Baskılı devre kartı

Üzerine elektronik bileşenler monte edilmiş bir baskılı devre kartı.

Önceden birleştirilmiş 3D ve SMD parçalar içeren esnek PCB.

PCB CAD çizimi ve bitmiş PCB

Cihaz

Bir dielektrikle kaplanmış metal bir taban (örneğin, anodize edilmiş alüminyum) ayrıca baskılı devre kartlarının temeli olarak hizmet edebilir; dielektrik üzerine bakır folyo folyo uygulanır. Bu baskılı devre kartları, elektronik bileşenlerden ısıyı verimli bir şekilde dağıtmak için güç elektroniğinde kullanılır. Bu durumda, kartın metal tabanı soğutucuya takılır.

Mikrodalga aralığında ve 260 ° C'ye kadar sıcaklıklarda çalışan baskılı devre kartları için bir malzeme olarak, cam elyafı (örneğin, FAF-4D) ile güçlendirilmiş floroplastik ve seramikler kullanılır.

• GOST 2.123-93 Tasarım belgeleri için birleşik sistem. Bilgisayar destekli tasarımda baskılı devre kartları için tasarım belgelerinin eksiksizliği.
• GOST 2.417-91 Tasarım dokümantasyonu için birleşik sistem. Baskılı panolar. Çizimlerin yürütülmesi için kurallar.

Diğer PCB Standartları:

• GOST R 53386-2009 Baskılı devre kartları. Terimler ve tanımlar.
• GOST R 53429-2009 Baskılı devre kartları. Temel tasarım parametreleri. Bu GOST, baskılı devre kartlarının doğruluk sınıflarını ve karşılık gelen geometrik parametreleri belirtir.

tipik süreç

Hazır bir devre şemasından bir kart geliştirmek için tipik bir süreç düşünün:

• Bir şematik diyagramı bir CAD yerleşim veritabanına çevirme baskılı devre kartı... Her bileşenin çizimi, pinlerin yeri ve amacı vb. önceden belirlenir.Genellikle CAD geliştiricileri tarafından sağlanan hazır bileşen kitaplıkları kullanılır.
• Gelecekteki PCB üreticisi ile teknolojik yeteneklerinin netleştirilmesi (mevcut malzemeler, katman sayısı, doğruluk sınıfı, izin verilen delik çapları, kaplama olasılığı vb.).
• Baskılı devre kartı tasarımının belirlenmesi (boyutlar, bağlantı noktaları, izin verilen yükseklikler bileşenleri).
  • Tahtanın boyutlarının (kenarlarının) çizilmesi, oyuklar ve delikler, bileşenlerin yerleştirilmesinin yasak olduğu alanlar.
  • Yapısal olarak bağlı parçaların konumu: konektörler, göstergeler, düğmeler vb.
  • Levha malzemesinin seçimi, metalizasyon katmanlarının sayısı, malzemenin kalınlığı ve folyonun kalınlığı (en sık kullanılan cam elyafı, 18 veya 35 mikron kalınlığında bir folyo ile 1,5 mm kalınlığında).
• Bileşenlerin otomatik veya manuel yerleşimini gerçekleştirin. Genellikle, parçaların çift taraflı montajının üretimi belirgin şekilde daha pahalı olduğundan, bileşenleri kartın bir tarafına yerleştirme eğilimindedirler.
• İzleyici başlatılıyor. Sonuç tatmin edici değilse, bileşenler yeniden düzenlenir. Bu iki adım genellikle arka arkaya onlarca veya yüzlerce kez gerçekleştirilir. Bazı durumlarda, baskılı devre kartlarının izlenmesi (çizim izler) tamamen veya kısmen manuel olarak yapılır.
• Panoda hatalar olup olmadığını kontrol etme ( DRC, Tasarım Kuralları Kontrolü): boşlukları, kısa devreleri, bileşen örtüşmelerini vb. kontrol edin.
• Dosyayı, Gerber gibi PCB üreticisi tarafından kabul edilen bir formatta dışa aktarın.
• Genellikle folyo kaplı malzemenin türünü, her tür deliğin delme çaplarını, yolların türünü (vernikli veya açık, kalaylı), elektrolizle kaplama alanlarını ve türlerini, lehimin rengini belirten bir kapak notunun hazırlanması maske, işaretleme ihtiyacı, levhaları ayırma yöntemi (freze veya kazıma), vb.

Üretme

PCB'lerin üretimi, eklemeli veya çıkarmalı yöntemle mümkündür. Katkı yönteminde, malzemeye önceden uygulanmış koruyucu bir maske ile kimyasal bakır kaplama ile folyo olmayan bir malzeme üzerinde iletken bir model oluşturulur. Çıkarma yönteminde, folyonun gereksiz kısımları çıkarılarak bir folyo malzeme üzerinde iletken bir desen oluşturulur. Modern endüstride, yalnızca çıkarmalı bir yöntem kullanılır.

Tüm PCB üretim süreci dört aşamaya ayrılabilir:

• Boş (folyo kaplı malzeme) üretimi.
• İstenen elektriksel ve mekanik görünümü elde etmek için iş parçasının işlenmesi.
• Bileşenlerin montajı.
• Test yapmak.

Çoğu zaman, baskılı devre kartlarının imalatı, yalnızca bir iş parçasının (folyo malzemesi) işlenmesi olarak anlaşılır. Folyo kaplı malzemeyi işlemek için tipik bir işlem birkaç aşamadan oluşur: yolların delinmesi, fazla bakır folyonun çıkarılmasıyla iletkenlerin çekilmesi, deliklerin metalleştirilmesi, koruyucu kaplamaların uygulanması ve kalaylama ve işaretleme. Çok katmanlı PCB'ler için, son kartın birkaç boşluktan ekstrüzyonu eklenir.

Folyo kaplı malzeme imalatı

Folyo malzemesi, üzerine bakır folyo yapıştırılmış düz bir dielektrik levhadır. Kural olarak, bir dielektrik olarak cam elyaf laminat kullanılır. Eski veya çok ucuz ekipmanlarda, textolite kumaş veya kağıt bazında kullanılır, bazen getinax olarak adlandırılır. Mikrodalga cihazlarda flor içeren polimerler (floroplastikler) kullanılmaktadır. Dielektrik kalınlığı, gerekli mekanik ve elektriksel mukavemet ile belirlenir; en yaygın olanı 1,5 mm kalınlıktır.

Dielektrik üzerine bir veya her iki taraftan katı bir bakır folyo tabakası yapıştırılır. Folyonun kalınlığı, levhanın tasarlandığı akımlar tarafından belirlenir. 18 ve 35 mikron kalınlığında en yaygın kullanılan folyo. Bu değerler, bakır folyo kalınlığının fit kare başına ons (oz) olarak ölçüldüğü ithal malzemelerdeki standart bakır kalınlıklarına dayanmaktadır. 18 mikron ½ oz'a ve 35 mikron 1 oz'a karşılık gelir.

Alüminyum PCB'ler

Alüminyum metal baskılı devre kartlarından ayrı bir malzeme grubu oluşur. İki gruba ayrılabilirler.

İlk grup - üzerine bakır folyo yapıştırılmış, yüksek kaliteli oksitlenmiş bir yüzeye sahip bir alüminyum levha şeklinde çözümler. Bu tür levhalar delinemez, bu nedenle genellikle tek taraflı yapılırlar. Bu tür folyo malzemelerinin işlenmesi, geleneksel kimyasal çekme teknolojileri kullanılarak gerçekleştirilir.

İkinci grup, doğrudan alüminyum tabanda iletken bir model oluşturulmasını içerir. Bu amaçla, alüminyum levha sadece yüzey boyunca değil, aynı zamanda fotomaske tarafından belirtilen iletken bölgelerin modeline göre tabanın tüm derinliğine kadar oksitlenir.

İş parçası işleme

İletkenlerin çizimini alma

Levhaların imalatında, gerekli iletken modeli ve bunların kombinasyonlarını yeniden oluşturmak için kimyasal, elektrolitik veya mekanik yöntemler kullanılır.

kimyasal yöntem

Bitmiş folyo malzemeden baskılı devre kartlarının üretilmesi için kimyasal yöntem iki ana aşamadan oluşur: folyoya koruyucu bir tabaka uygulamak ve kimyasal yöntemlerle korunmasız alanları aşındırmak.

Endüstride koruyucu tabaka, ultraviyole duyarlı bir fotorezist, bir fotomaske ve bir ultraviyole ışık kaynağı kullanılarak fotolitografik olarak uygulanır. Bakır folyo tamamen bir fotorezist ile kaplanır, ardından fotomaskeden gelen izlerin deseni aydınlatma ile fotorezise aktarılır. Aydınlatılmış fotorezist, bakır folyoyu aşındırma için açığa çıkararak yıkanır, aydınlatılmamış fotorezist folyoya sabitlenerek aşındırmaya karşı korunur.

Fotorezist sıvı veya film olabilir. Sıvı fotorezist, uygulama teknolojisine uyulmamasına karşı hassas olduğu için endüstriyel bir ortamda uygulanır. Film fotorezist, PCB'leri el işi yapmak için popülerdir, ancak daha pahalıdır. Fotomaske, baskılı iz desenine sahip UV şeffaf bir malzemedir. Maruz kaldıktan sonra, fotorezist geleneksel bir fotokimyasal süreçte olduğu gibi gelişir ve ayarlanır.

Amatör bir ortamda vernik veya boya şeklinde koruyucu bir tabaka serigrafi veya manuel olarak uygulanabilir. Folyo üzerinde bir aşındırma maskesi oluşturmak için radyo amatörleri, bir lazer yazıcıda basılmış bir görüntüden toner transferini kullanır ("lazerli ütü teknolojisi").

Folyo aşındırma, bakırın çözünür bileşiklere dönüştürülmesinin kimyasal sürecini ifade eder. Korunmasız folyo, çoğunlukla, bir demir klorür çözeltisinde veya diğer kimyasalların bir çözeltisinde, örneğin bakır sülfat, amonyum persülfat, amonyak bakır klorür, amonyak bakır sülfat, kloritlere dayalı, kromik anhidrit bazlı aşındırılır. Demir klorür kullanıldığında, levhanın aşındırma işlemi aşağıdaki gibidir: FeCl 3 + Cu → FeCl 2 + CuCl. Tipik çözelti konsantrasyonu 400 g / l, 35 ° C'ye kadar sıcaklık. Amonyum persülfat kullanıldığında, levhanın aşındırma işlemi şu şekilde ilerler: (NH 4) 2 S 2 O 8 + Cu → (NH 4) 2 SO 4 + CuSO 4.

Aşındırma işleminden sonra koruyucu desen folyodan yıkanır.

mekanik yöntem

Mekanik imalat yöntemi, folyo tabakasının belirli alanlardan mekanik olarak çıkarılması için freze ve oyma makinelerinin veya diğer aletlerin kullanılmasını içerir.

Lazer işleme

Yakın zamana kadar, en yaygın yüksek güçlü CO gaz lazerlerinin dalga boyunda bakırın iyi yansıtma özellikleri nedeniyle baskılı devre kartlarının lazerle kazınması yetersiz bir şekilde kullanıldı. Lazer mühendisliği alanındaki ilerleme ile bağlantılı olarak, lazerlere dayalı endüstriyel prototipleme kurulumları artık ortaya çıkmaya başlamıştır.

delik kaplama

Yollar ve montaj delikleri mekanik olarak (getinax gibi yumuşak malzemelerde) veya lazerle (çok ince yollar) delinebilir, delinebilir. Delik kaplama genellikle kimyasal veya mekanik olarak yapılır.

Deliklerin mekanik metalizasyonu, özel perçinler, lehimli teller veya deliğin iletken yapıştırıcı ile doldurulması ile gerçekleştirilir. Mekanik yöntemin üretilmesi pahalıdır ve bu nedenle son derece nadiren, genellikle oldukça güvenilir parça çözümlerinde, özel yüksek akım ekipmanında veya radyo amatör koşullarında kullanılır.

Kimyasal metalizasyon sırasında, delikler önce bir folyo taslağında delinir, daha sonra metalize edilir ve ancak bundan sonra folyo bir baskı deseni elde etmek için dağlanır. Deliklerin kimyasal olarak kaplanması, reaktiflerin kalitesine ve teknolojiye uygunluğa duyarlı çok aşamalı karmaşık bir işlemdir. Bu nedenle, radyo amatör koşullarında pratik olarak kullanılmaz. Basitleştirilmiş, aşağıdaki aşamalardan oluşur:

• Delik duvarlarının dielektriklerine iletken bir alt tabakanın uygulanması. Bu substrat çok ince ve kırılgandır. Paladyum klorür gibi kararsız bileşiklerden kimyasal metal biriktirme ile uygulanır.
• Bakırın elektrolitik veya kimyasal birikimi, elde edilen baz üzerinde gerçekleştirilir.
• Üretim döngüsünün sonunda, ya oldukça gevşek birikmiş bakırı korumak için sıcak kalaylama kullanılır ya da delik vernikle (lehim maskesi) korunur. Düşük kaliteli istenmeyen yollar, elektronik arızalarının en yaygın nedenlerinden biridir.

Çok katmanlı panolara basmak

Çok katmanlı kartlar (2'den fazla metalleştirme katmanına sahip), üretilen ince iki veya tek katmanlı baskılı devre kartları yığınından birleştirilir. geleneksel yol(paketin dış katmanları hariç - bunlar hala folyo ile birlikte bırakılır). Özel pedler (prepregler) ile "sandviç" olarak toplanırlar. Ayrıca, fırında presleme, viyaların delinmesi ve metalizasyonu gerçekleştirilir. Son olarak, dış katmanların folyosu kazınır.

Bu tür panolardaki geçişler preslemeden önce de yapılabilir. Delikler preslemeden önce yapılırsa, kör delikler (sandviçin sadece bir katmanında bir delik olduğunda) olan levhalar elde etmek mümkündür, bu da yerleşimi sıkıştırmayı mümkün kılar.

Kaplama

Olası kaplamalar, örneğin:

• Koruyucu ve dekoratif vernik kaplamalar ("lehim maskesi"). Genellikle karakteristik bir yeşil renge sahiptir.
• kalaylama. Bakır yüzeyi korur, iletken kalınlığını arttırır, parça montajını kolaylaştırır. Genellikle bir lehim banyosuna veya lehim dalgasına daldırılarak yapılır.
• Konnektörlerin ve membran klavyelerin temas özelliklerini iyileştirmek için inert metaller (yaldız, paladyum kaplama) ve iletken vernikler ile elektrolizle kaplanmış folyo kaplama.
• Dekoratif ve bilgilendirici kaplamalar (işaretleme). Genellikle serigrafi baskı kullanılarak, daha az sıklıkla mürekkep püskürtmeli veya lazerle uygulanır.

Mekanik restorasyon

Birçok bireysel pano genellikle tek bir boş sayfaya yerleştirilir. Boş bir folyoyu tek bir levha olarak işleme sürecinden geçerler ve yalnızca sonunda ayrılmaya hazırlanırlar. Levhalar dikdörtgen ise, tahtaların müteakip kırılmasını kolaylaştırmak için kör oluklar frezelenir (İngilizce'den çizilir. yazmak kaşımak). Levhalar karmaşık bir şekle sahipse, tahtaların parçalanmaması için dar köprüler bırakarak frezeleme yaparlar. Kaplamasız levhalar için, frezeleme yerine bazen bir dizi küçük aralıklı delik delinir. Sabitleme (kaplamasız) deliklerinin delinmesi de bu aşamada gerçekleşir.

Ayrıca bakınız: GOST 23665-79 Baskılı devre kartları. Kontur işleme. Tipik teknolojik süreçler için gereksinimler.

Tipik bir teknolojik sürece göre, levhaların iş parçasından ayrılması, bileşenlerin montajından sonra gerçekleşir.

Bileşen montajı

Lehimleme, bileşenleri baskılı devre kartlarına monte etmenin birincil yöntemidir. Lehimleme, bir havya ile manuel olarak veya özel olarak geliştirilmiş özel teknolojiler kullanılarak yapılabilir.

dalga lehimleme

Çıkış bileşenleri için otomatik grup lehimlemenin ana yöntemi. Mekanik aktivatörlerin yardımıyla uzun bir erimiş lehim dalgası oluşturulur. Levha, dalganın tahtanın alt yüzeyine zar zor değmesi için dalganın üzerinden geçirilir. Bu durumda, önceden kurulmuş kurşun bileşenlerinin uçları dalga tarafından ıslatılır ve panoya lehimlenir. Akı, tahtaya sünger damga ile uygulanır.

fırın lehimleme

Düzlemsel bileşenlerin grup lehimlenmesi için temel yöntem. Baskılı devre kartının temas pedlerine bir şablon aracılığıyla özel bir lehim pastası (macun benzeri bir akışta lehim tozu) uygulanır. Daha sonra düzlemsel bileşenler kurulur. Daha sonra kurulu bileşenlerin bulunduğu tahta, lehim pastasının etkinleştirildiği ve lehim tozunun eriyerek bileşeni lehimlediği özel bir fırına beslenir.

