घर · एक नोट पर · मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण के लिए बुनियादी सामग्री। मुद्रित सर्किट बोर्ड बनाना. सुरक्षात्मक कोटिंग का अनुप्रयोग

मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण के लिए बुनियादी सामग्री। मुद्रित सर्किट बोर्ड बनाना. सुरक्षात्मक कोटिंग का अनुप्रयोग

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। सामग्री की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएं विद्युत इन्सुलेट गुण हैं और दूसरी सबसे महत्वपूर्ण विशेषता ग्लास संक्रमण तापमान टीजी है, जो आवेदन के दायरे को सीमित करती है। से सामग्री संक्रमण का तापमान ठोस अवस्थाप्लास्टिक अवस्था में - कांच पारगमन तापमान. राल का ग्लास संक्रमण तापमान जितना अधिक होगा, ढांकता हुआ के रैखिक विस्तार का गुणांक उतना ही कम होगा, जिससे बोर्ड कंडक्टर 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। इसके लिए कई ब्रांड उपलब्ध हैं विभिन्न स्थितियाँसंचालन। 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 यांत्रिक प्रसंस्करण के लिए अधिक उपयुक्त बनाता है। 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 पन्नी होती है - प्रवाहकीय सामग्री की एक शीट जिसका उद्देश्य बोर्ड पर एक प्रवाहकीय पैटर्न बनाना होता है। 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। FR-4 अब तक उत्पादन के लिए सामग्री का सबसे आम ग्रेड है प्रिंटेड सर्किट बोर्ड्स. उच्च तकनीकी और प्रदर्शन गुणइस सामग्री की लोकप्रियता निर्धारित की।

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, मानक है हरा रंगतैयार पीसीबी पर लगाए गए सोल्डर मास्क के रंग से निर्धारित होता है

  • बड़ा विद्युतीय प्रतिरोधकंडीशनिंग और बहाली के बाद (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, बोर्डों के निर्माण के लिए विभिन्न प्रकार की सामग्रियों का उपयोग किया जाता है। विभिन्न सामग्रियां.

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। अच्छा है विद्युत विशेषताओंसामान्य परिस्थितियों में. सामग्री के नुकसान हैं: ख़राब रासायनिक प्रतिरोधऔर खराब गर्मी प्रतिरोध, हीड्रोस्कोपिसिटी।

घरेलू फ़ॉइल गेटिनाक्स ब्रांड जीएफ-1-35, जीएफ-2-35, जीएफ-1-50 और जीएफ-2-50के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया सापेक्षिक आर्द्रता 45 - 76% और 15 - 35 C° के तापमान पर, आधार सामग्री भूरे रंग की होती 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। इनका आधार आधार बनाया जाता है रासायनिक यौगिक, बोर्डों के गुणों में सुधार करने की अनुमति देता है: सिरेमिक, अरिमिड, पॉलिएस्टर, पॉलीमाइड राल, बिस्मेलिनिमाइड-ट्रायज़ीन, साइनेट ईथर, 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 और अधिक द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है आधुनिक कोटिंग्स, एक नियम के रूप में, अंतरराष्ट्रीय निर्देश की आवश्यकताओं के अनुरूप है RoHS. इस निर्देश में उपस्थिति पर रोक की आवश्यकता है हानिकारक पदार्थ, उत्पादों में सीसा सहित। 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, विचार करें कार्यात्मक उद्देश्यऔर पीसीबी कोटिंग सामग्री।

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।

यह क्या दिखाता है मुद्रित बोर्डों?

मुद्रित बोर्डोंया बोर्डों, एक प्लेट या पैनल है जिसमें ढांकता हुआ आधार की सतह पर स्थित एक या दो प्रवाहकीय पैटर्न होते हैं, या मात्रा में और ढांकता हुआ आधार की सतह पर स्थित प्रवाहकीय पैटर्न की एक प्रणाली होती है, जो सिद्धांत के अनुसार परस्पर जुड़ी होती है विद्युत नक़्शा, के लिए इरादा बिजली का संपर्कऔर उस पर स्थापित इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों, क्वांटम इलेक्ट्रॉनिक्स और इलेक्ट्रिकल उत्पादों का यांत्रिक बन्धन - निष्क्रिय और सक्रिय इलेक्ट्रॉनिक उपकरण.

सरल मुद्रित बोर्डोंओह है बोर्डों, जिसमें एक तरफ तांबे के कंडक्टर होते हैं मुद्रित बोर्डोंएसऔर प्रवाहकीय पैटर्न के तत्वों को इसकी केवल एक सतह पर जोड़ता है। ऐसा बोर्डोंएसएकल परत के रूप में जाना जाता है मुद्रित बोर्डोंएसया एकतरफा मुद्रित बोर्डोंएस(संक्षिप्त रूप में अकी).

आज, उत्पादन में सबसे लोकप्रिय और सबसे व्यापक मुद्रित बोर्डोंएस, जिसमें दो परतें होती हैं, यानी दोनों तरफ एक प्रवाहकीय पैटर्न होता है बोर्डोंएस- दो तरफा (डबल-परत) मुद्रित बोर्डोंएस(संक्षिप्त रूप में) डीपीपी). परतों के बीच कंडक्टरों को जोड़ने के लिए थ्रू कनेक्शन का उपयोग किया जाता है। इंस्टालेशनधातुकृत और संक्रमणकालीन छेद। हालाँकि, डिज़ाइन की भौतिक जटिलता पर निर्भर करता है मुद्रित बोर्डोंएस, जब वायरिंग दोनों तरफ हो बोर्डोंउत्पादन में बहुत अधिक जटिल नहीं होता है आदेशउपलब्ध बहुपरत मुद्रित बोर्डोंएस(संक्षिप्त रूप में) एमपीपी), जहां प्रवाहकीय पैटर्न न केवल दो पर बनता है बाहरी पक्ष बोर्डोंएस, लेकिन ढांकता हुआ की आंतरिक परतों में भी। जटिलता के आधार पर, बहु-परत मुद्रित बोर्डोंएस 4,6,...24 या अधिक परतों से बनाया जा सकता है।


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चित्र 1. दो-परत का एक उदाहरण मुद्रित बोर्डोंएससुरक्षात्मक सोल्डर मास्क और चिह्नों के साथ।

के लिए इंस्टालेशनइलेक्ट्रॉनिक घटक चालू मुद्रित बोर्डोंएस, एक तकनीकी संचालन की आवश्यकता होती है - सोल्डरिंग, जिसका उपयोग पिघली हुई धातु - सोल्डर को पेश करके विभिन्न धातुओं से बने हिस्सों का स्थायी कनेक्शन प्राप्त करने के लिए किया जाता है, जिसका पिघलने बिंदु जुड़े हुए भागों की सामग्री की तुलना में कम होता है - भागों के संपर्कों के बीच। भागों के सोल्डर संपर्कों, साथ ही सोल्डर और फ्लक्स को संपर्क में लाया जाता है और सोल्डर के पिघलने बिंदु से ऊपर के तापमान पर गर्म किया जाता है, लेकिन सोल्डर किए जाने वाले भागों के पिघलने के तापमान से नीचे होता है। परिणामस्वरूप, सोल्डर तरल अवस्था में चला जाता है और भागों की सतहों को गीला कर देता है। इसके बाद, हीटिंग बंद हो जाता है और सोल्डर ठोस चरण में चला जाता है, जिससे एक कनेक्शन बनता है। यह प्रक्रिया मैन्युअल रूप से या विशेष उपकरणों का उपयोग करके की जा सकती है।

