Pllaka e qarkut të printuar

Një tabelë e qarkut të printuar me komponentë elektronikë të montuar në të.

Pllakë elastike e qarkut të printuar me të instaluar vëllimore dhe montimi sipërfaqësor.

Vizatim i tabelës në programin CAD dhe tabelë e përfunduar

Pajisja

Gjithashtu, baza e bordeve të qarkut të shtypur mund të jetë një bazë metalike e veshur me një dielektrik (për shembull, alumini i anodizuar); fletë metalike prej bakri të gjurmëve aplikohet në majë të dielektrikës. Pllaka të tilla të qarkut të printuar përdoren në elektronikën e energjisë për heqjen efikase të nxehtësisë nga komponentët elektronikë. Në këtë rast, baza metalike e bordit është ngjitur në radiator.

Materiali i përdorur për bordet e qarkut të printuar që funksionojnë në rangun e mikrovalëve dhe në temperatura deri në 260 °C është fluoroplastik, i përforcuar me tekstil me fije qelqi (për shembull, FAF-4D) dhe qeramikë.

• GOST 2.123-93 Sistemi i unifikuar i dokumentacionit të projektimit. Plotësia e dokumentacionit të projektimit për bordet e qarqeve të shtypura në dizajn me ndihmën e kompjuterit.
• GOST 2.417-91 Sistemi i unifikuar i dokumentacionit të projektimit. Pllakat e qarkut të printuar. Rregullat për ekzekutimin e vizatimeve.

Standarde të tjera PCB:

• GOST R 53386-2009 Pllakat e qarkut të shtypur. Termat dhe Përkufizimet.
• GOST R 53429-2009 Pllakat e qarkut të printuar. Parametrat bazë të projektimit. Ky GOST specifikon klasat e saktësisë së bordeve të qarkut të printuar dhe parametrat gjeometrikë përkatës.

Procesi tipik

Le të shohim një proces tipik për zhvillimin e një bordi nga një diagram qark i gatshëm:

• Përkthimi i një diagrami qarku në një bazë të dhënash të instalimeve elektrike CAD bordi i qarkut të printuar. Paraprakisht përcaktohen vizatimet e secilit komponent, vendndodhja dhe qëllimi i kunjave etj. Zakonisht përdoren bibliotekat e gatshme të komponentëve të ofruara nga zhvilluesit e CAD.
• Kontrolloni me prodhuesin e ardhshëm të tabelës së qarkut të printuar për aftësitë e tij teknologjike (materialet e disponueshme, numri i shtresave, klasa e saktësisë, diametrat e lejuar të vrimave, mundësia e veshjeve, etj.).
• Përcaktimi i dizajnit të tabelës së qarkut të printuar (dimensionet, pikat e montimit, lartësitë e lejuara komponentët).
  • Vizatimi i përmasave (skajeve) të tabelës, prerjeve dhe vrimave, zona ku vendosja e komponentëve është e ndaluar.
  • Vendndodhja e pjesëve të lidhura me strukturën: lidhësit, treguesit, butonat, etj.
  • Përzgjedhja e materialit të tabelës, numri i shtresave të metalizimit, trashësia e materialit dhe trashësia e fletës (më e zakonshme është tekstil me fije qelqi me trashësi 1,5 mm me fletë metalike 18 ose 35 mikronë të trashë).
• Kryeni vendosjen automatike ose manuale të komponentëve. Zakonisht ata përpiqen të vendosin komponentë në njërën anë të tabelës pasi montimi i pjesëve në të dyja anët është dukshëm më i shtrenjtë për t'u prodhuar.
• Lëshoni gjurmuesin. Nëse rezultati është i pakënaqshëm, komponentët ripozicionohen. Këto dy hapa kryhen shpesh dhjetëra ose qindra herë radhazi. Në disa raste, gjurmimi i PCB-ve (drejtimi gjurmët) prodhohet tërësisht ose pjesërisht me dorë.
• Kontrollimi i tabelës për gabime ( DRC, Kontrolli i Rregullave të Dizajnit): kontrollimi i boshllëqeve, qarqeve të shkurtra, komponentëve të mbivendosur, etj.
• Eksportoni skedarin në një format të pranuar nga prodhuesi i PCB-ve, si p.sh. Gerber.
• Përgatitja e një shënimi shoqërues i cili, si rregull, tregon llojin e materialit të folesë, diametrat e shpimit të të gjitha llojeve të vrimave, llojin e vizave (të mbyllura me llak ose të hapura, të konservuara), zonat e veshjeve galvanike dhe llojin e tyre, ngjyrën e maskës së saldimit. , nevoja për shënjim, mënyra e ndarjes së dërrasës (frezim ose gërvishtje), etj.

Prodhimtaria

PP mund të prodhohet duke përdorur metoda shtesë ose zbritëse. Në metodën e aditivëve, një model përçues formohet në një material jo petë me anë të veshjes kimike të bakrit përmes një maskë mbrojtëse të aplikuar më parë në material. Në metodën zbritëse, një model përçues formohet në materialin e fletës duke hequr pjesët e panevojshme të fletës. Në industrinë moderne, përdoret ekskluzivisht metoda zbritëse.

I gjithë procesi i prodhimit të bordeve të qarkut të printuar mund të ndahet në katër faza:

• Prodhimi i boshllëqeve (materiali folie).
• Përpunimi i pjesës së punës për të marrë pamjen e dëshiruar elektrike dhe mekanike.
• Instalimi i komponentëve.
• Duke testuar.

Shpesh, prodhimi i bordeve të qarkut të printuar i referohet vetëm përpunimit të pjesës së punës (materiali i fletë metalike). Një proces tipik për përpunimin e materialit të folieve përbëhet nga disa faza: shpimi i vizave, marrja e një modeli përcjellës duke hequr fletën e tepërt të bakrit, shtrimi i vrimave, aplikimi i veshjeve mbrojtëse dhe kallajimi dhe aplikimi i shenjave. Për bordet e qarkut të printuar me shumë shtresa, shtohet shtypja e tabelës përfundimtare nga disa boshllëqe.

Prodhimi i materialit folie

Materiali i petë është një fletë e sheshtë dielektrike me fletë bakri të ngjitur në të. Si rregull, tekstil me fije qelqi përdoret si dielektrik. Në pajisjet e vjetra ose shumë të lira, tekstoliti përdoret në bazë pëlhure ose letre, që ndonjëherë quhet getinax. Pajisjet me mikrovalë përdorin polimere që përmbajnë fluor (fluoroplastikë). Trashësia e dielektrikut përcaktohet nga forca e kërkuar mekanike dhe elektrike; trashësia më e zakonshme është 1.5 mm.

Një fletë e vazhdueshme me fletë bakri është ngjitur në dielektrik në njërën ose të dyja anët. Trashësia e fletë metalike përcaktohet nga rrymat për të cilat është projektuar bordi. Petët më të përdorura janë me trashësi 18 dhe 35 mikron. Këto vlera bazohen në trashësitë standarde të bakrit në materialet e importuara, në të cilat trashësia e shtresës së fletës së bakrit llogaritet në ons (oz) për këmbë katrore. 18 mikron korrespondojnë me ½ oz dhe 35 mikron korrespondojnë me 1 ons.

PCB alumini

Një grup i veçantë materialesh përbëhet nga bordet e qarkut të printuar prej metali alumini. Ato mund të ndahen në dy grupe.

Grupi i parë janë solucione në formën e një fletë alumini me një sipërfaqe të oksiduar me cilësi të lartë, mbi të cilën është ngjitur fletë bakri. Borde të tilla nuk mund të shpohen, kështu që ato zakonisht bëhen vetëm të njëanshme. Përpunimi i materialeve të tilla me fletë metalike kryhet duke përdorur teknologji tradicionale të shtypjes kimike.

Grupi i dytë përfshin krijimin e një modeli përçues direkt në bazën e aluminit. Për këtë qëllim, fleta e aluminit oksidohet jo vetëm në sipërfaqe, por edhe në të gjithë thellësinë e bazës sipas modelit të zonave përcjellëse të specifikuara nga fotomaska.

Përpunimi i pjesës së punës

Marrja e një modeli teli

Në prodhimin e pllakave të qarkut, përdoren metoda kimike, elektrolitike ose mekanike për të riprodhuar modelin e kërkuar përçues, si dhe kombinimet e tyre.

Metoda kimike

Metoda kimike për prodhimin e pllakave të qarkut të printuar nga materiali i përfunduar i fletë metalike përbëhet nga dy faza kryesore: aplikimi i një shtrese mbrojtëse në fletë metalike dhe gravimi i zonave të pambrojtura. metodat kimike.

Në industri, shtresa mbrojtëse aplikohet me fotolitografi duke përdorur një fotorezist të ndjeshëm ndaj ultravjollcës, një fotomaskë dhe një burim drite ultravjollcë. Fleta e bakrit është plotësisht e mbuluar me fotorezist, pas së cilës modeli i gjurmëve nga fotomaska ​​transferohet në fotorezist me anë të ndriçimit. Fotorezisti i ekspozuar lahet, duke ekspozuar fletën e bakrit për gravurë; fotorezisti i paekspozuar fiksohet në fletë metalike, duke e mbrojtur atë nga gravimi.

Fotorezisti mund të jetë i lëngshëm ose film. Aplikohet fotorezist i lëngshëm kushtet industriale pasi është i ndjeshëm ndaj mospërputhjes me teknologjinë e aplikimit. Fotorezisti i filmit është i popullarizuar kur punuar me dorë bordet, por ato janë më të shtrenjta. Fotomaska ​​është një material transparent me rreze UV ​​me një model gjurmësh të printuar në të. Pas ekspozimit, fotorezisti zhvillohet dhe fiksohet si në një proces fotokimik konvencional.

Në kushte amatore, një shtresë mbrojtëse në formën e llakut ose bojës mund të aplikohet me skanim mëndafshi ose me dorë. Për të formuar një maskë gdhendjeje në fletë metalike, amatorët e radios përdorin transferimin e tonerit nga një imazh i printuar në një printer lazer ("teknologji lazer-hekur").

Gdhendja me fletë metalike i referohet procesit kimik të shndërrimit të bakrit në komponime të tretshme. Fleta e pambrojtur gdhendet, më së shpeshti, në një tretësirë ​​të klorurit të hekurit ose në një tretësirë ​​të kimikateve të tjera, të tilla si sulfati i bakrit, persulfati i amonit, kloruri i bakrit të amoniakut, sulfati i bakrit të amoniakut, me bazë kloriti, me bazë anhidridi kromi. Kur përdorni klorur hekuri, procesi i gravimit të tabelës vazhdon si më poshtë: FeCl 3 +Cu → FeCl 2 +CuCl. Përqendrimi tipik i tretësirës është 400 g/l, temperatura deri në 35°C. Kur përdoret persulfati i amonit, procesi i gdhendjes së tabelës vazhdon si më poshtë: (NH 4) 2 S 2 O 8 + Cu → (NH 4) 2 SO 4 + CuSO 4.

Pas gdhendjes, modeli mbrojtës lahet nga petë.

Metoda mekanike

Metoda e prodhimit mekanik përfshin përdorimin e makinerive të bluarjes dhe gdhendjes ose mjeteve të tjera për të hequr mekanikisht një shtresë petë nga zona të caktuara.

Gdhendje me lazer

Deri kohët e fundit, gdhendja me lazer e pllakave të qarkut të printuar nuk ishte e përhapur për shkak të vetive të mira reflektuese të bakrit në gjatësinë e valës së lazerëve më të zakonshëm të gazit CO me fuqi të lartë. Për shkak të përparimit në fushën e teknologjisë lazer, tani kanë filluar të shfaqen instalimet e prototipit industrial me bazë lazeri.

Metalizimi i vrimave

Vrimat via dhe montimi mund të shpohen, shpohen mekanikisht (në materiale të buta si getinax) ose lazer (vija shumë të holla). Metalizimi i vrimave zakonisht bëhet kimikisht ose mekanikisht.

Metalizimi mekanik i vrimave kryhet me thumba të posaçme, tela të salduar ose duke mbushur vrimën me ngjitës përçues. Metoda mekanike është e shtrenjtë për t'u prodhuar dhe për këtë arsye përdoret jashtëzakonisht rrallë, zakonisht në zgjidhje me një pjesë shumë të besueshme, pajisje speciale me rrymë të lartë ose kushte radio amatore.

Gjatë metalizimit kimik, vrimat fillimisht shpohen në një fletë të zbrazët, më pas ato metalizohen dhe vetëm atëherë peta gdhendet për të marrë një model printimi. Metalizimi kimik i vrimave është një proces kompleks me shumë faza që është i ndjeshëm ndaj cilësisë së reagentëve dhe respektimit të teknologjisë. Prandaj, praktikisht nuk përdoret në kushte radio amatore. E thjeshtuar, përbëhet nga hapat e mëposhtëm:

• Aplikimi i mureve të vrimës së një nënshtrese përçuese në dielektrik. Kjo substrate është shumë e hollë dhe e brishtë. Zbatohet nga depozitimi kimik i metaleve nga komponime të paqëndrueshme si kloruri i paladiumit.
• Depozitimi elektrolitik ose kimik i bakrit kryhet në bazën që rezulton.
• Në fund të ciklit të prodhimit, ose përdoret kallajimi i nxehtë për të mbrojtur bakrin e depozituar mjaft të lirshëm ose vrima mbrohet me llak (maskë saldimi). Vizat me cilësi të dobët dhe të patrajtuar janë një nga shkaqet më të zakonshme të dështimit elektronik.

Presioni i dërrasave me shumë shtresa

Pllakat me shumë shtresa (me më shumë se 2 shtresa metalizimi) janë mbledhur nga një pirg pllakash të hollë qarku të printuar me dy ose me një shtresë të bërë mënyrë tradicionale(me përjashtim të shtresave të jashtme të çantës - ato mbeten me folie të paprekura për momentin). Ata mblidhen si një "sanduiç" me guarnicione të veçanta(parapregs). Më pas, shtypja kryhet në furrë, shpimi dhe metalizimi i viave. Në fund, petë e shtresave të jashtme është e gravuar.

Vrimat me anë të dërrasave të tilla mund të bëhen gjithashtu përpara shtypjes. Nëse vrimat bëhen para shtypjes, atëherë është e mundur të merren dërrasa me të ashtuquajturat vrima të verbër (kur ka një vrimë në vetëm një shtresë të sanduiçit), gjë që lejon ngjeshjen e paraqitjes.

Veshje

Veshjet e mundshme përfshijnë:

• Veshje mbrojtëse dhe dekorative me llak (“maskë saldimi”). Zakonisht ka një ngjyrë karakteristike të gjelbër.
• Kallajimi. Mbron sipërfaqen e bakrit, rrit trashësinë e përcjellësit dhe lehtëson instalimin e komponentëve. Zakonisht kryhet me zhytje në një banjë saldimi ose në valë saldimi.
• Elektrolimi i fletëve me metale inerte (artifikim, palladizimi) dhe llaqe përçuese për të përmirësuar vetitë e kontaktit të lidhësve dhe tastierës së membranës.
• Mbulesa dekorative dhe informative (etiketimi). Zakonisht aplikohet duke përdorur printim me ekran mëndafshi, më rrallë - me bojë ose lazer.

Restaurimi mekanik

Shumë dërrasa individuale shpesh vendosen në një fletë të pjesës së punës. Ata kalojnë të gjithë procesin e përpunimit të fletës së bardhë si një dërrasë dhe vetëm në fund përgatiten për ndarje. Nëse dërrasat janë drejtkëndëshe, atëherë bluhen brazdat jo-përmes, të cilat lehtësojnë thyerjen e mëvonshme të dërrasave (shkrimi, nga anglishtja. shkrues për të gërvishtur). Nëse dërrasat kanë një formë komplekse, atëherë bëhet përmes bluarjes, duke lënë ura të ngushta në mënyrë që dërrasat të mos shkërmoqen. Për dërrasat pa metalizim, në vend të bluarjes, nganjëherë shpohen një sërë vrimash me hapa të vegjël. Në këtë fazë ndodh edhe shpimi i vrimave të montimit (të pametalizuara).

Shihni gjithashtu: GOST 23665-79 Pllakat e qarkut të printuar. Përpunimi i konturit. Kërkesat për proceset standarde teknologjike.

Sipas procesit teknik standard, ndarja e dërrasave nga pjesa e punës ndodh pas instalimit të komponentëve.

Instalimi i komponentëve

Saldimi është metoda kryesore e montimit të komponentëve në bordet e qarkut të printuar. Saldimi mund të bëhet ose me dorë me një hekur saldimi ose duke përdorur teknologji specifike të zhvilluara posaçërisht.

Saldim me valë

Metoda kryesore e bashkimit të automatizuar të grupit për komponentët e plumbit. Duke përdorur aktivizues mekanikë, krijohet një valë e gjatë saldimi i shkrirë. Tabela kalohet mbi valë në mënyrë që vala mezi prek sipërfaqen e poshtme të tabelës. Në këtë rast, kapakët e përbërësve të plumbit të instaluar paraprakisht lagen nga një valë dhe ngjiten në tabelë. Fluksi aplikohet në tabelë duke përdorur një vulë sfungjeri.

Saldimi në furra

Metoda kryesore e bashkimit në grup të komponentëve planarë. Një paste e veçantë saldimi (pluhur saldimi në një fluks të ngjashëm me paste) aplikohet në jastëkët e kontaktit të tabelës së qarkut të printuar përmes një shablloni. Pastaj instalohen komponentët planar. Pllaka me përbërësit e instaluar futet më pas në një furrë të veçantë ku aktivizohet fluksi i pastës së saldimit dhe pluhuri i saldimit shkrihet, duke bashkuar komponentin.

Nëse një instalim i tillë i komponentëve kryhet në të dy anët, atëherë bordi i nënshtrohet kësaj procedure dy herë - veçmas për secilën anë të instalimit. Komponentët e rëndë planarë janë montuar në rruaza ngjitëse që i pengojnë ata të bien nga dërrasa e përmbysur gjatë saldimit të dytë. Komponentët e lehtë mbahen në tabelë nga tensioni sipërfaqësor i saldimit.

Pas saldimit, pllaka trajtohet me tretës për të hequr mbetjet e fluksit dhe ndotësit e tjerë, ose, kur përdorni paste saldimi jo të pastër, pllaka është menjëherë gati për kushte të caktuara funksionimi.

Instalimi i komponentëve

Instalimi i komponentëve mund të kryhet ose me dorë ose duke përdorur instalues ​​të veçantë automatik. Instalim automatik zvogëlon gjasat e gabimeve dhe shpejton ndjeshëm procesin (makinat më të mira instalojnë disa komponentë në sekondë).

Veshjet e mbarimit

Pas bashkimit, bordi i qarkut të printuar me përbërës është i veshur me përbërës mbrojtës: repelentë të ujit, llaqe, mjete për mbrojtjen e kontakteve të hapura.

Teknologji të ngjashme

Nënshtresat hibride të çipave janë diçka e ngjashme me një bord qarku të printuar qeramik, por zakonisht përdorin procese të ndryshme teknike:

• Shtypja e përçuesve me ekran të mëndafshtë me pastë të metalizuar e ndjekur nga sinterizimi i pastës në furrë. Teknologjia lejon instalime elektrike me shumë shtresa të përçuesve për shkak të mundësisë së aplikimit të një shtrese izoluesi në një shtresë përçuesish duke përdorur të njëjtat metoda të printimit me ekran mëndafshi.
• Depozitimi i metalit përmes një klishe.

Çfarë përfaqëson të shtypura dërrasat A?

Shtypur dërrasat A ose dërrasat A, është një pllakë ose panel i përbërë nga një ose dy modele përcjellëse të vendosura në sipërfaqen e një baze dielektrike, ose një sistem modelesh përçuese të vendosura në vëllim dhe në sipërfaqen e një baze dielektrike, të ndërlidhura në përputhje me një diagram qarku, të synuar për lidhjen elektrike dhe fiksimin mekanik të produkteve elektronike, elektronikës kuantike dhe produkteve elektrike të instaluara në të - komponentë elektronikë pasivë dhe aktivë.

Më e thjeshta të shtypura dërrasat oh është dërrasat A, i cili përmban përçues bakri në njërën anë të shtypura dërrasat s dhe lidh elementet e modelit përçues vetëm në një nga sipërfaqet e tij. Të tillë dërrasat s i njohur si një shtresë të shtypura dërrasat s ose të njëanshme të shtypura dërrasat s(shkurtuar si AKI).