Bileşenlerin bu şekilde montajı her iki tarafta da gerçekleştirilirse, pano bu prosedüre iki kez - montajın her bir tarafı için ayrı ayrı tabi tutulur. Ağır düzlemsel bileşenler, ikinci lehimleme sırasında ters çevrilmiş levhadan düşmelerini önlemek için yapışkan boncuklar üzerine monte edilmiştir. Hafif bileşenler, lehimin yüzey gerilimi ile tahtaya tutulur.

Lehimlemeden sonra, kart artık akı ve diğer kirleticileri gidermek için solventlerle işlenir veya temiz olmayan lehim pastası kullanıldığında kart bazı çalışma koşulları için hemen hazırdır.

Bileşenleri yükleme

Bileşenlerin kurulumu hem manuel olarak hem de özel otomatik yükleyicilerde gerçekleştirilebilir. Otomatik kurulum hata olasılığını azaltır ve süreci büyük ölçüde hızlandırır (en iyi makineler saniyede birkaç bileşen kurar).

Son kat kaplamalar

Lehimlemeden sonra, bileşenleri olan baskılı devre kartı koruyucu bileşiklerle kaplanır: su iticiler, vernikler, açık kontakları koruma araçları.

benzer teknolojiler

Hibrit IC alt tabakaları, seramik baskılı devre kartına biraz benzer, ancak genellikle diğer teknik işlemler kullanılır:

• Metalize bir macunla bir iletken modelinin serigrafi baskısı, ardından macunun bir fırında sinterlenmesi. Teknoloji, aynı serigraf baskı yöntemlerini kullanarak iletken katmana bir yalıtkan katman uygulama olasılığı nedeniyle iletkenlerin çok katmanlı kablolanmasına izin verir.
• Bir şablon aracılığıyla metal biriktirme.

Nedir basılı devre kartları a?

Basılı devre kartları a veya devre kartları a, elektrik devre şemasına göre birbirine bağlanmış, dielektrik tabanın yüzeyinde veya dielektrik tabanın hacminde ve yüzeyinde bulunan bir iletken model sisteminden bir veya iki iletken modelden oluşan bir levha veya paneldir. , elektronik ekipmanın, kuantum elektroniğinin ve üzerine kurulu elektrikli ürünlerin elektrik bağlantısı ve mekanik olarak sabitlenmesi için tasarlanmıştır - pasif ve aktif elektronik bileşenler.

en basit basılı devre kartları oh devre kartları a bir tarafında bakır iletkenler içeren basılı devre kartları s ve iletken desenin elemanlarını yüzeylerinden sadece birinde birleştirir. Çok devre kartları s Tek katman olarak bilinen basılı devre kartları s veya tek taraflı basılı devre kartları s(kısaltılmış - OPP).

Bugün, üretimde en popüler ve en yaygın basılı devre kartları s iki katman içeren, yani her iki tarafta iletken bir desen içeren devre kartları s- çift taraflı (çift katmanlı) basılı devre kartları s(kısaltılmış DPP). Açık delikler, iletkenleri katmanlar arasında bağlamak için kullanılır. Kurulum ny ve geçiş metalize delikler. Ancak, tasarımın fiziksel karmaşıklığına bağlı olarak basılı devre kartları s kablolama çift taraflı olduğunda devre kartları e üretimde çok karmaşık hale gelir Emirçok katmanlı basılı devre kartları s(kısaltılmış WFP), iletken desenin sadece iki dış tarafta oluşturulduğu yer devre kartları s, aynı zamanda dielektrikin iç katmanlarında. Karmaşıklığa bağlı olarak, çok katmanlı basılı devre kartları s 4,6,… .24 veya daha fazla katmandan yapılabilir.

İçin Kurulum a elektronik bileşenler basılı devre kartları s, teknolojik bir işlem gereklidir - lehimleme, parçaların temas noktaları arasına erimiş metal sokarak çeşitli metallerden parçaların kalıcı bir bağlantısını elde etmek için kullanılır - birleştirilecek parçaların malzemelerinden daha düşük bir erime noktasına sahip bir lehim. Parçaların lehimli kontakları ile lehim ve flux temas ettirilir ve lehimin erime noktasının üzerinde, ancak lehimlenecek parçaların erime sıcaklığının altında bir sıcaklıkta ısıtılır. Sonuç olarak, lehim sıvı hale gelir ve parçaların yüzeylerini ıslatır. Bundan sonra ısıtma durur ve lehim katı faza girerek bir bağlantı oluşturur. Bu işlem manuel olarak veya özel teknikler kullanılarak yapılabilir.

Lehimlemeden önce, bileşenler üzerine yerleştirilir. basılı devre kartları e bileşen açık deliklere yol açar devre kartları s ve temas pedlerine ve / veya deliğin metalize iç yüzeyine lehimlenir - sözde. teknoloji Kurulum a deliklere (THT Through Hole Teknolojisi - teknoloji Kurulum a deliklere veya başka bir deyişle - pime Kurulum veya DIP- Kurulum). Ayrıca, giderek daha ileri yüzey teknolojisi Kurulum a- ayrıca TMP (teknoloji Kurulum a yüzeye) veya SMS(yüzeye montaj teknolojisi) veya SMD teknolojisi (yüzeye montaj cihazından - bir yüzeye monte edilmiş bir cihazdan). "Geleneksel" teknolojiden temel farkı Kurulum a Deliklere, bileşenlerin yüzeydeki iletken desenin bir parçası olan arazi pedlerine monte edilmesi ve lehimlenmesidir. basılı devre kartları s... Yüzey teknolojisinde Kurulum a Tipik olarak, iki lehimleme yöntemi kullanılır: reflow lehimleme ve dalga lehimleme. Dalga lehimlemenin ana avantajı, yüzeye montaj bileşenlerini aynı anda lehimleme yeteneğidir. devre kartları s ve deliklere. Aynı zamanda dalga lehimleme en verimli lehimleme yöntemidir. Kurulum e deliklere. Yeniden akış lehimleme, özel bir teknolojik malzeme - lehim pastasının kullanımına dayanmaktadır. Üç ana bileşen içerir: lehim, akı (aktivatörler) ve organik dolgu maddeleri. lehimleme yapıştırmak ya bir dağıtıcı ile ya da aracılığıyla temas pedlerine uygulanır şablon, daha sonra elektronik bileşenler lehim pastası üzerine uçlarla monte edilir ve daha sonra lehim pastasının içerdiği lehimin tekrar akıtılması işlemi yapılır. özel fırınlarısıtarak basılı devre kartları s bileşenleri ile.

Üreticiler, lehimleme işlemi sırasında farklı devrelerden gelen iletkenlerin kazara kısa devre yapmasını önlemek ve/veya önlemek için basılı devre kartları koruyucu bir lehim maskesi kullanın (İngiliz lehim maskesi; "yeşil" olarak da bilinir) - bir tabaka polimer malzeme, iletkenleri lehimleme sırasında lehim ve akı girişinden ve ayrıca aşırı ısınmadan korumak için tasarlanmıştır. lehimleme maske iletkenleri kaplar ve pedleri ve bıçak konektörlerini açık bırakır. Kullanılan en yaygın lehim maskesi renkleri basılı devre kartları a x yeşil, sonra kırmızı ve mavi. Unutulmamalıdır ki lehimleme maske korumaz devre kartlarıçalışma sırasında nemden devre kartları s ve nem koruması için özel organik kaplamalar kullanılmaktadır.

En popüler bilgisayar destekli tasarım programlarında basılı devre kartları ve elektronik cihazlar (kısaltılmış CAD - CAM350, P-CAD, Protel DXP, SPECCTRA, OrCAD, Allegro, Expedition PCB, Genesis), kural olarak lehim maskesi ile ilgili kurallar vardır. Bu kurallar, lehim pedinin kenarı ile lehim maskesinin kenarı arasında uyulması gereken mesafeyi / girintiyi tanımlar. Bu kavram Şekil 2(a)'da gösterilmektedir.

Serigrafi baskı veya işaretleme.

İşaretleme (İng. Serigrafi, açıklama), bir üreticinin elektronik bileşenlerle ilgili bilgileri uyguladığı ve montaj, inceleme ve onarım sürecini kolaylaştırmaya yardımcı olan bir süreçtir. Tipik olarak, işaretler, elektronik bileşenlerin konumu, yönü ve derecelendirmesinin yanı sıra test noktalarını tanımlamak için uygulanır. Herhangi bir kurucu amacı için de kullanılabilir. basılı devre kartları, örneğin, şirket adını, kurulum talimatlarını belirtin (bu, eski anakartlarda yaygın olarak kullanılır) devre kartları a x kişisel bilgisayarlar), vb. İşaretleme her iki tarafa da uygulanabilir devre kartları s ve kural olarak, beyaz, sarı veya siyah renkli özel bir boya (termal veya UV kürleme ile) ile serigrafi (serigraf baskı) yöntemiyle uygulanır. Şekil 2 (b), beyaz işaretlerle yapılmış bileşenlerin tanımını ve alanını göstermektedir.

CAD'de katman yapısı

Bu makalenin başında belirtildiği gibi, basılı devre kartları s birden fazla katmandan yapılabilir. Ne zaman basılı devre kartları a CAD ile tasarlanmış, genellikle yapıda görülebilir basılı devre kartları s gerekli iletken (bakır) kablolama katmanlarıyla eşleşmeyen çoklu katmanlar. Örneğin, işaretli ve lehim maskesi olan katmanlar iletken olmayan katmanlardır. Üreticiler katman terimini yalnızca iletken katmanları kastettikleri zaman kullandıklarından, iletken ve iletken olmayan katmanların varlığı kafa karışıklığına neden olabilir. Bundan böyle, iletken katmanlardan bahsederken yalnızca “CAD” içermeyen “katmanlar” terimini kullanacağız. "CAD katmanları" terimini kullanırsak, her türlü katmanı, yani iletken ve iletken olmayan katmanları kastediyoruz.

CAD'de katman yapısı:

Şekil 3. üç farklı katman yapısını göstermektedir. Turuncu, her yapıdaki iletken katmanları vurgular. Yapı yüksekliği veya kalınlığı basılı devre kartları s uygulamaya göre değişiklik gösterebilir ancak en sık kullanılan kalınlık 1,5 mm'dir.

Elektronik bileşen muhafazası türleri

Bugün piyasada çok çeşitli elektronik bileşen muhafazası türleri bulunmaktadır. Genellikle, bir pasif veya aktif eleman için birkaç tip muhafaza vardır. Örneğin, aynı mikro devreyi QFP paketinde (dört tarafında düzlemsel uçları olan bir mikro devre paketleri ailesi olan İngiliz Dörtlü Düz Paketinden) ve LCC paketinde (İngiliz Kurşunsuz Çip Taşıyıcısından - düşük temsil eder) bulabilirsiniz. - alt kısmında kontaklar bulunan profil kare seramik gövde).

Esas olarak 3 büyük elektronik muhafaza ailesi vardır:

Temas alanı basılı devre kartları s(İngiliz toprağı)

Temas alanı basılı devre kartları s- iletken kalıbın bir parçası basılı devre kartları s kurulu elektronik ürünlerin elektrik bağlantısı için kullanılır. Temas alanı basılı devre kartları s bileşen uçlarının lehimlendiği lehim maskesinden açılan bir bakır iletkenin parçalarını temsil eder. İki tür ped vardır - pedler Kurulum için delikler Kurulum a yüzey için deliklere ve düzlemsel pedlere Kurulum a- SMD platformları. Bazen, pedler yoluyla SMD, pedlere çok benzer. Kurulum a deliklere.

Şekil 4, 4 farklı elektronik bileşen için kontak pedlerini göstermektedir. Sırasıyla IC1 için sekiz ve R1 SMD pedleri için iki tane ve ayrıca Q1 ve PW elektronik bileşenleri için delikli üç ped.

Bakır iletkenler

Bakır iletkenler iki noktayı birbirine bağlamak için kullanılır. basılı devre kartları e - örneğin, iki SMD sitesi arasında bağlantı kurmak için (Şekil 5.) veya siteye bir SMD sitesi bağlamak için Kurulum veya iki yolu bağlamak için.

İletkenler, içlerinden geçen akımlara bağlı olarak farklı hesaplanmış genişliklere sahip olabilir. Ayrıca, yüksek frekanslarda, iletken sisteminin direnci, kapasitansı ve endüktansı uzunluklarına, genişliklerine ve göreceli konumlarına bağlı olduğundan, iletkenlerin genişliğini ve aralarındaki boşlukları hesaplamak gerekir.

Geçişli yollar basılı devre kartları s

Açık olan bileşen ne zaman bağlanır? Üst tabaka basılı devre kartları s alt katmanda bulunan bileşenle, iletken desenin elemanlarını farklı katmanlar üzerinde birbirine bağlayan metalize yollar aracılığıyla kullanılır. basılı devre kartları s... Bu delikler akımın geçmesine izin verir. basılı devre kartları de. Şekil 6, üst katmandaki bileşen yastıklarında başlayan ve alt katmandaki diğer bileşen yastıklarında biten iki iletkeni göstermektedir. Her iletkenin, akımı üst katmandan alt katmana ileten kendi yolu vardır.

Şekil 6. İki mikro devrenin farklı taraflardaki iletkenler ve viyalar aracılığıyla bağlanması basılı devre kartları s

Şekil 7, bir fikir verir. enine kesit 4 katlı basılı devre kartları... Burada renkler aşağıdaki katmanları gösterir:

modelde basılı devre kartları s, Şekil 7, üst iletken tabakaya ait olan ve içinden geçen bir iletkeni (kırmızı) göstermektedir. devre kartları y geçiş yolunu kullanarak ve ardından alt katmanda (mavi) aşağı doğru yoluna devam eder.

Şekil 7. Üst tabakadan geçen iletken basılı devre kartları y ve alt katmana doğru yoluna devam ediyor.

"Kör" metalize delik basılı devre kartları s

HDI (Yüksek Yoğunluklu Ara Bağlantı) basılı devre kartları a x, Şekil 7'de gösterildiği gibi ikiden fazla katman kullanılması gerekir. Kural olarak, sandviç yapılarda. basılı devre kartları s Birçok IC taşıyan , güç ve toprak için ayrı katmanlar (Vcc veya GND) kullanır, böylece dış sinyal katmanları güç raylarından kurtulur ve sinyal kablolamayı kolaylaştırır. Ayrıca, gerekli karakteristik empedansı, galvanik izolasyon gerekliliklerini ve elektrostatik deşarja direnç gereklilikleri ile biten sinyal iletkenlerinin dış katmandan (üst veya alt) en küçük yol boyunca gitmesi gerektiği durumlar da vardır. Bu tür bağlantılar için, kör metalize delikler kullanılır (Kör yoluyla - "kör" veya "kör"). Bu, bağlanan delikleri ifade eder dış katman bağlantıyı minimum yükseklikte yapmanızı sağlayan bir veya daha fazla dahili olanla. Dış katmanda bir kör delik başlar ve iç katmanda biter, bu nedenle önüne bir kör delik eklenir.

Hangi deliğin mevcut olduğunu bulmak için devre kartları e koyabilirsin basılı devre kartları y ışık kaynağının yukarısına ve bakın - kaynaktan delikten gelen ışığı görürseniz, bu bir geçiştir, aksi takdirde donuktur.

Kör yollar inşaatta faydalıdır devre kartları s Boyut olarak sınırlı olduğunuzda ve bileşenleri ve kablo sinyal kablolarını yerleştirmek için çok az alanınız olduğunda. Elektronik bileşenleri her iki tarafa yerleştirebilir ve kablolama ve diğer bileşenler için alanı en üst düzeye çıkarabilirsiniz. Geçişler kör deliklerden ziyade açık deliklerden yapılırsa, ek delik alanı gerekli olacaktır. delik her iki tarafta yer alır. Aynı zamanda, mikro devrenin gövdesinin altına kör delikler yerleştirilebilir - örneğin, büyük ve karmaşık kablolama için bga bileşenler.

Şekil 8, dört katmanlı bir yapının parçası olan üç deliği göstermektedir. basılı devre kartları s... Soldan sağa bakarsak, ilk önce tüm katmanlarda bir açık delik göreceğiz. İkinci delik üst katmanda başlar ve ikinci iç katmanda biter - kör yol L1-L2. Son olarak üçüncü delik alt katmanda başlıyor ve üçüncü katmanda bitiyor, bu yüzden L3-L4 üzerinden kör olduğunu söylüyoruz.

