Baskılı devre kartı (İngilizce PCB - baskılı devre kartı)- üzerinde en az bir elektriksel olarak iletken devrenin (elektronik devre) oluşturulduğu (genellikle baskı yoluyla) dielektrikten yapılmış bir plaka. Baskılı devre kartı çeşitli cihazların elektriksel ve mekanik bağlantısı için tasarlanmıştır. elektronik parçalar veya bireysel elektronik düzeneklerin bağlantıları. Baskılı devre kartı üzerindeki elektronik bileşenler, iletken desenli elemanlara, genellikle lehimleme, sarma, perçinleme veya presleme yoluyla bağlanır ve bunun sonucunda elektronik modül monte edilir (veya monte edilir) baskılı devre kartı).

Pano türleri

Elektriksel olarak iletken bir desene sahip katman sayısına bağlı olarak baskılı devre kartları tek taraflı, çift taraflı ve çok katmanlı olarak ayrılır.
Yüzeye montajın aksine, baskılı devre kartı üzerindeki elektriksel olarak iletken desen, toplama veya çıkarma yöntemi kullanılarak folyodan yapılır. Katkı yönteminde, folyosuz malzeme üzerinde, genellikle malzemeye önceden uygulanan koruyucu bir maske aracılığıyla kimyasal bakır kaplama yoluyla iletken bir desen oluşturulur. Çıkarma yönteminde, genellikle kimyasal aşındırma kullanılarak folyonun gereksiz alanları çıkarılarak folyo malzemesi üzerinde iletken bir desen oluşturulur.

Baskılı devre kartı genellikle ek olarak koruyucu bir kaplama ile kaplanabilen montaj delikleri ve temas yüzeyleri içerir: kalay ve kurşun alaşımı, kalay, altın, gümüş, organik koruyucu kaplama. Ayrıca baskılı devre kartlarında aşağıdakiler için yollar bulunur: elektriksel bağlantı levhanın temas için kullanılmayan yüzeyinin yalıtım katmanını kaplayan harici bir yalıtım kaplaması (“koruyucu maske”) olan levha katmanları, işaretleme genellikle serigrafi baskı kullanılarak, daha az sıklıkla mürekkep püskürtmeli veya lazerle uygulanır.

Baskılı devre kartı türleri

İletken malzeme katmanlarının sayısına göre:
- Tek taraflı
-İkili
-Çok katmanlı (MPP)

Esneklik için:
-Zor
-Esnek

Kurulum teknolojisi:
-Delik montajı için
-Yüzey montajı

Her baskılı devre kartı tipi, özel çalışma koşullarına (örneğin, genişletilmiş sıcaklık aralığı) veya uygulama özelliklerine (örneğin, yüksek frekanslarda çalışan cihazlarda) yönelik gereksinimler nedeniyle kendi özelliklerine sahip olabilir.

malzemeler

Baskılı devre kartının temeli bir dielektriktir, en sık kullanılan malzemeler tektolit, fiberglas, getinaktır.
Aynı zamanda baskılı devre kartlarının temelini de oluşturabilir. metal temel bir dielektrik (örneğin anodize alüminyum) ile kaplanmışsa, dielektrik üzerine bakır bir folyo folyo uygulanır. Bu tür baskılı devre kartları, elektronik bileşenlerden ısının verimli bir şekilde uzaklaştırılması için güç elektroniğinde kullanılır. Bu durumda kartın metal tabanı radyatöre tutturulur.
Mikrodalga aralığında ve 260 ° C'ye kadar sıcaklıklarda çalışan baskılı devre kartlarının malzemesi olarak cam kumaşla güçlendirilmiş floroplastik (örneğin FAF-4D) ve seramik kullanılır. Esnek panolar Kapton gibi poliimid malzemelerden yapılmıştır.

FR-4

NEMA (Ulusal Elektrik Üreticileri Birliği, ABD) sınıflandırmasına göre FR-4 genel adı altında bir malzeme ailesi. Bu malzemeler, mekanik dayanım gereksinimlerinin arttığı DPP, MPP ve OPP üretiminde en yaygın kullanılan malzemelerdir. FR-4 fiberglas bir malzemedir. epoksi reçine bağlayıcı olarak (cam elyafı). Genellikle mat sarımsı bir renk veya şeffaf, tanıdık bir yeşil renk, baskılı devre kartının yüzeyine uygulanan bir lehim maskesi ile verilir. Yanıcılık sınıfı UL94-V0.
FR-4'ün özelliklerine ve uygulamasına bağlı olarak
- standart, camsı geçiş sıcaklığı Tg ~130°C, s ile UV engelleme(UV engelleme) veya onsuz. FR-4'lerin en yaygın ve yaygın olarak kullanılan türü ve aynı zamanda en ucuz olanıdır;

Yüksek camsı geçiş sıcaklığı ile Tg ~170°C-180°C;
- halojensiz;
- normalleştirilmiş izleme indeksi ile, CTI ≥400, ≥600;
- düşük dielektrik sabiti ε ≤3,9 ve küçük dielektrik kayıp tanjantı df ≤0,02 olan yüksek frekans.

CEM-3

NEMA CEM-3 malzeme ailesi. Fiberglas-epoksi bazlı kompozit malzeme genellikle süt beyazı veya şeffaftır. Aralarına dokunmamış bir cam elyafın (cam elyaf keçe) yerleştirildiği iki dış cam elyaf katmanından oluşur. Metalizasyonlu DPP üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikleri bakımından FR-4'e çok yakındır ve genel olarak yalnızca daha düşük mekanik dayanım açısından farklılık gösterir. Uygulamaların büyük çoğunluğu için FR-4'e mükemmel, düşük maliyetli bir alternatiftir. Mükemmel mekanik işleme (frezeleme, damgalama). Yanıcılık sınıfı UL94-V0.
CEM-3 özelliklerine ve kapsamına bağlı olarak aşağıdaki alt sınıflara ayrılır:
- standart, UV engellemeli veya engellemesiz;

CEM-1

NEMA malzeme sınıfı CEM-1. Bunlar kompozit malzemeler Dış tarafında iki kat fiberglas bulunan bir kağıt taban üzerine yapılır. Genellikle süt beyazı, süt sarısı veya kahverengimsi kahverengidir. Delik kaplama işlemine uyumlu olmadığından sadece OPP üretiminde kullanılır. Dielektrik özellikleri FR-4'e yakındır, Mekanik özellikler biraz daha kötü. CEM-1, fiyatın önemli olduğu tek taraflı PCB üretiminde FR-4'e iyi bir alternatiftir. Mükemmel mekanik işleme (frezeleme, damgalama). Yanıcılık sınıfı UL94-V0.
Aşağıdaki alt sınıflara ayrılmıştır:
-standart;
-kurşunsuz kalaylama ve lehimleme teknolojileriyle uyumlu yüksek sıcaklık;
- halojensiz, fosfor ve antimonsuz;
-normalleştirilmiş izleme indeksi ile, CTI ≥600
- artan boyutsal stabilite ile neme dayanıklı

FR-1/FR-2

NEMA malzeme sınıfı FR-1 ve FR-2. Bu malzemeler fenolik kağıt bazında yapılır ve yalnızca OPP üretiminde kullanılır. FR-1 ve FR-2 benzer özelliklere sahiptir; FR-2, FR-1'den yalnızca bağlayıcı olarak daha yüksek cam geçiş sıcaklığına sahip değiştirilmiş bir fenolik reçine kullanılmasıyla farklılık gösterir. FR-1 ve FR-2'nin özelliklerinin ve kapsamının benzerliği nedeniyle çoğu malzeme üreticisi bu malzemelerden yalnızca birini, daha sıklıkla FR-2'yi üretir. Mükemmel mekanik işleme (frezeleme, damgalama). Ucuz. Yanıcılık derecesi UL94-V0 veya V1.
Aşağıdaki alt sınıflara ayrılmıştır:
-standart;
- halojen içermez, fosfor ve antimon içermez, toksik değildir;
- neme dayanıklı

PCB Kaplamaları

Baskılı devre kartlarının depolama sonrasında lehimlenebilirliğini korumak, elektronik bileşenlerin güvenilir montajını sağlamak ve çalışma sırasında lehimli veya kaynaklı bağlantıların özelliklerini korumak için, baskılı devre kartı pedlerinin bakır yüzeyinin lehimli bir yüzey kaplamasıyla korunması gerekir. , sözde son kaplama. Baskılı devre kartlarınızın üretiminde aynı anda bir veya hatta birkaçı arasından en iyi şekilde seçim yapmanızı sağlayan geniş bir son kat kaplama yelpazesini dikkatinize sunuyoruz.

HAL veya HASL (İngiliz Sıcak Hava Tesviyesi veya Sıcak Hava Lehim Tesviyesinden - sıcak hava tesviyesi), örneğin OS61, OS63 gibi kalay-kurşun alaşımına (Sn / Pb) dayalı lehimler kullanarak ve bir hava bıçağıyla tesviye ederek. Üretimin son aşamasında, önceden oluşturulmuş bir baskılı devre kartı üzerine, bir eriyik banyosuna daldırılarak uygulanan bir lehim maskesi ve ardından fazla lehimin bir hava bıçağıyla tesviye edilmesi ve çıkarılmasıyla uygulanır. Bu da kapak şu an En yaygın olanı, klasik olanıdır, en ünlüsü ve uzun süredir kullanılanıdır. Baskılı devre kartlarının sonradan bile mükemmel lehimlenebilirliğini sağlar Uzun süreli depolama. HAL kaplama teknolojik olarak gelişmiş ve ucuzdur. Hepsiyle uyumlu bilinen yöntemler kurulum ve lehimleme - manuel, dalga lehimleme, fırında yeniden akıtma vb. Bu tür son kat kaplamanın dezavantajları arasında varlığı bulunur. yol göstermek - RoHS direktifi (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması Direktifleri) tarafından Avrupa Birliği'nde kullanımı çok yüksek derecede entegrasyonla yasaklanan en toksik metallerden biri. Kaplama, chip-on-board teknolojisi (COB - Chip on board) ve uç kontaklara (lamella) uygulama için uygun değildir.

HAL kurşunsuz - HAL kaplamanın çeşidi, ancak kurşunsuz lehimler kullanılıyor, örneğin Sn100, Sn96.5/Ag3/Cu0.5, SnCuNi, SnAgNi. Kaplama tamamen RoHS uyumludur ve çok iyi dayanıklılık ve lehimlenebilirliğe sahiptir. Bu üst kat daha fazla uygulandı Yüksek sıcaklık Baskılı devre kartının temel malzemesine ve elektronik bileşenlere sıcaklık açısından daha fazla gereksinim getiren HAL tabanlı PIC'den daha fazla. Kaplama, hem kurşunsuz lehimler (en çok tavsiye edilen) hem de kalay-kurşun lehimler olmak üzere tüm montaj ve lehimleme yöntemleriyle uyumludur, ancak dikkatli bir dikkat gerektirir. sıcaklık rejimi lehimleme. Sn/Pb bazlı HAL ile karşılaştırıldığında bu kaplama, kurşunsuz lehimlerin maliyetinin yüksek olması ve enerji tüketiminin yüksek olması nedeniyle daha pahalıdır.

HAL kapsamıyla ilgili ana sorun , kaplama kalınlığında önemli bir eşitsizliktir. Sorun özellikle 0,5 mm veya daha az pin aralığına sahip QFP, 0,8 mm veya daha az pin aralığına sahip BGA gibi küçük pin aralığına sahip bileşenler için geçerlidir. Kaplamanın kalınlığı, pedin geometrik boyutlarına ve hava bıçağının eşit olmayan etkisine bağlı olarak 0,5 µm ila 40 µm arasında değişebilir. Ayrıca HASL uygulaması sırasında oluşan termal şok sonucunda baskılı devre kartının sehim/burulma şeklinde bükülmesi mümkündür. Bu özellikle kalınlığa sahip levhalar için geçerlidir.<1,0 мм и для плат с несимметричным стеком слоев, несбалансированных по меди, имеющих несимметричные по слоям сплошные медные заливки, ряды металлизированных отверстий, а также для бессвинцового покрытия.

daldırma altın (ENIG - Akımsız Nikel/Immersion Gold) - Ni/Au ailesinin kaplaması. Kaplama kalınlığı: Ni 3-7 µm, Au 0,05-0,1 µm. Lehim maskesi pencerelerinden kimyasal olarak uygulayın. Ped düzlüğü, iyi lehimlenebilirlik, yüksek ped yüzey iletkenliği ve uzun raf ömrü sağlayan, yaygın olarak kullanılan kurşunsuz bir kaplama. İnce adımlı bileşen uygulamaları ve devre içi testler için idealdir. Kaplama tamamen RoHS uyumludur. Tüm montaj ve lehimleme yöntemleriyle uyumludur. HASL'dan daha pahalıdır.

Daldırma altını uygulamak için birçok kimyasal üreticisi vardır ve uygulama teknikleri üreticiden kimyasal üreticisine farklılık gösterir. Nihai sonuç aynı zamanda kimyasal seçimine ve uygulama sürecine de bağlıdır. Bazı kimyasallar belirli bir türle uyumlu olmayabilir lehim maskesi. Bu tip kaplama, iki tür kritik kusurun oluşmasına eğilimlidir - bir "siyah ped" (siyah ped, ped yüzeyinin lehimle ıslanmaması) ve mekanik veya termal yükler altında çatlama (nikel arasında çatlama meydana gelir) ve intermetalik katman boyunca bakır katman). Ayrıca kaplama sırasında lehim bağlantısının gevrekleşmesini önlemek için altın miktarı kontrol edilmelidir. Daldırma altını uygulama teknolojisine doğru bağlılık ve çözümlerin zamanında değiştirilmesi, kaplamanın kalitesini ve siyah ped kusurunun bulunmadığını garanti eder. Mekanik stres altında çatlamayı önlemek için 25x25 mm'den büyük BGA paketleri kullanıldığında veya kart boyutu 250 mm'den büyük olduğunda baskılı devre kartı kalınlığının 2,0 mm veya daha fazlasına çıkarılması önerilebilir. Levhanın kalınlığının arttırılması, levha büküldüğünde bileşenler üzerindeki mekanik gerilimi azaltır.

Altın Parmaklar - Ni/Au ailesinin kaplaması. Kaplama kalınlığı: Ni 3-5 µm, Au 0,5-1,5 µm. Elektrokimyasal biriktirme (galvanizleme) ile uygulanır. Uç kontaklarda ve lamellerde uygulama için kullanılır. Yüksek mekanik mukavemete, aşınmaya ve olumsuz çevresel etkilere karşı dayanıklılığa sahiptir. Güvenilir ve dayanıklı elektrik temasının sağlanmasının önemli olduğu yerlerde vazgeçilmezdir.

daldırma kalay - RoHS gereksinimlerini karşılayan ve baskılı devre kartlarının yüksek düzeyde düzlüğünü sağlayan kimyasal bir kaplama. Tüm lehimleme yöntemlerine uyumlu teknolojik kaplama. Eski kaplama türlerini kullanma deneyimine dayanan popüler yanılgıların aksine, daldırma kalay, yeterince uzun bir saklama süresinden sonra iyi lehimlenebilirlik sağlar - 6 aylık garantili raf ömrü. (Kaplamanın lehimlenebilirliği, uygun depolama ile bir yıl veya daha uzun süre dayanır). İyi lehimlenebilirliğin bu kadar uzun süre korunması, pedlerin bakırı ile kalayın kendisi arasına bir bariyer olarak organometal bir alt katmanın eklenmesiyle sağlanır. Bariyer alt tabakası, bakır ve kalayın karşılıklı difüzyonunu, metaller arası bileşiklerin oluşumunu ve kalayın yeniden kristalleşmesini önler. Yaklaşık 1 mikron kalınlığında organometal alt katmana sahip daldırma kalaylı son kaplama, pürüzsüz, düz bir yüzeye sahiptir, lehimlenebilirliği ve yeterince uzun bir depolamadan sonra bile birkaç kez yeniden lehimleme olasılığını korur.