टांका लगाने से पहले, घटकों को रखा जाता है मुद्रित बोर्डोंई घटकों को छिद्रों के माध्यम से अंदर ले जाता है बोर्डोंएसऔर संपर्क पैड में सोल्डर किया गया और/या धातुकृत किया गया भीतरी सतहछेद - तथाकथित तकनीकी इंस्टालेशनछेदों में (THT थ्रू होल टेक्नोलॉजी - प्रौद्योगिकी इंस्टालेशनछिद्रों में या दूसरे शब्दों में - पिन इंस्टालेशनया डीआईपी इंस्टालेशन). इसके अलावा, विशेष रूप से जनसमूह में प्रसार बढ़ रहा है बड़े पैमाने पर उत्पादन, अधिक उन्नत सतह प्रौद्योगिकी प्राप्त की इंस्टालेशन- इसे टीएमपी (प्रौद्योगिकी) भी कहा जाता है इंस्टालेशनसतह पर) या श्रीमती(सतह माउंट प्रौद्योगिकी) या एसएमडी प्रौद्योगिकी (सतह माउंट डिवाइस से - सतह पर स्थापित एक उपकरण)। "पारंपरिक" तकनीक से इसका मुख्य अंतर इंस्टालेशनछेद में घटकों को स्थापित किया जाता है और भूमि पैड पर टांका लगाया जाता है, जो सतह पर प्रवाहकीय पैटर्न का हिस्सा होते हैं मुद्रित बोर्डोंएस. सतह प्रौद्योगिकी में इंस्टालेशनआमतौर पर, दो सोल्डरिंग विधियों का उपयोग किया जाता है: सोल्डर पेस्ट रिफ्लो सोल्डरिंग और वेव सोल्डरिंग। वेव सोल्डरिंग विधि का मुख्य लाभ सतह पर लगे दोनों घटकों को एक साथ सोल्डर करने की क्षमता है बोर्डोंएस, और छिद्रों में। उसी समय, वेव सोल्डरिंग सबसे अधिक उत्पादक सोल्डरिंग विधि है इंस्टालेशनई छेद में. रीफ़्लो सोल्डरिंग एक विशेष तकनीकी सामग्री - सोल्डर पेस्ट के उपयोग पर आधारित है। इसमें तीन मुख्य घटक होते हैं: सोल्डर, फ्लक्स (एक्टिवेटर्स) और ऑर्गेनिक फिलर्स। टांकने की क्रियाचिपकाएंडिस्पेंसर का उपयोग करके या उसके माध्यम से संपर्क पैड पर लगाया जाता है स्टैंसिल, फिर इलेक्ट्रॉनिक घटकों को सोल्डर पेस्ट पर लीड के साथ स्थापित किया जाता है और फिर, सोल्डर पेस्ट में निहित सोल्डर को फिर से प्रवाहित करने की प्रक्रिया को गर्म करके विशेष ओवन में किया जाता है मुद्रित बोर्डोंएसघटकों के साथ.

दुर्घटना से बचने और/या रोकने के लिए शार्ट सर्किटटांका लगाने की प्रक्रिया के दौरान विभिन्न सर्किटों से कंडक्टर, निर्माता मुद्रित बोर्डोंएक सुरक्षात्मक सोल्डर मास्क (अंग्रेजी सोल्डर मास्क; जिसे "ब्रिलियंट" भी कहा जाता है) का उपयोग करें - टिकाऊ की एक परत बहुलक सामग्री, सोल्डरिंग के दौरान कंडक्टरों को सोल्डर और फ्लक्स के प्रवेश से बचाने के साथ-साथ ओवरहीटिंग से बचाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। टांकने की क्रिया नकाबकंडक्टरों को ढक देता है और पैड और ब्लेड कनेक्टर को खुला छोड़ देता है। सबसे आम सोल्डर मास्क रंगों का उपयोग किया जाता है मुद्रित बोर्डों x - हरा, फिर लाल और नीला। इसका ध्यान रखना चाहिए टांकने की क्रिया नकाबरक्षा नहीं करता बोर्डोंऑपरेशन के दौरान नमी से बोर्डोंएसऔर नमी संरक्षण के लिए विशेष कार्बनिक कोटिंग्स का उपयोग किया जाता है।

सबसे लोकप्रिय सिस्टम प्रोग्राम में कंप्यूटर एडेड डिजाइन मुद्रित बोर्डोंऔर इलेक्ट्रॉनिक उपकरण (संक्षिप्त रूप में CAD - CAM350, P-CAD, Protel DXP, SPECCTRA, OrCAD, Allegro, Expedition PCB, Genesis), एक नियम के रूप में, सोल्डर मास्क से जुड़े नियम हैं। ये नियम उस दूरी/सेटबैक को परिभाषित करते हैं जिसे सोल्डर पैड के किनारे और सोल्डर मास्क के किनारे के बीच बनाए रखा जाना चाहिए। इस अवधारणा को चित्र 2(ए) में दर्शाया गया है।

सिल्क-स्क्रीन प्रिंटिंग या मार्किंग।

मार्किंग (इंजी. सिल्कस्क्रीन, लीजेंड) एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें निर्माता इलेक्ट्रॉनिक घटकों के बारे में जानकारी लागू करता है और जो असेंबली, निरीक्षण और मरम्मत की प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाने में मदद करता है। आमतौर पर, संदर्भ बिंदुओं और इलेक्ट्रॉनिक घटकों की स्थिति, अभिविन्यास और रेटिंग को इंगित करने के लिए चिह्न लगाए जाते हैं। इसका उपयोग किसी भी डिज़ाइन उद्देश्य के लिए भी किया जा सकता है मुद्रित बोर्डोंउदाहरण के लिए, कंपनी का नाम, सेटअप निर्देश इंगित करें (यह पुराने मदरबोर्ड में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है बोर्डोंएक्स व्यक्तिगत कम्प्यूटर्स) आदि। मार्किंग दोनों तरफ लगाई जा सकती है बोर्डोंएसऔर इसे आमतौर पर सफेद, पीले या काले रंग के एक विशेष पेंट (थर्मल या यूवी इलाज के साथ) के साथ स्क्रीन प्रिंटिंग (सिल्क-स्क्रीन प्रिंटिंग) का उपयोग करके लागू किया जाता है। चित्र 2 (बी) सफेद निशानों से बने घटकों के पदनाम और क्षेत्र को दर्शाता है।


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चित्र 2. मंच से मास्क तक की दूरी (ए) और चिह्न (बी)

सीएडी में परतों की संरचना

जैसा कि इस लेख की शुरुआत में बताया गया है, मुद्रित बोर्डोंएसकई परतों से बनाया जा सकता है। कब मुद्रित बोर्डों CAD का उपयोग करके डिज़ाइन किया गया, अक्सर संरचना में देखा जा सकता है मुद्रित बोर्डोंएसकई परतें जो प्रवाहकीय सामग्री (तांबा) की वायरिंग के साथ आवश्यक परतों के अनुरूप नहीं हैं। उदाहरण के लिए, मार्किंग और सोल्डर मास्क परतें गैर-प्रवाहकीय परतें हैं। प्रवाहकीय और गैर-प्रवाहकीय परतों की उपस्थिति से भ्रम पैदा हो सकता है, क्योंकि निर्माता परत शब्द का उपयोग तब करते हैं जब उनका मतलब केवल प्रवाहकीय परतों से होता है। अब से, हम "सीएडी" के बिना "परतें" शब्द का उपयोग केवल प्रवाहकीय परतों के संदर्भ में करेंगे। यदि हम "सीएडी परतें" शब्द का उपयोग करते हैं तो हमारा मतलब सभी प्रकार की परतें, यानी प्रवाहकीय और गैर-प्रवाहकीय परतें हैं।

CAD में परतों की संरचना:

सीएडी परतें (प्रवाहकीय और गैर-प्रवाहकीय)

विवरण

शीर्ष सिल्कस्क्रीन - अंकन की शीर्ष परत (गैर-प्रवाहकीय)

शीर्ष सोल्डरमास्क - सोल्डर मास्क की शीर्ष परत (गैर-प्रवाहकीय)

शीर्ष पेस्ट मास्क - सोल्डर पेस्ट की शीर्ष परत (गैर-प्रवाहकीय)

शीर्ष परत 1 - पहली/शीर्ष परत (प्रवाहकीय)

इंट लेयर 2 - दूसरी/आंतरिक परत (प्रवाहकीय)

सब्सट्रेट- बुनियादी ढांकता हुआ(नॉनकंडक्टिंग)

निचली परत n - निचली परत (प्रवाहकीय)

निचला पेस्ट मास्क - सोल्डर पेस्ट की निचली परत (गैर-प्रवाहकीय)

निचला सोल्डरमास्क सोल्डर मास्क की निचली परत (गैर-प्रवाहकीय)

निचला सिल्कस्क्रीन निचला अंकन परत (गैर-प्रवाहकीय)

चित्र 3 तीन दिखाता है विभिन्न संरचनाएँपरतें. नारंगी रंगप्रत्येक संरचना में प्रवाहकीय परतों पर प्रकाश डालता है। संरचना की ऊंचाई या मोटाई मुद्रित बोर्डोंएसउद्देश्य के आधार पर भिन्न हो सकता है, लेकिन सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली मोटाई 1.5 मिमी है।


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चित्र 3. 3 विभिन्न संरचनाओं का उदाहरण मुद्रित बोर्डों: 2-परत(ए), 4-परत(बी) और 6-परत(सी)

इलेक्ट्रॉनिक घटक आवास के प्रकार

आज बाजार में इलेक्ट्रॉनिक घटक आवास प्रकारों की एक विस्तृत विविधता मौजूद है। आमतौर पर, एक निष्क्रिय या सक्रिय तत्व के लिए कई प्रकार के आवास होते हैं। उदाहरण के लिए, आप क्यूएफपी पैकेज (अंग्रेजी क्वाड फ्लैट पैकेज से - सभी चार तरफ स्थित प्लानर पिन के साथ माइक्रोक्रिकिट पैकेज का एक परिवार) और एलसीसी पैकेज (अंग्रेजी लीडलेस चिप कैरियर से -) दोनों में एक ही माइक्रोक्रिकिट पा सकते हैं। एक लो-प्रोफ़ाइल वर्गाकार सिरेमिक आवास जिसके नीचे संपर्क स्थित हैं)।

इलेक्ट्रॉनिक बाड़ों के मूल रूप से 3 बड़े परिवार हैं:

विवरण

के लिए आवास इंस्टालेशनउन छिद्रों में जिनके माध्यम से स्थापना के लिए संपर्क डिज़ाइन किए गए हैं इंस्टालेशननया छेद मुद्रित बोर्डोंई. ऐसे घटकों को विपरीत दिशा में टांका लगाया जाता है बोर्डोंएसजहां घटक डाला गया था. आमतौर पर ये घटक केवल एक तरफ लगे होते हैं मुद्रित बोर्डोंएस.

