करना टोनर को बोर्ड पर "वेल्डिंग" करने के बाद, सब्सट्रेट को अलग करना आवश्यक है (सब्सट्रेट के रूप में एल्यूमीनियम पन्नी का उपयोग करने के मामले को छोड़कर: इसे अलग नहीं किया जाना चाहिए, क्योंकि यह लगभग सभी नक़्क़ाशी समाधानों में घुल जाता है)। लेजर फिल्म और ओरैकल बैकिंग बस सावधानी से निकल जाती है सादा कागजगर्म पानी में पूर्व-भिगोने की आवश्यकता होती है।

यह ध्यान देने योग्य है कि लेजर प्रिंटर की मुद्रण सुविधाओं के कारण, बड़े ठोस बहुभुजों के बीच में टोनर परत काफी छोटी होती है, इसलिए जब भी संभव हो आपको बोर्ड पर ऐसे क्षेत्रों का उपयोग करने से बचना चाहिए, या आपको बोर्ड को मैन्युअल रूप से रीटच करना होगा बैकिंग हटाने के बाद. सामान्य तौर पर, इस तकनीक का उपयोग, कुछ प्रशिक्षण के बाद, आपको पटरियों की चौड़ाई और उनके बीच के अंतराल को 0.3 मिमी तक प्राप्त करने की अनुमति देता है।

मैं कई वर्षों से इस तकनीक का उपयोग कर रहा हूं (जब से मेरे लिए लेजर प्रिंटर उपलब्ध हुआ है)।

फोटोरेसिस्ट का अनुप्रयोग

फोटोरेसिस्ट एक प्रकाश-संवेदनशील पदार्थ है (आमतौर पर निकट पराबैंगनी क्षेत्र में) जो प्रकाश के संपर्क में आने पर अपने गुणों को बदल देता है।

हाल ही में रूसी बाज़ारएरोसोल पैकेजिंग में कई प्रकार के आयातित फोटोरेसिस्ट दिखाई दिए हैं, जो विशेष रूप से घर पर उपयोग के लिए सुविधाजनक हैं। फोटोरेसिस्ट का उपयोग करने का सार इस प्रकार है: एक फोटोमास्क () को एक बोर्ड पर फोटोरेसिस्ट की एक परत के साथ लगाया जाता है और इसे रोशन किया जाता है, जिसके बाद फोटोरेसिस्ट के प्रबुद्ध (या अप्रकाशित) क्षेत्रों को एक विशेष विलायक से धोया जाता है। , जो आमतौर पर कास्टिक सोडा (NaOH) होता है। सभी फोटोरेसिस्ट को दो श्रेणियों में बांटा गया है: सकारात्मक और नकारात्मक। सकारात्मक फोटोरेसिस्ट के लिए, बोर्ड पर ट्रैक फोटोमास्क पर एक काले क्षेत्र से मेल खाता है, और नकारात्मक लोगों के लिए, तदनुसार, एक पारदर्शी क्षेत्र।

सकारात्मक फोटोरेसिस्ट सबसे अधिक व्यापक हैं क्योंकि वे उपयोग में सबसे सुविधाजनक हैं।

आइए हम एरोसोल पैकेजिंग में सकारात्मक फोटोरेसिस्ट के उपयोग पर अधिक विस्तार से ध्यान दें। पहला चरण एक फोटो टेम्पलेट तैयार कर रहा है। घर पर, आप फिल्म पर लेजर प्रिंटर पर बोर्ड डिज़ाइन प्रिंट करके इसे प्राप्त कर सकते हैं। इस मामले में, फोटोमास्क पर काले रंग के घनत्व पर विशेष ध्यान देना आवश्यक है, जिसके लिए आपको प्रिंटर सेटिंग्स में टोनर को बचाने और प्रिंट गुणवत्ता में सुधार करने के सभी तरीकों को अक्षम करना होगा। इसके अलावा, कुछ कंपनियां फोटोप्लॉटर पर फोटोमास्क का आउटपुट पेश करती हैं - और आपको उच्च गुणवत्ता वाले परिणाम की गारंटी दी जाती है।

दूसरे चरण में, बोर्ड की पहले से तैयार और साफ की गई सतह पर फोटोरेसिस्ट की एक पतली फिल्म लगाई जाती है। यह लगभग 20 सेमी की दूरी से छिड़काव करके किया जाता है। इस मामले में, परिणामी कोटिंग की अधिकतम एकरूपता के लिए प्रयास करना चाहिए। इसके अलावा, यह सुनिश्चित करना बहुत महत्वपूर्ण है कि स्पटरिंग प्रक्रिया के दौरान कोई धूल न हो - फोटोरेसिस्ट में आने वाली धूल का प्रत्येक कण अनिवार्य रूप से बोर्ड पर अपना निशान छोड़ देगा।

फोटोरेसिस्ट परत लगाने के बाद, परिणामी फिल्म को सुखाना आवश्यक है। इसे 70-80 डिग्री के तापमान पर करने की सिफारिश की जाती है, और पहले आपको सतह को कम तापमान पर सुखाने की जरूरत है और उसके बाद ही धीरे-धीरे तापमान को वांछित मूल्य तक बढ़ाएं। निर्दिष्ट तापमान पर सुखाने का समय लगभग 20-30 मिनट है। अंतिम उपाय के रूप में, बोर्ड को कमरे के तापमान पर 24 घंटे तक सुखाने की अनुमति है। फोटोरेसिस्ट से लेपित बोर्डों को ठंडी, अंधेरी जगह पर संग्रहित किया जाना चाहिए।