OSP (İngiliz Organik Lehimlenebilirlik Koruyucularından) - doğrudan bakır pedlere uygulanan ve depolama ve lehimleme sırasında bakır yüzeyini oksidasyondan koruyan bir grup organik son kat kaplama. Bileşen adımı azaldıkça gerekli düzlüğü sağlayan kaplamalara ve özellikle OSP'ye olan ilgi sürekli artıyor. Son zamanlarda OSP kaplamalar hızla ilerlemektedir, geçişler (günler) arasında oldukça geniş zaman aralıkları olsa bile bakır oksidasyonu olmadan çok geçişli lehimleme sağlayan kaplama çeşitleri bulunmaktadır. Yaklaşık 0,01 mikron kadar ince bir kaplama ve 0,2 - 0,5 mikron veya daha fazla nispeten kalın bir kaplama vardır. İki veya çok geçişli lehimlemeyi sağlamak için kalın bir kaplama seçilmelidir. OSP düz bir ped yüzeyi sağlar, kurşunsuzdur ve RoHS uyumludur ve uygun şekilde saklanıp kullanıldığında çok güvenilir bir lehim bağlantısı sağlar. İnce OSP kaplamanın maliyeti HAL'den daha düşüktür. Kalın - neredeyse HAL ile aynı.

Ancak OSP, yeniden akış işlemi sırasında bakır temas pedinin uçlarını lehimle kaplamaz. Lehimin yüzeydeki akışı HASL kaplamaya göre daha kötüdür. Bu nedenle macunu uygularken şablonda temas alanına eşit büyüklükte delikler açılmalıdır. Aksi takdirde, pedin tüm yüzeyi lehimle kaplanmayacaktır (bu kusur yalnızca kozmetik olmasına rağmen bağlantının güvenilirliği çok iyi kalır). Lehimlenmemiş bakır yüzeyler zamanla oksitlenir ve bu da onarımları olumsuz yönde etkileyebilir. Dalga lehimleme sırasında kaplama deliklerinin ıslanması sorunu da vardır. Lehimlemeden önce yeterince büyük miktarda akı uygulamak gerekir, lehimin deliği içeriden ıslatması ve tahtanın arkasında bir fileto oluşturması için akı deliklere girmelidir. Bu kaplamanın dezavantajları ayrıca şunları içerir: kullanımdan önce kısa saklama süresi, terpen solventlerle uyumsuzluk, devre içi ve fonksiyonel testler sırasında test edilebilirlikteki sınırlamalar (kontrol noktalarına lehim pastası uygulanarak kısmen çözülür). OSP'yi seçerseniz Enthone'un ENTEK kaplamalarını (ENTEK PLUS, ENTEK PLUS HT) kullanmanızı öneririz çünkü bunlar ıslanabilirlik, bağlanma mukavemeti ve çoklu geçiş özelliğinin en iyi kombinasyonunu sağlar.

Gelişim

1-2 katmanlı bir tahta için tipik bir geliştirme sürecini düşünün.
- Boyutların belirlenmesi (bir devre tahtası için gerekli değildir).
- Bir dizi standart malzeme arasından levha malzemesi kalınlığı seçimi:
- En sık kullanılan malzeme 1,55 mm kalınlığındadır.
- CAD programında BOARD katmanında panonun boyutlarının (kenarlarının) çizilmesi.
-Büyük radyo bileşenlerinin konumu: konektörler vb. Bu genellikle üst katmanda (ÜST) gerçekleşir:
-Her bir bileşenin çizimlerinin, pinlerin konumu ve sayısının vb. önceden belirlendiği (veya hazır bileşen kütüphanelerinin kullanıldığı) varsayılmaktadır.
Bileşenlerin geri kalanının üst katmana veya daha az yaygın olarak 2 taraflı kartlar için her iki katmana "dağıtılması".
-İzleyici başlatılıyor. Sonuç tatmin edici değilse - bileşenlerin yeniden düzenlenmesi. Bu iki adım genellikle arka arkaya onlarca veya yüzlerce kez gerçekleştirilir.
Bazı durumlarda PCB yönlendirme (çizim yolları) tamamen veya kısmen manuel olarak yapılır.
- Anakartı hatalara karşı kontrol etmek (DRC, Tasarım Kuralları Kontrolü): boşlukları, kısa devreleri, üst üste binen bileşenleri vb. kontrol etmek.
-Dosyayı Gerber gibi PCB üreticisi tarafından kabul edilen bir formata aktarın.

Üretme

Baskılı devre kartlarının üretimi genellikle bir iş parçasının (folyo malzemesi) işlenmesi olarak anlaşılmaktadır. Tipik bir süreç birkaç aşamadan oluşur: yolların delinmesi, fazla bakır folyonun çıkarılmasıyla bir iletken modelinin elde edilmesi, deliklerin kaplanması, koruyucu kaplamaların ve kalaylamanın uygulanması ve işaretleme.

İletken çiziminin elde edilmesi

Devre kartlarının imalatında, kimyasal, elektrolitik veya mekanik yöntemler gerekli iletken desenin çoğaltılması ve bunların kombinasyonu.

Kimyasal yöntem

Baskılı devre kartlarını bitmiş folyo malzemeden üretmenin kimyasal yöntemi iki ana aşamadan oluşur: folyoya koruyucu bir katman uygulanması ve korunmasız alanların aşındırılması kimyasal yöntemler.

Endüstride, ultraviyole duyarlı bir fotorezist, bir fotomask ve bir UV ışık kaynağı kullanılarak fotokimyasal olarak koruyucu bir katman uygulanır. Fotorezist sıvı veya film olabilir. Sıvı fotorezist, uygulama teknolojisine uymamaya duyarlı olduğundan endüstriyel koşullarda uygulanır. Film fotorezisti, manuel pano imalatı için popülerdir. Fotomask, üzerine iz deseni basılmış, UV'ye karşı şeffaf bir malzemedir. Pozlamanın ardından fotorezist, geleneksel bir fotoproseste olduğu gibi geliştirilir ve sabitlenir.

Vernik veya boya formunda koruyucu bir tabaka serigrafi veya elle uygulanabilir. Folyo üzerinde gravür maskesi oluşturmak için radyo amatörleri, lazer yazıcıda basılan görüntüden toner transferini kullanır ("lazer ütüleme teknolojisi").

Korumasız folyo daha sonra ferrik klorür veya (çok daha az sıklıkla) diğer kimyasalların bir çözeltisine kazınır. göztaşı. Aşındırmadan sonra koruyucu desen folyodan çıkarılır.

mekanik yöntem

Mekanik imalat yöntemi, frezeleme ve gravür makinelerinin veya diğer aletlerin kullanılmasını içerir. mekanik kaldırma belirtilen alanlardan folyo tabakası.
- Delik kaplama
- Kaplama

Aşağıdaki gibi kapaklar:
-Koruyucu vernik kaplamalar ("lehim maskesi").
- Kalaylama.
- Temas özelliklerini iyileştirmek için inert metallerle (yaldız, paladyum) ve iletken verniklerle folyo kaplama.
-Dekoratif ve bilgilendirici kaplamalar (işaretleme).

Çok katmanlı baskılı devre kartları

Çok katmanlı baskılı devre kartları (kısaltılmış MPP [kaynak?], İngilizce çok katmanlı baskılı devre kartı), çift taraflı bir kart üzerindeki bağlantıların kablolanmasının çok karmaşık hale geldiği durumlarda kullanılır. Tasarlanan cihazların karmaşıklığı ve montaj yoğunluğu arttıkça kartlardaki katman sayısı da artıyor.

Çok katmanlı kartlarda, dış katmanlar (ve ayrıca açık delikler) bileşenleri kurmak için kullanılırken, iç katmanlar ara bağlantılar veya katı güç planları (çokgenler) içerir. İletkenleri katmanlar arasında bağlamak için metalize vialar kullanılır. Çok katmanlı baskılı devre kartlarının üretiminde ilk önce iç katmanlar yapılır ve bunlar daha sonra özel yapışkan pedler (prepregler) aracılığıyla birbirine yapıştırılır. Daha sonra viaların preslenmesi, delinmesi ve kaplanması gerçekleştirilir.

Çok katmanlı baskılı devre kartlarının yapımı

Çok katmanlı bir panelin tipik tasarımını düşünün (Şekil 1). İlk, en yaygın versiyonda, levhanın iç katmanları "çekirdek" adı verilen çift taraflı bakır lamine cam elyafından oluşturulur. Dış katmanlar, "prepreg" adı verilen reçineli bir malzeme olan bir bağlayıcıyla iç katmanlara preslenen bakır folyodan yapılmıştır. Yüksek sıcaklıkta preslendikten sonra, çok katmanlı bir baskılı devre kartının bir "pastası" oluşturulur, burada delikler açılır ve metalize edilir. Daha az yaygın olanı, dış katmanların önceden emprenye edilerek bir arada tutulan "çekirdeklerden" oluşturulduğu ikinci seçenektir. Bu basitleştirilmiş bir açıklamadır, bu seçeneklere dayalı başka birçok tasarım vardır. Ancak temel prensip, prepreg'in katmanlar arasında bir bağlayıcı görevi görmesidir. Açıkçası, iki çift taraflı "çekirdeğin" önceden hazırlanmış bir ped olmadan yan yana olduğu bir durum olamaz, ancak bir folyo-prepreg-folyo-prepreg...vb yapısının mümkün olması ve genellikle karmaşık kombinasyonlara sahip levhalarda kullanılır. kör ve gömülü delikler.

Kör ve gizli delikler

Dönem " kör delikler ", dış katmanı en yakın iç katmanlara bağlayan ve ikinci dış katmana erişimi olmayan yollar anlamına gelir. İngilizce kör kelimesinden gelir ve "kör delikler" terimine benzer. Gizli veya gömülü (İngiliz gömülülerinden), iç katmanlarda delikler açılır ve dışarıya çıkışı yoktur. Kör ve gizli delikler için en basit seçenekler Şek. 2. Çok yoğun kablolama durumunda veya her iki taraftaki düzlemsel bileşenlere çok doymuş kartlar için kullanımları haklıdır. Bu deliklerin varlığı, tahtanın maliyetinde bir buçuk kattan birkaç kata kadar bir artışa yol açar, ancak çoğu durumda, özellikle küçük adımlı bir BGA paketindeki çipleri izlerken, onlarsız yapamazsınız. Bu tür geçişleri oluşturmanın çeşitli yolları vardır, bunlar Kör ve Gizli Delikli Levhalar bölümünde daha ayrıntılı olarak tartışılmıştır, ancak şimdilik çok katmanlı bir levhanın yapıldığı malzemelere daha yakından bakalım.

Baskılı devre kartları için temel dielektrikler
MCP'lerin üretiminde kullanılan malzemelerin ana türleri ve parametreleri Tablo 1'de gösterilmektedir. Baskılı devre kartlarının tipik tasarımları, kural olarak -50 ila + arası çalışma sıcaklığına sahip standart FR4 tipi fiberglas kullanımına dayanmaktadır. 110 °C, camsı geçiş (yıkım) sıcaklığı Tg 135°C civarında. Dielektrik sabiti Dk, tedarikçiye ve malzeme türüne bağlı olarak 3,8 ila 4,5 arasında olabilir. Yüksek sıcaklık FR4 Yüksek Tg veya FR5, daha yüksek sıcaklık dayanımı gereksinimleri için veya levhalar kurşunsuz fırınlara (260 °C'ye kadar) monte edildiğinde kullanılır. Poliimid, yüksek sıcaklıklarda sürekli çalışmayı veya ani sıcaklık değişikliklerini gerektiren uygulamalarda kullanılır. Ayrıca poliimid, askeri uygulamalar için yüksek güvenilirliğe sahip devre kartlarının üretiminde ve ayrıca yüksek dielektrik dayanımının gerekli olduğu durumlarda kullanılır. Mikrodalga devreli (2 GHz'den fazla) kartlar için ayrı mikrodalga malzeme katmanları kullanılır veya kart tamamen mikrodalga malzemeden yapılır (Şekil 3). Özel malzemelerin en ünlü tedarikçileri Rogers, Arlon, Taconic, Dupont'tur. Bu malzemelerin maliyeti FR4'ün maliyetinden daha yüksektir ve FR4'ün maliyetine göre Tablo 1'in son sütununda geçici olarak gösterilmiştir. Farklı tipteki dielektriklere sahip panoların örnekleri şekil 2'de gösterilmektedir. 4, 5.

Malzeme kalınlığı
Mevcut malzeme kalınlıklarını bilmek, mühendis için levhanın genel kalınlığını şekillendirmekten daha fazlası açısından önemlidir. Bir MPP tasarlarken geliştiriciler aşağıdaki gibi görevlerle karşı karşıya kalır:
- karttaki iletkenlerin dalga direncinin hesaplanması;
- katmanlar arası yüksek voltaj yalıtımının değerinin hesaplanması;
- kör ve gizli deliklerin yapısının seçimi.
Mevcut seçenekler ve çeşitli malzemelerin kalınlıkları tablo 2-6'da gösterilmektedir. Malzeme kalınlık toleransının genellikle ±%10'a kadar olduğu dikkate alınmalıdır, bu nedenle bitmiş çok katmanlı levhanın kalınlık toleransı ±%10'dan az olamaz.

Tablo 2 PCB İç Katmanları için Çift Taraflı FR4 Çekirdekler Dielektrik kalınlık ve bakır kalınlığı 5 µm 17 µm 35 µm 70 µm 105 µm
0,050 mm ağırlık ağırlık
0,075 mm m h h
0,100 mm ağırlık ağırlık
0,150mm
0,200 mm m h h
0,250mm
0,300mm
0,350 mm m h h
0,400 mm ağırlık ağırlık
0,450mm
0,710 mm m h h
0,930 mm m
1.000 mm sa
1 mm h'den fazla

Genel olarak stoklarımızda;
h - İstek üzerine (her zaman mevcut değildir)
m - Yapılabilir;
Not: Bitmiş levhaların güvenilirliğini sağlamak için, yabancı levhaların iç katmanları için 18 mikron yerine 35 mikron folyolu çekirdekler kullanmayı tercih ettiğimizi bilmek önemlidir (iletken genişliği ve 0,1 mm boşlukla bile) . Bu, baskılı devre kartlarının güvenilirliğini artırır.
FR4 çekirdeklerin dielektrik sabiti markaya bağlı olarak 3,8 ile 4,4 arasında değişebilmektedir.

