Baskılı devre kartı (İngilizce PCB - baskılı devre kartı)- üzerinde oluşturulmuş dielektrikten yapılmış bir plaka (genellikle baskı yöntemiyle) en az bir elektriksel olarak iletken devre ( elektronik devre). Baskılı devre kartı çeşitli cihazların elektriksel ve mekanik bağlantısı için tasarlanmıştır. elektronik parçalar veya bireysel elektronik bileşenlerin bağlantıları. Baskılı devre kartı üzerindeki elektronik bileşenler, pinlerinden iletken desenli elemanlara, genellikle lehimleme, sarma, perçinleme veya presleme yoluyla bağlanır ve bu, bir elektronik modülün (veya monte edilmiş baskılı devre kartının) monte edilmesiyle sonuçlanır.

Kurul türleri

Elektriksel olarak iletken bir desene sahip katman sayısına bağlı olarak baskılı devre kartları tek taraflı, çift taraflı ve çok katmanlı olarak ayrılır.
Farklı Duvara monte Baskılı devre kartı üzerindeki elektriksel olarak iletken desen, toplama veya çıkarma yöntemi kullanılarak folyodan yapılır. Katkı yönteminde, folyo olmayan bir 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 bölümleri çıkarılarak folyo malzemesi üzerinde iletken bir desen oluşturulur.

Baskılı devre kartı genellikle ek olarak koruyucu bir kaplama ile kaplanabilen montaj delikleri ve pedleri içerir: kalay-kurşun alaşımı, kalay, altın, gümüş, organik koruyucu kaplama. Ayrıca, baskılı devre kartı pano katmanlarının elektrik bağlantısı için yollar, harici bir yalıtım kaplaması vardır (“ koruyucu maske") yalıtım katmanıyla temas için kullanılmayan levha yüzeyini kaplayan işaretleme genellikle serigrafi baskı kullanılarak, daha az sıklıkla mürekkep püskürtmeli veya lazerle uygulanır.

Baskılı devre kartı türleri

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

Esneklik açısından:
-Zor
-Esnek

Kurulum teknolojisine göre:
-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 yaygın kullanılan malzemeler textolite, fiberglas ve getinax'tır.
Ayrıca baskılı devre kartlarının temeli şunlar olabilir: metal temel Bir dielektrik (örneğin anodize alüminyum) ile kaplanmış rayların bakır folyosu dielektrik üzerine 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 kartları için kullanılan malzeme, cam kumaş (örneğin FAF-4D) ve seramikle güçlendirilmiş floroplastiktir. Esnek panolar Kapton gibi poliimid malzemelerden yapılmıştır.

FR-4

NEMA sınıflandırmasına (Ulusal Elektrik Üreticileri Birliği, ABD) 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, bağlayıcı olarak epoksi reçineli (cam elyafı) cam elyafına dayalı bir malzemedir. 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. En yaygın ve yaygın olarak kullanılan tip, aynı zamanda FR-4 arasında en ucuz olanıdır;

Yüksek camsı geçiş sıcaklığına sahip olan Tg ~170°C-180°C;
-halojensiz;
-standartlaştırılmış bir 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 sınıflandırmasına göre CEM-3 malzeme ailesi. Cam elyafı-epoksi kompozit malzeme tipik olarak süt beyazı veya berraktır. Aralarına dokunmamış cam elyafın (fiberglas keçe) yerleştirildiği iki dış cam elyaf katmanından oluşur. Metalize fiber levha üretiminde yaygın olarak kullanılır. Özellikleri 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.
Özelliklerine ve uygulama kapsamına bağlı olarak CEM-3 aşağıdaki alt sınıflara ayrılır:
-standart, UV engellemeli veya engellemesiz;

CEM-1

NEMA sınıflandırmasına göre 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. Deliklerin metalizasyon işlemiyle uyumlu değildir, bu nedenle yalnızca OPP üretimi için kullanılırlar. Dielektrik özellikleri FR-4'e yakındır, Mekanik özellikler biraz daha kötü. CEM-1, maliyetin belirleyici bir faktör 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;
-standartlaştırılmış bir izleme indeksi ile, CTI ≥600
- Arttırılmış boyutsal stabilite ile neme dayanıklı

FR-1/FR-2

NEMA sınıflandırmasına göre 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 reçinenin kullanılmasıyla farklılık gösterir. FR-1 ve FR-2'nin benzer özellikleri ve uygulamaları nedeniyle çoğu malzeme üreticisi bu malzemelerden yalnızca birini, genellikle FR-2'yi üretir. Mükemmel mekanik işleme (frezeleme, damgalama). Ucuz. Yanıcılık sınıfı UL94-V0 veya V1.
Aşağıdaki alt sınıflara ayrılmıştır:
-standart;
-halojen içermez, fosfor ve antimon içermez, toksik değildir;
-neme dayanıklı

PCB Kaplamaları

Baskılı devre kartlarının depolamadan sonra lehimlenebilirliğini korumak, elektronik bileşenlerin güvenilir kurulumunu sağlamak ve çalışma sırasında lehimli veya kaynaklı bağlantıların özelliklerini korumak için, baskılı devre kartının kontak pedlerinin bakır yüzeyinin lehimlenebilir bir yüzeyle korunması gerekir. kaplama, sözde bitirme kaplaması. Baskılı devre kartlarınızın üretiminde bunlardan birini veya birkaçını aynı anda en iyi şekilde seçmenize olanak tanıyan geniş bir son kat kaplama yelpazesi sunuyoruz.

HAL veya HASL (İngilizce Sıcak Hava Tesviyesi veya Sıcak Hava Lehim Tesviyesi - sıcak hava tesviyesi) kalay-kurşun alaşımı (Sn/Pb), örneğin OS61, OS63 bazlı lehimler kullanarak ve bir hava bıçağıyla tesviye ederek. İmalatın son aşamasında, önceden oluşturulmuş bir baskılı devre kartına, bir eriyik banyosuna daldırılarak uygulanan bir lehim maskesi ile uygulanır ve daha sonra bir hava bıçağı kullanılarak fazla lehimin tesviye edilmesi ve çıkarılması sağlanır. Bu kaplama şu an En yaygın olanı, klasik olanıdır, en ünlüsüdür ve uzun süredir kullanılmaktadır. Daha sonra bile mükemmel PCB lehimlenebilirliği 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 - Avrupa Birliği'nde RoHS direktifi (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması Direktifleri) tarafından kullanılması yasaklanmış en zehirli metallerden biri ve ayrıca HAL kaplamanın, mikro devreleri monte etmek için temas pedlerinin düzlük koşullarını karşılamaması gerçeği çok yüksek düzeyde entegrasyon. Kaplama, kristallerin bir karta (COB - Chip on board) yapıştırılması ve uç kontaklara (lameller) uygulanması teknolojisine uygun değildir.

HAL kurşunsuz - HAL kaplama seçeneği, ancak kurşunsuz lehimler kullanılıyor, örneğin Sn100, Sn96.5/Ag3/Cu0.5, SnCuNi, SnAgNi. Kaplama, RoHS gerekliliklerine tamamen uygundur ve çok iyi bir güvenlik ve lehimlenebilirliğe sahiptir. Bu son kat daha fazla uygulandı Yüksek sıcaklık Baskılı devre kartının ve elektronik bileşenlerin temel malzemesine daha yüksek sıcaklık gereksinimleri uygulayan PIC tabanlı HAL'den daha fazla. Kaplama, hem kurşunsuz lehimlerin (en çok tavsiye edilen) hem de kalay-kurşun lehimlerin kullanıldığı tüm montaj ve lehimleme yöntemleriyle uyumludur, ancak dikkatli bir dikkat gerektirir. sıcaklık koşulları erzak. Sn/Pb bazlı HAL ile karşılaştırıldığında bu kaplama, kurşunsuz lehimlerin maliyetinin yüksek olması ve enerji tüketiminin yüksek olması nedeniyle daha pahalıdır.

HAL kaplamanın ana sorunu , kaplamanın kalınlığında önemli bir eşitsizliktir. Sorun özellikle 0,5 mm veya daha az pin aralığına sahip QFP'ler ve 0,8 mm veya daha az pin aralığına sahip BGA'lar gibi küçük pin aralığına sahip bileşenler için ciddidir. Kaplamanın kalınlığı, temas pedinin geometrik boyutlarına ve hava bıçağının eşit olmayan darbesine bağlı olarak 0,5 mikrondan 40 mikrona kadar değişebilir. Ayrıca HASL uygulandığında termal şok sonucu baskılı devre kartının bükülme/burulma şeklinde bükülmesi mümkündür. Bu özellikle kalın 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 mikron, Au 0,05-0,1 mikron. Lehim maskesindeki pencerelerden kimyasal olarak uygulanır. Düz pedler, iyi lehimlenebilirlik, pedlerin yüksek yüzey iletkenliği ve uzun raf ömrü sağlayan, yaygın olarak bulunabilen kurşunsuz bir kaplama. İnce adımlı bileşenler ve devre içi testler için idealdir. Kaplama RoHS gerekliliklerine tamamen uygundur. Tüm montaj ve lehimleme yöntemleriyle uyumludur. HASL'a göre daha pahalıdır.

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

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

Daldırma kalay - kimyasal kaplama RoHS gereksinimlerini karşılıyor ve baskılı devre kartlarının yüksek düzlüğünü sağlıyor. 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, doğru şekilde saklandığı takdirde bir yıl veya daha uzun süre dayanır). İyi lehimlenebilirliğin bu kadar uzun süre korunması, temas pedlerinin 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 korur ve oldukça uzun bir depolama süresinden sonra bile birkaç yeniden lehimleme olasılığını korur.

OSP (İngilizce Organik Lehimlenebilirlik Koruyucularından) - doğrudan bakır pedlere uygulanan ve depolama ve lehimleme sırasında bakır yüzeyinin oksidasyondan korunmasını sağlayan bir grup organik son kat kaplama. Bileşen aralıkları azaldıkça gerekli düzlüğü sağlayan kaplamalara ve özellikle OSP'ye olan ilgi sürekli artıyor. Son zamanlarda OSP kaplamaları hızla ilerlemektedir; geçişler (günler) arasında oldukça uzun zaman aralıkları olsa bile, bakır oksidasyonu olmadan çok geçişli lehimleme sağlayan kaplama çeşitleri ortaya çıkmıştır. Yaklaşık 0,01 mikronluk ince bir kaplama ile 0,2 - 0,5 mikron veya daha fazla nispeten kalın bir kaplama arasında bir ayrım yapılır. İki veya çok geçişli lehimlemeyi sağlamak için kalın bir kaplama seçin. OSP düz yüzeyli pedler sağlar, kurşunsuzdur ve RoHS uyumludur ve uygun şekilde saklanıp kullanıldığında çok güvenilir bir lehim bağlantısı sağlar. İnce OSP kaplama HAL'den daha ucuzdur. Kalın - neredeyse HAL kadar.