फोटोरेसिस्ट लगाने के बाद अगला चरण एक्सपोज़र है। इस मामले में, बोर्ड पर एक फोटोमास्क लगाया जाता है (मुद्रित पक्ष को बोर्ड की ओर रखते हुए, यह एक्सपोज़र के दौरान स्पष्टता बढ़ाने में मदद करता है), जिसे पतले कांच के खिलाफ दबाया जाता है या। यदि बोर्ड का आकार पर्याप्त रूप से छोटा है, तो आप क्लैंपिंग के लिए इमल्शन से धोई गई फोटोग्राफिक प्लेट का उपयोग कर सकते हैं। चूँकि अधिकांश आधुनिक फोटोरेसिस्टों की अधिकतम वर्णक्रमीय संवेदनशीलता का क्षेत्र पराबैंगनी रेंज में है, इसलिए रोशनी के लिए स्पेक्ट्रम (डीआरएसएच, डीआरटी, आदि) में यूवी विकिरण के बड़े अनुपात वाले लैंप का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। अंतिम उपाय के रूप में, आप एक शक्तिशाली क्सीनन लैंप का उपयोग कर सकते हैं। एक्सपोज़र का समय कई कारणों पर निर्भर करता है (लैंप का प्रकार और शक्ति, लैंप से बोर्ड की दूरी, फोटोरेसिस्ट परत की मोटाई, आदि) और प्रयोगात्मक रूप से चुना जाता है। हालाँकि, सामान्य तौर पर, प्रत्यक्ष सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने पर भी, एक्सपोज़र का समय आमतौर पर 10 मिनट से अधिक नहीं होता है।

(मैं दबाने के लिए दृश्य प्रकाश में पारदर्शी प्लास्टिक प्लेटों का उपयोग करने की अनुशंसा नहीं करता, क्योंकि उनमें यूवी विकिरण का एक मजबूत अवशोषण होता है)

अधिकांश फोटोरेसिस्ट सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) - 7 ग्राम प्रति लीटर पानी के घोल से विकसित किए जाते हैं। 20-25 डिग्री के तापमान पर ताजा तैयार घोल का उपयोग करना सबसे अच्छा है। विकास का समय फोटोरेसिस्ट फिल्म की मोटाई पर निर्भर करता है और 30 सेकंड से 2 मिनट तक होता है। विकास के बाद, बोर्ड को सामान्य समाधानों में उकेरा जा सकता है, क्योंकि फोटोरेसिस्ट एसिड के प्रति प्रतिरोधी है। उच्च गुणवत्ता वाले फोटोमास्क का उपयोग करते समय, फोटोरेसिस्ट का उपयोग आपको 0.15-0.2 मिमी तक चौड़े ट्रैक प्राप्त करने की अनुमति देता है।

एचिंग

तांबे की रासायनिक नक़्क़ाशी के लिए कई ज्ञात यौगिक हैं। ये सभी प्रतिक्रिया की गति, प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप निकलने वाले पदार्थों की संरचना, साथ ही समाधान तैयार करने के लिए आवश्यक रासायनिक अभिकर्मकों की उपलब्धता में भिन्न हैं। नीचे सबसे लोकप्रिय नक़्क़ाशी समाधानों के बारे में जानकारी दी गई है।

फेरिक क्लोराइड (FeCl)

शायद सबसे प्रसिद्ध और लोकप्रिय अभिकर्मक। सूखे फेरिक क्लोराइड को पानी में तब तक घोला जाता है जब तक कि सुनहरे पीले रंग का संतृप्त घोल प्राप्त न हो जाए (इसके लिए प्रति गिलास पानी में लगभग दो बड़े चम्मच की आवश्यकता होगी)। इस घोल में नक़्क़ाशी प्रक्रिया में 10 से 60 मिनट तक का समय लग सकता है। समय घोल की सांद्रता, तापमान और हिलाने पर निर्भर करता है। हिलाने से प्रतिक्रिया काफी तेज हो जाती है। इन उद्देश्यों के लिए, एक्वैरियम कंप्रेसर का उपयोग करना सुविधाजनक है, जो हवा के बुलबुले के साथ समाधान का मिश्रण प्रदान करता है। घोल को गर्म करने पर प्रतिक्रिया भी तेज हो जाती है। नक़्क़ाशी पूरी होने के बाद, बोर्ड को धोना चाहिए बड़ी राशिपानी, अधिमानतः साबुन के साथ (एसिड अवशेषों को बेअसर करने के लिए)। इस समाधान के नुकसान में प्रतिक्रिया के दौरान अपशिष्ट का निर्माण शामिल है, जो बोर्ड पर जमा हो जाता है और नक़्क़ाशी प्रक्रिया के सामान्य पाठ्यक्रम में हस्तक्षेप करता है, साथ ही अपेक्षाकृत कम प्रतिक्रिया दर भी होती है।

अमोनियम परसल्फेट

एक हल्का क्रिस्टलीय पदार्थ जो 35 ग्राम पदार्थ प्रति 65 ग्राम पानी के अनुपात के आधार पर पानी में घुल जाता है। इस घोल में नक़्क़ाशी की प्रक्रिया में लगभग 10 मिनट लगते हैं और यह तांबे की कोटिंग के नक़्क़ाशी के क्षेत्र पर निर्भर करता है। प्रतिक्रिया के लिए इष्टतम स्थिति सुनिश्चित करने के लिए, समाधान का तापमान लगभग 40 डिग्री होना चाहिए और इसे लगातार हिलाया जाना चाहिए। नक़्क़ाशी पूरी होने के बाद, बोर्ड को बहते पानी में धोना चाहिए। इस समाधान के नुकसान में आवश्यक तापमान बनाए रखने और हिलाने की आवश्यकता शामिल है।

समाधान हाइड्रोक्लोरिक एसिड का(एचसीएल) और हाइड्रोजन पेरोक्साइड (एच 2 ओ 2)

- इस घोल को तैयार करने के लिए आपको 770 मिली पानी में 200 मिली 35% हाइड्रोक्लोरिक एसिड और 30 मिली 30% हाइड्रोजन पेरोक्साइड मिलाना होगा। तैयार घोल को एक अंधेरी बोतल में संग्रहित किया जाना चाहिए, भली भांति बंद करके नहीं, क्योंकि हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन से गैस निकलती है। ध्यान दें: इस घोल का उपयोग करते समय, कास्टिक रसायनों के साथ काम करते समय सभी सावधानियां बरतनी चाहिए। सभी कार्य केवल इसी पर किये जाने चाहिए ताजी हवाया हुड के नीचे. यदि घोल आपकी त्वचा पर लग जाए तो उसे तुरंत ढेर सारे पानी से धो लें। नक़्क़ाशी का समय सरगर्मी और समाधान के तापमान पर अत्यधिक निर्भर है और कमरे के तापमान पर अच्छी तरह से मिश्रित ताजा समाधान के लिए 5-10 मिनट के क्रम पर है। घोल को 50 डिग्री से ऊपर गर्म नहीं करना चाहिए। नक़्क़ाशी के बाद, बोर्ड को बहते पानी से धोना चाहिए।