PCB ped kaplamaları

Bakır pedlerin kaplamalarının neler olduğunu düşünün. Çoğu zaman pedler kalay-kurşun alaşımı veya PBC ile kaplanır. Lehim yüzeyini uygulama ve tesviye etme yöntemine HAL veya HASL denir (İngiliz Sıcak Hava Lehim Tesviyesinden - sıcak hava ile lehim tesviyesi). Bu kaplama pedlerin en iyi lehimlenebilirliğini sağlar. Ancak, kural olarak uluslararası RoHS direktifinin gerekliliklerine uygun daha modern kaplamalarla değiştirilmektedir. Bu direktif, ürünlerde kurşun dahil zararlı maddelerin bulunmasının yasaklanmasını gerektirmektedir. RoHS şu ana kadar ülkemiz toprakları için geçerli değil ancak varlığını hatırlamakta fayda var. RoHS ile ilgili sorunlar aşağıdaki bölümlerden birinde tarafımızdan açıklanacaktır, ancak şimdilik MSP sitelerini kapsamaya yönelik olası seçenekler hakkında bilgi sahibi olalım. HASL aksi belirtilmedikçe evrensel olarak uygulanabilir. Daha pürüzsüz bir tahta yüzeyi sağlamak için daldırma (kimyasal) altın kaplama kullanılır (bu özellikle BGA pedleri için önemlidir), ancak lehimlenebilirliği biraz daha düşüktür. Fırında lehimleme HASL ile hemen hemen aynı şekilde gerçekleştirilir, ancak elle lehimleme özel lehimlerin kullanılmasını gerektirir. Organik Kaplama veya OSP, bakır yüzeyini oksidasyondan korur. Dezavantajı ise lehimlenebilirlik tutma süresinin kısa olmasıdır (6 aydan az). Daldırma kalay, sınırlı bir lehim ömrüne sahip olmasına rağmen, pürüzsüz bir yüzey ve iyi lehimlenebilirlik sağlar. Kurşunsuz HAL, kurşun içerenlerle aynı özelliklere sahiptir ancak lehim bileşimi yaklaşık %99,8 kalay ve %0,2 katkı maddelerinden oluşur. Levhanın çalışması sırasında sürtünmeye maruz kalan bıçak konektörlerinin kontakları, daha kalın ve daha sert bir altın tabakasıyla elektrolizle kaplanmıştır. Her iki altın kaplama türü de altının yayılmasını önlemek için nikel bir alt katman kullanır.

Koruyucu ve diğer baskılı devre kartı kaplamaları
Resmi tamamlamak için baskılı devre kartı kaplamalarının işlevsel amacını ve malzemelerini göz önünde bulundurun.
- Lehim maskesi - iletkenleri kazara kısa devrelerden ve kirden korumak ve ayrıca cam elyafını lehimleme sırasında termal şoklardan korumak için tahta yüzeyine uygulanır. Maske başka herhangi bir fonksiyonel yük taşımaz ve neme, küflenmeye, bozulmaya vb. karşı koruma görevi yapamaz (özel tip maskelerin kullanıldığı durumlar hariç).
- İşaretleme - panonun kendisinin ve üzerinde bulunan bileşenlerin tanımlanmasını kolaylaştırmak için panoya maskenin üzerine boya ile uygulanır.
- Soyulabilir maske - örneğin lehimlemeye karşı geçici olarak korunması gereken tahtanın belirtilen alanlarına uygulanır. Gelecekte, kauçuk benzeri bir bileşik olduğundan ve kolayca soyulduğundan çıkarılması kolaydır.
- Karbon temas kaplaması - klavyeler için temas alanları olarak tahtanın belirli yerlerine uygulanır. Kaplama iyi iletkenliğe sahiptir, oksitlenmez ve aşınmaya dayanıklıdır.
- Grafit dirençli elemanlar - direnç görevi görecek şekilde tahtanın yüzeyine uygulanabilir. Ne yazık ki, nominal değerlerin doğruluğu yüksek değil - daha kesin olarak ±% 20 değil (lazer ayarıyla -% 5'e kadar).
- Gümüş kontak atlama telleri - izleme için yeterli alan olmadığında başka bir iletken katman oluşturarak ek iletkenler olarak uygulanabilir. Esas olarak tek katmanlı ve çift taraflı baskılı devre kartlarında kullanılırlar.

Çözüm
Malzeme seçimi harikadır, ancak ne yazık ki çoğu zaman küçük ve orta seri baskılı devre kartlarının imalatında, gerekli malzemelerin MPP üreticisinin deposunda bulunması bir engel haline gelir. Bu nedenle, bir MFP tasarlamadan önce, özellikle standart dışı bir tasarım oluşturma ve standart dışı malzeme kullanımı söz konusu olduğunda, MFP'de kullanılan malzemeler ve katmanların kalınlığı konusunda üretici ile anlaşmak gerekir ve belki bu malzemeleri önceden sipariş edebilirsiniz.

Baskılı devre kartı (İngilizce baskılı devre kartı, PCB veya baskılı kablolama kartı, PWB) - yüzeyinde ve / veya hacminde elektriksel olarak iletken devrelerin oluşturulduğu bir dielektrik plaka elektronik devre. Baskılı devre kartı, çeşitli elektronik bileşenlerin elektriksel ve mekanik bağlantısı için tasarlanmıştır. Baskılı devre kartı üzerindeki elektronik bileşenler, genellikle lehimleme yoluyla iletken desenin elemanlarına uçları ile bağlanır.

Yüzeye montajın aksine, baskılı devre kartı üzerindeki elektriksel olarak iletken desen, tamamen katı bir yalıtım tabanı üzerine yerleştirilmiş folyodan yapılmıştır. Baskılı devre kartı, pim veya düzlemsel bileşenlerin montajı için montaj delikleri ve pedleri içerir. Ayrıca baskılı devre kartlarında, kartın farklı katmanlarında bulunan folyo bölümlerinin elektrik bağlantısı için geçişler bulunur. İLE dış partiler tahta genellikle koruyucu bir kaplama (“lehim maskesi”) ile kaplanır ve işaretlenir (tasarım belgelerine göre yardımcı bir şekil ve metin).

Elektriksel olarak iletken bir desene sahip katman sayısına bağlı olarak baskılı devre kartları aşağıdakilere ayrılır:

tek taraflı (SPP): dielektrik tabakanın bir tarafına yapıştırılmış yalnızca bir folyo tabakası vardır.

çift ​​taraflı (DPP): iki kat folyo.

çok katmanlı (MPP): levhanın yalnızca iki tarafını değil aynı zamanda dielektrik malzemenin iç katmanlarını da folyolayın. Çok katmanlı baskılı devre kartları, birkaç tek veya çift taraflı kartın birbirine yapıştırılmasıyla elde edilir.

Tasarlanan cihazların karmaşıklığı ve montaj yoğunluğu arttıkça kartlardaki katman sayısı da artıyor.

Baskılı devre kartının temeli bir dielektriktir, en sık kullanılan malzemeler fiberglas, getinaklardır. Ayrıca, bir dielektrikle (örneğin anodize edilmiş alüminyum) kaplanmış bir metal taban, baskılı devre kartlarının temelini oluşturabilir, dielektrik üzerine bakır folyo izleri uygulanır. Bu tür baskılı devre kartları, elektronik bileşenlerden ısının verimli bir şekilde uzaklaştırılması için güç elektroniğinde kullanılır. Bu durumda kartın metal tabanı radyatöre tutturulur. Mikrodalga aralığında ve 260 ° C'ye kadar sıcaklıklarda çalışan baskılı devre kartlarının malzemesi olarak cam kumaşla güçlendirilmiş floroplastik (örneğin FAF-4D) ve seramik kullanılır. Esnek levhalar Kapton gibi poliimid malzemelerden yapılır.

Levha üretimi için hangi malzemeyi kullanacağız

Devre kartlarının üretimi için en yaygın, uygun fiyatlı malzemeler Getinaks ve Steklotekstolit'tir. Bakalit vernikle emprenye edilmiş Getinax kağıdı, epoksili fiberglas tektolit. Kesinlikle fiberglas kullanacağız!

Folyo cam elyafı, epoksi reçine bazlı bir bağlayıcı ile emprenye edilmiş ve her iki tarafı da 35 mikron kalınlığında bakır elektrolitik galvanik dirençli folyo ile kaplanmış cam kumaşlar temelinde yapılan levhalardır. İzin verilen maksimum sıcaklık -60°С ila +105°С arasındadır. Çok yüksek mekanik ve elektriksel yalıtım özelliklerine sahiptir; kesme, delme, damgalama yoluyla işlemeye uygundur.

Fiberglas esas olarak 1,5 mm kalınlığında tek veya çift taraflı ve 35μm veya 18μm kalınlığında bakır folyo ile kullanılır. 0,8 mm kalınlığında tek taraflı fiberglas ve 35 µm kalınlığında folyo kullanacağız (neden daha sonra ayrıntılı olarak tartışılacaktır).

Evde baskılı devre kartı yapma yöntemleri

Levhalar kimyasal ve mekanik olarak üretilebilir.

Kimyasal yöntemle tahta üzerinde iz (çizim) olması gereken yerlere folyoya koruyucu bir bileşim (lak, toner, boya vb.) uygulanır. Daha sonra tahta, "paslanan" özel bir çözeltiye (ferrik klorür, hidrojen peroksit ve diğerleri) daldırılır. bakır folyo ancak koruyucu bileşimi etkilemez. Sonuç olarak bakır koruyucu bileşimin altında kalır. Koruyucu bileşim daha sonra bir solvent ile çıkarılır ve bitmiş levha kalır.

Mekanik yöntemde neşter (manuel üretim için) veya freze makinesi kullanılır. Özel bir kesici, folyo üzerinde oluklar açar ve sonunda folyolu adalar bırakır - gerekli desen.

Freze makineleri oldukça pahalıdır, kesicilerin kendisi de pahalıdır ve küçük bir kaynağa sahiptir. Bu nedenle bu yöntemi kullanmayacağız.

En basit kimyasal yöntem manueldir. Risograf verniği ile tahta üzerine izler çizilir ve ardından bir solüsyonla aşındırılır. Bu yöntem, çok ince izlere sahip karmaşık tahtaların yapılmasına izin vermiyor - yani bizim durumumuz da değil.

Pano yapımının bir sonraki yöntemi fotodirenç kullanmaktır. Bu çok yaygın bir teknolojidir (tahtalar fabrikada bu yöntemle yapılır) ve sıklıkla evde kullanılır. İnternette bu teknolojiyi kullanarak pano üretmeye yönelik birçok makale ve yöntem var. Çok iyi ve tekrarlanabilir sonuçlar verir. Ancak bu aynı zamanda bizim seçeneğimiz değil. Bunun ana nedeni oldukça pahalı malzemeler (zamanla bozulan fotorezist) ve ek aletlerdir (UV lambası, laminatör). Tabii ki, evde toplu bir tahta üretiminiz varsa - o zaman fotorezist rekabet dışıdır - bu konuda uzmanlaşmanızı öneririz. Fotorezist ekipmanı ve teknolojisinin devre kartlarında serigrafi baskı ve koruyucu maske üretimine izin verdiğini de belirtmekte fayda var.

Lazer yazıcıların ortaya çıkışıyla birlikte radyo amatörleri bunları devre kartlarının üretiminde aktif olarak kullanmaya başladı. Bildiğiniz gibi lazer yazıcılar yazdırmak için "toner" kullanır. Bu, sıcaklık altında sinterlenen ve kağıda yapışan özel bir tozdur - bunun sonucunda bir desen elde edilir. Tonerin çeşitli kimyasallara karşı dayanıklı olması, bakır yüzeyinde koruyucu bir kaplama olarak kullanılmasına olanak tanır.

Yani bizim yöntemimiz, toneri kağıttan bakır folyonun yüzeyine aktarmak ve ardından özel bir solüsyonla tahtayı aşındırarak bir desen elde etmektir.

Kullanım kolaylığı nedeniyle bu yöntem amatör radyoda çok geniş bir dağılım kazanmıştır. Toneri kağıttan tahtaya nasıl aktaracağınızı Yandex veya Google'a yazarsanız, hemen "LUT" - lazer ütüleme teknolojisi gibi bir terim bulacaksınız. Bu teknolojiyi kullanan levhalar şu şekilde yapılır: Ayna versiyonunda iz deseni basılır, tahtaya bakır desenli kağıt uygulanır, bu kağıdı üstüne ütüleriz, toner yumuşar ve tahtaya yapışır. Kağıt tekrar suya batırılır ve tahta hazırdır.

İnternette bu teknolojiyi kullanarak nasıl pano yapılacağına dair "milyon" makale var. Ancak bu teknolojinin, doğrudan el ve ona çok uzun süre bağlanmayı gerektiren birçok dezavantajı vardır. Yani onu hissetmeniz gerekiyor. Ödemeler ilk seferde gelmez, her seferinde alınır. Çok iyi sonuçlar elde etmeyi mümkün kılan bir laminatör kullanmak (değişiklik yaparak - normal olanda yeterli sıcaklık yoktur) gibi birçok gelişme vardır. Özel ısı presleri oluşturmanın yöntemleri bile var, ancak bunların hepsi yine özel ekipman gerektiriyor. LUT teknolojisinin ana dezavantajları:

aşırı ısınma - izler yayılıyor - genişliyor

aşırı ısınma - kağıt üzerinde izler kalıyor

kağıt tahtaya "pişirilir" - ıslandığında bile ayrılması zordur - sonuç olarak toner zarar görebilir. Hangi kağıdı seçeceğiniz konusunda internette pek çok bilgi var.

Gözenekli toner - kağıdı çıkardıktan sonra tonerde mikro gözenekler kalır - tahta da bunların içinden kazınır - aşınmış izler elde edilir

sonucun tekrarlanabilirliği - bugün mükemmel, yarın kötü, sonra iyi - istikrarlı bir sonuç elde etmek çok zordur - kesinlikle sabit bir toner ısınma sıcaklığına ihtiyacınız var, sabit bir kart basıncına ihtiyacınız var.

Bu arada tahta yaparken bu yöntem bende işe yaramadı. Hem dergilerde hem de kuşe kağıt üzerinde yapmaya çalıştım. Sonuç olarak, tahtaları bile bozdu - bakır aşırı ısınmadan şişti.

Bazı nedenlerden dolayı, internette toner transferinin başka bir yöntemi olan soğuk kimyasal transfer yöntemi hakkında haksız yere çok az bilgi var. Tonerin alkolle değil asetonla çözünmesi esasına dayanmaktadır. Sonuç olarak, yalnızca toneri yumuşatacak böyle bir aseton ve alkol karışımını seçerseniz, kağıttan tahtaya "yeniden yapıştırılabilir". Bu yöntemi gerçekten beğendim ve hemen karşılığını aldım - ilk tahta hazırdı. Ancak daha sonra ortaya çıktığı gibi hiçbir yerde% 100 sonuç verecek ayrıntılı bilgi bulamadım. Bir çocuğun bile ödeme yapabileceği bir yönteme ihtiyacımız var. Ancak ikinci kez ödeme işe yaramadı ve gerekli malzemelerin seçilmesi yine uzun zaman aldı.