Ancak OSP, yeniden akıtma işlemi sırasında bakır pedin uçlarının lehimle kaplanmasını garanti etmez. Yüzeydeki lehim akışı HASL kaplamaya göre daha kötüdür. Bu nedenle macunu uygularken şablondaki deliklerin temas pediyle aynı boyutta yapılması gerekir. Aksi takdirde, pedin tüm yüzeyi lehimle kaplanmayacaktır (bu kusur yalnızca kozmetik olmasına rağmen bağlantının güvenilirliği çok iyi kalır). Lehimle kaplanmayan bakır yüzey zamanla oksitlenerek onarımları olumsuz yönde etkileyebilir. Dalga lehimleme sırasında metalize deliklerin ıslatılması 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 depolama süresi, terpen solventlerle uyumsuzluk, devre içi ve fonksiyonel testler sırasında test edilebilirlik üzerindeki sınırlamalar (bu durum, test noktalarına lehim pastası uygulanarak kısmen çözülür). OSP'yi seçtiyseniz Enthone'un ENTEK kaplamalarını (ENTEK PLUS, ENTEK PLUS HT) kullanmanızı öneririz çünkü bunlar ıslanabilirlik, bağlantı güvenilirliği ve çoklu geçişin en iyi kombinasyonunu sağlar.

Gelişim

1-2 katmanlı bir tahta için tipik bir geliştirme sürecine bakalım.
-Boyutların belirlenmesi (bir devre tahtası için önemli değildir).
-Bir dizi standart malzeme arasından tahta malzemesi kalınlığı seçimi:
-En çok kullanılan malzeme 1,55 mm kalınlığındadır.
-Panonun boyutlarının (kenarlarının) BOARD katmanında CAD programında çizilmesi.
-Büyük radyo bileşenlerinin konumu: konektörler vb. Bu genellikle Üst tabaka(TEPE):
-Her bileşenin çizimlerinin, pimlerin konumu ve sayısının vb. önceden belirlendiği (veya hazır bileşen kitaplıklarının kullanıldığı) varsayılmaktadır.
Kalan bileşenleri üst katmana veya daha az yaygın olarak, 2 taraflı kartlar için her iki katmana "dağıtmak".
-İzleyiciyi başlat. Sonuç tatmin edici değilse bileşenler yeniden konumlandırılır. Bu iki adım genellikle arka arkaya onlarca veya yüzlerce kez gerçekleştirilir.
Bazı durumlarda baskılı devre kartlarının takibi (izlerin çizilmesi) tamamen veya kısmen manuel olarak yapılır.
-Kartın hatalara karşı kontrol edilmesi (DRC, Tasarım Kuralları Kontrolü): boşlukların, kısa devrelerin, örtüşen bileşenlerin vb. kontrol edilmesi.
-Dosyayı Gerber gibi PCB üreticisi tarafından kabul edilen bir formata aktarın.

Üretme

Baskılı devre kartlarının imalatı genellikle bir iş parçasının (folyo malzemesi) işlenmesini ifade eder. Tipik bir işlem birkaç aşamadan oluşur: yolların delinmesi, fazla bakır folyonun çıkarılmasıyla bir iletken modelinin elde edilmesi, deliklerin kaplanması, Koruyucu kaplamalar ve kalaylama, işaretleme.

Tel deseni elde etme

Devre kartlarının imalatında gerekli iletken deseni ve bunların kombinasyonlarını yeniden üretmek için kimyasal, elektrolitik veya mekanik yöntemler kullanılır.

Kimyasal yöntem

Baskılı devre kartlarının bitmiş folyo malzemeden üretilmesine yönelik kimyasal yöntem iki ana aşamadan oluşur: folyoya koruyucu bir katman uygulanması ve korunmasız alanların aşındırılması kimyasal yöntemler.

Endüstride koruyucu katman, ultraviyole duyarlı bir fotorezist, bir fotomask ve bir ultraviyole ışık kaynağı kullanılarak fotokimyasal olarak uygulanır. Fotorezist sıvı veya film olabilir. Sıvı fotorezist, uygulama teknolojisine uyulmamasına karşı hassas olduğundan endüstriyel koşullarda uygulanır. Film fotorezisti el yapımı devre kartları için popülerdir. Fotomask, üzerine iz deseni basılmış, UV'ye karşı şeffaf bir malzemedir. Pozlamanın ardından fotorezist, geleneksel fotoğraf işleminde olduğu gibi geliştirilir ve kürlenir.

Vernik veya boya formunda koruyucu bir katman serigrafi veya manuel olarak uygulanabilir. Folyo üzerinde gravür maskesi oluşturmak için radyo amatörleri, lazer yazıcıda basılan bir görüntüden toner transferini kullanır (“lazer-demir teknolojisi”).

Korumasız folyo daha sonra ferrik klorür veya (çok daha az yaygın olarak) bakır sülfat gibi diğer kimyasalların bir çözeltisine kazınır. Aşındırmadan sonra koruyucu desen folyodan yıkanır.

Mekanik yöntem

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

Olası kaplamalar şunları içerir:
-Koruyucu vernik kaplamalar (“lehim maskesi”).
- Kalaylama.
- Temas özelliklerini iyileştirmek için folyonun inert metallerle (altın kaplama, paladizasyon) ve iletken verniklerle kaplanması.
-Dekoratif ve bilgi kaplamaları (etiketleme).

Çok katmanlı PCB'ler

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.

İÇİNDE çok katmanlı panolar Dış katmanlar (aynı zamanda açık delikler) bileşenleri monte etmek için kullanılır ve iç katmanlar ara bağlantılar veya katı güç planları (çokgenler) içerir. İletkenleri katmanlar arasında bağlamak için metalize vialar kullanılır. Çok katmanlı baskılı devre kartlarının üretiminde öncelikle iç katmanlar üretilir ve bunlar daha sonra özel yapışkan pedler (prepregler) aracılığıyla birbirine yapıştırılır. Daha sonra geçiş deliklerinin preslenmesi, delinmesi ve metalleştirilmesi gerçekleştirilir.

Çok Katmanlı PCB Tasarımı

Çok katmanlı bir panelin tipik tasarımını ele alalım (Şekil 1). İlk, en yaygın seçenekte, levhanın iç katmanları "çekirdek" adı verilen çift taraflı bakır lamine cam elyafından oluşturulur. Dış katmanlar, "prepreg" adı verilen reçineli bir malzeme olan bir bağlayıcı kullanılarak iç katmanlarla preslenen bakır folyodan yapılır. Yüksek sıcaklıklarda preslendikten sonra, çok katmanlı bir baskılı devre kartının bir "pastası" oluşturulur ve burada delikler açılır ve metal kaplanır. Dış katmanlar önceden emprenye edilmiş malzemeyle bir arada tutulan “çekirdeklerden” oluştuğunda ikinci seçenek daha az yaygındır. Bu basitleştirilmiş bir açıklamadır; bu seçeneklere dayalı başka birçok tasarım vardır. Ancak temel prensip, prepreg'in katmanlar arasında bağlayıcı malzeme görevi görmesidir. Açıkçası, iki çift taraflı "çekirdeğin" bir ön emprenye ara parçası olmadan bitişik olduğu bir durum olamaz, ancak bir folyo-prepreg-folyo-prepreg... vb. yapı mümkündür ve genellikle karmaşık kombinasyonlara sahip levhalarda kullanılır. kör ve gizli delikler.

Kör ve gizli delikler

Dönem " kör delikler "dış katmanı en yakın iç katmanlara bağlayan ve ikinci dış katmana erişimi olmayan geçişler anlamına gelir. İngilizce kör sözcüğünden gelir ve "kör delikler" terimine benzer. Gizli veya gömülü (İngiliz gömülü), iç katmanlarda delikler açılır ve dışarıya çıkışı yoktur. Kör ve gizli delikler için en basit seçenekler Şekil 1'de gösterilmektedir. 2. Çok yoğun kablolama durumunda veya her iki taraftaki düzlemsel bileşenlerle çok doymuş kartlar için kullanımları haklıdır. Bu deliklerin varlığı, kartın maliyetini bir buçuktan birkaç katına çıkarır, ancak çoğu durumda, özellikle mikro devreleri küçük adımlı bir BGA paketine yönlendirirken, onlarsız yapamazsınız. Bu tür geçişleri oluşturmanın çeşitli yolları vardır, bunlar bölümünde daha ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Kör ve gizli delikli tahtalar, ancak şimdilik çok katmanlı bir levhanın yapıldığı malzemelere daha yakından bakalım.

Baskılı devre kartları için temel dielektrikler
MPP'lerin üretiminde kullanılan malzemelerin ana türleri ve parametreleri Tablo 1'de verilmiştir. Baskılı devre kartlarının tipik tasarımları, genellikle –50 ila +110 ° çalışma sıcaklığına sahip FR4 tipi standart fiberglas laminatın kullanımına dayanmaktadır. C, cam geçiş (yıkım) sıcaklığı Tg yaklaşık 135 °C. Dielektrik sabiti Dk, tedarikçiye ve malzeme türüne bağlı olarak 3,8 ile 4,5 arasında olabilir. Isı direncine yönelik artan gereksinimler için veya levhaları kurşunsuz teknoloji (260 °C'ye kadar) kullanan bir fırına monte ederken, yüksek sıcaklık FR4 Yüksek Tg veya FR5 kullanılır. Yüksek sıcaklıklarda sürekli çalışma veya ani sıcaklık değişimleri gerektiğinde poliimid kullanılır. Ayrıca poliimid, askeri uygulamalar için yüksek güvenilirliğe sahip devre kartlarının üretiminde ve ayrıca elektriksel dayanıklılığın arttırılmasının gerekli olduğu durumlarda kullanılır. Mikrodalga devreli (2 GHz'den fazla) kartlar için ayrı mikrodalga malzeme katmanları kullanılır veya kartın tamamı mikrodalga malzemeden yapılır (Şekil 3). Özel malzemelerin en tanınmış tedarikçileri Rogers, Arlon, Taconic ve Dupont'tur. Bu malzemelerin maliyeti FR4'ten daha yüksektir ve FR4'ün maliyetine göre kabaca Tablo 1'in son sütununda gösterilmiştir. Farklı dielektrik tiplerine sahip kart örnekleri Şekil 1'de gösterilmektedir. 4, 5.