Sot, më të njohurit në prodhim dhe më të përhapurit të shtypura dërrasat s, të cilat përmbajnë dy shtresa, domethënë që përmbajnë një model përçues në të dy anët dërrasat s- të dyanshme (me dy shtresa) të shtypura dërrasat s(shkurtuar DPP). Përmes lidhjeve përdoren për të lidhur përçuesit midis shtresave. instalimi vrima të metalizuara dhe kalimtare. Megjithatë, në varësi të kompleksitetit fizik të dizajnit të shtypura dërrasat s, kur instalimet elektrike janë në të dy anët dërrasat nuk bëhet shumë kompleks në prodhim urdhëroj në dispozicion me shumë shtresa të shtypura dërrasat s(shkurtuar MPP), ku modeli përçues formohet jo vetëm në dy anët e jashtme dërrasat s, por edhe në shtresat e brendshme të dielektrikut. Në varësi të kompleksitetit, me shumë shtresa të shtypura dërrasat s mund të bëhet nga 4,6,...24 ose më shumë shtresa.

Për instalimi A komponentët elektronikë të ndezur të shtypura dërrasat s, kërkohet një operacion teknologjik - saldim, përdoret për të marrë një lidhje të përhershme të pjesëve nga metale të ndryshme duke futur metal të shkrirë - saldim, i cili ka më shumë temperaturë të ulët shkrirja sesa materialet e pjesëve që bashkohen. Kontaktet e bashkuara të pjesëve, si dhe saldimi dhe fluksi, vihen në kontakt dhe i nënshtrohen ngrohjes në një temperaturë mbi pikën e shkrirjes së saldimit, por nën temperaturën e shkrirjes së pjesëve që bashkohen. Si rezultat, saldimi kalon në një gjendje të lëngshme dhe lag sipërfaqet e pjesëve. Pas kësaj, ngrohja ndalon dhe saldimi kalon në fazën e ngurtë, duke formuar një lidhje. Ky proces mund të kryhet me dorë ose duke përdorur pajisje të specializuara.

Para bashkimit, komponentët vendosen të shtypura dërrasat e çon komponentët në vrima përmes dërrasat s dhe janë ngjitur në jastëkët e kontaktit dhe/ose sipërfaqen e brendshme të metalizuar të vrimës - të ashtuquajturat. teknologjisë instalimi A në vrima (THT Through Hole Technology - teknologji instalimi A në vrima ose fjalë të tjera - pin instalimi ose DIP instalimi). Gjithashtu, teknologjia sipërfaqësore më progresive është bërë gjithnjë e më e përhapur, veçanërisht në prodhimin masiv dhe në shkallë të gjerë. instalimi A- i quajtur gjithashtu TMP (teknologji instalimi A në sipërfaqe) ose SMT(teknologjia e montimit në sipërfaqe) ose teknologjia SMD (nga pajisja e montimit në sipërfaqe - një pajisje e montuar në një sipërfaqe). Dallimi kryesor i tij nga teknologjia "tradicionale". instalimi A në vrima është se përbërësit janë montuar dhe bashkuar në jastëkë tokësorë, të cilët janë pjesë e modelit përçues në sipërfaqe të shtypura dërrasat s. Në teknologjinë sipërfaqësore instalimi A Në mënyrë tipike, përdoren dy metoda saldimi: saldimi me ripërtëritje të pastës së saldimit dhe saldimi me valë. Avantazhi kryesor i metodës së saldimit me valë është aftësia për të bashkuar njëkohësisht të dy komponentët e montuar në sipërfaqe dërrasat s, dhe në vrimat. Në të njëjtën kohë, saldimi me valë është metoda më produktive e saldimit kur instalimi e në vrima. Saldimi Reflow bazohet në përdorimin e një materiali të veçantë teknologjik - paste saldimi. Ai përmban tre komponentë kryesorë: saldim, fluks (aktivizues) dhe mbushës organikë. Saldim ngjit aplikohet në jastëkët e kontaktit ose duke përdorur një shpërndarës ose përmes klishe, më pas instalohen komponentët elektronikë me kapakët në pastën e saldimit dhe më pas kryhet procesi i rimbushjes së saldimit që përmban pasta e saldimit në furra speciale me ngrohje të shtypura dërrasat s me komponentë.

Për të shmangur dhe/ose parandaluar qarkun e shkurtër aksidental të përçuesve nga qarqe të ndryshme gjatë procesit të saldimit, prodhuesit të shtypura dërrasat përdorni një maskë saldimi mbrojtës (maskë saldimi në anglisht; e njohur gjithashtu si "shkëlqyese") - një shtresë e qëndrueshme material polimer, i projektuar për të mbrojtur përcjellësit nga hyrja e saldimit dhe fluksi gjatë bashkimit, si dhe nga mbinxehja. Saldim maskë mbulon përçuesit dhe lë të ekspozuar jastëkët dhe lidhësit e tehut. Ngjyrat më të zakonshme të maskave të saldimit të përdorura në të shtypura dërrasat A x - jeshile, pastaj e kuqe dhe blu. Duhet pasur parasysh se saldimi maskë nuk mbron dërrasat nga lagështia gjatë funksionimit dërrasat s dhe veshje të veçanta organike përdoren për mbrojtjen nga lagështia.

Në programet më të njohura CAD të shtypura dërrasat dhe pajisjet elektronike (shkurtuar CAD - CAM350, P-CAD, Protel DXP, SPECCTRA, OrCAD, Allegro, Expedition PCB, Genesis), si rregull, ekzistojnë rregulla që lidhen me maskën e saldimit. Këto rregulla përcaktojnë distancën/kthimin që duhet mbajtur midis skajit të jastëkut të saldimit dhe skajit të maskës së saldimit. Ky koncept është ilustruar në Figurën 2(a).

Printim ose shënjim me ekran mëndafshi.

Shënimi (eng. Silkscreen, legend) është një proces në të cilin prodhuesi aplikon informacione për komponentët elektronikë dhe që ndihmon për të lehtësuar procesin e montimit, inspektimit dhe riparimit. Në mënyrë tipike, shenjat aplikohen për të treguar pikat e referencës dhe pozicionin, orientimin dhe vlerësimin e komponentëve elektronikë. Mund të përdoret gjithashtu për çdo qëllim dizajni të shtypura dërrasat, për shembull, tregoni emrin e kompanisë, udhëzimet e konfigurimit (kjo përdoret gjerësisht në pllakat e vjetra amë dërrasat A x kompjuterë personalë), etj. Shënimi mund të aplikohet në të dyja anët dërrasat s dhe zakonisht aplikohet duke përdorur printimin e ekranit (printim me ekran të mëndafshtë) me bojë të veçantë (me pjekje termike ose UV) me ngjyrë të bardhë, të verdhë ose të zezë. Figura 2 (b) tregon përcaktimin dhe zonën e përbërësve, të bërë me shenja të bardha.

Struktura e shtresave në CAD

Siç u përmend në fillim të këtij artikulli, të shtypura dërrasat s mund të bëhet nga disa shtresa. Kur të shtypura dërrasat A i projektuar duke përdorur CAD, shpesh mund të shihet në strukturë të shtypura dërrasat s disa shtresa që nuk korrespondojnë me shtresat e kërkuara me instalime elektrike të materialit përçues (bakri). Për shembull, shtresat e maskës së shënjimit dhe saldimit janë shtresa jopërçuese. Prania e shtresave përçuese dhe jopërçuese mund të çojë në konfuzion, pasi prodhuesit përdorin termin shtresë kur nënkuptojnë vetëm shtresa përçuese. Tani e tutje, ne do të përdorim termin "shtresa" pa "CAD" vetëm kur i referohemi shtresave përçuese. Nëse përdorim termin "shtresa CAD" nënkuptojmë të gjitha llojet e shtresave, pra shtresat përçuese dhe jopërçuese.

Struktura e shtresave në CAD:

Figura 3 tregon tre struktura të ndryshme shtresash. ngjyrë portokalli nxjerr në pah shtresat përçuese në çdo strukturë. Lartësia ose trashësia e strukturës të shtypura dërrasat s mund të ndryshojë në varësi të qëllimit, por trashësia më e përdorur është 1.5 mm.

Llojet e banesave të komponentëve elektronikë

Ka një shumëllojshmëri të gjerë të llojeve të strehimit të komponentëve elektronikë në treg sot. Në mënyrë tipike, ekzistojnë disa lloje strehimesh për një element pasiv ose aktiv. Për shembull, mund të gjeni të njëjtin mikroqark si në një paketë QFP (nga English Quad Flat Package - një familje e paketave të mikroqarqeve me kunja planare të vendosura në të katër anët) dhe në një paketë LCC (nga Leadless Chip Carrier - është një strehë qeramike katrore me profil të ulët me kontakte të vendosura në fund të saj).

Në thelb ekzistojnë 3 familje të mëdha të mbylljeve elektronike:

Pllaka kontakti të shtypura dërrasat s(tokë angleze)

Pllaka kontakti të shtypura dërrasat s- pjesë e modelit përçues të shtypura dërrasat s, përdoret për lidhjen elektrike të produkteve elektronike të instaluara. Pllaka kontakti të shtypura dërrasat s Ai përfaqëson pjesë të përçuesit të bakrit të ekspozuara nga maska ​​e saldimit, ku bashkohen telat e komponentit. Ekzistojnë dy lloje të jastëkëve - pads kontakti instalimi vrima për instalimi A në vrima dhe jastëkë të rrafshët për sipërfaqe instalimi A- Pads SMD. Ndonjëherë, SMD via pads janë shumë të ngjashme me via pads. instalimi A në vrimat.

Figura 4 tregon jastëkët për 4 komponentë të ndryshëm elektronikë. Tetë për IC1 dhe dy për pads R1 SMD, përkatësisht, si dhe tre jastëkë me vrima për komponentët elektronikë Q1 dhe PW.

Përçues bakri

Përçuesit e bakrit përdoren për të lidhur dy pika të shtypura dërrasat e - për shembull, për lidhjen midis dy jastëkëve SMD (Figura 5.), ose për lidhjen e një blloku SMD me një bllokues instalimi vrima ose për të lidhur dy via.

Përçuesit mund të kenë gjerësi të llogaritura të ndryshme në varësi të rrymave që kalojnë nëpër to. Gjithashtu, në frekuenca të larta, është e nevojshme të llogaritet gjerësia e përçuesve dhe boshllëqet midis tyre, pasi rezistenca, kapaciteti dhe induktiviteti i sistemit të përcjellësit varet nga gjatësia, gjerësia dhe pozicioni i tyre relativ.

Nëpërmjet viave të kromuara të shtypura dërrasat s

Kur duhet të lidhni një komponent që ndodhet në shtresa e sipërme të shtypura dërrasat s me një komponent të vendosur në shtresën e poshtme, përdoren viza të shtruara që lidhin elementët e modelit përçues në shtresa të ndryshme të shtypura dërrasat s. Këto vrima lejojnë që rryma të kalojë të shtypura dërrasat u. Figura 6 tregon dy tela që fillojnë në jastëkët e një komponenti në shtresën e sipërme dhe përfundojnë në jastëkët e një komponenti tjetër në shtresën e poshtme. Secili përçues ka vrimën e vet, e cila përcjell rrymë nga shtresa e sipërme në shtresën e poshtme.

Figura 6. Lidhja e dy mikroqarqeve përmes përçuesve dhe vizave të metalizuara në anë të ndryshme të shtypura dërrasat s

Figura 7 jep një ide më të detajuar të prerje tërthore 4-shtresore të shtypura dërrasat. Këtu ngjyrat tregojnë shtresat e mëposhtme:

Në model të shtypura dërrasat s, Figura 7 tregon një përcjellës (i kuq) që i përket shtresës së sipërme përcjellëse dhe që kalon nëpër dërrasat y duke përdorur një përmes-via, dhe më pas vazhdon rrugën e saj përgjatë shtresës së poshtme (blu).

Figura 7. Përçuesi nga shtresa e sipërme që kalon të shtypura dërrasat y dhe duke vazhduar rrugën e saj në shtresën e poshtme.

Vrimë "e verbër" e metalizuar të shtypura dërrasat s

Në HDI (ndërlidhje me densitet të lartë) të shtypura dërrasat A x, është e nevojshme të përdoren më shumë se dy shtresa, siç tregohet në figurën 7. Në mënyrë tipike, në strukturat me shumë shtresa të shtypura dërrasat s Në të cilat janë instaluar shumë IC, përdoren shtresa të veçanta për fuqinë dhe tokëzimin (Vcc ose GND), dhe kështu shtresat e jashtme të sinjalit çlirohen nga shinat e energjisë, gjë që e bën më të lehtë kalimin e telave të sinjalit. Ka edhe raste kur përcjellësit e sinjalit duhet të kalojnë nga shtresa e jashtme (sipër ose poshtë) përgjatë rrugës më të shkurtër për të siguruar rezistencën e nevojshme karakteristike, kërkesat e izolimit galvanik dhe duke përfunduar me kërkesat për rezistencën ndaj shkarkimit elektrostatik. Për këto lloj lidhjesh përdoren vrima të metalizuara të verbëra (Blind via - "i verbër" ose "i verbër"). Kjo i referohet vrimave që lidhin shtresa e jashtme me një ose më shumë të brendshme, gjë që ju lejon të bëni lidhjen minimale në lartësi. Një vrimë e verbër fillon në shtresën e jashtme dhe përfundon në shtresën e brendshme, prandaj parashtesohet me "blind".

Për të zbuluar se në cilën vrimë është e pranishme dërrasat e, mund të vendosni të shtypura dërrasat mbi burimin e dritës dhe shikoni - nëse shihni dritë që vjen nga burimi përmes vrimës, atëherë kjo është një vrimë tranzicioni, përndryshe është e verbër.

Vizat e verbër janë të dobishme për t'u përdorur në dizajn dërrasat s, kur jeni të kufizuar në madhësi dhe keni shumë pak hapësirë ​​për vendosjen e komponentëve dhe drejtimin e telave të sinjalit. Mund të vendosni komponentë elektronikë në të dy anët dhe të maksimizoni hapësirën për instalime elektrike dhe komponentë të tjerë. Nëse kalimet bëhen përmes vrimave dhe jo të verbërve, do t'ju duhet hapësirë ​​shtesë për vrima sepse vrima zë hapësirë ​​në të dy anët. Në të njëjtën kohë, vrimat e verbër mund të vendosen nën trupin e çipit - për shembull, për instalime elektrike të mëdha dhe komplekse BGA komponentët.

Figura 8 tregon tre vrima që janë pjesë e një shtrese me katër shtresa të shtypura dërrasat s. Nëse shikojmë nga e majta në të djathtë, gjëja e parë që do të shohim është një vrimë përmes të gjitha shtresave. Vrima e dytë fillon në shtresën e sipërme dhe përfundon në shtresën e dytë të brendshme - blind L1-L2 via. Së fundi, vrima e tretë fillon në shtresën e poshtme dhe përfundon në shtresën e tretë, kështu që themi se është një blind nëpërmjet L3-L4.

Disavantazhi kryesor i këtij lloji të vrimave është kostoja më e lartë e prodhimit të shtypura dërrasat s me vrima qorre, krahasuar me vrima alternative.

Via të fshehura

anglisht Varrosur nëpërmjet - "i fshehur", "i varrosur", "i integruar". Këto via janë të ngjashme me vizat e verbëra, me përjashtim të faktit se ato fillojnë dhe përfundojnë në shtresat e brendshme. Nëse shikojmë figurën 9 nga e majta në të djathtë, mund të shohim se vrima e parë kalon nëpër të gjitha shtresat. E dyta është një blind nëpërmjet L1-L2, dhe e fundit është një e fshehtë nëpërmjet L2-L3, e cila fillon në shtresën e dytë dhe përfundon në shtresën e tretë.

Figura 9. Krahasimi i via via, vrima e verbër dhe vrima e varrosur.

Teknologjia e prodhimit për via të verbër dhe të fshehur

Teknologjia për prodhimin e vrimave të tilla mund të jetë e ndryshme, në varësi të modelit që ka vendosur zhvilluesi dhe në varësi të aftësive fabrika a-prodhues. Do të dallojmë dy lloje kryesore:

Vrima është shpuar në një pjesë pune të dyanshme DPP, metalizuar, etched dhe më pas kjo pjesë e punës, në thelb një përfunduar me dy shtresa të shtypura dërrasat A, i shtypur përmes prepreg-ut si pjesë e një paraforme shumështresore të shtypura dërrasat s. Nëse kjo bosh është në krye të "byrekut" MPP, atëherë marrim vrima të verbër, nëse në mes, atëherë marrim via të fshehura.

1. Një vrimë është shpuar në një pjesë pune të ngjeshur MPP, thellësia e shpimit kontrollohet për të goditur me saktësi jastëkët e shtresave të brendshme dhe më pas ndodh metalizimi i vrimës. Në këtë mënyrë ne kemi vetëm vrima të verbër.

NË struktura komplekse MPP Mund të përdoren kombinime të llojeve të mësipërme të vrimave - Figura 10.

Figura 10. Shembull i një kombinimi tipik të llojeve via.

Vini re se përdorimi i vrimave të verbër ndonjëherë mund të çojë në një ulje të kostos së projektit në tërësi, për shkak të kursimeve në numrin total të shtresave, gjurmueshmërisë më të mirë dhe zvogëlimit të madhësisë të shtypura dërrasat s, si dhe aftësinë për të aplikuar komponentë me hapa më të imët. Megjithatë, në çdo rast specifik, vendimi për përdorimin e tyre duhet të merret individualisht dhe në mënyrë të arsyeshme. Megjithatë, nuk duhet të teprohet kompleksiteti dhe shumëllojshmëria e llojeve të vrimave të verbëra dhe të fshehura. Përvoja tregon se kur zgjidhni midis shtimit të një lloji tjetër vrime të verbër në një dizajn ose shtimit të një çifti tjetër shtresash, është më mirë të shtoni disa shtresa. Në çdo rast, dizajni MPP duhet të projektohet duke marrë parasysh saktësisht se si do të zbatohet në prodhim.

Përfundoni veshjet mbrojtëse metalike

Arritja e lidhjeve të sakta dhe të besueshme të saldimit në pajisjet elektronike varet nga shumë faktorë të projektimit dhe procesit, duke përfshirë nivelin e duhur të saldueshmërisë së elementeve që lidhen, të tilla si komponentët dhe të shtypura përçuesit. Për të ruajtur ngjitjen të shtypura dërrasat përpara instalimi A komponentë elektronikë, duke siguruar rrafshimin e veshjes dhe për të besueshme instalimi A nyjet e saldimit, sipërfaqja e bakrit e jastëkëve duhet të mbrohet të shtypura dërrasat s nga oksidimi, e ashtuquajtura veshje mbrojtëse metalike përfunduese.

Kur shikon ndryshe të shtypura dërrasat s, mund të vëreni se jastëkët e kontaktit pothuajse kurrë nuk kanë ngjyrë bakri, shpesh dhe kryesisht janë ngjyrë argjendi, ari me shkëlqim ose gri mat. Këto ngjyra përcaktojnë llojet e veshjeve mbrojtëse metalike të mbarimit.

Metoda më e zakonshme e mbrojtjes së sipërfaqeve të salduara të shtypura dërrasatështë veshja e jastëkëve të kontaktit të bakrit me një shtresë aliazh argjendi kallaji-plumb (POS-63) - HASL. Shumica e prodhuar të shtypura dërrasat të mbrojtura me metodën HASL. Kallajimi i nxehtë HASL - procesi i kallajimit të nxehtë dërrasat s, duke u zhytur për një kohë të kufizuar në një banjë me saldim të shkrirë dhe me heqje të shpejtë duke fryrë një rrymë ajri të nxehtë, duke hequr saldimin e tepërt dhe duke niveluar veshjen. Kjo veshje ka dominuar gjatë viteve të fundit, pavarësisht nga kufizimet e saj serioze teknike. Plat s, të prodhuara në këtë mënyrë, megjithëse ruajnë mirë ngjitshmërinë gjatë gjithë periudhës së ruajtjes, janë të papërshtatshme për disa aplikime. Elementë shumë të integruar të përdorur në SMT teknologjive instalimi A, kërkojnë planaritet (rrafshueshmëri) ideale të jastëkëve të kontaktit të shtypura dërrasat. Veshjet tradicionale HASL nuk plotësojnë kërkesat e planaritetit.