नक़्क़ाशी के बाद इस घोल को एच 2 ओ 2 जोड़कर बहाल किया जा सकता है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड की आवश्यक मात्रा का आकलन दृष्टिगत रूप से किया जाता है: घोल में डूबे तांबे के बोर्ड को लाल से गहरे भूरे रंग में रंगा जाना चाहिए। घोल में बुलबुले बनना हाइड्रोजन पेरोक्साइड की अधिकता को इंगित करता है, जिससे नक़्क़ाशी प्रतिक्रिया धीमी हो जाती है। इस समाधान का नुकसान इसके साथ काम करते समय सभी सावधानियों का सख्ती से पालन करने की आवश्यकता है।

रेडियोकोट से साइट्रिक एसिड और हाइड्रोजन पेरोक्साइड का एक समाधान

फार्मास्युटिकल के 100 मिलीलीटर में 3% हाइड्रोजन पेरोक्साइड, 30 ग्राम साइट्रिक एसिड और 5 ग्राम टेबल नमक घोला जाता है।

यह घोल 100 सेमी2 तांबा, 35 µm मोटा खोदने के लिए पर्याप्त होना चाहिए।

घोल तैयार करते समय नमक पर कंजूसी करने की जरूरत नहीं है। चूंकि यह एक उत्प्रेरक की भूमिका निभाता है, इसलिए नक़्क़ाशी प्रक्रिया के दौरान इसका व्यावहारिक रूप से उपभोग नहीं किया जाता है। पेरोक्साइड 3% को और अधिक पतला नहीं किया जाना चाहिए क्योंकि जब अन्य सामग्री मिलाई जाती है, तो इसकी सांद्रता कम हो जाती है।

जितना अधिक हाइड्रोजन पेरोक्साइड (हाइड्रोपेराइट) मिलाया जाएगा, प्रक्रिया उतनी ही तेज होगी, लेकिन इसे ज़्यादा न करें - समाधान संग्रहीत नहीं होता है, अर्थात। इसका पुन: उपयोग नहीं किया जाता है, जिसका अर्थ है कि हाइड्रोपेराइट का अत्यधिक उपयोग किया जाएगा। नक़्क़ाशी के दौरान प्रचुर मात्रा में "बुलबुले" द्वारा अतिरिक्त पेरोक्साइड को आसानी से निर्धारित किया जा सकता है।

हालाँकि, साइट्रिक एसिड और पेरोक्साइड मिलाना काफी स्वीकार्य है, लेकिन ताजा घोल तैयार करना अधिक तर्कसंगत है।

वर्कपीस की सफाई

बोर्ड की नक़्क़ाशी और धुलाई पूरी होने के बाद, इसकी सतह को सुरक्षात्मक कोटिंग से साफ़ करना आवश्यक है। यह किसी तरह किया जा सकता है जैविक द्रावक, उदाहरण के लिए, एसीटोन।

आगे आपको सभी छेद ड्रिल करने की आवश्यकता है। यह एक तेज धारदार ड्रिल से किया जाना चाहिए अधिकतम गतिविद्युत मोटर। यदि, सुरक्षात्मक कोटिंग लागू करते समय, संपर्क पैड के केंद्रों में कोई खाली जगह नहीं छोड़ी गई थी, तो पहले छेदों को चिह्नित करना आवश्यक है (उदाहरण के लिए, एक कोर के साथ ऐसा किया जा सकता है)। उसके बाद, बोर्ड के पीछे की तरफ के दोषों (फ्रिंज) को काउंटरसिंकिंग द्वारा हटा दिया जाता है, और तांबे पर एक दो तरफा मुद्रित सर्किट बोर्ड पर - एक मोड़ के लिए एक मैनुअल क्लैंप में लगभग 5 मिमी के व्यास के साथ एक ड्रिल के साथ बिना बल लगाए ड्रिल करें।

अगला कदम बोर्ड को फ्लक्स से कोट करना है, उसके बाद टिनिंग करना है। आप विशेष औद्योगिक फ्लक्स का उपयोग कर सकते हैं (पानी से धोना सबसे अच्छा है या बिल्कुल भी धोने की आवश्यकता नहीं है) या बस बोर्ड को कोट करें कमजोर समाधानशराब में रसिन.

टिनिंग दो तरीकों से की जा सकती है:

पिघले हुए सोल्डर में डुबाना

सोल्डरिंग आयरन और सोल्डर से भिगोई हुई धातु की चोटी का उपयोग करें।

पहले मामले में, लोहे का स्नान करना और उसमें थोड़ी मात्रा में कम पिघलने वाले सोल्डर - गुलाब या लकड़ी मिश्र धातु से भरना आवश्यक है। सोल्डर के ऑक्सीकरण से बचने के लिए मेल्ट को पूरी तरह से ऊपर से ग्लिसरीन की परत से ढक देना चाहिए। स्नान को गर्म करने के लिए आप उल्टे लोहे या हॉटप्लेट का उपयोग कर सकते हैं। बोर्ड को मेल्ट में डुबोया जाता है और फिर कठोर रबर स्क्वीजी से अतिरिक्त सोल्डर को हटाते हुए हटा दिया जाता है।

निष्कर्ष

मुझे लगता है कि यह सामग्री पाठकों को मुद्रित सर्किट बोर्डों के डिजाइन और निर्माण का अंदाजा लगाने में मदद करेगी। और जो लोग इलेक्ट्रॉनिक्स में शामिल होना शुरू कर रहे हैं, उन्हें घर पर बनाने का बुनियादी कौशल प्राप्त करें। मुद्रित सर्किट बोर्डों के साथ अधिक संपूर्ण परिचित के लिए, मैं [एल.2] पढ़ने की सलाह देता हूं। इसे इंटरनेट पर डाउनलोड किया जा सकता है.