Malzeme kalınlığı
Mevcut malzeme kalınlıklarını bilmek bir mühendis için yalnızca levhanın genel kalınlığını belirlemek için önemli değildir. MPP'yi tasarlarken geliştiriciler aşağıdaki 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. Malzemenin kalınlığına ilişkin toleransın genellikle ±%10'a kadar olduğu, dolayısıyla bitmiş çok katmanlı levhanın kalınlığına ilişkin toleransın ±%10'dan az olamayacağı dikkate alınmalıdır.

Tablo 2. Baskılı devre kartının iç katmanları için çift taraflı FR4 “çekirdekler” Dielektrik kalınlık ve bakır kalınlığı 5 µm 17 µm 35 µm 70 µm 105 µm
0,050 mm a/a
0,075 mm mzz
0,100 mm a/a
0,150mm
0,200 mm m z z
0,250mm
0,300mm
0,350 mm m z z
0,400 mm a/a
0,450mm
0,710 mm m z z
0,930 mm m z
1.000 mm genişlik
1 mm'den fazla

Genellikle stokta;
h - İstek üzerine (her zaman mevcut değildir)
m - İmal edilebilir;
Not: Bitmiş levhaların güvenilirliğini sağlamak için, yabancı iç katmanlar için 18 mikron yerine 35 mikron folyolu çekirdekler kullanmayı tercih ettiğimizi bilmek önemlidir (iletken ve 0,1 mm boşluk genişliği olsa 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 pedler için ne tür kaplamaların mevcut olduğuna bakalım. Çoğu zaman siteler kalay-kurşun alaşımı veya PIC ile kaplanır. Lehim yüzeyini uygulama ve tesviye etme yöntemine HAL veya HASL denir (İngilizce Sıcak Hava Lehim Tesviyesi - lehimin sıcak hava ile tesviye edilmesinden). Bu kaplama pedlerin en iyi lehimlenebilirliğini sağlar. Ancak bunun yerini, genellikle uluslararası RoHS direktifinin gereklilikleriyle uyumlu olan daha modern kaplamalar alıyor. Bu direktif, ürünlerde kurşun dahil zararlı maddelerin bulunmasının yasaklanmasını gerektirir. RoHS şu ana kadar ülkemiz toprakları için geçerli değil ancak varlığını hatırlamakta fayda var. RoHS ile ilgili sorunlar sonraki bölümlerden birinde açıklanacaktır, ancak şimdilik MPP sitelerini kapsamaya yönelik olası seçeneklere bir göz atalım. HASL aksi gerekmedikçe her yerde kullanılır. 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 teknoloji kullanılarak gerçekleştirilir, ancak elle lehimleme özel eritkenlerin kullanılmasını gerektirir. Organik kaplama veya OSP, bakır yüzeyini oksidasyondan korur. Dezavantajı lehimlenebilirliğin kısa raf ömrüdür (6 aydan az). Daldırma kalay, sınırlı bir lehim ömrüne sahip olmasına rağmen, pürüzsüz bir yüzey ve iyi lehimlenebilirlik sağlar. Kurşunsuz HAL, kurşun içeren HAL ile aynı özelliklere sahiptir ancak lehimin bileşimi yaklaşık olarak %99,8 kalay ve %0,2 katkı maddelerinden oluşur. Kartın çalışması sırasında sürtünmeye maruz kalan bıçak konektörlerinin temas noktaları, daha kalın ve daha sert bir altın tabakasıyla elektrolizle kaplanmıştır. Her iki yaldız türünde de altının yayılmasını önlemek için nikel bir alt katman kullanılır.

Koruyucu ve diğer baskılı devre kartı kaplamaları
Resmi tamamlamak için baskılı devre kartı kaplamalarının işlevsel amacını ve malzemelerini ele alalım.
- Lehim maskesi - iletkenleri kazara kısa devrelerden ve kirden korumak ve ayrıca fiberglas laminatı lehimleme sırasında termal şoktan korumak için panel yüzeyine uygulanır. Maske başka herhangi bir işlevsel 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 - panelin lehimleme gibi geçici olarak korunması gereken belirli alanlarına uygulanır. Kauçuğa benzer bir bileşik olduğundan ve kolayca soyulduğundan gelecekte çıkarılması kolaydır.
- Karbon temas kaplaması - klavyeler için temas alanları olarak tahtanın belirli bölgelerine uygulanır. Kaplama iyi iletkenliğe sahiptir, oksitlenmez ve aşınmaya dayanıklıdır.
- Grafit dirençli elemanlar - dirençlerin işlevini yerine getirmek için tahtanın yüzeyine uygulanabilir. Ne yazık ki, mezheplerin doğruluğu düşüktür - ±%20'den daha doğru değildir (lazer ayarıyla - %5'e kadar).
- Gümüş kontak köprüleri - yönlendirme için yeterli alan olmadığında başka bir iletken katman oluşturarak ek iletkenler olarak uygulanabilir. Esas olarak tek katmanlı ve çift taraflı baskılı devre kartlarında kullanılır.

Çözüm
Malzeme seçimi büyüktür, ancak ne yazık ki, çoğu zaman küçük ve orta boyutlu baskılı devre kartlarının üretiminde, MPP'yi üreten tesisin deposunda gerekli malzemelerin bulunması, tökezleyen bir engel haline gelir. Bu nedenle bir MPP tasarlamadan önce, özellikle standart dışı bir tasarım oluşturmak ve standart dışı malzemeler kullanmaktan bahsediyorsak, MPP'de kullanılan malzemeler ve katman kalınlıkları konusunda üretici ile anlaşmak ve belki de bu malzemeleri sipariş etmek gerekir. peşin.

Baskılı devre kartı (PCB veya baskılı devre kartı, PWB), yüzeyinde ve/veya hacminde bir elektronik devrenin elektriksel olarak iletken devrelerinin oluşturulduğu bir dielektrik plakadır. Baskılı devre kartı, çeşitli elektronik bileşenleri elektriksel ve mekanik olarak bağlamak için tasarlanmıştır. Baskılı devre kartı üzerindeki elektronik bileşenler, terminalleri aracılığıyla, genellikle lehimleme yoluyla iletken desenli elemanlara bağlanır.

Yüzeye montajın aksine, baskılı devre kartı üzerindeki elektriksel olarak iletken desen, tamamen katı bir yalıtım tabanı üzerine yerleştirilmiş folyodan yapılmıştır. Baskılı devre kartı, kurşunlu veya düzlemsel bileşenlerin montajı için montaj delikleri ve pedleri içerir. Ek olarak, baskılı devre kartlarında, kartın farklı katmanlarında bulunan folyo bölümlerinin elektriksel olarak bağlanması için kanallar bulunur. Kartın dışına genellikle koruyucu bir kaplama (“lehim maskesi”) ve işaretler (tasarım belgelerine göre çizimi ve metni destekleyen) uygulanır.

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

Tek taraflı (OSP): Dielektrik tabakanın bir tarafına yapıştırılmış yalnızca bir folyo tabakası vardır.

çift ​​taraflı (DPP): iki kat folyo.

çok katmanlı (MLP): 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 birbirine yapıştırılmasıyla yapılır.

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

Baskılı devre kartının temeli bir dielektriktir; en yaygın kullanılan malzemeler fiberglas ve getinaxtır. Ayrıca, baskılı devre kartlarının temeli, bir dielektrik (örneğin anodize edilmiş alüminyum) ile kaplanmış metal bir taban olabilir; dielektrik üzerine bakır folyo raylar 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 kartlarında kullanılan malzemeler, cam kumaşla (örneğin FAF-4D) ve seramikle güçlendirilmiş floroplastiktir. Esnek devre kartları Kapton gibi poliimid malzemelerden yapılmıştır.

Tahtaları yapmak için hangi malzemeyi kullanacağız?

Levha yapımında en yaygın, uygun fiyatlı malzemeler Getinax ve Fiberglas'tır. Bakalit vernikle emprenye edilmiş Getinax kağıdı, epoksili fiberglas tektolit. Kesinlikle fiberglas kullanacağız!

Folyo fiberglas laminat, cam kumaşlardan yapılmış, epoksi reçine bazlı bir bağlayıcı ile emprenye edilmiş ve her iki tarafı da 35 mikron kalınlığında bakır elektrolitik galvanik dirençli folyo ile kaplanmış tabakalardır. İzin verilen maksimum sıcaklık -60°С ila +105°С arasındadır. Çok yüksek mekanik ve elektriksel yalıtım özelliklerine sahiptir ve kesme, delme, damgalama yoluyla kolaylıkla işlenebilir.

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

Evde baskılı devre kartı yapma yöntemleri

Levhalar kimyasal ve mekanik olarak üretilebilir.

Kimyasal yöntemle tahta üzerinde iz (desen) bulunması gereken yerlere folyoya koruyucu bir bileşim (vernik, toner, boya vb.) uygulanır. Daha sonra levha, bakır folyoyu "paslandıran" ancak koruyucu bileşimi etkilemeyen özel bir çözeltiye (ferrik klorür, hidrojen peroksit ve diğerleri) daldırılır. 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 açarak sonuçta folyolu adalar bırakır - gerekli desen.

Freze makineleri oldukça pahalıdır ve freze makinelerinin kendisi de pahalıdır ve kaynakları kısadır. Bu yüzden bu yöntemi kullanmayacağız.

En basit kimyasal yöntem manueldir. Risograf verniği kullanarak tahtaya izler çiziyoruz ve ardından bunları bir solüsyonla aşındırıyoruz. Bu yöntem, çok ince izlere sahip karmaşık tahtaların yapılmasına izin vermiyor - yani bizim durumumuz da değil.

Devre kartları yapmanın bir sonraki yöntemi fotorezist kullanmaktır. Bu çok yaygın bir teknolojidir (tahtalar fabrikada bu yöntemle yapılır) ve sıklıkla evde kullanılır. İnternette bu teknolojiyi kullanarak pano yapımına yönelik pek çok 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 aydınlatma lambası, laminatör). Elbette, evde büyük ölçekli devre kartları üretiminiz varsa - o zaman fotorezist rakipsizdir - bu konuda uzmanlaşmanızı öneririz. Ekipman ve fotorezist teknolojisinin devre kartları üzerinde serigrafi baskı ve koruyucu maskeler üretmemize olanak sağladığını da 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 - sonuç bir çizimdir. 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 oluşturmaktır.