एसएमडी/ श्रीमती

सतह के लिए आवास इंस्टालेशन, जो एक तरफ सोल्डर किए गए हैं बोर्डोंएस, जहां घटक रखा गया है। इस प्रकार के आवास लेआउट का लाभ यह है कि इसे दोनों तरफ स्थापित किया जा सकता है मुद्रित बोर्डोंएसऔर इसके अलावा, ये घटक आवासों की तुलना में छोटे हैं इंस्टालेशनछेदों में डालें और आपको डिज़ाइन करने की अनुमति दें बोर्डोंएसछोटे आयाम और कंडक्टरों की सघन वायरिंग के साथ मुद्रित बोर्डोंएक्स।

(बॉल ग्रिड ऐरे - गेंदों की एक सरणी - सतह पर लगे एकीकृत सर्किट के लिए एक प्रकार का पैकेज)। बीजीएनिष्कर्ष माइक्रोक्रिकिट के पीछे संपर्क पैड पर लगाए गए सोल्डर की गेंदें हैं। माइक्रो सर्किट पर स्थित है मुद्रित बोर्डोंई और के साथ गरम किया गया टांका स्टेशनया एक इन्फ्रारेड स्रोत ताकि गेंदें पिघलना शुरू हो जाएं। सतह का तनाव पिघले हुए सोल्डर को चिप को ठीक उसी स्थान पर ठीक करने के लिए मजबूर करता है जहां उसे होना चाहिए बोर्डोंयूरोपीय संघ बीजीएकंडक्टर की लंबाई बहुत छोटी है, और बीच की दूरी से निर्धारित होती है बोर्डोंओह और माइक्रोसर्किट, इस प्रकार अनुप्रयोग बीजीएआपको ऑपरेटिंग आवृत्तियों की सीमा बढ़ाने और सूचना प्रसंस्करण की गति बढ़ाने की अनुमति देता है। प्रौद्योगिकी भी बीजीएमाइक्रोसर्किट और के बीच बेहतर थर्मल संपर्क है बोर्डोंओह, जो ज्यादातर मामलों में हीट सिंक स्थापित करने की आवश्यकता को समाप्त कर देता है, क्योंकि गर्मी क्रिस्टल से दूर चली जाती है बोर्डोंऔर अधिक कुशल. बहुधा बीजीएकंप्यूटर मोबाइल प्रोसेसर, चिपसेट और आधुनिक ग्राफिक्स प्रोसेसर में उपयोग किया जाता है।

संपर्क पैड मुद्रित बोर्डोंएस(अंग्रेजी भूमि)

संपर्क पैड मुद्रित बोर्डोंएस- प्रवाहकीय पैटर्न का हिस्सा मुद्रित बोर्डोंएस, स्थापित इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के विद्युत कनेक्शन के लिए उपयोग किया जाता है। संपर्क पैड मुद्रित बोर्डोंएसयह सोल्डर मास्क से उजागर तांबे के कंडक्टर के हिस्सों का प्रतिनिधित्व करता है, जहां घटक लीड सोल्डर होते हैं। पैड दो प्रकार के होते हैं - कॉन्टैक्ट पैड इंस्टालेशनके लिए छेद इंस्टालेशनसतह के लिए छिद्रों और तलीय पैडों में इंस्टालेशन- एसएमडी पैड। कभी-कभी, पैड के माध्यम से एसएमडी, पैड के माध्यम से बहुत समान होते हैं। इंस्टालेशनछिद्रों में.

चित्र 4 4 विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए पैड दिखाता है। क्रमशः IC1 के लिए आठ और R1 SMD पैड के लिए दो, साथ ही Q1 और PW इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए छेद वाले तीन पैड।


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चित्र 4. सतह क्षेत्र इंस्टालेशन(IC1, R1) और पैड के लिए इंस्टालेशनछिद्रों में (Q1, PW)।

तांबे के कंडक्टर

कॉपर कंडक्टर का उपयोग दो बिंदुओं को जोड़ने के लिए किया जाता है मुद्रित बोर्डोंई - उदाहरण के लिए, दो एसएमडी पैड के बीच कनेक्ट करने के लिए (चित्र 5.), या एक एसएमडी पैड को पैड से कनेक्ट करने के लिए इंस्टालेशनछेद या दो vias को जोड़ने के लिए।

कंडक्टरों की उनके माध्यम से बहने वाली धाराओं के आधार पर अलग-अलग गणना की गई चौड़ाई हो सकती है। साथ ही, उच्च आवृत्तियों पर, कंडक्टरों की चौड़ाई और उनके बीच के अंतराल की गणना करना आवश्यक है, क्योंकि कंडक्टर प्रणाली का प्रतिरोध, समाई और अधिष्ठापन उनकी लंबाई, चौड़ाई और उनकी सापेक्ष स्थिति पर निर्भर करता है।


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चित्र 5. दो कंडक्टरों के साथ दो एसएमडी चिप्स का कनेक्शन।

प्लेटेड वियास के माध्यम से मुद्रित बोर्डोंएस

जब आपको किसी घटक को कनेक्ट करने की आवश्यकता होती है जो पर स्थित है ऊपरी परत मुद्रित बोर्डोंएसनिचली परत पर स्थित एक घटक के साथ, थ्रू-प्लेटेड विया का उपयोग किया जाता है जो विभिन्न परतों पर प्रवाहकीय पैटर्न के तत्वों को जोड़ता है मुद्रित बोर्डोंएस. ये छेद करंट को गुजरने देते हैं मुद्रित बोर्डोंयू चित्र 6 दो तारों को दिखाता है जो ऊपरी परत पर एक घटक के पैड पर शुरू होते हैं और निचली परत पर दूसरे घटक के पैड पर समाप्त होते हैं। प्रत्येक कंडक्टर का अपना छेद होता है, जो ऊपरी परत से निचली परत तक करंट का संचालन करता है।


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चित्र 6. विभिन्न पक्षों पर कंडक्टरों और धातुयुक्त विअस के माध्यम से दो माइक्रो सर्किट का कनेक्शन मुद्रित बोर्डोंएस

चित्र 7 4-परत के क्रॉस सेक्शन का अधिक विस्तृत दृश्य देता है मुद्रित बोर्डों. यहां रंग निम्नलिखित परतों को दर्शाते हैं:

मॉडल पर मुद्रित बोर्डोंएस, चित्र 7 एक कंडक्टर (लाल) दिखाता है जो ऊपरी प्रवाहकीय परत से संबंधित है, और जो गुजरता है बोर्डोंआप एंड-टू-एंड का उपयोग कर रहे हैं के जरिए, और फिर निचली परत (नीला) के साथ अपना पथ जारी रखता है।


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चित्र 7. ऊपरी परत से गुजरने वाला कंडक्टर मुद्रित बोर्डों y और निचली परत पर अपना पथ जारी रख रहा है।