Bu tip bir deliğin ana dezavantajı, daha yüksek üretim maliyetidir. basılı devre kartları s alternatif açık deliklere kıyasla kör deliklerle.

Gizli yollar

İngilizce. Gömülü - "gizli", "gömülü", "gömülü". Bu yollar, iç katmanlarda başlayıp bitmeleri farkıyla kör yollara benzer. Şekil 9'a soldan sağa bakarsak, ilk deliğin tüm katmanlardan geçtiğini görebiliriz. İkincisi, L1-L2 yoluyla bir kördür ve sonuncusu, ikinci katmanda başlayan ve üçüncü katmanda biten L2-L3 yoluyla bir gizlidir.

Şekil 9. Yolların, kör deliklerin ve gömülü deliklerin karşılaştırması.

Kör ve gizli vias üretim teknolojisi

Bu tür deliklerin üretim teknolojisi, geliştiricinin ortaya koyduğu tasarıma ve yeteneklere bağlı olarak farklı olabilir. fabrika a-üretici. İki ana türü ayırt edeceğiz:

Delik, çift taraflı bir iş parçasında delinir DPP, metalize, kazınmış ve daha sonra bu iş parçası, aslında bitmiş bir iki katmanlı basılı devre kartları a, çok katmanlı bir boşluğun parçası olarak prepreg ile preslenmiş basılı devre kartları s... Bu boşluk "turta" nın üstündeyse WFP, sonra kör delikler alırız, eğer ortadaysa - gizli viyalar.

1. Delik preslenmiş parçada delinir WFP, delme derinliği, iç katmanların alanlarına doğru şekilde vurmak için kontrol edilir ve ardından delik metalize edilir. Böylece sadece kör delikler elde ederiz.

V karmaşık yapılar WFP yukarıdaki delik türlerinin kombinasyonları kullanılabilir - Şekil 10.

Şekil 10. Vias türlerinin tipik bir kombinasyonuna bir örnek.

Kör deliklerin kullanılmasının bazen toplam katman sayısındaki tasarruf, daha iyi izlenebilirlik ve boyuttaki azalma nedeniyle bir bütün olarak projenin maliyetinde bir azalmaya yol açabileceğini unutmayın. basılı devre kartları s, daha ince adımlı bileşenleri uygulama yeteneğinin yanı sıra. Ancak, her özel durumda, bunları kullanma kararı bireysel ve makul bir şekilde verilmelidir. Ancak, kör ve gizli deliklerin karmaşıklığı ve çeşitliliği aşırı kullanılmamalıdır. Deneyimler, projeye başka bir tür kör delik eklemek ile başka bir çift katman eklemek arasında seçim yaparken, birkaç katman eklemenin daha doğru olduğunu göstermiştir. Her durumda, inşaat WFPüretimde nasıl uygulanacağı dikkate alınarak tasarlanmalıdır.

Bitirme metal koruyucu kaplamalar

Elektronik ekipmanda doğru ve güvenilir lehim bağlantılarının elde edilmesi, bileşenler gibi bağlı elemanların uygun lehimlenebilirlik seviyesi de dahil olmak üzere birçok tasarım ve teknolojik faktöre bağlıdır. basılı iletkenler. Lehimlenebilirliği korumak için basılı devre kartlarıönceki Kurulum a elektronik bileşenler, kaplamanın düzlüğünü garanti eder ve güvenilir Kurulum a lehim bağlantıları temas pedlerinin bakır yüzeyini korumalıdır basılı devre kartları s oksidasyondan, son işlem metal koruyucu kaplama olarak adlandırılır.

farklı bakarken basılı devre kartları s, kontak pedlerinin neredeyse hiçbir zaman bakır rengine sahip olmadığını, çoğunlukla ve çoğunlukla gümüş, parlak altın veya mat gri olduklarını görebilirsiniz. Bu renkler, son metal koruyucu kaplamaların türlerini belirler.

Lehimli yüzeyleri korumanın en yaygın yöntemi basılı devre kartları bakır temas pedlerinin gümüş kalay-kurşun alaşımı (POS-63) - HASL ile kaplanmasıdır. En çok üretilen basılı devre kartları HASL yöntemi ile korunmaktadır. Sıcak kalaylama HASL - sıcak kalaylama işlemi devre kartları s, sınırlı bir süre için erimiş lehimli bir banyoya daldırılarak ve bir sıcak hava jeti ile püskürtülerek hızlı bir şekilde çıkarılması sırasında, fazla lehimin çıkarılması ve kaplamanın tesviye edilmesi. Bu kapsam, ciddi teknik sınırlamalarına rağmen, son birkaç yılda egemen olmuştur. plaka s bu şekilde üretilenler, tüm depolama süresi boyunca iyi lehimlenebilirliklerini muhafaza etmelerine rağmen, bazı uygulamalar için uygun değildir. Kullanılan son derece entegre elemanlar SMS teknolojiler Kurulum a, temas yüzeylerinin mükemmel düzlemselliğini (düzlüğünü) gerektirir basılı devre kartları... Geleneksel HASL kaplamaları, düzlemsellik gereksinimlerini karşılamamaktadır.

Düzlemsellik gereksinimlerini karşılayan kaplama teknolojileri, kimyasal olarak uygulanan kaplamalardır:

Nikel bir alt tabaka üzerine uygulanan ince bir altın film olan daldırma altın (Elektrosuz Nikel / Daldırma Altın - ENIG). Altının işlevi, iyi lehimlenebilirlik sağlamak ve nikeli oksidasyondan korumaktır ve nikelin kendisi, altın ve bakırın karışmasını önleyen bir bariyer görevi görür. Bu kaplama, hasarsız mükemmel ped düzlemselliğini garanti eder basılı devre kartları, kalay bazlı lehim bağlantıları için yeterli mukavemet sağlar. Ana dezavantajları yüksek üretim maliyetidir.

Daldırma Kalay (ISn) - yüksek düzlük için mat gri kimyasal kaplama basılı Siteler devre kartları s ve ENIG dışındaki tüm lehimleme yöntemleriyle uyumludur. Daldırma kalay uygulama işlemi, daldırma altın uygulama işlemine benzer. Daldırma kalay, uzun süreli depolamadan sonra iyi bir lehimlenebilirlik sağlar; bu, temas pedlerinin bakırı ile kalay arasında bir bariyer olarak organometal bir alt tabakanın eklenmesiyle sağlanır. Fakat, devre kartları s daldırma teneke ile kaplanmış, dikkatli kullanım gerektirir, kuru saklama dolaplarında vakumla kapatılır ve devre kartları s Bu kaplama ile klavye/dokunmatik panel üretimi için uygun değildir.

Bilgisayarları çalıştırırken, bıçak konektörlü cihazlar, bıçak konektörlerinin kontakları çalışma sırasında sürtünmeye maruz kalır. devre kartları s bu nedenle uç kontaklar daha kalın ve daha sert bir altın tabakasıyla elektrolizle kaplanır. Bıçak konektörlerinin elektrolizle kaplanması (Altın Parmaklar) - Ni / Au ailesinin kaplaması, kaplama kalınlığı: 5 -6 Ni; 1,5 - 3 µm Au. Kaplama, elektrokimyasal biriktirme (galvanik kaplama) ile uygulanır ve esas olarak uç kontaklara ve lamellere uygulama için kullanılır. Tolstoy, altın kaplama yüksek mekanik mukavemete, aşınmaya ve olumsuz çevresel etkilere karşı dirence sahiptir. Güvenilir ve dayanıklı elektrik kontağının gerekli olduğu durumlarda vazgeçilmezdir.

Günümüzde elektronik devrelerin çoğu baskılı devre kartları kullanılarak yapılmaktadır. Çeşitli işlevsel amaçlara ve entegrasyon derecelerine sahip bileşenleri içeren mikroelektronik - hibrit modüllerin prefabrike montajları da baskılı devre kartlarının üretim teknolojilerine göre yapılır. Çok katmanlı baskılı devre kartları ve yüksek derecede entegrasyona sahip elektronik bileşenler, elektronik ve bilgisayar ekipmanının ağırlık ve boyut özelliklerini azaltmaya izin verir. Baskılı devre kartı artık yüz yıldan daha eski.

Baskılı devre kartı

Bu (İngilizce PCB - baskılı devre kartı)- yüzeyinde, modüller ve entegre devreler dahil olmak üzere harici radyo elemanlarını bağlamak için kontak pedleri ile ince elektriksel olarak iletken şeritlerin (baskılı iletkenler) bir şekilde uygulandığı elektriksel yalıtım malzemesinden (getinax, textolite, fiberglas ve diğer benzer dielektrikler) yapılmış bir plaka. Bu formülasyon tam anlamıyla Politeknik Sözlüğünden alınmıştır.

Daha evrensel bir ifade var:

Altında baskılı devre kartı yalıtkan bir taban üzerinde sabit elektrik ara bağlantılarının yapımını ifade eder.

Ana yapısal elemanlar baskılı devre kartı - iletkenleri içeren yüzeyde dielektrik taban (sert veya esnek). Bir baskılı devre kartının baskılı devre kartı olması için dielektrik taban ve iletkenler gerekli ve yeterlidir. Bileşenleri kurmak ve iletkenlere bağlamak için ek elemanlar kullanılır: kontak pedleri, geçiş metalize ve montaj delikleri, konektör lamelleri, ısı giderme alanları, ekranlama ve akım taşıyan yüzeyler vb.

Baskılı devre kartlarına geçiş, elektronik ekipman tasarımında bir kuantum sıçramasına işaret etti. Baskılı devre kartı, radyo elementlerin taşıyıcısının işlevlerini ve bu tür elementlerin elektrik bağlantısını birleştirir. İletkenler ve baskılı devre kartının diğer iletken elemanları arasında yeterli düzeyde bir yalıtım direnci sağlanmazsa, ikinci işlev uygulanabilir değildir. Bu nedenle, PCB substratı bir yalıtkan görevi görmelidir.

Geçmiş referansı

1920'lerde ve 1930'larda, baskılı devre kartı tasarımları ve üretim yöntemleri için birçok patent verildi. Baskılı devre kartları yapmanın ilk yöntemleri ağırlıklı olarak katkı maddesi olarak kaldı (Thomas Edison'un fikirlerinin geliştirilmesi). Ancak modern biçiminde, baskı endüstrisinden ödünç alınan teknolojilerin kullanımı sayesinde baskılı devre kartı ortaya çıktı. Baskılı devre kartı - İngilizce baskı terimi baskı plakasının ("baskı plakası" veya "matris") doğrudan çevirisi. Bu nedenle, Avusturyalı mühendis Paul Eisler, gerçek "baskılı devre kartlarının babası" olarak kabul edilir. İlk önce baskı (eksiltme) teknolojilerinin baskılı devre kartlarının seri üretimi için kullanılabileceği sonucuna vardı. Eksiltmeli teknolojilerde gereksiz parçalar kaldırılarak görüntü oluşturulur. Paul Eisler, bakır folyonun galvanik biriktirme teknolojisini ve bunun demir klorürle aşındırılmasını geliştirdi. Baskılı devre kartlarının seri üretimi için teknolojiler, İkinci Dünya Savaşı sırasında zaten talep görüyordu. Ve 1950'lerin ortalarından itibaren, basılı devre kartlarının oluşumu, yalnızca askeri amaçlı değil, aynı zamanda evsel amaçlar için de radyo ekipmanı için yapıcı bir temel olarak başladı.

Baskılı devre kartları için malzemeler

Baskılı devre kartları için temel dielektrikler

Hem tek katmanlı hem de çok katmanlı baskılı devre kartları için malzeme parametrelerinin bilgisi, özellikle artan hız ve mikrodalgalı cihazların baskılı devre kartları için kullanımlarıyla ilgilenen herkes için önemlidir. Bir MPP tasarlarken, geliştiriciler aşağıdaki gibi görevlerle karşı karşıya kalırlar:
- tahtadaki iletkenlerin dalga direncinin hesaplanması;
- ara katman yüksek voltajlı yalıtımın değerinin hesaplanması;
- kör ve gizli deliklerin yapısının seçimi.
Çeşitli malzemelerin mevcut seçenekleri ve kalınlıkları Tablo 2-6'da gösterilmektedir. Malzemenin kalınlığı için toleransın genellikle ± %10'a kadar olduğu unutulmamalıdır, bu nedenle, bitmiş çok katmanlı levhanın kalınlık toleransı ± %10'dan az olamaz.

Tg - cam geçiş sıcaklığı (yapı yıkımı)

Dk - dielektrik sabiti

Mikrodalga baskılı devre kartları için temel dielektrikler

Baskılı devre kartlarının tipik tasarımları, standart fiberglas tipinin kullanımına dayanmaktadır. FR4–50 ila +110 °C çalışma sıcaklığı ve yaklaşık 135 °C cam geçiş sıcaklığı Tg (yumuşama) ile.
Isı direnci için artan gereksinimlerle veya levhaları kurşunsuz bir fırına monte ederken (t 260 ° C'ye kadar), yüksek sıcaklık FR4 Yüksek Tg veya FR5.
Yüksek sıcaklıklarda veya ani sıcaklık değişimlerinde sürekli çalışma gereksinimleri kullanıldığında poliimid... Ek olarak, poliimid, artan güvenilirliğe sahip levhaların imalatında, askeri uygulamalarda ve ayrıca artan dielektrik dayanımının gerekli olduğu durumlarda kullanılır.
Panolar için mikrodalga devreleri(2 GHz üzerinde) ayrı katmanlar uygulandı mikrodalga malzeme veya tahta tamamen mikrodalga malzemeden yapılmıştır. Özel malzemelerin en ünlü tedarikçileri Rogers, Arlon, Taconic, Dupont'tur. Bu malzemelerin maliyeti FR4'ten daha yüksektir ve geleneksel olarak FR4'ün maliyetine göre tablonun sondan bir önceki sütununda gösterilir.

* Dk - dielektrik sabiti

Dk - dielektrik sabiti

PCB ped kaplamaları

Çoğu zaman, pedler kalay-kurşun alaşımı veya POS ile kaplanır. Lehim yüzeyini uygulama ve tesviye etme yöntemine HAL veya HASL denir (İngiliz Sıcak Hava Lehim Seviyesinden - lehimin sıcak hava ile tesviye edilmesinden). Bu kaplama, en iyi ped lehimlenebilirliğini sağlar. Ancak, genellikle uluslararası RoHS direktifinin gereklilikleriyle uyumlu olan daha modern kaplamalarla değiştirilmektedir.

Bu direktif, ürünlerde kurşun dahil olmak üzere zararlı maddelerin varlığının yasaklanmasını gerektirir. Şu ana kadar RoHS ülkemiz toprakları için geçerli değil ancak varlığını hatırlamakta fayda var.

MPP sahalarını kapsamak için olası seçenekler Tablo 7'de gösterilmektedir.

HASL, aksi gerekmedikçe evrensel olarak kullanılır.

Daldırma (kimyasal) yaldız daha pürüzsüz bir tahta yüzeyi sağlamak için kullanılır (bu özellikle BGA pedleri için önemlidir), ancak biraz daha düşük bir lehimlenebilirliğe sahiptir. Fırın lehimlemesi, HASL ile yaklaşık olarak aynı teknoloji kullanılarak gerçekleştirilir, ancak manuel lehimleme, özel eritkenlerin kullanılmasını gerektirir. Organik bir kaplama veya OSP, bakır yüzeyi oksidasyondan korur. Dezavantajı, lehimlenebilirlik için kısa tutma süresidir (6 aydan az).

daldırma teneke düz bir yüzey ve iyi lehimlenebilirlik sağlar, ancak aynı zamanda sınırlı bir lehim ömrüne sahiptir. Kurşunsuz HAL, kurşunla aynı özelliklere sahiptir, ancak lehimin bileşimi yaklaşık %99.8 kalay ve %0.2 katkı maddesidir.

Bıçak konektörü kontaklarıÇalışma sırasında sürtünmeye maruz kalan levha, daha kalın ve daha sert bir altın tabakasıyla elektrolizle kaplanır. Her iki yaldız türü için altının difüzyonunu önlemek için bir nikel altlık kullanılır.

Not: HASL dışındaki tüm kaplamalar RoHS uyumludur ve kurşunsuz lehimlemeye uygundur.

Koruyucu ve diğer türde baskılı devre kartı kaplamaları

Koruyucu kaplamalar, lehimlemeye yönelik olmayan iletkenlerin yüzeylerini yalıtmak için kullanılır.

Bütünlük adına, baskılı devre kartı kaplamalarının işlevsel amacını ve malzemelerini göz önünde bulundurun.