Kullanım kolaylığı nedeniyle bu yöntem amatör radyoculukta oldukça yaygınlaşmıştır. Toneri kağıttan tahtaya nasıl aktaracağınızı Yandex veya Google'a yazarsanız, hemen "LUT" - lazer ütüleme teknolojisi gibi bir terim bulacaksınız. Bu teknolojiyi kullanan tahtalar şu şekilde yapılıyor: İzlerin deseni ayna versiyonunda basılıyor, kağıt bakır üzerindeki desenle tahtaya uygulanıyor, bu kağıdın üst kısmı ütüleniyor, toner yumuşayıp yüzeye yapışıyor. pano. Kağıt daha sonra suya batırılır ve tahta hazırdır.

İnternette bu teknolojiyi kullanarak nasıl pano yapılacağına dair "bir milyon" makale var. Ancak bu teknolojinin, doğrudan müdahale gerektiren ve buna uyum sağlamanın çok uzun zaman alan birçok dezavantajı vardır. Yani onu hissetmeniz gerekiyor. Ödemeler ilk seferde gelmiyor, her seferinde çıkıyor. Pek çok iyileştirme var - bir laminatör kullanmak (modifikasyonla - normal olanın yeterli sıcaklığı yok), bu da çok iyi sonuçlar elde etmenizi sağlar. Özel ısı presleri yapmanın yöntemleri bile var, ancak bunların hepsi yine özel ekipman gerektiriyor. LUT teknolojisinin ana dezavantajları:

aşırı ısınma - izler yayılıyor - genişliyor

aşırı ısınma - izler kağıt üzerinde kalıyor

kağıt tahtaya "kızarır" - ıslandığında bile çıkması zordur - bunun sonucunda toner zarar görebilir. İnternette hangi kağıdın seçileceğine dair birçok bilgi var.

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

sonucun tekrarlanabilirliği - bugün mükemmel, yarın kötü, sonra iyi - istikrarlı bir sonuç elde etmek çok zordur - toneri ısıtmak için kesinlikle sabit bir sıcaklığa ihtiyacınız var, kart üzerinde sabit temas basıncına ihtiyacınız var.

Bu arada bu yöntemle board yapmayı başaramadım. Hem dergi hem de kuşe kağıt üzerinde yapmaya çalıştım. Sonuç olarak tahtaları bile bozdum - aşırı ısınma nedeniyle bakır şişti.

Bazı nedenlerden dolayı, internette toner transferinin başka bir yöntemi olan soğuk kimyasal transfer yöntemi hakkında haksız derecede az bilgi var. Tonerin alkolde çözünmediği, asetonda çözündüğü gerçeğine dayanmaktadır. Sonuç olarak, yalnızca toneri yumuşatacak bir aseton ve alkol karışımı seçerseniz, kağıttan tahtaya "yeniden yapıştırılabilir". Bu yöntemi gerçekten beğendim ve hemen meyve verdim - ilk tahta hazırdı. Ancak daha sonra ortaya çıktığı gibi hiçbir yerde% 100 sonuç verecek ayrıntılı bilgi bulamadım. Bir çocuğun bile tahta yapabileceği bir yönteme ihtiyacımız var. Ancak ikinci seferde tahtayı yapmak işe yaramadı ve gerekli malzemeleri seçmek yine uzun zaman aldı.

Sonuç olarak, çok fazla çabanın ardından bir dizi eylem geliştirildi,% 100 olmasa da% 95 oranında iyi bir sonuç veren tüm bileşenler seçildi. Ve en önemlisi süreç o kadar basittir ki çocuk tahtayı tamamen bağımsız olarak yapabilir. Kullanacağımız yöntem bu. (tabii ki onu ideale getirmeye devam edebilirsiniz - daha iyisini yaparsanız yazın). Bu yöntemin avantajları:

tüm reaktifler ucuz, erişilebilir ve güvenlidir

ek alete gerek yok (ütüler, lambalar, laminatörler - hiçbir şey olmasa da - bir tencereye ihtiyacınız var)

tahtaya zarar vermenin bir yolu yok - tahta hiç ısınmıyor

kağıt kendi kendine çıkıyor - toner transferinin sonucunu görebilirsiniz - transferin çıkmadığı yerde

tonerde gözenek yoktur (kağıtla kapatılmıştır) - bu nedenle mordan yoktur

1-2-3-4-5 yapıyoruz ve her zaman aynı sonucu alıyoruz - neredeyse %100 tekrarlanabilirlik

Başlamadan önce hangi tahtalara ihtiyacımız olduğunu ve bu yöntemi kullanarak evde neler yapabileceğimizi görelim.

Üretilen panolar için temel gereksinimler

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

panolar çift taraflı olmalıdır (kural olarak, tek taraflı bir panoyu kablolamak 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 aşındırma ve izlerin çıkması olasılığı vardır

izler arasındaki boşluklar 0,2 mm'dir - 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 serigrafi baskı yapmayacağız - bu, üretimi zorlaştıracaktır ve eğer panoyu kendiniz yapıyorsanız buna gerek yoktur. Yine internette bu konuyla ilgili pek çok bilgi var ve dilerseniz “maraton”u kendiniz de yapabilirsiniz.

Tahtaları kalaylamayacağız, 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 taraflı tahtadan çift taraflı tahta nasıl yapılır

Çift taraflı tahta yapmanın zorluklarından biri, kenarları aynı hizada olacak şekilde hizalamaktır. Genellikle bunun için bir “sandviç” yapılır. Bir kağıda aynı anda iki taraf yazdırılır. Sayfa ikiye katlanır ve kenarlar özel işaretler kullanılarak doğru şekilde hizalanır. İçerisine çift taraflı textolite yerleştirilmiştir. LUT yöntemiyle böyle bir sandviç ütülenerek çift taraflı bir tahta elde edilir.

Ancak soğuk toner transfer yönteminde transferin kendisi bir sıvı kullanılarak gerçekleştirilir. Ve bu nedenle bir tarafın diğer tarafla aynı anda ıslatılması sürecini organize etmek çok zordur. Elbette bu da yapılabilir, ancak özel bir cihazın yardımıyla - bir mini pres (mengene). Toneri aktarmak için sıvıyı emen kalın kağıt tabakaları alınır. Sıvının damlamaması ve tabakanın şeklini koruması için tabakalar ıslatılır. Ve sonra bir "sandviç" yapılır - nemli bir çarşaf, fazla sıvıyı emmek için bir tuvalet kağıdı, resimli bir çarşaf, çift taraflı tahta, resimli bir çarşaf, bir tuvalet kağıdı, nemli bir çarşaf Tekrar. Bütün bunlar dikey olarak bir mengeneye sıkıştırılmıştır. Ama bunu yapmayacağız, daha basit yapacağız.

Kart üretim forumlarında çok iyi bir fikir ortaya çıktı - çift taraflı bir kart yapmak ne kadar sorun - bir bıçak alın ve PCB'yi ikiye bölün. Fiberglas katmanlı bir malzeme olduğundan, belirli bir beceriyle bunu yapmak zor değildir:

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

Daha sonra iki tahta yapıyoruz, onları deliyoruz ve hepsi bu; mükemmel şekilde hizalanmışlar. PCB'yi eşit şekilde kesmek her zaman mümkün olmuyordu ve sonunda 0,8 mm kalınlığında tek taraflı ince bir PCB kullanma fikri ortaya çıktı. Bu durumda iki yarının birbirine yapıştırılmasına gerek kalmaz; kanallar, düğmeler ve konektörlerdeki lehimli atlama telleri ile yerinde tutulacaklardır. Ancak gerekirse epoksi yapıştırıcı ile sorunsuz bir şekilde yapıştırabilirsiniz.

Bu yürüyüşün ana avantajları:

0,8 mm kalınlığındaki textolitin kağıt makasla kesilmesi kolaydır! Her şekilde yani vücuda uyacak şekilde kesilmesi çok kolaydır.

İnce PCB - şeffaf - alttan bir el feneri parlatarak tüm parçaların, kısa devrelerin, kopmaların 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 ve delikler biraz uyumsuz olabilir

Levhaları birbirine yapıştırmazsanız yapının sağlamlığı biraz kaybolur, ancak yapıştırma pek uygun değildir

0,8 mm kalınlığa sahip tek taraflı fiberglas laminatın satın alınması zordur; çoğu kişi 1,5 mm satar, ancak alamıyorsanız daha kalın textoliti bıçakla kesebilirsiniz.

Ayrıntılara geçelim.

Gerekli araçlar ve kimya

Aşağıdaki bileşenlere ihtiyacımız olacak:

Artık tüm bunlara sahip olduğumuza göre adım adım ilerleyelim.

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

Otomatik penset seti:

İlk seçeneği öneriyoruz - daha ucuz. Daha sonra, motora kabloları ve bir anahtarı (tercihen bir düğme) lehimlemeniz gerekir. Motoru hızlı bir şekilde açıp kapatmayı daha rahat hale getirmek için düğmeyi gövdeye yerleştirmek daha iyidir. Geriye kalan tek şey bir güç kaynağı seçmek, 7-12V akım 1A ile herhangi bir güç kaynağını alabilirsiniz (daha azı mümkündür), eğer böyle bir güç kaynağı yoksa, 1-2A'da USB şarjı veya Krona pil uygun olabilir (sadece denemelisiniz - herkes motorları şarj etmekten hoşlanmaz, motor çalışmayabilir).

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

Ancak daha basit bir çözüm var.

Delme aparatı

Tam olarak 90 derece delmek için bir delme aparatı yapmak yeterlidir. Bunun gibi bir şey yapacağız:

Yapımı çok kolaydır. Herhangi bir plastikten bir kare alın. Matkabımızı bir masaya veya başka bir düz yüzeye yerleştiriyoruz. Ve gerekli matkabı kullanarak plastikte bir delik açın. Matkabın eşit yatay hareketini sağlamak önemlidir. Motoru duvara veya raya ve plastiğe de yaslayabilirsiniz. Daha sonra, pens için bir delik açmak üzere büyük bir matkap kullanın. Matkabın görülebilmesi için arka taraftan bir plastik parçasını delin veya kesin. Alt tarafa kaymaz bir yüzey yapıştırabilirsiniz - kağıt veya lastik bant. Her matkap için böyle bir aparat yapılmalıdır. Bu, mükemmel derecede hassas delme yapılmasını sağlayacaktır!