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एक इलेक्ट्रॉनिक मुद्रित सर्किट बोर्ड (रूसी संक्षिप्त नाम - पीपी, अंग्रेजी - पीसीबी) एक शीट पैनल है जिसमें परस्पर जुड़े माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक घटक होते हैं। मुद्रित सर्किट बोर्ड का उपयोग विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के हिस्से के रूप में किया जाता है, जिसमें साधारण डोरबेल, घरेलू रेडियो, स्टूडियो रेडियो से लेकर जटिल रडार और कंप्यूटर सिस्टम तक शामिल हैं। तकनीकी रूप से, इलेक्ट्रॉनिक्स मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण में प्रवाहकीय "फिल्म" सामग्री के साथ कनेक्शन का निर्माण शामिल है। ऐसी सामग्री को एक इंसुलेटिंग प्लेट पर ("मुद्रित") लगाया जाता है, जिसे सब्सट्रेट कहा जाता है।

इलेक्ट्रॉनिक मुद्रित सर्किट बोर्डों ने सिस्टम के गठन और विकास की शुरुआत को चिह्नित किया बिजली के कनेक्शन, 19वीं सदी के मध्य में विकसित हुआ।

धातु की पट्टियों (छड़) का उपयोग प्रारंभ में भारी के रूप में किया जाता था विद्युत उपकरण, लकड़ी के आधार पर स्थापित।

धीरे-धीरे, धातु की पट्टियों ने कंडक्टरों को स्क्रू टर्मिनल ब्लॉकों से बदल दिया। धातु को प्राथमिकता देते हुए लकड़ी के आधार को भी आधुनिक बनाया गया।

आधुनिक पीपी उत्पादन का प्रोटोटाइप कुछ इस तरह दिखता था। इसी तरह के डिज़ाइन समाधानों का उपयोग 19वीं सदी के मध्य में किया गया था

कॉम्पैक्ट, छोटे आकार के इलेक्ट्रॉनिक भागों का उपयोग करने के अभ्यास के लिए बुनियादी आधार पर एक अद्वितीय समाधान की आवश्यकता होती है। और इसलिए, 1925 में, एक निश्चित चार्ल्स डुकासे (यूएसए) ने ऐसा समाधान खोजा।

एक अमेरिकी इंजीनियर ने इंसुलेटेड प्लेट पर विद्युत कनेक्शन व्यवस्थित करने का एक अनोखा तरीका प्रस्तावित किया। उन्होंने सर्किट आरेख को एक प्लेट पर स्थानांतरित करने के लिए विद्युत प्रवाहकीय स्याही और एक स्टेंसिल का उपयोग किया।

थोड़ी देर बाद, 1943 में, अंग्रेज पॉल आइस्लर ने तांबे की पन्नी पर प्रवाहकीय सर्किट बनाने के आविष्कार का भी पेटेंट कराया। इंजीनियर ने फ़ॉइल सामग्री से लेमिनेटेड एक इंसुलेटर प्लेट का उपयोग किया।

हालाँकि, आइस्लर तकनीक का सक्रिय उपयोग केवल 1950-60 की अवधि में नोट किया गया था, जब उन्होंने माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक घटकों - ट्रांजिस्टर के उत्पादन का आविष्कार और महारत हासिल की थी।

मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्डों पर छेद के माध्यम से निर्माण की तकनीक का 1961 में हेज़लटीन (यूएसए) द्वारा पेटेंट कराया गया था।

इस प्रकार, इलेक्ट्रॉनिक भागों के घनत्व में वृद्धि और इंटरकनेक्टिंग लाइनों की करीबी व्यवस्था के कारण, मुद्रित सर्किट बोर्ड डिजाइन का एक नया युग खुल गया है।

इलेक्ट्रॉनिक मुद्रित सर्किट बोर्ड - विनिर्माण

प्रक्रिया का एक सामान्यीकृत दृष्टिकोण: अलग-अलग इलेक्ट्रॉनिक भागों को इंसुलेटिंग सब्सट्रेट के पूरे क्षेत्र में वितरित किया जाता है। फिर स्थापित घटकों को सोल्डरिंग द्वारा सर्किट सर्किट से जोड़ा जाता है।

तथाकथित संपर्क "उंगलियां" (पिन) सब्सट्रेट के चरम क्षेत्रों में स्थित हैं और सिस्टम कनेक्टर के रूप में कार्य करते हैं।

संपर्क "उंगलियों" के माध्यम से, परिधीय मुद्रित सर्किट बोर्डों के साथ संचार या बाहरी नियंत्रण सर्किट के कनेक्शन का आयोजन किया जाता है। इलेक्ट्रॉनिक मुद्रित सर्किट बोर्ड को एक सर्किट को वायरिंग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो एक फ़ंक्शन या कई कार्यों को एक साथ समर्थन करता है।

तीन प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक मुद्रित सर्किट बोर्ड निर्मित होते हैं:

1. एकतरफ़ा.
2. दोहरा।
3. बहुपरत.

एकल-पक्षीय मुद्रित सर्किट बोर्डों को विशेष रूप से एक तरफ भागों की नियुक्ति की विशेषता होती है। यदि पूरे सर्किट के हिस्से फिट नहीं होते हैं एक तरफा बोर्ड, दो-तरफा विकल्प का उपयोग किया जाता है।

सब्सट्रेट सामग्री

पारंपरिक रूप से मुद्रित सर्किट बोर्डों में उपयोग किया जाने वाला सब्सट्रेट आमतौर पर एपॉक्सी राल के साथ संयुक्त फाइबरग्लास से बनाया जाता है। सब्सट्रेट को एक या दो तरफ तांबे की पन्नी से ढक दिया जाता है।

फेनोलिक रेज़िन पेपर से बने इलेक्ट्रॉनिक्स मुद्रित सर्किट बोर्ड, जो तांबे की फिल्म से भी लेपित होते हैं, उत्पादन के लिए लागत प्रभावी माने जाते हैं। इसलिए, अन्य विविधताओं की तुलना में अधिक बार इनका उपयोग घरेलू इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को सुसज्जित करने के लिए किया जाता है।

कनेक्शन सब्सट्रेट की तांबे की सतह पर कोटिंग या नक्काशी करके बनाए जाते हैं। तांबे की पटरियों को जंग से बचाने के लिए टिन-सीसा मिश्रण से लेपित किया जाता है। मुद्रित सर्किट बोर्डों पर संपर्क पिनों को टिन, फिर निकल और अंत में सोने की परत से लेपित किया जाता है।

स्ट्रैपिंग ऑपरेशन करना

सतह पर लगाने की तकनीक में सीधी (जे-आकार) या कोणीय (एल-आकार) शाखाओं का उपयोग शामिल है। ऐसी शाखाओं के कारण, प्रत्येक इलेक्ट्रॉनिक भाग सीधे मुद्रित सर्किट से जुड़ा होता है।

