Пирогова Е.В.- Проектирование и технология печатных плат, страница 4

е. определенного класса точности ПП. Поэтому разработчик ПП должен владеть методами проектирования, конструирования, технологии изготовления ПП и сборки функциональных узлов на ПП. Прогресс в области создания новых технологий межсоединений идет двумя путями: ° совершенствованием процессов изготовления многослойных ПП; ол созданием двусторонних ПП, эквивалентных МПП с повышенной плотностью межсоединений в слое. Оба направления считаются перспективными.

В зависимости от объема выпускаемых ПП, который исчисляется в тысячах квадратных метров, возможно мелкосерийное, серийное, крупносерийное и единичное производство, для каждого из которых характерна различная степень автоматизации операций. Функционирование ЭА обусловлено не только схемотехническими решениями, функциональной точностью, надежностью, но и влиянием внешней среды, конструкторскими и эксплуатационными требованиями, многофакторностью процесса изготовления ПП и т. и. Это делает необходимым обеспечение взаимосвязи и согласования проектирования, конструирования и техноле)гии изготовления ПП.

К печатным платам предъявляют те же требования, что и к конструкции ЭА, в состав которых она входит, поэтому исходными данньсни лля проектирования ПП являются: ° назначение ЭА) ° область применения; и объект установки; ° условия эксплуатации и группы жеспсости; ° схема электрическая принципиальная модуля 1-го уровня; ° перечень элементов и пр.

Исходные данные оформляются техническим заданием (ТЗ) на разработку ПП в соответствии с ГОСТ 25123 — 82. Последовательность этапов проектирования, конструирования и изготовления ПП можно представить в виде следующей схемы: ° оформление ТЗ; в конструкторско-технологические расчеты ПП; ° разработка чертежей ПП с помощью САПР: размещение ЭРИ и трассировка проводников наружных и внугренних слоев (МПП); ° изготовление оригиналов рисунка всех слоев; ° изготовление фотошаблонов (ФШ); ° изготовление оригинала паяльной маски; ° поверочные расчеты: на помехоустойчивость, тепловые и пр.; ° технологический процесс изготовления ПП; ° контроль; ° испытания. В качестве материала основания ПП применяются слоистые диэлектрики (например, спрессованная стеклоткань), с одной или двух сторон фольгированные медной фольгой, или нефольгированные диэлектрики (рис.

В.4). Рве. В.4. Базовые материалы ПП с одной (а), двух (б) сторон фольгированные и нефолыиро ванные диллектрики (в) Полгвение заготоиги го нефсвгьгированного материала Полувенке заготовки иа олностороннего фольгированного лизлектрнка миг Сверление отверстий Нанесение визитного рельефа схемы !маски) Нгеисение заглигногс~ рельефа схемы ~в!асан~ ТГ\евленне мел!! с нробельных мест толстослодное химивесков меднение Удаление маски Удаление маски Пробивка огверсоот Рис. В.5. Методы нолрнсннл нроводлщего рисунка ППг а — србтрактивнмй; б — адлнтнины1г Существует два вида технологии получения.проводящего рисунка ПП и слоев ОКПП: .

° на основе субтрактивных методов; ° на основе адаптивного метода, В субтрактивных методах процесс получения проводящего рисунка заключается в избирательном травлении участков Фольги Фольгированного материала с пробельных мест (места, не закрытые защитной маской). В качестве примера еубтрактивного метода на рис. В.5, гг представлена последовательность химического негативного метода изготовления ПП: ° получение заготовки из одностороннего 4олыирснгаилого диэлектрика; ° нанесение защитного рельефа на участки расположения проводников, контактных площадок и пр.

через трафарет' ° избирательное лггигелевие меди с незащищенных участков заготовки (с пробельных мест); ° получение отверстия. В аИиглиеном методе процесс получения проводящего рисунка заключается в избирательном осаждении проводникового материала на нефольгированный материал основания ПП (на диэлектрик). В аддитивлои методе отсутствует операция травления меди. На рис. В.5, б представлена последовательность операций данною метода: ° получение заготовки из ле4юлбдлроаалнего диэлектрика; ° сверление отверстия; ° нанесение защитного рельефа (маски); ° получение проводников, контактных площадок и пр. путем избирательного (селективного) осаждения меди на диэлектрик в соответствии с рисунком схемы; ° удаление маски. 19 Технологический процесс изготовления ПП вЂ” сложный многооперационный процесс (порядка 50 операций) с использованием большого количества оборудования (до 40 — 50 единиц), производственных площадей, требующий не только узкоспециализированных специалистов в области химии, физики, схемотехники, программирования, конструирования ЭА, организации производства, но и специалистов широкого профиля, представляющих все проблемы и нуги комплексного решения вопросов, стоящих в настоящее время в производстве ПП.

Поэтому в книге сделана попытка охватить чрезвычайно широкий круг проблем, и систематизировать накопленный ведущими специалистами в каждой области опыт, чтобы ввести начинающих специалистов в курс дела. Глава 1 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ В главе сформулированы основные понятия и определения ПП. Детально рассмотрены важнейшие требования и характеристики ПП: конструкторские, электрические, технологические, а также требования по устойчивости к внешним воздействиям. В главе показана обусловленность требований и характеристик ПП требованиями к ЭА и технологическому уровню производства. Особенностью рассмотрения является системный взгляд на всю совокупность требований и характеристик, что позволяет выявить их взаимосвязь.

