Bahan dasar pembuatan papan sirkuit cetak. Membuat papan sirkuit tercetak. Penerapan lapisan pelindung

Laminasi fiberglass lebih sering digunakan dibandingkan bahan lain untuk membuat alas papan yang kaku. Laminasi fiberglass memiliki sifat dielektrik yang baik, kekuatan mekanik dan ketahanan kimia, daya tahan dan keamanan; laminasi fiberglass dapat digunakan dalam kondisi kelembaban tinggi. Karakteristik material yang paling penting adalah sifat isolasi listrik dan karakteristik terpenting kedua adalah suhu transisi kaca Tg, yang membatasi ruang lingkup penerapannya. Suhu transisi material dari keadaan padat menjadi keadaan plastis - suhu transisi gelas. Semakin tinggi suhu transisi gelas resin, semakin rendah koefisien ekspansi linier dielektrik, yang menyebabkan rusaknya konduktor papan. Suhu transisi gelas bergantung pada berat molekul molekul resin yang digunakan dalam pembuatan bahan. Kemunculan dan peningkatan elastisitas terjadi pada kisaran suhu tertentu. Nilai sentral dalam kisaran ini disebut suhu transisi gelas. Peningkatan suhu transisi kaca dimungkinkan dengan peningkatan teknologi produksi fiberglass.

Fiberglass adalah bahan yang dibuat dengan pengepresan panas dari beberapa lapisan fiberglass yang diresapi dengan bahan pengikat - resin epoksi atau fenol-formaldehida. Ada banyak merek yang tersedia berbagai kondisi operasi. Dikembangkan persyaratan yang berbeda hingga teknologi manufaktur. Suhu penyalaan berbagai tingkatan fiberglass adalah dari 300 hingga 500 °C. STEF Merek laminasi fiberglass domestik yang umum adalah singkatan dari laminasi fiberglass epoksi-fenolik. STEF-1 berbeda dari STEF hanya dalam teknologi manufakturnya, sehingga lebih cocok untuk pemrosesan mekanis. STEF-U telah meningkatkan sifat isolasi mekanik dan listrik dibandingkan dengan merek STEF-1.

Variasi dari bahan ini adalah fiberglass berlapis foil, yang digunakan dalam produksi papan sirkuit.

menggagalkan bahan adalah bahan dasar papan, yang mempunyai foil konduktif pada salah satu atau kedua sisinya - lembaran bahan konduktif yang dimaksudkan untuk membentuk pola konduktif pada papan. Keberhasilan produksi papan dan keandalan perangkat yang diproduksi bergantung pada kualitas dan parameter bahan yang digunakan.

Laminasi fiberglass foil memiliki banyak merk. Untuk produksi papan, merek dalam negeri digunakan sesuai dengan Gost, diproduksi oleh produsen kami: SF, SONF-U, STF, STNF, SNF, DFM-59, SFVN dan merk fiberglass laminasi import FR-4, FR-5, CEM-3 mengalami banyak modifikasi. Untuk pembuatan papan yang dimaksudkan untuk pengoperasian pada kondisi normal dan kelembaban tinggi pada suhu -60 s/d +85 °C digunakan merk SF yang mempunyai banyak jenis, salah satunya SF-1-35G.

Sebutan atas nama SF-1-35G:

• SF - laminasi fiberglass foil
• 1 - satu sisi
• 35 - Ketebalan foil 35 mikron
• G - foil tahan galvanis

Untuk produksi sebagian besar perangkat elektronik, merek dapat digunakan SONF-U, suhu pengoperasiannya dari -60 hingga +155 °C. Sebutan pada namanya: S dan F - foil fiberglass, OH - serba guna, U - mengandung bahan tambahan yang mengandung bromin dan termasuk dalam golongan plastik tidak mudah terbakar. Ketebalan foil yang ditempatkan pada alas berkisar antara 18, 35, 50, 70, 105 mikron. Ketebalan laminasi fiberglass foil berkisar dari 0,5 hingga 3 mm.

FR-4 fiberglass foil impor yang tahan api (Fire Retardent). FR-4 sejauh ini merupakan kualitas material yang paling umum untuk produksi papan sirkuit tercetak. Teknologi tinggi dan karakteristik kinerja menentukan popularitas materi ini.

FR-4 punya ketebalan nominal 1,6 mm, dilapisi dengan foil tembaga setebal 35 mikron pada satu atau kedua sisi. Standar FR-4 memiliki tebal 1,6 mm dan terdiri dari delapan lapisan (“prepreg”) fiberglass. Lapisan tengah biasanya berisi logo pabrikan, warnanya mencerminkan kelas mudah terbakar bahan ini (merah - UL94-VO, biru - UL94-HB). Biasanya FR-4 transparan dan standar warna hijau ditentukan oleh warna masker solder yang diterapkan pada PCB jadi

• volumetrik hambatan listrik setelah pengkondisian dan restorasi (Ohm x m): 9,2 x 1013;
• hambatan listrik permukaan (Ohm): 1,4 x1012;
• kekuatan mengupas foil setelah terkena larutan galvanik (N/mm): 2.2;
• sifat mudah terbakar (metode uji vertikal): kelas Vо.

Fiberglass foil satu sisi CEM-3. CEM-3 merupakan material impor (Composite Epoxy Material), paling mirip dengan laminasi fiberglass foil merk FR-4, dengan harga 10-15% lebih murah. Ini adalah dasar fiberglass di antara dua lapisan luar fiberglass. Cocok untuk metalisasi lubang. CEM-3 adalah bahan berwarna putih susu atau transparan, sangat halus. Bahannya mudah dibor dan dicap. Selain foil PCB, berbagai bahan digunakan untuk pembuatan papan. berbagai bahan.

Dapatkaninax

Getinaks foil satu sisi.

Foil getinax dimaksudkan untuk pembuatan papan yang dimaksudkan untuk beroperasi pada kelembaban udara normal dengan pemasangan komponen satu atau dua sisi tanpa lubang metalisasi. Perbedaan teknologi antara getinax dan laminasi fiberglass adalah penggunaan kertas daripada fiberglass dalam produksinya. Bahannya murah dan mudah dicap. Bagus Karakteristik listrik dalam kondisi normal. Bahannya memiliki kekurangan: buruk ketahanan terhadap bahan kimia dan ketahanan panas yang buruk, higroskopisitas.

Merk getinaks foil dalam negeri GF-1-35, GF-2-35, GF-1-50 dan GF-2-50 dirancang untuk bekerja dengannya kelembaban relatif 45 - 76% dan suhu 15 - 35 C°, bahan dasar berwarna coklat. XPC, FR-1, FR-2 – getinaks foil impor. Bahan-bahan ini berbahan dasar kertas dengan bahan pengisi fenolik, bahannya mudah dicap.