एक जटिल पेस्ट (गोंद + फ्लक्स + सोल्डर) का उपयोग करके, इलेक्ट्रॉनिक भागों को अस्थायी रूप से संपर्क के बिंदु पर रखा जाता है। यह पकड़ तब तक जारी रहती है जब तक मुद्रित सर्किट बोर्ड को ओवन में नहीं डाला जाता। वहां सोल्डर पिघलता है और सर्किट भागों को जोड़ता है।

घटक प्लेसमेंट की चुनौतियों के बावजूद, सतह माउंट प्रौद्योगिकी का एक और महत्वपूर्ण लाभ है।

यह तकनीक लंबी ड्रिलिंग प्रक्रिया और बॉन्डिंग गास्केट के सम्मिलन को समाप्त करती है, जैसा कि पुरानी थ्रू-होल विधि के साथ अभ्यास किया जाता है। हालाँकि, दोनों तकनीकों का सक्रिय रूप से उपयोग जारी है।

इलेक्ट्रॉनिक पीसीबी डिज़ाइन

प्रत्येक व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉनिक्स मुद्रित सर्किट बोर्ड (बोर्डों का बैच) अद्वितीय कार्यक्षमता के लिए डिज़ाइन किया गया है। इलेक्ट्रॉनिक मुद्रित सर्किट बोर्ड डिजाइनर मुद्रित सर्किट बोर्ड पर सर्किट को लेआउट करने के लिए डिज़ाइन सिस्टम और विशेष "सॉफ़्टवेयर" की ओर रुख करते हैं।

प्रवाहकीय पटरियों के बीच का अंतर आमतौर पर 1 मिमी से अधिक के मान में मापा जाता है। घटक कंडक्टरों या संपर्क बिंदुओं के लिए छेद स्थानों की गणना की जाती है।

यह सारी जानकारी नियंत्रण करने वाले कंप्यूटर सॉफ़्टवेयर प्रारूप में अनुवादित की जाती है बेधन यंत्र. इलेक्ट्रॉनिक मुद्रित सर्किट बोर्डों के उत्पादन के लिए एक स्वचालित मशीन को उसी तरह प्रोग्राम किया जाता है।

एक बार जब सर्किट आरेख तैयार हो जाता है, तो सर्किट (मास्क) की एक नकारात्मक छवि प्लास्टिक की पारदर्शी शीट में स्थानांतरित हो जाती है। नकारात्मक छवि के क्षेत्र जो सर्किट छवि में शामिल नहीं हैं, उन्हें काले रंग में चिह्नित किया गया है, और सर्किट स्वयं पारदर्शी रहता है।

इलेक्ट्रॉनिक्स मुद्रित सर्किट बोर्डों का औद्योगिक विनिर्माण

इलेक्ट्रॉनिक्स मुद्रित सर्किट बोर्ड निर्माण प्रौद्योगिकियां स्वच्छ वातावरण में उत्पादन की स्थिति प्रदान करती हैं। उत्पादन परिसर के वातावरण और वस्तुओं को प्रदूषकों की उपस्थिति के लिए स्वचालित रूप से नियंत्रित किया जाता है।

कई इलेक्ट्रॉनिक मुद्रित सर्किट बोर्ड निर्माण कंपनियां अद्वितीय विनिर्माण का अभ्यास करती हैं। और मानक रूप में, दो तरफा छपाई का उत्पादन इलेक्ट्रॉनिक बोर्डपारंपरिक रूप से निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

आधार बनाना

1. फाइबरग्लास को लिया जाता है और प्रक्रिया मॉड्यूल से गुजारा जाता है।
2. एपॉक्सी राल (विसर्जन, छिड़काव) के साथ संसेचित।
3. ग्लास फाइबर को सब्सट्रेट की वांछित मोटाई तक मशीन पर रोल किया जाता है।
4. सब्सट्रेट को ओवन में सुखाएं और बड़े पैनलों पर रखें।
5. पैनलों को तांबे की पन्नी और गोंद के साथ लेपित बैकिंग के साथ बारी-बारी से ढेर में व्यवस्थित किया जाता है।

अंत में, ढेरों को एक प्रेस के नीचे रखा जाता है, जहां 170°C के तापमान और 700 किग्रा/मिमी 2 के दबाव पर, उन्हें 1-2 घंटे के लिए दबाया जाता है। एपॉक्सी रेज़िन सख्त हो जाता है और तांबे की पन्नी दबाव में बैकिंग सामग्री से बंध जाती है।

छेदों की ड्रिलिंग और टिनिंग

1. कई बैकिंग पैनल लिए जाते हैं, उन्हें एक के ऊपर एक रखा जाता है और मजबूती से लगाया जाता है।
2. मुड़े हुए स्टैक को सीएनसी मशीन में रखा जाता है, जहां योजनाबद्ध पैटर्न के अनुसार छेद ड्रिल किए जाते हैं।
3. बनाए गए छिद्रों को अतिरिक्त सामग्री से साफ़ कर दिया जाता है।
4. प्रवाहकीय छिद्रों की आंतरिक सतहों को तांबे से लेपित किया जाता है।
5. गैर-प्रवाहकीय छिद्रों को बिना ढके छोड़ दिया जाता है।

मुद्रित सर्किट बोर्ड का एक चित्र बनाना

एक नमूना पीसीबी सर्किट एक योगात्मक या घटाव सिद्धांत का उपयोग करके बनाया गया है। एडिटिव विकल्प के मामले में, सब्सट्रेट को वांछित पैटर्न के अनुसार तांबे के साथ लेपित किया जाता है। इस स्थिति में, योजना के बाहर का हिस्सा असंसाधित रहता है।

घटाव प्रक्रिया मुख्य रूप से सब्सट्रेट की समग्र सतह को कवर करती है। फिर अलग-अलग क्षेत्र जो आरेख में शामिल नहीं हैं, उन्हें उकेरा या काट दिया जाता है।

योगात्मक प्रक्रिया कैसे काम करती है?

