Пирогова Е.В.- Проектирование и технология печатных плат, страница 10

В табл. 2.3 приведены некоторые характеристики фольгированных диэлектриков, применяемых при изготовлении ПП [б, 71. Таблица 23. Осиганые характеристики материала осиоваиия ПП Окончанке твбю. 2 3 * После конлиционирования в условиях 96 ч/40 С/93 % (96 ч; при температуре 40 'С; слносительной влажности 93 %). '* После конлиционирования в условиях 96 ч/40 *С/93 %+ 1 ч/23 С/75 %.

'"' Верхние прелелы указаны Лля тонких пленок. *""' После гальванической металлизации. 2.3. Материалы для изготоаления ГПП. ГПК и ГЖП При изготовлении и эксплуатации ГПП, ГПК и ГЖП подвергаются климатическим, механическим воздействиям, а также воздействию агрессивных сред. Выбор конструкции, материалов и технологических процессов изготовления ГПП, ГПК и ГЖП зависит.

° от электрических требований; ° от конструкторских требований; ° от условий и режимов эксплуатации; ° от эксплуатационных требований; ° от условий производства; ° от механических напряжений при сборке и эксплуатации, т. е. что требуется гибкость только при сборке (способность выдерживать сильное сгибание для получения плотного заполнения обьема) или гибкость при эксплуатации; ° назначения устройства с точки зрения максимального числа выдер- живаемых циклов и радиуса изгиба в процессе эксплуатации; ° характера изгиба и деформации прн сборке и эксплуатации: высоты между жесткими участками ГЖП при изменении формы, расстояния между жесткими участками, минимального радиуса изгиба, максимального числа изгибов и сложений, формы ГПП„ГПК и ТЖП в наиболее сложных условиях эксплуатации.

МаипЗиимм дли изгоенмиииии ГПП, ГПК и 1ЖИ 47 При изготовлении ГПП, ГПК и ГЖП применяют следующие материалы: изоляционные; проводниковые; защитные; адгезионные. Рассмотрим требования, предъявляемые к этим материалам. ?.3.1. Изояяцнонпые материапы дпя изготоапеиия ГПП, ГПК и ГЖП Поскольку в процессе эксплуатации или сборки ГПП, ГПК и ГЖП должны изгибаться и изменять форму, одним из требований, предъявляемых к материалам, из которых они изготовлены, является требование гибкости (задается числом циклов изгиба вокруг оправки, диаметр которой равен нескольким значениям толщины гибкого участка).

Например, по военному американскому стандарту материал ПП должен выдерживать 25 циклов изгиба вокруг оправки с диаметром, равным 12-кратной толщине гибкого участка ГЖК [8). Поэтому к изоляционным материалам ГПК предъявляются следующие требования: ° устойчивость к перегибам и скручиванию, так как при этом может возникнуп отслоение и нарушение целостности проводящих участков ГПК. При выборе изоляционного материала необходимо учитывиъ допустимое число перегибов при заданном радиусе изгиба, а также силу сцепления (адгезию) металлической фольги с диэлектрическим основанием; ° устойчивость к высоким температурам при изготовлении (в процессе пайки) и эксплуатации.

Когда результирующая температура складывается из максимальной температуры окружающей среды и температуры нагрева ГПК при максимально допустимой электрической нагрузке; ° минимальная диэлектрическая постоянная для обеспечения передачи высокочастотных сигналов; ° высокая электрическая прочность изоляции при различных климатических воздействиях; ° незначительные колебания диэлектрической постоянной и электрической прочности изоляции при изменении частоты, давления и влажности; ° незначительная усадка материала особенно для ГПП и ГПК с высокой плотностью проводящего рисунка; ° высокая прочность при растяжении и надрыве, что необходимо для обеспечения целостности проводников; ° минимальное водопоглощение, что связано с электрической прочностью изоляции ГПК, возможностью расслаивания диэлектрика и образованием раковин; ° способность к равномерному травлению в сильных щелочных средах для получения отверстий в диэлектрическом слое и пассивность к действию растворов, применяемых в данном технологическом процессе; ° невоспламеняемость; ° способность к металлизации вакуумным напылением, химическим и электрохимическими методами для получения переходных металлизированных отверстий малого диаметра (порядка 0,07...0,1 мм); Глава 2.

Материалы длл изинповленил платяных плат ° высокое сопротивление изоляции при климатических воздействиях; ° малая масса; ° устойчивость к внешним воздействиям. Для изготовления ГПП и ГПК, способных выдерживать многократные изгибы на 90 (в обе стороны от исходного положения) с радиусом 3 мм, применяют фольгированный лавсан, полиимид (фольгированный и нефольгированный), фторопласт, а также полиэтилен, полисульфон и др.

Для электронной аппаратуры общего назначения применяют диэлектрики на основе полиэ4ирной (лавсановой пленки или полиэтилентерефталат), которые облдлают следующими достоинствами [91: ° хорошие электроизоляционные характеристики; ° высокая устойчивость к перегибам; ° высокая прочность при растяжении и устойчивость к разрыву; ° низкое водопоглощение; ° хорошая адгезия пленки к фольге; ° устойчивость к агрессивным технологическим средам; ° низкая стоимость; ° рабочий диапазон температур -60 до +105 С; ° хорошая формуемость, поскольку они являются низкотемпературными термопластами.

Однако этим диэлектрикам присущи и недостатки: низкая точка плавления; хрупкость при пониженной температуре. В электрорадноаппаратуре ответственного назначения для изготовления ГПК используют фольгированный лавсан марки ЭФЛ, который обладает следующими достоинствами: * выдерживает длительное пребывание в растворах электрохимического никелирования и золочения; ~ не подвержен подтравливанию адгезива и отслаиванию печатных проводников. Фольгированный лавсан выпускается в рулонах, что позволяет механизировать процесс обработки.