Teknologjitë e veshjes që plotësojnë kërkesat e planaritetit janë veshjet e aplikuara kimikisht:

Veshje me ar me zhytje (Electroless Nickel / Immersion Gold - ENIG), e cila është një shtresë e hollë ari e aplikuar mbi një nënshtresë nikeli. Funksioni i arit është të sigurojë bashkim të mirë dhe të mbrojë nikelin nga oksidimi, dhe vetë nikeli shërben si një pengesë që parandalon përhapjen e ndërsjellë të arit dhe bakrit. Kjo shtresë siguron planaritet të shkëlqyeshëm të jastëkëve të kontaktit pa dëmtime të shtypura dërrasat, siguron forcë të mjaftueshme të lidhjeve të saldimit të bëra me saldime me bazë kallaji. Disavantazhi i tyre kryesor është kostoja e lartë e prodhimit.

Kallaj zhytjeje (ISn) – veshje kimike gri mat që siguron rrafshueshmëri të lartë të shtypura faqet dërrasat s dhe i pajtueshëm me të gjitha metodat e saldimit sesa ENIG. Procesi i aplikimit të kallajit zhytës është i ngjashëm me procesin e aplikimit të arit me zhytje. Kallaji i zhytjes siguron saldim të mirë pas ruajtjes afatgjatë, gjë që sigurohet nga futja e një nënshtreseje organometrike si një pengesë midis bakrit të jastëkëve të kontaktit dhe vetë kallajit. Megjithatë, dërrasat s, të veshura me kallaj për zhytje, kërkojnë trajtim të kujdesshëm dhe duhet të ruhen të paketuara në vakum në kabinete të thata magazinimi dhe dërrasat s me këtë shtresë nuk janë të përshtatshme për prodhimin e tastierave/paneleve me prekje.

Kur përdorni kompjuterë dhe pajisje me lidhës teh, kontaktet e lidhësve të tehut janë subjekt i fërkimit gjatë funksionimit. dërrasat s Prandaj, kontaktet fundore janë të elektrizuara me një shtresë ari më të trashë dhe më të ngurtë. Elektrplimi lidhëse thike (Gold Fingers) - veshje e familjes Ni/Au, trashësia e veshjes: 5 -6 Ni; 1,5 – 3 μm Au. Veshja aplikohet me depozitim elektrokimik (elektrolim) dhe përdoret kryesisht në kontaktet fundore dhe lamelat. Veshje e trashë, ari ka forcë të lartë mekanike, rezistencë ndaj gërryerjes dhe ndikimeve të pafavorshme mjedisore. I domosdoshëm aty ku është e rëndësishme të sigurohet kontakt elektrik i besueshëm dhe i qëndrueshëm.

Në ditët e sotme, shumica e qarqeve elektronike bëhen duke përdorur bordet e qarkut të printuar. Duke përdorur teknologjitë e prodhimit të bordit të qarkut të shtypur, prodhohen gjithashtu komponentë të parafabrikuar të mikroelektronikës - module hibride që përmbajnë përbërës të qëllimeve të ndryshme funksionale dhe shkallëve të integrimit. Pllakat e qarkut të printuar me shumë shtresa dhe komponentët elektronikë me një shkallë të lartë integrimi bëjnë të mundur reduktimin e karakteristikave të peshës dhe madhësisë së elektronikës dhe komponentëve të kompjuterit. Tani bordi i qarkut të printuar është më shumë se njëqind vjeç.

Pllaka e qarkut të printuar

Kjo (në anglisht PCB - tabelë e qarkut të printuar)- një pllakë e bërë nga materiali izolues elektrik (getinax, tekstolit, tekstil me fije qelqi dhe dielektrikë të tjerë të ngjashëm), në sipërfaqen e së cilës janë disi shirita të hollë përçues elektrik (përçues të printuar) me jastëkë kontakti për lidhjen e elementeve të montuar të radios, përfshirë modulet dhe qarqet e integruara aplikuar. Ky formulim është marrë fjalë për fjalë nga Fjalori i Politeknikut.

Ekziston një formulim më universal:

Nën bordi i qarkut të printuar i referohet ndërtimit të ndërlidhjeve elektrike fikse mbi një bazë izoluese.

Kryesor elementet strukturore bordi i qarkut të shtypur - një bazë dielektrike (e ngurtë ose fleksibël) në sipërfaqen në të cilën ndodhen përçuesit. Baza dielektrike dhe përçuesit janë elementë të nevojshëm dhe të mjaftueshëm që një tabelë e qarkut të printuar të jetë një tabelë e qarkut të printuar. Për instalimin e komponentëve dhe lidhjen e tyre me përçuesit, përdoren elementë shtesë: jastëkë kontakti, vrima të metalizuara të tranzicionit dhe montimit, lamela lidhëse, zona për heqjen e nxehtësisë, sipërfaqe mbrojtëse dhe rrymash, etj.

Kalimi në bordet e qarkut të printuar shënoi një hap cilësor në fushën e dizajnit të pajisjeve elektronike. Një tabelë e qarkut të printuar kombinon funksionet e një bartësi të elementeve radio dhe lidhjen elektrike të elementeve të tillë. Funksioni i fundit nuk mund të kryhet nëse nuk sigurohet një nivel i mjaftueshëm i rezistencës izoluese midis përçuesve dhe elementëve të tjerë përçues të tabelës së qarkut të printuar. Prandaj, nënshtresa PCB duhet të veprojë si izolues.

Referencë historike

Gjatë viteve 1920 dhe 1930, shumë patenta u lëshuan për dizenjot e pllakave të qarkut të printuar dhe metodat për prodhimin e tyre. Metodat e para të prodhimit të pllakave të qarkut të shtypur mbetën kryesisht shtesë (zhvillimi i ideve të Thomas Edison). Por në formën e tij moderne, bordi i qarkut të printuar u shfaq falë përdorimit të teknologjive të huazuara nga industria e printimit. Pllaka e qarkut të printuar është një përkthim i drejtpërdrejtë nga termi shtypës anglisht printing plate ("pllakë printimi" ose "matricë"). Prandaj, inxhinieri austriak Paul Eisler konsiderohet "babai i vërtetë i bordeve të qarkut të printuar". Ai ishte i pari që arriti në përfundimin se teknologjitë e printimit (zbritës) mund të përdoren për prodhimin masiv të bordeve të qarkut të printuar. Në teknologjitë zbritëse, një imazh formohet duke hequr fragmente të panevojshme. Paul Eisler zhvilloi teknologjinë e depozitimit galvanik të fletës së bakrit dhe gdhendjes së saj me klorur ferrik. Teknologjitë për prodhimin masiv të bordeve të qarkut të shtypur ishin në kërkesë tashmë gjatë Luftës së Dytë Botërore. Dhe nga mesi i viteve 1950, filloi formimi i bordeve të qarkut të shtypur si një bazë konstruktive për pajisjet radio jo vetëm për qëllime ushtarake, por edhe për qëllime shtëpiake.

Materialet PCB

Dielektrikët bazë për pllakat e qarqeve të shtypura

Njohja e parametrave të materialeve për bordet e qarqeve të printuara, si me një shtresë ashtu edhe me shumë shtresa, është e rëndësishme për të gjithë të përfshirë në përdorimin e tyre, veçanërisht për pllakat e qarkut të printuar për pajisjet me shpejtësi të shtuar dhe mikrovalët. Gjatë dizajnimit të MPP, zhvilluesit përballen me detyrat e mëposhtme:
- llogaritja e rezistencës së valës së përcjellësve në tabelë;
- llogaritja e vlerës së izolimit të tensionit të lartë ndërmjet shtresave;
- përzgjedhja e strukturës së vrimave të verbëra dhe të fshehura.
Opsionet dhe trashësitë e disponueshme materiale të ndryshme jepen në tabelat 2-6. Duhet të kihet parasysh se toleranca në trashësinë e materialit është zakonisht deri në ±10%, prandaj toleranca në trashësinë e tabelës së përfunduar me shumë shtresa nuk mund të jetë më e vogël se ±10%.

Tg - temperatura e tranzicionit të qelqit (shkatërrimi i strukturës)

Dk - konstante dielektrike

Dielektrikët bazë për pllakat e qarqeve të shtypura me mikrovalë

Modelet tipike të pllakave të qarkut të printuar bazohen në përdorimin e tipit standard të tekstil me fije qelqi FR4, me një temperaturë funksionimi nga –50 në +110 °C dhe një temperaturë kalimi xhami Tg (zbutje) prej rreth 135 °C.
Nëse ka kërkesa të shtuara për rezistencën ndaj nxehtësisë ose kur montoni pllaka në një furrë me teknologji pa plumb (t deri në 260 °C), një temperaturë të lartë FR4 Tg e lartë ose FR5.
Nëse ka kërkesa për funksionim të vazhdueshëm në temperatura të larta ose me ndryshime të papritura të temperaturës, përdoret poliimidi. Për më tepër, poliimidi përdoret për prodhimin e pllakave të qarkut me besueshmëri të lartë, për aplikime ushtarake, si dhe në rastet kur kërkohet rritje e forcës elektrike.
Për dërrasat me Qarqet me mikrovalë(mbi 2 GHz) përdoren shtresa të veçanta material për mikrovalë, ose pllaka është tërësisht e bërë nga materiali i mikrovalës. Furnizuesit më të njohur të materialeve speciale janë Rogers, Arlon, Taconic, Dupont. Kostoja e këtyre materialeve është më e lartë se FR4 dhe tregohet me kusht në kolonën e parafundit të tabelës në lidhje me koston e FR4.

* Dk - konstante dielektrike

Dk - konstante dielektrike

Veshje me pllaka PCB

Më shpesh, vendet janë të veshura me një aliazh kallaji-plumb, ose PIC. Metoda e aplikimit dhe nivelimit të sipërfaqes së saldimit quhet HAL ose HASL (nga anglishtja Hot Air Solder Leveling - saldim i nivelimit me ajër të nxehtë). Kjo shtresë siguron saldueshmërinë më të mirë të jastëkëve. Megjithatë, ajo është duke u zëvendësuar nga veshje më moderne, zakonisht në përputhje me kërkesat e direktivës ndërkombëtare RoHS.

Kjo direktivë kërkon ndalimin e pranisë së substancave të dëmshme, përfshirë plumbin, në produkte. Deri më tani, RoHS nuk zbatohet në territorin e vendit tonë, por është e dobishme të kujtojmë ekzistencën e tij.

Opsionet e mundshme për mbulimin e vendeve MPP janë në Tabelën 7.

HASL përdoret kudo nëse nuk kërkohet ndryshe.

Prarim me zhytje (kimike). përdoret për të siguruar një sipërfaqe më të barabartë të pllakës (kjo është veçanërisht e rëndësishme për pads BGA), por ka saldim pak më të ulët. Saldimi në furrë kryhet duke përdorur afërsisht të njëjtën teknologji si HASL, por bashkimi me dorë kërkon përdorimin e flukseve speciale. Veshja organike, ose OSP, mbron sipërfaqen e bakrit nga oksidimi. Disavantazhi i tij është jetëgjatësia e shkurtër e saldimit (më pak se 6 muaj).

Kallaj për zhytje siguron një sipërfaqe të sheshtë dhe saldim të mirë, megjithëse ka gjithashtu një jetëgjatësi të kufizuar për saldim. HAL pa plumb ka të njëjtat veti si HAL që përmban plumb, por përbërja e saldimit është afërsisht 99,8% kallaj dhe 0,2% aditivë.

Kontaktet e lidhësit të tehut që i nënshtrohen fërkimit gjatë funksionimit të dërrasës janë të elektrizuara me një shtresë ari më të trashë dhe më të ngurtë. Për të dy llojet e prarimit, një shtresë e poshtme e nikelit përdoret për të parandaluar përhapjen e arit.

Shënim: Të gjitha veshjet përveç HASL janë në përputhje me RoHS dhe të përshtatshme për saldim pa plumb.

Mbrojtëse dhe lloje të tjera të veshjeve të pllakave të qarkut të printuar

Veshjet mbrojtëse përdoren për të izoluar sipërfaqet e përçuesve që nuk janë të destinuara për bashkim.

Për të plotësuar figurën, le të shqyrtojmë qëllimin funksional dhe materialet e veshjeve të bordit të qarkut të printuar.

1. Maskë saldimi - aplikohet në sipërfaqen e tabelës për të mbrojtur përçuesit nga qarqet e shkurtra aksidentale dhe papastërtitë, si dhe për të mbrojtur laminatin e tekstil me fije qelqi nga goditja termike gjatë saldimit. Maska nuk mban asnjë ngarkesë tjetër funksionale dhe nuk mund të shërbejë si mbrojtje kundër lagështirës, ​​mykut, prishjes etj. (përveç rasteve kur përdoren lloje të veçanta maskash).
2. Shënimi - aplikuar në tabelë me bojë mbi një maskë për të thjeshtuar identifikimin e vetë tabelës dhe përbërësve të vendosur në të.
3. Maska e heqjes - aplikohet në zona të caktuara të tabelës që duhet të mbrohen përkohësisht, për shembull, nga bashkimi. Është e lehtë për t'u hequr në të ardhmen, pasi është një përbërje gome dhe thjesht qërohet.
4. Veshje kontakti me karbon - aplikuar në vende të caktuara në tabelë si fusha kontakti për tastierat. Veshja ka përçueshmëri të mirë, nuk oksidohet dhe është rezistente ndaj konsumit.
5. Elementet rezistente ndaj grafitit - mund të aplikohet në sipërfaqen e tabelës për të kryer funksionin e rezistorëve. Fatkeqësisht, saktësia e emërtimeve është e ulët - jo më e saktë se ±20% (me rregullim lazer - deri në 5%).
6. Kërcim me kontakt argjendi - mund të aplikohet si përçues shtesë, duke krijuar një shtresë tjetër përcjellëse kur nuk ka hapësirë ​​të mjaftueshme për kalimin. Përdoret kryesisht për bordet e qarkut të printuar me një shtresë dhe të dyanshme.

Dizajni i PCB

Paraardhësi më i largët i bordeve të qarkut të shtypur është teli i zakonshëm, më shpesh i izoluar. Ai kishte një të metë domethënëse. Në kushtet e dridhjeve të larta kërkohej përdorimi i elementeve mekanike shtesë për ta rregulluar atë brenda REA. Për këtë qëllim u përdorën bartës mbi të cilët ishin instaluar radioelementet, vetë radioelementet dhe elementët strukturorë për lidhjet e ndërmjetme dhe telat e fiksimit. Ky është një instalim vëllimor.

Pllakat e qarkut të printuar janë të lira nga këto mangësi. Përçuesit e tyre janë të fiksuar në sipërfaqe, pozicioni i tyre është i fiksuar, gjë që bën të mundur llogaritjen e lidhjeve të tyre të ndërsjella. Në parim, bordet e qarkut të shtypur tani po i afrohen strukturave të sheshta.

Në fazën fillestare të aplikimit, bordet e qarkut të printuar kishin gjurmë përçuese të njëanshme ose të dyanshme.

PCB me një anë- kjo është një pllakë në njërën anë të së cilës ka përçues të printuar. Në bordet e qarkut të printuar me dy anë, përçuesit zinin gjithashtu anën e pasme boshe të pllakës. Dhe për lidhjen e tyre janë propozuar opsione të ndryshme, ndër të cilat vrimat e tranzicionit të metalizuar janë më të përhapura. Fragmentet e dizajnit të tabelave më të thjeshta të qarkut të printuar të njëanshëm dhe të dyanshëm janë paraqitur në Fig. 1.

PCB me dy anë- përdorimi i tyre në vend të atyre të njëanshme ishte hapi i parë drejt kalimit nga plani në vëllim. Nëse abstragojmë veten (e hedhim mendërisht nënshtresën e tabelës së qarkut të printuar të dyanshëm), marrim një strukturë tre-dimensionale të përcjellësve. Nga rruga, ky hap u ndërmor mjaft shpejt. Aplikimi i Albert Hanson tregonte tashmë mundësinë e vendosjes së përcjellësve në të dy anët e nënshtresës dhe lidhjes së tyre duke përdorur vrima.

Oriz. 1. Fragmente të dizajnit të bordeve të qarkut të printuar a) njëanshëm dhe 6) i dyanshëm: 1 - vrima e montimit, 2 - jastëk kontakti, 3 - përcjellës, 4 - nënshtresa dielektrike, 5 - vrimë e metalizuar e tranzicionit

Zhvillimi i mëtejshëm i elektronikës - mikroelektronika çoi në përdorimin e komponentëve me shumë pin (çipet mund të kenë më shumë se 200 kunja), dhe numri i komponentëve elektronikë u rrit. Nga ana tjetër, përdorimi i mikroqarqeve dixhitale dhe rritja e performancës së tyre kanë çuar në rritjen e kërkesave për mbrojtjen e tyre dhe shpërndarjen e energjisë tek komponentët, për të cilat shtresa të veçanta përçuese mbrojtëse u përfshinë në bordet me shumë shtresa të pajisjeve dixhitale (për shembull, kompjuterët). E gjithë kjo çoi në një rritje të ndërlidhjeve dhe kompleksitetit të tyre, gjë që rezultoi në një rritje të numrit të shtresave. Në bordet moderne të qarkut të printuar mund të jetë shumë më tepër se dhjetë. Në një farë kuptimi, PCB me shumë shtresa ka fituar vëllim.

Dizajni i PCB me shumë shtresa

Në opsionin e parë, më të zakonshëm, shtresat e brendshme të tabelës formohen nga tekstil me fije qelqi të laminuar me bakër të dyanshëm, i cili quhet "bërthama". Shtresat e jashtme janë prej fletë bakri, të shtypura me shtresat e brendshme duke përdorur një lidhës - një material rrëshirë i quajtur "prepreg". Pas shtypjes në temperatura të larta, formohet një "byrek" i një bordi qark të printuar me shumë shtresa, në të cilin më pas shpohen vrima dhe metalizohen. Opsioni i dytë është më pak i zakonshëm, kur shtresat e jashtme formohen nga "bërthamat" e mbajtura së bashku me prepreg. Ky është një përshkrim i thjeshtuar; ka shumë modele të tjera të bazuara në këto opsione. Megjithatë, parimi bazë është se prepreg vepron si material lidhës midis shtresave. Natyrisht, nuk mund të ketë një situatë ku dy "bërthamë" të dyanshme janë ngjitur pa një ndarës parapreg, por një strukturë fole-prepreg-foil-prepreg... etj. është e mundur dhe përdoret shpesh në dërrasa me kombinime komplekse të vrima të verbëra dhe të fshehura.

Pllakat e qarkut të printuar me shumë shtresa tani përbëjnë dy të tretat e prodhimit global të pllakave të qarkut të printuar për sa i përket çmimit, megjithëse në terma sasiorë ato janë inferiore ndaj pllakave të njëanshme dhe të dyanshme.

Një fragment skematik (i thjeshtuar) i dizajnit të një bordi modern të qarkut të printuar me shumë shtresa është paraqitur në Fig. 2. Përçuesit në bordet e tilla të qarkut të shtypur vendosen jo vetëm në sipërfaqe, por edhe në vëllimin e nënshtresës. Në të njëjtën kohë, u ruajt rregullimi i shtresave të përçuesve në lidhje me njëri-tjetrin (pasojë e përdorimit të teknologjive të printimit planar). Shtresimi është i pranishëm në mënyrë të pashmangshme në emrat e bordeve të qarkut të printuar dhe elementeve të tyre - njëanshëm, dy anë, shumështresor, etj. Shtresimi në fakt pasqyron dizajnin dhe teknologjitë e prodhimit të pllakave të qarkut të printuar që korrespondojnë me këtë dizajn.

Oriz. 2. Fragment i dizajnit të një bord qarku të printuar me shumë shtresa: 1 - përmes vrimës së metalizuar, 2 - mikrovia e verbër, 3 - mikrovia e fshehur, 4 - shtresa, 5 - vrimat e fshehura të ndërshtresës, 6 - jastëkët e kontaktit

Në realitet, dizajni i bordeve të qarkut të printuar me shumë shtresa ndryshon nga ato të paraqitura në Fig. 2.