"अंधा" धातुयुक्त छेद मुद्रित बोर्डोंएस

एचडीआई में (उच्च घनत्व इंटरकनेक्ट - उच्च घनत्वसम्बन्ध) मुद्रित बोर्डों x, दो से अधिक परतों का उपयोग करना आवश्यक है, जैसा चित्र 7 में दिखाया गया है। आमतौर पर, बहु-परत संरचनाओं में मुद्रित बोर्डोंएसजिस पर कई आईसी स्थापित किए जाते हैं, पावर और ग्राउंड (वीसीसी या जीएनडी) के लिए अलग-अलग परतों का उपयोग किया जाता है, और इस प्रकार बाहरी सिग्नल परतें पावर रेल से मुक्त हो जाती हैं, जिससे सिग्नल तारों को रूट करना आसान हो जाता है। ऐसे मामले भी हैं जहां सिग्नल कंडक्टरों को आवश्यक विशेषता प्रतिबाधा, गैल्वेनिक अलगाव आवश्यकताओं और इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के प्रतिरोध की आवश्यकताओं के साथ समाप्त होने के लिए सबसे छोटे पथ के साथ बाहरी परत (ऊपर या नीचे) से गुजरना होगा। इस प्रकार के कनेक्शन के लिए, ब्लाइंड मेटलाइज्ड छेद का उपयोग किया जाता है (ब्लाइंड वाया - "ब्लाइंड" या "ब्लाइंड")। यह जोड़ने वाले छिद्रों को संदर्भित करता है बाहरी परतएक या अधिक आंतरिक वाले के साथ, जो आपको कनेक्शन को न्यूनतम ऊंचाई पर बनाने की अनुमति देता है। एक अंधा छेद बाहरी परत पर शुरू होता है और भीतरी परत पर समाप्त होता है, यही कारण है कि इसके उपसर्ग में "अंधा" जोड़ा जाता है।

यह पता लगाने के लिए कि कौन सा छेद मौजूद है बोर्डोंई, आप डाल सकते हैं मुद्रित बोर्डोंप्रकाश स्रोत के ऊपर और देखें - यदि आपको छेद के माध्यम से स्रोत से प्रकाश आता हुआ दिखाई देता है, तो यह एक संक्रमण छेद है, अन्यथा यह अंधा है।

ब्लाइंड विया डिज़ाइन में उपयोग के लिए उपयोगी होते हैं बोर्डोंएस, जब आपका आकार सीमित हो और घटकों को रखने और सिग्नल तारों को रूट करने के लिए बहुत कम जगह हो। आप इलेक्ट्रॉनिक घटकों को दोनों तरफ रख सकते हैं और वायरिंग और अन्य घटकों के लिए जगह बढ़ा सकते हैं। यदि परिवर्तन अंधों के बजाय छिद्रों के माध्यम से किए जाते हैं, तो आपको इसकी आवश्यकता होगी अतिरिक्त जगहछेद के लिए क्योंकि छेद दोनों तरफ जगह घेरता है। उसी समय, चिप बॉडी के नीचे अंधे छेद स्थित हो सकते हैं - उदाहरण के लिए, बड़े और जटिल तारों के लिए बीजीएअवयव।

चित्र 8 तीन छेद दिखाता है जो चार-परत का हिस्सा हैं मुद्रित बोर्डोंएस. यदि हम बाएं से दाएं देखें, तो पहली चीज जो हम देखेंगे वह सभी परतों के माध्यम से एक छेद है। दूसरा छेद ऊपरी परत से शुरू होता है और दूसरी आंतरिक परत - L1-L2 ब्लाइंड थ्रू पर समाप्त होता है। अंत में, तीसरा छेद निचली परत में शुरू होता है और तीसरी परत में समाप्त होता है, इसलिए हम कहते हैं कि यह L3-L4 के माध्यम से एक अंधा है।

इस प्रकार के छेद का मुख्य नुकसान यह है कि यह अधिक होता है उच्च कीमतउत्पादन मुद्रित बोर्डोंएसछेद के माध्यम से विकल्प की तुलना में, अंधे छेद के साथ।


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चित्र 8. थ्रू-थ्रू और ब्लाइंड विया की तुलना।

छुपे हुए वियास

अंग्रेज़ी दफन के माध्यम से - "छिपा हुआ", "दफनाया हुआ", "अंतर्निहित"। ये vias अंधे vias के समान हैं, सिवाय इसके कि वे आंतरिक परतों पर शुरू और समाप्त होते हैं। यदि हम चित्र 9 को बाएँ से दाएँ देखें, तो हम देख सकते हैं कि पहला छेद सभी परतों से होकर गुजरता है। दूसरा L1-L2 के माध्यम से एक अंधा है, और अंतिम L2-L3 के माध्यम से एक छिपा हुआ है, जो दूसरी परत पर शुरू होता है और तीसरी परत पर समाप्त होता है।


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चित्र 9. वाया वाया, ब्लाइंड होल और दबे हुए होल की तुलना।

ब्लाइंड और छुपे हुए वाया के लिए विनिर्माण प्रौद्योगिकी

ऐसे छेदों के निर्माण की तकनीक अलग-अलग हो सकती है, जो डेवलपर द्वारा निर्धारित डिज़ाइन और क्षमताओं के आधार पर भिन्न हो सकती है कारखानाएक विनिर्माता। हम दो मुख्य प्रकारों में अंतर करेंगे:

    छेद दो तरफा वर्कपीस में ड्रिल किया जाता है डीपीपी, धातुकृत, नक़्क़ाशीदार और फिर यह वर्कपीस, अनिवार्य रूप से एक तैयार दो-परत मुद्रित बोर्डों, मल्टीलेयर प्रीफॉर्म के हिस्से के रूप में प्रीप्रेग के माध्यम से दबाया गया मुद्रित बोर्डोंएस. यदि यह रिक्त स्थान "पाई" के शीर्ष पर है एमपीपी, तो हमें ब्लाइंड होल मिलते हैं, यदि बीच में है, तो हमें छुपे हुए वाया मिलते हैं।

  1. संपीड़ित वर्कपीस में एक छेद ड्रिल किया जाता है एमपीपी, ड्रिलिंग गहराई को आंतरिक परतों के पैड पर सटीक रूप से हिट करने के लिए नियंत्रित किया जाता है, और फिर छेद का धातुकरण होता है। इस तरह हमें केवल अंधे छेद ही मिलते हैं।

जटिल संरचनाओं में एमपीपीउपरोक्त प्रकार के छिद्रों के संयोजन का उपयोग किया जा सकता है - चित्र 10।


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चित्र 10. प्रकारों के माध्यम से एक विशिष्ट संयोजन का उदाहरण।

ध्यान दें कि ब्लाइंड होल के उपयोग से कभी-कभी परतों की कुल संख्या में बचत, बेहतर ट्रैसेबिलिटी और आकार में कमी के कारण समग्र रूप से परियोजना की लागत में कमी आ सकती है। मुद्रित बोर्डोंएस, साथ ही बेहतर पिचों के साथ घटकों को लागू करने की क्षमता। हालाँकि, प्रत्येक में विशिष्ट मामलाउनका उपयोग करने का निर्णय व्यक्तिगत और उचित रूप से लिया जाना चाहिए। हालाँकि, किसी को अंधे और छिपे हुए छिद्रों की जटिलता और विविधता का अति प्रयोग नहीं करना चाहिए। अनुभव से पता चलता है कि किसी परियोजना में अन्य प्रजाति जोड़ने के बीच चयन करते समय, छेद के माध्यम सेऔर कुछ परतें जोड़ना अधिक सही होगा। किसी भी मामले में, डिज़ाइन एमपीपीइसे इस बात को ध्यान में रखते हुए डिज़ाइन किया जाना चाहिए कि इसे उत्पादन में कैसे लागू किया जाएगा।

धातु सुरक्षात्मक कोटिंग्स समाप्त करें

सही और विश्वसनीय प्राप्त करना सोल्डर कनेक्शनवी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणकई डिज़ाइन और तकनीकी कारकों पर निर्भर करता है, जिसमें जुड़े हुए तत्वों, जैसे घटकों और की सोल्डरबिलिटी का उचित स्तर शामिल है मुद्रितकंडक्टर. सोल्डरबिलिटी बनाए रखने के लिए मुद्रित बोर्डोंपहले इंस्टालेशनइलेक्ट्रॉनिक घटक, कोटिंग की समतलता और विश्वसनीयता सुनिश्चित करते हैं इंस्टालेशनसोल्डर जोड़ों, पैड की तांबे की सतह को संरक्षित किया जाना चाहिए मुद्रित बोर्डोंएसऑक्सीकरण से, तथाकथित परिष्करण धातु सुरक्षात्मक कोटिंग।

अलग-अलग देखने पर मुद्रित बोर्डोंएस, आप देख सकते हैं कि संपर्क पैड में लगभग कभी भी तांबे का रंग नहीं होता है, अक्सर और अधिकतर वे चांदी, चमकदार सोना या मैट ग्रे होते हैं। ये रंग परिष्करण धातु सुरक्षात्मक कोटिंग्स के प्रकार निर्धारित करते हैं।