Sonuç olarak, uzun bir süre sonra bir dizi eylem geliştirildi,% 100 olmasa da% 95 oranında iyi bir sonuç veren tüm bileşenler seçildi. Ve en önemlisi süreç o kadar basit ki çocuk ödemeyi tamamen kendisi yapabiliyor. Kullanacağımız yöntem bu. (Elbette ideale kadar geliştirilebilir - eğer sizin için daha iyi sonuç verirse yazın). Bu yöntemin avantajları:

tüm reaktifler ucuz, bulunabilir ve güvenlidir

hiçbir ek alete gerek yoktur (ütüler, lambalar, laminatörler - hiçbir şey olmasa da - bir tavaya ihtiyacınız vardır)

tahtayı bozmanın bir yolu yok - tahta hiç ısınmıyor

kağıt kendiliğinden uzaklaşıyor - toner transferinin sonucunu görebilirsiniz - transferin çıkmadığı yerde

tonerde gözenek yok (kağıtla kapatılmışlar) - buna göre mordan yok

1-2-3-4-5 yapın ve her zaman aynı sonucu elde edin - neredeyse %100 tekrarlanabilirlik

Başlamadan önce hangi boardlara ihtiyacımız olduğunu ve bu yöntemle evde neler yapabileceğimizi görelim.

Üretilen panolar için temel gereksinimler

Modern sensörler ve mikro devreler kullanarak mikrodenetleyiciler üzerinde cihazlar yapacağız. Mikro devreler giderek küçülüyor. Buna göre aşağıdaki gereksinimlerin karşılanması gerekir:

panolar iki taraflı olmalıdır (kural olarak, tek taraflı bir panoyu ayırmak çok zordur, evde dört katmanlı panolar yapmak oldukça zordur, mikrodenetleyicilerin parazitlere karşı koruma sağlamak için bir toprak katmanına ihtiyacı vardır)

izler 0,2 mm kalınlığında olmalıdır - bu boyut oldukça yeterlidir - 0,1 mm daha da iyi olurdu - ancak lehimleme sırasında dekapaj, iz ayrılma olasılığı vardır

izler arasındaki boşluklar - 0,2 mm - bu neredeyse tüm devreler için yeterlidir. Boşluğun 0,1 mm'ye düşürülmesi, izlerin birleştirilmesi ve kartın kısa devrelere karşı izlenmesinin zorluğuyla doludur.

Koruyucu maske kullanmayacağız ve aynı zamanda serigrafi de yapacağız - bu, üretimi zorlaştıracaktır ve eğer tahtayı kendiniz yapıyorsanız, o zaman buna gerek yoktur. Yine internette bu konuyla ilgili pek çok bilgi var ve dilerseniz kendiniz de “marafet” yapabilirsiniz.

Panoları tamir etmeyeceğiz, bu da gerekli değil (100 yıldır bir cihaz yapmadığınız sürece). Koruma için vernik kullanacağız. Ana hedefimiz evde cihaz için hızlı, verimli ve ucuz bir tahta yapmaktır.

Bitmiş tahta böyle görünüyor. bizim yöntemimizle yapıldı - izler 0,25 ve 0,3, mesafeler 0,2

2 tek taraflıdan çift taraflı tahta nasıl yapılır

Çift taraflı panolar yapmanın sorunlarından biri, kenarları aynı hizada olacak şekilde hizalamaktır. Genellikle bunun için bir "sandviç" yapılır. Bir kağıda aynı anda 2 taraf yazdırılır. Levha ikiye bükülmüş, kenarlar özel işaretler yardımıyla tam olarak hizalanmıştır. İçerisine çift taraflı textolite yerleştirilmiştir. LUT yöntemiyle böyle bir sandviç ütülenerek çift taraflı bir tahta elde edilir.

Ancak soğuk transfer toner yönteminde transferin kendisi bir sıvı yardımıyla gerçekleştirilir. Bu nedenle bir tarafın diğer tarafla eş zamanlı olarak ıslatılması sürecini organize etmek çok zordur. Elbette bu da yapılabilir, ancak özel bir cihazın yardımıyla - bir mini pres (mengene). Toner transfer sıvısını emen kalın kağıt tabakaları alınır. Sıvının damlamaması ve tabakanın şeklini koruması için tabakalar ıslatılır. Ve sonra bir "sandviç" yapılır - ıslak bir tabaka, fazla sıvıyı emmek için bir tuvalet kağıdı, desenli bir tabaka, çift taraflı tahta, desenli bir tabaka, bir tuvalet kağıdı, yine ıslak çarşaf. Bütün bunlar dikey olarak bir mengeneye sıkıştırılmıştır. Ama bunu yapmayacağız, daha kolay yapacağız.

Tahta üretim forumlarında çok iyi bir fikir ortaya çıktı - çift taraflı bir tahta yapmak ne kadar sorun - bir bıçak alıyoruz ve tekstoliti ikiye bölüyoruz. Fiberglas bir puf malzemesi olduğundan, bunu belirli bir beceriyle yapmak zor değildir:

Sonuç olarak, 1,5 mm kalınlığındaki çift taraflı bir levhadan iki tek taraflı yarım elde ediyoruz.

Sonra iki tahta yapıyoruz, matkap yapıyoruz ve hepsi bu - mükemmel şekilde hizalanmışlar. Textoliti eşit şekilde kesmek her zaman mümkün olmadı ve sonuç olarak, 0,8 mm kalınlığında ince tek taraflı bir textolite kullanma fikri hemen ortaya çıktı. Daha sonra iki yarıyı yapıştıramazsınız, bunlar lehimli jumperlar tarafından vialar, düğmeler, konektörler tarafından tutulacaktır. Ancak gerekirse epoksi yapıştırıcı ile sorunsuz bir şekilde yapıştırabilirsiniz.

Bu gezinin ana avantajları:

0,8 mm kalınlığındaki textolite kağıt üzerinde makasla kolayca kesilir! Her şekilde yani vücuda uyacak şekilde kesilmesi çok kolaydır.

İnce textolite - şeffaf - alttan bir fener parlatarak tüm izlerin, kısa devrelerin, kırılmaların doğruluğunu kolayca kontrol edebilirsiniz.

Bir tarafın lehimlenmesi daha kolaydır - diğer taraftaki bileşenler müdahale etmez ve mikro devre pimlerinin lehimlenmesini kolayca kontrol edebilirsiniz - yanları en uçtan bağlayabilirsiniz

İki kat daha fazla delik açmanız gerekir; delikler biraz yanlış hizalanabilir.

Levhaları yapıştırmazsanız yapının sertliği biraz kaybolur ve yapıştırma pek uygun değildir

0,8 mm kalınlığında tek taraflı fiberglasın satın alınması zordur, çoğunlukla 1,5 mm satılır, ancak alamadıysanız daha kalın bir textoliti bıçakla kesebilirsiniz.

Ayrıntılara geçelim.

Gerekli araçlar ve kimya

Aşağıdaki bileşenlere ihtiyacımız olacak:

Artık bunların hepsi burada olduğuna göre, adım adım yapalım.

1. InkScape kullanarak yazdırmak için karton katmanlarının bir kağıt üzerine yerleştirilmesi

Otomatik penset seti:

İlk seçeneği öneriyoruz - daha ucuz. Daha sonra, kabloları ve motora giden anahtarı (tercihen bir düğme) lehimlemeniz gerekir. Motoru hızlı bir şekilde açıp kapatmak daha uygun olması için düğmeyi gövdeye yerleştirmek daha iyidir. Bir güç kaynağı seçmeye devam ediyor, 1A (veya daha az) akımla 7-12V için herhangi bir güç kaynağını alabilirsiniz, eğer böyle bir güç kaynağı yoksa, 1-2A'da USB veya Kron pil ile şarj edilebilir. uygun (sadece denemeniz gerekir - herkes motorları şarj etmeyi sevmez, motor çalışmayabilir).

Matkap hazır, delebilirsiniz. Ancak yalnızca 90 derecelik bir açıyla kesinlikle delmek gerekir. Mini bir makine oluşturabilirsiniz - İnternette çeşitli şemalar vardır:

Ancak daha kolay bir çözüm var.

Matkap aparatı

Tam olarak 90 derecede delmek için delme mastarı yapmak yeterlidir. Bunun gibi bir şey yapacağız:

Bunu yapmak çok kolaydır. Herhangi bir plastikten bir kare alıyoruz. Matkabımızı bir masaya veya başka bir düz yüzeye koyuyoruz. Ve doğru matkapla plastiğe bir delik açıyoruz. Matkabın yatay olarak düzgün bir şekilde yer değiştirmesini sağlamak önemlidir. Motoru bir duvara veya raya ve plastiğe de yaslayabilirsiniz. Daha sonra, pens için bir delik açmak üzere büyük bir matkap kullanın. Arka tarafta, matkabın görülebilmesi için bir plastik parçasını delin veya kesin. Alt tarafa kaymaz bir yüzey yapıştırılabilir - kağıt veya elastik bant. Her matkap için böyle bir iletken yapılmalıdır. Bu, mükemmel derecede hassas delme yapılmasını sağlayacaktır!

Bu seçenek de uygundur, plastiğin üst kısmını kesin ve alttan köşeyi kesin.

Bununla delme işlemi şu şekilde yapılır:

Matkabı, pens tamamen daldırıldığında 2-3 mm dışarı çıkacak şekilde kelepçeliyoruz. Matkabı delmenin gerekli olduğu yere koyuyoruz (tahtayı aşındırırken, bakırda mini bir delik şeklinde nerede deleceğimize dair bir işaretimiz olacak - Kicad'da bunun için özel olarak bir onay kutusu ayarladık, böylece matkap kendiliğinden oraya çıkacaktır), iletkene basın ve motoru açın - delik hazır. Aydınlatma için masanın üzerine yerleştirerek el feneri kullanabilirsiniz.

Daha önce yazdığımız gibi, yalnızca bir tarafta - rayların oturduğu yerde - delikler açabilirsiniz - ikinci yarı, ilk kılavuz deliği boyunca bir mastar olmadan açılabilir. Bu, bir miktar güç tasarrufu sağlar.

8. Kalaylama tahtası

Neden teneke levhalar - esas olarak bakırı korozyondan korumak için. Kalaylamanın ana dezavantajı tahtanın aşırı ısınması, rayların olası hasar görmesidir. Lehimleme istasyonunuz yoksa - kesinlikle - tahtayı kalaylamayın! Eğer öyleyse, risk minimumdur.

Kaynar suda GÜL alaşımı ile levhayı kalaylamak mümkündür ancak elde edilmesi pahalı ve zordur. Sıradan lehimle kalaylamak daha iyidir. Bunu niteliksel olarak yapabilmek için çok ince bir tabakanın basit bir cihaz haline getirilmesi gerekir. Parçaları lehimlemek için bir parça örgü alıp iğnenin üzerine koyuyoruz, çıkmaması için bir tel ile iğneye sabitliyoruz:

Tahtayı bir akı ile kaplıyoruz - örneğin LTI120 ve bir örgü de. Şimdi örgünün içine kalay topluyoruz ve tahta boyunca sürüyoruz (boyuyoruz) - mükemmel bir sonuç alıyoruz. Ancak kullanımla birlikte örgü parçalanır ve bakır lifler tahtada kalmaya başlar - bunların çıkarılması gerekir, aksi takdirde kısa devre olur! Bunu tahtanın arkasına bir el feneri tutarak görmek çok kolaydır. Bu yöntemle güçlü bir havya (60 watt) veya ROSE alaşımı kullanmak iyidir.

Sonuç olarak, tahtaları kalaylamak değil, en sonunda cilalamak daha iyidir - örneğin, PLASTIC 70 veya KU-9004 otomobil parçalarından satın alınan basit bir akrilik vernik:

Toner aktarım yönteminin ince ayarı

Yöntemde ayarlamaya uygun iki nokta vardır ve hemen işe yaramayabilir. Bunları ayarlamak için Kicad'da bir test tahtası yapmanız, 0,3 ila 0,1 mm arasında farklı kalınlıklarda ve 0,3 ila 0,1 mm arasında farklı aralıklarla kare spiral şeklinde izler yapmanız gerekir. Bu örneklerden birkaçını hemen tek bir kağıda yazdırıp ayarlamak daha iyidir.

Düzelteceğimiz olası sorunlar:

1) izler geometriyi değiştirebilir - yayılabilir, genişleyebilir, genellikle çok fazla değil, 0,1 mm'ye kadar - ancak bu iyi değil

2) toner tahtaya iyi yapışmayabilir, kağıdı çıkarırken uzaklaşabilir, tahtaya iyi yapışmayabilir

Birinci ve ikinci sorunlar birbiriyle ilişkilidir. Ben ilkini çözüyorum, sen ikincisine gel. Bir uzlaşma bulmalıyız.

İzler iki nedenden dolayı yayılabilir - çok fazla sıkıştırma ağırlığı, ortaya çıkan sıvının bileşiminde çok fazla aseton. Her şeyden önce yükü azaltmaya çalışmalısınız. Minimum yük yaklaşık 800 g'dır, aşağıya düşürmemelisiniz. Buna göre yükü herhangi bir baskı olmadan koyuyoruz - sadece üstüne koyuyoruz ve bu kadar. Fazla çözeltinin iyi bir şekilde emilmesi için 2-3 kat tuvalet kağıdına sahip olduğunuzdan emin olun. Yükü çıkardıktan sonra kağıdın mor lekeler olmadan beyaz olmasına dikkat etmelisiniz. Bu tür lekeler tonerin güçlü bir şekilde eridiğini gösterir. Yükü yük ile ayarlamak mümkün değilse, izler hala bulanıklaşır, o zaman solüsyondaki oje çıkarıcı oranını arttırırız. 3 kısım sıvı ve 1 kısım asetona yükseltilebilir.

İkinci sorun, eğer geometri ihlali yoksa, kargonun ağırlığının yetersiz olduğunu veya az miktarda asetonu gösterir. Yine yük ile başlamaya değer. 3 kg'dan fazlası mantıklı değil. Toner hala tahtaya iyi yapışmıyorsa aseton miktarını artırmanız gerekir.

Bu sorun çoğunlukla oje çıkarıcınızı değiştirdiğinizde ortaya çıkar. Ne yazık ki bu kalıcı ve saf bir bileşen değil, ancak onu başka bir bileşenle değiştirmek mümkün olmadı. Bunu alkolle değiştirmeyi denedim, ancak görünüşe göre karışım homojen değil ve toner bazı kalıntılarla yapışıyor. Ayrıca oje çıkarıcı aseton içerebilir, o zaman daha azına ihtiyaç duyacaktır. Genel olarak, sıvı bitene kadar bu tür bir ayarlamayı bir kez yapmanız gerekecektir.

Tahta hazır

Tahtayı hemen lehimlemezseniz, korunması gerekir. Bunu yapmanın en kolay yolu alkol reçinesi fluksu ile kaplamaktır. Lehimlemeden önce bu kaplamanın örneğin izopropil alkolle çıkarılması gerekecektir.