1. Lehim maskesi - İletkenleri yanlışlıkla kısa devre ve kirden korumak ve ayrıca lehimleme sırasında fiberglası termal şoktan korumak için kartın yüzeyine uygulanır. Maske başka herhangi bir fonksiyonel yük taşımaz ve nem, küf, bozulma vb. (özel tip maskelerin kullanılması hariç) karşı koruma işlevi göremez.
2. İşaretleme - kartın kendisinin ve üzerinde bulunan bileşenlerin tanımlanmasını kolaylaştırmak için bir maske üzeri boya ile tahtaya uygulanır.
3. Soyulabilir maske - kartın, örneğin lehimlemeye karşı geçici olarak korunması gereken belirli alanlarına uygulanır. Gelecekte, kauçuksu bir bileşik olduğu ve basitçe soyulduğu için onu çıkarmak kolaydır.
4. Karbon temas kaplama - klavyeler için kontak alanları olarak tahtadaki belirli yerlere uygulanır. Kaplama iyi iletkenliğe, oksidasyona ve aşınma direncine sahiptir.
5. Grafit dirençli elemanlar - Dirençlerin işlevini yerine getirmek için kartın yüzeyine uygulanabilir. Ne yazık ki, nominal değerlerin doğruluğu düşüktür - ± %20'den daha doğru değildir (lazer kırpma ile - %5'e kadar).
6. Gümüş kontak atlama telleri - yeterli yönlendirme alanı olmadığında ek bir iletken katman oluşturarak ek iletkenler olarak uygulanabilir. Esas olarak tek katmanlı ve çift taraflı baskılı devre kartları için kullanılırlar.

PCB tasarımı

Baskılı devre kartlarının en uzak öncülü, çoğu zaman yalıtılmış olan sıradan teldir. Önemli bir kusuru vardı. Yüksek titreşim koşullarında, elektronik ekipmanın içine sabitlemek için ek mekanik elemanların kullanılmasını gerektiriyordu. Bunun için radyo elemanlarının monte edildiği taşıyıcılar, radyo elemanlarının kendileri ve ara bağlantılar, sabitleme telleri için yapısal elemanlar kullanıldı. Bu hacimsel bir montajdır.

Baskılı devre kartları bu dezavantajlardan muaftır. İletkenleri yüzeye sabitlenir, konumları sabittir, bu da karşılıklı bağlantılarını hesaplamayı mümkün kılar. Prensip olarak, baskılı devre kartları artık düz tasarımlara yaklaşıyor.

Uygulamanın ilk aşamasında, baskılı devre kartlarında tek taraflı veya iki taraflı iletken yol düzenlemeleri vardı.

Tek taraflı PCB bir tarafında baskılı iletkenlerin yer aldığı levhadır. Çift taraflı baskılı devre kartlarında, iletkenler ayrıca plakanın boş, dikişsiz tarafını işgal etti. Ve bağlantıları için, aralarında en yaygın olanı kaplanmış viyalar olan çeşitli seçenekler önerildi. En basit tek taraflı ve çift taraflı baskılı devre kartlarının yapım parçaları, Şek. bir.

Çift taraflı PCB- Tek taraflı yerine kullanımları, düzlemden hacme geçiş yolunda ilk adımdı. Soyutlarsak (çift taraflı baskılı devre kartının alt tabakasını zihinsel olarak atarsak), üç boyutlu bir iletken yapısı elde ederiz. Bu arada, bu adım oldukça hızlı bir şekilde atıldı. Albert Hanson'ın uygulaması, iletkenleri alt tabakanın her iki tarafına yerleştirme ve bunları açık delikler kullanarak bağlama olasılığını zaten göstermiştir.

Pirinç. 1. Baskılı devre kartlarının yapım parçaları a) tek taraflı ve 6) çift taraflı: 1 - montaj deliği, 2 - kontak pedi, 3 - iletken, 4 - dielektrik alt tabaka, 5 - aracılığıyla kaplama

Elektroniğin daha da geliştirilmesi - mikro elektronik, çok pimli bileşenlerin kullanılmasına yol açtı (çipler 200'den fazla pime sahip olabilir), elektronik bileşenlerin sayısı arttı. Buna karşılık, dijital mikro devrelerin kullanımı ve hızlarının artması, ekranlama ve çok katmanlı dijital cihaz panolarına (örneğin, bilgisayarlar) özel koruyucu iletken katmanların dahil edildiği bileşenlere güç dağıtımı gereksinimlerinin artmasına neden oldu. ). Bütün bunlar, ara bağlantıların büyümesine ve bunların karmaşıklığına yol açtı, bu da katman sayısında bir artışa neden oldu. Modern baskılı devre kartlarında ondan çok daha fazla olabilir. Bir anlamda, çok katmanlı PCB toplu hale geldi.

Çok katmanlı PCB tasarımı

İlk, en yaygın versiyonda, levhanın iç katmanları, "çekirdek" olarak adlandırılan çift taraflı bakır lamine cam elyafından oluşturulmuştur. Dış katmanlar, "prepreg" adı verilen reçineli bir bağlayıcı kullanılarak iç katmanlara preslenen bakır folyodan yapılmıştır. Yüksek bir sıcaklıkta preslendikten sonra, içinde deliklerin daha da delindiği ve kaplandığı çok katmanlı bir baskılı devre kartının bir "kek"i oluşturulur. Daha az yaygın olan ikinci seçenek, dış katmanlar prepreg ile bir arada tutulan "çekirdeklerden" oluşturulduğunda. Bu basitleştirilmiş bir açıklamadır ve bu seçeneklere dayalı olarak birçok başka tasarım mevcuttur. Bununla birlikte, temel ilke, prepreg'in katmanlar arasında bir bağlayıcı malzeme görevi görmesidir. Açıkçası, iki çift taraflı "çekirdeğin" bir ön emprenye ara parçası olmadan bitişik olduğu bir durum olamaz, ancak folyo-önceden emprenye-folyo-önceden ... vb. yapısı mümkündür ve genellikle karmaşık kombinasyonlara sahip levhalarda kullanılır. kör ve gizli deliklerden.

Çok katmanlı PCB'ler artık fiyat açısından dünya PCB üretiminin üçte ikisini oluşturuyor, ancak nicel olarak tek ve çift taraflı kartlardan daha düşük seviyedeler.

Modern bir çok katmanlı baskılı devre kartı tasarımının şematik (basitleştirilmiş) bir parçası, Şek. 2. Bu tür baskılı devre kartlarındaki iletkenler, yalnızca yüzeye değil, aynı zamanda alt tabakanın yığınına da yerleştirilir. Aynı zamanda, iletkenlerin birbirine göre düzenlenmesinin katmanlanması korunmuştur (düzlemsel baskı teknolojilerinin kullanımının bir sonucu). Katmanlama, baskılı devre kartlarının adlarında ve öğelerinde - tek taraflı, çift taraflı, çok katmanlı, vb. - kaçınılmaz olarak bulunur. Katmanlama, baskılı devre kartlarının imalatının bu yapıcı teknolojilerine karşılık gelen yapıyı ve buna karşılık gelen gerçekten yansıtır.

Pirinç. 2. Çok katmanlı baskılı devre kartı yapısının bir parçası: 1 - açık delik, 2 - kör mikro yollar, 3 - gizli mikro yollar, 4 - katmanlar, 5 - gizli ara katman delikleri, 6 - temas pedleri

Gerçekte, çok katmanlı baskılı devre kartlarının tasarımı, Şekil 2'de gösterilenlerden farklıdır. 2.

Yapısı açısından, MPP'ler, üretim teknolojisinin yanı sıra çift taraflı levhalardan çok daha karmaşıktır. Ve yapılarının kendisi, Şekil 2'de gösterilenden önemli ölçüde farklıdır. 2. Ek kalkan katmanları (toprak ve güç) ve çoklu sinyal katmanları içerirler.

Gerçekte, şöyle görünürler:

a) şematik olarak	MPP'nin katmanları arasında geçişi sağlamak için, Şek. 3 A. Yollar, dış katmanları birbirine ve iç katmanlara bağlayan yollar şeklinde olabilir. Kör ve gizli geçişler de kullanılır. Kör bağlantı, yalnızca kartın üstünden veya altından görülebilen metalize bir bağlantı kanalıdır. Kartın iç katmanlarını birbirine bağlamak için gizli geçişler kullanılır. Kullanımları, panoların yerleşimini önemli ölçüde basitleştirmeyi mümkün kılar, örneğin, 12 katmanlı bir MPP tasarımı, eşdeğer bir 8 katmanlı olana indirgenebilir. anahtarlama. Mikro yollar, özellikle yüzey montajı, kontak pedleri ve sinyal katmanlarının bağlanması için geliştirilmiştir.
c) 3D netlik için	Çok katmanlı baskılı devre kartlarının üretimi için, folyo ile lamine edilmiş birkaç dielektrik birbirine bağlanır, bunun için yapışkan ara parçalar kullanılır - prepregler. Şekil 3'te prepreg beyaz olarak gösterilmiştir. Prepreg, çok katmanlı bir PCB'nin katmanlarını ısıyla presleyerek yapıştırır. Çok katmanlı baskılı devre kartlarının toplam kalınlığı, sinyal katmanlarının sayısıyla orantısız bir şekilde büyür. Bu bağlamda, açık delik metalleştirme işlemi için çok katı bir parametre olan, levha kalınlığının açık delik çapına olan büyük oranını hesaba katmak gerekir. Bununla birlikte, küçük çaplı yolların metalize edilmesinin zorluğuyla bile, çok katmanlı PCB üreticileri, daha az yüksek yoğunluklu fakat buna bağlı olarak daha pahalı katmanlardan ziyade nispeten daha ucuz katmanlarla yüksek paketleme yoğunluğu elde etmeyi tercih ederler.
İle) Resim çizme 3	Şekil 3.c, çok katmanlı PCB katman yapısı ve kalınlığının bir örneğini göstermektedir.

Vladimir Urazaev [L.12] mikroelektronikte tasarım ve teknolojilerin geliştirilmesinin nesnel olarak var olan gelişim yasasına uygun olduğuna inanır. teknik sistemler: nesnelerin yerleştirilmesi veya hareketi ile ilgili görevler, noktadan çizgiye, çizgiden düzleme, düzlemden üç boyutlu uzaya gidilerek çözülür.

Baskı devre kartlarının bu yasaya uyması gerektiğini düşünüyorum. Bu tür çok seviyeli (sonsuz seviyeli) baskılı devre kartlarını uygulama potansiyeli mevcuttur. Bu, baskılı devre kartlarının üretiminde lazer teknolojilerinin kullanımındaki zengin deneyim, polimerlerden üç boyutlu nesnelerin oluşumu için lazer stereolitografi kullanımında daha az zengin deneyim, termal artış eğilimi ile kanıtlanmıştır. temel malzemelerin direnci vb. Açıkçası, bu tür ürünlerin başka bir şey olarak adlandırılması gerekecek. Çünkü "baskılı devre kartı" terimi artık ne iç içeriğini ne de üretim teknolojisini yansıtmayacaktır.

Belki de öyle olacak.

Ama bana öyle geliyor ki, baskılı devre kartlarının tasarımındaki üç boyutlu yapılar zaten biliniyor - bunlar çok katmanlı baskılı devre kartları. Ve radyo bileşenlerinin tüm yüzeylerinde temas pedlerinin bulunduğu elektronik bileşenlerin hacimsel montajı, kurulumlarının üretilebilirliğini, ara bağlantıların kalitesini azaltır ve test ve bakımlarını zorlaştırır.

Gelecek anlatacak!

Esnek Baskılı Devre Kartları

Çoğu insan için baskılı devre kartı, elektriksel olarak iletken ara bağlantılara sahip sert bir levhadır.

Rijit baskılı devre kartları hemen hemen herkesin bildiği elektronikte kullanılan en yaygın üründür.

Ancak, uygulama alanlarını giderek genişleten esnek baskılı devre kartları da var. Bir örnek, sözde esnek baskılı kablolardır (döngüler). Bu tür baskılı devre kartları sınırlı bir işlev kapsamı gerçekleştirir (radyo elementler için bir alt tabakanın işlevi hariçtir). Kablo demetlerinin yerini alarak geleneksel baskılı devre kartlarını birleştirmeye hizmet ederler. Esnek baskılı devre kartları, polimer "alt tabakalarının" oldukça elastik bir durumda olması nedeniyle esneklik kazanır. Esnek baskılı devre kartlarının iki serbestlik derecesi vardır. Hatta bir Mobius şeridine katlanabilirler.

Resim çizme 4

Bir veya iki serbestlik derecesi, ancak çok sınırlı özgürlük, alt tabakanın polimer matrisinin katı - camsı bir durumda olduğu geleneksel katı baskılı devre kartlarına verilebilir. Bu, alt tabakanın kalınlığını azaltarak elde edilir. İnce dielektriklerden yapılan kabartmalı baskılı devre kartlarının avantajlarından biri, onlara "yuvarlaklık" verme yeteneğidir. Böylece şekillerini ve içine yerleştirilebilecekleri nesnelerin (roketler, uzay nesneleri vb.) şeklini koordine etmek mümkün hale gelir. Sonuç, ürünlerin iç hacminde önemli bir tasarruftur.

Önemli dezavantajları, katman sayısındaki artışla, bu tür baskılı devre kartlarının esnekliğinin azalmasıdır. Ve geleneksel esnek olmayan bileşenlerin kullanımı, şekillerini sabitlemek için gerekli hale gelir. Çünkü bu tür esnek olmayan baskılı devre kartlarının bükülmesi, esnek baskılı devre kartına bağlantı noktalarında yüksek mekanik gerilimlere yol açar.

Sert ve esnek baskılı devre kartları arasındaki bir ara konum, bir akordeon gibi katlanmış katı elemanlardan oluşan "eski" baskılı devre kartları tarafından işgal edilir. Bu tür "akordeonlar" muhtemelen çok katmanlı baskılı devre kartları oluşturma fikrine ilham verdi. Modern esnek-sert baskılı devre kartları farklı bir şekilde uygulanmaktadır. Bunlar esas olarak çok katmanlı baskılı devre kartlarıdır. Sert ve esnek katmanları birleştirebilirler. Esnek katmanlar sert katmanların dışına çıkarılırsa sert ve esnek parçalardan oluşan bir baskılı devre kartı elde edebilirsiniz. Diğer bir seçenek, iki sert parçayı esnek bir parça ile birleştirmektir.

PCB tasarımlarının iletken modellerinin katmanlarına göre sınıflandırılması, PCB tasarımlarının hepsini olmasa da çoğunu kapsar. Örneğin, dokuma devre kartlarının veya ilmeklerin üretimi için, baskı baskısı olmayan dokuma ekipmanının uygun olduğu ortaya çıktı. Bu tür "baskılı devre kartları" zaten üç serbestlik derecesine sahiptir. Tıpkı sıradan kumaşlar gibi, en tuhaf anahatları ve şekilleri alabilirler.

Yüksek ısı iletkenliğine dayalı baskılı devre kartları

Son zamanlarda, elektronik cihazlardan ısı üretiminde aşağıdakilerle ilişkili bir artış olmuştur:

Bilgisayar sistemlerinin performansının artması,

Yüksek güç anahtarlama ihtiyaçları,

Artan ısı dağılımı ile elektronik bileşenlerin genişleyen uygulaması.

İkincisi, güçlü ultra parlak LED'lere dayalı ışık kaynaklarının yaratılmasına olan ilginin keskin bir şekilde arttığı LED aydınlatma teknolojisinde en açık şekilde kendini gösteriyor. Yarı iletken LED'lerin ışık verimliliği zaten 100lm / W'ye ulaştı. Bu tür ultra parlak LED'ler, geleneksel akkor lambaların yerini alıyor ve aydınlatma teknolojisinin neredeyse tüm alanlarında kullanılıyor: sokak lambaları, otomotiv aydınlatması, acil durum aydınlatması, reklam tabelaları, LED paneller, göstergeler, sürünen çizgiler, trafik ışıkları vb. Bu LED'ler, monokrom renkleri ve yanma hızları nedeniyle dekoratif aydınlatmalarda, dinamik LED sistemlerinde vazgeçilmez hale gelmiştir. Bunları, elektrikten kesinlikle tasarruf etmenin gerekli olduğu, sık bakımın pahalı olduğu ve elektrik güvenliği gereksinimlerinin yüksek olduğu yerlerde de kullanmak faydalıdır.