सब्सट्रेट की फ़ॉइल सतह पूर्व-घटी हुई है। पैनल एक निर्वात कक्ष से होकर गुजरते हैं। वैक्यूम के कारण, सकारात्मक फोटोरेसिस्ट सामग्री की परत पूरे फ़ॉइल क्षेत्र पर कसकर संकुचित हो जाती है।

फोटोरेसिस्ट के लिए सकारात्मक सामग्री एक बहुलक है जिसमें पराबैंगनी विकिरण के तहत घुलनशील होने की क्षमता होती है। वैक्यूम स्थितियां फ़ॉइल और फोटोरेसिस्ट के बीच किसी भी संभावित शेष हवा को खत्म कर देती हैं।

सर्किट टेम्प्लेट को फोटोरेसिस्ट के ऊपर रखा जाता है, जिसके बाद पैनल तीव्र पराबैंगनी प्रकाश के संपर्क में आते हैं। चूंकि मास्क सर्किट के क्षेत्रों को पारदर्शी छोड़ देता है, इन बिंदुओं पर फोटोरेसिस्ट यूवी विकिरण के संपर्क में आता है और घुल जाता है।

फिर मास्क हटा दिया जाता है और पैनलों को क्षारीय घोल से परागित किया जाता है। यह, एक प्रकार का डेवलपर, सर्किट डिज़ाइन के क्षेत्रों की सीमाओं के साथ विकिरणित फोटोरेसिस्ट को भंग करने में मदद करता है। इस प्रकार, तांबे की पन्नी सब्सट्रेट की सतह पर खुली रहती है।

इसके बाद, पैनलों को तांबे से जस्ती किया जाता है। गैल्वनीकरण प्रक्रिया के दौरान कॉपर फ़ॉइल कैथोड के रूप में कार्य करता है। उजागर क्षेत्रों को 0.02-0.05 मिमी की मोटाई तक जस्ती किया जाता है। फोटोरेसिस्ट के अंतर्गत शेष क्षेत्र गैल्वेनाइज्ड नहीं हैं।

तांबे के निशान अतिरिक्त रूप से टिन-सीसा संरचना या अन्य सुरक्षात्मक कोटिंग के साथ लेपित होते हैं। ये क्रियाएं तांबे के ऑक्सीकरण को रोकती हैं और उत्पादन के अगले चरण के लिए प्रतिरोध पैदा करती हैं।

एसिड विलायक का उपयोग करके अनावश्यक फोटोरेसिस्ट को सब्सट्रेट से हटा दिया जाता है। सर्किट डिजाइन और कोटिंग के बीच तांबे की पन्नी उजागर हो जाती है। चूंकि पीसीबी सर्किट का तांबा टिन-लीड यौगिक द्वारा संरक्षित होता है, इसलिए यहां कंडक्टर एसिड से प्रभावित नहीं होता है।

इलेक्ट्रॉनिक सर्किट बोर्डों के औद्योगिक विनिर्माण की तकनीकें

कठोर बोर्ड का आधार बनाने के लिए फाइबरग्लास लैमिनेट का उपयोग अन्य सामग्रियों की तुलना में अधिक बार किया जाता है। फाइबरग्लास लैमिनेट में अच्छे ढांकता हुआ गुण, यांत्रिक शक्ति और रासायनिक प्रतिरोध, स्थायित्व और सुरक्षा है; फाइबरग्लास लैमिनेट का उपयोग उच्च आर्द्रता की स्थिति में किया जा सकता है। अधिकांश महत्वपूर्ण विशेषताएँसामग्री - विद्युत इन्सुलेट गुण और दूसरी सबसे महत्वपूर्ण विशेषता ग्लास संक्रमण तापमान टीजी है, जो आवेदन के दायरे को सीमित करती है। किसी पदार्थ के ठोस अवस्था से प्लास्टिक अवस्था में संक्रमण का तापमान - कांच पारगमन तापमान. रेज़िन का ग्लास संक्रमण तापमान जितना अधिक होगा, ढांकता हुआ के रैखिक विस्तार का गुणांक उतना ही कम होगा, जिससे बोर्ड कंडक्टरों का विनाश होगा। कांच का संक्रमण तापमान सामग्री के निर्माण में प्रयुक्त राल अणुओं के आणविक भार पर निर्भर करता है। लोच की उपस्थिति और वृद्धि एक निश्चित तापमान सीमा में होती है। इस सीमा के भीतर केंद्रीय मान को ग्लास संक्रमण तापमान कहा जाता है। फाइबरग्लास उत्पादन तकनीक में सुधार से ग्लास संक्रमण तापमान में वृद्धि संभव है।

फाइबरग्लास एक ऐसी सामग्री है जो बाइंडर - एपॉक्सी या फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड राल के साथ फाइबरग्लास की कई परतों को गर्म दबाने से बनाई जाती है। विभिन्न परिचालन स्थितियों के लिए कई ब्रांड उपलब्ध हैं। विकसित अलग-अलग आवश्यकताएंविनिर्माण प्रौद्योगिकी के लिए. विभिन्न ग्रेड के फाइबरग्लास का ज्वलन तापमान 300 से 500 डिग्री सेल्सियस तक होता है। स्टेफफाइबरग्लास लैमिनेट का एक आम घरेलू ब्रांड एपॉक्सी-फेनोलिक फाइबरग्लास लैमिनेट के लिए है। STEF-1 केवल इसकी निर्माण तकनीक में STEF से भिन्न है, जो इसे अधिक उपयुक्त बनाता है मशीनिंग. STEF-1 ब्रांड की तुलना में STEF-U ने यांत्रिक और विद्युत इन्सुलेशन गुणों में सुधार किया है।

इस सामग्री की एक किस्म फ़ॉइल-लेपित फ़ाइबरग्लास है, जिसका उपयोग सर्किट बोर्ड के उत्पादन में किया जाता है।

पन्नीसामग्री बोर्ड की आधार सामग्री है, जिसमें एक या दोनों तरफ एक प्रवाहकीय फ़ॉइल होती है - बोर्ड पर एक प्रवाहकीय पैटर्न बनाने के लिए प्रवाहकीय सामग्री की एक शीट। बोर्ड उत्पादन की सफलता और निर्मित उपकरण की विश्वसनीयता प्रयुक्त सामग्री की गुणवत्ता और मापदंडों पर निर्भर करती है।

फ़ॉइल फ़ाइबरग्लास लैमिनेट के कई ब्रांड हैं। बोर्डों के उत्पादन के लिए, हमारे निर्माताओं द्वारा उत्पादित GOST के अनुसार घरेलू ब्रांडों का उपयोग किया जाता है: एसएफ, एसओएनएफ-यू, एसटीएफ, एसटीएनएफ, एसएनएफ, डीएफएम-59, एसएफवीएन और आयातित फाइबरग्लास लैमिनेट्स के ब्रांड एफआर-4, एफआर-5, सीईएम-3जिसमें कई संशोधन हैं। -60 से +85 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर सामान्य और उच्च आर्द्रता की स्थिति में संचालन के लिए इच्छित बोर्डों के निर्माण के लिए, एसएफ ब्रांड का उपयोग किया जाता है, जिसके कई प्रकार होते हैं, उनमें से एक एसएफ-1-35जी.