Alternatifler

Ayrıca ödeme yapabilirsiniz:

Ek olarak, Easy EDA gibi özel bir kart üretim hizmeti de artık popülerlik kazanıyor. Daha karmaşık bir tahtaya ihtiyaç duyulursa (örneğin, 4 katmanlı bir tahta), o zaman tek çıkış yolu budur.

Fiberglas, sert bir levhanın tabanını yapmak için diğer malzemelerden daha sık kullanılır. Fiberglas iyi dielektrik özelliklere, mekanik dayanıma ve kimyasal dirence, dayanıklılığa ve güvenliğe sahiptir, fiberglas yüksek nem koşullarında kullanılabilir. Malzemenin en önemli özelliği elektriksel yalıtım özelliği olup, ikinci en önemli özelliği ise kapsamı sınırlayan cam geçiş sıcaklığı Tg'dir. Bir malzemenin katı durumdan plastik duruma geçiş sıcaklığı cam değişim ısısı. Reçinenin cam geçiş sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, dielektrikin doğrusal genleşme katsayısı o kadar düşük olur ve bu da levhanın iletkenlerinin tahrip olmasına yol açar. Camsı geçiş sıcaklığının değeri, malzemenin imalatında kullanılan reçine moleküllerinin moleküler ağırlığına bağlıdır. Görünüm ve elastikiyet artışı belirli bir sıcaklık aralığında meydana gelir. Bu aralıktaki merkezi değere camsı geçiş sıcaklığı denir. Cam elyaf üretim teknolojisinin gelişmesiyle cam geçiş sıcaklığının artması mümkündür.

Fiberglas, bir bağlayıcı - epoksi veya fenol-formaldehit reçinesi ile emprenye edilmiş birkaç fiberglas katmanının sıcak preslenmesiyle yapılan bir malzemedir. Çeşitli çalışma koşulları için üretilen birçok marka bulunmaktadır. Üretim teknolojisi için çeşitli gereksinimler geliştirilmiştir. Çeşitli cam elyaf derecelerinin tutuşma sıcaklığı 300 ila 500 °C arasındadır. STEF Yaygın bir yerli fiberglas markası, epoksi-fenol fiberglas anlamına gelir. STEF-1, STEF'ten yalnızca imalat teknolojisi açısından farklılık gösterir, bu da onu işlemeye daha uygun hale getirir. STEF-U, STEF-1 markasına kıyasla gelişmiş mekanik ve elektriksel yalıtım özelliklerine sahiptir.

Bu malzemenin bir çeşidi, devre kartlarının üretiminde kullanılan folyo cam elyafıdır.

Folyo malzeme, bir veya her iki tarafında iletken bir folyo bulunan, levhanın tabanının malzemesidir - levhanın iletken bir desenini oluşturmak üzere tasarlanmış bir iletken malzeme tabakası. Kart üretiminin başarısı ve üretilen cihazın güvenilirliği, kullanılan malzemenin kalitesine ve parametrelerine bağlıdır.

Folyo fiberglasın birçok markası vardır. Levhaların üretiminde üreticilerimizin ürettiği GOST'a uygun yerli markalar kullanılmaktadır: SF, SONF-U, STF, STNF, SNF, DFM-59, SFVN ve ithal fiberglas markaları FR-4, FR-5, CEM-3 birçok modifikasyonla. -60 ila +85 ° C arasındaki sıcaklıklarda normal ve yüksek nem koşullarında çalışması amaçlanan levhaların üretimi için, birçok çeşidi olan SF markası kullanılmaktadır. SF-1-35G.

SF-1-35G adındaki tanımlar:

• SF - folyo fiberglas
• 1 - tek taraflı
• 35 - Folyo kalınlığı 35 mikron
• G - galvanik dirençli folyo

Çoğu elektronik cihazın üretimi için markayı kullanabilirsiniz. SONF-Uçalışma sıcaklığı -60 ila +155 °С arasındadır. İsimdeki tanımlar: C ve F - folyo fiberglas, OH - genel amaçlı, U - brom içeren bir katkı maddesi içerir ve yanmaz plastik sınıfına aittir. Tabana yerleştirilen folyonun kalınlığı 18, 35, 50, 70, 105 mikron aralığında değerlere sahiptir. Folyo fiberglasının kalınlığı şu aralıktadır: 0,5 ila 3 mm.

FR-4 refrakter (Yangın Geciktirici) ithal folyo fiberglas. FR-4, PCB üretimi için açık ara en yaygın malzeme kalitesidir. Yüksek teknoloji ve performans özellikleri Bu malzemenin popülaritesine katkıda bulundu.

FR-4'ün nominal kalınlığı 1,6 mm'dir ve bir tarafı veya her iki tarafı 35 µm bakır folyo ile kaplanmıştır. 1,6 mm kalınlığındaki standart FR-4, sekiz cam elyaf katmanından (“prepreg”) oluşur. Üreticinin logosu genellikle orta katmanda bulunur, rengi bu malzemenin yanıcılık sınıfını yansıtır (kırmızı - UL94-VO, mavi - UL94-HB). Genellikle FR-4 - şeffaf, standart yeşil renk bitmiş PCB'ye uygulanan lehim maskesinin rengine göre belirlenir

• şartlandırma ve geri kazanım sonrasında hacimsel elektrik direnci (Ohm x m): 9,2 x 1013;
• yüzey elektrik direnci (Ohm): 1,4 x1012;
• Galvanik çözeltiye maruz kaldıktan sonra folyonun soyulma mukavemeti (N/mm): 2,2;
• yanıcılık (dikey test yöntemi): sınıf Vo.

Tek taraflı folyo fiberglas CEM-3. CEM-3, FR-4 sınıfı folyo fiberglasa en çok benzeyen, fiyatı %10-15 daha ucuz olan ithal bir malzemedir (Kompozit Epoksi Malzeme). İki dış fiberglas katmanı arasında bir fiberglas tabandır. Kaplama delikleri için uygundur. CEM-3 süt beyazı veya şeffaf malzeme, çok pürüzsüz. Malzemenin delinmesi ve damgalanması kolaydır. Levha üretiminde folyo tektolite ek olarak birçok farklı malzeme kullanılmaktadır.

Getinak'lar

Tek taraflı folyo getinaklar.

Folyo getinax, deliklerin metalleştirilmesi olmadan parçaların tek veya iki taraflı montajı ile normal hava neminde çalışması amaçlanan levhaların üretimi için tasarlanmıştır. Getinax ile fiberglas arasındaki teknolojik fark, üretiminde fiberglas değil kağıt kullanılmasıdır. Malzeme ucuzdur ve kolayca damgalanır. Normal koşullar altında iyi elektriksel performansa sahiptir. Malzemenin dezavantajları vardır: zayıf kimyasal direnç ve zayıf ısı direnci, higroskopiklik.

Yerli folyo getinaks markaları GF-1-35, GF-2-35, GF-1-50 ve GF-2-50%45 - 76 bağıl nemde ve 15 - 35°C sıcaklıkta çalışacak şekilde tasarlanmış olan taban malzemesi kahverengidir. XPC, FR-1, FR-2 - ithal folyo getinakları. Bu malzemeler fenol dolgulu kağıda dayanmaktadır, malzemeler iyi damgalanmıştır.

- FR-3- FR-2'nin modifikasyonu, ancak dolgu maddesi olarak fenolik reçine yerine epoksi reçine kullanılır. Malzeme, delik kaplamasız levhaların üretimi için tasarlanmıştır.

- CEM-1- bir kat cam elyafı ile kağıt bazlı epoksi reçineden (Kompozit Epoksi Malzeme) oluşan bir malzeme. Delik kaplamasız levhaların üretimi için tasarlanan malzeme iyi bir şekilde damgalanmıştır. Genellikle süt beyazı veya süt sarısıdır.

Diğer folyo malzemeleri daha ağır çalışma koşulları için kullanılır ancak fiyatları daha yüksektir. Tabanları, levhaların özelliklerini geliştiren kimyasal bileşikler temelinde yapılır: seramik, aramid, polyester, poliimid reçine, bismaleimid-triazin, siyanat eter, floroplast.

PCB ped kaplamaları

Bakır pedlerin kaplamalarının neler olduğunu düşünün. Çoğu zaman siteler kaplıdır kalay-kurşun alaşımı veya PIC. Lehim yüzeyini uygulama ve tesviye etme yöntemine HAL veya denir. HASL(İngiliz Sıcak Hava Lehim Tesviyesinden - sıcak hava ile lehim tesviyesi). Bu kaplama pedlerin en iyi lehimlenebilirliğini sağlar. Ancak, kural olarak uluslararası direktifin gereklerine uygun daha modern kaplamalarla değiştirilmektedir. RoHS. Bu direktif, ürünlerde kurşun dahil zararlı maddelerin bulunmasının yasaklanmasını gerektirmektedir. RoHS şu ana kadar ülkemiz toprakları için geçerli değil ancak varlığını hatırlamakta fayda var. HASL aksi belirtilmedikçe evrensel olarak uygulanabilir. Daha pürüzsüz bir tahta yüzeyi sağlamak için daldırma (kimyasal) altın kaplama kullanılır (bu özellikle BGA pedleri için önemlidir), ancak lehimlenebilirliği biraz daha düşüktür. Fırında lehimleme HASL ile hemen hemen aynı şekilde gerçekleştirilir, ancak elle lehimleme özel lehimlerin kullanılmasını gerektirir. Organik Kaplama veya OSP, bakır yüzeyini oksidasyondan korur. Dezavantajı ise lehimlenebilirlik tutma süresinin kısa olmasıdır (6 aydan az). Daldırma kalay, sınırlı bir lehim ömrüne sahip olmasına rağmen, pürüzsüz bir yüzey ve iyi lehimlenebilirlik sağlar. Kurşunsuz HAL, kurşun içerenlerle aynı özelliklere sahiptir ancak lehim bileşimi yaklaşık %99,8 kalay ve %0,2 katkı maddelerinden oluşur. Levhanın çalışması sırasında sürtünmeye maruz kalan bıçak konektörlerinin kontakları, daha kalın ve daha sert bir altın tabakasıyla elektrolizle kaplanmıştır. Her iki altın kaplama türü de altının yayılmasını önlemek için nikel bir alt katman kullanır.

Koruyucu ve diğer baskılı devre kartı kaplamaları

Resmi tamamlamak için baskılı devre kartı kaplamalarının işlevsel amacını ve malzemelerini göz önünde bulundurun.

Lehim maskesi - iletkenleri kazara kısa devrelerden ve kirden korumak ve ayrıca cam elyafını lehimleme sırasında termal şoktan korumak için tahta yüzeyine uygulanır. Maske başka herhangi bir fonksiyonel yük taşımaz ve neme, küflenmeye, bozulmaya vb. karşı koruma görevi yapamaz (özel tip maskelerin kullanıldığı durumlar hariç).

İşaretleme - panonun kendisinin ve üzerinde bulunan bileşenlerin tanımlanmasını kolaylaştırmak için panoya maskenin üzerine boya ile uygulanır.

Soyulabilir maske - örneğin lehimlemeye karşı geçici olarak korunması gereken panonun belirli alanlarına uygulanır. Gelecekte, kauçuk benzeri bir bileşik olduğundan ve kolayca soyulduğundan çıkarılması kolaydır.

Karbon temas kaplaması - klavyeler için temas alanları olarak tahtanın belirli yerlerine uygulanır. Kaplama iyi iletkenliğe sahiptir, oksitlenmez ve aşınmaya dayanıklıdır.

Grafit dirençli elemanlar - direnç görevi görmek üzere tahtanın yüzeyine uygulanabilir. Ne yazık ki, nominal değerlerin doğruluğu yüksek değil - daha kesin olarak ±% 20 değil (lazer ayarıyla -% 5'e kadar).

Gümüş kontak atlama telleri - yönlendirme için yeterli alan olmadığında başka bir iletken katman oluşturarak ek iletkenler olarak uygulanabilir. Esas olarak tek katmanlı ve çift taraflı baskılı devre kartlarında kullanılırlar.

Malzemelerin fiziksel ve mekanik özellikleri, belirlenmiş spesifikasyonları karşılamalı ve standart teknik spesifikasyonlara uygun olarak PP'nin yüksek kalitede üretilmesini sağlamalıdır. Devre kartlarının üretimi için lamine plastikler kullanılır - en az% 99,5 bakır saflığı, en az 0,4-0,5 mikron yüzey pürüzlülüğü ile 5, 20, 35, 50, 70 ve 105 mikron kalınlığında elektrolitik bakır folyo ile kaplanmış folyo dielektrikler 500×700 mm boyutlarında ve 0,06–3 mm kalınlığında levhalar halinde tedarik edilen ürünlerdir. Lamine plastikler yüksek kimyasal ve termal dirence sahip olmalı, nem emilimi %0,2-0,8'den fazla olmamalı, 5-20 saniye boyunca termal şoka (260°C) dayanmalıdır. Dielektriklerin 40°C ve %93 bağıl nemde 4 gün boyunca yüzey direnci. en az 10 4 MΩ olmalıdır. Dielektrikin özgül hacim direnci 5·10·11 Ohm·cm'den az değildir. Folyonun tabana yapışma mukavemeti (3 mm genişliğinde şerit) 12 ila 15 MPa arasındadır. Lamine plastiklerde temel olarak, getinak'lar Fenolik reçine ile emprenye edilmiş sıkıştırılmış yalıtım kağıdı katmanları, cam elyafı - epoksifenol reçinesi ile emprenye edilmiş sıkıştırılmış cam elyafı katmanları ve diğer malzemeler (Tablo 2.1).

Tablo 2.1. Levha üretimi için ana malzemeler.

Normal iklim koşullarında tatmin edici elektriksel yalıtım özelliklerine, iyi işlenebilirliğe ve düşük maliyete sahip olan Getinaks, ev tipi REA üretiminde uygulama alanı bulmuştur. Elektronik bilgi işlem ekipmanı, iletişim teknolojisi ve ölçüm ekipmanının bir parçası olarak geniş bir çalışma sıcaklığı aralığına (-60 ... + 180 ° С) sahip zorlu iklim koşullarında çalıştırılan PCB'ler için daha pahalı cam tektolitler kullanılır. Düşük (0,2 - 0,8) geniş bir çalışma sıcaklığı aralığı ile ayırt edilirler. %) su emme, yüksek hacim ve yüzey değerleri, çarpılma direnci. Dezavantajları - termal şoklar sırasında folyoyu soyma, delik açarken reçineyi sarma olasılığı. Güç kaynaklarında kullanılan dielektriklerin (HPF, GPPV, SPNF, STNF) yangına dayanıklılığının arttırılması, bileşimlerine alev geciktiricilerin (örneğin tetrabromodifenilpropan) eklenmesiyle sağlanır.

Folyo dielektriklerin üretimi için, esas olarak elektrolitik bakır folyo kullanılır; bunun bir tarafı, baskılı devrenin doğru şekilde çoğaltılmasını sağlamak için pürüzsüz bir yüzeye (sekizinci saflık sınıfından daha düşük olmayan) sahip olmalı, diğer tarafı ise mikro pürüzlü pürüzlü olmalıdır. Dielektrik malzemeye iyi yapışma için en az 3 mikron yüksekliğinde. Bunu yapmak için folyo, bir sodyum hidroksit çözeltisi içinde elektrokimyasal oksidasyona tabi tutulur. Dielektriklerin folyolanması, 160-180°C sıcaklıkta ve 5-15 MPa basınçta preslenerek gerçekleştirilir.