Araştırmalar, bir LED tarafından üretilen elektriğin yaklaşık %65-85'inin ısıya dönüştürüldüğünü göstermiştir. Ancak LED üreticisinin önerdiği ısıl koşullara uyulması koşuluyla LED'in kullanım ömrü 10 yılı bulabilmektedir. Ancak, termal rejim ihlal edilirse (genellikle bu, 120 ... 125 ° C'den fazla bir bağlantı sıcaklığı ile çalışır), LED'in hizmet ömrü 10 kat düşebilir! Ve örneğin, emitör tipi LED'ler radyatör olmadan 5-7 saniyeden fazla açıldığında, önerilen termal koşullara tam olarak uyulmaması durumunda, LED ilk açma sırasında zaten arızalanabilir. Ek olarak geçiş sıcaklığındaki bir artış, lüminesans parlaklığında bir azalmaya ve çalışma dalga boyunda bir kaymaya yol açar. Bu nedenle, termal rejimi doğru hesaplamak ve mümkünse LED'in ürettiği ısıyı mümkün olduğunca dağıtmak çok önemlidir.

Cree, Osram, Nichia, Luxeon, Seoul Semiconductor, Edison Opto, vb. Gibi yüksek güçlü LED'lerin büyük üreticileri, uzun süredir bunları metal tabanlı baskılı devre kartlarında LED modülleri veya kümeleri olarak yapıyorlar (uluslararası sınıflandırma IMPCB'de). - Yalıtımlı Metal Baskılı Devre Kartı veya bir alüminyum taban üzerinde AL PCB - baskılı devre kartları).

Şekil 5

Alüminyum tabanlı bu baskılı devre kartlarının düşük ve sabit bir termal direnci vardır, bu da bir radyatöre monte edildiğinde LED'in pn bağlantısından ısı dağılımını sağlamak ve tüm hizmet ömrü boyunca çalışmasını sağlamak oldukça kolaydır.

Bu tür baskılı devre kartlarının tabanlarında ısıl iletkenliği yüksek malzeme olarak Bakır, Alüminyum ve çeşitli seramikler kullanılmaktadır.

Endüstriyel üretim teknolojisi sorunları

Baskılı devre kartlarının üretimi için teknolojinin gelişiminin tarihi, kaliteyi iyileştirme ve geliştirme sırasında ortaya çıkan sorunların üstesinden gelme tarihi vardır.

İşte bazı detaylar.

Delikli metalizasyon ile üretilen baskılı devre kartları, yaygın kullanımlarına rağmen çok ciddi bir dezavantaja sahiptir. Yapıcı bir bakış açısından, bu tür baskılı devre kartlarının en zayıf halkası, yollardaki metalize direklerin ve iletken katmanların (kontak pedleri) birleşimidir. Metalize kolon ve iletken tabakanın bağlantısı, kontak pedinin ucu boyunca ilerler. Eklemin uzunluğu bakır folyonun kalınlığına göre belirlenir ve genellikle 35 µm veya daha azdır. Yolların duvarlarının galvanik metalizasyonundan önce bir kimyasal metalizasyon aşaması gelir. Galvanik bakırın aksine kimyasal bakır daha gevşektir. Bu nedenle, metalize kolonun temas pedinin uç yüzeyi ile bağlantısı, bir ara, daha zayıf mukavemet özellikleri, kimyasal bakır alt tabakası yoluyla gerçekleşir. Fiberglasın termal genleşme katsayısı bakırınkinden çok daha yüksektir. Epoksi reçinenin cam geçiş sıcaklığından geçerken aradaki fark çarpıcı biçimde artar. Bir baskılı devre kartının çeşitli nedenlerle maruz kaldığı termal şok ile bağlantı çok yüksek mekanik strese maruz kalır ve ... kopar. Bunun sonucunda elektrik devresi bozulur ve elektrik devresinin işlevselliği bozulur.

Pirinç. 6. Çok katmanlı baskılı devre kartlarında ara katman bağlantıları: a) dielektrik alttan kesmesiz, 6) dielektrik alttan kesmeli 1 - dielektrik, 2 - iç katmanın temas alanı, 3 - kimyasal bakır, 4 - galvanik bakır

Pirinç. 7. Katman katman oluşturma yöntemiyle üretilen çok katmanlı bir baskılı devre kartının yapısının bir parçası: 1 - ara katman geçişi, 2 - iç katmanın iletkeni, 3 - montaj pedi, 4 - iletken dış katman, 5 - dielektrik katmanlar

Çok katmanlı baskılı devre kartlarında, ek bir işlem - metalizasyondan önce viyalardaki dielektriklerin alttan kesilmesi (kısmen çıkarılması) dahil edilerek iç geçişlerin güvenilirliğinde bir artış elde edilebilir. Bu durumda, metalize direklerin temas pedleri ile bağlantısı sadece uç boyunca değil, aynı zamanda kısmen bu pedlerin dış halka şeklindeki bölgeleri boyunca gerçekleştirilir (Şekil 6).

Katman katman büyüme ile çok katmanlı baskılı devre kartları üretme teknolojisi kullanıldığında, çok katmanlı baskılı devre kartlarının metalize geçişlerinin daha yüksek güvenilirliği elde edildi (Şekil 7). Bu yöntemde baskılı katmanların iletken elemanları arasındaki bağlantılar, yalıtım katmanının deliklerine bakır kaplanarak yapılır. Deliklerden metalleştirme yönteminin aksine, bu durumda yollar tamamen bakır ile doldurulur. İletken katmanlar arasındaki bağlantı alanı çok daha büyük hale gelir ve geometri farklıdır. Bu tür bağlantıları kırmak kolay değildir. Yine de bu teknoloji ideal olmaktan uzaktır. "Galvanik bakır - kimyasal bakır - galvanik bakır" geçişi hala devam etmektedir.

Açık deliklerin metalleştirilmesiyle yapılan baskılı devre kartları, en az dört (çok katmanlı en az üç) yeniden lehime dayanmalıdır. Kabartmalı baskılı devre kartları, çok daha fazla sayıda yeniden lehimlemeye (50'ye kadar) izin verir. Geliştiricilere göre, kabartmalı baskılı devre kartlarındaki metalize geçişler azalmaz, ancak güvenilirliklerini arttırır. Bu kadar keskin bir niteliksel sıçramaya ne sebep oldu? Cevap basit. Kabartmalı baskılı devre kartlarının üretim teknolojisinde, iletken katmanlar ve bunları birbirine bağlayan metalize kolonlar, tek bir teknolojik döngüde (eşzamanlı olarak) gerçekleştirilir. Dolayısıyla "galvanik bakır - kimyasal bakır - galvanik bakır" geçişi yoktur. Ancak, farklı bir tasarıma geçişin bir sonucu olarak, baskılı devre kartlarının üretimi için en büyük teknolojinin reddedilmesi sonucu böyle yüksek bir sonuç elde edildi. Birçok nedenden dolayı, deliklerden metalleştirme yönteminden vazgeçmek istenmez.

Nasıl olunur?

Temas pedlerinin ve metalize kapakların uçlarının birleştiği yerde bir bariyer tabakası oluşturma sorumluluğu esas olarak teknoloji uzmanlarına aittir. Bu sorunu çözebildiler. Baskılı devre kartlarının üretim teknolojisindeki devrim niteliğindeki değişiklikler, yalnızca yüzeyin ön aktivasyonu ile sınırlı olan kimyasal metalizasyon aşamasını hariç tutan deliklerin doğrudan metalleştirilmesi yöntemlerini getirdi. Ayrıca, doğrudan metalleştirme işlemleri, iletken bir filmin yalnızca ihtiyaç duyulan yerde - dielektrik yüzeyinde - görüneceği şekilde uygulanır. Sonuç olarak, doğrudan delikli metalleştirme yöntemiyle yapılan baskılı devre kartlarının metalize edilmiş yollarında bariyer tabakası basitçe yoktur. Teknik bir çelişkiyi çözmenin güzel bir yolu değil mi?

Vias metalizasyonu ile ilgili teknik çelişkinin üstesinden gelmek mümkün oldu. Kaplama delikleri, başka bir nedenle baskılı devre kartlarında zayıf bir halka olabilir. Viyaların duvar kalınlığı ideal olarak tüm yükseklikleri boyunca aynı olmalıdır. Aksi halde tekrar güven sorunları ortaya çıkar. Elektrokaplama işlemlerinin fiziksel kimyası buna karşı koyar. Kaplamalı yollarda kaplamanın ideal ve gerçek profili Şekil 2'de gösterilmektedir. 5. Deliğin derinliğindeki kaplamanın kalınlığı genellikle yüzeydekinden daha azdır. Sebepler çok farklı: eşit olmayan akım yoğunluğu, katodik polarizasyon, yetersiz elektrolit değişim oranı, vb. Modern baskılı devre kartlarında, metalize deliklerin yollarının çapı 100 mikron işaretini çoktan aştı ve yüksekliğin delik çapına oranı bazı durumlarda 20: 1'e ulaşır. Durum son derece karmaşık hale geldi. Fiziksel yöntemler (ultrason kullanma, baskılı devre kartlarının deliklerindeki sıvı alışverişinin yoğunluğunu artırma vb.) olanaklarını çoktan tüketti. Elektrolitin viskozitesi bile önemli bir rol oynamaya başlar.

Pirinç. 8. Baskılı devre kartındaki metalize yolların kesiti. 1 - dielektrik, 2 - delik duvarların ideal metalleşme profili, 3 - delik duvarların gerçek metalleşme profili,
4 - direnmek

Geleneksel olarak bu sorun, akım yoğunluğunun daha yüksek olduğu alanlarda adsorbe edilen tesviye katkılı elektrolitlerin kullanılmasıyla çözülmüştür. Bu tür katkı maddelerinin sorpsiyonu akım yoğunluğu ile orantılıdır. Katkı maddeleri, keskin kenarlarda ve bitişik alanlarda (PCB yüzeyine daha yakın) aşırı kaplama birikimini önleyerek bir bariyer tabakası oluşturur.

Bu sorunun başka bir çözümü teorik olarak uzun zamandır biliniyordu, ancak pratikte oldukça yakın zamanda başarıyla uygulandı - yüksek güçlü anahtarlamalı güç kaynaklarının endüstriyel üretimine hakim olduktan sonra. Bu yöntem, galvanik banyolar için darbeli (ters) güç kaynağı modunun kullanımına dayanmaktadır. Çoğu zaman doğru akım uygulanır. Bu durumda, kaplamanın birikmesi meydana gelir. Çoğu zaman ters akım uygulanır. Aynı zamanda, biriken kaplama çözülür. Düzensiz akım yoğunluğu (keskin köşelerde daha fazla) sadece bu durumda faydalıdır. Bu nedenle, kaplamanın çözünmesi öncelikle ve daha büyük ölçüde PCB yüzeyinde meydana gelir. Bu teknik çözümde, teknik çelişkileri çözmek için bütün bir teknik "buket" kullanılır: kısmen gereksiz bir eylem kullanın, zararı lehte çevirin, sürekli bir süreçten dürtü olana geçişi uygulayın, tersini yapın, vb. elde edilen sonuç bu "buket"e karşılık gelir. İleri ve geri darbelerin süresinin belirli bir kombinasyonu ile, deliğin derinliğinde, baskılı devre kartının yüzeyinden daha büyük bir kaplama kalınlığı elde etmek bile mümkündür. Bu nedenle, bu teknolojinin, PCB'lerdeki ara bağlantıların yoğunluğunun yaklaşık iki katına çıkması nedeniyle kör yolların metalle (modern baskılı devre kartlarının özelliği) doldurulması için vazgeçilmez olduğu ortaya çıktı.

Baskılı devre kartlarındaki metalize bağlantıların güvenilirliği ile ilgili problemler doğası gereği yereldir. Sonuç olarak, bir bütün olarak baskılı devre kartlarına ilişkin gelişim sürecinde ortaya çıkan çelişkiler de evrensel değildir. Bu tür baskılı devre kartları, tüm baskılı devre kartları için pazarın aslan payını işgal etmesine rağmen.

Geliştirme süreci, teknoloji uzmanlarının karşılaştığı diğer sorunları da çözer, ancak tüketiciler bunları düşünmez bile. İhtiyacımız için çok katmanlı baskılı devre kartları temin ediyor ve uyguluyoruz.

mikrominyatürizasyon

İlk aşamada, elektronik ekipmanın hacimsel kurulumu için kullanılan baskılı devre kartlarına aynı bileşenler, boyutlarının küçültülmesi için sonuçların biraz iyileştirilmesine rağmen kuruldu. Ancak en yaygın bileşenler, baskılı devre kartlarına yeniden işlem yapılmadan kurulabilir.

Baskılı devre kartlarının ortaya çıkmasıyla, baskılı devre kartlarında kullanılan bileşenlerin boyutunu küçültmek mümkün hale geldi ve bu da bu elemanlar tarafından tüketilen çalışma voltajlarında ve akımlarında bir azalmaya yol açtı. 1954'ten bu yana, Enerji Santralleri ve Elektrik Endüstrisi Bakanlığı, baskılı devre kartının kullanıldığı taşınabilir bir tüp radyo "Dorozhniy" seri üretmektedir.

Minyatür yarı iletken yükseltme cihazlarının ortaya çıkmasıyla birlikte - transistörler, baskılı devre kartları hakim olmaya başladı. Ev aletleri, endüstride biraz sonra ve bir kristal işlevsel modüller ve mikro devreler üzerinde birleştirilmiş elektronik devre parçalarının ortaya çıkmasıyla, tasarımları zaten yalnızca baskısız devre kartlarının montajı için sağlanmıştır.

Aktif ve pasif bileşenlerin boyutu azalmaya devam ederken, yeni bir kavram ortaya çıktı - "Mikrominyatürizasyon".

Elektronik bileşenlerde bu, milyonlarca transistör içeren LSI ve VLSI'nin ortaya çıkmasına neden oldu. Görünüşleri, harici bağlantıların sayısında bir artışa neden oldu (Şekil 9.a'daki grafik işlemcinin temas yüzeyine bakın), bu da iletken hatların kablolanmasının karmaşıklığına neden oldu, bu Şekil 9.b'de görülebilir.

Böyle bir grafik işlemci paneli ve İşlemci ayrıca - üzerinde işlemci çipinin bulunduğu küçük bir çok katmanlı baskılı devre kartından, çip pimlerinin temas alanıyla kablolanmasından ve menteşeli elemanlardan (genellikle güç dağıtım sisteminin filtre kapasitörleri) başka bir şey değildir.

Şekil 9

Ve size şaka gibi görünmesine izin vermeyin, Intel veya AMD'den 2010 CPU'su aynı zamanda bir baskılı devre kartıdır, üstelik çok katmanlıdır.

Şekil 9a

Baskılı devre kartlarının yanı sıra genel olarak elektronik teknolojisinin gelişimi, öğelerini azaltma çizgisidir; elektronik teknolojisinin unsurlarının azaltılmasının yanı sıra basılı yüzeydeki mühürleri. Bu durumda, "elemanlar", baskılı devre kartlarının (iletkenler, viyalar, vb.) ve süper sistemden (baskılı devre düzeneği) elemanların - radyo elemanlarının özelliği olarak anlaşılmalıdır. İkincisi, mikrominyatürizasyonun uygulama hızı açısından, baskılı devre kartlarının önündedir.

Mikroelektronik, VLSI'nin geliştirilmesiyle ilgilenmektedir.

Eleman tabanının yoğunluğunun arttırılması, baskılı devre kartının iletkenlerinden - verilen eleman tabanının taşıyıcısından - aynısını gerektirir. Bu bağlamda çözülmesi gereken birçok sorun bulunmaktadır. Bu tür iki sorun ve bunları çözmenin yolları hakkında daha ayrıntılı konuşacağız.

Baskılı devre kartları yapmak için ilk yöntemler, bakır folyo iletkenlerin bir dielektrik alt tabakanın yüzeyine yapıştırılmasına dayanıyordu.

İletkenlerin genişliğinin ve iletkenler arasındaki boşlukların milimetre cinsinden ölçüldüğü varsayılmıştır. Bu versiyonda, bu teknoloji oldukça uygulanabilirdi. Elektronik teknolojisinin müteakip minyatürleştirilmesi, ana varyantları (çıkarıcı, katkılı, yarı katkılı, birleşik) bugün hala kullanılan baskılı devre kartlarının üretimi için başka yöntemlerin oluşturulmasını gerektirdi. Bu tür teknolojilerin kullanımı, milimetrenin onda biri olarak ölçülen eleman boyutlarına sahip baskılı devre kartlarının gerçekleştirilmesini mümkün kıldı.