SF-1-35G नाम में पदनाम:

• एसएफ - फ़ॉइल फ़ाइबरग्लास लैमिनेट
• 1 - एकतरफ़ा
• 35 - पन्नी की मोटाई 35 माइक्रोन
• जी - गैल्वेनिक प्रतिरोधी पन्नी

अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के उत्पादन के लिए, ब्रांड का उपयोग किया जा सकता है SONF-यू, इसका ऑपरेटिंग तापमान -60 से +155 डिग्री सेल्सियस तक है। नाम में पदनाम: एस और एफ - फ़ॉइल फ़ाइबरग्लास, ओएच - सामान्य प्रयोजन, यू - इसमें ब्रोमीन युक्त योजक होता है और गैर-ज्वलनशील प्लास्टिक के वर्ग से संबंधित होता है। आधार पर रखी गई पन्नी की मोटाई 18, 35, 50, 70, 105 माइक्रोन तक होती है। फ़ॉइल फ़ाइबरग्लास लैमिनेट की मोटाई की सीमा में है 0.5 से 3 मिमी.

एफआर-4आग प्रतिरोधी (फायर रिटार्डेंट) आयातित फ़ॉइल फ़ाइबरग्लास। मुद्रित सर्किट बोर्डों के उत्पादन के लिए FR-4 अब तक की सबसे आम ग्रेड की सामग्री है। उच्च तकनीकी और परिचालन विशेषताओं ने इस सामग्री की लोकप्रियता को निर्धारित किया।

FR-4 है नाममात्र की मोटाई 1.6 मिमी, एक या दोनों तरफ 35 माइक्रोन मोटी तांबे की पन्नी से ढका हुआ। मानक FR-4 1.6 मिमी मोटा है और इसमें फाइबरग्लास की आठ परतें ("प्रीप्रेग") होती हैं। केंद्रीय परत में आमतौर पर निर्माता का लोगो होता है; इसका रंग इस सामग्री की ज्वलनशीलता वर्ग (लाल - UL94-VO, नीला - UL94-HB) को दर्शाता है। आमतौर पर, FR-4 पारदर्शी होता है, मानक हरा रंग तैयार पीसीबी पर लगाए गए सोल्डर मास्क रंग द्वारा निर्धारित किया जाता है।

• कंडीशनिंग और बहाली के बाद वॉल्यूमेट्रिक विद्युत प्रतिरोध (ओम x मीटर): 9.2 x 1013;
• सतह विद्युत प्रतिरोध (ओम): 1.4 x1012;
• गैल्वेनिक समाधान के संपर्क के बाद पन्नी की छीलने की ताकत (एन/मिमी): 2.2;
• ज्वलनशीलता (ऊर्ध्वाधर परीक्षण विधि): वर्ग Vо.

एक तरफा फ़ॉइल फ़ाइबरग्लास CEM-3। CEM-3 एक आयातित सामग्री (कम्पोजिट एपॉक्सी मटेरियल) है, जो FR-4 ब्रांड के फ़ॉइल-क्लैड फ़ाइबरग्लास लैमिनेट के समान है, जिसकी कीमत 10-15% कम है। यह फाइबरग्लास की दो बाहरी परतों के बीच एक फाइबरग्लास आधार है। छिद्रों के धातुकरण के लिए उपयुक्त। CEM-3 दूधिया सफेद या पारदर्शी पदार्थ है, बहुत चिकना। सामग्री को ड्रिल करना और मुहर लगाना आसान है। फ़ॉइल पीसीबी के अलावा, बोर्ड बनाने के लिए कई अलग-अलग सामग्रियों का उपयोग किया जाता है।

गेटिनैक्स

एक तरफा फ़ॉइल गेटिनाक्स।

फ़ॉइल गेटिनैक्स का उद्देश्य उन बोर्डों के निर्माण के लिए है, जो छिद्रों के धातुकरण के बिना भागों की एक या दो-तरफा स्थापना के साथ सामान्य वायु आर्द्रता पर संचालित होते हैं। गेटिनैक्स और फाइबरग्लास लैमिनेट के बीच तकनीकी अंतर इसके उत्पादन में फाइबरग्लास के बजाय कागज का उपयोग है। सामग्री सस्ती है और मुहर लगाना आसान है। सामान्य परिस्थितियों में अच्छी विद्युत विशेषताएँ होती हैं। सामग्री के नुकसान हैं: खराब रासायनिक प्रतिरोध और खराब गर्मी प्रतिरोध, हीड्रोस्कोपिसिटी।

घरेलू फ़ॉइल गेटिनाक्स ब्रांड जीएफ-1-35, जीएफ-2-35, जीएफ-1-50 और जीएफ-2-50 45 - 76% की सापेक्ष आर्द्रता और 15 - 35 C° के तापमान पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया, आधार सामग्री भूरे रंग की है। XPC, FR-1, FR-2 - आयातित फ़ॉइल गेटिनाक्स। इन सामग्रियों का आधार फेनोलिक भराव के साथ कागज से बना होता है; सामग्री पर आसानी से मुहर लग जाती है।

- एफआर-3- एफआर-2 का संशोधन, लेकिन फेनोलिक रेजिन के बजाय एपॉक्सी राल का उपयोग भराव के रूप में किया जाता है। यह सामग्री छिद्रों के धातुकरण के बिना बोर्डों के उत्पादन के लिए अभिप्रेत है।

