ТИПЫ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

В связи с большой гибкостью печатного монтажа по отношению к различным требованиям возникло большое разнообразие конструкций ПП. Прогрессирующая микроминиатюризация, применение функцио­нальных элементов привели к совмест­ному использованию технологии травления фольгированных материалов, бестоковых и гальванических способов металлизации, а также тонкопленочной и толстопленочной технологий.

Рис. 2. Схема проектирования и изготовления электронных узлов

Печатные платы изготавливаются, как правило, субтрактивным (химическим) или аддитивным методом на основе фольгированного или нефольгированного, термореактивного или термопластич­ного диэлектрика. В противоположность этому система коммутации для интегральных микросхем изготавливается преимущест­венно по тон­ко- или толстопленочной технологии на подложке из стекла, керамики или металла. При этом на основе подбора материала и толщины по­крытия по сравнению с субтрактивным и аддитивным методами по­является возможность реа­лизовать разнообразные элементы схемы. Значительно также различие в размерах проводников и зазоров между ними (примерно на порядок). Согласно назначению ПП можно разделить на жесткие и гибкие,. На рис. 3 показань/ схемы кон­струкций отдельных видов ПП. Успехи в области миниатюризации ЭРЭ предъявляют все более высокие требования к плотности электромонтажа, которые не могут быть выполнены с помощью односторонних ПП, не допускающих

пере­сечение проводников. Однако этим требованиям во многих случаях удовлетворяют ПП с двумя плоскостями проводников, если они элек­трически связаны переходными соединениями. При этом не только удваивается площадь монтажа, но благодаря возможности пересечения проводников возникает возможность реализовать наикратчайшие со­единения, что приводит к дальнейшей экономии площади и соответ­ственно к повышению плотности электромонтажа при относительно низкой стоимости платы.

Предъявляемые к быстродействующим ЭВМ особенно высокие тре­бования к плотности монтажа и электрическим свойствам (волновое сопротивление, время задержки, характер сигнальной связи и т. д.) в ряде случаев не могут быть выполнены даже на основе двухсторон­них ПП с металлизированными отверстиями. Возможный выход — ис­пользование ПП с несколькими проводящими слоями, на которых фор­мируются печатные проводники. В отношении техники электромонтажа практически нет ограничений плотности монтажа, так как функционально необходимые изоляционные слон могут быть относительно тонкими по сравнению с конструктивно жесткими материалами основания односторонних ПП. При современных формах и размерах ИМ (плоские корпуса с планарными и штыревыми выводами) можно практически достигнуть теоре­тически возможной плотности монтажа с помощью МПП.

При создании МПП в ряде случаев используют внутренние слои со стандартными рисунками проводников, которые на основе соответ­ствующего выполнения внешних рисунков проводников соединяются согласно конкретным целям. При этом к внутренним слоям относятся и потенциальные слои (заземление и питание). Предпосылками к ис­пользованию таких трехслойных и четырехслойных ПП являются при­менение стандартной установки ИМ и ЭРЭ, единое конструктивное ис­полнение ИМ и ЭРЭ и их выводов. Хотя плотность монтажа при этом невелика и не удается реализовать печатные проводники минимальной длины, все же достигается существенное сокращение времени проекти­рования. Так как такие печатные платы можно заранее изготовить в больших количествах, то время изготовления МПП сокращается, а их себестоимость уменьшается. Перспектив-ным направлением развития МПП с учетом создания больших интегральных схем (БИМ) являются многослойные керамические платы, состоящие из кера­мического основания, с одной или двух сторон которого расположены рисунки проводников и изолирующие слои. На них с помощью точного выполнения рисунка проводников осуществляется соединение бескор­пусных ИМ в гибридные БИМ.

Рис. 3. Схемы конструкций различных видов печатных плат

а - односторонняя печатная плата; б - двусторонняя печатная плата без пе­реходных соедине­ний,

в - двухсторонняя ПП с переходными соединениями, г - многослойная печатная плата, д - односторонняя многослойная керамическая плата, е - гибкая печатная плата с двухсторонним покрытием; ж - печатная плата с углубленными проводниками; 1 - слой меди, 2 - диэлектриче­ский ма­териал, 3 - гальванически наращенный слой, 4 - изоляционные слои, 5 - защитная пленка.

Гибкие печатные платы используются для электрического соедине­ния деталей и узлов, конструкция которых исключает применение жест­ких печатных плат или неэкономична. При производстве гибких ПП для обеспечения необходимой гибкости конструкции (занимающей ча­сто большую площадь) требуются другие диэлектрические материалы и технологическое оборудование. Основные преимущества гибких ПП перед жесткими заключаются в лучшем выполнении электрических и механических требований и в возможности экономичного производства в случае применения непрерывных процессов (Мощность ламинарного пресса для жестких МПП составляет приблизительно 25 м²/ч, для гибких плат — 200 м²/ч.). Например, нанесение устойчивых к травлению фоторезистов, экспонирование и травление, а также ламинирование изолирующей пленки можно осуществлять не­прерывно на рулонном материале. Сюда же относятся преимущества, связанные с расходом диэлектрических материалов и многообразием конструктивных возможностей. Особое внимание нужно обратить — в противоположность жестким печатным платам — на медную фольгу, ее гибкость, пластичность при незначительной толщине и ее защиту от внешних воздействий.

Использование гибких ПП предполагает возможность одно- или многократного перегиба в зависимости от жесткой или подвижной уста­новки на соединяемых деталях. Поэтому эластичность материала осно­вы играет особую роль: па пленке из полиэфирной смолы она лучше, чем у фторопласта, и существенно лучше, чем у материалов на основе эпоксидной смолы, армированных стеклотканью. Для того чтобы достигнуть всех соединяемых точек, можно осуществлять любые деформации, «вырезать» и отгибать ^ частки гибких печатных плат (рис. 4).

Пайка гибких ПП вызывает затруднения, если температура плав­ления диэлектрических материалов лежит вблизи температуры пайки. Применение низкотемпературных припоев, химическое удаление диэлек­трика с места контактирования, точечная пайка с соответствующим теплоотводом, микросварка или применение печатных ламелей для ком­мутации позволяют устранить эти трудности.

Для длительной защиты от воздействия окружающей среды, для сохранения контактов проводящие слои покрывают пластмассовой плен­кой Благодаря этому одновременно в 5—10 раз повышается гибкость, а при использовании виниловой пленки достигается невоспламеняе­мость соединений. С контактов эту пленку механически можно удалять или расплавлять во время присоединения. Благодаря формовке соот­ветственно рис. 5 и однократной термической обработке при 150°С плоский кабель на основе полиэфирной пленки приобретает свойства самоскручивания. Это позволяет получить выигрыш в объеме при соединении подвижных блоков. Возможно также выполнение много­слойных гибких печатных плат с межслойными переходами, а также с защитными лаковыми покрытиями.

Для экспериментальных работ чаще всего используют специальные печатные платы. Они по своим размерам соответствуют печатным пла­там, предусмотренным в окончательном приборе, но вместо печатных проводников имеют контактные площадки, расположенные с опреде­ленным шагом с одной или двух сторон. После получения отверстий, установки элементов и присоединения их выводов необходимые соеди­нения выполняются с помощью проводного монтажа.

Рис. 4. Деталь гибкой печатной платы

Рис. 5. Скручивающийся плоский кабель

Поиск по сайту: