Пирогова Е.В.- Проектирование и технология печатных плат (1072331), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Требования к базовым материалам для изготовления ПП определяются: ° условиями эксплуатации; ° электрическими, механическими, экономическими и другими требованиями к ПП; ° типом ПП; Глава 2. Материалы длл взговювлвнив нечаевых нлвт в конструкцией ПП; ° методом изготовления ПП; ° условиями сборки и монтажа ячеек и др. Основными требованиями к базовым материалам для изготовления ПП являются: ° хорошие электроизоляционные свойства; ° высокая механическая прочность; ° высокая термостойкость; ° устойчивость к агрессивным технологическим средам; ° хорошая обрабатываемость; ° стабильность электрических и механических параметров ПП при климатических воздействиях; ° низкая стоимость и др.
Фольгированные и нефольгированные диэлектрики состоят из наполнителя и связующего (фенольной, эпоксифенольной, эпоксидной и др. смолы). В качестве наполнителя используют бумагу, стеклоткань, стекло- волокно и пр. Фольеированные диэлектрики на основе стеклоткани состоят: ° из стеклоткани, изготовленной из нитей, например, алюмоборосиликатного стекла; ° из смолы, используемой для пропитывания стеклоткани (определяет характеристики материала); модификацией которой получают необходимые механические и электрические характеристики фольгированных диэлектриков; ° из фольги, используемой в качестве металлического покрытия фольгированных материалов (медной, алюминиевой, резистивной, в частности, нихромовой и др.) Медную фольгу изготавливают одним из двух способов: электролитическим осаждением и прокаткой.
Медную электролитическую фаяьгу, оксидированную с одной стороны в щелочных или хромовых растворах для лучшего сцепления фольги с диэлектриком, (толщиной 5, 9, 12, 18, 35, 50, 70, 105 мкм) получают, например, гальванопластическим методом и прикпеивают к диэлектрику клеем БФ-4 и БФР-4, в состав которого добавлен пылевидный кварц для повышения теплостойкости клеевого состава и улучшения адгезии к медной фольге и диэлектрику. Негрольеированные диэлектрики выпускают двух типов: !) с адгезионным (клеевым) слоем, например, эпоксикаучуковой композиции толщиной 50...100 мкм на поверхности диэлектрика, который наносят для повышения прочности сцепления осаждаемой в процессе изготовления ПП меди химическим способом; 2) с введенным в объем диэлектрика катализатором, способствующим осаждению химической меди.
Керамические материалы характеризуются: ° стабильностью электрических и геометрических параметров; ° стабильной высокой механической прочностью в широком диапазоне температур; ° высокой теплопроводностью; ° низким влагопоглощением и пр. Материалы длв иванеовленив ОПП, ДПП и МПП ЗУ Недостатками керамических материалов являются длительный цикл изготовления, большая усадка материала, хрупкость, высокая стоимость и пр.
Металлическое основание изготавливают из алюминия, титана, стали или меди, Их применяют в теплонагруженных ПП для улучшения отвода теплоты от ЭРИ и ПМК, в ЭА с большой токовой нагрузкой, работающей при высоких температурах, а также для повышения жесткости ПП, выполненных на тонком основании. Параметры металлических оснований ПП с изоляционным слоем приведены в табл. 2.8. Характеристиками прокладочных склеивающих материалов (толщиной 0,025; 0,0б и О,! мм) для склеивания слоев МПП в монолит являются: ° марка стеклоткани и смолы; ° общее содержание смолы, которое определяет прочность склеивания, способность заполнять пространство между печатными проводниками в слое МПП, толщину изоляционного слоя между слоями МПП.
Рассчитывается как отношение массы смолы к массе прокладочного материала, в %. Содержание смолы в прокладках должно быть в пределах 42...52 %, в материалах фирмы ?80?.А (Германия) — до 67 %; ° содержание летучих веществ в смоле, которые приводят к образованию пустот, уменьшению прочности склеивания, степени полимеризации смолы из-за присутствия растворителя, ухудшению механических и изоляционных характеристик. Определяется как отношение массы летучего растворителя к массе пропитанной стеклоткани, в % Содержание летучих веществ в смоле должно быть не более 0,75 %; ° текучесть смолы, которая определяет режим прессования слоев (температуру и давление) и пригодность прокладочного материала для склеивания слоев МПП; ° содержание растворимой смолы, от.которой зависит степень полимеризации смолы.
Содержание смолы для прокладочных материалов марки СП в состоянии поставки составляет порядка 80... ?00 %. Базовые материалы для изготовления ГПП, ГПК и ГЖП рассмотрены в 8 2.2. К технологическим (расходным) материалам для изготовления ПП относятся фоторезисты, специальные трафаретные краски, защитные маски, электролиты меднения, травления и пр.
Требования к ним определяются конструкцией ПП и технологическим процессом (ТП) изготовления. Фоторезисты должны обеспечивать необходимую разрешающую способность при получении рисунка схемы и соответствующую химическую стойкость. Травильные растворы должны быть совместимы с применяемым при травлении резистом, быть нейтральными к изоляционным материалам, иметь высокую скорость травления и пр. Все материалы должны быть экономичны и безопасны для окружающей среды. 1.1. Материалы для изготовления ОПП, ДПП и МПП В качестве материала основания ПП применяются слоистые диэлектрики, с одной или двух сторон фольгированные медной фольгой, или нефольгированные диэлектрики (см.
