14-04-2020-СОВР-ТЕХНОЛОГИИ-ПРОИЗВ-РЭА-ТРЕТЬЯКОВ (1171921), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Стоимость односторонних платсоставляет 0,1 - 0,2 от стоимости двухсторонних плат, это делает их вполнеконкурентными, особенно в сфере бытовой электроники.Отметим, однако, что для современных электронных устройств, дажебытового назначения, односторонние платы часто требуют контурногофрезерования, нанесения защитных маскирующих покрытий, их сборка ведетсяс посадкой кристаллов непосредственно на плату или поверхностныммонтажом.Пример такой платы в сборе, используемой в цифровом спидометре альтиметре горного велосипеда, показан на рис. 6.1, б.Рис. 6.1.
Односторонние печатные платыТиповые параметры плат:62-макс. размеры заготовки - 400 мм x 330 мм;-минимальный диаметр отверстия - 0,6 мм;-минимальная ширина проводника - 0,15 мм;-минимальный зазор - 0,15 мм;-толщина фольги - 36 мкм;-толщина платы - 0,4 - 1,6 мм.Альтернативой фотохимическому способу изготовления одностороннихплат является фрезерование проводящего слоя в медной фольге надвухкоординатных фрезерных станках с ЧПУ. Этот метод наиболее эффективенпри изготовлении прототипов плат, он позволяет разработчику получитьопытный образец за 1,5 - 2 часа в условиях конструкторского бюро.6.3.2. Двухсторонние печатные платыДПП – ПП на обеих сторонах которых выполнены проводящие рисунки ивсе требуемые соединения. Размещать ИЭТ можно как на одной, так и на двухсторонах ПП.
Переход токопроводящих линий с одной стороны платы надругую осуществляется металлизированными монтажными отверстиями. Спомощью такой платы можно выполнять сложные схемы.Двухсторонние платы составляют в настоящее время значительную долюобъема выпуска плат, например, в Великобритании до 47 %. Не претендуя наоднозначность оценок, а, опираясь лишь на собственную статистику последнихтрех лет, можно оценить долю двухсторонних плат в российском производствев 65 - 75%.Столь значительное внимание разработчиков к этому виду платобъясняется своеобразным компромиссом между их относительно малойстоимостью и достаточно высокими возможностями.
Технологический процессизготовления двухсторонних плат, также как односторонних, является частьюболее общего процесса изготовления многослойных ПП. Однако длядвухсторонних плат не требуется применять прессования слоев, значительнопроще выполняется очистка отверстий после сверления.Вместе с тем, для большинства двухсторонних плат за рубежомпроектные нормы "проводник / зазор" составляют 0,25 / 0,25 мм (40% от объемавыпуска), 0,2 / 0,2 мм (18%) и 0,15 / 0,15 мм (18%).
Это позволяет использоватьтакие платы для изготовления широкого круга современных изделий, онивполне пригодны как для монтажа в отверстия, так и для поверхностногомонтажа. Нередко на проводники двухсторонних плат наносится золотоепокрытие (рис. 6.2а), а для металлизации отверстий используется серебро (рис.6.2 б).Опираясь на собственный опыт изготовления прототипов отечественныхдвухсторонних плат, можно констатировать, что запросы отечественныхразработчиков удовлетворяются пока диапазоном проектных норм 0,2 / 0,2 - 0,3/ 0,3 мм, норма 0,15 / 0,15 мм встречается не более, чем в 10% случаев.63Рис. 6.2. Двухсторонние печатные платыТиповые параметры двухсторонних плат:-максимальные размеры заготовки - 300x250...500х500 мм;-минимальный диаметр отверстия - 0.4...0,6 мм;-минимальная ширина проводника - 0,15 мм;-минимальный зазор - 0,15 мм;-толщина фольги - 18..36 мкм;-толщина платы - 0,4 - 2,0 мм.Отметим, что отечественные разработчики, точно также как ихзарубежные коллеги, закладывают в технические задания на изготовлениедвухсторонних плат нанесение паяльной маски, маркировку, весьма часто фрезерование плат по сложному контуру.
Как правило, сборка таких платпредусматривает поверхностный монтаж компонентов.6.3.3. Многослойные печатные платыМногослойная ПП — коммутационный узел, состоящий изчередующихся проводниковых и изоляционных слоев, в которомпроводниковые слои соединены между собой при помощи металлизированныхотверстий в соответствии с электрической принципиальной схемой.Изоляционные слои пропитаны полимерной смолой в недополимеризованномсостоянии, полимеризация которой и склеивание слоев происходит привоздействии определенной температуры на операции прессования.МПП состоит из нескольких сигнальных слоев, разделенныхизоляционными прокладками и, при необходимости экранирующими слоями.Многослойный печатный монтаж позволяет уменьшить габаритныеразмерывследствие повышения плотности монтажа и трудоемкостивыполнения монтажныхсоединений.