Seramik malzemeler, 20–700°C sıcaklık aralığında hafifçe değişen yüksek mekanik mukavemet, elektriksel ve geometrik parametrelerin stabilitesi, düşük (%0,2'ye kadar) su emme ve vakumda ısıtıldığında gaz çıkışı ile karakterize edilir. kırılgandır ve maliyeti yüksektir.

Levhaların metal tabanı olarak çelik ve alüminyum kullanılmıştır. Çelik tabanlarda, akım taşıyan bölümlerin izolasyonu, magnezyum, kalsiyum, silikon, bor, alüminyum oksitleri veya bunların karışımlarını, bir bağlayıcıyı (polivinil klorür, polivinil asetat veya metil metakrilat) ve bir plastikleştiriciyi içeren özel emayeler kullanılarak gerçekleştirilir. . Film, silindirler arasında yuvarlanarak ve ardından pişirilerek tabana uygulanır. Alüminyum yüzey üzerinde 10 2 - 10 3 MΩ yalıtım direncine sahip, birkaç on ila yüzlerce mikrometre kalınlığa sahip bir yalıtım katmanı, anodik oksidasyonla elde edilir. Eloksallı alüminyumun ısıl iletkenliği 200 W/(m·K), çeliğinki ise 40 W/(m·K)'dir. Mikrodalga PP'nin temeli olarak polar olmayan (PTFE, polietilen, polipropilen) ve polar (polistiren, polifenilen oksit) polimerler kullanılır. Mikrodalga aralığındaki mikroplakaların ve mikro montajların üretimi için, kararlı elektriksel özelliklere ve geometrik parametrelere sahip seramik malzemeler de kullanılır.

Poliamid film, yüksek çekme mukavemeti, kimyasal direnç, yangına dayanıklılık özelliklerine sahip esnek devre kartlarının üretiminde kullanılır. Sıvı nitrojen sıcaklıklarından silikon-altın ötektik lehimleme sıcaklıklarına (400°C) kadar esnekliğini kaybetmediğinden polimerler arasında en yüksek sıcaklık stabilitesine sahiptir. Ayrıca vakumda düşük gaz çıkışı, radyasyon direnci ve delme sırasında kaplamanın bulunmaması ile karakterize edilir. Dezavantajları - artan su emilimi ve yüksek fiyat.

Şema çiziminin oluşumu.

Metalizasyon ve dağlama işlemlerini gerçekleştirirken gerekli konfigürasyonun bir deseninin veya koruyucu bir kabartmasının çizilmesi gereklidir. Çizim, ince çizgilerin doğru bir şekilde yeniden üretilmesiyle net sınırlara sahip olmalı, aşındırma çözümlerine dayanıklı olmalı, levhaları ve elektrolitleri kirletmemeli ve işlevlerini yerine getirdikten sonra çıkarılması kolay olmalıdır. Basılı bir kablolama modelinin folyo dielektrik üzerine aktarılması, net baskı, ofset baskı ve fotoğraf baskısı yöntemleriyle gerçekleştirilir. Yöntemin seçimi, kartın tasarımına, gerekli montaj doğruluğuna ve yoğunluğuna ve seri üretime bağlıdır.

Izgara yöntemi Kütle için en uygun maliyetli yöntem bir diyagram çizmek ve geniş kapsamlı üretim Minimum iletken genişliğine ve aralarında > 0,5 mm mesafeye sahip panolar, görüntü çoğaltma doğruluğu ± 0,1 mm. Sonuç olarak, tahtaya, gerekli desenin açık ağ hücreleri tarafından oluşturulduğu bir kauçuk spatula (çekçek) ile bir ağ şablonundan zorlayarak, asitlere dayanıklı özel bir boya uygulamaktır (Şekil 2.4).

Şablon yapmak için kullanılır metal örgü 30-50 mikron tel kalınlığına ve 1 cm başına 60-160 iplik dokuma sıklığına sahip paslanmaz çelikten, daha iyi esnekliğe sahip metalize naylon elyaftan, 40 mikron iplik kalınlığına ve 1 cm başına 200 ipliğe kadar dokuma frekansına sahip cm'nin yanı sıra polyester elyaflardan ve kaprondan

Ağların dezavantajlarından biri de tekrar tekrar kullanıldığında esnemeleridir. Paslanmaz çelikten (20 bin baskıya kadar), metalize plastikten (12 bin), polyester elyaftan (10 bine kadar), naylondan (5 bin) yapılan ağlar en büyük dirence sahiptir.

Pirinç. 2.4. Serigrafi baskı prensibi.

1 - silecek; 2 - şablon; 3 - boya; 4 - taban.

Izgara üzerinde bir görüntü, sıvı veya kuru (film) bir fotorezistin açığa çıkarılmasıyla elde edilir, ardından açık (desensiz) ızgara hücreleri oluşturulur. Izgara çerçevesindeki şablon, tahta yüzeyinden 0,5-2 mm'lik bir boşlukla yerleştirilir, böylece ızgara, yalnızca sileceğin ızgaraya bastırıldığı alanda tahta yüzeyine temas eder. Bir silecek, alt tabakaya göre 60-70°'lik bir açıyla yerleştirilmiş, dikdörtgen şeklinde, keskinleştirilmiş bir lastik şerittir.

PP deseni elde etmek için ST 3.5 termoset boyalar kullanılır;

ST 3.12, 60°C sıcaklıktaki bir ısıtma kabininde 40 dakika süreyle veya havada 6 saat süreyle kurutularak tarama sürecini uzatır. 10-15 saniye boyunca ultraviyole kürleme özelliğine sahip fotopolimer bileşimleri EP-918 ve FKP-TZ, teknolojik olarak daha ileri düzeydedir ve bu, proses otomasyonunda belirleyici bir faktördür. Tek bir uygulamayla yeşil kaplama 15-25 mikron kalınlığa sahip olur, çizgi genişliği ve 0,25 mm'ye kadar boşluklarla bir desen üretir, 260 ° C sıcaklıkta POS-61 lehim eriyiğine daldırılmaya karşı dayanıklıdır 10 saniyeye kadar alkol-benzin karışımına 5 dakikaya kadar maruz kalma ve -60 ila +120 °C sıcaklık aralığında termal döngü. Desen çizildikten sonra levha 60 ° C sıcaklıkta 5-8 dakika kurutulur, kalitesi kontrol edilir ve gerekirse rötuş yapılır. Aşındırma veya metalizasyondan sonra koruyucu maskenin çıkarılması,% 5'lik sodyum hidroksit çözeltisi içerisinde 10-20 saniye boyunca kimyasal bir yöntemle gerçekleştirilir.

Sekme. 2.2. Serigrafi ekipmanı.

Serigrafi baskı için, baskı formatı ve üretkenliği bakımından farklılık gösteren yarı otomatik ve otomatik ekipmanlar kullanılır (Tablo 2.2). Chemcut (ABD) ve Resco'dan (İtalya) gelen otomatik serigrafi baskı hatları, levhaların beslenmesi ve takılması, silecek hareketi ve direnç beslemesi için otomatik sistemlere sahiptir. Direnci kurutmak için IR tünel tipi kullanılır.

Ofset baskı Küçük bir şema yelpazesine sahip büyük ölçekli PCB üretimi için kullanılır. Çözünürlük 0,5–1 mm, ortaya çıkan görüntünün doğruluğu ±0,2 mm'dir. Yöntemin özü, devrenin görüntüsünü taşıyan klişede (baskılı iletkenler, kontak pedleri) boyanın yuvarlanmasıdır. Daha sonra kauçuk kaplı ofset rulo ile çıkarılır, yalıtımlı bir tabana aktarılır ve kurutulur. Ofset baskı makinesinin tabanında klişe ve kartonun tabanı arka arkaya yerleştirilmiştir (Şekil 2.5).

Şekil 2.5. Ofset baskı şeması.

1 - ofset silindiri; 2 - klişe; 3 - tahta;

4 - boya uygulamak için silindir; 5 - basınç silindiri.

Baskının doğruluğu ve konturların keskinliği, merdane ile tabanın paralelliği, mürekkebin türü ve kıvamı ile belirlenir. Bir klişe ile sınırsız sayıda baskı yapabilirsiniz. Yöntemin performansı salınım döngüsünün (boya uygulama - transfer) süresi ile sınırlıdır ve saatte 200-300 baskıyı geçmez. Yöntemin dezavantajları: klişe üretim sürecinin süresi, desen desenini değiştirmenin karmaşıklığı, gözeneksiz katmanlar elde etmenin zorluğu, ekipmanın yüksek maliyeti.

Fotoğrafik yöntemçizim, iletkenlerin minimum genişliğini ve aralarındaki mesafeyi 0,01 mm'ye kadar çoğaltma doğruluğu ile 0,1-0,15 mm elde etmenizi sağlar. Ekonomik açıdan bakıldığında, bu yöntem daha az karlıdır, ancak desenin maksimum çözünürlüğünün elde edilmesini sağlar ve bu nedenle küçük ölçekli ve seri üretimde yüksek yoğunluk ve hassasiyete sahip levhaların üretiminde kullanılır. Yöntem, adı verilen ışığa duyarlı bileşimlerin kullanımına dayanmaktadır. fotorezistler sahip olması gerekenler: yüksek hassasiyet; yüksek çözünürlük; tüm yüzey üzerinde tekdüze, tahta malzemesine yüksek yapışma özelliğine sahip gözeneksiz katman; kimyasal etkilere karşı direnç; hazırlık kolaylığı, güvenilirlik ve kullanım güvenliği.

Fotorezistler negatif ve pozitif olarak ikiye ayrılır. Negatif fotodirenç radyasyonun etkisi altında fotopolimerizasyon ve sertleşme sonucu kabartmanın koruyucu alanlarını oluştururlar. Aydınlatılan alanlar çözünmeyi bırakır ve alt tabakanın yüzeyinde kalır. Pozitif fotorezistler fotoğraf maskesinin desenini değişiklik yapmadan aktarın. Işıkla işleme sırasında açıkta kalan alanlar yok edilir ve yıkanır.

Negatif bir fotodirenç kullanırken bir devre modeli elde etmek için, pozlama negatif, pozitif - pozitif yoluyla yapılır. Pozitif fotorezistler daha yüksek bir çözünürlüğe sahiptir ve bu, ışığa duyarlı katman tarafından radyasyonun emilmesindeki farklılıklarla açıklanmaktadır. Katmanın çözünürlüğü, şablonun opak elemanının kenarındaki ışığın kırınımlı bükülmesinden ve ışığın alt tabakadan yansımasından etkilenir (Şekil 2.6, A).

Şekil 2.6. Işığa duyarlı katmanın açığa çıkması:

a - maruz kalma; b – negatif fotodirenç; (c) pozitif fotodirenç;

1 - kırınım; 2 - saçılma; 3 - yansıma; 4 - şablon; 5 - diren; 6 - alt tabaka.

Negatif bir fotodirençte, şablon dirence sıkıca bastırıldığı için kırınım önemli bir rol oynamaz, ancak yansımanın bir sonucu olarak koruyucu alanların çevresinde çözünürlüğü azaltan bir hale belirir (Şekil 2.6, B). Pozitif direnç katmanında, kırınım etkisi altında, fotoğraf maskesinin opak alanlarının altındaki direncin yalnızca üst bölgesi yok edilecek ve geliştirme sırasında yıkanacak, bunun da üzerinde çok az etkisi olacak. koruyucu özellikler katman. Alt tabakadan yansıyan ışık, bitişik alanın bir miktar tahrip olmasına neden olabilir, ancak geliştirici bu alanı yıkamaz, çünkü yapışkan kuvvetlerin etkisi altında katman aşağı inerek yine görüntünün net bir kenarını oluşturur. hale (Şekil 2.6, V).

Şu anda endüstride sıvı ve kuru (film) fotorezistler kullanılmaktadır. Sıvı fotorezistler- sentetik polimerlerin, özellikle polivinil alkolün (PVA) koloidal çözeltileri. Her zincir bağlantısında OH hidroksil grubunun varlığı, polivinil alkolün yüksek higroskopisitesini ve polaritesini belirler. Sulu bir PVA çözeltisine amonyum dikromat eklendiğinde, ikincisi "hassaslaşır". PVA bazlı fotorezist, iş parçasının daldırılması, sulanması ve ardından santrifüjleme yoluyla levhanın önceden hazırlanmış yüzeyine uygulanır. Daha sonra fotorezist katmanları hava sirkülasyonlu bir fırında 40°С sıcaklıkta 30-40 dakika kurutulur. Maruz kaldıktan sonra fotorezist ılık suda geliştirilir. PVA bazlı fotorezistin kimyasal direncini arttırmak için, PP modelinin bir kromik anhidrit çözeltisi içinde kimyasal tabaklaması kullanılır, ardından 120°C sıcaklıkta 45-50 dakika süreyle termal tabaklama yapılır. Fotorezistin bronzlaşması (çıkarılması) bir çözelti içinde 3-6 saniye boyunca gerçekleştirilir. sonraki kompozisyon:

– 200–250 g/l oksalik asit,

– 50–80 g/l sodyum klorür,

- 20 °C sıcaklıkta 1000 ml'ye kadar su.

PVA bazlı fotorezistin avantajları, düşük toksisite ve yangın tehlikesi, su ile geliştirilmesidir. Dezavantajları arasında koyu bronzlaşmanın etkisi (bu nedenle fotorezist uygulanan iş parçalarının raf ömrü 3-6 saati geçmemelidir), düşük asit ve alkali direnci, bir desen elde etme sürecini otomatikleştirmenin zorluğu, bir desen hazırlamanın karmaşıklığı yer alır. fotodirenç ve düşük hassasiyet.

Sıvı fotorezistlerin özelliklerinin iyileştirilmesi (bronzlaşmanın ortadan kaldırılması, asit direncinin arttırılması), sinamata dayalı bir fotorezistte elde edilir. Bu tip fotorezistin ışığa duyarlı bileşeni, polivinil alkol ve sinnamik asit klorürün reaksiyon ürünü olan polivinil sinamattır (PVC). Çözme gücü yaklaşık 500 satır/mm'dir, geliştirme organik çözücüler - trikloroetan, toluen, klorobenzen - içinde gerçekleştirilir. PVC fotorezistin geliştirilmesi ve çıkarılması sürecini yoğunlaştırmak için ultrasonik titreşimler kullanılır. Ultrasonik alandaki difüzyon, akustik mikro akışlar nedeniyle büyük ölçüde hızlanır ve ortaya çıkan kavitasyon kabarcıkları, çökerken fotorezistin bölümlerini tahtadan koparır. Geliştirme süresi, geleneksel teknolojiyle karşılaştırıldığında 10 saniyeye, yani 5-8 kata kadar azalır. PVC fotorezistin dezavantajları arasında yüksek maliyeti, toksik kullanımı sayılabilir. organik çözücüler. Bu nedenle, PVC dirençler PCB üretiminde geniş bir uygulama alanı bulmamıştır, ancak esas olarak IC üretiminde kullanılmaktadır.