Bu seçenek aynı zamanda uygundur, plastiğin bir kısmını üstten kesip alttan bir köşeyi kesin.

İşte onunla nasıl sondaj yapılacağı:

Matkabı, pens tamamen daldırıldığında 2-3 mm dışarı çıkacak şekilde kelepçeliyoruz. Matkabı delmemiz gereken yere koyuyoruz (tahtayı aşındırırken, bakırda mini bir delik şeklinde nerede deleceğimize dair bir işaretimiz olacak - Kicad'da bunun için özel olarak bir onay işareti koyduk, böylece matkap orada kendi başına duracaktır), aparata basın ve motoru açın - deliği hazırlayın. 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 biraz çaba tasarrufu sağlar.

8. Tahtanın kalaylanması

Neden levhaları kalaylayalım - esas olarak bakırı korozyondan korumak için. Kalaylamanın ana dezavantajı tahtanın aşırı ısınması ve rayların olası hasar görmesidir. Eğer sahip değilsen Lehimleme istasyonu- kesinlikle - tahtayı kurcalamayın! Eğer öyleyse, risk minimumdur.

Bir tahtayı GÜL alaşımı ile kaynar suya kalaylayabilirsiniz ancak elde edilmesi pahalı ve zordur. Sıradan lehimle kalaylamak daha iyidir. Bunu verimli bir şekilde yapmak için çok ince katmanlı basit bir cihaz yapmanız gerekir. Parçaları lehimlemek için bir parça örgü alıp ucuna koyuyoruz, çıkmasın diye uca tel ile vidalıyoruz:

Tahtayı akı ile kaplıyoruz - örneğin LTI120 ve örgü. Şimdi örgüye kalay koyuyoruz ve tahta boyunca hareket ettiriyoruz (boyuyoruz) - mükemmel bir sonuç elde ediyoruz. Ancak örgüyü kullandıkça parçalanır ve tahtada bakır tüyleri kalmaya başlar - bunların çıkarılması gerekir, aksi takdirde kısa devre olur! Bunu tahtanın arkasına bir el feneri tutarak çok rahat görebilirsiniz. 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 akrilik vernik:

Toner aktarım yönteminin ince ayarı

Yöntemde ayarlanabilecek ve hemen çalışmayabilecek iki nokta vardır. Bunları yapılandırmak için, Kicad'da 0,3 ila 0,1 mm arasında farklı kalınlıklarda ve 0,3 ila 0,1 mm arasında farklı aralıklarla kare spiral şeklinde izler içeren bir test panosu yapmanız gerekir. Bu tür birkaç örneği hemen tek bir kağıda yazdırmak ve ayarlamalar yapmak daha iyidir.

Düzelteceğimiz olası sorunlar:

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

2) toner tahtaya iyi yapışmayabilir, kağıt çıkarıldığında çıkabilir veya tahtaya zayıf şekilde yapışabilir

Birinci ve ikinci sorunlar birbiriyle bağlantılıdır. Ben ilkini çözüyorum, siz ikinciye gelin. Bir uzlaşma bulmamız gerekiyor.

İzler iki nedenden dolayı yayılabilir: çok fazla basınç, ortaya çıkan sıvıda çok fazla aseton. Her şeyden önce yükü azaltmaya çalışmalısınız. Minimum yük yaklaşık 800 g'dır, aşağıya indirilmeye değmez. Buna göre yükü herhangi bir baskı olmadan yerleştiriyoruz - sadece üstüne koyuyoruz ve bu kadar. Fazla çözeltinin iyi bir şekilde emilmesini sağlamak için 2-3 kat tuvalet kağıdı bulunmalıdır. Ağırlığı kaldırdıktan sonra kağıdın mor lekeler olmadan beyaz olmasına dikkat etmelisiniz. Bu tür lekeler tonerin şiddetli şekilde eridiğini gösterir. Ağırlıkla ayarlayamıyorsanız ve izler hala bulanıksa, solüsyondaki oje çıkarıcının oranını artırın. 3 ölçü sıvı ve 1 ölçü asetona kadar artırabilirsiniz.

İkinci problem, geometrinin ihlali yoksa, yükün yetersiz ağırlığını 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 esas olarak oje çıkarıcınızı değiştirdiğinizde ortaya çıkar. Ne yazık ki bu kalıcı veya saf bir bileşen değil, ancak onu bir başkasıyla değiştirmek mümkün olmadı. Bunu alkolle değiştirmeyi denedim ama görünüşe göre karışım homojen değil ve toner bazı yerlere yapışıyor. Ayrıca oje çıkarıcı aseton içerebilir, o zaman daha azına ihtiyaç duyulacaktır. Genel olarak, sıvı bitene kadar bu tür bir ayarlamayı bir kez yapmanız gerekecektir.

Yönetim kurulu 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.

Alternatif seçenekler

Ayrıca bir tahta da yapabilirsiniz:

Ek olarak, özel kart üretim hizmetleri de artık popülerlik kazanıyor; örneğin Easy EDA. Daha karmaşık bir tahtaya ihtiyacınız varsa (örneğin, 4 katmanlı bir tahta), o zaman tek çıkış yolu budur.

Kullanılan baz, folyo ve folyo olmayan dielektrikler (getinax, textolite, fiberglas, fiberglas, lavsan, poliamid, floroplastik vb.), seramik malzemeler, metal plakalar, yalıtım yastıklama malzemesidir (prepreg).

Folyo dielektrikler, genellikle elektrik yalıtım tabanına bitişik oksitlenmiş galvanik dirençli bir katmana sahip elektrolitik bakır folyo ile kaplanmış elektrik yalıtım tabanlarıdır. Amaca bağlı olarak folyo dielektrikler tek taraflı veya çift taraflı olabilir ve kalınlığı 0,06 ila 3,0 mm arasındadır.

Levhaların yarı katkılı ve katkı maddesi üretim yöntemlerine yönelik folyo olmayan dielektrikler, yüzeyde kimyasal olarak biriken bakırın dielektriklere daha iyi yapışmasını sağlayan özel olarak uygulanmış bir yapışkan katmana sahiptir.

PCB tabanları iletkenlerin metaline iyi yapışabilen bir malzemeden yapılmıştır; 7'den fazla olmayan bir dielektrik sabitine ve küçük bir dielektrik kayıp tanjantına sahip; yeterince yüksek mekanik ve elektriksel dayanıma sahip; dielektrikte talaş, çatlak ve delaminasyon oluşmadan kesme, damgalama ve delme yoluyla işleme imkanı sağlar; İklim faktörlerine maruz kaldığında özelliklerini koruyan, yanmaz ve yangına dayanıklı olması; devre tasarımı ve lehimleme sırasında düşük su emme, düşük termal doğrusal genleşme katsayısı, düzlük ve agresif ortamlara karşı dirence sahiptir.

Temel malzemeler, suni reçine ile emprenye edilmiş ve muhtemelen bir veya her iki tarafı bakır elektrolitik folyo ile kaplanmış katmanlı preslenmiş plakalardır. Folyo dielektrikler PCB üretiminde eksiltici yöntemlerde kullanılır, folyo olmayan dielektrikler ise katkılı ve yarı katkılı olanlarda kullanılır. İletken tabakanın kalınlığı 5, 9, 12, 18, 35, 50, 70 ve 100 mikron olabilmektedir.

Üretimde, örneğin OPP ve DPP için malzemeler kullanılır - 50 mikron bakır folyo kalınlığına ve 0,5 ila 3,0 mm iç kalınlığa sahip SF-1-50 ve SF-2-50 folyo fiberglas laminat kaliteleri; MPP için - 18 mikron bakır folyo kalınlığına ve kendi kalınlığı 0,1 ila 0,5 mm olan folyoyla kazınmış fiberglas laminat FTS-1-18A ve FTS-2-18A; GPP ve GPK için - 35 veya 50 mikron bakır folyo kalınlığına ve kendi kalınlığı 0,05 ila 0,1 mm olan folyo kaplı lavsan LF-1.

Getinaklarla karşılaştırıldığında fiberglas laminatlar daha iyi mekanik ve elektriksel özelliklere, daha yüksek ısı direncine ve daha düşük nem emilimine sahiptir. Bununla birlikte, örneğin poliamidlere kıyasla düşük ısı direnci gibi bir takım dezavantajları vardır, bu da delikler açılırken iç katmanların uçlarının reçine ile kirlenmesine katkıda bulunur.

Nanosaniye darbelerinin güvenilir iletimini sağlayan PCB'leri üretmek için, geliştirilmiş dielektrik özelliklere sahip malzemelerin kullanılması gerekir; bunlar arasında bağıl dielektrik sabiti 3,5'in altında olan organik malzemelerden yapılan PCB'ler de bulunur.

Artan yangın tehlikesi koşullarında kullanılan PCB'lerin üretimi için, örneğin SONF, STNF, SFVN, STF markalarının fiberglas laminatları gibi yangına dayanıklı malzemeler kullanılır.

3 mm yarıçaplı başlangıç ​​​​pozisyonundan her iki yönde 90 derecelik tekrarlanan bükülmelere dayanabilen GPC'lerin üretimi için folyo kaplı lavsan ve floroplastik kullanılır. Folyo kalınlığı 5 mikron olan malzemeler, 4. ve 5. doğruluk sınıflarına ait PCB'lerin üretilmesini mümkün kılar.

Yalıtım yastıklama malzemesi PP katmanların yapıştırılmasında kullanılır. Her iki tarafa da yapışkan kaplama uygulanan, az polimerize edilmiş, ısıyla sertleşen epoksi reçine ile emprenye edilmiş cam elyafından yapılmıştır.

PP ve GPC yüzeyini dış etkenlerden korumak için polimer koruyucu vernikler ve koruyucu kaplama filmleri kullanılır.

Seramik malzemeler elektriksel ve geometrik parametrelerin kararlılığıyla karakterize edilir; geniş bir sıcaklık aralığında stabil yüksek mekanik mukavemet; yüksek ısı iletkenliği; düşük nem emilimi. Dezavantajları uzun bir üretim döngüsü, malzemenin büyük oranda büzülmesi, kırılganlık, yüksek maliyet vb.'dir.

Metal tabanlar, yüksek sıcaklıklarda çalışan yüksek akım yüklerine sahip EA'larda IC ve ERE'den ısının uzaklaştırılmasını iyileştirmek ve ayrıca ince tabanlar üzerinde yapılan PCB'lerin sertliğini arttırmak için ısı yüklü PCB'lerde kullanılır; alüminyum, titanyum, çelik ve bakırdan yapılırlar.

