Презентация "Печа́тная пла́та" – проект, доклад

Печа́тная пла́та

— пластина, выполненная из диэлектрика, на которой сформирована (обычно печатным методом) хотя бы одна электропроводящая цепь. Печатная плата (ПП) предназначена для электрического и механического соединения различных электронных компонентов или соединения отдельных электронных узлов.

Печатная плата со смонтированными на ней электронными компонентами

Электронные компоненты на ПП соединяются своими выводами с элементами проводящего рисунка, обычно пайкой, или накруткой, или склёпкой, или впрессовыванием, в результате чего собирается электронный модуль (или смонтированная печатная плата).

Материалы для производства ПП

Диэлектрическое основание платы представляет собой обычно бумажную (гетинаксы) или текстильную (текстолиты) основу, пропитанную фенольной либо эпоксидной смолой.

FR-4- стеклотекстолит фольгированный с номинальной толщиной 1,6 мм, облицованный медной фольгой толщиной 35 мкм с одной или двух сторон. МИ 1222 - представляет собой слоистый прессованный материал на основе стеклоткани, пропитанной эпоксидным связующим, облицованный с одной или двух сторон медной электролитической фольгой. ФАФ-4Д - представляют собой армированный стеклотканью фторопласт, облицованный с обеих сторон медной фольгой. T111- материал из теплопроводящего полимера на основе керамики с алюминиевым основанием, используются в том случае, когда предполагается использовать компоненты, выделяющие значительную тепловую мощность (например сверхяркие светодиоды, лазерные излучатели и т.д.).

Типы печатных плат

По конструктивному исполнению ПП подразделяют на односторонние (ОПП), двусторонние (ДПП) и многослойные (МПП). В зависимости от жесткости материала основания, определяемой его характеристиками и толщиной основания, различают гибкие (ГПП) (толщина до 0,5 мм) и жесткие (толщина свыше 0,5 мм) печатные платы.

К числу важнейших характеристик материалов ПП обычно относят:

пределы прочности при растяжении и изгибе, максимальное удлинение, прочность сцепления фольги, максимальное удлинение при механических нагрузках или воздействии температуры, стойкость к перегибам, максимальную рабочую температуру, допустимое кратковременное воздействие температуры, влагопоглощение и др.

Конструкционные материалы, применяемые для изготовления печатных плат

В качестве конструкционных материалов печатных плат обычно используются фольгированные и нефольгированные слоистые диэлектрики (пластики) различного типа и толщины.

Основные материалы для ГПП

лавсан фольгированный (ЛФ-1) полиимид фольгированный (ПФ-1, ПФ-2). Полиимид обладает наилучшими характеристиками (за исключением стоимости) и является самым распространенным диэлектриком для ГПП. При необходимости обеспечения низкой стоимости чаще всего используется лавсан.

МПП на основе керамики

В керамических основаниях в качестве исходных материалов широко применяются оксиды алюминия и бериллия, а также нитрид алюминия и карбид кремния.

Изоляционные пасты

изготавливаются на основе кристаллизующихся стекол, стеклокристаллических цементов, стеклокерамики. В качестве материалов проводников в керамических платах пакетного вида используются пасты, изготовленные на основе порошков тугоплавких металлов: вольфрама, молибдена и др. В качестве основания заготовки и изоляторов применяются ленты из сыров керамики на основе оксидов алюминия и бериллия, карбида кремния, нитрида алюминия.

Классификация методов изготовления печатных плат

Сечения печатных плат: 1-основание диэлектрическое или металлическое; 2 -печатный проводник; 3 - контактная площадка; 4 - монтажное отверстие; 5 - металлизация; 6 -диэлектрик

Способы формирования рисунка и создания токопроводящего покрытия в печатных платах

По способу формирования рисунка и создания токопроводящего покрытия методы изготовления ПП разделяются на две группы: субстрактивные и аддитивные.

Методы изготовления ПП разделяют на две группы :

субтрактивные и аддитивные. В субтрактивных методах (subtratio—отнимание) в качестве основания для печатного монтажа используют фольгированные диэлектрики, на которых формируют проводящий рисунок путем удаления фольги с непроводящих участков. Дополнительная химико-гальваническая металлизация монтажных отверстий привела к созданию комбинированных методов изготовления ПП. Аддитивные (additio—прибавление) методы основаны на избирательном осаждении токопроводящего покрытия на диэлектрическое основание, на которое предварительно может наноситься слой клеевой композиции.

По способу создания токопроводящего покрытия аддитивные методы разделяются на:

1. химические 2. химико-гальванические. При химическом процессе на каталитически активных участках поверхности происходит химическое восстановление ионов металла для обеспечения толщины покрытия в отверстиях не менее 25 мкм. В разработанных растворах скорость осаждения меди составляет 2 ... 4 мкм/ч и для получения необходимой толщины процесс продолжается длительное время. Химико-гальванический метод является более производительным, при его использовании химическим способом выращивают тонкий (1 ... 5 мкм) слой по всей поверхности платы, а затем его усиливают избирательно электролитическим осаждением. Предварительная химическая металлизация обеспечивает электрическое соединение всех элементов печатного монтажа.

Метод фотопечати характеризуется самой высокой точностью (±0,05 мм) и плотностью монтажа, соответствующими 3—5 классу (ширина проводников и зазоров между ними 0,1—0,25 мм),. Он состоит в контактном копировании рисунка печатного монтажа с фотошаблона на основание, покрытое светочувствительным слоем (фоторезистом).

Однослойные ПП изготавливают преимущественно субтрактивным сеточно-химическим или аддитивным методом, а ДПП и ГПП—химико-гальваническим аддитивным или комбинированными фотохимическими (негативным или позитивным) методами. Производство МПП основано на типовых операциях получения ОПП и ДПП, создание межслойных соединений и др. Наиболее распространен метод металлизации сквозных отверстий.

Типовые процессы изготовления ПП

Входной контроль материалов Изготовление заготовок Подготовка поверхности заготовки Получение защитного рисунка Химическое меднение Гальваническая металлизация Травление меди Обработка монтажных отверстий Обработка заготовок по контуру Выходной контроль платы

Нанесение гальванических покрытий осуществляют в ваннах

Плату 4 зажимают в металлической рамке и подвешивают на шине 1, установленной в ванне 2 с электролитом. Шину подключают к отрицательному источнику тока, а электроды 3, изготовлен­ные из электролитической меди, — к положительному источнику тока. На плате, которая является катодом, осаждается медь. Для получения хорошего покрытия на стенках отверстий предусматривается перемещение рамки, что обеспечивает постоянное обновление электролита в отверстиях.

Травление фольги: а — набрызгиванием б — распылением; в — проводники после травления (1 — фоторезист, 2 — фольга)