Për sa i përket strukturës së tij, MPP-të janë shumë më komplekse se bordet e dyanshme, ashtu si teknologjia e prodhimit të tyre është shumë më komplekse. Dhe vetë struktura e tyre ndryshon ndjeshëm nga ajo e treguar në Fig. 2. Ato përfshijnë shtresa shtesë mbrojtëse (tokë dhe fuqi), si dhe disa shtresa sinjali.

Në realitet ato duken kështu:

a) Skematikisht	Për të siguruar kalimin ndërmjet shtresave MPP, përdoren via ndërshtresore dhe mikrovia (Fig. 3.a. Tranzicionet ndërshtresore mund të bëhen në formën e vrimave përmes vrimave që lidhin shtresat e jashtme me njëra-tjetrën dhe me shtresat e brendshme. Përdoren gjithashtu pasazhe të verbëra dhe të fshehura. Blind via është një kanal lidhës i metalizuar i dukshëm vetëm nga ana e sipërme ose e poshtme e tabelës. Via të fshehura përdoren për të lidhur shtresat e brendshme të tabelës me njëra-tjetrën. Përdorimi i tyre bën të mundur thjeshtimin e dukshëm të paraqitjes së pllakave; për shembull, një dizajn MPP me 12 shtresa mund të reduktohet në një ekuivalent me 8 shtresa. ndërrimi Mikroviat janë zhvilluar posaçërisht për montimin në sipërfaqe, lidhjen e jastëkëve të kontaktit dhe shtresave të sinjalit.
c) për qartësi në pamjen 3D	Për prodhimin e pllakave të qarkut të printuar me shumë shtresa, disa dielektrikë të laminuar me fletë metalike janë të lidhura me njëri-tjetrin duke përdorur guarnicione ngjitëse - parapregat. Në figurën 3.c prepreg është paraqitur në të bardhë. Prepreg ngjit shtresat e një bordi qarku të printuar me shumë shtresa gjatë presimit termik. Trashësia e përgjithshme e pllakave të qarkut të printuar me shumë shtresa rritet shpejt në mënyrë disproporcionale me numrin e shtresave të sinjalit. Në këtë drejtim, është e nevojshme të merret parasysh raporti i madh i trashësisë së dërrasës me diametrin e vrimave kalimtare, i cili është një parametër shumë i rreptë për procesin e metalizimit të vrimave. Megjithatë, edhe duke marrë parasysh vështirësitë me metalizimin e vrimave të brendshme me diametër të vogël, prodhuesit e pllakave të qarkut të printuar me shumë shtresa preferojnë të arrijnë densitet të lartë të paketimit përmes një numri më të madh shtresash relativisht të lira sesa një numri më të vogël të densitetit të lartë, por, për rrjedhojë, shtresa më të shtrenjta.
Me) Vizatim 3	Figura 3.c tregon një strukturë të përafërt të shtresave të një bord qarku të printuar me shumë shtresa, duke treguar trashësinë e tyre.

Vladimir Urazaev [L.12] beson se zhvillimi i dizajneve dhe teknologjive në mikroelektronikë është në përputhje me ligjin objektivisht ekzistues të zhvillimit sistemet teknike: problemet që lidhen me vendosjen ose lëvizjen e objekteve zgjidhen duke lëvizur nga një pikë në një vijë, nga një vijë në një plan, nga një plan në hapësirën tredimensionale.

Mendoj se bordet e qarkut të printuar do të duhet t'i binden këtij ligji. Ekziston një mundësi e mundshme e zbatimit të pllakave të tilla të qarkut të printuar me shumë nivele (pafundësisht në nivel). Kjo dëshmohet nga përvoja e pasur e përdorimit të teknologjive lazer në prodhimin e pllakave të qarkut të printuar, përvoja po aq e pasur e përdorimit të stereolithografisë lazer për të formuar objekte tredimensionale nga polimeret, tendenca për të rritur rezistencën termike të materialeve bazë etj. , produkte të tilla do të duhet të quhen ndryshe. Meqenëse termi "borde qarku i printuar" nuk do të pasqyrojë më as përmbajtjen e tyre të brendshme dhe as teknologjinë e prodhimit.

Ndoshta kjo do të ndodhë.

Por më duket se dizenjot tre-dimensionale në hartimin e bordeve të qarkut të shtypur tashmë janë të njohura - këto janë borde të qarkut të shtypur me shumë shtresa. Dhe instalimi vëllimor i komponentëve elektronikë me vendndodhjen e jastëkëve të kontaktit në të gjitha sipërfaqet e komponentëve të radios zvogëlon prodhimin e instalimit të tyre, cilësinë e ndërlidhjeve dhe ndërlikon testimin dhe mirëmbajtjen e tyre.

E ardhmja do të tregojë!

Pllaka fleksibël të qarkut të printuar

Për shumicën e njerëzve, një tabelë e qarkut të printuar është thjesht një pllakë e ngurtë me ndërlidhje elektrike përçuese.

Pllakat e ngurtë të qarkut të printuar janë produkti më i popullarizuar i përdorur në radio elektronike, për të cilin pothuajse të gjithë dinë.

Por ka edhe borde fleksibël të qarkut të printuar, të cilat po zgjerojnë gjithnjë e më shumë gamën e aplikimeve të tyre. Një shembull janë të ashtuquajturat kabllot fleksibël të printuar (loops). Pllaka të tilla të qarkut të printuar kryejnë një gamë të kufizuar funksionesh (funksioni i një nënshtrese për elementet radio është i përjashtuar). Ato shërbejnë për të kombinuar pllakat konvencionale të qarkut të printuar, duke zëvendësuar parzmoret. Pllakat fleksibël të qarkut të printuar fitojnë elasticitet për faktin se "substrati" i tyre polimer është në një gjendje shumë elastike. Pllakat fleksibël të qarkut të printuar kanë dy shkallë lirie. Ato madje mund të palosen në një shirit Mobius.

Vizatim 4

Një ose edhe dy shkallë lirie, por liri shumë e kufizuar, mund t'u jepet gjithashtu pllakave të qarqeve të shtypura të ngurtë konvencionale, në të cilat matrica polimer e nënshtresës është në një gjendje të ngurtë, të qelqtë. Kjo arrihet duke zvogëluar trashësinë e nënshtresës. Një nga avantazhet e bordeve të qarkut të printuar me reliev të bëra nga dielektrikë të hollë është aftësia për t'u dhënë atyre "rrumbullakësi". Kështu, bëhet i mundur koordinimi i formës së tyre dhe formës së objekteve (raketa, objekte hapësinore etj.) në të cilat mund të vendosen. Rezultati është një kursim i konsiderueshëm në vëllimin e brendshëm të produkteve.

E meta e tyre e rëndësishme është se me rritjen e numrit të shtresave, fleksibiliteti i tabelave të tilla të qarkut të printuar zvogëlohet. Dhe përdorimi i komponentëve konvencionale jo fleksibël krijon nevojën për të rregulluar formën e tyre. Sepse lakimi i PCB-ve të tilla me komponentë jo fleksibël rezulton në stres të lartë mekanik në pikat ku ato lidhen me PCB-në fleksibël.

Një pozicion i ndërmjetëm midis bordeve të qarkut të printuar të ngurtë dhe fleksibël është i zënë nga bordet e qarkut të printuar "të lashtë", të përbërë nga elementë të ngurtë të palosur si një fizarmonikë. "fizarmonikë" të tillë ndoshta lindën idenë e krijimit të bordeve të qarkut të printuar me shumë shtresa. Pllakat moderne të qarkut të printuar me fleksibël të ngurtë zbatohen në një mënyrë tjetër. Ne po flasim kryesisht për bordet e qarkut të printuar me shumë shtresa. Ata mund të kombinojnë shtresa të ngurtë dhe fleksibël. Nëse shtresat fleksibël zhvendosen përtej atyre të ngurtë, mund të merrni një tabelë të qarkut të printuar që përbëhet nga një fragment i ngurtë dhe fleksibël. Një tjetër mundësi është të lidhni dy fragmente të ngurtë me një fleksibël.

Klasifikimi i modeleve të pllakave të qarkut të printuar bazuar në shtresimin e modelit të tyre përcjellës mbulon shumicën, por jo të gjitha, dizenjot e pllakave të qarkut të printuar. Për shembull, për prodhimin e pllakave të qarkut të endura ose kabllove, pajisjet e thurjes, në vend të pajisjeve të printimit, doli të ishin të përshtatshme. "Pllakat e qarkut të shtypur" të tillë tashmë kanë tre shkallë lirie. Ashtu si pëlhura e zakonshme, ato mund të marrin format dhe format më të çuditshme.

Pllakat e qarkut të printuar në një bazë me përçueshmëri të lartë termike

Kohët e fundit, ka pasur një rritje të prodhimit të nxehtësisë pajisjet elektronike që lidhet me:

Rritja e produktivitetit të sistemeve kompjuterike,

Nevojat e larta të ndërrimit të energjisë,

Rritja e përdorimit të komponentëve elektronikë me rritjen e prodhimit të nxehtësisë.

Kjo e fundit manifestohet më qartë në teknologjinë e ndriçimit LED, ku interesi për krijimin e burimeve të dritës bazuar në LED të fuqishme ultra të ndritshme është rritur ndjeshëm. Efikasiteti ndriçues i LED-ve gjysmëpërçues tashmë ka arritur në 100lm/W. LED të tilla ultra të ndritshme zëvendësojnë llambat inkandeshente konvencionale dhe gjejnë aplikimin e tyre pothuajse në të gjitha fushat e teknologjisë së ndriçimit: llambat e ndriçimit të rrugëve, ndriçimi i automobilave, ndriçimi i emergjencës, shenjat reklamuese, panelet LED, treguesit, tikerat, semaforët, etj. Këto LED janë bërë të domosdoshëm në ndriçimin dekorativ dhe sistemet e ndriçimit dinamik falë tyre ngjyrë njëngjyrëshe dhe shpejtësia e ndërrimit. Është gjithashtu e dobishme t'i përdorni ato kur është e nevojshme për të kursyer rreptësisht energji, ku mirëmbajtja e shpeshtë është e shtrenjtë dhe ku kërkesat e sigurisë elektrike janë të larta.

Studimet tregojnë se afërsisht 65-85% e energjisë elektrike gjatë funksionimit të një LED konvertohet në nxehtësi. Megjithatë, me kusht që të respektohen kushtet termike të rekomanduara nga prodhuesi LED, jeta e shërbimit LED mund të arrijë 10 vjet. Por, nëse kushtet termike shkelen (zakonisht kjo do të thotë të punosh me një temperaturë tranzicioni prej më shumë se 120 ... 125 ° C), jeta e shërbimit të LED mund të bjerë me 10 herë! Dhe nëse kushtet e rekomanduara termike shkelen rëndë, për shembull, kur LED të tipit emetues ndizen pa radiator për më shumë se 5-7 sekonda, LED mund të dështojë gjatë ndezjes së parë. Një rritje në temperaturën e tranzicionit, përveç kësaj, çon në një ulje të shkëlqimit të shkëlqimit dhe një zhvendosje në gjatësinë e valës së funksionimit. Prandaj, është shumë e rëndësishme të llogaritni saktë regjimin termik dhe, nëse është e mundur, të shpërndani sa më shumë nxehtësinë e gjeneruar nga LED.

Prodhuesit e mëdhenj të LED-ve me fuqi të lartë, si Cree, Osram, Nichia, Luxeon, Seoul Semiconductor, Edison Opto, etj., i kanë prodhuar prej kohësh ato në formën e moduleve LED ose grupeve në bordet e qarkut të printuar për të thjeshtuar përfshirjen dhe për të zgjeruar aplikimet e LED-ve.baza metalike (në klasifikimin ndërkombëtar IMPCB - Pllakë e qarkut të printuar me izolim metalik, ose AL PCB - pllaka qarku të printuar në bazë alumini).

Figura 5

Këto borde të qarkut të printuar në një bazë alumini kanë një rezistencë termike të ulët dhe të fiksuar, gjë që bën të mundur, kur i instaloni në një radiator, të sigurohet thjesht heqja e nxehtësisë nga kryqëzimi p-n i LED dhe të sigurohet funksionimi i tij gjatë gjithë jetës së tij të shërbimit.

Si materiale me përçueshmëri të lartë termike për bazat e tabelave të tilla të qarkut të printuar, bakri, alumini, lloje te ndryshme qeramika.

Problemet e teknologjisë së prodhimit industrial

Historia e zhvillimit të teknologjisë së prodhimit të bordit të qarkut të printuar është një histori e përmirësimit të cilësisë dhe tejkalimit të problemeve që lindin gjatë rrugës.

Këtu janë disa nga detajet e saj.

Pllakat e qarkut të printuar të prodhuara me metalizim të vrimave, pavarësisht nga përdorimi i gjerë i tyre, kanë një pengesë shumë serioze. Nga pikëpamja e projektimit, lidhja më e dobët e tabelave të tilla të qarkut të printuar është bashkimi i shtyllave të metalizuara në vias dhe shtresave përcjellëse (jastëkët e kontaktit). Lidhja midis kolonës së metalizuar dhe shtresës përcjellëse ndodh përgjatë fundit të jastëkut të kontaktit. Gjatësia e lidhjes përcaktohet nga trashësia e fletës së bakrit dhe zakonisht është 35 mikron ose më pak. Metalizimi galvanik i mureve të viave paraprihet nga faza e metalizimit kimik. Bakri kimik, ndryshe nga bakri galvanik, është më i shkrifët. Prandaj, lidhja e kolonës së metalizuar me sipërfaqen fundore të jastëkut të kontaktit ndodh përmes një nënshtrese të ndërmjetme të bakrit kimik që është më i dobët në karakteristikat e forcës. Koeficienti i zgjerimit termik të petëzuar me tekstil me fije qelqi është shumë më i madh se ai i bakrit. Kur kaloni nëpër temperaturën e tranzicionit të qelqit të rrëshirës epoksi, ndryshimi rritet ndjeshëm. Gjatë goditjeve termike, të cilat një tabelë e qarkut të printuar përjeton për një sërë arsyesh, lidhja i nënshtrohet ngarkesave shumë të mëdha mekanike dhe... prishet. Si rezultat, qarku elektrik prishet dhe funksionimi i qarkut elektrik prishet.

Oriz. 6. Flakonet me ndërshtresa në bordet e qarkut të printuar me shumë shtresa: a) pa prerje dielektrike, 6) me nënprerje dielektrike 1 - dielektrike, 2 - jastëk kontakti i shtresës së brendshme, 3 - bakër kimik, 4 - bakër galvanik

Oriz. 7. Fragment i dizajnit të një bordi qarku të printuar shumështresor i bërë nga ndërtimi shtresë pas shtrese: 1 - kryqëzim ndërshtresor, 2 - përcjellës i shtresës së brendshme, 3 - jastëk montimi, 4 - përcjellës i shtresës së jashtme, 5 - shtresa dielektrike

Në bordet e qarqeve të printuara me shumë shtresa, rritja e besueshmërisë së viave të brendshme mund të arrihet duke futur një operacion shtesë - nënprerjen (heqjen e pjesshme) të dielektrikut në vizat përpara metalizimit. Në këtë rast, lidhja e shtyllave të metalizuara me jastëkë kontakti kryhet jo vetëm në fund, por edhe pjesërisht përgjatë zonave unazore të jashtme të këtyre jastëkëve (Fig. 6).

Besueshmëria më e lartë e viave të metalizuara të bordeve të qarkut të printuar me shumë shtresa u arrit duke përdorur teknologjinë e prodhimit të pllakave të qarkut të printuar me shumë shtresa duke përdorur metodën e ndërtimit shtresë pas shtresë (Fig. 7). Lidhjet ndërmjet elementëve përçues të shtresave të printuara në këtë metodë bëhen nga rritja galvanike e bakrit në vrimat e shtresës izoluese. Ndryshe nga metoda e metalizimit të vrimave përmes, në këtë rast vizat mbushen tërësisht me bakër. Zona e lidhjes midis shtresave përçuese bëhet shumë më e madhe, dhe gjeometria është e ndryshme. Prishja e lidhjeve të tilla nuk është aq e lehtë. Megjithatë, kjo teknologji është gjithashtu larg idealit. Tranzicioni "bakër galvanik - bakër kimik - bakër galvanik" mbetet ende.

Pllakat e qarqeve të printuara të bëra nga metalizimi i vrimave të brendshme duhet të përballojnë të paktën katër (të paktën tre shtresa) ribashkim. Pllakat e qarqeve të printuara të stampuara lejojnë një numër shumë më të madh ri-saldimesh (deri në 50). Sipas zhvilluesve, vizat e metalizuara në bordet e qarkut të printuar me reliev nuk e zvogëlojnë, por e rrisin besueshmërinë e tyre. Çfarë e shkaktoi një kërcim kaq të mprehtë cilësor? Përgjigja është e thjeshtë. Në teknologjinë e prodhimit të bordeve të qarkut të printuar reliev, shtresat përçuese dhe kolonat e metalizuara që i lidhin ato zbatohen në një cikël të vetëm teknologjik (njëkohësisht). Prandaj, nuk ka tranzicion "bakër galvanik - bakër kimik - bakër galvanik". Por një rezultat kaq i lartë u mor si rezultat i braktisjes së teknologjisë më të përhapur për prodhimin e pllakave të qarkut të printuar, si rezultat i kalimit në një dizajn tjetër. Nuk është e këshillueshme që për shumë arsye të braktisni metodën e metalizimit të vrimave.

Si të jesh?

Përgjegjësia për formimin e një shtrese pengese në kryqëzimin e skajeve të jastëkëve të kontaktit dhe pistonëve të metalizuar bie kryesisht mbi teknologët. Ata ishin në gjendje ta zgjidhnin këtë problem. Ndryshimet revolucionare në teknologjinë e prodhimit të pllakave të qarkut të shtypur janë bërë me metodat e metalizimit të drejtpërdrejtë të vrimave, gjë që eliminon fazën e metalizimit kimik, duke u kufizuar vetëm në aktivizimin paraprak të sipërfaqes. Për më tepër, proceset e metalizimit të drejtpërdrejtë zbatohen në atë mënyrë që një film përçues të shfaqet vetëm aty ku është e nevojshme - në sipërfaqen e dielektrikut. Si pasojë, shtresa penguese në vizat e metalizuara të pllakave të qarkut të printuar të prodhuara nga metalizimi i drejtpërdrejtë i vrimave thjesht mungon. A nuk është një mënyrë e bukur për të zgjidhur një kontradiktë teknike?

Gjithashtu u arrit të kapërcehej kontradikta teknike lidhur me metalizimin e viave. Vrimat e shtruara mund të bëhen një lidhje e dobët në bordet e qarkut të printuar për një arsye tjetër. Trashësia e veshjes në muret e viave në mënyrë ideale duhet të jetë uniforme në të gjithë lartësinë e tyre. Përndryshe, problemet e besueshmërisë lindin përsëri. Kimia fizike e proceseve të elektrikimit e kundërshton këtë. Profili ideal dhe aktual i veshjes në vizat e metalizuara janë paraqitur në Fig. 5. Trashësia e veshjes në thellësi të vrimës është zakonisht më e vogël se në sipërfaqe. Arsyet janë shumë të ndryshme: dendësia e pabarabartë e rrymës, polarizimi katodik, kursi i pamjaftueshëm i shkëmbimit të elektrolitit, etj. Në bordet moderne të qarkut të printuar, diametri i vrimave të tranzicionit që do të metalizohen tashmë ka tejkaluar 100 mikronë, dhe raporti i lartësisë me diametrin e vrimës në disa rastet arrin 20:1. Situata është bërë jashtëzakonisht e ndërlikuar. Metodat fizike (përdorimi i ultrazërit, rritja e intensitetit të shkëmbimit të lëngjeve në vrimat e pllakave të qarkut të printuar, etj.) i kanë ezauruar tashmë aftësitë e tyre. Edhe viskoziteti i elektrolitit fillon të luajë një rol të rëndësishëm.

Oriz. 8. Prerje tërthore e një vrime të metalizuar në një tabelë të qarkut të printuar. 1 - dielektrik, 2 - profili ideal i metalizimit të mureve të vrimave, 3 - profili i vërtetë i metalizimit të mureve të vrimave,
4 - rezistoni

Tradicionalisht, ky problem është zgjidhur duke përdorur elektrolite me aditivë nivelues që absorbohen në zonat ku dendësia e rrymës është më e lartë. Thithja e aditivëve të tillë është proporcionale me densitetin e rrymës. Aditivët krijojnë një shtresë penguese për të luftuar sedimentimin e tepërt pllakëzim në skajet e mprehta dhe zonat ngjitur me to (më afër sipërfaqes së tabelës së qarkut të printuar).