Diazo bileşiklerine dayanan fotorezistler çoğunlukla pozitif olanlar olarak kullanılır. Diazo bileşiklerinin ışığa duyarlılığı, içlerinde iki nitrojen atomu N2'den oluşan grupların varlığından kaynaklanmaktadır (Şekil 2.7).

Şekil 2.7. Diazo bileşiklerinin yapısındaki moleküler bağlar.

Fotorezist katmanın kurutulması iki aşamada gerçekleştirilir:

– uçucu bileşenlerin buharlaşması için 20°C sıcaklıkta 15–20 dakika;

- 30-40 dakika boyunca 80 ° C sıcaklıkta hava sirkülasyonu olan bir termostatta.

Geliştiriciler trisodyum fosfat, soda, zayıf alkalilerin çözeltileridir. Diazo bileşikleri bazlı fotorezistler FP-383, FN-11, 350–400 satır/mm çözünürlüğe, yüksek kimyasal dirence sahiptir, ancak maliyetleri yüksektir.

Kuru film fotorezistleri Riston kaliteleri ilk olarak 1968 yılında Du Pont (ABD) tarafından geliştirilmiş olup 18 µm (kırmızı), 45 µm (mavi) ve 72 µm (yakut) kalınlığa sahiptir. SPF-2 markasının kuru film fotorezisti, 1975'ten beri 20, 40 ve 60 mikron kalınlığında üretilmekte olup, polimetil metakrilat bazlı bir polimerdir. 2 (Şekil 2.8), polietilen arasında yer alır 3 ve her biri 25 mikron kalınlığında lavsan/filmler.

Şekil 2.8. Kuru fotorezistin yapısı.

BDT'de yayınlandı aşağıdaki türler kuru film fotorezistleri:

- organik maddelerde kendini gösterir - SPF-2, SPF-AS-1, SRF-P;

- su alkalin - SPF-VShch2, TFPK;

- artan güvenilirlik - SPF-PNSCH;

- koruyucu - SPF-Z-VShch.

PCB tabanının yüzeyine tırtıllamadan önce, polietilen koruyucu film çıkarılır ve levhaya rulo yöntemiyle (kaplama, laminasyon) kuru fotorezist uygulanır ve 100°C'ye kadar 1 m/dakikaya kadar bir hızda ısıtılır. laminatör adı verilen özel bir cihaz. Kuru direnç etkisi altında polimerleşir morötesi radyasyon spektral duyarlılığının maksimumu 350 nm civarındadır, bu nedenle maruz kalma için cıva lambaları kullanılır. Geliştirme, jet tipi makinelerde metil klorür, dimetilformamid çözeltilerinde gerçekleştirilir.

SPF-2, özellikleri bakımından Riston fotorezistine benzer bir kuru film fotorezisttir, hem asidik hem de alkali ortamda işlenebilmektedir ve DPP üretiminin tüm yöntemlerinde kullanılmaktadır. Kullanırken geliştirme ekipmanını mühürlemek gerekir. SPF-VShch daha yüksek bir çözünürlüğe (100–150 satır/mm) sahiptir, asidik ortamda stabildir ve alkali çözeltilerde işlenebilmektedir. TFPC fotorezist (polimerizasyon bileşiminde), performansı artıran metakrilik asit içerir. Elektrokaplama öncesinde koruyucu kabartmanın ısıl işlemine tabi tutulmasını gerektirmez. SPF-AS-1, hem asidik hem de alkali ortamlarda stabil olduğundan, hem çıkarma hem de ekleme teknolojilerini kullanarak bir PP modeli elde etmeyi mümkün kılar. Işığa duyarlı tabakanın bakır alt tabakaya yapışmasını arttırmak için bileşime benzotriazol ilave edildi.

Kuru fotorezistin kullanılması, PCB üretim sürecini büyük ölçüde basitleştirir, iyi ürünlerin verimini% 60'tan% 90'a çıkarır. Burada:

– kurutma, tabaklama ve rötuşlama işlemlerinin yanı sıra kirlenme, katmanların dengesizliği hariçtir;

– metalize deliklerin fotorezist sızıntısından korunması sağlanır;

– PCB üretim sürecinin yüksek otomasyonu ve mekanizasyonu ve görüntü kontrolü sağlanır.

Kuru film fotorezist - laminatör uygulamak için kurulum (Şekil 2.9) silindirlerden oluşur 2, ödeyenler 6 ve fotorezistin iş parçalarının, silindirlerin yüzeyine bastırılması 3 Ve 4 koruyucu polietilen filmi çıkarmak için, fotorezist makarası 5, ısıtıcı 1 termostat ile.

Şekil 2.9. Laminatörün şematik diyagramı.

Boş levhanın hareket hızı 0,1 m/s'ye ulaşır, ısıtıcının sıcaklığı (105 ±5) °C'dir. АРСМ 3.289.006 NPO "Raton" (Belarus) kurulumunun tasarımı, ısıtma silindirleri arasındaki boşluğa bakılmaksızın sabit bir baskı kuvveti sağlar. PP ham malzemenin maksimum genişliği 560 mm'dir. Yuvarlanmanın bir özelliği de fotodirenç katmanının altına toz girme riskidir, bu nedenle kurulumun bir muhafaza alanında çalışması gerekir. Haddelenmiş fotorezist film, modelin bozulmasına neden olabilecek ve yapışmayı azaltabilecek tam büzülme işlemlerine maruz bırakılmadan önce en az 30 dakika süreyle tutulur.

Desenin gelişimi, metil kloroformun kimyasal ve mekanik etkilerinin bir sonucu olarak gerçekleştirilir. Arka optimal zaman Tabaklanmamış SPF'nin tamamen ortadan kaldırılması için gerekenden 1,5 kat daha uzun bir süre gerekir. Geliştirme işleminin kalitesi beş faktöre bağlıdır: geliştirme süresi, geliştirme sıcaklığı, haznedeki geliştirici basıncı, geliştirme jelinin kontaminasyonu, son durulama derecesi. Çözünmüş fotorezist geliştiricide biriktikçe gelişme hızı yavaşlar. Geliştirmeden sonra tahta, solvent kalıntıları tamamen giderilinceye kadar su ile yıkanmalıdır. 14–18°C geliştirici sıcaklığında, 0,15 MPa haznelerdeki çözelti basıncında ve 2,2 m/dak konveyör hızında SPF-2 geliştirme işleminin süresi 40–42 saniyedir.

Fotorezistin çıkarılması ve geliştirilmesi, metilen klorürde jet tipi makinelerde (ГГМЗ.254.001, АРСМЗ.249.000) gerçekleştirilir. Güçlü bir solvent olduğundan fotorezisti çıkarma işleminin hızlı bir şekilde (20-30 s) yapılması gerekir. Kurulumlar şunları sağlar: kapalı döngü Solvent kullanımında, levhaların sulanmasının ardından solventler damıtıcıya girer ve daha sonra saf solventler yeniden kullanıma alınır.

Fotorezistin açığa çıkarılması, içindeki fotokimyasal reaksiyonları başlatmayı amaçlamaktadır ve ışık kaynakları (tarama veya sabit) bulunan ve ultraviyole bölgede çalışan kurulumlarda gerçekleştirilir. Fotoğraf maskelerinin tahtaların boşluklarına tam oturması için, vakumun oluşturulduğu çerçeveler kullanılır. 600 × 600 mm yükleme çerçeveleri çalışma alanına sahip pozlama ünitesi SKCI.442152.0001 NPO "Raton", 15 pano / saat verimlilik sağlar. DRSH-1000 cıva lambasıyla maruz kalma süresi 1–5 dakika. Maruz kaldıktan sonra karanlık fotokimyasal reaksiyonu tamamlamak için Mylar koruyucu filmi çıkarmadan önce oda sıcaklığında 30 dakika tutmak gerekir.

Kuru fotorezistin dezavantajları, cam-seramik yüzeyler için kabul edilemez olan tırtıllama sırasında mekanik kuvvet uygulama ihtiyacı, katı ve sıvı atıkların imhası sorunudur. Her 1000 m 2 malzeme için 40 kg'a kadar katı ve 21 kg'a kadar sıvı atık üretilmekte olup bunların bertarafı çevre sorunu oluşturmaktadır.

Hem ızgara grafiği hem de fotokimyasal yöntemle yalıtkan bir taban üzerinde iletken bir desen elde etmek için, fotoğraf plakaları veya film üzerinde 1: 1 ölçeğinde bir desenin grafik görüntüsü olan foto maskelerin kullanılması gerekir. Fotomasklar, iletken bölümler bantlar üzerine oluşturulduğunda pozitif bir görüntüde, boşluklardan bakırın aşındırılmasıyla iletken bölümler elde edildiğinde ise negatif bir görüntüde yapılır.

Geometrik Doğruluk ve PP modelinin kalitesi öncelikle aşağıdakilere sahip olması gereken fotoğraf maskesinin doğruluğu ve kalitesiyle sağlanır:

- DFE-10 tipi bir yoğunluk ölçerde ölçülen, siyah alanların optik yoğunluğu en az 2,5 birim, şeffaf alanları 0,2 birimden fazla olmayan net ve eşit sınırları olan elemanların kontrastlı siyah beyaz görüntüsü;

– 10–30 µm'yi aşmayan minimum görüntü kusurları (boşluklarda koyu noktalar, siyah alanlarda şeffaf noktalar);

– çizim elemanlarının doğruluğu ±0,025 mm.

Bu gereksinimler büyük ölçüde yüksek kontrastlı fotoğraf plakaları ve filmleri "Mikrat-N" (SSCB), FT-41P (SSCB), RT-100 (Japonya) ve Agfalit (Almanya) tipi fotoğraf plakaları tarafından karşılanmaktadır.

Şu anda, fotoğraf maskeleri elde etmenin iki ana yöntemi kullanılmaktadır: bunları fotoğraf orijinallerinden fotoğraflamak ve program kontrollü koordinatograflar veya bir lazer ışını kullanarak bir fotoğraf filmi üzerine ışık ışınıyla çizmek. Fotoğrafik orijinallerin üretiminde, PP çizimi, emaye üzerine çizim, uygulama yapma veya kesme yoluyla düşük büzülmeli bir malzeme üzerine büyütülmüş ölçekte (10:1, 4:1, 2:1) gerçekleştirilir. Uygulama yöntemi, önceden hazırlanmış standart elemanların şeffaf bir tabana (lavsan, cam vb.) yapıştırılmasını içerir. İlk yöntem, düşük doğruluk ve yüksek iş yoğunluğu ile karakterize edilir, bu nedenle esas olarak devre tahtası prototipleri için kullanılır.

Yüksek yoğunluklu baskılı devre kartları için emaye kesimi kullanılır. Bunu yapmak için, cilalı cam levha opak bir emaye tabakasıyla kaplanır ve diyagram deseni manuel olarak kontrol edilen bir koordinatörde kesilir. Çizim doğruluğu 0,03–0,05 mm.

Yapılan fotoğraf orijinali, PP-12, EM-513, Klimsch (Almanya) tipi fotoreprodüktif baskı kameraları kullanılarak yüksek kontrastlı bir fotoğraf plakası üzerinde gerekli küçültme ile fotoğraflanır ve kontrol edilebilen ve çalışabilen fotoğraf maskeleri elde edilir. Çalışan, tekli ve grup fotoğraf maskelerinin çoğaltılması ve üretimi için, kontrol fotoğraf maskesinin negatif bir kopyasından temaslı yazdırma yöntemi kullanılır. İşlem, АРСМ 3.843.000 çarpan modelinde ±0,02 mm doğrulukla gerçekleştirilir.

Bu yöntemin dezavantajları, yüksek vasıflı emek gerektiren bir fotoğraf orijinali elde etmenin yüksek karmaşıklığı ve zorluktur. üniforma aydınlatma Fotoğraf maskelerinin kalitesini düşüren geniş bir alanın fotoğraf orijinalleri.

PCB modelinin artan karmaşıklığı ve yoğunluğu, iş gücü verimliliğini artırma ihtiyacı, doğrudan fotoğraf filmi üzerinde bir tarama ışını kullanarak fotoğraf maskeleri üretmeye yönelik bir yöntemin geliştirilmesine yol açtı. Işık huzmesiyle fotomask üretimi için program kontrollü koordinatograflar geliştirilmiştir. Panoların makine tasarımına geçişle birlikte, bilgisayardan alınan iletkenlerin koordinatlarını içeren delikli bant, üzerinde fotoğraf maskesinin otomatik olarak gerçekleştirildiği koordinatörün okuyucusuna girildiği için çizim yapma ihtiyacı ortadan kalkar.

Koordinatör (Şekil 2.10) bir vakum masasından oluşur 8, filmin, fotoğraf kafalarının ve kontrol ünitesinin / sabitlendiği yer. Masa, hassas kurşun vidalar yardımıyla karşılıklı iki dik yönde yüksek hassasiyetle hareket eder 9 ve 3, step motorlar tarafından tahrik edilir 2 Ve 10. Fotoğraf kafası aydınlatıcıyı açar 4, odaklama sistemi 5, dairesel açıklık 6 ve fotokapı 7. Diyafram, PP modelinin belirli bir elemanını oluşturan ve step motor miline sabitlenmiş bir dizi deliğe (25-70) sahiptir. Çalışma programına uygun olarak kontrol ünitesinden gelen sinyaller tabla sürücüsünün step motorlarına, diyaframa ve aydınlatıcıya beslenir. Modern koordinat kaydediciler (Tablo 5.4), sabit bir ışık rejimini otomatik olarak koruyan, fotoğraf maskeleri hakkındaki bilgileri bilgisayardan filme 1: 2 ölçeğinde çıkaran sistemlerle donatılmıştır; 1:1; 2:1; 4:1.

Pirinç. 5.10. Koordinatörün şeması.

Baskılı devre kartı(İngilizce baskılı devre kartı, PCB veya baskılı kablolama kartı, PWB) - yüzeyinde ve / veya hacminde bir elektronik devrenin elektriksel olarak iletken devrelerinin oluşturulduğu bir dielektrik plaka. Baskılı devre kartı, çeşitli elektronik bileşenlerin elektriksel ve mekanik bağlantısı için tasarlanmıştır. Baskılı devre kartı üzerindeki elektronik bileşenler, genellikle lehimleme yoluyla iletken desenin elemanlarına uçları ile bağlanır.
Yüzeye montajın aksine, baskılı devre kartı üzerindeki elektriksel olarak iletken desen, tamamen katı bir yalıtım tabanı üzerine yerleştirilmiş folyodan yapılmıştır. Baskılı devre kartı, pim veya düzlemsel bileşenlerin montajı için montaj delikleri ve pedleri içerir. Ayrıca baskılı devre kartlarında, kartın farklı katmanlarında bulunan folyo bölümlerinin elektrik bağlantısı için geçişler bulunur. Dışarıdan, tahta genellikle koruyucu bir kaplama (“lehim maskesi”) ve işaretlerle (tasarım belgelerine göre yardımcı bir şekil ve metin) kaplanır.