- FR-3– modifikasi FR-2, tetapi resin epoksi digunakan sebagai pengisi sebagai pengganti resin fenolik. Bahan ini dimaksudkan untuk produksi papan tanpa lubang metalisasi.

- CEM-1– bahan yang terdiri dari resin epoksi (Composite Epoxy Material) di atas dasar kertas dengan satu lapisan fiberglass. Dirancang untuk produksi papan sirkuit tanpa lubang metalisasi; bahannya dapat dicap dengan baik. Biasanya berwarna putih susu atau kuning susu.

Bahan foil lainnya digunakan untuk kondisi pengoperasian yang lebih parah, namun memiliki harga yang lebih tinggi. Basis mereka dibuat atas dasar senyawa kimia, memungkinkan untuk meningkatkan sifat papan: keramik, aramid, poliester, resin polimida, bismaleinimida-triazin, sianat eter, fluoroplastik.

Pelapis bantalan PCB

Mari kita lihat jenis pelapis apa yang ada untuk bantalan tembaga. Paling sering situs dicakup paduan timah-timah, atau POS. Cara mengaplikasikan dan meratakan permukaan solder disebut HAL atau HASL(dari Bahasa Inggris Hot Air Solder Leveling - meratakan solder dengan udara panas). Lapisan ini memberikan kemampuan solder terbaik pada bantalan. Namun, itu digantikan oleh lebih banyak lagi pelapis modern, sebagai suatu peraturan, sesuai dengan persyaratan arahan internasional RoHS. Arahan ini mensyaratkan pelarangan kehadiran zat berbahaya, termasuk timbal, dalam produk. Selama ini RoHS memang belum berlaku di wilayah negara kita, namun ada baiknya kita mengingat keberadaannya. HASL digunakan di mana saja kecuali diperlukan lain. Pelapisan emas perendaman (kimia) digunakan untuk memberikan permukaan papan yang lebih halus (ini sangat penting untuk bantalan BGA), tetapi memiliki kemampuan solder yang sedikit lebih rendah. Penyolderan oven dilakukan menggunakan teknologi yang kira-kira sama dengan HASL, tetapi penyolderan tangan memerlukan penggunaan fluks khusus. Lapisan organik, atau OSP, melindungi permukaan tembaga dari oksidasi. Kerugiannya adalah umur simpan yang pendek (kurang dari 6 bulan). Timah perendaman memberikan permukaan yang halus dan kemampuan solder yang baik, meskipun umur soldernya juga terbatas. HAL bebas timbal memiliki sifat yang sama dengan HAL yang mengandung timbal, namun komposisi soldernya kira-kira 99,8% timah dan 0,2% aditif. Kontak konektor bilah, yang mengalami gesekan selama pengoperasian papan, dilapisi dengan lapisan emas yang lebih tebal dan kaku. Untuk kedua jenis penyepuhan, lapisan bawah nikel digunakan untuk mencegah difusi emas.

Pelindung dan jenis pelapis papan sirkuit cetak lainnya

Untuk melengkapi gambarannya, pertimbangkan tujuan fungsional dan bahan pelapis PCB.

Masker solder - diaplikasikan pada permukaan papan untuk melindungi konduktor dari korsleting dan kotoran yang tidak disengaja, serta untuk melindungi fiberglass dari guncangan termal selama penyolderan. Masker tidak membawa beban fungsional lainnya dan tidak dapat berfungsi sebagai perlindungan terhadap kelembapan, jamur, kerusakan, dll. (kecuali jika jenis masker khusus digunakan).

Penandaan - diterapkan pada papan dengan cat di atas topeng untuk menyederhanakan identifikasi papan itu sendiri dan komponen yang terletak di atasnya.

Masker yang dapat dikupas - diterapkan pada area tertentu pada papan yang perlu dilindungi sementara, misalnya, dari penyolderan. Mudah untuk dihilangkan di kemudian hari, karena merupakan senyawa seperti karet dan mudah terkelupas.

Lapisan kontak karbon - diterapkan pada area tertentu pada papan sebagai bidang kontak untuk keyboard. Lapisan ini memiliki konduktivitas yang baik, tidak teroksidasi dan tahan aus.

Elemen resistif grafit - dapat diaplikasikan pada permukaan papan untuk menjalankan fungsi resistor. Sayangnya, keakuratan denominasinya rendah - tidak lebih akurat dari ±20% (dengan penyesuaian laser - hingga 5%).

Jumper kontak perak - dapat digunakan sebagai konduktor tambahan, menciptakan lapisan konduktif lain ketika tidak ada cukup ruang untuk perutean. Terutama digunakan untuk papan sirkuit cetak satu lapis dan dua sisi.

Apa yang diwakilinya dicetak papan A?

Dicetak papan A atau papan A, adalah suatu pelat atau panel yang terdiri dari satu atau dua pola konduktif yang terletak pada permukaan dasar dielektrik, atau suatu sistem pola konduktif yang terletak pada volume dan pada permukaan dasar dielektrik, saling berhubungan sesuai dengan prinsip Diagram listrik, dimaksudkan untuk sambungan listrik dan pengikatan mekanis produk elektronik, elektronik kuantum, dan produk listrik yang terpasang di dalamnya - pasif dan aktif komponen elektronik.

paling sederhana dicetak papan oh adalah papan A, yang berisi konduktor tembaga di satu sisi dicetak papan S dan menghubungkan elemen pola konduktif hanya pada salah satu permukaannya. Seperti papan S dikenal sebagai lapisan tunggal dicetak papan S atau sepihak dicetak papan S(disingkat menjadi AKI).

Saat ini, yang paling populer dalam produksi dan paling luas dicetak papan S, yang berisi dua lapisan, yaitu mengandung pola konduktif di kedua sisinya papan S– dua sisi (lapis ganda) dicetak papan S(disingkat DPP). Koneksi tembus digunakan untuk menghubungkan konduktor antar lapisan. instalasi lubang metalisasi dan transisi. Namun tergantung kompleksitas fisik desainnya dicetak papan S, saat kabel berada di kedua sisi papan tidak menjadi terlalu rumit dalam produksi memesan tersedia multilapis dicetak papan S(disingkat MPP), dimana pola penghantar yang terbentuk tidak hanya pada dua saja sisi luar papan S, tetapi juga di lapisan dalam dielektrik. Tergantung pada kompleksitasnya, multi-layer dicetak papan S dapat dibuat dari 4,6,...24 lapisan atau lebih.

Untuk instalasi A komponen elektronik menyala dicetak papan S, diperlukan operasi teknologi - penyolderan, digunakan untuk mendapatkan sambungan permanen bagian-bagian yang terbuat dari logam yang berbeda dengan memasukkan logam cair - solder, yang memiliki titik leleh lebih rendah daripada bahan bagian yang disambung - di antara kontak bagian-bagian tersebut. Kontak bagian yang disolder, serta solder dan fluks, dikontakkan dan dipanaskan pada suhu di atas titik leleh solder, tetapi di bawah suhu leleh bagian yang disolder. Akibatnya, solder menjadi cair dan membasahi permukaan bagian-bagiannya. Setelah ini, pemanasan berhenti dan solder masuk ke fase padat, membentuk sambungan. Proses ini dapat dilakukan secara manual atau menggunakan peralatan khusus.