टांका लगाने वाली सतहों की सुरक्षा का सबसे आम तरीका मुद्रित बोर्डोंसिल्वर टिन-लेड मिश्र धातु (POS-63) - HASL की एक परत के साथ तांबे के संपर्क पैड की कोटिंग है। सर्वाधिक निर्मित मुद्रित बोर्डोंएचएएसएल विधि द्वारा संरक्षित। हॉट टिनिंग एचएएसएल - हॉट टिनिंग प्रक्रिया बोर्डोंएस, पिघले हुए सोल्डर के स्नान में सीमित समय के लिए डुबाकर और गर्म हवा की धारा बहाकर, अतिरिक्त सोल्डर को हटाकर और कोटिंग को समतल करके तेजी से हटाया जाता है। यह कोटिंग कई लोगों पर हावी है हाल के वर्ष, इसकी गंभीर तकनीकी सीमाओं के बावजूद। बेनीएस, इस तरह से उत्पादित, हालांकि वे पूरे भंडारण अवधि के दौरान अच्छी तरह से सोल्डरबिलिटी बनाए रखते हैं, कुछ अनुप्रयोगों के लिए अनुपयुक्त हैं। इसमें अत्यधिक एकीकृत तत्वों का उपयोग किया गया है श्रीमतीप्रौद्योगिकियों इंस्टालेशन, संपर्क पैड की आदर्श समतलता (समतलता) की आवश्यकता होती है मुद्रित बोर्डों. पारंपरिक एचएएसएल कोटिंग्स समतलीय आवश्यकताओं को पूरा नहीं करती हैं।

समतलीय आवश्यकताओं को पूरा करने वाली कोटिंग प्रौद्योगिकियों को लागू किया जाता है रासायनिक तरीकेकोटिंग्स:

इमर्शन गोल्ड प्लेटिंग (इलेक्ट्रोलेस निकेल / इमर्शन गोल्ड - ENIG), जो निकल सबलेयर पर लगाई गई एक पतली सोने की फिल्म है। सोने का कार्य अच्छी सोल्डरबिलिटी प्रदान करना और निकल को ऑक्सीकरण से बचाना है, और निकल स्वयं सोने और तांबे के पारस्परिक प्रसार को रोकने में बाधा के रूप में कार्य करता है। यह कोटिंग बिना किसी क्षति के संपर्क पैड की उत्कृष्ट समतलता सुनिश्चित करती है मुद्रित बोर्डों, टिन-आधारित सोल्डरों से बने सोल्डर जोड़ों की पर्याप्त मजबूती सुनिश्चित करता है। उनका मुख्य नुकसान उत्पादन की उच्च लागत है।

इमर्शन टिन (आईएसएन) - ग्रे मैट रासायनिक कोटिंग जो उच्च समतलता प्रदान करती है मुद्रितसाइटों बोर्डोंएसऔर ENIG की तुलना में सभी सोल्डरिंग विधियों के साथ संगत। इमर्शन टिन लगाने की प्रक्रिया इमर्शन गोल्ड लगाने की प्रक्रिया के समान है। विसर्जन टिन बाद में अच्छी सोल्डरबिलिटी प्रदान करता है दीर्घावधि संग्रहण, जो संपर्क पैड के तांबे और टिन के बीच एक बाधा के रूप में एक ऑर्गेनोमेटल सबलेयर की शुरूआत द्वारा सुनिश्चित किया जाता है। तथापि, बोर्डोंएस, विसर्जन टिन के साथ लेपित, सावधानीपूर्वक रखरखाव की आवश्यकता होती है और सूखी भंडारण अलमारियाँ में वैक्यूम-पैक किया जाना चाहिए बोर्डोंएसइस कोटिंग के साथ कीबोर्ड/टच पैनल के उत्पादन के लिए उपयुक्त नहीं हैं।

ब्लेड कनेक्टर के साथ कंप्यूटर और उपकरणों का संचालन करते समय, ब्लेड कनेक्टर के संपर्क ऑपरेशन के दौरान घर्षण के अधीन होते हैं। बोर्डोंएसइसलिए, अंतिम संपर्कों को सोने की मोटी और अधिक कठोर परत के साथ इलेक्ट्रोप्लेटेड किया जाता है। चाकू कनेक्टर्स (गोल्ड फिंगर्स) की गैल्वेनिक गिल्डिंग - नी/एयू परिवार की कोटिंग, कोटिंग की मोटाई: 5 -6 नी; 1.5 - 3 µm एयू. कोटिंग इलेक्ट्रोकेमिकल जमाव (इलेक्ट्रोप्लेटिंग) द्वारा लागू की जाती है और मुख्य रूप से अंत संपर्कों और लैमेलस पर उपयोग की जाती है। मोटी, सोने की कोटिंग में उच्च यांत्रिक शक्ति, घर्षण और प्रतिकूल प्रभावों का प्रतिरोध होता है पर्यावरण. अपरिहार्य जहां विश्वसनीय और टिकाऊ विद्युत संपर्क सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है।


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चित्र 11. धातु सुरक्षात्मक कोटिंग्स के उदाहरण - टिन-सीसा, विसर्जन सोना चढ़ाना, विसर्जन टिन, ब्लेड कनेक्टर्स की इलेक्ट्रोप्लेटिंग।

हमारी कंपनी मानक FR4 से लेकर माइक्रोवेव सामग्री और पॉलीमाइड तक उच्च गुणवत्ता वाली आयातित सामग्रियों से मुद्रित सर्किट बोर्ड बनाती है। इस खंड में, हम मुद्रित सर्किट बोर्ड डिजाइन और विनिर्माण के क्षेत्र में उपयोग किए जाने वाले बुनियादी शब्दों और अवधारणाओं को परिभाषित करते हैं। अनुभाग पूरी तरह से बताता है सरल चीज़ें, हर डिज़ाइन इंजीनियर से परिचित। हालाँकि, यहाँ कई बारीकियाँ हैं जिन पर कई डेवलपर्स हमेशा ध्यान नहीं देते हैं।

***अतिरिक्त जानकारी यहां से प्राप्त की जा सकती है

मल्टीलेयर पीसीबी डिज़ाइन
आइए एक विशिष्ट डिज़ाइन पर विचार करें बहुपरत बोर्ड(चित्र .1)। 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। दूसरा विकल्प कम आम है, जब बाहरी परतें प्रीप्रेग के साथ जुड़े "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 ब्लाइंड के जटिल संयोजन वाले बोर्डों में उपयोग किया जाता है और छुपे हुए छेद.


अंधे और छुपे हुए छेद
शब्द "ब्लाइंड होल" उन वायाओं को संदर्भित करता है जो बाहरी परत को निकटतम आंतरिक परतों से जोड़ते हैं और दूसरी बाहरी परत तक पहुंच नहीं रखते हैं। यह अंग्रेजी शब्द ब्लाइंड से आया है, और "ब्लाइंड होल" शब्द के समान है। छिपे हुए, या दफनाए गए (अंग्रेजी दफन से), छेद आंतरिक परतों में बने होते हैं और बाहर निकलने का कोई रास्ता नहीं होता है। अंधे और छिपे हुए छिद्रों के लिए सबसे सरल विकल्प चित्र में दिखाए गए हैं। 2. उनका उपयोग बहुत घनी तारों के मामले में या दोनों तरफ समतल घटकों से अत्यधिक संतृप्त बोर्डों के लिए उचित है। इन छेदों की उपस्थिति से बोर्ड की लागत डेढ़ से कई गुना तक बढ़ जाती है, लेकिन कई मामलों में, खासकर जब माइक्रोसर्किट को रूट किया जाता है बीजीए पैकेजछोटे कदमों के साथ, आप उनके बिना नहीं रह सकते। ऐसे विया बनाने के विभिन्न तरीके हैं; अनुभाग में उन पर अधिक विस्तार से चर्चा की गई है, लेकिन अभी हम उन सामग्रियों पर अधिक विस्तार से विचार करेंगे जिनसे मल्टीलेयर बोर्ड का निर्माण किया जाता है।

तालिका 1. बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए प्रयुक्त सामग्री के प्रकार और पैरामीटर
देखना मिश्रण टीजी डीके कीमत
FR4 फाइबरग्लास एपॉक्सी लैमिनेट > 130°C 4.7 1 (बुनियादी)
FR4 हाई टीजी, FR5 क्रॉस-लिंक्ड जाल सामग्री, बढ़ा हुआ तापमान प्रतिरोध (RoHS अनुरूप) > 160°C 4,6 1,2…1,4
आरसीसी ग्लास बुने हुए बैकिंग के बिना एपॉक्सी सामग्री > 130°C 4,0 1,3…1,5
पी.डी. अरिमिड बेस के साथ पॉलीमाइड रेज़िन 260°C 3,5-4,6 5…6,5
पीटीएफई कांच या चीनी मिट्टी के साथ पॉलीटेट्राफ्लुओरेथीलीन (माइक्रोवेव) 240-280°C 2,2-10,2 32…70