Mikrovialı yüksek yoğunluklu baskılı devre kartları için lazer işlemeye uygun malzemeler kullanılır. Bu malzemeler iki gruba ayrılabilir:

1. Belirli bir geometri ve iplik dağılımı ile güçlendirilmiş dokunmamış cam malzemeler ve ön kaplamalar (kumaş, kağıt, sürekli elyaf bazlı, kürlenmemiş durumda reçine ile emprenye edilmiş kompozit malzeme); Fiberlerin yönlendirilmemiş düzenine sahip organik malzemeler Lazer teknolojisine yönelik Preprig, standart fiberglasla karşılaştırıldığında Z ekseni boyunca daha küçük bir fiberglas kalınlığına sahiptir.

2. Takviyesiz malzemeler (reçine kaplı bakır folyo, polimerize reçine), sıvı dielektrikler ve kuru film dielektrikler.

Baskılı devre kartlarının imalatında kullanılan diğer malzemelerden en yaygın olarak kullanılanları lehimleme ve kaynaklama için metal direnç olarak nikel ve gümüştür. Ek olarak, amacı seçici koruma veya düşük temas direnci sağlamak, lehimleme koşullarını iyileştirmek olan bir dizi başka metal ve alaşım (örneğin, kalay - bizmut, kalay - indiyum, kalay - nikel vb.) kullanılır. Baskılı iletkenlerin elektrik iletkenliğini artıran ek kaplamalar çoğu durumda galvanik biriktirme yoluyla, daha az sıklıkla vakumlu metalizasyon ve sıcak kalaylama yoluyla gerçekleştirilir.

Yakın zamana kadar, epoksi-fenolik reçine bazlı folyo dielektrikler ve bazı durumlarda kullanılan poliimid reçine bazlı dielektrikler, baskılı devre kartı üreticilerinin temel gereksinimlerini karşılıyordu. IC'lerden ve LSI'lerden ısı dağılımını iyileştirme ihtiyacı, yüksek hızlı devreler için kart malzemesinin düşük dielektrik sabiti gereklilikleri, kart malzemesinin, IC paketlerinin ve kristal taşıyıcıların termal genleşme katsayılarını eşleştirmenin önemi ve Modern montaj yöntemlerinin yaygınlaşması, yeni malzemelerin geliştirilmesi ihtiyacını doğurmuştur. Seramik bazlı MPP'ler, bilgisayar donanımının modern tasarımlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Baskılı devre kartlarının imalatı için seramik alt tabakaların kullanımı, öncelikle minimum çizgi genişliğine sahip iletken bir desen oluşturmak için yüksek sıcaklık yöntemlerinin kullanılmasından kaynaklanmaktadır, ancak seramiğin diğer avantajları da kullanılmaktadır (iyi ısı iletkenliği, katsayı ile eşleşme) IC paketleri ve ortamları vb. ile termal genleşmenin sağlanması). Seramik MPP'lerin üretiminde en yaygın olarak kalın film teknolojisi kullanılmaktadır.

Seramik bazlarda alüminyum ve berilyum oksitlerin yanı sıra alüminyum nitrür ve silisyum karbür başlangıç ​​malzemeleri olarak yaygın şekilde kullanılır.

Seramik levhaların ana dezavantajı, esas olarak seramiğin kırılganlığından ve gerekli kaliteyi elde etmenin zorluğundan kaynaklanan sınırlı boyutlarıdır (genellikle 150x150 mm'den fazla değildir).

İletken bir desenin (iletkenler) oluşumu serigrafi ile gerçekleştirilir. Seramik alt tabaka levhalarında iletken malzeme olarak metal tozları, organik bağlayıcı ve camdan oluşan macunlar kullanılır. İyi yapışma, tekrarlanan ısıl işlemlere dayanma yeteneği ve düşük elektrik direncine sahip olması gereken iletken macunlar için asil metal tozları kullanılır: platin, altın, gümüş. Ekonomik faktörler aynı zamanda bileşimlere dayalı macunların kullanımını da zorlar: paladyum - altın, platin - gümüş, paladyum - gümüş vb.

Yalıtım macunları kristalleşen camlar, cam kristalli çimentolar ve cam seramikler temelinde yapılır. Toplu tip seramik levhalarda iletken malzeme olarak refrakter metal tozlarından yapılan macunlar kullanılır: tungsten, molibden vb. Alüminyum ve berilyum oksit, silisyum karbür ve alüminyum nitrür bazlı seramik peynirlerden yapılan bantlar temel olarak kullanılır. iş parçası ve izolatörler.

Bir dielektrik ile kaplanmış sert metal tabanlar, cam ve emaye bazlı kalın film macunlarının alt tabakaya yüksek sıcaklıkta yakılmasıyla karakterize edilir (seramik olanlar gibi). Metal taban üzerindeki levhaların özellikleri, iletkenlerin metal taban ile güçlü bağlantısı nedeniyle artan ısı iletkenliği, yapısal dayanıklılık ve hız sınırlamalarıdır.

Çelik, bakır, titanyumdan yapılmış, reçine veya eriyebilir camla kaplanmış plakalar yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, bir dizi endikasyon açısından en gelişmiş olanı, anodize edilmiş alüminyum ve oldukça kalın bir oksit tabakasına sahip alaşımlarıdır. Anodize alüminyum ayrıca ince film çok katmanlı PCB düzeni için de kullanılır.

Baskılı devre kartlarında metal aralayıcıların yanı sıra termoplastikten yapılmış tabanlar da dahil olmak üzere karmaşık kompozit yapıya sahip tabanların kullanılması ümit vericidir.

Yüksek hızlı devrelerde fiberglaslı PTFE tabanlar kullanılır. Alüminyum oksidin genleşme katsayısına yakın bir termal genleşme katsayısına sahip olmanın gerekli olduğu durumlarda, örneğin çeşitli seramiklerin montajı durumunda, "Kevlar ve kuvars" ile bakır - Invar - bakırdan çeşitli kompozit bazlar kullanılır. bir tahta üzerinde kristal taşıyıcılar (mikro kutular). Karmaşık poliimid bazlı alt tabakalar öncelikle yüksek güç devrelerinde veya yüksek sıcaklık PCB uygulamalarında kullanılır.

Neyi temsil ediyor baskılı panolar A?

Basılı panolar A veya panolar A, bir dielektrik tabanın yüzeyinde yer alan bir veya iki iletken desenden veya bir dielektrik tabanın hacminde ve yüzeyinde yer alan, bir devre şemasına uygun olarak birbirine bağlanan bir iletken desenler sisteminden oluşan bir plaka veya paneldir. Üzerine kurulu ürünlerin elektrik bağlantısı ve mekanik olarak sabitlenmesi için elektronik Teknoloji, kuantum elektroniği ve elektrikli ürünler - pasif ve aktif elektronik bileşenler.

En basit baskılı panolar ah öyle panolar A bir tarafında bakır iletkenler bulunan baskılı panolar S ve iletken desenin elemanlarını yüzeylerinden yalnızca birine bağlar. Çok panolar S tek katman olarak bilinir baskılı panolar S veya tek taraflı baskılı panolar S(kısaltılmış olarak AKİ).

Günümüzde üretimi en popüler ve en yaygın olanı baskılı panolar S iki katman içeren, yani her iki tarafta iletken bir desen içeren panolar S– çift taraflı (çift katmanlı) baskılı panolar S(kısaltılmış DPP). Geçişli bağlantılar, iletkenleri katmanlar arasında bağlamak için kullanılır. kurulum metalize ve geçiş delikleri. Ancak tasarımın fiziksel karmaşıklığına bağlı olarak baskılı panolar S, kablolar her iki tarafta olduğunda panolarüretimde çok karmaşık hale gelmez emir mevcut çok katmanlı baskılı panolar S(kısaltılmış MPP), iletken desenin yalnızca iki dış tarafta oluşmadığı yer panolar S, ama aynı zamanda dielektrikin iç katmanlarında da. Karmaşıklığa bağlı olarak çok katmanlı baskılı panolar S 4,6,...24 veya daha fazla katmandan yapılabilir.

İçin kurulum A elektronik bileşenler açık baskılı panolar S, teknolojik bir işlem gereklidir - lehimleme, farklı metallerden yapılmış parçaların erimiş metalin eklenmesiyle kalıcı bir şekilde bağlanmasını sağlamak için kullanılır - lehim, daha fazla özelliğe sahiptir düşük sıcaklık Birleştirilen parçaların malzemelerinin erimesi. Parçaların lehimli kontakları ile lehim ve akı temas ettirilir ve lehimin erime noktasının üzerinde, ancak lehimlenen parçaların erime sıcaklığının altında bir sıcaklıkta ısıtmaya tabi tutulur. Sonuç olarak, lehim içeri giriyor sıvı hal ve parçaların yüzeylerini ıslatır. Bundan sonra ısıtma durur ve lehim katı faza geçerek bir bağlantı oluşturur. Bu işlem manuel olarak veya özel ekipman kullanılarak yapılabilir.

Lehimlemeden önce bileşenler yerleştirilir. baskılı panolar e bileşenlerin uçları açık deliklere panolar S ve kontak pedlerine lehimlenmiş ve/veya metalize edilmiş iç yüzey delikler - sözde teknoloji kurulum A deliklere (THT Through Hole Teknolojisi - teknoloji kurulum A deliklere veya başka bir deyişle - pin kurulum veya DIP kurulum). Ayrıca artan yayılma, özellikle kitlesel ve geniş kapsamlı üretim, daha gelişmiş yüzey teknolojisine kavuştu kurulum A- TMP (teknoloji) olarak da adlandırılır kurulum A yüzeye) veya SMT(yüzey montaj teknolojisi) veya SMD teknolojisi (yüzey montaj cihazından - yüzeye monte edilmiş bir cihaz). “Geleneksel” teknolojiden temel farkı kurulum A deliklere yerleştirilmesi, bileşenlerin yüzeydeki iletken modelin bir parçası olan toprak pedleri üzerine monte edilmesi ve lehimlenmesidir. baskılı panolar S. Yüzey teknolojisinde kurulum A Tipik olarak iki lehimleme yöntemi kullanılır: lehim pastası yeniden akışlı lehimleme ve dalga lehimleme. Dalga lehimleme yönteminin ana avantajı, yüzeye monte edilen her iki bileşeni aynı anda lehimleyebilme yeteneğidir. panolar S ve deliklere. Aynı zamanda dalga lehimleme en verimli lehimleme yöntemidir. kurulum e deliklere. Yeniden akış lehimleme, özel bir teknolojik malzeme olan lehim pastasının kullanımına dayanmaktadır. Üç ana bileşen içerir: lehim, akı (aktivatörler) ve organik dolgu maddeleri. Lehimleme yapıştırmak temas yüzeylerine bir dağıtıcı kullanılarak veya şablon Daha sonra elektronik bileşenler lehim pastası üzerine uçlarla birlikte monte edilir ve daha sonra lehim pastası içerisindeki lehimin özel fırınlarda ısıtılarak yeniden akıtılması işlemi gerçekleştirilir. baskılı panolar S bileşenlerle.

