Пирогова Е.В.- Проектирование и технология печатных плат

Е. В. Пирогова ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ Яопуи~ено Министерском о~шзоашия Российской Федерщии в качестве учебника для студаепов высших учебных заведений, ов чатишхся по направлению подготовки дипломированных саеииалистое еПроектироеание и технология электронных сретзнв» Москва ФОРУМ вЂ” ИНФРА-М 2005 УДК 658,5(075.8) ББК 32.844.!я73 ПЗЗ Рецензенты; кафедра «Конструирование и технология радиоэлектронных средств» Владимирского государственного университета (зав. кафедрой д-р техн. наук, профессор лг. В. РУ(0ицниф~; кафедра «Эпектраника и информатика» Российского государственного технологического университета («МАТИ» — РГГУ) (зав. кафедрой и-р техн. наук, профессор С.

Б. Веневаленский) ВЗВН 5-8199-0138-Х (ФОРУМ) 1БВН 5-16-001999-5 (ИНФРА-М) Приведены основные понятия о печатных платах (ПП), применяемых материалах, конструкциях, методах изготовления. Изложена методика конструкторско-технологического проектирования ПП. Рассмотрены организационно-зкономические и экологические аспекты праизводстиь В Приложении даны методические указания па выполнению домашних заданий с примерами решений отдельных Вариантов. Для студентов, обучающихся па специальностям «Проектирование и технология электронно-вычислительных средств», «Проектирование и технология радиоэлектронных средств», аспирантов, преподавателей, а также ьюжет вызвать интерес инженеров-технологов, занимающихся производствам ПП.

УДК 658.5(075.8) ББК 32.844.1я73 41 Е. Гь Пирогова 2005 © ИД ФОРУМ», 2005 1БВН 5-8199-0138-Х (ФОРУМ) 1БВН 5-16-001999-5 (ИНФРА-М) Пирогова Е. В. ПЗЗ Проектирование и технология печатных плат: Учебник — Мл ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. — 560 с. (Высшее образование). Оглавление Предисловие Список основных сокращЕний Введение 1.1. Основные определения 1.2. Конструкторские требования и характеристики ПП 1.3.

Электрические требования и характеристики ПП .. 1.4. Требования по усуойчивости ПП к климатическим и механическим воздействиям . 1.5. Технологические требования к ПП .. 20 25 30 34 35 Глава 2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ . 37 37 . 39 . 46 2.1. Базовые и расходные материалы ПП 2.2. Материалы для изготовления ОПП, ДПП и МПП 2.3. Материалы для изготовления ГПП, ГПК и ГЖП... . 2.3.1. Изоляционные материалы для изготовления ГПП, ГПК и ГжП 2.3.2.

Проводниковые материалы для изготовления ГПП, ГПК и ГЖП 2.3.3. Защитные покрытия ГПП, ГПК и ГЖП.... 2.3.4. Адгезивы ГПП, ГПК и ГЖП 2.4.5, Входной контроль материалов для изготовления ГПП, ГПКи ГжП 2.3. Импортные материалы в производстве ПП 2.4. Покрытия . 47 53 53 54 55 56 60 Глава 3. КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ 64 3.1. Структурная схема конструкторско-технологического проектирования ПП 3.2. Изучение и анализ технического задания на изделие . 3.2.1.

Назначение и объект установки ЭА .. 3.2.2. Условия эксплуатации ЭА .. 3.2.3. Анализ электрической принципиальной схемы функционального узла 3.2.4. Анализ элементной базы 3.3. Выбор типа конструкции блока 64 67 67 69 73 76 78 Глава 4. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ .. 20 Оаавлевае 79 82 83 85 85 89 90 97 103 104 106 !07 108 110 111 114 Глава 4. КОНСТРУКЦИИ И МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ печАтных плАт 4.1. Односторонние ПП .. 4.1.!.

ОПП на жестком фольгированном основании 4.!.2. ОПП на жестком нефольгированном основании 4.2. Двусторонние ПП 4.2.!. ДПП на жестком фольгированном основании 4.2.1.1. Комбинированный позитивный метод (БМОТЕ; и БМОВ$-процессы)....,..... 147 148 !49 152 !53 154 155 3.4. Выбор компоновочной структуры ячеек ЭА 3.5. Выбор типа конструкции ПП 3.6. Выбор класса точности ПП 3.7.

Выбор метода изготовления ПП 3.8. Выбор материала основания ПП .. 3.9. Разработка компоновочных эскизов ячейки и выбор габаритных размеров ПП 3.9.1. Выбор типоразмера ПП (1-й вариант) . 3.9.2. Компоновка конструкторско-технологических зон для размещения на ПП ячейки ЭРИ, элементов контроля функционирования электрического соединения, крепления и фиксации ячейки (2-й вариант выбора типоразмера ПП)... 90 3.9.2.1. Определение размеров зоны размещения ЭРИ на ПП . 3.9.2.2.

Выбор элементов электрического соединения и размера краевого поля лля их размещения (зона Юз) 3.9.2.3. Выбор элементов контроля функционирования ячейки, ручек, сьемников и размера краевого поля ПП для их размещения (зона Юз) ., 102 3.9.2.4. Выбор элементов фиксации ячеек и размера краевого поля ПП для их размещения (зоны,К! и Юз)........ 103 3.9.2.5.