Sebelum menyolder, komponen dipasang dicetak papan e mengarahkan komponen ke dalam lubang tembus papan S dan disolder ke bantalan kontak dan/atau dilapisi logam Permukaan dalam lubang - disebut teknologi instalasi A ke dalam lubang (THT Through Hole Technology - teknologi instalasi A ke dalam lubang atau dengan kata lain - pin instalasi atau DIP instalasi). Selain itu, penyebarannya juga semakin meningkat, terutama secara massal dan produksi skala besar, menerima teknologi permukaan yang lebih maju instalasi A- disebut juga TMP (teknologi instalasi A ke permukaan) atau SMT(teknologi pemasangan di permukaan) atau teknologi SMD (dari perangkat pemasangan di permukaan - perangkat yang dipasang di permukaan). Perbedaan utamanya dari teknologi “tradisional”. instalasi A ke dalam lubang adalah komponen dipasang dan disolder ke bantalan tanah, yang merupakan bagian dari pola konduktif di permukaan dicetak papan S. Dalam teknologi permukaan instalasi A Biasanya, dua metode penyolderan digunakan: penyolderan reflow pasta solder dan penyolderan gelombang. Keuntungan utama dari metode penyolderan gelombang adalah kemampuannya untuk menyolder kedua komponen yang dipasang di permukaan secara bersamaan papan S, dan ke dalam lubang. Pada saat yang sama, penyolderan gelombang adalah metode penyolderan yang paling produktif instalasi e ke dalam lubang. Penyolderan reflow didasarkan pada penggunaan bahan teknologi khusus - pasta solder. Ini berisi tiga komponen utama: solder, fluks (aktivator) dan pengisi organik. Pematerian tempel diterapkan pada bantalan kontak baik menggunakan dispenser atau melalui setensilan, kemudian komponen elektronika dipasang dengan kabel pada pasta solder dan selanjutnya proses pencairan kembali solder yang terdapat pada pasta solder dilakukan dalam oven khusus dengan cara pemanasan. dicetak papan S dengan komponen.

Untuk menghindari dan/atau mencegah kecelakaan hubungan pendek konduktor dari sirkuit yang berbeda selama proses penyolderan, pabrikan dicetak papan gunakan masker solder pelindung (topeng solder Inggris; juga dikenal sebagai "brilian") - lapisan yang tahan lama bahan polimer, dirancang untuk melindungi konduktor dari masuknya solder dan fluks selama penyolderan, serta dari panas berlebih. Pematerian masker menutupi konduktor dan membiarkan bantalan serta konektor bilah terbuka. Warna topeng solder yang paling umum digunakan dicetak papan A x - hijau, lalu merah dan biru. Perlu diingat bahwa pematerian masker tidak melindungi papan dari kelembaban selama pengoperasian papan S dan pelapis organik khusus digunakan untuk melindungi dari kelembapan.

Dalam program sistem paling populer desain dengan bantuan komputer dicetak papan dan perangkat elektronik (disingkat CAD - CAM350, P-CAD, Protel DXP, SPECCTRA, OrCAD, Allegro, Expedition PCB, Genesis), sebagai aturan, ada aturan yang terkait dengan topeng solder. Aturan-aturan ini menentukan jarak/kemunduran yang harus dijaga antara tepi bantalan solder dan tepi masker solder. Konsep ini diilustrasikan pada Gambar 2(a).

Sablon atau penandaan sutra.

Penandaan (eng. Silkscreen, legenda) adalah proses di mana pabrikan menerapkan informasi tentang komponen elektronik dan membantu memfasilitasi proses perakitan, inspeksi, dan perbaikan. Biasanya, penandaan diterapkan untuk menunjukkan titik referensi dan posisi, orientasi, dan peringkat komponen elektronik. Ini juga dapat digunakan untuk tujuan desain apa pun dicetak papan, misalnya, tunjukkan nama perusahaan, petunjuk pengaturan (ini banyak digunakan pada motherboard lama papan A X komputer pribadi) dll. Penandaan dapat diterapkan pada kedua sisi papan S dan biasanya diaplikasikan dengan menggunakan sablon (silk-screen) dengan cat khusus (dengan thermal atau UV curing) berwarna putih, kuning atau hitam. Gambar 2 (b) menunjukkan peruntukan dan luas komponen, dibuat dengan tanda berwarna putih.

Struktur lapisan di CAD

Seperti disebutkan di awal artikel ini, dicetak papan S dapat dibuat dari beberapa lapisan. Kapan dicetak papan A dirancang menggunakan CAD, sering terlihat pada strukturnya dicetak papan S beberapa lapisan yang tidak sesuai dengan lapisan yang dibutuhkan dengan kabel bahan konduktif (tembaga). Misalnya, lapisan penandaan dan masker solder adalah lapisan non-konduktif. Kehadiran lapisan konduktif dan non-konduktif dapat menimbulkan kebingungan, karena produsen menggunakan istilah lapisan padahal yang dimaksud hanya lapisan konduktif. Mulai sekarang, kita akan menggunakan istilah "lapisan" tanpa "CAD" hanya jika mengacu pada lapisan konduktif. Jika kita menggunakan istilah "lapisan CAD" yang kita maksud adalah semua jenis lapisan, yaitu lapisan konduktif dan non-konduktif.

Struktur lapisan di CAD:

Gambar 3 menunjukkan tiga berbagai struktur lapisan. warna oranye menyoroti lapisan konduktif di setiap struktur. Tinggi atau ketebalan struktur dicetak papan S dapat bervariasi tergantung tujuannya, namun ketebalan yang paling umum digunakan adalah 1,5 mm.

Jenis Rumah Komponen Elektronik

Ada berbagai macam jenis housing komponen elektronik yang ada di pasaran saat ini. Biasanya ada beberapa jenis rumah untuk satu elemen pasif atau aktif. Misalnya, Anda dapat menemukan sirkuit mikro yang sama baik dalam paket QFP (dari Paket Quad Flat Bahasa Inggris - rangkaian paket sirkuit mikro dengan pin planar yang terletak di keempat sisinya) dan dalam paket LCC (dari Pembawa Chip Tanpa Timbal Bahasa Inggris - adalah rumah keramik persegi berprofil rendah dengan kontak terletak di bagian bawahnya).