Elektriksel olarak iletken bir desene sahip katman sayısına bağlı olarak baskılı devre kartları aşağıdakilere ayrılır:

• tek taraflı (SPP): dielektrik tabakanın bir tarafına yapıştırılmış yalnızca bir folyo tabakası vardır.
• çift ​​taraflı (DPP): iki kat folyo.
• çok katmanlı (MPP): levhanın yalnızca iki tarafını değil aynı zamanda dielektrik malzemenin iç katmanlarını da folyolayın. Çok katmanlı baskılı devre kartları, birkaç tek taraflı veya çift taraflı kartın yapıştırılmasıyla elde edilir.

Tasarlanan cihazların karmaşıklığı ve montaj yoğunluğu arttıkça kartlardaki katman sayısı da artar. Temel malzemenin özelliklerine göre:

• Sert
• Termal olarak iletken
• Esnek

Baskılı devre kartları, amaçları ve özel çalışma koşulları (örneğin, genişletilmiş sıcaklık aralığı) veya uygulama özellikleri (örneğin, yüksek frekanslarda çalışan cihazlar için kartlar) gereksinimleri nedeniyle kendi özelliklerine sahip olabilir.
malzemeler Baskılı devre kartının temeli bir dielektriktir, en sık kullanılan malzemeler fiberglas, getinaklardır. Ayrıca, bir dielektrikle (örneğin anodize edilmiş alüminyum) kaplanmış bir metal taban, baskılı devre kartlarının temelini oluşturabilir, dielektrik üzerine bakır folyo izleri uygulanır. Bu tür baskılı devre kartları, elektronik bileşenlerden ısının verimli bir şekilde uzaklaştırılması için güç elektroniğinde kullanılır. Bu durumda kartın metal tabanı radyatöre tutturulur. Mikrodalga aralığında ve 260 ° C'ye kadar sıcaklıklarda çalışan baskılı devre kartlarının malzemesi olarak cam kumaşla güçlendirilmiş floroplastik (örneğin FAF-4D) ve seramik kullanılır.
Esnek levhalar Kapton gibi poliimid malzemelerden yapılır.

Getinak'lar orta çalışma koşullarında kullanılır.

• Artıları: Ucuz, daha az sondaj, sıcak entegrasyon.
• Dezavantajları: İşleme sırasında tabakalara ayrılabilir, nemi emebilir, dielektrik özelliklerini düşürür ve eğrilmeye neden olur.

Galvanik folyo ile kaplı getinax kullanmak daha iyidir.

Folyo fiberglas- 35-50 mikron kalınlığında cam elyafı ve yapıştırılmış yüzey filmi VF-4R bakır elektrik folyosunun epoksi reçine katmanlarının preslenmesi, emprenye edilmesiyle elde edilir.

• Avantajları: iyi dielektrik özellikler.
• Dezavantajları: 1,5-2 kat pahalıdır.

Tek taraflı ve çift taraflı panolar için kullanılır. Çok katmanlı PCB'ler için ince folyo dielektrikler FDM-1, FDM-2 ve yarı esnek RDME-1 kullanılır. Bu tür malzemelerin temeli, emprenye edici bir epoksi fiberglas tabakasıdır. Elektroteknik folyonun elektroteknik bakırının kalınlığı 35,18 mikrondur. Çok katmanlı PP'nin üretimi için, folyo olmayan bir malzeme olan 0,06-0,08 mm kalınlığında SPT-2 gibi bir yastıklama kumaşı kullanılır.

Üretme PP üretimi toplama veya çıkarma yöntemiyle mümkündür. Katkılı yöntemde, folyosuz bir malzeme üzerinde, malzemeye önceden uygulanan koruyucu bir maske aracılığıyla kimyasal bakır kaplama yapılarak iletken bir desen oluşturulur. Çıkarma yönteminde, folyonun gereksiz bölümleri çıkarılarak folyo malzemesi üzerinde iletken bir desen oluşturulur. Modern endüstride yalnızca çıkarma yöntemi kullanılır.
Tüm PCB üretim süreci dört aşamaya ayrılabilir:

• Boşlukların üretimi (folyo malzemesi).
• İş parçasının istenilen elektriksel ve mekanik görünümü elde edecek şekilde işlenmesi.
• Bileşenlerin montajı.
• Test yapmak.

Çoğu zaman, baskılı devre kartlarının üretimi yalnızca bir iş parçasının (folyo malzemesi) işlenmesi olarak anlaşılmaktadır. Bir folyo malzemenin işlenmesine yönelik tipik bir işlem birkaç aşamadan oluşur: yolların delinmesi, fazla bakır folyonun çıkarılmasıyla bir iletken modelinin elde edilmesi, deliklerin kaplanması, koruyucu kaplamaların ve kalaylamanın uygulanması ve işaretleme. Çok katmanlı baskılı devre kartları için, son panele birkaç boşluktan basılması eklenir.

folyo malzemesi- üzerine bakır folyo yapıştırılmış düz bir dielektrik levha. Kural olarak, fiberglas bir dielektrik olarak kullanılır. Eski veya çok ucuz ekipmanlarda, bazen getinax olarak adlandırılan, kumaş veya kağıt bazında textolite kullanılır. Mikrodalga cihazlarında flor içeren polimerler (floroplastikler) kullanılır. Dielektrik kalınlığı gerekli mekanik ve elektriksel dayanıma göre belirlenir, en yaygın kullanılan kalınlık 1,5 mm'dir. Dielektrik üzerine bir veya her iki taraftan sürekli bir bakır folyo tabakası yapıştırılır. Folyonun kalınlığı, kartın tasarlandığı akımlara göre belirlenir. En yaygın olarak kullanılan folyo 18 ve 35 mikron kalınlığında olup, 70, 105 ve 140 mikron kalınlıkları çok daha az yaygındır. Bu değerler, bakır folyo tabakasının kalınlığının metrekare başına ons (oz) cinsinden hesaplandığı ithal malzemelerdeki standart bakır kalınlıklarına dayanmaktadır. 18 mikron ½ oz'a, 35 mikron ise 1 oz'a karşılık gelir.

Alüminyum baskılı devre kartları Ayrı bir malzeme grubu alüminyum metal baskılı devre kartlarıdır.] İki gruba ayrılabilirler.

• Birinci grup, üzerine bakır folyonun yapıştırıldığı, yüksek kaliteli oksitlenmiş yüzeye sahip alüminyum levha formundaki çözümlerdir. Bu tür levhalar delinemez, bu nedenle genellikle yalnızca tek taraflı yapılırlar. Bu tür folyo malzemelerinin işlenmesi, geleneksel kimyasal çekme teknolojilerine göre gerçekleştirilir. Bazen alüminyum yerine bakır veya çelik kullanılır, ince bir yalıtkan ve folyo ile lamine edilir. Bakır yüksek ısı iletkenliğine sahiptir, paslanmaz çelik levha korozyon direnci sağlar.
• İkinci grup, doğrudan alüminyum tabanda iletken bir desen oluşturulmasını içerir. Bu amaçla alüminyum levha, fotomask tarafından belirlenen iletken bölgelerin modeline göre yalnızca yüzey boyunca değil, aynı zamanda tabanın tüm derinliğine kadar oksitlenir.

İletken çiziminin elde edilmesi Levhaların üretiminde gerekli iletken deseni ve bunların kombinasyonlarını yeniden üretmek için kimyasal, elektrolitik veya mekanik yöntemler kullanılır.

Baskılı devre kartlarını bitmiş folyo malzemeden üretmenin kimyasal yöntemi iki ana aşamadan oluşur: folyoya koruyucu bir katman uygulanması ve korunmasız alanların kimyasal yöntemlerle aşındırılması. Endüstride koruyucu katman, ultraviyole duyarlı bir fotorezist, bir fotomask ve bir UV ışık kaynağı kullanılarak fotolitografi yoluyla uygulanır. Fotorezist, folyonun bakırını tamamen kaplar, ardından fotomasktan gelen iz deseni, aydınlatma yoluyla fotoreziste aktarılır. Açıkta kalan fotorezist yıkanarak bakır folyo aşındırma için açığa çıkarılırken, açıkta kalmayan fotorezist folyoya sabitlenerek onu aşındırmaya karşı korur.

Fotorezist sıvı veya film olabilir. Sıvı fotorezist, uygulama teknolojisine uymamaya duyarlı olduğundan endüstriyel koşullarda uygulanır. Film fotorezist el yapımı tahtalar için popülerdir, ancak daha pahalıdır. Fotomask, üzerine iz deseni basılmış, UV'ye karşı şeffaf bir malzemedir. Maruz kaldıktan sonra fotorezist, geleneksel bir fotokimyasal işlemde olduğu gibi geliştirilir ve sabitlenir. İÇİNDE amatör terimler vernik veya boya formunda koruyucu bir tabaka serigrafi veya elle uygulanabilir. Folyo üzerinde gravür maskesi oluşturmak için radyo amatörleri, lazer yazıcıda basılan görüntüden toner transferini kullanır ("lazer ütüleme teknolojisi"). Folyo aşındırma, bakırın çözünür bileşiklere dönüştürülmesinin kimyasal işlemidir. Korunmasız folyo, çoğunlukla bir ferrik klorür çözeltisine veya kromik anhidrit bazlı klorit bazlı bakır sülfat, amonyum persülfat, amonyak bakır klorür, amonyak bakır sülfat gibi diğer kimyasalların bir çözeltisine kazınır. Ferrik klorür kullanıldığında, levhanın dağlama işlemi şu şekilde ilerler: FeCl3+Cu → FeCl2+CuCl. Tipik çözelti konsantrasyonu 400 g/l, sıcaklık 35°C'ye kadar. Amonyum persülfat kullanıldığında levhanın dağlama işlemi şu şekilde ilerler: (NH4)2S2O8+Cu → (NH4)2SO4+CuSO4 Dağlamanın ardından koruyucu desen folyodan yıkanır.

Mekanik üretim yöntemi, folyo tabakasının belirli alanlardan mekanik olarak çıkarılması için freze ve gravür makinelerinin veya diğer aletlerin kullanılmasını içerir.

Yakın zamana kadar, en yaygın yüksek güçlü CO gaz lazerlerinin dalga boyunda bakırın iyi yansıtıcı özellikleri nedeniyle baskılı devre kartlarının lazerle kazınması yaygın değildi. Lazer mühendisliği alanındaki ilerlemeye bağlı olarak, lazere dayalı endüstriyel prototipleme olanakları artık ortaya çıkmaya başlamıştır.

Delik kaplama Geçiş ve montaj delikleri mekanik olarak delinebilir, zımbalanabilir (getinak gibi yumuşak malzemelerde) veya lazerle (çok ince kanallar) yapılabilir. Delik kaplama genellikle kimyasal veya mekanik olarak yapılır.
Deliklerin mekanik kaplanması özel perçinler, lehimli tellerle veya deliğin iletken tutkalla doldurulmasıyla gerçekleştirilir. Mekanik yöntemin üretimi pahalıdır ve bu nedenle genellikle son derece güvenilir parça çözümlerinde, özel yüksek akım ekipmanlarında veya amatör radyo koşullarında son derece nadiren kullanılır.
Kimyasal metalizasyon sırasında, önce boş folyoya delikler açılır, ardından metalleştirilir ve ancak daha sonra bir baskı deseni elde etmek için folyo kazınır. Delik kaplama - çok aşamalı zor süreç Reaktiflerin kalitesine ve teknolojiye uygunluğuna duyarlıdır. Bu nedenle amatör radyo koşullarında pratik olarak kullanılmaz. Basitleştirilmiş olarak aşağıdaki adımlardan oluşur:

• Deliğin dielektrik duvarları üzerinde iletken bir alt tabakanın birikmesi. Bu ped çok incedir ve dayanıklı değildir. Paladyum klorür gibi kararsız bileşiklerden kimyasal metal biriktirme yoluyla uygulanır.
• Bakır, elde edilen baz üzerine elektrolitik veya kimyasal olarak biriktirilir.

Üretim döngüsünün sonunda, oldukça kırılgan biriken bakırı korumak için ya sıcak kalaylama uygulanır ya da delik vernik (lehim maskesi) ile korunur. Kalaysız düşük kaliteli vialler en yaygın olanlardan biridir. yaygın sebepler elektronik ekipmanın arızalanması.

Çok katmanlı kartlar (2'den fazla metalizasyon katmanına sahip), iki veya tek katmanlı ince baskılı devre kartlarından oluşan bir yığından birleştirilir. geleneksel yol(Paketin dış katmanları hariç - bunlar hala sağlam folyoyla bırakılmıştır). Özel contalarla (prepregler) "sandviç" olarak monte edilirler. Daha sonra fırında presleme, viyajların delinmesi ve kaplanması gerçekleştirilir. Son olarak dış katmanların folyosu kazınır.
Bu tür levhalarda preslemeden önce delikler açılabilir. Delikler preslenmeden önce yapılırsa, kör delik denilen (sandviçin yalnızca bir katmanında bir delik olduğunda) tahtalar elde etmek mümkündür, bu da düzeni sıkıştırmayı mümkün kılar.

Aşağıdaki gibi kapaklar:

• Koruyucu ve dekoratif vernik kaplamalar ("lehim maskesi"). Genellikle karakteristik bir yeşil renge sahiptir. Lehim maskesi seçerken bazılarının opak olduğunu ve altındaki iletkenleri göremediğinizi unutmayın.
• Dekoratif ve bilgilendirici kaplamalar (işaretleme). Genellikle serigrafi baskıyla, daha az sıklıkla mürekkep püskürtmeli veya lazerle uygulanır.
• İletkenlerin kalaylanması. Bakır yüzeyini korur, iletken kalınlığını arttırır, bileşenlerin montajını kolaylaştırır. Genellikle lehim banyosuna veya lehim dalgasına daldırılarak yapılır. Ana dezavantaj, yüksek yoğunluklu bileşenlerin montajını zorlaştıran kaplamanın önemli kalınlığıdır. Kalınlığı azaltmak için kalaylama sırasında fazla lehim bir hava akımıyla üflenir.
• İletken folyoların inert metallerle (altın, gümüş, paladyum, kalay vb.) kimyasal, daldırma veya galvanik kaplanması. Bu tür kaplamaların bazı türleri bakır aşındırma aşamasından önce uygulanır.
• Konektörlerin ve membran tuş takımlarının temas özelliklerini iyileştirmek veya ek bir iletken katmanı oluşturmak için iletken verniklerle kaplama.

Baskılı devre kartlarını monte ettikten sonra hem kartı hem de lehimlemeyi ve bileşenleri koruyan ek koruyucu kaplamalar uygulamak mümkündür.
Mekanik restorasyon Birçok bireysel pano genellikle tek bir boş sayfaya yerleştirilir. Boş bir folyoyu tek bir levha olarak işleme sürecinin tamamını gerçekleştirirler ve yalnızca sonunda ayrılmaya hazırlanırlar. Levhalar dikdörtgen ise, o zaman tahtaların daha sonra kırılmasını kolaylaştıran (İngilizce yazıdan çiziklere kadar) geçişsiz oluklar frezelenir. Levhalar karmaşık bir şekle sahipse, tahtaların parçalanmaması için dar köprüler bırakarak tam frezeleme yapılır. Kaplamasız levhalar için bazen frezeleme yerine küçük adımlı bir dizi delik açılır. Montaj (kaplamasız) deliklerinin delinmesi de bu aşamada gerçekleşir.