Baskılı devre kartlarında yaklaşık 0,1 mm (100 μm) çözünürlük seviyesine ulaşmak bir dönüm noktasıydı. Bir yandan, bir büyüklük sırası daha “aşağı” bir geçiş oldu. Öte yandan, bir tür niteliksel sıçramadır. Niye ya? Çoğu modern baskılı devre kartının dielektrik alt tabakası fiberglastır - laminat fiberglas ile güçlendirilmiş bir polimer matris ile. Baskılı devre kartının iletkenleri arasındaki boşlukların azalması, bunların cam elyafındaki cam ipliklerinin kalınlığı veya bu ipliklerin düğümlerinin kalınlığı ile orantılı hale gelmesine yol açmıştır. Ve iletkenlerin bu tür düğümlerle "kapalı" olduğu durum oldukça gerçek oldu. Sonuç olarak, fiberglasta bu iletkenleri "kapayan" bir tür kılcal damar oluşumu gerçek oldu. Nemli koşullarda, kılcal damarlar sonuçta baskılı devre kartlarının iletkenleri arasındaki yalıtım seviyesinde bir bozulmaya yol açar. Daha kesin olmak gerekirse, normal nem koşullarında bile gerçekleşir. Fiberglasın kılcal yapılarında nemin yoğunlaşması not edilir ve normal koşullar altında Nem her zaman yalıtım direnci seviyesini azaltır.

Bu tür baskılı devre kartları modern elektronik cihazlarda yaygın hale geldiğinden, baskılı devre kartları için temel malzeme geliştiricilerinin hala bu sorunu geleneksel yöntemlerle çözmeyi başardığı sonucuna varabiliriz. Ama bir sonraki dönüm noktası olayıyla başa çıkacaklar mı? Niteliksel bir sıçrama daha gerçekleşti.

Samsung uzmanlarının iletken genişliği ve aralarında 8-10 mikron boşluk bulunan baskılı devre kartları üretme teknolojisinde ustalaştığı bildiriliyor. Ama bu bir cam ipliğin kalınlığı değil, cam elyafı!

Mevcut ve özellikle gelecekteki baskılı devre kartlarının iletkenleri arasındaki ultra küçük boşluklarda yalıtım sağlama görevi zordur. Hangi yöntemlerle -geleneksel ya da geleneksel olmayan- çözülecek ve çözülüp çözülmeyeceğini zaman gösterecek.

Pirinç. 10. Bakır folyo aşındırma profilleri: a - ideal profil, b - gerçek profil; 1 - koruyucu tabaka, 2 - iletken, 3 - dielektrik

Baskılı devre kartlarında ultra küçük (ultra dar) iletkenler elde etmede zorluklar vardı. Pek çok nedenden dolayı PCB üretim teknolojilerinde eksiltici yöntemler yaygınlaşmıştır. Çıkarma yöntemlerinde gereksiz folyo parçaları kaldırılarak bir elektrik devresi modeli oluşturulur. İkinci Dünya Savaşı sırasında, Paul Eisler, bakır folyoyu demir klorürle aşındırma teknolojisi üzerinde çalıştı. Bu alçakgönüllü teknoloji hala radyo amatörleri tarafından kullanılmaktadır. Endüstriyel teknoloji, bu "mutfak" teknolojisinden çok uzak değildir. Belki dekapaj çözümlerinin bileşimi değişti ve süreç otomasyonunun unsurları ortaya çıktı.

Kesinlikle tüm dağlama teknolojilerinin temel dezavantajı, aşındırma işleminin yalnızca istenen yönde (dielektrik yüzeye doğru) değil, aynı zamanda istenmeyen bir enine doğrultuda da ilerlemesidir. İletkenlerin yanal alt kesimi, bakır folyonun kalınlığı ile karşılaştırılabilir (yaklaşık %70). Tipik olarak ideal bir iletken profili yerine mantar benzeri bir profil elde edilir (Şekil 10). İletkenlerin genişliği büyük olduğunda ve en basit baskılı devre kartlarında milimetre olarak bile ölçüldüğünde, iletkenlerin yanal alt kesimine gözlerini kapatırlar. İletkenlerin genişliği, yükseklikleriyle orantılıysa veya ondan daha azsa (bugünün gerçekleri), o zaman "yanal çabalar", bu tür teknolojilerin kullanılmasının tavsiye edilebilirliği konusunda şüphe uyandırır.

Pratikte, baskılı iletkenlerin yanal alt kesiminin değeri bir dereceye kadar azaltılabilir. Bu, aşındırma oranını artırarak elde edilir; bir jet kaplama kullanarak (asitleyici jetler, istenen yönle çakışır - tabaka düzlemine dik) ve başka şekillerde. Ancak iletkenin genişliği yüksekliğine yaklaştığında, bu tür iyileştirmelerin etkinliği açıkça yetersiz hale gelir.

Ancak fotolitografi, kimya ve teknolojideki gelişmeler artık tüm bu sorunları çözmeyi mümkün kılıyor. Bu çözümler mikroelektronik teknolojilerden gelmektedir.

Baskılı devre kartlarının üretimi için amatör radyo teknolojisi

Amatör bir radyoda baskılı devre kartlarının imalatı kendine has özelliklere sahiptir ve teknolojinin gelişimi bu olanakları artırmaktadır. Ancak süreçler onların temeli olmaya devam ediyor.

Baskılı devre kartlarının evde ucuza nasıl üretileceği sorusu, muhtemelen geçen yüzyılın 60'lı yıllarından beri, baskılı devre kartlarının ev aletlerinde yaygın olarak kullanıldığı tüm radyo amatörlerini ilgilendirmektedir. Ve o zaman teknoloji seçimi o kadar büyük değilse, o zaman bugün, modern teknolojinin gelişimi sayesinde, radyo amatörleri herhangi bir pahalı ekipman kullanmadan baskılı devre kartlarını hızlı ve verimli bir şekilde üretebilmektedir. Ve bu fırsatlar, yaratımlarının kalitesinin endüstriyel tasarımlara yaklaştırılmasına izin vererek sürekli olarak genişlemektedir.

Aslında, bir baskılı devre kartı üretme sürecinin tamamı kabaca beş ana aşamaya ayrılabilir:

• iş parçasının ön hazırlığı (yüzey temizliği, yağdan arındırma);
• bir şekilde koruyucu bir kaplama uygulamak;
• fazla bakırın tahta yüzeyinden çıkarılması (aşındırma);
• iş parçasının koruyucu kaplamadan temizlenmesi;
• deliklerin delinmesi, levhanın akı ile kaplanması, kalaylama.

Levha yüzeyindeki fazla bakırın kimyasal aşındırma ile çıkarıldığı yalnızca en yaygın "klasik" teknolojiyi düşünüyoruz. Ek olarak, örneğin bakırın öğütülerek veya bir elektrik kıvılcım tesisatı kullanılarak çıkarılması da mümkündür. Bununla birlikte, bu yöntemler ne radyo amatör ortamında ne de endüstride yaygınlaşmamıştır (her ne kadar panoların öğütme yoluyla üretimi bazen tek miktarlarda basit baskılı devre kartlarının çok hızlı bir şekilde yapılmasının gerekli olduğu durumlarda kullanılmasına rağmen).

Ve burada, teknolojik sürecin ilk 4 noktasından bahsedeceğiz, çünkü sondaj, sahip olduğu alet kullanılarak bir radyo amatörü tarafından gerçekleştiriliyor.

Evde, endüstriyel tasarımlarla rekabet edebilecek çok katmanlı bir baskılı devre kartı yapmak imkansızdır, bu nedenle genellikle amatör radyo koşullarında çift taraflı baskılı devre kartları kullanılır ve mikrodalga cihazlarının tasarımlarında sadece çift taraflıdır.

Evde baskılı devre kartları yaparken çaba sarf etmek gerekse de, bir devre tasarlarken mümkün olduğunca çok sayıda yüzeye monte bileşen kullanmaya çalışmalıdır, bu da bazı durumlarda neredeyse tüm devreyi kartın bir tarafına yönlendirmenize izin verir. Bunun nedeni, yolların metalizasyonu için evde gerçekten uygulanabilir hiçbir teknolojinin henüz icat edilmemiş olmasıdır. Bu nedenle, kart bir taraftan yönlendirilemiyorsa, diğer taraf, kart üzerine monte edilmiş çeşitli bileşenlerin pinleri kullanılarak kablolanmalıdır, bu durumda kartın her iki tarafına da lehimlenmesi gerekecektir. Tabii ki, deliklerin metalizasyonunu değiştirmenin çeşitli yolları vardır (deliğe sokulan ve levhanın her iki tarafındaki raylara lehimlenmiş ince bir iletken kullanarak; özel kapaklar kullanarak), ancak hepsinin önemli dezavantajları vardır ve bunlar için elverişsizdir. kullanmak. İdeal olarak, tahta minimum sayıda atlama teli kullanılarak yalnızca bir taraftan yönlendirilmelidir.

Şimdi bir baskılı devre kartı üretmenin aşamalarının her biri üzerinde daha ayrıntılı olarak duralım.

İş parçasının ön hazırlığı

Bu aşama ilk aşamadır ve üzerine koruyucu bir kaplama uygulamak için gelecekteki baskılı devre kartının yüzeyinin hazırlanmasından oluşur. Genel olarak, uzun bir süre boyunca, yüzey temizleme teknolojisi önemli bir değişiklik geçirmedi. Tüm süreç, çeşitli aşındırıcı maddeler ve ardından yağdan arındırma kullanarak levha yüzeyinden oksitleri ve yabancı maddeleri uzaklaştırmaya kadar uzanır.

İnatçı kirleri çıkarmak için ince taneli zımpara kağıdı ("sıfır"), ince aşındırıcı toz veya tahta yüzeyinde derin çizikler bırakmayan diğer araçları kullanabilirsiniz. Bazen PCB'nin yüzeyini sert bir ovma makinesiyle fırçalayabilirsiniz. deterjan veya toz (bu amaçlar için, bulaşıkları yıkamak için, bazı maddelerin küçük katkılarıyla keçeye benzeyen aşındırıcı bir bez kullanmak uygundur; genellikle böyle bir bez bir köpük kauçuğa yapıştırılır). Ayrıca, yeterince temiz bir PCB yüzeyi ile aşındırıcı adımı tamamen atlayabilir ve doğrudan yağ gidermeye geçebilirsiniz.

Baskılı devre kartı üzerinde yalnızca kalın bir oksit filmi varsa, devre kartına bir demir klorür çözeltisi ile 3-5 saniye muamele edildikten sonra soğuk akan suda durulanarak kolayca çıkarılabilir. Bununla birlikte, bakır ışıkta hızla oksitlendiğinden, bu işlemin koruyucu kaplamayı uygulamadan hemen önce veya iş parçasının karanlık bir yerde saklanması için gerçekleştirildikten hemen sonra yapılmasının arzu edildiğine dikkat edilmelidir.

Yüzey hazırlığının son aşaması yağ gidermedir. Bunu yapmak için alkol, benzin veya asetonla nemlendirilmiş yumuşak, tüy bırakmayan bir bez kullanabilirsiniz. Burada, son zamanlarda kuruduktan sonra tahta üzerinde beyazımsı lekeler bırakan, önemli miktarda safsızlık içeren aseton ve alkol ortaya çıkmaya başladığından, yağdan arındırma işleminden sonra levha yüzeyinin temizliğine dikkat etmelisiniz. Bu durumda, başka bir yağ giderme bileşiği aramaya değer. Yağdan arındırıldıktan sonra, tahta akan soğuk suda durulanmalıdır. Bakır yüzeyin su ıslanma derecesi gözlemlenerek temizleme kalitesi kontrol edilebilir. Su filminin damla ve yırtıklarının oluşmadığı, suyla tamamen ıslanmış bir yüzey, normal bir temizlik seviyesinin göstergesidir. Bu su filmindeki düzensizlikler yüzeyin yeterince temizlenmediğini gösterir.

Koruyucu kaplama

Koruyucu kaplama, PCB üretim sürecindeki en önemli adımdır ve üretilen PCB'nin kalitesinin %90'ını belirleyen de budur. Şu anda, amatör radyo ortamında en popüler üç koruyucu kaplama yöntemidir. Bunları, kullanımları ile elde edilen levhaların kalitesini artırma sırasına göre ele alacağız.

Her şeyden önce, iş parçasının yüzeyindeki koruyucu kaplamanın, hatasız, net sınırları olan ve dağlama çözeltisinin kimyasal bileşenlerinin etkilerine dayanıklı homojen bir kütle oluşturması gerektiğini açıklığa kavuşturmak gerekir.

Manuel koruyucu kaplama

Bu yöntemle baskılı devre kartının çizimi, bir yazma cihazı kullanılarak manuel olarak cam elyafına aktarılır. Son zamanlarda, piyasada boyası suyla yıkanmayan ve oldukça dayanıklı bir koruyucu tabaka veren birçok işaretleyici ortaya çıktı. Ek olarak, el çizimi için bir çizim kalemi veya başka bir boya dolu cihaz kullanabilirsiniz. Örneğin, çizim için ince bir iğneye sahip bir şırınga kullanmak uygundur (bu amaç için en uygun iğne çapı 0,3-0,6 mm olan insülin şırıngaları), 5-8 mm uzunluğunda kesilir. Bu durumda, gövde şırıngaya sokulmamalıdır - boya, kılcal etkinin etkisi altında serbestçe akmalıdır. Alternatif olarak, bir şırınga yerine, istenen çapı elde etmek için ateşin üzerine uzatılmış ince bir cam veya plastik tüp kullanabilirsiniz. Tüpün veya iğnenin kenarının işlenmesinin kalitesine özellikle dikkat edilmelidir: çizerken tahtayı çizmemelidirler, aksi takdirde zaten boyanmış alanlara zarar verebilirsiniz. Bu tür cihazlarla çalışırken boya olarak, solventle seyreltilmiş bir bitüm veya başka bir vernik, zaponlak veya hatta alkolde bir reçine çözeltisi kullanabilirsiniz. Bu durumda, boyanın kıvamını, çekme sırasında serbestçe akacak, ancak aynı zamanda dışarı akmayacak ve iğnenin veya tüpün ucunda damlalar oluşturmayacak şekilde seçmek gerekir. Koruyucu bir kaplamanın manuel olarak uygulanmasının oldukça zahmetli olduğu ve yalnızca küçük bir tahtanın çok hızlı yapılması gerektiğinde uygun olduğu belirtilmelidir. Elle çekme ile elde edilebilecek minimum iz genişliği 0,5 mm mertebesindedir.

"Lazer yazıcı ve ütü teknolojisi" kullanma

Bu teknoloji nispeten yakın zamanda ortaya çıktı, ancak ortaya çıkan panoların sadeliği ve yüksek kalitesi nedeniyle hemen yaygınlaştı. Teknoloji, tonerin (lazer yazıcılarda yazdırmak için kullanılan toz) bir alt tabakadan bir baskılı devre kartına aktarılmasına dayanır.

Bu durumda, iki seçenek mümkündür: ya kullanılan alt tabaka aşındırma işleminden önce tahtadan ayrılır, ya da alt tabaka olarak kullanılırsa. alüminyum folyo, bakır ile birlikte kazınmış .

Bu teknolojiyi kullanmanın ilk adımı, baskılı devre kartı deseninin ayna görüntüsünü bir alt tabaka üzerine basmaktır. Bu durumda, yazıcının baskı parametreleri maksimum baskı kalitesi için ayarlanmalıdır (çünkü bu durumda toner tabakası en yüksek kalınlığa uygulanır). Destek olarak, ince kaplamalı kağıt (çeşitli dergilerden kapaklar), faks kağıdı, alüminyum folyo, lazer yazıcılar için film, Oracal kendinden yapışkanlı filmden bir altlık veya başka malzemeler kullanabilirsiniz. Çok ince kağıt veya folyo kullanıyorsanız, bunları bir parça ağır iş kağıdına çevresine yapıştırmanız gerekebilir. İdeal olarak, yazıcının içinde bu tür bir sandviçin buruşmasını önlemek için yazıcının bükülmeyen bir kağıt yoluna sahip olması gerekir. Büyük önem Bu aynı zamanda folyo veya Oracal film desteği üzerine yazdırma için de geçerlidir, çünkü toner onlara çok zayıf bir şekilde yapışır ve kağıt yazıcının içinde bükülürse, yazıcı füzerini temizlemek için birkaç hoş olmayan dakika harcamanız gerekme olasılığı yüksektir. sıkışmış toner kalıntılarından. Yazıcının üst tarafa yazdırırken kağıdı içinden yatay olarak besleyebilmesi en iyisidir (devre kartı imalatında kullanım için en iyi yazıcılardan biri olan HP LJ2100 gibi). HP LJ 5L, 6L, 1100 gibi yazıcıların sahiplerini, Oracal'dan folyo veya taban üzerine baskı yapmaya çalışmamaları için derhal uyarmak istiyorum - genellikle bu tür deneyler başarısızlıkla sonuçlanır. Ayrıca, yazıcıya ek olarak, kalın bir toner tabakası uygulaması nedeniyle kullanımı bazen yazıcılara kıyasla daha iyi sonuçlar veren bir fotokopi makinesi de kullanabilirsiniz. Bir alt tabaka için temel gereksinim, tonerden kolayca ayrılabilmesidir. Ayrıca kağıt kullanılıyorsa tonerde tiftik bırakmamalıdır. Bu durumda, iki seçenek mümkündür: toner karta aktarıldıktan sonra alt tabaka basitçe çıkarılır (lazer yazıcılar için film veya Oracal'dan bir alt tabaka olması durumunda) veya önceden suya batırılır ve ardından kademeli olarak ayrılmış (kaplanmış kağıt).