Pada dasarnya ada 3 kelompok besar selungkup elektronik:

Papan kontak dicetak papan S(tanah Inggris)

Papan kontak dicetak papan S- bagian dari pola konduktif dicetak papan S, digunakan untuk sambungan listrik produk elektronik yang dipasang. Papan kontak dicetak papan S Ini mewakili bagian konduktor tembaga yang terbuka dari topeng solder, tempat kabel komponen disolder. Ada dua jenis bantalan - bantalan kontak instalasi lubang untuk instalasi A ke dalam lubang dan bantalan planar untuk permukaan instalasi A- Bantalan SMD. Terkadang, SMD via pad sangat mirip dengan via pad. instalasi A ke dalam lubang.

Gambar 4 menunjukkan bantalan untuk 4 komponen elektronik yang berbeda. Delapan untuk bantalan SMD IC1 dan dua untuk R1, serta tiga bantalan berlubang untuk komponen elektronik Q1 dan PW.

Konduktor tembaga

Konduktor tembaga digunakan untuk menghubungkan dua titik dicetak papan e - misalnya, untuk menghubungkan antara dua bantalan SMD (Gambar 5.), atau untuk menghubungkan bantalan SMD ke sebuah bantalan instalasi lubang atau untuk menghubungkan dua vias.

Konduktor dapat mempunyai perhitungan lebar yang berbeda-beda tergantung pada arus yang mengalir melaluinya. Selain itu, pada frekuensi tinggi, perlu untuk menghitung lebar konduktor dan celah di antara keduanya, karena resistansi, kapasitansi, dan induktansi sistem konduktor bergantung pada panjang, lebar, dan posisi relatifnya.

Melalui vias berlapis dicetak papan S

Ketika Anda perlu menghubungkan komponen yang terletak di lapisan atas dicetak papan S dengan komponen yang terletak di lapisan bawah, digunakan vias berlapis yang menghubungkan elemen pola konduktif pada lapisan yang berbeda dicetak papan S. Lubang-lubang ini memungkinkan arus melewatinya dicetak papan kamu. Gambar 6 menunjukkan dua kabel yang dimulai pada bantalan komponen di lapisan atas dan berakhir pada bantalan komponen lain di lapisan bawah. Setiap konduktor memiliki lubang tembusnya sendiri, yang mengalirkan arus dari lapisan atas ke lapisan bawah.

Gambar 6. Koneksi dua sirkuit mikro melalui konduktor dan via logam pada sisi yang berbeda dicetak papan S

Gambar 7 memberikan gambaran lebih rinci tentang penampang 4 lapis dicetak papan. Di sini warna menunjukkan lapisan berikut:

Pada modelnya dicetak papan S, Gambar 7 menunjukkan konduktor (merah) yang termasuk dalam lapisan konduktif atas, dan melewatinya papan y menggunakan ujung ke ujung melalui, lalu melanjutkan jalurnya di sepanjang lapisan bawah (biru).

Gambar 7. Konduktor dari lapisan atas melewatinya dicetak papan y dan melanjutkan jalurnya di lapisan bawah.

Lubang logam "buta". dicetak papan S

Dalam HDI (Interkoneksi Kepadatan Tinggi - kepadatan tinggi koneksi) dicetak papan A x, perlu menggunakan lebih dari dua lapisan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7. Biasanya, dalam struktur multi-lapisan dicetak papan S Di mana banyak IC dipasang, lapisan terpisah digunakan untuk daya dan ground (Vcc atau GND), dan dengan demikian lapisan sinyal luar dibebaskan dari rel daya, yang membuatnya lebih mudah untuk merutekan kabel sinyal. Ada juga kasus ketika konduktor sinyal harus melewati lapisan luar (atas atau bawah) sepanjang jalur terpendek untuk memberikan impedansi karakteristik yang diperlukan, persyaratan isolasi galvanik, dan diakhiri dengan persyaratan ketahanan terhadap pelepasan muatan listrik statis. Untuk jenis sambungan ini, lubang logam buta digunakan (Blind via - “blind” atau “blind”). Ini mengacu pada lubang penghubung lapisan luar dengan satu atau lebih internal, yang memungkinkan Anda membuat sambungan setinggi mungkin. Lubang buta dimulai pada lapisan luar dan berakhir pada lapisan dalam, oleh karena itu diawali dengan "buta".

Untuk mengetahui lubang mana yang ada papan e, kamu bisa menaruh dicetak papan di atas sumber cahaya dan lihat - jika Anda melihat cahaya datang dari sumber melalui lubang, maka ini adalah lubang transisi, jika tidak maka akan buta.

Via buta berguna untuk digunakan dalam desain papan S, bila ukuran Anda terbatas dan memiliki terlalu sedikit ruang untuk menempatkan komponen dan merutekan kabel sinyal. Anda dapat menempatkan komponen elektronik di kedua sisi dan memaksimalkan ruang untuk kabel dan komponen lainnya. Jika transisi dilakukan melalui lubang tembus dan bukan melalui lubang buta, Anda memerlukannya ruang ekstra untuk lubang karena lubang memakan ruang di kedua sisi. Pada saat yang sama, lubang buta dapat ditempatkan di bawah badan chip - misalnya, untuk perkabelan besar dan rumit BGA komponen.

Gambar 8 menunjukkan tiga lubang yang merupakan bagian dari empat lapisan dicetak papan S. Jika kita melihat dari kiri ke kanan, hal pertama yang akan kita lihat adalah lubang tembus di semua lapisan. Lubang kedua dimulai dari lapisan atas dan berakhir di lapisan dalam kedua - melalui tirai L1-L2. Terakhir, lubang ketiga dimulai di lapisan bawah dan berakhir di lapisan ketiga, jadi kita katakan itu adalah tirai melalui L3-L4.

Kerugian utama dari lubang jenis ini adalah ukurannya yang lebih besar harga tinggi manufaktur dicetak papan S dengan lubang buta, dibandingkan dengan lubang tembus alternatif.

Via tersembunyi

Bahasa inggris Terkubur melalui - "tersembunyi", "terkubur", "terpasang". Vias ini mirip dengan vias buta, hanya saja vias ini dimulai dan diakhiri pada lapisan dalam. Jika kita melihat Gambar 9 dari kiri ke kanan, kita dapat melihat bahwa lubang pertama menembus semua lapisan. Yang kedua adalah blind melalui L1-L2, dan yang terakhir adalah tersembunyi melalui L2-L3, yang dimulai pada lapisan kedua dan berakhir pada lapisan ketiga.

Gambar 9. Perbandingan via via, lubang buta, dan lubang terkubur.

Teknologi manufaktur untuk via buta dan tersembunyi

Teknologi pembuatan lubang tersebut bisa berbeda-beda, tergantung pada desain yang telah ditetapkan oleh pengembang, dan tergantung pada kemampuannya pabrik sebuah-produsen. Kami akan membedakan dua tipe utama:

Lubang dibor pada benda kerja dua sisi DPP, dilapisi logam, digores, dan kemudian benda kerja ini, pada dasarnya menjadi dua lapisan dicetak papan A, ditekan melalui prepreg sebagai bagian dari preform multilayer dicetak papan S. Jika bagian kosong ini berada di atas “pai” MPP, maka kita mendapatkan lubang buta, jika di tengah, maka kita mendapatkan vias tersembunyi.