- सीईएम-1- फाइबरग्लास की एक परत के साथ कागज के आधार पर एपॉक्सी राल (मिश्रित एपॉक्सी सामग्री) से युक्त एक सामग्री। छिद्रों के धातुकरण के बिना सर्किट बोर्डों के उत्पादन के लिए डिज़ाइन किया गया; सामग्री पर अच्छी तरह से मुहर लगाई जा सकती है। आमतौर पर दूधिया सफेद या दूधिया पीला रंग होता है।

अन्य फ़ॉइल सामग्रियों का उपयोग अधिक गंभीर परिचालन स्थितियों के लिए किया जाता है, लेकिन उनकी कीमत अधिक होती है। उनका आधार रासायनिक यौगिकों के आधार पर बनाया गया है जो बोर्डों के गुणों में सुधार करते हैं: सिरेमिक, अरिमिड, पॉलिएस्टर, पॉलीमाइड राल, बिस्मेलिनिमाइड-ट्राईज़ीन, साइनेट एस्टर, फ्लोरोप्लास्टिक।

पीसीबी पैड कोटिंग्स

आइए देखें कि तांबे के पैड के लिए किस प्रकार की कोटिंग होती है। प्रायः साइटें कवर की जाती हैं टिन-सीसा मिश्र धातु, या पीओएस. सोल्डर सतह को लगाने और समतल करने की विधि को एचएएल या कहा जाता है एचएएसएल(अंग्रेजी हॉट एयर सोल्डर लेवलिंग से - गर्म हवा के साथ लेवलिंग सोल्डर)। यह कोटिंग पैड की सर्वोत्तम सोल्डरबिलिटी प्रदान करती है। हालाँकि, इसे अधिक आधुनिक कोटिंग्स द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है, जो आमतौर पर अंतरराष्ट्रीय निर्देश की आवश्यकताओं के अनुकूल हैं RoHS. इस निर्देश में उत्पादों में सीसा सहित हानिकारक पदार्थों की उपस्थिति पर प्रतिबंध लगाने की आवश्यकता है। अब तक, RoHS हमारे देश के क्षेत्र पर लागू नहीं होता है, लेकिन इसके अस्तित्व को याद रखना उपयोगी है। जब तक अन्यथा आवश्यक न हो, HASL का उपयोग हर जगह किया जाता है। विसर्जन (रासायनिक) सोना चढ़ाना का उपयोग एक चिकनी बोर्ड सतह प्रदान करने के लिए किया जाता है (यह बीजीए पैड के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है), लेकिन इसमें थोड़ी कम सोल्डरबिलिटी होती है। ओवन सोल्डरिंग लगभग HASL जैसी ही तकनीक का उपयोग करके की जाती है, लेकिन हैंड सोल्डरिंग के लिए विशेष फ्लक्स के उपयोग की आवश्यकता होती है। ऑर्गेनिक कोटिंग, या ओएसपी, तांबे की सतह को ऑक्सीकरण से बचाती है। इसका नुकसान सोल्डरेबिलिटी की अल्प शेल्फ लाइफ (6 महीने से कम) है। विसर्जन टिन एक चिकनी सतह और अच्छी सोल्डरबिलिटी प्रदान करता है, हालांकि इसका सोल्डर जीवन भी सीमित होता है। सीसा रहित एचएएल में सीसा युक्त एचएएल के समान गुण होते हैं, लेकिन सोल्डर की संरचना लगभग 99.8% टिन और 0.2% एडिटिव्स होती है। ब्लेड कनेक्टर्स के संपर्क, जो बोर्ड के संचालन के दौरान घर्षण के अधीन होते हैं, सोने की मोटी और अधिक कठोर परत के साथ इलेक्ट्रोप्लेटेड होते हैं। दोनों प्रकार की गिल्डिंग के लिए, सोने के प्रसार को रोकने के लिए निकल अंडरलेयर का उपयोग किया जाता है।

सुरक्षात्मक और अन्य प्रकार के मुद्रित सर्किट बोर्ड कोटिंग्स

चित्र को पूरा करने के लिए, आइए मुद्रित सर्किट बोर्ड कोटिंग्स के कार्यात्मक उद्देश्य और सामग्री पर विचार करें।

सोल्डर मास्क - कंडक्टरों को आकस्मिक शॉर्ट सर्किट और गंदगी से बचाने के लिए, साथ ही सोल्डरिंग के दौरान फाइबरग्लास को थर्मल शॉक से बचाने के लिए बोर्ड की सतह पर लगाया जाता है। मास्क में कोई अन्य कार्यात्मक भार नहीं होता है और यह नमी, फफूंदी, टूटने आदि से सुरक्षा के रूप में काम नहीं कर सकता है (सिवाय जब विशेष प्रकार के मास्क का उपयोग किया जाता है)।

मार्किंग - बोर्ड और उस पर स्थित घटकों की पहचान को आसान बनाने के लिए मास्क के ऊपर पेंट के साथ बोर्ड पर लगाया जाता है।

छीलने योग्य मास्क - बोर्ड के निर्दिष्ट क्षेत्रों पर लागू किया जाता है जिन्हें अस्थायी रूप से संरक्षित करने की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए, सोल्डरिंग से। भविष्य में इसे हटाना आसान है, क्योंकि यह रबर जैसा यौगिक है और आसानी से निकल जाता है।

कार्बन संपर्क कोटिंग - कीबोर्ड के संपर्क फ़ील्ड के रूप में बोर्ड के कुछ क्षेत्रों पर लागू किया जाता है। कोटिंग में अच्छी चालकता है, ऑक्सीकरण नहीं होता है और पहनने के लिए प्रतिरोधी है।

ग्रेफाइट प्रतिरोधक तत्व - प्रतिरोधों का कार्य करने के लिए बोर्ड की सतह पर लगाए जा सकते हैं। दुर्भाग्य से, मूल्यवर्ग की सटीकता कम है - ±20% (लेजर समायोजन के साथ - 5% तक) से अधिक सटीक नहीं।

सिल्वर कॉन्टैक्ट जंपर्स - अतिरिक्त कंडक्टर के रूप में लगाए जा सकते हैं, जब रूटिंग के लिए पर्याप्त जगह नहीं होती है तो एक और प्रवाहकीय परत बनाते हैं। मुख्य रूप से सिंगल-लेयर और डबल-साइडेड मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए उपयोग किया जाता है।