Овсищер П.И., Голованов Ю.В. Несущие конструкции радиоэлектронной аппаратуры. Под ред. П.И.Овсищера (1988) (1092054), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Как правило, используются: покрытие односторонней платы только со стороны печатных проводников, при этом защищают проводящие дорожки и обрезанные края платы; двустороннее покрытие печатной платы, в том числе и компонентов; заливка блока в целом. Первые два метода предпочтительнее для ремонтопригодных плат; в этом случае целесообразно использовать прозрачное покрытие. Третий способ обычно применяют для неремонтопрнгодных плат. В настоящее время число материалов, применяемых для покрытия печатного монтажа со стороны проводников, очень велико. Многие нз них хорошо совместимы с пайкой, т.
е. их не надо удалять перед пайкой для присоединения или отпайки компонентов. Покрытия наносят распылением при маскировании контактов. Чаще всего для покрытия используются лаки на основе алкидных стиреновых смол нли быстросохнущис модифицированные фенольные смолы. Этн лаки высыхают на воздухе, они достаточно хорошо совместимы с канифольными флюсами.
Одним из недостатков лаков является то, что они выделяют органические пары, вызывающие коррозию используемых металлов. Кремнийорганические лаки обладают хорошими свойствами и применяются в случаях, когда требуется максимальная тепловая долговечность. Однако они относительно непрочны механически н неустойчивы к некоторым растворителям, Внпнльные лаки образуют плотные пленки с характеристиками, удовлетворяющими механическим н электрическим требованиям. Очень популярны лаки на основе эпоксидной смолы: они долговечны, обладают хорошей адгсзией к соответствующим образом подготовленным поверхностям н отлпчными электрическими свойствами. Однако онн нс позволяют создать ремонтопригодные покрытия, поскольку их трудно удалять, и адгезия между отдельнымн слоями прн многослойном покрытии может быть плохой.
Из современных органических материалов для покрытий наибольшее распространение получили акрилы, полиуретаны и изомеризованная резина. Лкриловые лаки по общим характеристикам аналогичны виниловым. Они влагоустойчнвы и имеют хорошие электрические свойства, однако их стойкость по отношению к некоторым растворителям недостаточно велика.
Такие лаки не препятствуют пайке. Полиуретаны очень разнородны. Следует иметь в виду, что при высокой влажности их свойства хуже, чем у материалов„полученных на основе двухкомпонентной системы. Последние создают на основе полиэфирной смолы, смешанной с нзоцианатными компаундами непосредственно перед нспользоваяием.
Такие материалы обладают хорошей стойкостью к растворителям и внешним воздействиям, а также имеют хорошие электрические свойства. Все лаки можно использовать для покрытия печатных плат методамн погружения или распыления. Для защиты можно применять также парафины и другие изолирующие материалы, например раствор кремнийорганических полимеров в ксилене, который высыхает на воздухе и образует прозрачную воскообразную гибкую пленку с хорошими гидрофобными и диэлектрическими свойствами.
В литературе сообщалось о применении в качестве основания печатной платы анодированных алюминиевых пластин, окисная пленка которых обладает хорошими электроизоляционными свойствами. Применение металла в качестве основания многослойных печатных плат обеспечивает надежное крепление деталей, хороший теплоотвод, заземление; плата может иметь самую разнообразную форму: угловую, ступенчатую, цилиндрическую. Элементы конструкции такой платы удовлетворяют тем же требованиям, что и элементы конструкций плат на изоляционном основании. Каждый метод изготовления печатных плат предъявляет к элементам их конструкции определенные технологические требования.
Например, при изготовлении печатных проводников электрохимическим методом должны быть предусмотрены технологические проводники, соединяющие весь монтаж между собой накоротко для обеспечения возможности отложения металла на всех соединениях схемы, а также намечены пути их разъединения па необходимые отдельные проводники. Это требует дополнительных технологических отверстий на плате или каких-либо других мер. Химический метод применяется для изготовления печатных плат из одностороннего фольгировапного диэлектрика, чаще всего гетинакса. Как ~правило, изготовление плат осуществляется на универсальных механизированных линиях, состоящих нз отдельных автоматов и полуавтоматов, последовательно выполняющих операции технологического процесса Для максимальной механизации н автоматизации процесса все печатные платы изготовляются на технологических заготовках одного габарита, на которых может быть скомпоновано до трех и более плат, т.
е. используется метод групповой обработки. Схематическое изображение односторонней печатной платы приведено на рис. 3.1. При конструировании печатных плат, изготовляемых химическим методам, следует учитывать, что мон- Рнс. ЗД. Односторонняя печатная плата: 1 — контактная площадка: 2 — основание платы; д — проводник. переходящий в контактпуто площадку; 4--ионтаыаае от- верстие Рнс. 3.2.
Двусторонняя печатная плата: 1 — контактная паощадка, переходящая и. проводник; у — асионанне платы; а — проводник; 4 — иетапяиаированные отверстия тажные отверстия, как правило, выполняются без зенкования. Со стороны установки, компонентов допускается зепкование монтажных отверстий.