1. Sebuah lubang dibor pada benda kerja yang dikompresi MPP, kedalaman pengeboran dikontrol agar mengenai bantalan lapisan dalam secara akurat, dan kemudian terjadi metalisasi lubang. Dengan cara ini kita hanya mendapatkan lubang buta.

Dalam struktur yang kompleks MPP Kombinasi jenis lubang di atas dapat digunakan - Gambar 10.

Gambar 10. Contoh kombinasi tipikal tipe via.

Perhatikan bahwa penggunaan lubang buta terkadang dapat mengurangi biaya proyek secara keseluruhan, karena penghematan jumlah lapisan, kemampuan penelusuran yang lebih baik, dan pengurangan ukuran. dicetak papan S, serta kemampuan untuk mengaplikasikan komponen dengan nada yang lebih halus. Namun, di setiap kasus tertentu keputusan untuk menggunakannya harus dibuat secara individual dan wajar. Namun, seseorang tidak boleh menyalahgunakan kompleksitas dan variasi jenis lubang yang buta dan tersembunyi. Pengalaman menunjukkan bahwa ketika memilih antara menambahkan spesies lain ke suatu proyek, melalui lubang dan menambahkan beberapa lapisan lagi akan lebih tepat menambahkan beberapa lapisan. Bagaimanapun, desainnya MPP harus dirancang dengan mempertimbangkan bagaimana tepatnya hal itu akan diterapkan dalam produksi.

Selesaikan lapisan pelindung logam

Mendapatkan yang benar dan dapat diandalkan koneksi solder V peralatan elektronik bergantung pada banyak faktor desain dan teknologi, termasuk tingkat kemampuan solder yang tepat dari elemen yang disambung, seperti komponen dan dicetak konduktor. Untuk menjaga kemampuan solder dicetak papan sebelum instalasi A komponen elektronik, memastikan kerataan lapisan dan dapat diandalkan instalasi A sambungan solder, permukaan tembaga bantalan harus dilindungi dicetak papan S dari oksidasi, yang disebut lapisan pelindung logam akhir.

Saat melihat berbeda dicetak papan S, Anda dapat melihat bahwa bantalan kontak hampir tidak pernah memiliki warna tembaga, seringkali dan sebagian besar berwarna perak, emas mengkilap, atau abu-abu matte. Warna-warna ini menentukan jenis lapisan pelindung logam finishing.

Metode paling umum untuk melindungi permukaan yang disolder dicetak papan adalah pelapisan bantalan kontak tembaga dengan lapisan paduan timah-timah perak (POS-63) - HASL. Paling banyak diproduksi dicetak papan dilindungi dengan metode HASL. HASL pengalengan panas - proses pengalengan panas papan S, dengan merendam selama waktu terbatas dalam rendaman solder cair dan dengan pelepasan cepat dengan meniupkan aliran udara panas, menghilangkan kelebihan solder dan meratakan lapisan. Lapisan ini mendominasi beberapa hal tahun terakhir, meskipun terdapat keterbatasan teknis yang parah. Plat S, diproduksi dengan cara ini, meskipun mempertahankan kemampuan solder dengan baik selama seluruh periode penyimpanan, tidak cocok untuk beberapa aplikasi. Elemen yang sangat terintegrasi digunakan dalam SMT teknologi instalasi A, memerlukan planaritas (kerataan) yang ideal pada bantalan kontak dicetak papan. Pelapis HASL tradisional tidak memenuhi persyaratan planaritas.

Teknologi pelapisan yang memenuhi persyaratan planaritas diterapkan metode kimia pelapis:

Pelapisan emas perendaman (Electroless Nickel / Immersion Gold - ENIG), yaitu lapisan tipis emas yang diaplikasikan di atas sublapisan nikel. Fungsi emas adalah untuk memberikan kemampuan solder yang baik dan melindungi nikel dari oksidasi, dan nikel sendiri berfungsi sebagai penghalang yang mencegah difusi timbal balik antara emas dan tembaga. Lapisan ini memastikan kerataan bantalan kontak yang sangat baik tanpa kerusakan dicetak papan, memastikan kekuatan sambungan solder yang cukup yang dibuat dengan solder berbahan dasar timah. Kerugian utama mereka adalah tingginya biaya produksi.

Immersion Tin (ISn) – lapisan kimia abu-abu matte yang memberikan kerataan tinggi dicetak situs papan S dan kompatibel dengan semua metode penyolderan selain ENIG. Proses pengaplikasian timah imersi mirip dengan proses pengaplikasian emas imersi. Timah perendaman memberikan kemampuan solder yang baik setelahnya penyimpanan jangka panjang, yang dipastikan dengan diperkenalkannya sublapisan organologam sebagai penghalang antara tembaga pada bantalan kontak dan timah itu sendiri. Namun, papan S, dilapisi dengan timah imersi, memerlukan penanganan yang hati-hati dan harus disimpan dalam kemasan vakum di lemari penyimpanan kering dan papan S dengan lapisan ini tidak cocok untuk produksi keyboard/panel sentuh.

Saat mengoperasikan komputer dan perangkat dengan konektor blade, kontak konektor blade dapat mengalami gesekan selama pengoperasian. papan S Oleh karena itu, kontak ujung dilapisi dengan lapisan emas yang lebih tebal dan kaku. Penyepuhan galvanis pada konektor pisau (Jari Emas) - lapisan keluarga Ni/Au, ketebalan lapisan: 5 -6 Ni; 1,5 – 3 m Au. Pelapisan diterapkan melalui deposisi elektrokimia (pelapisan listrik) dan digunakan terutama pada kontak ujung dan lamela. Lapisan emas yang tebal memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, ketahanan terhadap abrasi dan efek buruk lingkungan. Sangat diperlukan jika penting untuk memastikan kontak listrik yang andal dan tahan lama.

Perusahaan kami memproduksi papan sirkuit cetak dari bahan impor berkualitas tinggi, mulai dari bahan FR4 standar hingga bahan microwave dan polimida. Pada bagian ini, kami mendefinisikan istilah dan konsep dasar yang digunakan dalam bidang desain dan manufaktur papan sirkuit cetak. Bagian ini menceritakan tentang secara lengkap hal-hal sederhana, akrab bagi setiap insinyur desain. Namun, ada sejumlah nuansa di sini yang tidak selalu diperhitungkan oleh banyak pengembang.