При этом хорошо решается задачапересечения и распределения проводников. Однако технологический процессизготовления МПП является трудоемким.64МногослойныеППхарактеризуютсяспособностью. Их применяют:-для размещения ЭРЭ смикросборок, БИС, СБИС и пр.;высокойвысокойтрассировочнойфункциональнойсложностью:-для повышения быстродействия ЭА - за счет высокой плотностимонтажа уменьшаются габариты и масса аппаратуры; за счет уменьшенияширины проводников, расстояний между ними, размеров контактныхплощадок, увеличивается число слоев и внутренних межслойных переходов,уменьшается длина электрических связей;-в ЭА, где должна быть обеспечена электрическая стабильность по всемутракту прохождения сигнала, в частности, за счет сокращения количестваконтактов разъемов;-в ЭА, где требуетсяэлектрических цепей;экранированиезначительногоколичества-в ЭА, где требуется устойчивость к внешним воздействиям.Наличие экранирующих слоев между любыми внутренними слоями илина наружных слоях позволяет экранировать схему от внешних и внутреннихвоздействий, их также можно использовать вкачестве эффективныхтеплоотводов и создания специальных структур.Недостатки МПП:-высокая стоимость;-значительная трудоемкость изготовления и проектирования МПП;-более высокий по сравнению с ДПП процент брака;-возможность нарушения электрических связей в местах контакта торцовконтактных площадок внутренних слоев и столбика меди в отверстиях впроцессе эксплуатации;-высокие требования к точности изготовления элементов печатногорисунка;-значительная разница ТКЛР меди, диэлектрика и смолы и пр.Многослойные печатные платы (МПП) составляют две трети мировогопроизводства печатных плат в ценовом исчислении, хотя в количественномвыражении уступают одно- и двухсторонним платам.По своей структуре МПП значительно сложнее двухсторонних плат.
Онивключают дополнительные экранные слои (земля и питание), а также несколькосигнальных слоев. Структура МПП представлена на рисунке 6.3.Для обеспечения коммутации между слоями МПП применяютсямежслойные переходы (vias) и микропереходы (microvias).65Рис. 6.3. Структура МППМежслойные переходы (рис. 6.4) могут выполняться в виде сквозныхотверстий, соединяющих внешние слои между собой и с внутренними слоями,применяются также глухие и скрытые переходы.Глухой переход - это соединительный металлизированный канал,видимый только с верхней или нижней стороны платы. Скрытые же переходыиспользуются для соединения между собой внутренних слоев платы.
Ихприменение позволяет значительно упростить разводку плат, например, 12слойную конструкцию МПП можно свести к эквивалентной 8-слойной.коммутации.Рис. 6.4. Микропереходы в контактных площадкахСпециально для поверхностного монтажа разработаны микропереходы,соединяющие между собой контактные площадки и сигнальные слои.Для изготовления МПП производится соединение несколькихламинированных фольгой диэлектриков между собой, для чего используютсясклеивающие прокладки – препреги (рис.
6.5). Поэтому толщина МПП растетнепропорционально быстро с ростом числа сигнальных слоев.66Рис. 6.5. 8-слойная ППВ связи с этим необходимо учитывать большое соотношение толщиныплаты к диаметру сквозных отверстий. Например, для МПП с диаметромотверстий 0,4 мм и толщиной 4 мм это соотношение равно 10:1, что являетсявесьма жестким параметром для процесса сквозной металлизации отверстий.Тем не менее, даже учитывая трудности с металлизацией узких сквозныхотверстий, изготовители МПП предпочитают достигать высокой плотностимонтажа за счет большего числа относительно дешевых слоев, нежелименьшим числом высокоплотных, но, соответственно, более дорогих слоев.
Всовременных МПП широко применяется поверхностный монтаж всех видовсовременных интегральных схем, включая, как это показано на рисунке,бескорпусных схем, заливаемых компаундом после разварки выводов.На рисунках 6.6 и 6.7 приведены примеры МПП с поверхностныммонтажом.Рис. 6.6. МПП со слоями теплоотводов (термослой меди 200 мкм)67Рис. 6.7. Шестислойная печатная плата – мультиплата (три платы наодной заготовке) со сложными внутренними вырезами, покрытая Ni/Au6.3.4.
Гибкие печатные платыГибкая печатная плата имеет гибкое основание. По расположениюпроводников она аналогична обычной двусторонней печатной плате.Использование гибких диэлектрических материалов для изготовленияпечатных плат дает как разработчику, так и пользователю электронныхустройств ряд уникальных возможностей. Это, прежде всего - уменьшениеразмеров и веса конструкции, повышение эффективности сборки, повышениеэлектрических характеристик, теплоотдачи и в целом надежности.Если учесть основное свойство таких плат - динамическую гибкость становится понятным все возрастающий объем применения таких плат вавтомобилях, бытовой технике, медицине, в оборонной и аэрокосмическойтехнике, компьютерах, в системах промышленного контроля и бортовыхсистемах.Гибкие печатные платы (ГПП) изготавливаются на полиамидной илилавсановой пленке и поэтому могут легко деформироваться даже послеформирования проводящего рисунка.
Большая часть конструкций гибких ППаналогична конструкциям печатных плат на жесткой основе. Основнойобластью применения ГПП является использование их в качестве соединителеймежду различными частями электронных устройств выполненных на базе«обычных» (жестких ПП), в качестве замены кабельных соединений. Крометого, на базе гибких печатных плат могут выполняться катушки индуктивности,антенны и.т.д. Гибкие платы дают возможность создавать уникальныеконструкции, которые позволяют решать вопросы межсхемных соединенийи монтажа, обеспечивая при этом гибкость системы. Технологиигибких печатных плат предлагают много жизнеспособных решений, среди68которых особенно перспективны решения,пространственных структур межсоединений.связанныеВ таблице 6.1 приведены виды ГПП.ПримерОписаниессозданиемТаблица 6.1.Односторонние ГПП наиболее распространены в этом классе плат,поскольку проявляют наилучшую динамическую гибкость.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