При изготовлении двусторонних печатных плат, как правило,. используется комбинированный позитивный метод, при котором экспонирование рисунка соединений производится с тротопозитива (откуда и произошло название). Технологический процесс изготовления двусторонних печатных плат комбинированным .методом достаточно хорошо отработан и в значительной мере оснащен специальным оборудованием. На рис. З.2 приведено схематическое изо~бражение двусторонней печатной платы, изготовленной комбинированным позитивным методом.
При конструировании таких плат следует иметь в виду, что металлизированные отверстия могут выполняться как с зенковкой, так и без нее. При отсутствии зенковки допускается уменьшение размеров контактных площадок, что является одним из путей увеличения плотности монтажа. Однако существенное увеличение плотности монтажа может быть достигнуто только при использовании многослойных печатных плат. Многослойные печатные платы рекомендуется изготовлять методом мсталлнзации сквозных отверстий. Сущность этого метода состоит в том, что необходимое число слоев, на которых тем или иным способом выполнены печатные соединения, склеивается (прессуется), после чего в полученной многослойной плате сверлят сквозные отверстия н металлизируют их.
При этом те слои, которые должны быть соединены между собой, имеют контактяые площадки, торцевые части которых соединяются с металлнзировапными отверстиями (ряс. З.З), Рисунок соединений внутренних слоев многослойной печатной платы выполняется на заготовках нз одностороннего или двустороннего фольгированного диэлектрика фотохимическим способом, рисунок наружных слоев — комбинированным позитивным методом после прессования многослойной печатной платы. Поскольку надежность межслойных соединений в значительной мере зависит от качества соединения стенки металлизированного отверстия с торцевой частью контактной площадки, используют подтравлнвание,диэлектрика внутри отверстия до металлизации.При этом часть поверхности контактной площадки обнажается и при металлизации отверстия получается более качественное Рис.
3,4. Многослойная печатная плата с внутренними межолойными передо- дами: 1 — сквозное неталлиаировавное отверстие: р — прснодннк; д — контактная плопавдка; я— диэлектрик; 5 — нракладочная стеклотканв: 6 — переводное неталлиакроваиное отверстие Рис. 3.3. Многослойная печат- ная плата: т — сквоэное неталлиэированно» отвер- стие; д — проводник; Э - контактная ало|падка; Š— диэлектрик,  — про. кладоеная стеилотканв соединение стенки отверстия с контактной площадкой данного СЛОЯ.
Прн необходимости повышения плотности проводящего рисунка пользуются .методом металлизации сквозных отверстий с внутренними межслойнымн переходами. При этом печатные платы следует конструировать с применением двустороннего фольгированиого материала. Для наружных слоев, слоев питания и экранов, можно использовать и односторонний фольтированный материал. Конструкция печатной платы, выполненной методом металлизации сквозных отверстий с внутренними межслойными переходами, приведена на рис. 3.4.
3.2. ПАРАМЕТРЬГ КОНСТРУКЦИИ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ Конструкции печатных плат характеризуются группой параметров: структурных, геометрических и электрических. К структурным параметрам относятся общее число слоев и нх конструкция (односторонние и двусторонние), Структуру конструкции печатной платы образуют элементы конструкции: соедишыельные проводники и зазоры между ними, контактные площадки и зазоры между ними и соединительными проводниками, технологические, монтажные, крепежные и металлизированные отверстия, посадочные места под ЭРЭ и электрические соединители, экраны, вырезы в экранах. Форма металлизированнеих отверстии, как правило, выбирается круглая; форму остальных элементов желательно выбирать прямоугольной или состоящей из прямоугольников, соединенных различными способами. К геометрическим параметрам относятся ширина печатных проводников на сигнальных слоях н зазоров между проводника>пи, диаметры металлизированного отверстия и зенковки; ширина зазора между металлизированными отверстиями и между отверстиями и проводниками; расстояние между сигнальными и потенциальными слоями, в частности между слоями питания и земли; шаг сетки и ширина проводников па потенциальных слоях; толщинке печатной платы заданной структуры и ее отклонение от номинала.
К электрическим параметрам относятся погонное сопротивление. и погонная емкость (или волновое сопротивление) печатных про- водников на сигнальных слоях, бгоэ4хрициент связи между печат- ными проводниками, определяемый уровнем взаимных помех. Электрические параметры печатных плат рассматриваются в [21, посвященной анализу помехоустойчивости РЭЛ, Все параметры конструкции печатных плат взаимосвязаны.
Электрические параметры определяют требования к трассировке, геометрическим параметрам сигнальных проводников и расположе- нию сигнальных н потенциальных слоев относительно друг друга. При отсутствии требований к электрическим параметрам печатных плат, что характерно, например, для низкочастотных устройств РЭА, число слоев и их расположение полностью зависят от техно- логического процесса изготовления печатных плат. При выборе структуры печатных плат устройств среднего н высокого быстро- действия наиболее важным является обеспечение электрических параметров. Как правило, в этом случае используют многослойные печатные платы. Структура многослойных печатных плат может быть рассмот- рева как множество отдельных и независимых потенциальных, сиг- нально-потеициальных и технологических звеньев. Расположение и характер печатного рисунка потенциальных и технологических звеньев практически не влияют на характер сигнальных проводни- ков.