*** Informasi tambahan dapat diperoleh dari

Desain PCB Multilapis
Mari kita pertimbangkan desain yang khas papan berlapis-lapis(Gbr. 1). Pada varian pertama, yang paling umum, lapisan dalam papan dibentuk dari fiberglass berlapis tembaga dua sisi, yang disebut "inti". Lapisan luar terbuat dari foil tembaga, ditekan dengan lapisan dalam menggunakan bahan pengikat - bahan resin yang disebut "prepreg". Setelah ditekan pada suhu tinggi, "kue" dari papan sirkuit cetak multilayer terbentuk, di mana lubang kemudian dibor dan diberi logam. Pilihan kedua kurang umum, ketika lapisan luar dibentuk dari “inti” yang disatukan dengan prepreg. Ini adalah deskripsi yang disederhanakan; ada banyak desain lain berdasarkan opsi ini. Namun prinsip dasarnya adalah prepreg berperan sebagai bahan pengikat antar lapisan. Jelasnya, tidak mungkin ada situasi di mana dua "inti" dua sisi berdekatan tanpa penjarak prepreg, tetapi struktur foil-prepreg-foil-prepreg...dll dimungkinkan, dan sering digunakan pada papan dengan kombinasi buta yang kompleks. dan lubang tersembunyi.

Lubang buta dan tersembunyi
Istilah "lubang buta" mengacu pada vias yang menghubungkan lapisan luar ke lapisan dalam terdekat dan tidak memiliki akses ke lapisan luar kedua. Berasal dari kata bahasa Inggris blind, dan mirip dengan istilah "blind hole". Tersembunyi, atau terkubur (dari bahasa Inggris terkubur), lubang dibuat di lapisan dalam dan tidak ada jalan keluar ke luar. Pilihan paling sederhana untuk lubang buta dan lubang tersembunyi ditunjukkan pada Gambar. 2. Penggunaannya dibenarkan dalam kasus perkabelan yang sangat padat atau untuk papan yang sangat jenuh dengan komponen planar di kedua sisi. Kehadiran lubang-lubang ini menyebabkan peningkatan biaya papan dari satu setengah menjadi beberapa kali lipat, tetapi dalam banyak kasus, terutama ketika merutekan sirkuit mikro ke dalam paket BGA dengan langkah-langkah kecil, Anda tidak dapat melakukannya tanpanya. Ada berbagai cara untuk membentuk vias tersebut; hal tersebut dibahas lebih rinci di bagian ini, namun untuk saat ini kita akan mempertimbangkan lebih detail bahan dari mana papan multilayer dibuat.

Tg—suhu transisi kaca (penghancuran struktur)
Dk - konstanta dielektrik

Dielektrik dasar untuk papan sirkuit tercetak
Jenis dan parameter utama bahan yang digunakan untuk pembuatan MPP diberikan pada Tabel 1. Desain khas papan sirkuit cetak didasarkan pada penggunaan laminasi fiberglass standar tipe FR4, dengan suhu pengoperasian biasanya dari -50 hingga +110 ° C, suhu transisi (penghancuran) gelas Tg sekitar 135 °C. Konstanta dielektriknya Dk bisa berkisar antara 3,8 hingga 4,5, tergantung pada pemasok dan jenis bahan. Untuk meningkatkan persyaratan ketahanan panas atau saat memasang papan dalam oven menggunakan teknologi bebas timah (t hingga 260 °C), digunakan FR4 High Tg atau FR5 suhu tinggi. Untuk persyaratan seperti pengoperasian terus menerus pada suhu tinggi atau perubahan tajam suhu polimida digunakan. Selain itu, polimida digunakan untuk pembuatan papan sirkuit dengan keandalan tinggi, untuk aplikasi militer, dan juga dalam kasus di mana diperlukan peningkatan kekuatan listrik. Untuk papan dengan sirkuit gelombang mikro (lebih dari 2 GHz), digunakan lapisan bahan gelombang mikro terpisah, atau seluruh papan terbuat dari bahan gelombang mikro (Gbr. 3). Pemasok bahan khusus yang paling terkenal adalah Rogers, Arlon, Taconic, dan Dupont. Biaya bahan-bahan ini lebih tinggi dari FR4 dan secara kasar ditunjukkan pada kolom terakhir Tabel 1 dibandingkan dengan biaya FR4. Contoh papan dengan berbagai jenis dielektrik ditunjukkan pada Gambar. 4, 5.

Ketebalan bahan
Mengetahui ketebalan material yang tersedia penting bagi seorang insinyur tidak hanya untuk menentukan ketebalan keseluruhan papan. Saat merancang MPP, pengembang dihadapkan pada tugas-tugas berikut:
- perhitungan hambatan gelombang konduktor di papan;
- perhitungan nilai isolasi tegangan tinggi interlayer;
- pemilihan struktur lubang buta dan tersembunyi.
Pilihan yang tersedia dan ketebalan berbagai bahan ditunjukkan pada tabel 2-6. Perlu diperhatikan bahwa toleransi ketebalan bahan biasanya mencapai ±10%, oleh karena itu toleransi ketebalan papan multilapis jadi tidak boleh kurang dari ±10%.

Tabel 2. “Inti” FR4 dua sisi untuk lapisan dalam papan sirkuit tercetak

Biasanya dalam stok;
h - Berdasarkan permintaan (tidak selalu tersedia)
m - Dapat diproduksi;
Catatan: untuk memastikan keandalan papan jadi, penting untuk diketahui bahwa untuk lapisan internal asing kami lebih suka menggunakan inti dengan foil 35 mikron daripada 18 mikron (bahkan dengan konduktor dan lebar celah 0,1 mm). Hal ini meningkatkan keandalan papan sirkuit cetak.
Konstanta dielektrik inti FR4 dapat berkisar antara 3,8 hingga 4,4 tergantung mereknya.

Tabel 3. Prepreg (“lapisan pengikatan”) untuk papan sirkuit cetak multilapis

Konstanta dielektrik prepreg FR4 dapat berkisar antara 3,8 hingga 4,4 tergantung mereknya.
Silakan periksa parameter ini untuk material tertentu dengan teknisi kami melalui email

Tabel 4. Bahan microwave Rogers untuk papan sirkuit cetak

* Dk - konstanta dielektrik

Tabel 5. Bahan microwave Arlon untuk MPP

Catatan: Bahan microwave tidak selalu tersedia, dan waktu pengirimannya bisa memakan waktu hingga 1 bulan. Saat memilih desain papan, Anda perlu memeriksa status stok dari produsen MPP.