рис. В.4). 40 Глава 3. Матер»»вы в»» »ел»лев»ела» ле алллых »лат следу фольгированным и нефольгированным диэлектрикам предъявляютс. ющие требования: высокие поверхностное, Ом, и удельное объемное сопротивленис Ом м, характеризуюшие величину тока утечки; высокая электрическая прочность изоляции, определяемая напряжением постоянного тока, при котором происходит пробой; низкие значения диэлектрической проницаемости и тангенса угл диэлектрических потерь — для передачи высокочастотных сигнало и снижения тепловыделения, обусловленного диэлектрическими потерями; стабильность электрических характеристик при повышенной влажности и температуре; высокая механическая прочность: предел прочности при растяжении, при изгибе, которые зависят от типа используемой смолы г снижаются при повышении температуры; стабильность линейных размеров по осям Х )'и 2' при повышенно~ температуре, зависящая от температуры стеклования Т„теплоустойчивости и теплопроводности базового материалд.
Требование высокой температуры стеклования Т, (до 290'С в перспективе, рассчитанная на рабочую температуру до 280 С) связано с тем, что при нагреве, например, при пайке, происходит значительное расширение стеклопластиков, эпоксидной смолы и других полимеров по оси 7. интенсивность которого особенно возрастает при превышении температуры стеклования данного материала, что может привести к расслаиванию диэлектрика и разрыву металлизации в отверстиях ПП. так как металл имеет малое расширение по оси Л Поэтому при высокой температуре стеклования Т, процесс расширения материялз ПП сдвигается в область более высоких температур, желательно, превышающих температуру пайки; высокая теплоустойчивость, которая зависит от типа наполнителя и состава смолы.
Данное требование связано с тем, что 1) необходима повышенная устойчивость к воздействию теплового удара, например, при пайке ЭРИ и ПМК к ПП, при котором температура пайки достигает значений деструкции диэлектрика, и может происходить выход газов, порообразование, коробление и пр.; 2) в результате воздействия высоких температур а процессе сверления отверстий возможен разогрев диэлектрика, вытекание и наволакивание смолы на стенки отверстий, препятствующее металлизации отверстий в дальнейшем; 3) высокая рабочая температура может привести к расслоению стеклоткани и смолы, отслаиванию фольги, образованию пузырей под фольгой и к тому, что характеристики материапа не будут удовлетворять требованиям эксплуатации ЭА; хорошая механическая обрабатываемость при резке, фрезеровании, зачистке, сверлении и других операциях без образования сколов, трешин и расслоения диэлектрика; Мивериилм для изгиволлеиия ОПП, ДПП и МПП ° устойчивость к агрессивным средам' (кислотам, щелочам, растворителям и пр.) в ТП изготовления ПП; ° хорошая прочность сцепления (адгезия) фольги с диэлектриком, которая зависит от материала фольги, способа ее получения (прокатка или электролитическое осаждение), состояния поверхности, температуры и времени выдержки при повышенной температуре и пр.; ° негорючесть — требование международных стандартов применения в ЭА только самозатухающих фольгированных диэлектриков; ° низкое водопоглошение для исключения расслоения диэлектрика особенно при нагреве; е низкое значение ТКЛР, совместимое с ТКЛР выводов и корпусов ЭРИ; в случае, если ТКЛР диэлектрика значительно больше ТКЛР выводов и корпусов ЭРИ или ПМК, возникают значительные напряжения в местах пайки вследствие большого расширения диэлектрика основания ПП по осям Х У и малого расширения по тем же осям подложки ЭРИ; ° плоскостносгь (особенно необходимая для установки ПМК); низкая стоимость и др.
Фольгированные диэлектрики применяют в субтрактивных методах изготовления ПП, нефольгированные — в адаптивном и полуаддитивном. Фольгированные диэлектрики, применяемые в качестве основания ПП в субграктивных методах, являются композиционными материалами и состоят из армирующего наполнителя, синтетического связующего вещества и медной, алюминиевой или резистивной фольги. Наиболее широко в настоящее время применяются гетинакс, стеклотекстолит, полиимид и др.
Гетинакс фольгированный состоит из спрессованных слоев электроизоляционной бумаги (армирующего наполнителя), пропитанных фенольной или эпоксифенольной смолой в качестве связующего вещества, облицованных с одной или двух сторон медной фольгой (например, запись ГФ-! или ГФ-2 обозначает гетинакс фольгированный односторонний или двухсторонний). Стеклотекстолит фольгированный представляет собой спрессованные слои стеклоткани, пропитанные эпоксифенольной или эпоксидной смолой (например, запись СФ-1 или СФ-2 обозначает стеклотекстолит фольгированный односторонний или двухсторонний, соответственно).
Большое значение при изготовлении ПП имеет процентное соотношение между стекловолокном и смолой в диэлектрике, так как оно влияет на качество выполнения целого ряда операций, например, таких как [4): ° сверление монтажных и переходных отверстий — чем больше стекловолокна (абразива), тем быстрее изнашивается сверло; ° подтравливаиие диэлектрика в отверстиях МПП вЂ” чем больше смолы, тем легче подтравливать; ° прессование МПП, так как выбор режимов прессования (давление и время его приложения) зависят от времени желатинизации смолы (определяется экспериментально для каждой партии материала); ° металлизация монтажных или переходных отверстий — чем больше стекловолокна, тем больше торцов стекловолокна выходит в отверстия ПП, поверхность которых достаточно сложно подготовить хи- Глава 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