Tonerin panoya aktarılması, tonerli alt tabakanın önceden temizlenmiş panoya uygulanmasından ve ardından tonerin erime noktasının biraz üzerindeki bir sıcaklığa ısıtılmasından oluşur. Bunun nasıl yapılacağına dair çok sayıda seçenek var, ancak en basit olanı alt tabakayı tahtaya sıcak bir demirle bastırmak. Aynı zamanda, ütünün basıncını alt tabakaya eşit olarak dağıtmak için aralarına birkaç kat kalın kağıt döşenmesi önerilir. Çok önemli konuÜtünün sıcaklığı ve bekletme süresidir. Bu parametreler duruma göre değişir, bu nedenle iyi sonuçlar almadan önce birden fazla deneme çalıştırmanız gerekebilir. Tek bir kriter var: tonerin karton yüzeyine yapışacak kadar erimesi için yeterli zamana sahip olması ve aynı zamanda paletlerin kenarlarının düzleşmemesi için yarı sıvı hale gelmesi için zamana sahip olmaması gerekiyor. . Toneri tahtaya "kaynattıktan" sonra, alt tabakayı ayırmak gerekir (alt tabaka olarak alüminyum folyo kullanılması durumu hariç: hemen hemen tüm dağlama çözeltilerinde çözüldüğü için çıkarılmamalıdır). Oracal'ın lazer filmi ve arkası düzgünce soyulabilirken, düz kağıdın sıcak suya batırılması gerekir.

Unutulmamalıdır ki, lazer yazıcıların özelliklerinden dolayı, büyük düz çokgenlerin ortasındaki toner tabakası oldukça küçüktür, bu nedenle mümkün olduğunca tahta üzerinde bu tür alanları kullanmaktan veya alt tabakayı çıkardıktan sonra kullanmaktan kaçınmalısınız. tahtaya manuel olarak rötuş yapmak için Genel olarak, bu teknolojinin belirli bir eğitimden sonra kullanılması, rayların genişliğini ve aralarındaki boşlukları 0,3 mm'ye kadar elde etmenizi sağlar.

Bu teknolojiyi uzun yıllardır kullanıyorum (lazer yazıcı bana sunulduğundan beri).

Fotorezistlerin uygulanması

Bir fotorezist, ışığın etkisi altında özelliklerini değiştiren ışığa duyarlı (genellikle ultraviyole radyasyona yakın bölgede) bir maddedir.

Son zamanlarda, Rusya pazarında özellikle evde kullanım için uygun olan çeşitli ithal aerosol fotorezist türleri ortaya çıkmıştır. Fotorezist uygulamasının özü şu şekildedir: üzerine bir fotorezist tabakası uygulanmış tahtaya bir fotomaske () uygulanır ve maruziyeti gerçekleştirilir, ardından fotorezistin açıkta kalan (veya aydınlatılmamış) alanları ile yıkanır. genellikle kostik soda (NaOH) olan özel bir çözücü. Tüm fotorezistler iki kategoriye ayrılır: pozitif ve negatif. Pozitif fotorezistler için, tahtadaki iz, fotomask üzerindeki siyah bir alana karşılık gelir ve negatif olanlar için şeffaftır.

En yaygın olanı, kullanımı en uygun olan pozitif fotorezistlerdir.

Aerosol kaplarda pozitif fotorezistlerin kullanımı üzerinde daha ayrıntılı duralım. İlk adım bir fotoğraf maskesi hazırlamaktır. Evde, bir lazer yazıcıda tahtanın bir çizimini film üzerine yazdırarak elde edebilirsiniz. Bu durumda gerekli Özel dikkat yazıcı ayarlarında tüm toner tasarrufu modlarını devre dışı bırakmak ve baskı kalitesini iyileştirmek için gerekli olan fotoğraf maskesine siyah renk yoğunluğunu vermek için. Ek olarak, bazı şirketler bir fotoplotter üzerinde bir fotoğraf maskesi çıktısı sunar - bu arada size yüksek kaliteli bir sonuç garanti edilir.

İkinci aşamada, önceden hazırlanmış ve temizlenmiş levha yüzeyine ince bir fotorezist filmi uygulanır. Bu, yaklaşık 20 cm'lik bir mesafeden püskürtülerek yapılır, bu durumda, ortaya çıkan kaplamanın maksimum homojenliği için çaba gösterilmelidir. Ayrıca, püskürtme işlemi sırasında toz olmamasını sağlamak çok önemlidir - fotoreziste giren her toz parçacığı kaçınılmaz olarak tahtada izini bırakacaktır.

Bir fotorezist tabakası uyguladıktan sonra ortaya çıkan filmi kurutmak gerekir. Bunu 70-80 derecelik bir sıcaklıkta yapmanız önerilir ve önce yüzeyi düşük bir sıcaklıkta kurutmanız ve ancak daha sonra sıcaklığı kademeli olarak istenen değere getirmeniz gerekir. Bu sıcaklıkta kuruma süresi yaklaşık 20-30 dakikadır. Aşırı durumlarda, tahtanın kurumasına izin verilir: oda sıcaklığı 24 saat içinde. Fotorezist kaplı levhalar serin ve karanlık bir yerde saklanmalıdır.

Fotorezist uygulandıktan sonraki aşama pozlamadır. Bu durumda, tahtaya bir fotoğraf maskesi bindirilir (baskı tarafı tahtaya gelecek şekilde, bu, pozlama sırasında netliğin artmasına katkıda bulunur), ince cam veya ile bastırılır. Levhaların boyutları yeterince küçükse, sıkıştırma için emülsiyondan yıkanmış bir fotoğraf plakası kullanılabilir. Çoğu modern fotorezistin maksimum spektral hassasiyet bölgesi ultraviyole aralığına düştüğünden, aydınlatma için spektrumda büyük oranda UV radyasyonu olan bir lamba kullanılması arzu edilir (DRS, DRT, vb.). Son çare olarak güçlü bir ksenon lamba kullanabilirsiniz. Pozlama süresi birçok nedene bağlıdır (lambanın tipi ve gücü, lambadan panoya olan mesafe, fotorezist tabakasının kalınlığı vb.) ve deneysel olarak seçilir. Bununla birlikte, genel olarak, maruz kalma süresi, doğrudan güneş ışığına maruz kaldığında bile genellikle 10 dakikadan fazla değildir.

(Plastik, görünür ışıkta şeffaf, UV radyasyonunu güçlü bir şekilde emdikleri için presleme için plakaların kullanılmasını önermiyorum)

Çoğu fotorezistin gelişimi, litre su başına 7 gram olan bir kostik soda (NaOH) çözeltisi ile gerçekleştirilir. 20-25 derecelik bir sıcaklıkta taze hazırlanmış bir çözelti kullanmak en iyisidir. Geliştirme süresi, fotorezist filmin kalınlığına bağlıdır ve 30 saniye ile 2 dakika arasında değişir. Geliştirmeden sonra, fotorezist aside dayanıklı olduğu için kart ortak çözümlerde dağlanabilir. Yüksek kaliteli fotoğraf maskeleri kullanırken, bir fotorezist kullanımı, 0,15-0,2 mm genişliğe kadar izler elde etmenizi sağlar.

dağlama

Bakırın kimyasal olarak aşındırılması için birçok bileşim bilinmektedir. Hepsi reaksiyonun hızında, reaksiyon sonucunda salınan maddelerin bileşiminde ve ayrıca bir çözeltinin hazırlanması için gerekli kimyasal reaktiflerin mevcudiyetinde farklılık gösterir. Aşağıda en popüler dekapaj çözümleri hakkında bilgiler bulunmaktadır.

Ferrik klorür (FeCl)

Belki de en ünlü ve popüler reaktif. Kuru demir klorür, doymuş bir altın sarısı renk çözeltisi elde edilene kadar suda çözünür (bu, bir bardak su için yaklaşık iki yemek kaşığı gerektirir). Bu solüsyondaki dağlama işlemi 10 ila 60 dakika arasında sürebilir. Süre, çözeltinin konsantrasyonuna, sıcaklığa ve karıştırmaya bağlıdır. Karıştırma, reaksiyonu önemli ölçüde hızlandırır. Bu amaçla, çözeltinin hava kabarcıkları ile karışmasını sağlayan bir akvaryum kompresörü kullanmak uygundur. Ayrıca çözelti ısıtıldığında reaksiyon hızlanır. Aşındırma sonunda levha bol su ile tercihen sabunla (asit kalıntılarını nötralize etmek için) yıkanmalıdır. Bu çözümün dezavantajları, reaksiyon sırasında tahtaya yerleşen ve aşındırma işleminin normal seyrine müdahale eden atık oluşumunu ve ayrıca nispeten düşük reaksiyon hızını içerir.

Amonyum persülfat

Hafif kristalli madde, 35 g maddenin 65 g suya oranına göre suda çözünür. Bu çözeltideki dağlama işlemi yaklaşık 10 dakika sürer ve dağlanan bakır kaplamanın alanına bağlıdır. Reaksiyon için en uygun koşulları sağlamak için çözeltinin sıcaklığı yaklaşık 40 derece olmalı ve sürekli karıştırılmalıdır. Aşındırma işleminin sonunda, tahta akan suda durulanmalıdır. Bu çözümün dezavantajları, gerekli sıcaklığı ve karıştırmayı koruma ihtiyacını içerir.

Bir hidroklorik asit (HCl) ve hidrojen peroksit (H 2 O 2) çözeltisi

- Bu çözeltiyi hazırlamak için 770 ml suya 200 ml %35 hidroklorik asit ve 30 ml %30 hidrojen peroksit ilave etmek gerekir. Hazırlanan çözelti, hidrojen peroksitin ayrışması sırasında gaz açığa çıktığı için hava geçirmez şekilde kapatılmamış koyu renkli bir şişede saklanmalıdır. Dikkat: Bu solüsyonu kullanırken, aşındırıcı kimyasallarla çalışırken tüm önlemler alınmalıdır. Tüm işler yalnızca açık havada veya bir davlumbaz altında yapılmalıdır. Solüsyon cilt ile temas ederse hemen bol su ile yıkanmalıdır. Dağlama süresi, karıştırmaya ve çözelti sıcaklığına büyük ölçüde bağlıdır ve oda sıcaklığında iyi karıştırılmış taze bir çözelti için 5-10 dakika mertebesindedir. Çözelti 50 derecenin üzerinde ısıtılmamalıdır. Aşındırma işleminden sonra, tahta akan su ile durulanmalıdır.

Dağlama sonrası bu çözelti H 2 O 2 eklenerek azaltılabilir. Gerekli hidrojen peroksit miktarının değerlendirilmesi görsel olarak yapılır: çözeltiye daldırılan bakır levha kırmızıdan koyu kahverengiye yeniden boyanmalıdır. Çözeltide kabarcık oluşumu, aşındırma reaksiyonunda yavaşlamaya yol açan fazla miktarda hidrojen peroksit olduğunu gösterir. Bu çözümün dezavantajı, onunla çalışırken tüm güvenlik önlemlerine sıkı sıkıya bağlı kalma ihtiyacıdır.

Çözüm sitrik asit ve Radiocat'ten hidrojen peroksit

100 ml eczanede %3 hidrojen peroksit, 30 gr sitrik asit ve 5 gr sodyum klorür çözülür.

Bu çözelti, 35 µm kalınlığında 100 cm2 bakırın dağlanması için yeterli olmalıdır.

Çözeltiyi hazırlarken tuzdan kaçınılamaz. Katalizör rolü oynadığı için, dağlama işleminde pratik olarak tüketilmez. Peroksit %3 ayrıca seyreltilmemelidir. kalan bileşenler eklendiğinde konsantrasyonu azalır.

Ne kadar fazla hidrojen peroksit (hidroperit) eklenirse, süreç o kadar hızlı ilerler, ancak aşırıya kaçmayın - çözelti depolanmaz, yani. yeniden kullanılmaz, bu da hidroperitin basitçe taşacağı anlamına gelir. Fazla peroksit, aşındırma sırasında bol miktarda "kabarcıklanma" ile kolayca tanımlanabilir.

Bununla birlikte, sitrik asit ve peroksit ilavesi oldukça kabul edilebilir, ancak taze bir çözelti hazırlamak daha mantıklı.

İş parçasının temizlenmesi

Tahtayı aşındırıp yıkadıktan sonra, yüzeyini koruyucu kaplamadan temizlemek gerekir. Bu, örneğin aseton gibi herhangi bir organik çözücü ile yapılabilir.

Ardından, tüm delikleri delmeniz gerekir. Bu, elektrik motorunun maksimum hızında bilenmiş bir matkapla yapılmalıdır. Koruyucu bir kaplama uygularken, temas pedlerinin merkezlerinde boş alan kalmadıysa, önce delikleri işaretlemek gerekir (bu, örneğin bir çekirdek ile yapılabilir). Bundan sonra, kartın arka tarafındaki kusurlar (saçak), havşa açma ile ve bakır üzerinde çift taraflı bir baskılı devre kartı üzerinde - bir matkap devrinde manuel bir kelepçede yaklaşık 5 mm çapında bir matkapla kuvvet uygulamak.

Bir sonraki adım, levhayı akı ile kaplamak ve ardından kalaylamaktır. Özel endüstriyel sınıf flukslar kullanabilir (en iyi su ile yıkanır veya hiç durulama gerektirmez) veya tahtayı alkolde zayıf bir reçine çözeltisiyle kaplayabilirsiniz.

Kalaylama iki şekilde yapılabilir:

Erimiş lehime daldırılarak

Bir havya ve lehim emdirilmiş metal bir örgü kullanarak.

İlk durumda, bir demir banyosu yapmak ve az miktarda düşük erime noktalı lehim - Rose veya Wood alaşımı ile doldurmak gerekir. Lehimin oksidasyonunu önlemek için eriyik tamamen bir gliserin tabakası ile kaplanmalıdır. Tepsiyi ısıtmak için ters ütü veya elektrikli ocak kullanabilirsiniz. Levha eriyik içine daldırılır ve daha sonra fazla lehim sert kauçuktan bir silecek ile çıkarılırken çıkarılır.

Çözüm

Düşünmek, bu materyal okuyucuların baskılı devre kartlarının tasarımı ve üretimi hakkında fikir edinmelerine yardımcı olur. Ve elektronikle uğraşmaya başlayanlar için, üretimlerinin temel becerilerini evde edinin.Baskılı devre kartlarıyla daha eksiksiz bir tanışma için [L.2] okumanızı tavsiye ederim. İnternetten indirilebilir.

Edebiyat

1. Politeknik Sözlük. Yayın kurulu: Inglinsky A. Yu. Et al.M.: Sovyet ansiklopedisi. 1989.
2. Medvedev A.M. Baskılı devre kartları. Yapılar ve malzemeler. M.: Teknosfer. 2005.
3. Baskılı devre kartı teknolojilerinin tarihinden // Elektronika-NTB. 2004. No. 5.
4. Elektronik teknolojisinin yeni öğeleri. Intel, 3D transistörler çağını müjdeliyor. Geleneksel düzlemsel cihazlara alternatif // Elektronika-NTB. 2002. No. 6.
5. Gerçekten üç boyutlu mikro devreler - ilk yaklaşım // Bileşenler ve teknolojiler. 2004. No 4.
6. Mokeev M. N, Lapin M. S. Dokuma devre kartları ve halkaların üretimi için teknolojik süreçler ve sistemler. L.: LDNTP 1988.
7. Volodarsky O. Bu bilgisayar bana uyar mı? Kumaşa dokunan elektronikler moda oluyor // Electronics-NTB. 2003. Sayı 8.
8. Medvedev A.M. Baskılı devre kartlarının üretim teknolojisi. M.: Teknosfer. 2005.
9. Medvedev A.M. Baskılı devre kartlarının darbe metalizasyonu // Elektronik endüstrisindeki teknolojiler. 2005. Sayı 4
10. Baskılı devre kartları - geliştirme hatları, Vladimir Urazaev,

laminat FR4

Laminat parkenin detaylı açıklamasını burada bulabilirsiniz.

TePro deposundaki laminatlar

Mikrodalga malzeme ROGERS

NOT. ROGERS malzeme levhalarının üretiminde kullanım için lütfen bunu sipariş formunda belirtin.