टीजी-ग्लास संक्रमण तापमान (संरचना विनाश)
डीके - ढांकता हुआ स्थिरांक

मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए बुनियादी डाइलेक्ट्रिक्स
एमपीपी के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों के मुख्य प्रकार और पैरामीटर तालिका 1 में दिए गए हैं। मुद्रित सर्किट बोर्डों के विशिष्ट डिजाइन मानक फाइबरग्लास लैमिनेट प्रकार FR4 के उपयोग पर आधारित होते हैं, जिसका ऑपरेटिंग तापमान आमतौर पर -50 से +110 डिग्री तक होता है। सी, कांच संक्रमण (विनाश) तापमान टीजी लगभग 135 डिग्री सेल्सियस। आपूर्तिकर्ता और सामग्री के प्रकार के आधार पर इसका ढांकता हुआ स्थिरांक Dk 3.8 से 4.5 तक हो सकता है। गर्मी प्रतिरोध के लिए बढ़ी हुई आवश्यकताओं के लिए या सीसा रहित तकनीक (260 डिग्री सेल्सियस तक) का उपयोग करके ओवन में बोर्ड स्थापित करते समय, उच्च तापमान FR4 हाई टीजी या FR5 का उपयोग किया जाता है। उच्च तापमान पर निरंतर संचालन जैसी आवश्यकताओं के लिए तीव्र परिवर्तनतापमान पॉलिमाइड का उपयोग किया जाता है। 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। माइक्रोवेव सर्किट (2 गीगाहर्ट्ज से अधिक) वाले बोर्डों के लिए, माइक्रोवेव सामग्री की अलग-अलग परतों का उपयोग किया जाता है, या पूरा बोर्ड माइक्रोवेव सामग्री से बना होता है (चित्र 3)। विशेष सामग्रियों के सबसे प्रसिद्ध आपूर्तिकर्ता रोजर्स, अर्लोन, टैकोनिक और ड्यूपॉन्ट हैं। इन सामग्रियों की लागत FR4 से अधिक है और मोटे तौर पर FR4 की लागत के सापेक्ष तालिका 1 के अंतिम कॉलम में दिखाई गई है। विभिन्न प्रकार के ढांकता हुआ बोर्डों के उदाहरण चित्र में दिखाए गए हैं। 4, 5.

द्रव्य का गाढ़ापन
उपलब्ध सामग्री की मोटाई जानना एक इंजीनियर के लिए न केवल बोर्ड की समग्र मोटाई निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है। 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।

तालिका 2. मुद्रित सर्किट बोर्ड की आंतरिक परतों के लिए दो तरफा FR4 "कोर"।

ढांकता हुआ मोटाई और तांबे की मोटाई 5 µm 17 µm 35 µm 70 µm 105 µm
0.050 मिमी . . . एच एच
0.075 मिमी एम . . एच एच
0.100 मिमी . . . एच एच
0.150 मिमी
0.200 मिमी एम . . एच एच
0.250 मिमी
0.300 मिमी
0.350 मिमी एम . . एच एच
0.400 मिमी . . . एच एच
0.450 मिमी
0.710 मिमी एम . . एच एच
0.930 मिमी एम . . . एच
1,000 मिमी . . . . एच
1 मिमी से अधिक . . . . एच

आमतौर पर स्टॉक में;
एच - अनुरोध पर (हमेशा उपलब्ध नहीं)
मी - निर्मित किया जा सकता है;
नोट: तैयार बोर्डों की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, यह जानना महत्वपूर्ण है कि विदेशी आंतरिक परतों के लिए हम 18 माइक्रोन (यहां तक ​​कि एक कंडक्टर और 0.1 मिमी की गैप चौड़ाई के साथ) के बजाय 35 माइक्रोन फ़ॉइल वाले कोर का उपयोग करना पसंद करते हैं। इससे मुद्रित सर्किट बोर्डों की विश्वसनीयता बढ़ जाती है।
FR4 कोर का ढांकता हुआ स्थिरांक ब्रांड के आधार पर 3.8 से 4.4 तक हो सकता है।

तालिका 3. मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए प्रीप्रेग ("बॉन्डिंग" परत)।

प्रीप्रेग प्रकार दबाने के बाद मोटाई संभावित विचलन
बुनियादी
1080 0.066 मिमी -0.005/+0.020 मिमी
2116 0.105 मिमी -0.005/+0.020 मिमी
7628 0.180 मिमी -0.005/+0.025 मिमी
इसके अतिरिक्त
106 कोई प्रवाह नहीं 0.050 मिमी -0.005/+0.020 मिमी
1080 कोई प्रवाह नहीं 0.066 मिमी -0.005/+0.020 मिमी
2113 0.100 मिमी -0.005/+0.025 मिमी

FR4 प्रीप्रेग का ढांकता हुआ स्थिरांक ब्रांड के आधार पर 3.8 से 4.4 तक हो सकता है।
कृपया किसी विशिष्ट सामग्री के लिए हमारे इंजीनियरों से ईमेल द्वारा इस पैरामीटर की जाँच करें

तालिका 4. मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए रोजर्स माइक्रोवेव सामग्री

सामग्री डीके* हानि ढांकता हुआ मोटाई, मिमी पन्नी की मोटाई, माइक्रोन
Ro4003 3,38 0,2 18 या 35
0,51 18 या 35
0,81 18 या 35
Ro4350 3,48 0,17 18 या 35
0,25 18 या 35
0,51 18 या 35
0,762 18
1,52 35
प्रीप्रेग Ro4403 3,17 0,1 --
प्रीप्रेग Ro4450 3,54 0,1 --

* डीके - ढांकता हुआ स्थिरांक

तालिका 5. एमपीपी के लिए अरलोन माइक्रोवेव सामग्री

सामग्री ढांकता हुआ
पारगम्यता (डीके)
मोटाई
ढांकता हुआ, मिमी
मोटाई
पन्नी, माइक्रोन
एआर-1000 10 0.61±0.05 18
AD600L 6 0.787±0.08 35
AD255IM 2,55 0.762±0.05 35
AD350A 3,5 0.508±0.05
0.762±0.05
35
35
DICLAD527 2,5 0.508±0.038
0.762±0.05
1.52±0.08
35
35
35
25एन 3,38 0,508
0,762
18 या 35
25एन 1080पीपी
पूर्व preg
3,38 0,099 --
25एन 2112पीपी
पूर्व preg
3,38 0,147 --
25एफआर 3,58 0,508
0,762
18 या 35
25एफआर 1080पीपी
पूर्व preg
3,58 0,099 --
25एफआर 2112पीपी
पूर्व preg
3,58 0,147 --

ध्यान दें: माइक्रोवेव सामग्री हमेशा स्टॉक में नहीं होती है, और उनकी डिलीवरी में 1 महीने तक का समय लग सकता है। बोर्ड डिज़ाइन चुनते समय, आपको एमपीपी निर्माता की स्टॉक स्थिति की जांच करनी होगी।

डीके - ढांकता हुआ स्थिरांक
टीजी-ग्लास संक्रमण तापमान

मैं निम्नलिखित बिंदुओं के महत्व पर ध्यान देना चाहूंगा:
1. सिद्धांत रूप में, 0.1 से 1.0 मिमी तक के सभी FR4 कोर मान 0.1 मिमी वेतन वृद्धि में उपलब्ध हैं। हालाँकि, अत्यावश्यक ऑर्डर डिज़ाइन करते समय, आपको पीसीबी निर्माता के गोदाम में सामग्री की उपलब्धता की पहले से जाँच करनी चाहिए।
2. जब सामग्री की मोटाई की बात आती है - निर्माण के लिए इच्छित सामग्री के लिए दो तरफा बोर्ड, सामग्री की मोटाई तांबे सहित इंगित की गई है। एमपीपी की आंतरिक परतों के लिए "कोर" मोटाई तांबे की मोटाई के बिना दस्तावेज़ में निर्दिष्ट है।
उदाहरण 1: सामग्री FR4, 1.6/35/35 की ढांकता हुआ मोटाई है: 1.6-(2x35 µm)=1.53 मिमी (±10% की सहनशीलता के साथ)।
उदाहरण 2: FR4, 0.2/35/35 कोर की ढांकता हुआ मोटाई है: 200 µm (सहिष्णुता ±10% के साथ) और कुल मोटाई: 200 µm+(2x35 µm)=270 µm।
3. विश्वसनीयता सुनिश्चित करना। एमपीपी में प्रीप्रेग की आसन्न परतों की अनुमेय संख्या 2 से कम नहीं और 4 से अधिक नहीं है। "कोर" के बीच प्रीप्रेग की एक परत का उपयोग करने की संभावना पैटर्न की प्रकृति और आसन्न तांबे की परतों की मोटाई पर निर्भर करती है। . तांबा जितना गाढ़ा होगा और कंडक्टरों का पैटर्न जितना समृद्ध होगा, कंडक्टरों के बीच की जगह को राल से भरना उतना ही मुश्किल होगा। और बोर्ड की विश्वसनीयता भरने की गुणवत्ता पर निर्भर करती है।
उदाहरण: तांबा 17 माइक्रोन - आप 1 परत 1080, 2116 या 106 का उपयोग कर सकते हैं; तांबा 35 माइक्रोन - आप 2116 के लिए केवल 1 परत का उपयोग कर सकते हैं।