Выбор дополнительных элементов крепления ячейки (см. рис. 3.4, зона зь) . 3.10. Определение толщины ПП . 3.11. Определение числа слоев и толщины МПП 3.! 2. Расчет элементов проводящего рисунка ПП 3.12.1. Расчет диаметра монтажных отверстий . 3.12.2. Выбор расстояния О! от края ПП до элементов печатного рисунка . 110 342.3. Расчет расстояния Д~ от края паза, выреза, неметаллизированного отверстия до элементов печатного рисунка .. 3.12.4.

Расчет ширины печатных проводников 342.5. Расчет диаметра контактных площадок 3.12.6. Расчет расстояния между элеменгами проводящего рисунка 116 З.!з. системы автоматизированного проектирования ПП ........ 121 3.!4. Поверочные расчеты ПП............ 133 3.15. Подготовка разработанного проекта ПП к производству ...... 143 4.2.1.2. Тентинг-метод или метод образования завесок над отверстиями ПП . 4.2.1.3. Метод фрезерования (метод оконтуривания) 4.2.2. ДПП на жестком нефольгированиом основании 4.2.2.1.

Злектрохимический (полуалдитивный) метод... 4.2.2.2. Адаптивный метод .. 4.2.2.3. Метод фотоформирования 4.2.2.4. Двусторонние ПП общего применения на нефольгированном основании с применением акти вирующих паст 4.2.3. ДПП на металлическом основании..........

4.2.4. ДПП общего применения на термопластичном основании . 4.2.5. Рельефные платы 4.2.5.1. Конструирование рельефных плат 4.2.5.2. Технология изготовления рельефных плат 4.2.6. РИТМ-платы 4.2.6.1. Конструирование МУ11П . 4.2.6.2. Основные этапы ТП изготовления РИТМ-плат .. 4.3. Многослойные ПП 4.3.1. МПП общего применения на фольгированном диэлектрике . 4.3.1.1. Метод металлизации сквозных отверстий..... 4.3.1.2.

Метод открытых контактных площадок . 4.3.1.3. МПП с выступающими выводами 4.3.1.4. Метод попарного прессования 4.3.1.5. Метод послойного наращивания 4.3.2. МПП прецизионные на фольгированном основании 4.3.3. МПП общего применения на нефольгированном основании .. 4.3.4. МПП прецизионные на нефольгированном основании . 4.3.5. МПП изготовленные методом ПАФОС ..

4.3.6. Гибкий ТП изготовления крупноформатных прецизионных МПП .. 4.3.7. Многослойные керамические платы 4.3.8. МПП для поверхностного монтажа 4.3.8.1. МПП с инваровыми слоями 4.3.8.2. МПП иа полиимидно-эпокси-кевлароаом основании 4.3.8.3. Метод наращивания перераспределительных слоев 4.4. Гибкие ПП, гибкие печатные кабели, гибко-жесткие платы 4.4.1. Гибкие ПП 4.4.1.!. Гибкие ОПП на фольгированном основании 4.4.!.2. ДПП на гибком фольгированном основании 4.4.!.3. ДПП на гибком нефольгированном основании 4.4.1.4. Гибкие ДПП на нефольгированном полиимиде, изготовленные по тонкопленочной технологии 4.4.1.5. Многослойные ГПП !60 !62 163 164 169 !69 !7! 171 !72 173 175 182 183 185 !91 194 197 198 202 203 203 204 204 208 210 211 2!5 216 217 218 220 221 . 229 230 230 233 234 236 239 4.4.2.

Гибко-жесткие платы 4.4.3. Гибкие печатные кабели . 4.4.3.!. Конструктивные особенности ГПК...... 4.4.3.2. Основные электрические, конструкторские и эксплуатационные параметры ГПК..... 4.4.3.3. Проектирование ГПК 4.4.3.4. Технологические процессы изготовления. ГПК на фольгированном основании........ 240 242 242 247 247 259 Глава 5. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ 5.1.

Изготовление оригиналов и фотошаблонов ПП........ 5 1.1. Изготовление оригиналов рисунков ФШ........ 5.1.2. Изготовление эталонных ФШ 5.!.3. Изготовление рабочих ФШ 5.1.4. Экспонирование эталонного ФШ контактным способом 5.2. Получение заготовок ПП 5.2.1. Получение заготовок на роликовых ножницах 5.2.2. Получение заготовок ПП на дисковой пиле 5.2.3.

Получение заготовок ПП на гильотинных ножницах 5.2.4. Получение заготовок ПП штамповкой с пробивкой базовых и технологических отверстий 5.2.4.1. Расчет исполнительных размеров пуансона и матрицы при вырубке без подогрева 5.2.4.2. Расчет исполнительных размеров пуансона и матрицы при вырубке с подогревом . 5.2.5.

Получение базовых и технологических отверстий штамповкой 5.2.5.1. Расчет исполнительных размеров пуансона и матрицы для пробивки базовых и технологических отверстий без подогрева 5.2.5.2. Расчет исполнительных размеров пуансона и матрицы для пробивки базовых и технологических отверстий с подогревом 5.2.5.3. Расчет усилия вырубки (пробивки) печатных плат 5.2.6. Получение базовых и технологических отверстий сверлением 5.3. Получение монтажных и переходных отверстий........ 5.3.!. Сверление монтажных и переходных отверстий.....