Технология изготовления печатных плат

Миниатюризация и микроминиатюризация электрон­ной аппаратуры, повышение ее надежности, необходи­мость механизации и автоматизации производства при­вели к разработке и широкомасштабному производству печатных плат (ПП).

Электрические проводники печатной платы предста­вляют собой металлические полоски, прочно прикре­пленные к поверхности гибкого или жесткого изоляцион­ного основания, которые служат для электрического соединения деталей и сборочных единиц, размещенных на изоляционной плате.

Печатный монтаж в сравнении с обычным объемным монтажом имеет следующие преимущества:

объединение электро- и радиоэлементов и электро­монтажа в единую конструктивную единицу;

возможность автоматизировать процессы монтажа элементов и контроля правильности соединений на ПП, что обеспечивается расположением элементов в одной плоскости и наличием единого шага координационной

сетки на плате;

осуществление интегрального технологического про­цесса, благодаря чему заменой оснастки или управляю­щих программ можно изготовлять различные схемы без переналадки технологического оборудования;

сокращение времени изготовления и экономия мате­риалов;

повышение надежности и механической стабильности сборочных единиц.

Печатным платам, особенно многослойным, присущ по сравнению с объемным монтажом ряд недостатков: трудность внесения изменений; большое время разработ­ки; трудоемкость изготовления при макетировании при­боров и их блоков; ограниченная ремонтопригодность.

Обычно прибор, в котором используются сборочные единицы на ПП, состоит из стойки, в которой располо­жены отдельные блоки, соединенные с помощью кабелей, жгутов шлейфов из проводов и т. п. Стойка состоит из профильных шин, соединенных с помощью сварки, резь­бовых соединений или другими способами. В качестве кожуха (корпуса) используют панели из металла либо пластмасс. Элементы индукции и регулировки выводятся на переднюю или заднюю панель. Блоки закрепляются на неподвижных или вращающихся рамах, а также на выдвижных шасси.

Экономика производства изделий электронной техни­ки требует разделения блоков на небольшие, отдельно изготовляемые и проверяемые сборочные единицы. На­иболее распространенной конструкцией сборочных еди­ниц является сменная ячейка с разъемом - типовой эле­мент замены (ТЭЗ). Она состоит из ПП, на одной стороне которой установлены электро- и радиоэлементы.

В настоящее время для изготовления ПП применяют различные схемы технологических процессов в зависимо­сти от используемого оборудования и т. д. Несмотря на многообразие технологических процессов их можно раз­делить на две группы: субстрактивные и аддитивные.

К субстрактивным относятся все технологиче­ские процессы, с помощью которых структура электромонтажа ПП изготовляется на предварительно металли­зированных диэлектрических основаниях путем стравли­вания ненужных участков металлического покрытия.

Аддитивные и полуаддитивные процессы бази­руются на наращивании на определенных участках ди­электрического основания металлического покрытия. Из-за возможности достижения высокой плотности монтажа в настоящее время они получают все большее распро­странение.

Материалыдля печатных плат

Для ПП, изготовляемых субстрактивными методами, используют различные диэлектрики с наклеенной медной фольгой. Фольгированные диэлектрики должны удовле­творять всем требованиям эксплуатации электронной ап­паратуры. Сила сцепления металлической фольги с изо­ляционным основанием должна обеспечивать длитель­ную эксплуатацию ПП. Клеевой слой не должен нару­шиться при трехкратном кратковременном воздействии расплавленного припоя. Диэлектрик должен обладать хи­мической устойчивостью по отношению к средам, воз­действующим на него в процессе производства ПП, иметь высокую механическую прочность при относитель­но малых толщинах, обладать малой величиной диэлек­трических потерь, минимальной диэлектрической прони­цаемостью и хорошим сопротивлением изоляции.

В настоящее время в производстве ПП используются материалы, которые можно в зависимости от типа при­меняемого наполнителя подразделить на три основные группы: фольгированные гетинаксы; фольгированные стеклопластики; фольгированные диэлектрики на основе тканей из синтетических волокон и тканей.

Фольгированный гетинакс был первым в нашей стране материалом для ПП, и до настоящего времени он ис­пользуется при изготовлении бытовой аппаратуры. Вы­пускаются гетинаксы марок ГФ-1-П и ГФ-2-П (цифра обозначает односторонний или двусторонний фольгиро­ванный материал). Гетинакс применяют для изготовле­ния ПП, работающих в диапазоне температур от - 60 до + 100°С. Он не предназначен для эксплуатации прибо­ров в условиях повышенной влажности, так как обладает значительным влагопоглощением.

Фол ьгирован н ые стеклопластики (стеклотекстолит) имеют по сравнению с гетинаксом более высокие эксплуатационные характеристики. Они выпускаются сле­дующих марок: СФ-1, СФ-2 и др. При производстве ПП пплуаддитивным методом используются стеклотексто-литы марки СЛОФАДТ и СТЭК-1,5.

Тонкие фольгированные диэлектрики марок ФДТ, ФДМ, ФДМЗ, ФДМТ были разработаны для гибких шлейфов и многослойных печатных плат (МПП). Ос­новным материалом для МПП в настоящее время является диэлектрик ФДМТ. Связующее этого диэлек­трика поддается травлению в плавиковой кислоте, что позволяет очищать торец меднрй фольги от наволакива­ния после сверления отверстия.

В последнее время при производстве гибридных инте­гральных микросхем и микросборок, а также плат не­больших размеров (диаметром до 30 мм) стали исполь­зовать полиамидную пленку, металлизацию которой аддитивным методом можно осуществлять напылением в вакууме.