पीसीबी पैड कोटिंग्स
आइए देखें कि तांबे के पैड के लिए किस प्रकार की कोटिंग होती है। 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 अधिक आधुनिक कोटिंग्स द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है, जो आमतौर पर अंतर्राष्ट्रीय RoHS निर्देश की आवश्यकताओं के अनुकूल हैं। 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। RoHS से जुड़ी समस्याओं का वर्णन अगले अनुभागों में से एक में किया जाएगा, लेकिन अभी आइए एक नजर डालते हैं संभावित विकल्पतालिका 7 में एमपीपी साइटों का कवरेज। एचएएसएल हर जगह लागू किया जाता है, जब तक कि अन्य आवश्यकताएं न हों। 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।

तालिका 7. पीसीबी पैड कोटिंग्स

प्रकार विवरण मोटाई
एचएएसएल, एचएएल
(गर्म हवा सोल्डर लेवलिंग)
पीओएस-61 या पीओएस-63,
गर्म हवा से पिघलकर समतल हो गया
15-25 माइक्रोन
विसर्जन सोना, ENIG निकल उपपरत के ऊपर सोना चढ़ाना विसर्जित करें एयू 0.05-0.1 µm/Ni 5 µm
ओएसपी, एनटेक जैविक कोटिंग,
टांका लगाने से पहले तांबे की सतह को ऑक्सीकरण से बचाता है
सोल्डरिंग करते समय
पूरी तरह घुल जाता है
विसर्जन टिन विसर्जन टिन, एचएएसएल की तुलना में सपाट सतह 10-15 माइक्रोन
सीसा रहित एचएएल सीसा रहित टिनिंग 15-25 माइक्रोन
कठोर सोना, सुनहरी उंगलियाँ निकेल सबलेयर पर कनेक्टर संपर्कों की गैल्वेनिक सोना चढ़ाना एयू 0.2-0.5 µm/Ni 5 µm

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
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 बोर्ड की सतह पर लगाया जाता है, साथ ही सोल्डरिंग के दौरान फाइबरग्लास लैमिनेट को थर्मल शॉक से बचाने के लिए भी 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 लगाया 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 प्रतिरोधी तत्व - प्रतिरोधों का कार्य करने के लिए 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।
- सिल्वर कॉन्टैक्ट जंपर्स - को अतिरिक्त कंडक्टर के रूप में लगाया जा सकता है, जब रूटिंग के लिए पर्याप्त जगह न हो 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।

तालिका 8. पीसीबी सतह कोटिंग्स

प्रकार उद्देश्य एवं विशेषताएँ
सोल्डर मास्क सोल्डरिंग सुरक्षा के लिए
रंग: हरा, नीला, लाल, पीला, काला, सफेद
अंकन पहचान के लिए
रंग: सफ़ेद, पीला, काला
मुखौटा उतारे अस्थायी सतह सुरक्षा के लिए
यदि आवश्यक हो तो आसानी से हटाया जा सकता है
कार्बन कीबोर्ड बनाने के लिए
उच्च पहनने का प्रतिरोध है
सीसा प्रतिरोधक बनाने के लिए
लेजर ट्रिम की आवश्यकता है
चाँदी चढ़ाना जंपर्स बनाने के लिए
एपीपी और डीपीपी के लिए उपयोग किया जाता है

निष्कर्ष
सामग्री का चयन बहुत अच्छा है, लेकिन, दुर्भाग्य से, अक्सर मुद्रित सर्किट बोर्डों की छोटी और मध्यम आकार की श्रृंखला का उत्पादन करते समय, उपलब्धता बाधा बन जाती है आवश्यक सामग्रीसंयंत्र के गोदाम में - एमपीपी का निर्माता। इसलिए, एमपीपी को डिजाइन करने से पहले, खासकर यदि हम एक गैर-मानक डिजाइन बनाने और गैर-मानक सामग्रियों का उपयोग करने के बारे में बात कर रहे हैं, तो एमपीपी में उपयोग की जाने वाली सामग्रियों और परत की मोटाई पर निर्माता से सहमत होना आवश्यक है, और शायद इन सामग्रियों को ऑर्डर करें अग्रिम रूप से।

मुद्रित सर्किट बोर्ड के निर्माण के लिए, हमें निम्नलिखित सामग्रियों का चयन करना होगा: मुद्रित सर्किट बोर्ड के ढांकता हुआ आधार के लिए सामग्री, मुद्रित कंडक्टर के लिए सामग्री, और नमी के खिलाफ सुरक्षात्मक कोटिंग के लिए सामग्री। सबसे पहले हम पीसीबी के ढांकता हुआ आधार के लिए सामग्री का निर्धारण करेंगे।

कॉपर फ़ॉइल लैमिनेट्स की एक विस्तृत विविधता है। इन्हें दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

- कागज पर;

-फाइबरग्लास पर आधारित।

कठोर चादरों के रूप में ये सामग्रियां कागज या फाइबरग्लास की कई परतों से बनाई जाती हैं, जिन्हें गर्म दबाव द्वारा एक बाइंडर के साथ एक साथ जोड़ा जाता है। बाइंडर आमतौर पर कागज के लिए फेनोलिक राल या फाइबरग्लास के लिए एपॉक्सी होता है। कुछ मामलों में, पॉलिएस्टर, सिलिकॉन रेजिनया फ्लोरोप्लास्टिक. लैमिनेट्स को एक या दोनों तरफ मानक मोटाई की तांबे की पन्नी से ढक दिया जाता है।

तैयार मुद्रित सर्किट बोर्ड की विशेषताएं विशिष्ट संयोजन पर निर्भर करती हैं आरंभिक सामग्री, साथ ही प्रौद्योगिकी सहित मशीनिंगप्लैट.

आधार और संसेचन सामग्री के आधार पर, मुद्रित सर्किट बोर्ड के ढांकता हुआ आधार के लिए कई प्रकार की सामग्रियां होती हैं।

फेनोलिक गेटिनैक्स फेनोलिक रेज़िन से संसेचित एक पेपर बेस है। गेटिनैक्स बोर्ड घरेलू उपकरणों में उपयोग के लिए हैं क्योंकि वे बहुत सस्ते हैं।

एपॉक्सी गेटिनैक्स एक ही पेपर बेस पर बनी सामग्री है, लेकिन संसेचित है एपॉक्सी रेजि़न.

एपॉक्सी फाइबरग्लास एक फाइबरग्लास-आधारित सामग्री है जिसे एपॉक्सी राल के साथ लगाया जाता है। यह सामग्री उच्च यांत्रिक शक्ति और अच्छे विद्युत गुणों को जोड़ती है।

लचीली ताकत और प्रभाव की शक्तिमुद्रित सर्किट बोर्ड इतना ऊंचा होना चाहिए कि बोर्ड को उस पर स्थापित बड़े द्रव्यमान वाले तत्वों द्वारा क्षति के बिना लोड किया जा सके।

एक नियम के रूप में, धातुयुक्त छेद वाले बोर्डों में फेनोलिक और एपॉक्सी लैमिनेट्स का उपयोग नहीं किया जाता है। ऐसे बोर्डों में इसे छिद्रों की दीवारों पर लगाया जाता है। पतली परतताँबा चूंकि तांबे के विस्तार का तापमान गुणांक फेनोलिक गेटिनैक्स की तुलना में 6-12 गुना कम है, इसलिए थर्मल शॉक के दौरान छिद्रों की दीवारों पर धातुकृत परत में दरार का एक निश्चित जोखिम होता है, जिसमें मुद्रित सर्किट बोर्ड उजागर होता है। समूह टांका लगाने की मशीन।

छिद्रों की दीवारों पर धातुयुक्त परत में दरार से कनेक्शन की विश्वसनीयता तेजी से कम हो जाती है। एपॉक्सी फाइबरग्लास लैमिनेट का उपयोग करने के मामले में, विस्तार के तापमान गुणांक का अनुपात लगभग तीन के बराबर है, और छिद्रों में दरार का जोखिम काफी कम है।

आधारों की विशेषताओं की तुलना से यह पता चलता है कि सभी मामलों में (लागत को छोड़कर) एपॉक्सी फाइबरग्लास लेमिनेट से बने आधार गेटिनैक्स से बने आधारों से बेहतर हैं। एपॉक्सी फाइबरग्लास लैमिनेट से बने मुद्रित सर्किट बोर्डों में फेनोलिक और एपॉक्सी गेटिनैक्स से बने मुद्रित सर्किट बोर्डों की तुलना में कम विरूपण होता है; उत्तरार्द्ध में फाइबरग्लास की तुलना में विरूपण की डिग्री दस गुना अधिक होती है।

विभिन्न प्रकार के लैमिनेट्स की कुछ विशेषताएं तालिका 4 में प्रस्तुत की गई हैं।

तालिका 4 - विभिन्न प्रकार के लैमिनेट्स की विशेषताएं

इन विशेषताओं की तुलना करते हुए, हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि दो तरफा मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण के लिए केवल एपॉक्सी फाइबरग्लास का उपयोग किया जाना चाहिए। इस कोर्स प्रोजेक्ट में, फाइबरग्लास लैमिनेट ग्रेड SF-2-35-1.5 का चयन किया गया था।

ढांकता हुआ आधार को फ़ॉइल करने के लिए उपयोग की जाने वाली फ़ॉइल तांबा, एल्यूमीनियम या निकल फ़ॉइल हो सकती है। तथापि अल्मूनियम फोएलतांबे से हीन, क्योंकि इसे सोल्डर करना मुश्किल है, और निकल में है उच्च लागत. इसलिए, हम तांबे को पन्नी के रूप में चुनते हैं।

तांबे की पन्नी विभिन्न मोटाई में उपलब्ध है। सबसे व्यापक उपयोग के लिए मानक फ़ॉइल मोटाई 17.5 है; 35; 50; 70; 105 माइक्रोन. मोटाई के साथ तांबे की नक़्क़ाशी के दौरान, नक़्क़ाशी फोटोरेसिस्ट के नीचे के किनारों से तांबे की पन्नी पर भी कार्य करती है, जिससे तथाकथित "नक़्क़ाशी" होती है। इसे कम करने के लिए आमतौर पर 35 और 17.5 माइक्रोन की मोटाई वाली पतली तांबे की पन्नी का उपयोग किया जाता है। इसलिए, हम 35 माइक्रोन की मोटाई वाली तांबे की पन्नी चुनते हैं।

1.7 पीसीबी निर्माण विधि का चयन करना

सभी मुद्रित सर्किट बोर्ड निर्माण प्रक्रियाओं को सबट्रैक्टिव और सेमी-एडिटिव में विभाजित किया जा सकता है।

घटाव प्रक्रिया ( घटाव-घटाना) एक प्रवाहकीय पैटर्न प्राप्त करने में नक़्क़ाशी द्वारा प्रवाहकीय पन्नी के अनुभागों को चुनिंदा रूप से हटाना शामिल है।

योगात्मक प्रक्रिया (अतिरिक्त-जोड़ें) - एक गैर-पन्नी आधार सामग्री पर प्रवाहकीय सामग्री के चयनात्मक जमाव में।

सेमी-एडिटिव प्रक्रिया में एक पतली (सहायक) प्रवाहकीय कोटिंग का प्रारंभिक अनुप्रयोग शामिल होता है, जिसे बाद में अंतराल क्षेत्रों से हटा दिया जाता है।

GOST 23751-86 के अनुसार, मुद्रित सर्किट बोर्डों का डिज़ाइन निम्नलिखित निर्माण विधियों को ध्यान में रखते हुए किया जाना चाहिए:

- जीपीसी के लिए रसायन

- डीपीपी के लिए संयुक्त सकारात्मक

एमपीपी के लिए छिद्रों का धातुकरण

इस प्रकार, पाठ्यक्रम परियोजना में विकसित यह मुद्रित सर्किट बोर्ड, एक संयुक्त सकारात्मक विधि का उपयोग करके दो तरफा फ़ॉइल ढांकता हुआ के आधार पर निर्मित किया जाएगा। यह विधि 0.25 मिमी चौड़े तक कंडक्टर प्राप्त करना संभव बनाती है। प्रवाहकीय पैटर्न घटाव विधि का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।



2 संचालन पैटर्न तत्वों की गणना

2.1 बढ़ते छेद व्यास की गणना

मुद्रित सर्किट बोर्डों की संरचनात्मक और तकनीकी गणना प्रवाहकीय तत्वों, फोटोमास्क, बेसिंग, ड्रिलिंग आदि के डिजाइन में उत्पादन त्रुटियों को ध्यान में रखते हुए की जाती है। मूल्यों को सीमित करेंमुख्य पैरामीटर मुद्रित सर्किट असेंबली, जिसे बढ़ते घनत्व के पांच वर्गों के लिए डिजाइन और उत्पादन के दौरान सुनिश्चित किया जा सकता है, तालिका 4 में दिए गए हैं।

तालिका 4 - मुद्रित वायरिंग के मुख्य मापदंडों के सीमित मान

प्रतीकपैरामीटर * सटीकता वर्ग के लिए मुख्य आयामों के नाममात्र मूल्य
टी, मिमी 0,75 0,45 0,25 0,15 0,10
एस, मिमी 0,75 0,45 0,25 0,15 0,10
बी, मिमी 0,30 0,20 0,10 0,05 0,025
जी 0,40 0,40 0,33 0,25 0,20
∆टी, मिमी +- 0,15 +- 0,10 +- 0,05 +- 0,03 0; -0,03

तालिका दर्शाती है:

टी - कंडक्टर की चौड़ाई;

एस - कंडक्टर, संपर्क पैड, कंडक्टर और संपर्क पैड या कंडक्टर और धातुयुक्त छेद के बीच की दूरी;

बी - किनारे से दूरी ड्रिल किया हुआ छेदइस छेद के संपर्क पैड के किनारे तक (गारंटी बेल्ट);

जी - धातुयुक्त छेद के न्यूनतम व्यास और बोर्ड की मोटाई का अनुपात।

तालिका 1 के अनुसार चयनित आयामों को किसी विशेष उत्पादन की तकनीकी क्षमताओं के साथ समन्वित किया जाना चाहिए।

मुद्रित सर्किट बोर्ड (तालिका 5) के संरचनात्मक तत्वों के तकनीकी मापदंडों के सीमित मूल्य उत्पादन डेटा के विश्लेषण के परिणामस्वरूप प्राप्त किए गए थे और प्रायोगिक अध्ययनव्यक्तिगत संचालन की सटीकता.

तालिका 5 - प्रक्रिया मापदंडों के मूल्यों को सीमित करें

गुणांक नाम पदनाम परिमाण
पूर्व-जमा तांबे की मोटाई, मिमी एच अपराह्न 0,005 – 0,008
विस्तारित गैल्वेनिक तांबे की मोटाई, मिमी एच जी 0,050 – 0,060
धातु प्रतिरोध की मोटाई, मिमी एच आर 0,020
ड्रिलिंग मशीन की सटीकता के कारण समन्वय ग्रिड के सापेक्ष छेद के स्थान में त्रुटि, मिमी। करना 0,020 – 0,100
बोर्ड संरेखण में त्रुटि बेधन यंत्र, मिमी डी बी 0,010 – 0,030
संपर्क पैड के फोटोमास्क पर समन्वय ग्रिड के सापेक्ष स्थिति त्रुटि, मिमी डी डब्ल्यू 0,020 – 0,080
कंडक्टर के फोटोमास्क पर समन्वय ग्रिड के सापेक्ष स्थान की त्रुटि, मिमी डी डब्ल्यू टी 0,030 – 0,080
किसी परत पर उजागर होने पर मुद्रित तत्वों के स्थान में त्रुटि, मिमी डे 0,010 – 0,030
इसके रैखिक आयामों की अस्थिरता के कारण परत पर संपर्क पैड के स्थान में त्रुटि, मोटाई का% डी.एम 0 – 0,100
वर्कपीस पर बेस छेद के स्थान में त्रुटि, मिमी डीз 0,010 – 0,030

तालिका 5 की निरंतरता

न्यूनतम व्यासधातुकृत (के माध्यम से) छेद:

डी मिनट वी एच की गणना ´ जी = 1.5 ´ 0.33 = 0.495 मिमी;

जहां जी = 0.33 तीसरी सटीकता वर्ग के लिए मुद्रित सर्किट घनत्व है।

एच की गणना - बोर्ड की पन्नी ढांकता हुआ की मोटाई।