Dk — Konstanta dielektrik
Tg—suhu transisi gelas

Saya ingin mencatat pentingnya poin-poin berikut:
1. Pada prinsipnya, semua nilai inti FR4 dari 0,1 hingga 1,0 mm tersedia dalam kelipatan 0,1 mm. Namun, saat merancang pesanan mendesak, sebaiknya periksa terlebih dahulu ketersediaan bahan di gudang produsen PCB.
2. Dalam hal ketebalan bahan - untuk bahan yang dimaksudkan untuk pembuatan papan dua sisi, ketebalan bahan ditunjukkan termasuk tembaga. Ketebalan “inti” untuk lapisan internal MPP ditentukan dalam dokumentasi tanpa ketebalan tembaga.
Contoh 1: material FR4, 1.6/35/35 mempunyai ketebalan dielektrik: 1.6-(2x35 µm)=1.53 mm (dengan toleransi ±10%).
Contoh 2: Inti FR4, 0,2/35/35 mempunyai ketebalan dielektrik: 200 µm (dengan toleransi ±10%) dan ketebalan total: 200 µm+(2x35 µm)=270 µm.
3. Memastikan keandalan. Jumlah lapisan prepreg berdekatan yang diperbolehkan dalam MPP tidak kurang dari 2 dan tidak lebih dari 4. Kemungkinan menggunakan satu lapisan prepreg di antara “inti” tergantung pada sifat pola dan ketebalan lapisan tembaga yang berdekatan. . Semakin tebal tembaga dan semakin kaya pola konduktornya, semakin sulit mengisi ruang antara konduktor dengan resin. Dan keandalan papan tergantung pada kualitas isiannya.
Contoh: tembaga 17 mikron - Anda dapat menggunakan 1 lapisan 1080, 2116 atau 106; tembaga 35 mikron - Anda dapat menggunakan 1 lapisan hanya untuk tahun 2116.

Pelapis bantalan PCB
Mari kita lihat jenis pelapis apa yang ada untuk bantalan tembaga. Paling sering, situs dilapisi dengan paduan timah-timah, atau PIC. Cara mengaplikasikan dan meratakan permukaan solder disebut HAL atau HASL (dari bahasa Inggris Hot Air Solder Leveling - meratakan solder dengan udara panas). Lapisan ini memberikan kemampuan solder terbaik pada bantalan. Namun, pelapis tersebut digantikan oleh pelapis yang lebih modern, biasanya sesuai dengan persyaratan arahan RoHS internasional. Arahan ini mensyaratkan pelarangan adanya zat berbahaya, termasuk timbal, dalam produk. Selama ini RoHS memang belum berlaku di wilayah negara kita, namun ada baiknya kita mengingat keberadaannya. Masalah yang terkait dengan RoHS akan dijelaskan di salah satu bagian selanjutnya, namun untuk saat ini mari kita lihat pilihan yang memungkinkan cakupan situs MPP pada Tabel 7. HASL diterapkan di mana-mana, kecuali ada persyaratan lain. Pelapisan emas perendaman (kimia) digunakan untuk memberikan permukaan papan yang lebih halus (ini sangat penting untuk bantalan BGA), tetapi memiliki kemampuan solder yang sedikit lebih rendah. Penyolderan oven dilakukan menggunakan teknologi yang kira-kira sama dengan HASL, tetapi penyolderan tangan memerlukan penggunaan fluks khusus. Lapisan organik, atau OSP, melindungi permukaan tembaga dari oksidasi. Kerugiannya adalah umur simpan yang pendek (kurang dari 6 bulan). Timah perendaman memberikan permukaan yang halus dan kemampuan solder yang baik, meskipun umur soldernya juga terbatas. HAL bebas timbal memiliki sifat yang sama dengan HAL yang mengandung timbal, namun komposisi soldernya kira-kira 99,8% timah dan 0,2% aditif. Kontak konektor bilah, yang mengalami gesekan selama pengoperasian papan, dilapisi dengan lapisan emas yang lebih tebal dan kaku. Untuk kedua jenis penyepuhan, lapisan bawah nikel digunakan untuk mencegah difusi emas.

Tabel 7. Pelapis bantalan PCB

Catatan: Semua pelapis kecuali HASL mematuhi RoHS dan cocok untuk penyolderan bebas timah.

Pelindung dan jenis pelapis papan sirkuit cetak lainnya
Untuk melengkapi gambarannya, mari kita pertimbangkan tujuan fungsional dan bahan pelapis papan sirkuit cetak.
- Masker solder - diaplikasikan pada permukaan papan untuk melindungi konduktor dari korsleting dan kotoran yang tidak disengaja, serta untuk melindungi laminasi fiberglass dari guncangan termal selama penyolderan. Masker tidak membawa beban fungsional lainnya dan tidak dapat berfungsi sebagai perlindungan terhadap kelembapan, jamur, kerusakan, dll. (kecuali jika jenis masker khusus digunakan).
- Penandaan - diterapkan pada papan dengan cat di atas topeng untuk menyederhanakan identifikasi papan itu sendiri dan komponen yang terletak di atasnya.
- Masker yang dapat dikupas - diterapkan pada area tertentu pada papan yang perlu dilindungi sementara, misalnya, dari penyolderan. Mudah untuk dihilangkan di kemudian hari, karena merupakan senyawa seperti karet dan mudah terkelupas.
- Lapisan kontak karbon - diterapkan pada area tertentu pada papan sebagai bidang kontak untuk keyboard. Lapisan ini memiliki konduktivitas yang baik, tidak teroksidasi dan tahan aus.
- Elemen resistif grafit - dapat diaplikasikan pada permukaan papan untuk menjalankan fungsi resistor. Sayangnya, keakuratan denominasinya rendah - tidak lebih akurat dari ±20% (dengan penyesuaian laser - hingga 5%).
- Jumper kontak perak - dapat diterapkan sebagai konduktor tambahan, menciptakan lapisan konduktif lain ketika tidak ada cukup ruang untuk perutean. Terutama digunakan untuk papan sirkuit cetak satu lapis dan dua sisi.

Tabel 8. Lapisan Permukaan PCB

Kesimpulan
Pilihan bahannya sangat banyak, namun sayangnya, seringkali ketika memproduksi papan sirkuit cetak seri kecil dan menengah, ketersediaannya menjadi batu sandungan. bahan yang diperlukan di gudang pabrik - produsen MPP. Oleh karena itu, sebelum merancang MPP, terutama jika kita berbicara tentang membuat desain non-standar dan menggunakan bahan non-standar, perlu disepakati dengan produsen mengenai bahan dan ketebalan lapisan yang digunakan dalam MPP, dan mungkin memesan bahan-bahan tersebut. di muka.

Untuk membuat papan sirkuit tercetak, kita perlu memilih bahan berikut: bahan untuk dasar dielektrik papan sirkuit tercetak, bahan untuk konduktor tercetak, dan bahan untuk lapisan pelindung terhadap kelembapan. Pertama kita akan menentukan bahan dasar dielektrik PCB.

Ada berbagai macam laminasi foil tembaga. Mereka dapat dibagi menjadi dua kelompok:

- di kertas;

– berbahan dasar fiberglass.

Bahan-bahan ini berbentuk lembaran-lembaran kaku yang dibentuk dari beberapa lapis kertas atau fiberglass, diikat menjadi satu dengan bahan pengikat dengan cara pengepresan panas. Pengikatnya biasanya resin fenolik untuk kertas atau epoksi untuk fiberglass. Dalam beberapa kasus, poliester, resin silikon atau fluoroplastik. Laminasi ditutupi pada satu atau kedua sisinya dengan kertas tembaga dengan ketebalan standar.