Një zgjidhje tjetër për këtë problem ka qenë e njohur teorikisht për një kohë të gjatë, por në praktikë ishte e mundur të zbatohej mjaft kohët e fundit - pasi u zotërua prodhimi industrial i furnizimeve me energji komutuese me fuqi të lartë. Kjo metodë bazohet në përdorimin e mënyrës së furnizimit me energji pulsuese (të kundërta) për banjot galvanike. Shumicën e kohës furnizohet rryma direkte. Në këtë rast, ndodh depozitimi i veshjes. Rryma e kundërt furnizohet në një pakicë të kohës. Në të njëjtën kohë, veshja e depozituar shpërndahet. Dendësia e pabarabartë e rrymës (më shumë në qoshe të mprehta) në këtë rast sjell vetëm përfitime. Për këtë arsye, shpërbërja e veshjes ndodh fillimisht dhe brenda në një masë më të madhe në sipërfaqen e tabelës së qarkut të printuar. Kjo zgjidhje teknike përdor një "buqetë" të tërë teknikash për zgjidhjen e kontradiktave teknike: përdorni një veprim pjesërisht të tepërt, duke e kthyer dëmin në përfitim, aplikoni një kalim nga një proces i vazhdueshëm në një proces pulsues, bëni të kundërtën, etj. Dhe rezultati marrë korrespondon me këtë "buqetë". Me një kombinim të caktuar të kohëzgjatjes së pulseve përpara dhe të kundërt, madje është e mundur të merret një trashësi veshjeje në thellësinë e vrimës që është më e madhe se në sipërfaqen e tabelës së qarkut të printuar. Kjo është arsyeja pse kjo teknologji është dëshmuar të jetë e domosdoshme për mbushjen metalike të viave të verbër (një tipar i zakonshëm i bordeve moderne të qarkut të printuar), për shkak të së cilës densiteti i ndërlidhjeve në një PCB është afërsisht dyfishuar.

Problemet që lidhen me besueshmërinë e viave të metalizuara në bordet e qarkut të printuar janë të natyrës lokale. Rrjedhimisht, kontradiktat që lindin në procesin e zhvillimit të tyre në lidhje me bordet e qarkut të shtypur në tërësi nuk janë gjithashtu universale. Edhe pse bordet e tilla të qarkut të printuar zënë pjesën e luanit të tregut për të gjitha bordet e qarkut të printuar.

Gjithashtu, në procesin e zhvillimit zgjidhen edhe probleme të tjera me të cilat përballen teknologët, por konsumatorët as që i mendojnë. Ne marrim pllaka qarku të printuar me shumë shtresa për nevojat tona dhe i përdorim ato.

Mikrominiturizimi

Në fazën fillestare, të njëjtët komponentë u instaluan në bordet e qarkut të shtypur që u përdorën për instalimin vëllimor të pajisjeve elektronike, megjithëse me disa modifikime të kunjave për të zvogëluar madhësinë e tyre. Por komponentët më të zakonshëm mund të instalohen në bordet e qarkut të printuar pa modifikuar.

Me ardhjen e bordeve të qarkut të printuar, u bë e mundur të zvogëlohej madhësia e komponentëve të përdorur në bordet e qarqeve të shtypura, gjë që nga ana tjetër çoi në një reduktim të tensioneve dhe rrymave të funksionimit të konsumuara nga këta elementë. Që nga viti 1954, Ministria e Termocentraleve dhe Industrisë Elektrike ka prodhuar në masë marrësin radio portativ me tub Dorozhny, i cili përdorte një bord qark të printuar.

Me ardhjen e pajisjeve të amplifikimit gjysmëpërçues në miniaturë - transistorëve, bordet e qarkut të printuar filluan të dominojnë Pajisje shtëpiake, pak më vonë në industri, dhe me ardhjen e fragmenteve të qarqeve elektronike - moduleve funksionale dhe mikroqarqeve - të kombinuara në një çip, dizajni i tyre tashmë ishte parashikuar për instalimin e bordeve të qarkut ekskluzivisht të printuar.

Me zvogëlimin e vazhdueshëm të madhësisë së komponentëve aktivë dhe pasivë, është shfaqur një koncept i ri - "Microminiaturization".

Në komponentët elektronikë, kjo rezultoi në shfaqjen e LSI dhe VLSI që përmbajnë shumë miliona transistorë. Pamja e tyre detyroi një rritje të numrit të lidhjeve të jashtme (shih sipërfaqen e kontaktit të procesorit grafik në figurën 9.a), e cila nga ana tjetër shkaktoi një ndërlikim në paraqitjen e linjave përçuese, gjë që mund të shihet në figurën 9.b.

Një panel i tillë GPU, dhe CPU gjithashtu - asgjë më shumë se një bord i vogël qark i printuar me shumë shtresa, në të cilin janë vendosur vetë çipi i procesorit, instalimet elektrike të lidhjeve midis kunjave të çipit dhe fushës së kontaktit dhe elementët e jashtëm (zakonisht kondensatorët e filtrit të sistemit të shpërndarjes së energjisë).

Figura 9

Dhe mos lejoni që t'ju duket si shaka, CPU-ja e 2010-ës nga Intel ose AMD është gjithashtu një bord qarku i printuar, dhe me shumë shtresa.

Figura 9a

Zhvillimi i pllakave të qarkut të printuar, si dhe i pajisjeve elektronike në përgjithësi, është një linjë e reduktimit të elementeve të tij; ngjeshja e tyre në sipërfaqen e printuar, si dhe reduktimi i elementeve elektronike. Në këtë rast, "elementet" duhet të kuptohen si pronë e vet e tabelave të qarkut të printuar (përçues, via, etj.), ashtu edhe si elementë nga supersistemi (montimi i qarkut të printuar) - radioelemente. Këto të fundit janë përpara pllakave të qarkut të printuar për nga shpejtësia e mikrominiaturizimit.

Mikroelektronika është e përfshirë në zhvillimin e VLSI.

Rritja e densitetit të bazës së elementit kërkon të njëjtën gjë nga përçuesit e tabelës së qarkut të printuar - bartës i bazës së këtij elementi. Në këtë drejtim lindin shumë probleme që kërkojnë zgjidhje. Do të flasim më në detaje për dy probleme të tilla dhe mënyrat për t'i zgjidhur ato.

Metodat e para të prodhimit të pllakave të qarkut të printuar bazoheshin në ngjitjen e përçuesve të fletës së bakrit në sipërfaqen e një nënshtrese dielektrike.

Supozohej se gjerësia e përçuesve dhe boshllëqet midis përçuesve maten në milimetra. Në këtë version, një teknologji e tillë ishte mjaft e zbatueshme. Miniaturizimi i mëvonshëm i pajisjeve elektronike kërkoi krijimin e metodave të tjera për prodhimin e bordeve të qarkut të printuar, versionet kryesore të të cilave (zbritëse, shtuese, gjysmë shtuese, të kombinuara) përdoren edhe sot. Përdorimi i teknologjive të tilla ka bërë të mundur zbatimin e pllakave të qarkut të printuar me madhësi elementësh të matur në të dhjetat e milimetrit.

Arritja e një niveli rezolucioni prej afërsisht 0,1 mm (100 µm) në bordet e qarkut të printuar ishte një ngjarje historike. Nga njëra anë, pati një tranzicion "poshtë" me një renditje tjetër të madhësisë. Nga ana tjetër, është një lloj kërcimi cilësor. Pse? Substrati dielektrik i shumicës së pllakave moderne të qarkut të printuar është tekstil me fije qelqi - laminat me një matricë polimer të përforcuar me tekstil me fije qelqi. Zvogëlimi i boshllëqeve midis përçuesve të tabelës së qarkut të printuar ka çuar në faktin se ato janë bërë në përpjesëtim me trashësinë e fijeve të qelqit ose trashësinë e endjeve të këtyre fijeve në tekstil me fije qelqi. Dhe situata në të cilën përçuesit "shkurtohen" nga nyje të tilla është bërë mjaft reale. Si rezultat, formimi i kapilarëve të veçantë në laminat me tekstil me fije qelqi, duke "mbajtur" këta përçues, është bërë i vërtetë. Në mjedise të lagështa, kapilarët përfundimisht çojnë në përkeqësim të niveleve të izolimit midis përçuesve PCB. Për të qenë më të saktë, kjo ndodh edhe në kushte normale lagështie. Kondensimi i lagështisë në strukturat kapilare të tekstil me fije qelqi vërehet edhe në kushte normale.Lagështia gjithmonë ul nivelin e rezistencës së izolimit.

Meqenëse bordet e tilla të qarkut të shtypur janë bërë të zakonshme në pajisjet moderne elektronike, mund të konkludojmë se zhvilluesit e materialeve bazë për bordet e qarkut të shtypur arritën ta zgjidhin këtë problem duke përdorur metoda tradicionale. Por a do të përballen ata me ngjarjen tjetër të rëndësishme? Një tjetër kërcim cilësor tashmë ka ndodhur.

Raportohet se specialistët e Samsung kanë zotëruar teknologjinë e prodhimit të bordeve të qarkut të printuar me gjerësi përcjellësish dhe boshllëqe midis tyre prej 8-10 mikron. Por kjo nuk është trashësia e një fije xhami, por e tekstil me fije qelqi!

Detyra e sigurimit të izolimit në boshllëqet ultra të vogla midis përçuesve të tabelave të qarkut të printuar aktual dhe veçanërisht të ardhshëm është komplekse. Me cilat metoda do të zgjidhet - tradicionale apo jotradicionale - dhe nëse do të zgjidhet - koha do ta tregojë.

Oriz. 10. Profilet e gravurës së fletës së bakrit: a - profil ideal, b - profil real; 1 - shtresë mbrojtëse, 2 - përcjellës, 3 - dielektrike

Kishte vështirësi në marrjen e përçuesve ultra të vegjël (ultra-të ngushtë) në bordet e qarkut të printuar. Për shumë arsye, metodat zbritëse janë bërë të përhapura në teknologjitë e prodhimit të pllakave të qarkut të printuar. Në metodat zbritëse, një model qarku elektrik formohet duke hequr copa të panevojshme petë. Gjatë Luftës së Dytë Botërore, Paul Eisler zhvilloi teknologjinë e gdhendjes së fletës së bakrit me klorur ferrik. Një teknologji e tillë jo modeste përdoret edhe sot nga amatorët e radios. Teknologjitë industriale nuk janë shumë larg kësaj teknologjie "kuzhine". Dallimi i vetëm është se përbërja e zgjidhjeve të gravurës ka ndryshuar dhe janë shfaqur elementë të automatizimit të procesit.

Disavantazhi themelor i absolutisht të gjitha teknologjive të gravurës është se gravimi ndodh jo vetëm në drejtimin e dëshiruar (drejt sipërfaqes dielektrike), por edhe në një drejtim tërthor të padëshiruar. Prerja anësore e përçuesve është e krahasueshme me trashësinë e fletës së bakrit (rreth 70%). Zakonisht, në vend të një profili ideal përcjellësi, fitohet një profil në formë kërpudha (Fig. 10). Kur gjerësia e përçuesve është e madhe, dhe në bordet më të thjeshta të qarkut të printuar matet edhe në milimetra, njerëzit thjesht mbyllin një sy ndaj prerjes anësore të përçuesve. Nëse gjerësia e përçuesve është në përpjesëtim me lartësinë e tyre ose edhe më pak se ajo (realitetet e sotme), atëherë "aspiratat anësore" vënë në dyshim mundësinë e përdorimit të teknologjive të tilla.

Në praktikë, sasia e prerjes anësore të përçuesve të printuar mund të reduktohet në një farë mase. Kjo arrihet duke rritur shpejtësinë e gravurës; duke përdorur derdhjen e avionit (aeroplanët përkojnë me drejtimin e dëshiruar - pingul me rrafshin e fletës), si dhe metoda të tjera. Por kur gjerësia e përcjellësit i afrohet lartësisë së saj, efektiviteti i përmirësimeve të tilla bëhet qartësisht i pamjaftueshëm.

Por përparimet në fotolitografi, kimi dhe teknologji tani bëjnë të mundur zgjidhjen e të gjitha këtyre problemeve. Këto zgjidhje vijnë nga teknologjitë e mikroelektronikës.

Teknologji radio amatore për prodhimin e pllakave të qarkut të printuar

Prodhimi i pllakave të qarkut të printuar në kushte radio amatore ka karakteristikat e veta dhe zhvillimi i teknologjisë po i rrit gjithnjë e më shumë këto mundësi. Por proceset vazhdojnë të jenë baza e tyre

Çështja se si të prodhohen me çmim të lirë bordet e qarkut të printuar në shtëpi ka shqetësuar të gjithë amatorët e radios, ndoshta që nga vitet '60 të shekullit të kaluar, kur bordet e qarkut të printuar gjetën përdorim të gjerë në pajisjet shtëpiake. Dhe nëse atëherë zgjedhja e teknologjive nuk ishte aq e madhe, sot falë zhvillimit Teknologji moderne Radioamatorët kanë mundësinë të prodhojnë shpejt dhe me efikasitet bordet e qarkut të printuar pa përdorimin e ndonjë pajisjeje të shtrenjtë. Dhe këto mundësi po zgjerohen vazhdimisht, duke lejuar që cilësia e krijimeve të tyre të afrohet gjithnjë e më shumë me dizajnet industriale.

Në fakt, i gjithë procesi i prodhimit të një bord qarku të printuar mund të ndahet në pesë faza kryesore:

• përgatitja paraprake e pjesës së punës (pastrimi i sipërfaqes, degreasing);
• aplikimi i një shtrese mbrojtëse në një mënyrë ose në një tjetër;
• heqja e bakrit të tepërt nga sipërfaqja e tabelës (gdhendje);
• pastrimi i pjesës së punës nga veshja mbrojtëse;
• shpimi i vrimave, veshja e dërrasës me fluks, kallajimi.

Ne konsiderojmë vetëm teknologjinë "klasike" më të zakonshme, në të cilën bakri i tepërt hiqet nga sipërfaqja e tabelës me gdhendje kimike. Përveç kësaj, është e mundur, për shembull, të hiqni bakrin duke bluar ose duke përdorur një instalim shkëndija elektrike. Megjithatë, këto metoda nuk përdoren gjerësisht as në mjedisin radio amator dhe as në industri (edhe pse prodhimi i pllakave të qarkut me bluarje përdoret ndonjëherë në rastet kur është e nevojshme të prodhohen shumë shpejt pllaka të thjeshta të qarkut të printuar në sasi të vetme).

Dhe këtu do të flasim për 4 pikat e para të procesit teknologjik, pasi shpimi kryhet nga një radio amator duke përdorur mjetin që ai ka.

Në shtëpi, është e pamundur të bësh një tabelë qark të shtypur me shumë shtresa që mund të konkurrojë me modelet industriale, prandaj, zakonisht në kushte radio amatore, përdoren bordet e qarkut të printuar të dyanshëm, dhe në modelet e pajisjeve me mikrovalë vetëm të dyanshme.

Megjithëse njeriu duhet të përpiqet kur prodhon bordet e qarkut të printuar në shtëpi, duhet të përpiqet kur zhvillon një qark të përdorë sa më shumë komponentë të montimit në sipërfaqe, gjë që në disa raste bën të mundur vendosjen e pothuajse të gjithë qarkut në njërën anë të tabelës. Kjo për faktin se ende nuk është shpikur asnjë teknologji për metalizimin e viave që është realisht e realizueshme në shtëpi. Prandaj, nëse paraqitja e tabelës nuk mund të bëhet në njërën anë, paraqitja duhet të bëhet në anën e dytë duke përdorur kunjat e komponentëve të ndryshëm të instaluar në tabelë si via ndërshtresore, të cilat në këtë rast do të duhet të bashkohen në të dy anët e bord. Sigurisht që ka mënyra të ndryshme zëvendësimi i metalizimit të vrimave (duke përdorur një përcjellës të hollë të futur në vrimë dhe të ngjitur në gjurmët në të dy anët e tabelës; duke përdorur pistona të veçantë), megjithatë, të gjitha ato kanë të meta të rëndësishme dhe janë të papërshtatshme për t'u përdorur. Në mënyrë ideale, bordi duhet të vendoset vetëm në njërën anë duke përdorur një numër minimal kërcyesish.

Le të hedhim një vështrim më të afërt në secilën nga fazat e prodhimit të një bordi qarku të printuar.

Përgatitja paraprake e pjesës së punës

Kjo fazë është ajo fillestare dhe konsiston në përgatitjen e sipërfaqes së tabelës së qarkut të printuar të ardhshëm për aplikimin e një shtrese mbrojtëse në të. Në përgjithësi, teknologjia e pastrimit të sipërfaqeve nuk ka pësuar ndonjë ndryshim të rëndësishëm gjatë një periudhe të gjatë kohore. I gjithë procesi zbret në heqjen e oksideve dhe ndotësve nga sipërfaqja e dërrasës duke përdorur gërryes të ndryshëm dhe degradimin e mëvonshëm.

Për të hequr papastërtitë e rënda, mund të përdorni letër zmerile me grimca të imta ("zero"), pluhur gërryes të imët ose ndonjë produkt tjetër që nuk lë gërvishtje të thella në sipërfaqen e dërrasës. Ndonjëherë thjesht mund të lani sipërfaqen e tabelës së qarkut me një sfungjer të fortë për larjen e enëve. detergjent ose pluhur (për këto qëllime është i përshtatshëm të përdorni një sfungjer gërryes për larjen e enëve, i cili duket si i ndjerë me përfshirje të vogla të ndonjë substance; shpesh një sfungjer i tillë ngjitet në një copë gome shkumë). Për më tepër, nëse sipërfaqja e tabelës së qarkut të printuar është mjaft e pastër, mund të anashkaloni fare hapin e trajtimit me gërryes dhe të shkoni direkt në degosje.

Nëse ka vetëm një film të trashë oksidi në tabelën e qarkut të printuar, ai mund të hiqet lehtësisht duke e trajtuar tabelën e qarkut të printuar për 3-5 sekonda me një zgjidhje klorur ferrik, e ndjekur nga shpëlarja me ujë të rrjedhshëm të ftohtë. Sidoqoftë, duhet të theksohet se këshillohet që ose ta kryeni këtë veprim menjëherë përpara se të aplikoni veshjen mbrojtëse, ose pas tij, të ruani pjesën e punës në një vend të errët, pasi bakri oksidohet shpejt në dritë.

Faza e fundit e përgatitjes së sipërfaqes është degreasing. Për ta bërë këtë, mund të përdorni një copë leckë të butë, pa fibra, të lagur me alkool, benzinë ​​ose aceton. Këtu duhet t'i kushtoni vëmendje pastërtisë së sipërfaqes së dërrasës pas heqjes së yndyrës, pasi kohët e fundit kanë filluar të shfaqen aceton dhe alkool me një sasi të konsiderueshme papastërtish, të cilat lënë njolla të bardha në tabelë pas tharjes. Nëse ky është rasti, atëherë duhet të kërkoni një degreasues tjetër. Pas heqjes së yndyrës, dërrasa duhet të lahet në ujë të rrjedhshëm ujë të ftohtë. Cilësia e pastrimit mund të kontrollohet duke monitoruar shkallën e njomjes së ujit të sipërfaqes së bakrit. Një sipërfaqe e lagur plotësisht me ujë, pa formimin e pikave ose thyerjeve në filmin e ujit, është një tregues i një niveli normal pastrimi. Çrregullimet në këtë shtresë uji tregojnë se sipërfaqja nuk është pastruar mjaftueshëm.

Aplikimi i veshjes mbrojtëse

Aplikimi i një shtrese mbrojtëse është faza më e rëndësishme në procesin e prodhimit të pllakave të qarkut të printuar, dhe është kjo që përcakton 90% të cilësisë së pllakës së prodhuar. Aktualisht, tre metoda të aplikimit të veshjes mbrojtëse janë më të njohurat në komunitetin radio amator. Ne do t'i konsiderojmë ato sipas rendit të rritjes së cilësisë së pllakave të marra gjatë përdorimit të tyre.

Para së gjithash, është e nevojshme të sqarohet se veshja mbrojtëse në sipërfaqen e pjesës së punës duhet të formojë një masë homogjene, pa defekte, me kufij të lëmuar, të qartë dhe rezistent ndaj efekteve të përbërësve kimikë të tretësirës së gravurës.