Lehimleme işlemi sırasında farklı devrelerden gelen iletkenlerin kazara kısa devre yapmasını önlemek ve/veya önlemek için üreticiler baskılı panolar koruyucu bir lehim maskesi kullanılır (İngiliz lehim maskesi; "parlak" olarak da bilinir) - iletkenleri lehimleme sırasında lehim ve akı girişinden ve ayrıca aşırı ısınmadan korumak için tasarlanmış dayanıklı bir polimer malzeme tabakası. Lehimleme maske iletkenleri kapatır ve pedleri ve bıçak konektörlerini açıkta bırakır. Kullanılan en yaygın lehim maskesi renkleri baskılı panolar A x - yeşil, ardından kırmızı ve mavi. Şunu unutmamak gerekir ki lehimleme maske korumaz panolarçalışma sırasında nemden panolar S ve nem koruması için özel organik kaplamalar kullanılmaktadır.

En popüler sistem programlarında Bilgisayar destekli tasarım baskılı panolar Ve elektronik aletler(kısaltılmış CAD - CAM350, P-CAD, Protel DXP, SPECCTRA, OrCAD, Allegro, Expedition PCB, Genesis), genellikle lehim maskesiyle ilgili kurallar vardır. Bu kurallar, lehim pedinin kenarı ile lehim maskesinin kenarı arasında korunması gereken mesafeyi/gerilemeyi tanımlar. Bu kavram Şekil 2(a)'da gösterilmektedir.

Serigrafi baskı veya işaretleme.

Markalama (İng. Serigrafi, açıklama), üreticinin elektronik bileşenler hakkındaki bilgileri uyguladığı ve montaj, inceleme ve onarım sürecini kolaylaştırmaya yardımcı olan bir süreçtir. Tipik olarak işaretler, referans noktalarını ve elektronik bileşenlerin konumunu, yönünü ve derecelendirmesini belirtmek için uygulanır. Ayrıca herhangi bir tasarım amacı için de kullanılabilir baskılı panolarörneğin şirket adını, kurulum talimatlarını belirtin (bu, eski anakartlarda yaygın olarak kullanılır) panolar A X kişisel bilgisayarlar) vb. İşaretleme her iki tarafa da uygulanabilir panolar S genellikle beyaz, sarı veya siyah renkte özel bir boya (termal veya UV kürlemeli) ile serigrafi (serigrafi baskı) kullanılarak uygulanır. Şekil 2 (b), beyaz işaretlerle yapılmış bileşenlerin tanımını ve alanını göstermektedir.

CAD'deki katmanların yapısı

Bu makalenin başında belirtildiği gibi, baskılı panolar S birkaç katmandan yapılabilir. Ne zaman baskılı panolar A CAD kullanılarak tasarlanan yapıda sıklıkla görülebilir baskılı panolar S iletken malzemeden (bakır) kablolama ile gerekli katmanlara karşılık gelmeyen birkaç katman. Örneğin işaretleme ve lehim maskesi katmanları iletken olmayan katmanlardır. Üreticiler katman terimini yalnızca iletken katmanlar anlamında kullandıklarından, iletken ve iletken olmayan katmanların varlığı kafa karışıklığına yol açabilir. Artık "CAD" olmadan "katmanlar" terimini yalnızca iletken katmanlardan bahsederken kullanacağız. "CAD katmanları" terimini kullanırsak, tüm katman türlerini, yani iletken ve iletken olmayan katmanları kastediyoruz.

CAD'deki katmanların yapısı:

Şekil 3 üçünü göstermektedir çeşitli yapılar katmanlar. turuncu renk her yapıdaki iletken katmanları vurgular. Yapı yüksekliği veya kalınlığı baskılı panolar S Amaca göre değişiklik gösterebilir ancak en sık kullanılan kalınlık 1,5 mm'dir.

Elektronik Komponent Muhafaza Çeşitleri

Bugün piyasada çok çeşitli elektronik komponent muhafaza tipleri bulunmaktadır. Tipik olarak, bir pasif veya aktif eleman için çeşitli tipte muhafazalar vardır. Örneğin, aynı mikro devreyi hem QFP paketinde (İngiliz Dörtlü Düz Paketinden - dört tarafta düzlemsel pimlere sahip bir mikro devre paketleri ailesi) hem de bir LCC paketinde (İngiliz Kurşunsuz Çip Taşıyıcısından - bulabilirsiniz) alt kısmında kontaklar bulunan düşük profilli kare seramik muhafaza).

Temel olarak 3 büyük elektronik muhafaza ailesi vardır:

İletişim pedi baskılı panolar S(İngiliz ülkesi)

İletişim pedi baskılı panolar S- iletken desenin bir parçası baskılı panolar S Kurulu elektronik ürünlerin elektrik bağlantısı için kullanılır. İletişim pedi baskılı panolar S Bileşen uçlarının lehimlendiği lehim maskesinden açıkta kalan bakır iletken parçalarını temsil eder. İki tür ped vardır - temas pedleri kurulum için delikler kurulum A yüzey için deliklere ve düzlemsel pedlere kurulum A- SMD pedleri. Bazen pedler aracılığıyla SMD, pedler aracılığıyla SMD'ye çok benzer. kurulum A deliklere.

Şekil 4, 4 farklı elektronik bileşen için pedleri göstermektedir. Sırasıyla IC1 için sekiz ve R1 SMD pedleri için iki, ayrıca Q1 ve PW elektronik bileşenleri için delikli üç ped.

Bakır iletkenler

Bakır iletkenler iki noktayı birbirine bağlamak için kullanılır baskılı panolar e - örneğin iki SMD pedi arasına bağlantı kurmak için (Şekil 5.) veya bir SMD pedini bir pede bağlamak için kurulum delik veya iki yolu bağlamak için.

İletkenler, içlerinden geçen akımlara bağlı olarak farklı hesaplanmış genişliklere sahip olabilir. Ayrıca yüksek frekanslarda iletken sistemin direnci, kapasitansı ve endüktansı bunların uzunluğuna, genişliğine ve göreceli konumuna bağlı olduğundan iletkenlerin genişliğini ve aralarındaki boşlukları hesaplamak gerekir.

Kaplamalı vialar sayesinde baskılı panolar S

Üst katmandaki bir bileşeni bağlamanız gerektiğinde baskılı panolar S Alt katmanda yer alan bir bileşenle, iletken desenin elemanlarını farklı katmanlara bağlayan geçişli geçişler kullanılır baskılı panolar S. Bu delikler akımın geçmesine izin verir baskılı panolar sen. Şekil 6, üst katmandaki bir bileşenin pedleri üzerinde başlayan ve alt katmandaki başka bir bileşenin pedleri üzerinde biten iki kabloyu göstermektedir. Her iletkenin, akımı üst katmandan alt katmana ileten kendine ait geçiş deliği vardır.

Şekil 6. İki mikro devrenin farklı taraflardaki iletkenler ve metalize kanallar aracılığıyla bağlantısı baskılı panolar S

Şekil 7, 4 katmanlı kesitin daha ayrıntılı bir görünümünü vermektedir baskılı panolar. Burada renkler aşağıdaki katmanları gösterir:

Model üzerinde baskılı panolar SŞekil 7, üst iletken katmana ait olan ve içinden geçen bir iletkeni (kırmızı) göstermektedir. panolar Bir geçiş kullanarak yoluna devam eder ve alt katman (mavi) boyunca yoluna devam eder.

Şekil 7. Üst katmandan geçen iletken baskılı panolar y ve alt katmanda yoluna devam ediyor.

"Kör" metalize delik baskılı panolar S

HDI'da (Yüksek Yoğunluklu Ara Bağlantı) baskılı panolar A x, Şekil 7'de gösterildiği gibi ikiden fazla katmanın kullanılması gerekir. Tipik olarak çok katmanlı yapılarda baskılı panolar SÜzerine çok sayıda IC'nin monte edildiği, güç ve toprak (Vcc veya GND) için ayrı katmanlar kullanılır ve böylece dış sinyal katmanları güç raylarından arındırılır, bu da sinyal kablolarının yönlendirilmesini kolaylaştırır. Gerekli karakteristik empedansı, galvanik izolasyon gerekliliklerini ve elektrostatik boşalmaya karşı direnç gerekliliklerini sağlamak için sinyal iletkenlerinin dış katmandan (üst veya alt) en kısa yol boyunca geçmesi gereken durumlar da vardır. Bu tür bağlantılar için kör metalize delik(Kör aracılığıyla - “sağır” veya “kör”). Bu, bağlantı delikleri anlamına gelir dış katman bağlantıyı minimum yükseklikte yapmanıza olanak tanıyan bir veya daha fazla dahili olanla. Kör delik dış katmanda başlar ve iç katmanda biter, bu nedenle önüne "kör" eklenir.

Hangi deliğin bulunduğunu bulmak için panolar e, koyabilirsin baskılı panolarışık kaynağının üstünde ve bakın - kaynaktan delikten gelen ışığı görüyorsanız, bu bir geçiş deliğidir, aksi takdirde kördür.

Kör yolların tasarımda kullanılması faydalıdır panolar S Boyutunuz sınırlı olduğunda ve bileşenleri yerleştirmek ve sinyal kablolarını yönlendirmek için çok az alanınız olduğunda. Elektronik bileşenleri her iki tarafa da yerleştirerek kablolar ve diğer bileşenler için alanı maksimuma çıkarabilirsiniz. Geçişler kör olanlardan ziyade deliklerden yapılıyorsa, Ekstra alan delikler için çünkü delik her iki tarafta da yer kaplar. Aynı zamanda çip gövdesinin altına kör delikler yerleştirilebilir - örneğin büyük ve karmaşık kablolama için BGA bileşenler.