$Л. Основные определения Лечатная плата (ПП) — изделие, состоящее из плоского изоляционного основания с отверстиями„пазами, вырезами и системой токопроводящих полосок металла (проводников), которое используют для установки и коммутации электрорадиоизделия (ЭРИ) и функциональных узлов в соответствии с электрической принципиальной схемой (рис. 1.1). Рисунок печатной платы — конфигурация проводиикового и (или) диэлектрического материала на печатной плате 131. Проводящий рисумок — конфигурация проводящего материала.

Проводящий рисунок ПП должен быть четким, с ровными краями, без вздутий, подтравливания, разрывов, отслоений, следов инструмента и остатков технологических материалов. Для улучшения паяемости..и повышения корро- Рис. 1.1. Печатная плата: 1 — крепежные отверстия; 2 — концевые печатные контакты; Я вЂ” монтанное отверстие; 4 — место маркировки ПП; 5 — печатный провпаник; б— ориентирукици й паз Основные впуедел ения г7 зионной стойкости на поверхность проводящего рисунка наносят электролитическое, химическое или органическое покрытие, которое должно бьггь спл(лциым, без разрывов н отслоений. Непроводяи(ий рисунок — конфигурация диэлектрического материала (пробельные места ПП). На рис.

1.1 представлены некоторые элементы конструкции ПП. Печатный проводник (дорожка) — одна проводящая полоска в проводящем рисунке. Крепежные отверстия — отверстия для крепления ПП в модулях более высокого конструктивного уровня (панелях, блоках). Монтажные отверстия — отверстия дня установки и пайки ЭРИ. На внутреннюю поверхность металлизированных монтажных отверстий наносят медное покрытие толщиной не менее 25 мкм и'покрытие для обеспечения паяемости, которые должны быть сплошными, без пор и включений, пластичными, с мелкокристаллической структурой, быть прочно сцепленными с диэлектриком, иметь определенное сопротивление, выдерживать токовую нагрузку 250 А/мм' в течение 3 с при нагрузке на контакты 1...1,5 Н и четыре (для многослойных ПП вЂ” три) перепайки выводов ЗРИ без изменения внешнего вида и отслоений.

Концевые печатные контакты — ряд печатных контактов, расположенных на краю ПП н предназначенных для сопряжения с соединителем прямого сочленения. Ориентирунниий паз — паз на краю ПП, который используют для ее правильной установки и ориентации в ЭА. Маркировка ПП-' совокупность знаков и символов на ПП, необходимая для ее идентификации и контроля. Основание ПП вЂ” элемент конструкции ПП, на поверхности или в объеме которого выполняется проводящий рисунок.

Диэлектрическое основание ПП должно быль однородным по цвету, монолитным по структуре, не иметь посторонних включений, внутренних пузырей, раковин, сколов, расслоений и трещин. Материал основания ПП вЂ” материал (диэлектрик), на котором выполняют рисунок ПП. Печатный монтаж — способ монтажа, при котором электрическое соединение ЗРИ, экранов, функциональных узлов между собой выполнено с помощью элементов печатного рисунка: проводников, контактных площадок и т. п. По ГОСТ 23751 — Зб предусмотрены следующие типы печатных плат рис. 1.2.

Односторонняя печатная плата (ОПП) — ПП, на одной стороне которой выполнены элементы проводящего рисунка (рнс. 1.2, а). Они просты по конструкции и эКОномичны в изготовлении. Их применяют для монтажа бьповой радиоаппаратуры, блоков питания и устройств техники связи. Двусторонняя печатная плата (ДПП) — ПП, на обеих сторонах которой выполнены элементы проводящего рисунка и все требуемые соединения, в соответствии с электрической принципиальной схемой (рис. 1.2, б).

Злектрическая связь между сторонами осуществляется с помощью металлизированных отверстий. Размещать ЭРИ можно как на одной, так и на двух Рис. 1.2. Типы печатных плат: а — односторонняя ПП; б — двухсторонняя ПП; а — многослойная ПП; г — гибкий печатный кабель; д — схема гибко-жесткой платы; г — ширина проводника; Я вЂ” расстояние межлу проводниками; Ц вЂ” расстояние от края печатной платы, выреза, паза до элементов проводящего рисунка; е — расстояние от края просверленного отверстия ло края контактной площадки (поясок); Ю вЂ” диаметр контактной площадки; И вЂ” диаМЕтр ОтВЕрСткя; ЬŠ— тОЛщИНа фОЛЬГН; На — тОЛШИНа Матсрнаэа ОСНОВаиия ПП: Н„,— суммарная толщина ПП с химическим или гальваническим покрытием; ! — расстояние между центрами (осями) элементов конструкции ПП; у — отношение диаметра наименьшего из металлизированных отверстий (е) к толщине ПП или ГПК", Н, — толщина ПП вЂ” толщина материала основания ПП (фольгированного или нефольгированного), включая проводящий рисунок без дополнительного химического или гальванического покрытия сторонах ПП.