Aplikimi manual i veshjes mbrojtëse

Me këtë metodë, vizatimi i tabelës së qarkut të printuar transferohet në laminat me tekstil me fije qelqi me dorë duke përdorur një lloj pajisjeje shkrimi. Kohët e fundit, në treg janë shfaqur shumë shënues, boja e të cilave nuk lahet me ujë dhe siguron një shtresë mbrojtëse mjaft të qëndrueshme. Përveç kësaj, për vizatimin me dorë mund të përdorni një tabelë vizatimi ose ndonjë pajisje tjetër të mbushur me bojë. Për shembull, është i përshtatshëm për t'u përdorur për të vizatuar një shiringë me një gjilpërë të hollë (shiringat e insulinës me diametër gjilpëre 0,3-0,6 mm) të prera në një gjatësi prej 5-8 mm janë më të përshtatshmet për këto qëllime. Në këtë rast, shufra nuk duhet të futet në shiringë - ngjyra duhet të rrjedhë lirshëm nën ndikimin e efektit kapilar. Gjithashtu, në vend të një shiringe, mund të përdorni një tub të hollë xhami ose plastik të shtrirë mbi zjarr për të arritur diametrin e dëshiruar. Vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet cilësisë së përpunimit të skajit të tubit ose gjilpërës: kur vizatoni, ato nuk duhet të gërvishtin tabelën, përndryshe zonat tashmë të lyera mund të dëmtohen. Kur punoni me pajisje të tilla, mund të përdorni bitum ose ndonjë llak tjetër të holluar me një tretës, tsaponlak ose edhe një zgjidhje kolofon në alkool si bojë. Në këtë rast, është e nevojshme të zgjidhni konsistencën e bojës në mënyrë që ajo të rrjedhë lirshëm kur vizatoni, por në të njëjtën kohë të mos rrjedhë dhe të mos formojë pika në fund të gjilpërës ose tubit. Vlen të përmendet se procesi manual i aplikimit të një shtrese mbrojtëse është mjaft punë intensive dhe është i përshtatshëm vetëm në rastet kur është e nevojshme të prodhohet shumë shpejt një bord qark i vogël. Gjerësia minimale e gjurmës që mund të arrihet kur vizatoni me dorë është rreth 0,5 mm.

Përdorimi i "teknologjisë së printerit lazer dhe hekurit"

Kjo teknologji u shfaq relativisht kohët e fundit, por menjëherë u bë e përhapur për shkak të thjeshtësisë dhe Cilesi e larte pagesat e marra. Baza e teknologjisë është transferimi i tonerit (pluhuri i përdorur gjatë printimit në printerët lazer) nga çdo substrat në një tabelë të qarkut të printuar.

Në këtë rast, dy opsione janë të mundshme: ose nënshtresa e përdorur ndahet nga dërrasa para gdhendjes, ose, nëse përdoret nënshtresa letër alumini, është e gdhendur së bashku me bakër .

Faza e parë e përdorimit të kësaj teknologjie është printimi i një imazhi pasqyrë të modelit të tabelës së qarkut të printuar në një nënshtresë. Cilësimet e printimit të printerit duhet të vendosen në cilësinë maksimale të printimit (pasi në këtë rast aplikohet shtresa më e trashë e tonerit). Si bazë, mund të përdorni letër të veshur hollë (kapakë nga revista të ndryshme), letër faksi, letër alumini, film për printera lazer, mbështetje nga film vetëngjitës Oracal ose disa materiale të tjera. Nëse përdorni letër ose fletë metalike shumë të hollë, mund t'ju duhet ta ngjitni rreth perimetrit në një copë letre të trashë. Idealisht, printeri duhet të ketë një shteg letre pa përdredhje, gjë që parandalon që një sanduiç i tillë të shembet brenda printerit. Rëndësi e madhe Kjo vlen edhe kur printoni në fletë metalike ose me bazë filmi Oracal, pasi toneri ngjitet në to shumë dobët dhe nëse letra brenda printerit është e përkulur, ekziston një probabilitet i lartë që do t'ju duhet të shpenzoni disa minuta të pakëndshme duke pastruar furrën e printerit nga Mbetjet e tonerit të ngjitur. Është më mirë nëse printeri mund të kalojë letrën horizontalisht përmes vetes gjatë printimit në anën e sipërme (si HP LJ2100, një nga printerët më të mirë për prodhimin e PCB-ve). Unë do të doja të paralajmëroja menjëherë pronarët e printerëve të tillë si HP LJ 5L, 6L, 1100, në mënyrë që të mos përpiqen të printojnë në fletë metalike ose bazë nga Oracal - zakonisht eksperimente të tilla përfundojnë me dështim. Gjithashtu, përveç printerit, mund të përdorni edhe një makinë kopjimi, përdorimi i së cilës ndonjëherë jep rezultate edhe më të mira në krahasim me printerët për shkak të aplikimit të një shtrese të trashë toneri. Kërkesa kryesore për nënshtresën është që të mund të ndahet lehtësisht nga toneri. Gjithashtu, nëse përdorni letër, ajo nuk duhet të lërë garzë në toner. Në këtë rast, dy opsione janë të mundshme: ose substrati hiqet thjesht pas transferimit të tonerit në tabelë (në rastin e filmit për printerët lazer ose bazën nga Oracal), ose ngjyhet paraprakisht në ujë dhe më pas ndahet gradualisht. (letër e veshur).

Transferimi i tonerit në një pllakë përfshin aplikimin e një nënshtrese me toner në një dërrasë të pastruar më parë dhe më pas ngrohjen e tij në një temperaturë pak mbi pikën e shkrirjes së tonerit. Ka një numër të madh opsionesh se si ta bëni këtë, por më e thjeshta është të shtypni nënshtresën në tabelë me një hekur të nxehtë. Në të njëjtën kohë, për të shpërndarë në mënyrë të barabartë presionin e hekurit në nënshtresë, rekomandohet të vendosni disa shtresa letre të trashë midis tyre. Shumë çështje e rëndësishmeështë temperatura e hekurit dhe koha e mbajtjes. Këto parametra ndryshojnë në çdo rast specifik, kështu që mund t'ju duhet të kryeni më shumë se një eksperiment përpara se të merrni rezultate të mira. Këtu ekziston vetëm një kriter: toneri duhet të ketë kohë të shkrihet aq sa të ngjitet në sipërfaqen e tabelës dhe në të njëjtën kohë nuk duhet të ketë kohë për të arritur një gjendje gjysmë të lëngshme në mënyrë që skajet e gjurmëve të mos rrafshoj. Pas "saldimit" të tonerit në dërrasë, është e nevojshme të ndahet nënshtresa (përveç rastit të përdorimit të letrës së aluminit si substrat: nuk duhet të ndahet, pasi shpërndahet pothuajse në të gjitha tretësirat e gravurës). Filmi lazer dhe baza e Oracal thjesht hiqen me kujdes, ndërsa letra e zakonshme kërkon njomjen paraprake në ujë të nxehtë.

Vlen të përmendet se për shkak të veçorive të printimit të printerëve lazer, shtresa e tonerit në mes të poligoneve të mëdhenj të ngurtë është mjaft e vogël, kështu që duhet të shmangni përdorimin e zonave të tilla në tabelë sa herë që është e mundur, ose do t'ju duhet ta retushoni tabelën me dorë. pas heqjes së suportit. Në përgjithësi, përdorimi i kësaj teknologjie, pas disa trajnimeve, ju lejon të arrini gjerësinë e gjurmëve dhe boshllëqet midis tyre deri në 0.3 mm.

Unë e kam përdorur këtë teknologji për shumë vite (që kur një printer lazer u bë i disponueshëm për mua).

Aplikimi i fotorezistëve

Një fotorezist është një substancë e ndjeshme ndaj dritës (zakonisht në rajonin afër ultravjollcës) që ndryshon vetitë e saj kur ekspozohet ndaj dritës.

Kohët e fundit, në tregun rus janë shfaqur disa lloje fotorezistësh të importuar në paketim aerosol, të cilat janë veçanërisht të përshtatshme për t'u përdorur në shtëpi. Thelbi i përdorimit të fotorezistit është si më poshtë: një fotomaskë () aplikohet në një tabelë me një shtresë fotorezisti të aplikuar në të dhe ndriçohet, pas së cilës zonat e ndriçuara (ose të paekspozuara) të fotorezistit lahen me një tretës të veçantë. , e cila zakonisht është sode kaustike (NaOH). Të gjithë fotorezistët ndahen në dy kategori: pozitive dhe negative. Për fotorezistë pozitivë, pista në tabelë korrespondon me një zonë të zezë në fotomaskë, dhe për ato negative, në përputhje me rrethanat, një zonë transparente.

Fotorezistët pozitivë janë më të përdorurit sepse janë më të përshtatshëm për t'u përdorur.

Le të ndalemi më në detaje mbi përdorimin e fotorezistëve pozitivë në paketimin e aerosolit. Hapi i parë është përgatitja e një modeli fotografie. Në shtëpi, mund ta merrni duke shtypur një dizajn dërrase në një printer lazer në film. Në këtë rast është e nevojshme Vëmendje e veçantë kushtojini vëmendje densitetit të ngjyrës së zezë në fotomaskë, për të cilën duhet të çaktivizoni të gjitha mënyrat e kursimit të tonerit dhe përmirësimin e cilësisë së printimit në cilësimet e printerit. Përveç kësaj, disa kompani ofrojnë dalje të një maskë fotografike në një fotoploter - dhe ju garantoni një rezultat me cilësi të lartë.

Në fazën e dytë, një film i hollë fotorezisti aplikohet në sipërfaqen e përgatitur dhe pastruar më parë të tabelës. Kjo bëhet duke e spërkatur nga një distancë prej rreth 20 cm Në këtë rast, duhet të përpiqemi për uniformitetin maksimal të veshjes që rezulton. Për më tepër, është shumë e rëndësishme të siguroheni që të mos ketë pluhur gjatë procesit të spërkatjes - çdo grimcë pluhuri që futet në fotorezist në mënyrë të pashmangshme do të lërë gjurmën e saj në tabelë.

Pas aplikimit të shtresës së fotorezistit, është e nevojshme të thahet filmi që rezulton. Rekomandohet ta bëni këtë në një temperaturë prej 70-80 gradë, dhe së pari duhet të thani sipërfaqen në një temperaturë të ulët dhe vetëm atëherë të rrisni gradualisht temperaturën në vlerën e dëshiruar. Koha e tharjes në temperaturën e specifikuar është rreth 20-30 minuta. Si mjet i fundit, tharja e dërrasës me temperatura e dhomës në 24 orë. Pllakat e veshura me fotorezist duhet të ruhen në një vend të freskët dhe të errët.

Pas aplikimit të fotorezistit, hapi tjetër është ekspozimi. Në këtë rast, një fotomaskë aplikohet në tabelë (me anën e printuar përballë tabelës, kjo ndihmon në rritjen e qartësisë gjatë ekspozimit), e cila shtypet kundër xhamit të hollë ose. Nëse madhësia e dërrasave është mjaft e vogël, mund të përdorni një pllakë fotografike të larë nga emulsioni për shtrëngim. Meqenëse rajoni i ndjeshmërisë maksimale spektrale të shumicës së fotorezistëve modernë është në intervalin ultravjollcë, për ndriçim këshillohet përdorimi i një llambë me një pjesë të madhe të rrezatimit UV në spektër (DRSh, DRT, etj.). Si mjet i fundit, mund të përdorni një llambë të fuqishme ksenon. Koha e ekspozimit varet nga shumë arsye (lloji dhe fuqia e llambës, distanca nga llamba në tabelë, trashësia e shtresës fotorezistuese, etj.) dhe zgjidhet eksperimentalisht. Megjithatë, në përgjithësi, koha e ekspozimit zakonisht nuk është më shumë se 10 minuta, edhe kur ekspozohet në rrezet e diellit direkte.

(Unë nuk rekomandoj përdorimin e pllakave plastike që janë transparente në dritën e dukshme për shtypje, pasi ato kanë një thithje të fortë të rrezatimit UV)

Shumica e fotorezistëve zhvillohen me një zgjidhje të hidroksidit të natriumit (NaOH) - 7 gram për litër ujë. Është mirë të përdorni një zgjidhje të përgatitur fllad në një temperaturë prej 20-25 gradë. Koha e zhvillimit varet nga trashësia e filmit fotorezist dhe varion nga 30 sekonda në 2 minuta. Pas zhvillimit, pllaka mund të gdhendet në solucione të zakonshme, pasi fotorezisti është rezistent ndaj acideve. Kur përdorni maska ​​fotografike me cilësi të lartë, përdorimi i fotorezistit ju lejon të merrni gjurmë deri në 0,15-0,2 mm të gjera.

Gravurë

Ka shumë komponime të njohura për gdhendjen kimike të bakrit. Të gjithë ata ndryshojnë në shpejtësinë e reaksionit, përbërjen e substancave të çliruara si rezultat i reaksionit, si dhe disponueshmërinë e reagentëve kimikë të nevojshëm për përgatitjen e tretësirës. Më poshtë keni informacione rreth zgjidhjeve më të njohura të gravurës.

Klorur hekuri (FeCl)

Ndoshta reagenti më i famshëm dhe më popullor. Klorur ferrik i thatë tretet në ujë derisa të merret një zgjidhje e ngopur me ngjyrë të verdhë të artë (kjo do të kërkojë rreth dy lugë gjelle për gotë ujë). Procesi i gdhendjes në këtë tretësirë ​​mund të zgjasë nga 10 deri në 60 minuta. Koha varet nga përqendrimi i tretësirës, ​​temperatura dhe përzierja. Përzierja përshpejton ndjeshëm reagimin. Për këto qëllime, është i përshtatshëm të përdorni një kompresor akuariumi, i cili siguron përzierjen e zgjidhjes me flluska ajri. Reaksioni gjithashtu përshpejtohet kur tretësira nxehet. Pas përfundimit të gravurës, dërrasa duhet të lahet me shumë ujë, mundësisht me sapun (për të neutralizuar mbetjet e acidit). Disavantazhet e kësaj zgjidhjeje përfshijnë formimin e mbeturinave gjatë reaksionit, i cili vendoset në tabelë dhe ndërhyn në rrjedhën normale të procesit të gravimit, si dhe shpejtësinë relativisht të ulët të reagimit.

Persulfat i amonit

Një substancë e lehtë kristalore që tretet në ujë në bazë të raportit 35 g lëndë me 65 g ujë. Procesi i gdhendjes në këtë tretësirë ​​zgjat rreth 10 minuta dhe varet nga zona e veshjes së bakrit që gdhendet. Për të siguruar kushte optimale për reaksionin, tretësira duhet të ketë një temperaturë prej rreth 40 gradë dhe të përzihet vazhdimisht. Pas përfundimit të gdhendjes, dërrasa duhet të lahet me ujë të rrjedhshëm. Disavantazhet e kësaj zgjidhjeje përfshijnë nevojën për të ruajtur temperaturën e kërkuar dhe përzierjen.

Një tretësirë ​​e acidit klorhidrik (HCl) dhe peroksidit të hidrogjenit (H 2 O 2)

- Për të përgatitur këtë tretësirë, duhet të shtoni 200 ml acid klorhidrik 35% dhe 30 ml peroksid hidrogjeni 30% në 770 ml ujë. Tretësira e përgatitur duhet të ruhet në një shishe të errët, jo të mbyllur hermetikisht, pasi dekompozimi i peroksidit të hidrogjenit liron gaz. Kujdes: gjatë përdorimit të kësaj zgjidhjeje, duhet të merren të gjitha masat paraprake kur punoni me kimikate kaustike. E gjithë puna duhet të bëhet vetëm në ajër të pastër ose nën kapuç. Nëse tretësira bie në lëkurë, shpëlajeni menjëherë me ujë të bollshëm. Koha e gdhendjes varet shumë nga përzierja dhe temperatura e tretësirës dhe është e rendit 5-10 minuta për një tretësirë ​​të freskët të përzier mirë në temperaturën e dhomës. Tretësira nuk duhet të nxehet mbi 50 gradë. Pas gdhendjes, dërrasa duhet të lahet me ujë të rrjedhshëm.

Kjo tretësirë ​​pas gdhendjes mund të rikthehet duke shtuar H 2 O 2. Sasia e kërkuar e peroksidit të hidrogjenit vlerësohet vizualisht: një dërrasë bakri e zhytur në tretësirë ​​duhet të rilyhet nga e kuqe në kafe të errët. Formimi i flluskave në tretësirë ​​tregon një tepricë të peroksidit të hidrogjenit, gjë që çon në një ngadalësim të reaksionit të gdhendjes. Disavantazhi i kësaj zgjidhjeje është nevoja për të respektuar rreptësisht të gjitha masat paraprake kur punoni me të.

Zgjidhje acid citrik dhe peroksid hidrogjeni nga Radiokot

Në 100 ml peroksid hidrogjeni 3% farmaceutik, treten 30 g acid citrik dhe 5 g kripë gjelle.

Kjo zgjidhje duhet të jetë e mjaftueshme për të gdhendur 100 cm2 bakër, 35 µm të trashë.

Nuk ka nevojë të kurseni kripën kur përgatitni tretësirën. Meqenëse luan rolin e një katalizatori, praktikisht nuk konsumohet gjatë procesit të gravurës. Peroksidi 3% nuk ​​duhet të hollohet më tej sepse kur shtohen përbërës të tjerë, përqendrimi i tij ulet.

Sa më shumë të shtohet peroksid hidrogjeni (hidroperite), aq më shpejt do të shkojë procesi, por mos e teproni - tretësira nuk ruhet, d.m.th. nuk ripërdoret, që do të thotë se hidroperiti thjesht do të përdoret tepër. Peroksidi i tepërt mund të përcaktohet lehtësisht nga "flluska" e bollshme gjatë gdhendjes.

Sidoqoftë, shtimi i acidit citrik dhe peroksidit është mjaft i pranueshëm, por është më racionale të përgatitet një zgjidhje e freskët.

Pastrimi i pjesës së punës

Pas përfundimit të gdhendjes dhe larjes së tabelës, është e nevojshme të pastrohet sipërfaqja e saj nga veshja mbrojtëse. Kjo mund të bëhet me çdo tretës organik, për shembull, aceton.

Tjetra ju duhet të shponi të gjitha vrimat. Kjo duhet të bëhet me një stërvitje të mprehtë me shpejtësi maksimale të motorit. Nëse, gjatë aplikimit të veshjes mbrojtëse, nuk ka mbetur hapësirë ​​boshe në qendrat e jastëkëve të kontaktit, është e nevojshme që së pari të shënoni vrimat (kjo mund të bëhet, për shembull, me një bërthamë). Pas kësaj, defektet (frika) në anën e pasme të tabelës hiqen me anë të mbytjes, dhe në një tabelë qarku të printuar të dyanshëm në bakër - me një stërvitje me një diametër prej rreth 5 mm në një kapëse manuale për një kthesë të stërvitje pa ushtruar forcë.

Hapi tjetër është lyerja e tabelës me fluks, e ndjekur nga kallajimi. Mund të përdorni flukse speciale industriale (të lahen më mirë me ujë ose të mos keni nevojë fare për shpëlarje) ose thjesht ta lyeni dërrasën me një zgjidhje të dobët kolofon në alkool.

Kallajimi mund të bëhet në dy mënyra:

Zhytja në saldim të shkrirë

Përdorni një hekur saldimi dhe një bishtalec metalik të ngopur me saldim.

Në rastin e parë, është e nevojshme të bëni një banjë hekuri dhe ta mbushni me një sasi të vogël saldimi me shkrirje të ulët - Trëndafili ose aliazh druri. Shkrirja duhet të mbulohet plotësisht me një shtresë glicerinë sipër për të shmangur oksidimin e saldimit. Për të ngrohur banjën, mund të përdorni një hekur ose pllakë të përmbysur. Pllaka zhytet në shkrirje dhe më pas hiqet duke hequr saldimin e tepërt me një kruajtëse të fortë gome.

konkluzioni

Mendoni, këtë material do t'i ndihmojë lexuesit të kuptojnë dizajnin dhe prodhimin e bordeve të qarkut të printuar. Dhe për ata që kanë filluar të merren me elektronikë, merrni aftësitë bazë për t'i bërë ato në shtëpi.Për një njohje më të plotë me pllakat e qarkut të printuar, ju rekomandoj të lexoni [L.2]. Mund të shkarkohet në internet.

