Общие сведения

Использование печатных плат (ПП)  повышает надежность, повышает плотность монтажа, увеличивает тех­нологичность, обеспечивает высокую повторяемость, снижает стоимость, повышает быстродействие и помехозащищенность РЭС. Применение ПП создает предпосылки для механизации и автоматизации процессов сборки радиоэлектронной аппаратуры, повы­шает ее надежность, обеспечивает повторяемость параметров монтажа (емкость, индуктивность) от образца к образцу.

В процессе проектирования печатной платы определяются: число слоев, технология  изготовления, материал, толщина, конфигурация и габаритные размеры детали печатной платы.

Как известно, печатная плата представляет собой изоляционное основание с нанесенными на нем тонкими электропроводящими покрытиями, которые выполняют функции монтажных проводов и элементов схемы (например, конденсаторов, катушек индуктивности, переключателей, электрических разъемов и т.д.). Иногда непосредственно на печатной плате, используя технологи­ческие процессы нанесения токопроводящего или изоляционного покры­тия, получают отдельные электрорадиоэлементы (ЭРЭ) – индуктивные  катушки, контакты разъемов и переключателей и др. Такие элементы также называют печатными.

Печатная плата является деталью, так как она не требует при изготовлении сборочных операций.

Печатный проводник - участок токопроводящего покрытия, нанесенный на изоляционное основание (рис. 3.1). Характерной особенностью печатного проводни­ка является то, что его ширина значительно больше толщины.

Печатный монтаж - система печатных проводников, обеспечивающих электрическое соединение элементов схемы.

Навесные элементы - ЭРЭ, устанавливаемые на ПП и имеющие электрический контакт с печатными проводниками.

Контактная площадка - участок печатного проводника, предназначенный для присоединения объемных проводников и выводов навесных элементов. Этот участок окружает монтажное отверстие или примыкает к нему.

Монтажное отверстие - металлизированное или неметаллизированное  от­верстие, предназначенное для монтажа выводов навесных элементов.

При установке объемных проводников и выводов элементов в метал­ лизированное монтажное отверстие обеспечивается наиболее надежный паяный электрический контакт. Как видно из рис. 3.2, в этом случае припой затекает в отверстие и контактирует не только с выступающей частью вывода и контактной площадкой, но и со стенкой отверстия и той частью вывода, которая расположена в нем. Использование неметаллизированных отверстий приводит к мень­шей надежности пайки.



Металлизированное отверстие может быть использовано также и для электрического соединения двух проводников, находящихся на раз­ных сторонах изоляционного основания (рис. 3.3) двусторонней печат­ной платы и для соединения двух или более проводников, расположен­ных на разных слоях многослойной платы.

Крепежное отверстие - используется для крепления ПП или навесных элементов к ПП.

Координатная сетка - сетка, наносимая на изображение платы и служащая для определения положения монтажных отверстий, печатных проводников и т.д.

Печатную плату с установленными на ней ЭРЭ называют печатным узлом.

По конструкции печатные платы подразделяют на однослойные и мно­гослойные

(МПП).

Однослойные печатные платы всегда имеют один изоляционный слой, на котором находятся печатные проводники. Если они расположены на одной стороне изоляционного основания, то такую плату называют односторонней (ОПП), если на двух сторонах, то двусторонней (ДПП).

Процесс изготовления изоляционной платы с печатным монтажом обычно состоит из двух основных операций:

    создание изображения печатных проводников (копированием изоб­ражения с негатива на светочувствительный слой, печатанием изобра­жения защитной краской через сетчатый трафарет или с помощью офсет­ной формы);

    создание токопроводящего слоя на изоляционном основании.

Широкое распространение получили три способа создания токопро­водящего слоя:

1.   Химический способ, при котором производится вытравливание незащи­щенных участков фольги, предварительно наклеенной на диэлектрик (рис. 3.4).


Как видно из этого рисунка, химический метод позволяет работать с фольгой, расположенной только на одной стороне ПП, что не допускает высокую плотность монтажа. Поэтому химический метод используют для получения ОПП бытовой аппаратуры, внутренних слоев МПП и гибких печатных шлейфов. Его преимуществами являются: большая производительность, обеспечение высокой точ­ности геометрии проводников из-за отсутствия процессов гальва­нического осаждения меди. К сожалению, химический метод не предназначен для получения металлизированных отверстий, и значит нельзя обеспечить такую же высокую надежность пайки, ка­кую дают платы с металлизированными отверстиями.

2.  

Электрохимический способ, при котором методом химического осажде­ния создается слой металла толщиной 1-2 мкм, наращиваемый затем гальваническим способом до нужной толщины. При электрохимичес­ком способе одновременно с проводниками металлизируют стенки от­верстий, которые можно использовать как перемычки для соединения про­водников, расположенных на разных сторонах платы.

3.  

Комбинированный способ, сущность которого состоит в сочетании химического и электрохимического методов (рис. 3.5). При использовании комби­нированного метода проводники получают травлением фольги, а ме­таллизированные отверстия - электрохимическим методом.

Многослойные печатные платы (МПП) являются дальнейшим развитием тех­ники печатного монтажа.

Их применение позволяет увеличить плотность монтажа, особенно при использовании современных интегральных микросхем, и сократить длину соединительных проводников. В ряде случаев вообще не удается реализовать схему при использо­вании двустороннего печатного монтажа. Так, при использовании быст­родействующих логических схем, обеспечивающих импульсы с фрон­тами порядка единиц наносекунд, нужно между микросхемами иметь короткие соединительные проводники с малым значением емкости на корпус, так как при большом значении емкости окажется невозможным создать устройство с требуемым быстродействием.


В таких случаях схе­му можно построить только с использованием многослойной печатной платы, обеспечивающей минимальную длину соединительных про­водников.

Таким образом, применять МПП следует только в аппаратуре, к которой предъ­являются жесткие требования по массами габаритам, когда применение МПП дает существенный выигрыш, или в тех случаях, когда высокое быстродействие микросхем или жесткие требования к экранированию не позволяют осуществить схему на одно- и двусторонних платах.

Любая МПП состоит из нескольких печатных слоев, спрессованных с использованием изолирующих склеивающих прокладок.

Каждый печатный слой - это печатный монтаж, находящийся на изоляционном основании и расположенный в одной плоскости.

Существует несколько методов выполнения МПП, которые можно разбить на две основные группы.

К первой группе относят методы: металлизации сквозных отверстий, попарного прессования и послойного наращивания. Характерной осо­бенностью этих трех методов является то, что они позволяют получить платы с электрически соединенными проводниками, расположенными в разных слоях.

Ко второй группе относят методы: открытых контактных площадок и выступающих выводов. Особенностью плат, полученных этими мето­дами, является то, что проводники, расположенные на разных слоях, не имеют электрического соединения до установки на плату элементов.


Содержание раздела

---

---