Фольеированный и не4ольеированный полиимид применяется в ЭА ответственного назначения, работающей при высоких температурах, для изготовления ГПП, ГПК, ГЖП, а также МПП, лент-носителей интегральных схем (ИС) и больших гибридных интегральных схем (БГИС) с числом выводов до 1000. Достоинствами полиимидов является: ° высокое удельное объемное и поверхностное сопротивление; ° низкое значение диэлектрической проницаемости (на У=1 МГц, в=3,5); ° высокая теплостойкость; ° высокая механическая прочность при малой толщине и эластичность; ~ линейная стабильность размеров; ° широкий диапазон рабочих температур (4...673 К); ~ стабильность электрических и физико-химических свойств при изменении температуры в широком диапазоне; Маащяамм дю изгооихмеигя ГПП, ГПХ я ГЖП 49 е высокая прочность на разрыв при изменении температур от 473 до 673 К; ° негорючесть до 773 К; ° химическая устойчивость по отношению к органическим растворг гелям и кислотам; ° ТКЛР полиимнла, равный 20,0 10 ', К ', близок к ТКЛР металлов, применяемых при изготовлении печатных проводников и выводов ЭРИ-меди (!6,6 10 ', К ') и алюминия (23,6 10 ', К '), что уменьшает внутренние механические напряжения и напряжения в местах пайки выводов ЭРИ и ПМК; ° высокая электрическая прочность (28 10 ' Вт/мм); ° химическая стойкость; ° температурная устойчивость (не теряет гибкость при температуре жидкого азота — 196 'С); ° высокая радиационная устойчивость; ° высокое временное сопротивление на разрыв (1,75 - 10 ' Па); ° способность к равномерному травлению в сильных щелочных средах; ° минимальные газовыделения в вакууме при высоких температурах.

К их недостаткам можно отнести: ° повышенное влагопоглощение (около 3 %), которое может привести к деструкции пленки при пайке; е высокая стоимость; ° низкая адгезия к полиимидной пленке металлов, клеев и мастик; ~ относительно низкая стабильность линейных размеров; ° относительно низкая электрическая прочность (для ПМ-1 марка А); е ограниченное использование в СВЧ технике из-за нестабильности диэлектрических параметров. Фворолласт отличается высокими диэлектрическими свойствами, мало зависящими от температуры, химической стойкостью к агрессивным химическим средам (концентрированным кислотам, щелочам, сильным растворителям даже при высоких температурах); не смачивается водой, не набухает, не растворяется ни в одном растворителе, не горит, хорошо обрабатывается резанием, интервал рабочих температур лежит в диапазоне от -250 до +250 'С.

Наиболее широко в качестве материала основания ГЖП применяют: * полиимид; ° полиимид с адгезионным слоем; ° стекпоэпоксид, толщиной порядка 0.1 мм, который обладает меньшей гибкостью по сравнению с полиимндом, но имеет низкую стоимость. Марки некоторых материалов для изготовления ГПП, ГПК и ГЖП представлены в табл. 2.4. Зарубежные торговые марки полиимила— Кар!оп, ()р!!ех, !Чохах, Ар!са1, Езрапех; лавсановых пленок — Мейпех, Му!оп, 1.шп!пог, Се!апаг. САФ вЂ” склеивающий материал с регулируемой текучестью, который исполыуется при изготовлении ГЖП, обладает адгезией как к стеклотекстолиту, так и к полиимиду. .Ю Глава 2. Материалы йея иэгегяееления пеюиииьгх плати Таблииа 3.4.

Материалы гибких ПП, ГПК и ГЖП Материал Лавсан фольгнрованный Марка Толщина, мм ЛФР Лавсан фольгированный ЛФ-1 (фольга 35, 50 мкм) 0,05; 0,1 ПФ-1, ПФ-2 (фольга 35 мкм) ПИ-40 А Полнимид фолынрованный Полиимид нефольгированный 0,040 ПФМ-1(2) (фолыв 18, 35, 50, 105 мкм) Полиимил фольгированный 0,02! 0,05 ФДЛ-1 (фольга 35, 50 мкм) ФДЛ-100 (фольга 35, 100 мкм) ЭФЛ-1 (фольга 35, 50 мкм) 0,1 Лавсан фольгированный 0,02; 0,05 ЭФЛ-100 (фольга 35 мкм) 0,1 ФДМ-1А, ФДМ-2А, ФДМ-1Б, 0,1; 0,13 Диэлектрик фольгированный тонкий ФДМ-2Б 0,16; 0,2 Фольгированный диэлектрик для микроэлектронной аппаратуры 0,15; 0,20; 0,23; 0,30 ФДМЭ-1А (1Б), ФДМЭ-2А (2Б) Фольгированный армированный фто- ропласт ФАФ-4Д 0,1; 0,12; 0,15; 0,2; 0,25 Стеклотекстолнт теплостойкий с алю- миниевым протектором СТПА-5-1, СТПА-5-2 0,025; 0,1 СПТ-3 Элифом-ПФ-1, Элифом-ПФ-2 Стеклоткань с эпоксидной пропиткой Полиимид фольгированный Элифом-П П П Покрывная пленка Элифом-П ПС Скленвающая пленка 0,025...0,062 САФ Стеклоткань прокладочная Кроме вышеупомянутых при изготовлении ГПК (ГПП) применяются также и другие изоляционные материалы, которые обладают определенными преимушествами и недостатками.