Letërsia

1. Fjalori Politeknik. Ekipi redaktues: Inglinsky A. Yu. et al. M.: Enciklopedia Sovjetike. 1989.
2. Medvedev A. M. Pllakat e qarkut të shtypur. Projektime dhe materiale. M.: Teknosferë. 2005.
3. Nga historia e teknologjive të bordit të qarkut të shtypur // Electronics-NTB. 2004. Nr. 5.
4. Artikuj të rinj në teknologjinë elektronike. Intel po fut në epokën e transistorëve tredimensionale. Alternativë ndaj pajisjeve tradicionale planare // Electronics-NTB. 2002. Nr. 6.
5. Mikroqarqe vërtet tre-dimensionale - përafrimi i parë // Përbërësit dhe teknologjitë. 2004. Nr. 4.
6. Mokeev M. N., Lapin M. S. Proceset dhe sistemet teknologjike për prodhimin e pllakave dhe kabllove të endura të qarkut. L.: LDNTP 1988.
7. Volodarsky O. A më përshtatet ky kompjuter? Elektronika e endur në pëlhurë po bëhet në modë // Electronics-NTB. 2003. Nr. 8.
8. Medvedev A. M. Teknologjia e prodhimit të bordit të qarkut të shtypur. M.: Teknosferë. 2005.
9. Medvedev A. M. Metalizimi i pulsit të tabelave të qarkut të shtypur // Teknologjitë në industrinë elektronike. 2005. Nr. 4
10. Pllakat e qarkut të shtypur - linjat e zhvillimit, Vladimir Urazaev,

Laminat FR4

Ju mund të gjeni një përshkrim të hollësishëm të petëzuar.

Laminat në magazinë TePro

Materiali për mikrovalë ROGERS

SHËNIM: Për të përdorur materialin ROGERS në prodhimin e pllakave të qarkut, ju lutemi tregoni këtë në formularin e porosisë

Meqenëse materiali Rogers është shumë më i shtrenjtë se standardi FR4, ne jemi të detyruar të prezantojmë një shënim shtesë për bordet e bëra në materialin Rogers. Fushat e punës të pjesëve të përdorura: 170 × 130; 270 × 180; 370 × 280; 570 × 380.

Laminat me bazë metali

Paraqitja vizuale e materialit

Laminat alumini ACCL 1060-1 me përçueshmëri termike dielektrike 1 W/(m K)

Përshkrim

Laminat alumini CS-AL88-AD2(AD5) me përçueshmëri termike dielektrike 2(5) W/(m K)

Përshkrim

Prepreg

Në prodhim ne përdorim preprega 2116, 7628 dhe 1080 grade A (më e larta) nga ILM.

Ju mund të gjeni një përshkrim të hollësishëm të prepregëve.

Maskë saldimi

Vetitë

Mund të gjeni një përshkrim të hollësishëm të maskës së saldimit.

Pyetje dhe përgjigje të shpeshta për laminat dhe prepregat

Çfarë është XPC?

Cili është ndryshimi midis FR1 dhe FR2?

Çfarë është FR2?

Çfarë është FR3?

Çfarë është FR4?

Çfarë është FR5?

Çfarë është CEM-1?

Çfarë është CEM-3?

Çfarë është G10?

Si mund të zëvendësohen laminat?

Çfarë janë "prepregat"?

Çfarë do të thotë FR ose CEM?

A është FR4 vërtet jeshile?

A ka ndonjë kuptim ngjyra e logos?

A do të thotë ndonjë gjë orientimi i logos?

Çfarë është laminati bllokues UV?

Cilat laminate janë të përshtatshme për vendosjen e vrimave?

A ka ndonjë alternativë për vendosjen e vrimave?

Çfarë është "trashësia e materialit"?

Çfarë është: PF-CP-Cu? IEC-249? GFN?

Çfarë është CTI?

Çfarë do të thotë #7628? Çfarë numrash të tjerë ka?

Çfarë është 94V-0, 94V-1, 94-HB?

Pllaka e qarkut të printuar (në anglisht PCB - bord i qarkut të printuar)- një pllakë e bërë nga dielektrik, në të cilën është formuar të paktën një qark elektrik përçues (qark elektronik) (zakonisht me printim). Një tabelë e qarkut të printuar është projektuar për lidhjen elektrike dhe mekanike të komponentëve të ndryshëm elektronikë ose lidhjen e komponentëve elektronikë individualë. Komponentët elektronikë në një tabelë të qarkut të printuar janë të lidhur në kunjat e tyre me elementë të një modeli përcjellës, zakonisht me saldim, ose mbështjellje, ose thumba ose shtypje, duke rezultuar në montimin e një moduli elektronik (ose bordit të qarkut të printuar të montuar).

Llojet e dërrasave

Në varësi të numrit të shtresave me një model elektrik përçues, bordet e qarkut të printuar ndahen në njëanshëm, të dyanshëm dhe shumështresor.
Ndryshe nga montimi në sipërfaqe, në një tabelë të qarkut të printuar modeli përçues elektrik është bërë prej fletë metalike duke përdorur një metodë shtesë ose zbritëse. Në metodën e aditivëve, një model përçues formohet në një material jo petë, zakonisht me veshje kimike të bakrit përmes një maskë mbrojtëse të aplikuar më parë në material. Në metodën zbritëse, një model përçues formohet në materialin e fletës duke hequr pjesët e panevojshme të fletës, zakonisht duke përdorur gravurë kimike.

Një tabelë e qarkut të printuar zakonisht përmban vrima dhe jastëkë montimi, të cilat mund të lyhen gjithashtu me një shtresë mbrojtëse: aliazh kallaji-plumb, kallaj, ar, argjend, veshje mbrojtëse organike. Përveç kësaj, bordet e qarkut të printuar kanë viza për lidhjen elektrike të shtresave të pllakave, një shtresë izoluese të jashtme (“maskë mbrojtëse”) që mbulon sipërfaqen e tabelës që nuk përdoret për kontakt me një shtresë izoluese, shenjat zakonisht aplikohen duke përdorur printimin me ekran mëndafshi , më rrallë me bojë ose lazer.

Llojet e pllakave të qarkut të printuar

Nga numri i shtresave të materialit përçues:
- Njëanëshe
-Dyaneshem
- Shumështresore (MPP)

Për sa i përket fleksibilitetit:
- E vështirë
-Elastike

Sipas teknologjisë së instalimit:
-Për montim të vrimave
-Mali sipërfaqësor

Çdo lloj bordi qarku i printuar mund të ketë karakteristikat e veta, për shkak të kërkesave për kushte të veçanta funksionimi (për shembull, një interval i zgjatur i temperaturës) ose veçorive të aplikimit (për shembull, në pajisjet që funksionojnë në frekuenca të larta).

Materiale

Baza e tabelës së qarkut të printuar është një dielektrik; materialet më të përdorura janë tekstoliti, tekstil me fije qelqi dhe getinax.
Gjithashtu, baza e bordeve të qarkut të shtypur mund të jetë një bazë metalike e veshur me një dielektrik (për shembull, alumini i anodizuar); fletë metalike prej bakri të gjurmëve aplikohet në majë të dielektrikës. Pllaka të tilla të qarkut të printuar përdoren në elektronikën e energjisë për heqjen efikase të nxehtësisë nga komponentët elektronikë. Në këtë rast, baza metalike e bordit është ngjitur në radiator.
Materiali i përdorur për pllakat e qarkut të printuar që funksionojnë në rangun e mikrovalëve dhe në temperatura deri në 260 °C është fluoroplastik i përforcuar me pëlhurë xhami (për shembull, FAF-4D) dhe qeramikë. Pllakat fleksibël të qarkut janë bërë nga materiale poliimide si Kapton.

FR-4

Një familje materialesh me emrin e përgjithshëm FR-4 sipas klasifikimit NEMA (Shoqata Kombëtare e Prodhuesve Elektrikë, SHBA). Këto materiale janë më të zakonshmet për prodhimin e DPP, MPP dhe OPP me kërkesa të shtuara për rezistencë mekanike. FR-4 është një material i bazuar në tekstil me fije qelqi me rrëshirë epokside si lidhës (fiberglass). Zakonisht i shurdhër i verdhë ose transparent, i njohur ngjyrë jeshile ajo shpërndahet nga një maskë saldimi e aplikuar në sipërfaqen e tabelës së qarkut të printuar. Klasa e ndezshmërisë UL94-V0.
Në varësi të vetive dhe aplikimit të FR-4
-standarde, me temperaturë kalimi xhami Tg ~130°C, me ose pa bllokim UV. Lloji më i zakonshëm dhe i përdorur gjerësisht, është gjithashtu më pak i shtrenjtë nga FR-4;

Me një temperaturë të lartë të tranzicionit të qelqit, Tg ~170°C-180°C;
-pa halogjen;
-me një indeks të standardizuar gjurmimi, CTI ≥400, ≥600;
- me frekuencë të lartë, me konstante dielektrike të ulët ε ≤3,9 dhe tangjente të vogla të humbjes dielektrike df ≤0,02.

CEM-3

Familja materiale CEM-3 sipas klasifikimit NEMA. Materiali i përbërë nga tekstil me fije qelqi-epoksi zakonisht e bardhë qumështore ose transparente. Përbëhet nga dy shtresa të jashtme tekstil me fije qelqi, midis të cilave vendoset fibër qelqi jo të endura (fibra qelqi). Përdoret gjerësisht në prodhimin e fibrave të metalizuara. Karakteristikat e tij janë shumë afër FR-4 dhe ndryshojnë, në përgjithësi, vetëm në forcën mekanike më të ulët. Është një alternativë e shkëlqyer me kosto të ulët ndaj FR-4 për shumicën dërrmuese të aplikacioneve. Përpunim i shkëlqyer mekanik (frezim, stampim). Klasa e ndezshmërisë UL94-V0.
Në varësi të vetive dhe fushës së aplikimit, CEM-3 ndahet në nënklasat e mëposhtme:
-standarde, me ose pa bllokim UV;

CEM-1

Klasa e materialit CEM-1 sipas klasifikimit NEMA. Këto materiale të përbëra janë bërë në një bazë letre me dy shtresa tekstil me fije qelqi nga jashtë. Zakonisht e bardhë qumështi, e verdhë qumështore ose kafe në kafe. E papajtueshme me procesin e metalizimit të vrimave, prandaj ato përdoren vetëm për prodhimin e OPP. Karakteristikat dielektrike janë afër FR-4, vetitë mekanike janë pak më të këqija. CEM-1 është një alternativë e mirë ndaj FR-4 në prodhimin e PCB-ve të njëanshme ku kostoja është një faktor përcaktues. Përpunim i shkëlqyer mekanik (frezim, stampim). Klasa e ndezshmërisë UL94-V0.
Ndahet në nënklasat e mëposhtme:
- standard;
-temperaturë e lartë, e pajtueshme me teknologjitë e kallajimit dhe saldimit pa plumb;
-pa halogjen, pa fosfor dhe antimon;
-me një indeks të standardizuar gjurmimi, CTI ≥600
-rezistente ndaj lagështirës, ​​me qëndrueshmëri të shtuar dimensionale

FR-1/FR-2

Klasa e materialit FR-1 dhe FR-2 sipas klasifikimit NEMA. Këto materiale janë bërë në bazë letre fenolike dhe përdoren vetëm për prodhimin e OPP. FR-1 dhe FR-2 kanë karakteristika të ngjashme, FR-2 ndryshon nga FR-1 vetëm në përdorimin e një rrëshire fenolike të modifikuar me një temperaturë më të lartë të kalimit të qelqit si lidhës. Për shkak të karakteristikave dhe aplikimeve të ngjashme të FR-1 dhe FR-2, shumica e prodhuesve të materialeve prodhojnë vetëm një nga këto materiale, zakonisht FR-2. Përpunim i shkëlqyer mekanik (frezim, stampim). I lirë. Klasa e ndezshmërisë UL94-V0 ose V1.
Ndahet në nënklasat e mëposhtme:
- standard;
-pa halogjen, pa fosfor dhe antimon, jo toksik;
-rezistente ndaj lagështirës

PCB përfundon

Për të ruajtur ngjitshmërinë e pllakave të qarkut të printuar pas ruajtjes, për të siguruar instalimin e besueshëm të komponentëve elektronikë dhe për të ruajtur vetitë e lidhjeve të salduara ose të salduara gjatë funksionimit, është e nevojshme të mbroni sipërfaqen e bakrit të jastëkëve të kontaktit të tabelës së qarkut të printuar me një sipërfaqe të saldueshme. veshja, e ashtuquajtura veshje e mbarimit. Ne ju ofrojmë një gamë të gjerë veshjesh përfundimi, e cila ju lejon të zgjidhni në mënyrë optimale një ose edhe disa prej tyre në të njëjtën kohë në prodhimin e pllakave tuaja të qarkut të printuar.

HAL ose HASL (nga anglishtja Hot Air Leveling ose Hot Air Solder Leveling - nivelim me ajër të nxehtë) duke përdorur saldime të bazuara në një aliazh kallaji me plumb (Sn/Pb), për shembull, OS61, OS63 dhe nivelim me thikë ajri. Zbatohet në fazën përfundimtare të prodhimit në një tabelë qarku të printuar tashmë të formuar me një maskë saldimi të aplikuar duke e zhytur në një banjë të shkrirë dhe më pas duke e niveluar dhe hequr saldimin e tepërt duke përdorur një thikë ajri. Kjo shtresë, aktualisht më e zakonshmja, është klasike, më e famshmja dhe është përdorur për një kohë të gjatë. Siguron ngjitje të shkëlqyer të pllakave të qarkut të printuar edhe pas ruajtjes afatgjatë. Veshja HAL është teknologjikisht e avancuar dhe e lirë. E përputhshme me të gjitha metodat e njohura të instalimit dhe saldimit - manual, saldim me valë, rifluks në furrë, etj. Disavantazhet e këtij lloji të veshjes përfundimtare përfshijnë praninë plumbi - një nga metalet më toksike, i ndaluar për përdorim në Bashkimin Evropian nga direktiva RoHS (Direktivat e Kufizimit të Substancave të Rrezikshme), si dhe fakti që veshja HAL nuk plotëson kushtet e rrafshësisë së jastëkëve të kontaktit për montimin e mikroqarqeve me një shkallë shumë e lartë e integrimit. Veshja nuk është e përshtatshme për teknologjinë e lidhjes së kristaleve në një pllakë (COB - Chip on bord) dhe aplikimin në kontaktet fundore (lamela).

HAL pa plumb - Opsioni i veshjes HAL, por duke përdorur lidhës pa plumb, për shembull, Sn100, Sn96.5/Ag3/Cu0.5, SnCuNi, SnAgNi. Veshja përputhet plotësisht me kërkesat RoHS dhe ka siguri dhe saldim shumë të mirë. Kjo shtresë përfundimi aplikohet në një temperaturë më të lartë se HAL me bazë PIC, e cila imponon kërkesa të rritura për temperaturën në materialin bazë të tabelës së qarkut të printuar dhe komponentëve elektronikë. Veshja është e përputhshme me të gjitha metodat e montimit dhe saldimit, si duke përdorur lidhës pa plumb (që rekomandohet më shumë) ashtu edhe duke përdorur lidhës me plumb kallaji, por kërkon vëmendje të kujdesshme për kushtet e temperaturës racionet. Krahasuar me HAL me bazë Sn/Pb, kjo veshje është më e shtrenjtë për shkak të kostos më të lartë të saldimeve pa plumb dhe gjithashtu për shkak të intensitetit më të lartë të energjisë.

Problemi kryesor me veshjen HAL , është një pabarazi e konsiderueshme në trashësinë e veshjes. Problemi është veçanërisht i mprehtë për komponentët me lartësi të vogla kunjash, të tilla si QFP-të me një hap prej 0,5 mm ose më pak, BGA-të me një lartësi prej 0,8 mm ose më pak. Trashësia e veshjes mund të ndryshojë nga 0,5 mikron në 40 mikron, në varësi të dimensioneve gjeometrike të jastëkut të kontaktit dhe ndikimit të pabarabartë të thikës së ajrit. Gjithashtu, si rezultat i goditjes termike gjatë aplikimit të HASL, është e mundur shtrembërimi i tabelës së qarkut të printuar në formën e devijimit/përdredhjes. Kjo është veçanërisht e vërtetë për dërrasat me trashësi<1,0 мм и для плат с несимметричным стеком слоев, несбалансированных по меди, имеющих несимметричные по слоям сплошные медные заливки, ряды металлизированных отверстий, а также для бессвинцового покрытия.

Ari i zhytjes (ENIG - Nickel Electroless/Immersion Gold) - veshje e familjes Ni/Au. Trashësia e veshjes: Ni 3-7 mikron, Au 0,05-0,1 mikron. Aplikohet kimikisht nëpër dritare në një maskë saldimi. Një shtresë e disponueshme gjerësisht pa plumb që siguron jastëkë të sheshtë, saldim të mirë, përçueshmëri të lartë sipërfaqësore të jastëkëve dhe jetëgjatësi të gjatë. Ideale për komponentët me hap të imët dhe testimin në qark. Veshja përputhet plotësisht me kërkesat RoHS. E përputhshme me të gjitha metodat e montimit dhe saldimit. Më e shtrenjtë në krahasim me HASL.

Ka shumë prodhues të kimikateve për aplikimin e arit me zhytje, dhe teknologjia për aplikimin e tij ndryshon nga prodhuesi kimik në prodhues kimik. Rezultati përfundimtar varet gjithashtu nga zgjedhja e kimikateve dhe procesi i aplikimit. Disa kimikate mund të mos jenë të pajtueshme me një lloj të veçantë maskash saldimi. Ky lloj veshjeje është i prirur për formimin e dy llojeve të defekteve kritike - "jastëk i zi" (jastëk i zi, mos lagja e sipërfaqes së jastëkut me saldim) dhe çarje nën ngarkesa mekanike ose termike (plasaritje ndodh midis nikelit dhe shtresa e bakrit, përgjatë shtresës ndërmetalike). Gjithashtu, gjatë aplikimit të veshjes, sasia e arit duhet të kontrollohet për të parandaluar brishtësinë e bashkimit të saldimit. Respektimi i saktë i teknologjisë së aplikimit të arit të zhytjes dhe zëvendësimi në kohë i solucioneve garantojnë cilësinë e veshjes dhe mungesën e defekteve të jastëkut të zi. Për të parandaluar plasaritjen nën ngarkesa mekanike, rekomandohet të rritet trashësia e tabelës së qarkut të printuar në 2,0 mm ose më shumë kur përdorni paketa BGA më të mëdha se 25x25 mm ose kur madhësia e tabelës është më shumë se 250 mm. Rritja e trashësisë së pllakës zvogëlon stresin mekanik mbi komponentët kur pllaka përkulet.

Gishtat e artë - veshje e familjes Ni/Au. Trashësia e veshjes: Ni 3-5 mikron, Au 0,5-1,5 mikron. Zbatohet me depozitim elektrokimik (elektrikim). Përdoret për aplikim në kontaktet fundore dhe lamelat. Ka forcë të lartë mekanike, rezistencë ndaj gërryerjes dhe ndikimeve të pafavorshme mjedisore. I domosdoshëm aty ku është e rëndësishme të sigurohet kontakt elektrik i besueshëm dhe i qëndrueshëm.

Kallaj për zhytje - Veshje kimike që plotëson kërkesat RoHS dhe siguron rrafshueshmëri të lartë të bordeve të qarkut të printuar. Veshje teknologjike e pajtueshme me të gjitha metodat e saldimit. Ndryshe nga keqkuptimi popullor i bazuar në përvojën e përdorimit të llojeve të vjetruara të veshjes, kallaji i zhytjes siguron ngjitje të mirë pas një periudhe mjaftueshëm të gjatë ruajtjeje - një jetëgjatësi e garantuar prej 6 muajsh. (ngjitshmëria e veshjes zgjat deri në një vit ose më shumë nëse ruhet siç duhet). Periudha të tilla të gjata të mbajtjes së saldueshmërisë së mirë sigurohen nga futja e një nënshtrese organometrike si një pengesë midis bakrit të jastëkëve të kontaktit dhe vetë kallajit. Nënshtresa penguese parandalon përhapjen e ndërsjellë të bakrit dhe kallajit, formimin e përbërjeve ndërmetalike dhe rikristalizimin e kallajit. Veshja përfundimtare me kallaj zhytjeje me nënshtresë organometrike, me trashësi rreth 1 mikron, ka një sipërfaqe të lëmuar, të sheshtë, ruan saldueshmërinë dhe mundësinë e disa ri-saldimeve edhe pas një periudhe mjaft të gjatë ruajtjeje.