Karakteristik papan sirkuit cetak yang sudah jadi bergantung pada kombinasi spesifiknya bahan awal, serta dari teknologi, termasuk permesinan plat.

Tergantung pada bahan dasar dan impregnasinya, ada beberapa jenis bahan untuk dasar dielektrik papan sirkuit tercetak.

Getinax fenolik adalah bahan dasar kertas yang diresapi dengan resin fenolik. Papan Getinaks ditujukan untuk digunakan pada peralatan rumah tangga karena harganya yang sangat murah.

Epoxy getinax adalah bahan dengan dasar kertas yang sama, tetapi diresapi resin epoksi.

Fiberglass epoksi adalah bahan berbahan dasar fiberglass yang diresapi dengan resin epoksi. Bahan ini memadukan kekuatan mekanik yang tinggi dan sifat listrik yang baik.

Kekuatan lentur dan kekuatan dampak Papan sirkuit tercetak harus cukup tinggi sehingga papan dapat dibebani tanpa kerusakan oleh elemen bermassa besar yang terpasang di atasnya.

Biasanya, laminasi fenolik dan epoksi tidak digunakan pada papan dengan lubang logam. Di papan seperti itu, lubang diterapkan ke dinding. lapisan tipis tembaga Karena koefisien suhu ekspansi tembaga adalah 6-12 kali lebih kecil dibandingkan dengan fenolik getinax, terdapat risiko tertentu terjadinya retakan pada lapisan logam pada dinding lubang selama guncangan termal di mana papan sirkuit tercetak terkena dalam a mesin solder kelompok.

Retakan pada lapisan logam pada dinding lubang secara tajam mengurangi keandalan sambungan. Dalam hal menggunakan laminasi fiberglass epoksi, rasio koefisien muai suhu kira-kira sama dengan tiga, dan risiko retak pada lubang cukup kecil.

Dari perbandingan karakteristik alas dapat disimpulkan bahwa dalam segala hal (kecuali biaya) alas yang terbuat dari laminasi fiberglass epoksi lebih unggul daripada alas yang terbuat dari getinax. Papan sirkuit tercetak yang terbuat dari laminasi fiberglass epoksi memiliki ciri deformasi yang lebih sedikit dibandingkan papan sirkuit tercetak yang terbuat dari fenolik dan epoksi getinax; yang terakhir memiliki tingkat deformasi sepuluh kali lebih besar dari fiberglass.

Beberapa karakteristik berbagai jenis laminasi disajikan pada Tabel 4.

Tabel 4 - Karakteristik berbagai jenis laminasi

Membandingkan karakteristik ini, kami menyimpulkan bahwa hanya fiberglass epoksi yang boleh digunakan untuk pembuatan papan sirkuit cetak dua sisi. Dalam proyek kursus ini, laminasi fiberglass grade SF-2-35-1.5 dipilih.

Foil yang digunakan untuk menggagalkan dasar dielektrik dapat berupa foil tembaga, aluminium atau nikel. Namun pelapis Alumunium lebih rendah daripada tembaga, karena sulit untuk disolder, dan nikel memilikinya harga tinggi. Oleh karena itu, kami memilih tembaga sebagai foilnya.

Foil tembaga tersedia dalam berbagai ketebalan. Ketebalan foil standar untuk penggunaan paling luas adalah 17,5; 35; 50; 70; 105 mikron. Selama pengetsaan tembaga sepanjang ketebalan, pengetsaan juga bekerja pada kertas tembaga dari tepi samping di bawah photoresist, menyebabkan apa yang disebut “pengetsaan”. Untuk menguranginya, biasanya digunakan foil tembaga yang lebih tipis dengan ketebalan 35 dan 17,5 mikron. Oleh karena itu, kami memilih foil tembaga dengan ketebalan 35 mikron.

1.7 Memilih metode pembuatan PCB

Semua proses pembuatan papan sirkuit cetak dapat dibagi menjadi subtraktif dan semi-aditif.

Proses subtraktif ( pengurangan-kurangi) memperoleh pola konduktif melibatkan penghilangan bagian foil konduktif secara selektif dengan cara mengetsa.

Proses aditif (tambahan-tambahkan) - dalam pengendapan selektif bahan konduktif ke bahan dasar non-foil.

Proses semi-aditif melibatkan penerapan awal lapisan konduktif tipis (tambahan), yang kemudian dihilangkan dari area celah.

Sesuai dengan GOST 23751 - 86, desain papan sirkuit tercetak harus dilakukan dengan mempertimbangkan metode pembuatan berikut:

– bahan kimia untuk GPC

– gabungan positif untuk DPP

Metalisasi lubang tembus untuk MPP

Dengan demikian, papan sirkuit cetak ini, yang dikembangkan dalam proyek kursus, akan diproduksi berdasarkan dielektrik foil dua sisi menggunakan metode gabungan positif. Metode ini memungkinkan diperolehnya konduktor dengan lebar hingga 0,25 mm. Pola konduktif diperoleh dengan menggunakan metode subtraktif.

2 PERHITUNGAN ELEMEN POLA KONDUKSI

2.1 Perhitungan diameter lubang pemasangan

Perhitungan struktural dan teknologi papan sirkuit cetak dilakukan dengan mempertimbangkan kesalahan produksi dalam desain elemen konduktif, photomask, pangkalan, pengeboran, dll. Batasi nilai parameter utama perakitan sirkuit tercetak, yang dapat dipastikan selama desain dan produksi untuk lima kelas kepadatan pemasangan, diberikan pada Tabel 4.

Tabel 4 – Nilai batas parameter utama kabel tercetak

Tabel tersebut menunjukkan:

t – lebar konduktor;

S – jarak antara konduktor, bantalan kontak, konduktor dan bantalan kontak atau konduktor dan lubang logam;

b – jarak dari tepi lubang yang dibor ke tepi bantalan kontak lubang ini (sabuk jaminan);

g – rasio diameter minimum lubang logam dengan ketebalan papan.

Dimensi yang dipilih sesuai Tabel 1 harus dikoordinasikan dengan kemampuan teknologi produksi tertentu.

Nilai batas parameter teknologi elemen struktural papan sirkuit cetak (Tabel 5) diperoleh sebagai hasil analisis data produksi dan studi eksperimental keakuratan operasi individu.

Tabel 5 – Nilai batas parameter proses

Lanjutan tabel 5

Diameter minimal lubang logam (melalui):

d min V H dihitung ´ g = 1,5 ´ 0,33 = 0,495 mm;

di mana g = 0,33 adalah kerapatan sirkuit tercetak untuk kelas akurasi ketiga.

H dihitung – ketebalan dielektrik foil papan.