Şekil 8, dört katmanın parçası olan üç deliği göstermektedir baskılı panolar S. Soldan sağa baktığımızda ilk göreceğimiz şey tüm katmanların içinden geçen bir delik olacaktır. İkinci delik üst katmanda başlar ve ikinci iç katman olan L1-L2 kör geçişte biter. Son olarak üçüncü delik alt katmanda başlayıp üçüncü katmanda bitiyor yani L3-L4 üzerinden kör diyoruz.

Bu tip deliğin ana dezavantajı daha fazla olmasıdır. yüksek fiyatüretme baskılı panolar S Alternatif açık deliklerle karşılaştırıldığında kör delikli.

Gizli yollar

İngilizce Gömülü - “gizli”, “gömülü”, “yerleşik”. Bu yollar, iç katmanlarda başlayıp bitmeleri dışında kör yollara benzer. Şekil 9'a soldan sağa bakarsak ilk deliğin tüm katmanlardan geçtiğini görebiliriz. İkincisi, L1-L2 aracılığıyla kördür ve sonuncusu, ikinci katmanda başlayıp üçüncü katmanda biten L2-L3 aracılığıyla gizlidir.

Şekil 9. Geçiş, kör delik ve gömülü deliğin karşılaştırılması.

Kör ve gizli geçişler için üretim teknolojisi

Bu tür delikleri üretme teknolojisi, geliştiricinin belirlediği tasarıma ve yeteneklere bağlı olarak farklı olabilir. fabrika a-üretici. İki ana türü ayırt edeceğiz:

Delik çift taraflı bir iş parçasında delinir DPP, metalize edilmiş, kazınmış ve daha sonra bu iş parçası, esasen iki katmanlı bir bitmiş baskılı panolar Açok katmanlı bir ön kalıbın parçası olarak ön emprenye yoluyla preslendi baskılı panolar S. Bu boşluk “pastanın” üstündeyse MPP, o zaman kör delikler elde ederiz, eğer ortadaysa, o zaman gizli yollara sahip oluruz.

1. Sıkıştırılmış bir iş parçasına bir delik açılır MPP, iç katmanların pedlerine doğru bir şekilde çarpmak için delme derinliği kontrol edilir ve ardından deliğin metalleşmesi meydana gelir. Bu şekilde sadece kör delikler elde ederiz.

Karmaşık yapılarda MPP Yukarıdaki delik türlerinin kombinasyonları kullanılabilir - Şekil 10.

Şekil 10. Geçiş türlerinin tipik bir kombinasyonunun örneği.

Kör deliklerin kullanılmasının bazen toplam katman sayısında tasarruf, daha iyi izlenebilirlik ve boyutta azalma nedeniyle bir bütün olarak projenin maliyetinde azalmaya yol açabileceğini unutmayın. baskılı panolar S ve ayrıca daha ince aralıklara sahip bileşenleri uygulama yeteneği. Bununla birlikte, her özel durumda bunların kullanımına ilişkin karar bireysel ve makul bir şekilde verilmelidir. Ancak kör ve gizli delik türlerinin karmaşıklığı ve çeşitliliği aşırıya kaçılmamalıdır. Deneyimler, bir tasarıma başka türde bir kör delik eklemekle başka bir çift katman eklemek arasında seçim yaparken, birkaç katman eklemenin daha iyi olduğunu göstermektedir. Her durumda, tasarım MPPüretimde tam olarak nasıl uygulanacağı dikkate alınarak tasarlanmalıdır.

Metal koruyucu kaplamaları bitirin

Doğru ve güvenilir olanı almak lehim bağlantıları Elektronik ekipmanlarda kullanılan bileşenler ve bileşenler gibi bağlı elemanların uygun düzeyde lehimlenebilirliği de dahil olmak üzere birçok tasarım ve teknolojik faktöre bağlıdır. baskılı iletkenler. Lehimlenebilirliği korumak için baskılı panolarönce kurulum A Kaplamanın düzlüğünü ve güvenilirliği sağlayan elektronik bileşenler kurulum A lehim bağlantıları, pedlerin bakır yüzeyi korunmalıdır baskılı panolar S oksidasyondan, bitirme metali koruyucu kaplama olarak adlandırılır.

Farklı bakarken baskılı panolar S, temas pedlerinin neredeyse hiçbir zaman bakır rengine sahip olmadığını, çoğu zaman ve çoğunlukla gümüş, parlak altın veya mat gri olduğunu fark edebilirsiniz. Bu renkler, metal koruyucu kaplamaların son işlem türlerini belirler.

Lehimli yüzeyleri korumanın en yaygın yöntemi baskılı panolar bakır temas pedlerinin gümüş kalay-kurşun alaşımı (POS-63) - HASL tabakası ile kaplanmasıdır. En çok üretilen baskılı panolar HASL yöntemiyle korunuyor. Sıcak kalaylama HASL - sıcak kalaylama işlemi panolar S sınırlı bir süre için erimiş lehim banyosuna daldırılarak ve sıcak hava akımı üflenerek hızlı bir şekilde çıkarılarak, fazla lehim çıkarılarak kaplama düzleştirilir. Bu kaplama birçok üründe hakimdir son yıllar Ciddi teknik sınırlamalarına rağmen. Plaka S Bu şekilde üretilenler, tüm depolama süresi boyunca lehimlenebilirliğini iyi bir şekilde muhafaza etmelerine rağmen, bazı uygulamalar için uygun değildir. Kullanılan son derece entegre elemanlar SMT teknolojiler kurulum A, temas pedlerinin ideal düzlemselliğini (düzlüğünü) gerektirir baskılı panolar. Geleneksel HASL kaplamaları düzlemsellik gereksinimlerini karşılamıyor.

Düzlemsellik gereksinimlerini karşılayan kaplama teknolojileri kimyasal olarak uygulanan kaplamalardır:

Nikel alt katmanı üzerine uygulanan ince bir altın film olan daldırma altın kaplama (Elektroless Nikel / Daldırma Altın - ENIG). Altının işlevi iyi lehimlenebilirlik sağlamak ve nikeli oksidasyondan korumaktır ve nikelin kendisi de altın ve bakırın karşılıklı difüzyonunu önleyen bir bariyer görevi görür. Bu kaplama, temas yüzeylerinin zarar görmeden mükemmel düzlemselliğini sağlar baskılı panolar Kalay esaslı lehimlerle yapılan lehim bağlantılarının yeterli mukavemete sahip olmasını sağlar. Ana dezavantajları yüksek üretim maliyetidir.

Daldırma Kalay (ISn) – yüksek düzlük sağlayan gri mat kimyasal kaplama baskılı Siteler panolar S ENIG dışındaki tüm lehimleme yöntemleriyle uyumludur. Daldırma kalay uygulama işlemi, daldırma altın uygulama işlemine benzer. Daldırma kalay, uzun süreli depolamadan sonra iyi bir lehimlenebilirlik sağlar; bu, temas pedlerinin bakırı ile kalayın kendisi arasına bir bariyer olarak organometal bir alt katmanın eklenmesiyle sağlanır. Fakat, panolar S Daldırma tenekesi ile kaplanmış, dikkatli kullanım gerektirir ve kuru saklama dolaplarında vakumlu ambalajda saklanmalıdır. panolar S bu kaplamaya sahip klavyeler/dokunmatik panellerin üretimi için uygun değildir.

Bilgisayarları ve blade konnektörlü cihazları çalıştırırken, blade konnektörlerinin temas noktaları çalışma sırasında sürtünmeye maruz kalır. panolar S Bu nedenle uç kontaklar daha kalın ve daha sert bir altın tabakasıyla elektrolizle kaplanmıştır. Bıçak konektörlerinin galvanik yaldızlanması (Altın Parmaklar) - Ni/Au ailesinin kaplaması, kaplama kalınlığı: 5 -6 Ni; 1,5 – 3 µm Au. Kaplama, elektrokimyasal biriktirme (elektrokaplama) yoluyla uygulanır ve öncelikle uç kontaklarda ve lamellerde kullanılır. Kalın, altın kaplama, yüksek mekanik dayanıma, aşınmaya ve olumsuz çevresel etkilere karşı dirence sahiptir. Güvenilir ve dayanıklı elektrik temasının sağlanmasının önemli olduğu yerlerde vazgeçilmezdir.

Laminat FR4

Laminatın detaylı açıklamasını burada bulabilirsiniz.

TePro deposundaki laminatlar

Mikrodalga malzemesi ROGERS

NOT: ROGERS malzemesini devre kartlarının üretiminde kullanmak için lütfen bunu sipariş formunda belirtin.

Rogers malzemesi standart FR4'ten önemli ölçüde daha pahalı olduğundan, kullanılarak üretilen kartlar için ek bir işaretleme uygulamak zorunda kalıyoruz. Rogers'ın malzemesi. Kullanılan iş parçalarının çalışma alanları: 170 × 130; 270 × 180; 370 × 280; 570 × 380.

Metal bazlı laminatlar

Malzemenin görsel temsili

Dielektrik ısı iletkenliği 1 W/(m·K) olan alüminyum laminat ACCL 1060-1

Tanım

Dielektrik ısı iletkenliği 2(5) W/(m·K) olan alüminyum laminat CS-AL88-AD2(AD5)

Tanım

Ön hazırlık

Üretimde ILM'nin 2116, 7628 ve 1080 dereceli A (en yüksek) prepreglerini kullanıyoruz.

Prepreg'lerin ayrıntılı bir açıklamasını bulabilirsiniz.

Lehim maskesi

Özellikler

Lehim maskesinin detaylı açıklamasını burada bulabilirsiniz.

Laminatlar ve prepregler hakkında sık sorulan sorular ve yanıtları

XPC nedir?

FR1 ve FR2 arasındaki fark nedir?

FR2 nedir?

FR3 nedir?

FR4 nedir?

FR5 nedir?

CEM-1 nedir?

CEM-3 nedir?

G10 nedir?

Laminatlar nasıl değiştirilebilir?

"Ön hazırlıklar" nedir?

FR veya CEM ne anlama geliyor?

FR4 gerçekten yeşil mi?

Logonun rengi bir şey ifade ediyor mu?

Logo yönelimi bir şey ifade ediyor mu?

UV engelleyici laminat nedir?

Açık deliklerin kaplanması için hangi laminatlar uygundur?

Açık deliklerin kaplanması için bir alternatif var mı?

"Malzeme kalınlığı" nedir?

Nedir: PF-CP-Cu? IEC-249? GFN mi?

CTI nedir?

#7628 ne anlama geliyor? Başka hangi sayılar var?

94V-0, 94V-1, 94-HB nedir?