OSP (nga anglishtja Organic Solderability Preservatives) - një grup veshjesh përfunduese organike të aplikuara drejtpërdrejt në jastëkët e bakrit dhe që sigurojnë mbrojtjen e sipërfaqes së bakrit nga oksidimi gjatë ruajtjes dhe saldimit. Me zvogëlimin e lartësisë së komponentëve, interesi për veshjet që ofrojnë rrafshimin e nevojshëm, dhe në veçanti OSP, po rritet vazhdimisht. Kohët e fundit, veshjet OSP kanë përparuar me shpejtësi; janë shfaqur lloje të veshjeve që sigurojnë bashkim me shumë kalime pa oksidim bakri, madje edhe me intervale mjaft të gjata kohore midis kalimeve (ditë). Bëhet dallimi midis një shtrese të hollë, rreth 0,01 mikron, dhe një shtrese relativisht të trashë, 0,2 - 0,5 mikron ose më shumë. Për të siguruar bashkim me dy ose shumë kalime, zgjidhni një shtresë të trashë. OSP siguron mbulesa me sipërfaqe të sheshtë, është pa plumb dhe në përputhje me RoHS dhe, kur ruhet dhe trajtohet siç duhet, siguron një lidhje lidhëse shumë të besueshme. Veshja e hollë OSP është më e lirë se HAL. I trashë - pothuajse aq sa HAL.

Megjithatë, OSP nuk siguron që skajet e jastëkut të bakrit të mbulohen me saldim gjatë procesit të rikthimit. Rrjedha e saldimit mbi sipërfaqe është më e keqe se me veshjen HASL. Prandaj, kur aplikoni pastën, vrimat në shabllon duhet të bëhen në të njëjtën madhësi si jastëku i kontaktit. Përndryshe, jo e gjithë sipërfaqja e jastëkut do të mbulohet me saldim (megjithëse ky defekt është vetëm kozmetik, besueshmëria e lidhjes mbetet shumë e mirë). Një sipërfaqe bakri e pa mbuluar me saldim do të oksidohet me kalimin e kohës, gjë që mund të ndikojë negativisht në riparimet. Ekziston edhe problemi i njomjes së vrimave të metalizuara gjatë saldimit me valë. Është e nevojshme të aplikohet një sasi mjaft e madhe fluksi përpara bashkimit, fluksi duhet të futet në vrima në mënyrë që saldimi të lagojë vrimën nga brenda dhe të formojë një fileto në pjesën e pasme të tabelës. Disavantazhet e kësaj veshjeje përfshijnë gjithashtu: kohë të shkurtër ruajtjeje përpara përdorimit, papajtueshmëri me tretësit terpen, kufizime në testueshmërinë për testet në qark dhe funksional (që zgjidhet pjesërisht duke aplikuar paste saldimi në pikat e provës). Nëse keni zgjedhur OSP, ju rekomandojmë përdorimin e veshjeve ENTEK nga Enthone (ENTEK PLUS, ENTEK PLUS HT), pasi ato ofrojnë kombinimin më të mirë të lagshmërisë, besueshmërisë së lidhjes dhe shumëkalimeve.

Zhvillimi

Le të shohim një proces tipik zhvillimi për një tabelë me 1-2 shtresa.
-Përcaktimi i dimensioneve (jo i rëndësishëm për një dërrasë buke).
-Zgjedhja e trashësisë së materialit të dërrasës nga një sërë atyre standarde:
-Materiali më i përdorur është 1.55mm i trashë.
-Vizatimi i përmasave (skajeve) të tabelës në një program CAD në shtresën BOARD.
-Vendndodhja e komponentëve të mëdhenj të radios: lidhësit, etj. Kjo zakonisht ndodh në shtresën e sipërme (TOP):
-Supozohet se tashmë janë përcaktuar vizatimet e çdo komponenti, vendndodhja dhe numri i kunjave etj. (ose përdoren biblioteka të gatshme të komponentëve).
"Shpërndarja" e përbërësve të mbetur nëpër shtresën e sipërme, ose, më rrallë, në të dy shtresat për dërrasat me dy anë.
-Filloni gjurmuesin. Nëse rezultati është i pakënaqshëm, komponentët ripozicionohen. Këto dy hapa kryhen shpesh dhjetëra ose qindra herë radhazi.
Në disa raste, gjurmimi i tabelave të qarkut të printuar (vizatimi i gjurmëve) bëhet manualisht tërësisht ose pjesërisht.
-Kontrollimi i tabelës për gabime (DRC, Kontrolli i Rregullave të Dizajnit): kontrollimi i boshllëqeve, qarqeve të shkurtra, komponentëve të mbivendosur, etj.
-Eksportoni skedarin në një format të pranuar nga prodhuesi i PCB-ve, siç është Gerber.

Prodhimtaria

Prodhimi i pllakave të qarkut të printuar zakonisht i referohet përpunimit të një pjese të punës (materiali fletë metalike). Një proces tipik përbëhet nga disa faza: shpimi i vizave, marrja e një modeli përcjellësi duke hequr fletën e tepërt të bakrit, vendosja e vrimave, aplikimi i veshjeve mbrojtëse dhe llamarizimi dhe aplikimi i shenjave.

Marrja e një modeli teli

Në prodhimin e pllakave të qarkut, përdoren metoda kimike, elektrolitike ose mekanike për të riprodhuar modelin e kërkuar përçues, si dhe kombinimet e tyre.

Metoda kimike

Metoda kimike për prodhimin e pllakave të qarkut të printuar nga materiali i përfunduar i fletës përbëhet nga dy faza kryesore: aplikimi i një shtrese mbrojtëse në fletë metalike dhe gravimi i zonave të pambrojtura duke përdorur metoda kimike.

Në industri, shtresa mbrojtëse aplikohet fotokimikisht duke përdorur një fotorezist të ndjeshëm ndaj ultravjollcës, një fotomaskë dhe një burim drite ultravjollcë. Fotorezisti mund të jetë i lëngshëm ose film. Fotorezisti i lëngshëm aplikohet në kushte industriale pasi është i ndjeshëm ndaj mospërputhjes me teknologjinë e aplikimit. Fotorezisti i filmit është i popullarizuar për bordet e qarkut të punuar me dorë. Fotomaska ​​është një material transparent me rreze UV ​​me një model gjurmësh të printuar në të. Pas ekspozimit, fotorezisti zhvillohet dhe kurohet si në një proces fotografik konvencional.

Një shtresë mbrojtëse në formën e llakut ose bojës mund të aplikohet me skanim mëndafshi ose me dorë. Për të formuar një maskë gdhendjeje në fletë metalike, amatorët e radios përdorin transferimin e tonerit nga një imazh i printuar në një printer lazer ("teknologji lazer-hekur").

Fleta e pambrojtur më pas gdhendet në një tretësirë ​​të klorurit të hekurit ose (shumë më rrallë) kimikateve të tjera si sulfati i bakrit. Pas gdhendjes, modeli mbrojtës lahet nga petë.

Metoda mekanike

Metoda e prodhimit mekanik përfshin përdorimin e makinerive të bluarjes dhe gdhendjes ose mjeteve të tjera për të hequr mekanikisht një shtresë petë nga zona të caktuara.
-Metalizimi i vrimave
- Veshje

Veshjet e mundshme përfshijnë:
-Veshje mbrojtëse me llak (“maskë saldimi”).
-Kllajqesim.
-Veshje e folesë me metale inerte (artifikim, palladizues) dhe llaqe përçuese për të përmirësuar vetitë e kontaktit.
-Mbulesa dekorative dhe informative (etiketimi).

PCB me shumë shtresa

Pllakat e qarkut të printuar me shumë shtresa (shkurtuar MPP[burimi?], bord i qarkut të printuar me shumë shtresa në anglisht) përdoren në rastet kur instalimet elektrike të lidhjeve në një tabelë të dyanshme bëhen shumë komplekse. Ndërsa kompleksiteti i pajisjeve të projektuara dhe dendësia e montimit rritet, numri i shtresave në dërrasa rritet.

Në bordet me shumë shtresa, shtresat e jashtme (si dhe vias) përdoren për montimin e komponentëve, dhe shtresat e brendshme përmbajnë ndërlidhje ose plane të forta fuqie (poligone). Vizat e metalizuara përdoren për të lidhur përçuesit midis shtresave. Në prodhimin e pllakave të qarkut të printuar me shumë shtresa, fillimisht prodhohen shtresat e brendshme, të cilat më pas ngjiten së bashku përmes jastëkëve të veçantë ngjitës (prepregave). Më tej, kryhen shtypja, shpimi dhe metalizimi i vrimave të kanaleve.

Dizajni i PCB me shumë shtresa

Le të shqyrtojmë një dizajn tipik të një bordi me shumë shtresa (Fig. 1). Në opsionin e parë, më të zakonshëm, shtresat e brendshme të tabelës formohen nga tekstil me fije qelqi të laminuar me bakër të dyanshëm, i cili quhet "bërthama". Shtresat e jashtme janë prej fletë bakri, të shtypura me shtresat e brendshme duke përdorur një lidhës - një material rrëshirë i quajtur "prepreg". Pas shtypjes në temperatura të larta, formohet një "byrek" i një bordi qark të printuar me shumë shtresa, në të cilin më pas shpohen vrima dhe metalizohen. Opsioni i dytë është më pak i zakonshëm, kur shtresat e jashtme formohen nga "bërthamat" e mbajtura së bashku me prepreg. Ky është një përshkrim i thjeshtuar; ka shumë modele të tjera të bazuara në këto opsione. Megjithatë, parimi bazë është se prepreg vepron si material lidhës midis shtresave. Natyrisht, nuk mund të ketë një situatë ku dy "bërthamë" të dyanshme janë ngjitur pa një ndarës parapreg, por një strukturë fole-prepreg-foil-prepreg... etj. është e mundur dhe përdoret shpesh në dërrasa me kombinime komplekse të vrima të verbëra dhe të fshehura.

Vrima të verbëra dhe të fshehura

Termi " vrima qorre “nënkupton kalimet që lidhin shtresën e jashtme me shtresat e brendshme më të afërta dhe nuk kanë akses në shtresën e dytë të jashtme. Ajo vjen nga fjala angleze blind, dhe është e ngjashme me termin "vrima të verbër". Të fshehura, ose të varrosura (nga anglishtja buried), vrimat bëhen në shtresat e brendshme dhe nuk kanë dalje nga jashtë. Opsionet më të thjeshta për vrimat e verbëra dhe të fshehura janë paraqitur në Fig. 2. Përdorimi i tyre justifikohet në rastin e instalimeve elektrike shumë të dendura ose për pllaka shumë të ngopura me komponentë planar në të dy anët. Prania e këtyre vrimave rrit koston e tabelës nga një e gjysmë në disa herë, por në shumë raste, veçanërisht kur ruani mikroqarqet në një paketë BGA me një hap të vogël, nuk mund të bëni pa to. Ka mënyra të ndryshme për të formuar via të tilla, ato diskutohen më në detaje në seksionin Tabelat me vrima të verbëra dhe të fshehura, por tani për tani le t'i hedhim një vështrim më të afërt materialeve nga të cilat është ndërtuar një tabelë me shumë shtresa.

Dielektrikët bazë për pllakat e qarqeve të shtypura
Llojet dhe parametrat kryesorë të materialeve të përdorura për prodhimin e MPP-ve janë dhënë në tabelën 1. Modelet tipike të pllakave të qarkut të printuar bazohen në përdorimin e petëzuar standarde të tekstil me fije qelqi të tipit FR4, me një temperaturë funksionimi, zakonisht nga –50 në +110 ° C, temperatura e tranzicionit të qelqit (shkatërrimit) Tg rreth 135 °C. Konstanta e saj dielektrike Dk mund të jetë nga 3.8 në 4.5, në varësi të furnizuesit dhe llojit të materialit. Për kërkesat e shtuara për rezistencë ndaj nxehtësisë ose kur montoni pllaka në furrë duke përdorur teknologji pa plumb (t deri në 260 °C), përdoret FR4 Tg i lartë ose FR5 me temperaturë të lartë. Kur kërkohen kërkesa për funksionim të vazhdueshëm në temperatura të larta ose ndryshime të papritura të temperaturës, përdoret poliimidi. Për më tepër, poliimidi përdoret për prodhimin e pllakave të qarkut me besueshmëri të lartë, për aplikime ushtarake, si dhe në rastet kur kërkohet rritje e forcës elektrike. Për pllakat me qarqe mikrovalore (më shumë se 2 GHz), përdoren shtresa të veçanta të materialit mikrovalor ose e gjithë pllaka është bërë nga materiali mikrovalor (Fig. 3). Furnizuesit më të njohur të materialeve speciale janë Rogers, Arlon, Taconic dhe Dupont. Kostoja e këtyre materialeve është më e lartë se FR4 dhe tregohet përafërsisht në kolonën e fundit të Tabelës 1 në lidhje me koston e FR4. Shembuj të pllakave me lloje të ndryshme dielektrike janë paraqitur në Fig. 4, 5.

Trashësia e materialit
Njohja e trashësisë së materialit në dispozicion është e rëndësishme për një inxhinier jo vetëm për përcaktimin e trashësisë së përgjithshme të tabelës. Gjatë dizajnimit të MPP, zhvilluesit përballen me detyrat e mëposhtme:
- llogaritja e rezistencës së valës së përcjellësve në tabelë;
- llogaritja e vlerës së izolimit të tensionit të lartë ndërmjet shtresave;
- përzgjedhja e strukturës së vrimave të verbëra dhe të fshehura.
Opsionet e disponueshme dhe trashësitë e materialeve të ndryshme janë paraqitur në tabelat 2-6. Duhet të kihet parasysh se toleranca në trashësinë e materialit është zakonisht deri në ±10%, prandaj toleranca në trashësinë e tabelës së përfunduar me shumë shtresa nuk mund të jetë më e vogël se ±10%.

Tabela 2. “Bërthamat” e dyanshme FR4 për shtresat e brendshme të tabelës së qarkut të printuar Trashësia dielektrike dhe trashësia e bakrit 5 µm 17 µm 35 µm 70 µm 105 µm
0,050 mm w/w
0,075 mm m z z
0,100 mm w/w
0,150 mm
0,200 mm m z z
0.250 mm
0.300 mm
0,350 mm m z z
0.400 mm w/w
0.450 mm
0,710 mm m z z
0,930 mm m z
1000 mm w
Më shumë se 1 mm

Zakonisht në magazinë;
h - Sipas kërkesës (jo gjithmonë në dispozicion)
m - Mund të prodhohet;
Shënim: për të siguruar besueshmërinë e pllakave të përfunduara, është e rëndësishme të dini se për shtresat e brendshme të huaja ne preferojmë të përdorim bërthama me fletë 35 mikron në vend të 18 mikron (madje edhe me një përcjellës dhe gjerësi hendeku 0,1 mm). Kjo rrit besueshmërinë e bordeve të qarkut të printuar.
Konstanta dielektrike e bërthamave FR4 mund të variojë nga 3.8 në 4.4 në varësi të markës.

Veshje me pllaka PCB

Le të shohim se çfarë lloje të veshjeve ekzistojnë për pads bakri. Më shpesh, vendet janë të veshura me një aliazh kallaji-plumb, ose PIC. Metoda e aplikimit dhe nivelimit të sipërfaqes së saldimit quhet HAL ose HASL (nga anglishtja Hot Air Solder Leveling - saldim i nivelimit me ajër të nxehtë). Kjo shtresë siguron saldueshmërinë më të mirë të jastëkëve. Megjithatë, ajo është duke u zëvendësuar nga veshje më moderne, zakonisht në përputhje me kërkesat e direktivës ndërkombëtare RoHS. Kjo direktivë kërkon ndalimin e pranisë së substancave të dëmshme, përfshirë plumbin, në produkte. Deri më tani, RoHS nuk zbatohet në territorin e vendit tonë, por është e dobishme të kujtojmë ekzistencën e tij. Problemet që lidhen me RoHS do të përshkruhen në një nga seksionet vijuese, por tani për tani le të hedhim një vështrim në opsionet e mundshme për mbulimin e vendeve MPP. HASL përdoret kudo nëse nuk kërkohet ndryshe. Veshja me ar me zhytje (kimike) përdoret për të siguruar një sipërfaqe më të lëmuar të dërrasës (kjo është veçanërisht e rëndësishme për pads BGA), por ka saldim pak më të ulët. Saldimi në furrë kryhet duke përdorur afërsisht të njëjtën teknologji si HASL, por bashkimi me dorë kërkon përdorimin e flukseve speciale. Veshja organike, ose OSP, mbron sipërfaqen e bakrit nga oksidimi. Disavantazhi i tij është jetëgjatësia e shkurtër e saldimit (më pak se 6 muaj). Kallaji i zhytjes siguron një sipërfaqe të lëmuar dhe saldim të mirë, megjithëse ka gjithashtu një jetëgjatësi të kufizuar të saldimit. HAL pa plumb ka të njëjtat veti si HAL që përmban plumb, por përbërja e saldimit është afërsisht 99,8% kallaj dhe 0,2% aditivë. Kontaktet e lidhësve të tehut, të cilat i nënshtrohen fërkimit gjatë funksionimit të tabelës, janë të elektrizuara me një shtresë ari më të trashë dhe më të ngurtë. Për të dy llojet e prarimit, një shtresë e poshtme e nikelit përdoret për të parandaluar përhapjen e arit.

Mbrojtëse dhe lloje të tjera të veshjeve të pllakave të qarkut të printuar
Për të plotësuar figurën, le të shqyrtojmë qëllimin funksional dhe materialet e veshjeve të bordit të qarkut të printuar.
- Maskë saldimi - aplikohet në sipërfaqen e tabelës për të mbrojtur përcjellësit nga qarqet e shkurtra aksidentale dhe papastërtitë, si dhe për të mbrojtur laminatin e tekstil me fije qelqi nga goditja termike gjatë saldimit. Maska nuk mban asnjë ngarkesë tjetër funksionale dhe nuk mund të shërbejë si mbrojtje kundër lagështirës, ​​mykut, prishjes etj. (përveç rasteve kur përdoren lloje të veçanta maskash).
- Shënimi - aplikohet në tabelë me bojë mbi maskë për të thjeshtuar identifikimin e vetë tabelës dhe përbërësve të vendosur në të.
- Maskë e qërueshme - aplikohet në zona të caktuara të tabelës që duhet të mbrohen përkohësisht, për shembull, nga saldimi. Është e lehtë për t'u hequr në të ardhmen, pasi është një përbërje gome dhe thjesht qërohet.
- Veshje kontakti me karbon - aplikohet në zona të caktuara të tabelës si fusha kontakti për tastierat. Veshja ka përçueshmëri të mirë, nuk oksidohet dhe është rezistente ndaj konsumit.
- Elementet rezistente grafiti - mund të aplikohen në sipërfaqen e tabelës për të kryer funksionin e rezistorëve. Fatkeqësisht, saktësia e emërtimeve është e ulët - jo më e saktë se ±20% (me rregullim lazer - deri në 5%).
- Kërcuesit e kontaktit të argjendtë - mund të aplikohen si përcjellës shtesë, duke krijuar një shtresë tjetër përçuese kur nuk ka hapësirë ​​të mjaftueshme për kalimin. Përdoret kryesisht për bordet e qarkut të printuar me një shtresë dhe të dyanshme.

konkluzioni
Zgjedhja e materialeve është e madhe, por, për fat të keq, shpesh kur prodhohen seri të vogla dhe të mesme të pllakave të qarkut të printuar, pengesë bëhet disponueshmëria e materialeve të nevojshme në magazinë e fabrikës që prodhon MPP. Prandaj, përpara se të dizajnoni një MPP, veçanërisht nëse po flasim për krijimin e një dizajni jo standard dhe përdorimin e materialeve jo standarde, është e nevojshme të bini dakord me prodhuesin për materialet dhe trashësitë e shtresave të përdorura në MPP, dhe ndoshta të porositni këto materiale paraprakisht.