Rogers malzemesinin maliyeti standart FR4'ten önemli ölçüde daha yüksek olduğundan, Rogers malzemesiyle yapılan levhalar için ek bir ek ücret uygulamak zorunda kalıyoruz. Kullanılan boşlukların çalışma alanları: 170 × 130; 270 × 180; 370 × 280; 570 × 380.

Metal bazlı laminatlar

Malzemenin görsel temsili

1 W / (m K) dielektrik termal iletkenliğe sahip alüminyum laminat ACCL 1060-1

Açıklama

2 (5) W / (m K) dielektrik termal iletkenliğe sahip alüminyum laminat CS-AL88-AD2 (AD5)

Açıklama

prepreg

Üretimde ILM markasının 2116, 7628 ve 1080 A sınıfı (en yüksek) prepreglerini kullanıyoruz.

Prepreglerin ayrıntılı bir açıklamasını bulabilirsiniz.

Lehim maskesi

Özellikler

Lehim maskesinin ayrıntılı bir açıklamasını bulabilirsiniz.

Laminatlar ve prepregler hakkında sık sorulan sorular ve cevapları

XPC nedir?

FR1 ve FR2 arasındaki fark nedir?

FR2 nedir?

FR3 nedir?

FR4 nedir?

FR5 nedir?

CEM-1 nedir?

CEM-3 nedir?

G10 nedir?

Laminatlar nasıl değiştirilebilir?

Prepreg nedir?

FR veya CEM ne anlama geliyor?

FR4 gerçekten yeşil mi?

Logonun rengi bir şey ifade ediyor mu?

Logonun yönü bir şey ifade ediyor mu?

UV Engelleyici Laminat Nedir?

Deliklerin kaplanması için hangi laminatlar uygundur?

Delikleri kaplamak için bir alternatif var mı?

malzeme kalınlığı nedir?

Nedir: PF-CP-Cu? IEC-249? GFN?

CTI nedir?

#7628 ne anlama geliyor? Başka hangi sayılar var?

94V-0, 94V-1, 94-HB nedir?

Baskılı devre kartı- üzerinde en az bir elektriksel iletken devrenin (elektronik devre) oluşturulduğu (genellikle basılı bir yöntemle) bir dielektrikten yapılmış bir plaka. Baskılı devre kartı, çeşitli elektronik bileşenlerin elektriksel ve mekanik bağlantısı veya bireysel elektronik bileşenlerin bağlantısı için tasarlanmıştır. Bir baskılı devre kartı üzerindeki elektronik bileşenler, iletken bir modelin elemanlarına, genellikle lehimleme veya sarma veya perçinleme veya presleme yoluyla iletken bir modelin elemanlarına bağlanır ve bunun sonucunda elektronik modülün (veya monte edilmiş baskılı devre kartının) monte edilmesi sağlanır.

Pano türleri

Elektriksel olarak iletken bir desene sahip katman sayısına bağlı olarak, baskılı devre kartları tek taraflı, çift taraflı ve çok katmanlı olarak ayrılır.
Yüzeye montajdan farklı olarak, baskılı devre kartı üzerindeki elektriksel olarak iletken bir desen, bir ekleme veya çıkarma yöntemi kullanılarak folyodan yapılır. Katkı işleminde, folyo olmayan bir malzeme üzerinde, genellikle malzemeye önceden uygulanmış koruyucu bir maske aracılığıyla kimyasal bakır kaplama ile iletken bir model oluşturulur. Çıkarma yönteminde, genellikle kimyasal aşındırma kullanılarak folyonun gereksiz bölümleri kaldırılarak bir folyo malzemesi üzerinde iletken bir desen oluşturulur.

Baskılı devre kartı genellikle, ek olarak koruyucu bir kaplama ile kaplanabilen montaj delikleri ve pedler içerir: kalay-kurşun alaşımı, kalay, altın, gümüş, organik koruyucu kaplama. Ek olarak, baskılı devre kartlarında, levha katmanlarının elektrik bağlantısı için yollara, levha yüzeyini kaplayan harici bir yalıtım kaplamasına ("koruyucu maske") sahiptir, yalıtım katmanıyla temas için kullanılmaz, işaretleme genellikle serigrafi baskı kullanılarak uygulanır, daha az genellikle mürekkep püskürtmeli veya lazerle.

Baskılı devre kartı çeşitleri

İletken malzeme katmanlarının sayısına göre:
- Tek taraflı
-İkili
-Çok katmanlı (MPP)

Esnekliğe göre:
-Sert
-Esnek

Kurulum teknolojisi:
-Deliklerden montaj için
- Yüzeye montaj için

Özel çalışma koşulları (örneğin, genişletilmiş bir sıcaklık aralığı) veya uygulama özellikleri (örneğin, yüksek frekanslarda çalışan cihazlarda) gereksinimleri nedeniyle her bir baskılı devre kartı tipi kendi özelliklerine sahip olabilir.

Malzemeler (düzenle)

Baskılı devre kartının temeli bir dielektriktir; en sık kullanılan malzemeler textolite, cam elyaf laminat, getinax'tır.
Bir dielektrikle kaplanmış metal bir taban (örneğin, anodize edilmiş alüminyum) ayrıca baskılı devre kartlarının temeli olarak hizmet edebilir; dielektrik üzerine bakır folyo folyo uygulanır. Bu baskılı devre kartları, elektronik bileşenlerden ısıyı verimli bir şekilde dağıtmak için güç elektroniğinde kullanılır. Bu durumda, kartın metal tabanı soğutucuya takılır.
Mikrodalga aralığında ve 260 ° C'ye kadar sıcaklıklarda çalışan baskılı devre kartları için bir malzeme olarak, cam elyafı (örneğin, FAF-4D) ile güçlendirilmiş floroplastik ve seramikler kullanılır. Esnek levhalar kapton gibi poliimid malzemelerden yapılır.

FR-4

NEMA (Ulusal Elektrik Üreticileri Birliği, ABD) sınıflandırmasına göre FR-4 genel adı altında bir malzeme ailesi. Bu malzemeler, mekanik dayanım için artan gereksinimlerle DPP, MPP ve OPP üretimi için en yaygın olanlardır. FR-4, bağlayıcı (fiberglas) olarak epoksi reçineli cam elyafı bazlı bir malzemedir. Genellikle mat sarımsı veya şeffaf, olağan yeşil renk baskılı devre kartının yüzeyine uygulanan bir lehim maskesi ile uygulanır. Yanıcılık sınıfı UL94-V0.
FR-4'ün özelliklerine ve kapsamına bağlı olarak
-standart, cam geçiş sıcaklığı Tg ~ 130 ° C, UV engellemeli veya engellemesiz. FR-4'ün en yaygın ve yaygın kullanılan türü, aynı zamanda en ucuzu;

Yüksek camsı geçiş sıcaklığı ile Tg ~ 170°C-180°C;
-halojensiz;
-normalleştirilmiş izleme indeksi ile, CTI ≥400, ≥600;
- düşük dielektrik sabiti ε ≤3.9 ve dielektrik kayıp açısının küçük tanjantı df ≤0.02 olan yüksek frekans.

CEM-3

NEMA dereceli CEM-3 malzeme ailesi. Fiberglas-epoksi kompozit genellikle süt beyazı veya şeffaftır. Aralarına dokunmamış bir cam elyafı (cam elyafı keçesi) yerleştirilmiş iki dış cam elyaf tabakasından oluşur. Metalizasyonlu DPP üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikleri FR-4'e çok yakındır ve genel olarak yalnızca daha düşük mekanik mukavemette farklılık gösterir. için FR-4'e çok ucuz bir alternatiftir. salt çoğunluk uygulamalar. Mükemmel mekanik olarak işlenmiş (freze, damgalama). Yanıcılık sınıfı UL94-V0.
CEM-3, özelliklerine ve uygulama alanına göre aşağıdaki alt sınıflara ayrılır:
- UV engellemeli veya engellemesiz standart;

CEM-1

NEMA sınıflandırmasına göre malzeme sınıfı CEM-1. Bu kompozitler, dışta iki kat fiberglas ile kağıt desteklidir. Genellikle süt beyazı, süt sarısı veya kahverengimsi kahverengi. Delik metalizasyon işlemi ile uyumlu değildirler, bu nedenle sadece OPP üretimi için kullanılırlar. Dielektrik özellikler FR-4'e yakındır, mekanik özellikler biraz daha kötüdür. CEM-1, fiyatın belirleyici faktör olduğu tek taraflı PCB üretimi için FR-4'e iyi bir alternatiftir. Mükemmel mekanik olarak işlenmiş (freze, damgalama). Yanıcılık sınıfı UL94-V0.
Aşağıdaki alt sınıflara ayrılmıştır:
-standart;
-Yüksek sıcaklık, kurşunsuz kalaylama ve lehimleme teknolojileriyle uyumlu;
-halojen içermez, fosfor ve antimon içermez;
-normalleştirilmiş izleme indeksi ile, CTI ≥600
- artan boyutsal kararlılık ile neme dayanıklı

FR-1 / FR-2

NEMA sınıflandırmasına göre malzeme sınıfı FR-1 ve FR-2. Bu malzemeler fenolik kağıt bazında yapılır ve sadece OPP üretimi için kullanılır. FR-1 ve FR-2 benzer özelliklere sahiptir, FR-2, FR-1'den yalnızca bağlayıcı olarak daha yüksek cam geçiş sıcaklığına sahip değiştirilmiş bir fenolik reçine kullanılmasıyla ayrılır. FR-1 ve FR-2'nin benzer özellikleri ve kapsamı nedeniyle, çoğu malzeme üreticisi bu malzemelerden yalnızca birini, daha sıklıkla FR-2'yi üretir. Mükemmel mekanik olarak işlenmiş (freze, damgalama). Daha ucuz. Yanıcılık sınıfı UL94-V0 veya V1.
Aşağıdaki alt sınıflara ayrılmıştır:
-standart;
-halojen içermez, fosfor ve antimon içermez, toksik değildir;
- neme dayanıklı

Baskılı devre kartları için yüzeyler

Depolamadan sonra baskılı devre kartlarının lehimlenebilirliğini korumak, elektronik bileşenlerin güvenilir kurulumunu sağlamak ve çalışma sırasında lehimli veya kaynaklı bağlantıların özelliklerini korumak için, baskılı devre kartının temas yüzeylerinin bakır yüzeyini bir koruyucu ile korumak gerekir. lehimli yüzey kaplaması, sözde bitiş kaplaması. Baskılı devre kartlarınızın üretiminde aynı anda bir veya birkaçı lehine en uygun seçimi yapmanızı sağlayan çok çeşitli son kat kaplamaları dikkatinize sunuyoruz.

HAL veya HASL (İngiliz Sıcak Hava Tesviye veya Sıcak Hava Lehim Tesviye - sıcak hava tesviye) kalay-kurşun (Sn / Pb) alaşım bazlı lehimler, örneğin OS61, OS63 ve bir hava bıçağı ile tesviye kullanılarak. İmalatın son aşamasında, önceden oluşturulmuş bir baskılı devre kartı üzerine, bir eriyik banyosuna daldırılarak uygulanan bir lehim maskesi ile uygulanır ve ardından bir hava bıçağı kullanarak fazla lehimi düzleştirir ve giderir. Şu anda en yaygın olan bu kaplama, en ünlü ve uzun süredir kullanılan klasik olanıdır. Uzun süreli depolamadan sonra bile PCB'lerin mükemmel lehimlenebilirliğini sağlar. HAL kaplama teknolojik olarak gelişmiş ve ucuzdur. Bilinen tüm montaj ve lehimleme yöntemleriyle uyumludur - manuel, dalga lehimleme, fırında yeniden akış, vb. Bu tip son katın dezavantajları şunları içerir: öncülük etmek - RoHS direktifi (Restriction of Hazardous Substances Directives) tarafından Avrupa Birliği'nde kullanımı yasaklanan en zehirli metallerden biri ve ayrıca HAL kaplamanın çok hassas mikro devreleri monte etmek için kontak pedlerinin düzlük koşullarını karşılamaması. yüksek derecede entegrasyon. Kaplama, kristalleri bir tahtaya yapıştırma (COB - Chip on board) ve uç kontaklara (lameller) uygulama teknolojisi için uygun değildir.

HAL kurşunsuz - HAL kaplama seçeneği, ancak kurşunsuz lehimler kullanılıyor, örneğin Sn100, Sn96.5 / Ag3 / Cu0.5, SnCuNi, SnAgNi. Kaplama tamamen RoHS uyumludur ve çok iyi tutunma ve lehimlenebilirliğe sahiptir. Bu son kat, PCB ve elektronik bileşenlerin temel malzemesine daha yüksek sıcaklık gereksinimleri getiren PIC tabanlı HAL'den daha yüksek bir sıcaklıkta uygulanır. Kaplama, hem kurşunsuz lehim kullanımı (en çok tavsiye edilendir) hem de kalay-kurşun lehim kullanımı ile tüm montaj ve lehimleme yöntemleriyle uyumludur, ancak lehimlemenin sıcaklık koşullarına dikkat edilmesini gerektirir. Sn / Pb bazlı HAL ile karşılaştırıldığında, bu kaplama kurşunsuz lehimlerin daha yüksek maliyeti ve ayrıca daha yüksek enerji tüketimi nedeniyle daha pahalıdır.

HAL kaplama ile ilgili temel sorun , kaplama kalınlığının önemli bir eşitsizliğidir. Sorun özellikle küçük pin aralığına sahip bileşenler için geçerlidir, örneğin 0,5 mm veya daha az adımlı QFP, 0,8 mm veya daha az adımlı BGA. Kaplamanın kalınlığı, temas alanının geometrik boyutlarına ve hava bıçağı etkisinin düzensizliğine bağlı olarak 0,5 mikrondan 40 mikrona kadar değişebilir. Ayrıca HASL uygulanırken termal şok sonucunda PCB eğilme/bükülme şeklinde bükülebilir. Bu özellikle kalın levhalar için geçerlidir.<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.

daldırma altın (ENIG - Akımsız Nikel / Daldırma Altın) - Ni / Au ailesinin kaplaması. Kaplama kalınlığı: Ni 3-7 mikron, Au 0.05-0.1 mikron. Lehim maskesinde pencerelerden kimyasal olarak uygulanır. Pedlerin düzlüğünü, iyi lehimlenebilirliği, pedlerin yüksek yüzey iletkenliğini ve uzun raf ömrünü sağlayan, yaygın olarak kullanılan kurşunsuz bir kaplamadır. İnce adımlı bileşen uygulamalarının yanı sıra devre içi testler için mükemmeldir. Kaplama tamamen RoHS uyumludur. Tüm montaj ve lehimleme yöntemleriyle uyumludur. HASL'den daha pahalı.

Daldırma altın uygulamak için birçok kimyasal üreticisi vardır ve uygulama teknolojisi, üreticiden kimyasal üreticisine farklılık gösterir. Nihai sonuç ayrıca kimyasalların seçimine ve uygulama sürecine bağlıdır. Bazı kimyasallar, belirli tipteki lehim maskesiyle uyumlu olmayabilir. Bu tip kaplama, iki tür kritik kusurun oluşumuna eğilimlidir - "siyah ped" (siyah ped, pedin yüzeyinin lehimle ıslanmaması) ve mekanik veya termal stres altında çatlama (nikel ve arasında çatlama meydana gelir). bakır tabakalar, intermetalik tabaka boyunca). Ayrıca kaplama sırasında, lehim bağlantısının gevrekleşmesini önlemek için altın miktarı kontrol edilmelidir. Daldırma altın uygulama teknolojisine tam bağlılık ve solüsyonların zamanında değiştirilmesi, kaplamanın kalitesini ve siyah ped kusurlarının olmamasını garanti eder. Mekanik stres altında çatlamayı önlemek için, 25x25 mm'den büyük veya 250 mm'den büyük bir pano boyutuna sahip BGA paketleri kullanırken, baskılı devre kartının kalınlığının 2,0 mm veya daha fazla artırılmasını tavsiye etmek mümkündür. Levha kalınlığının arttırılması, levhayı bükerken bileşenler üzerindeki mekanik stresi azaltır.

altın parmaklar - Ni / Au ailesinin kaplaması. Kaplama kalınlığı: Ni 3-5 mikron, Au 0,5-1,5 mikron. Elektrokimyasal biriktirme (galvanik) ile uygulanır. Kontakları ve lamelleri sonlandırmak için uygulama için kullanılır. Yüksek mekanik mukavemete, aşınmaya ve olumsuz çevresel etkilere karşı dirence sahiptir. Güvenilir ve dayanıklı elektrik kontağının gerekli olduğu durumlarda vazgeçilmezdir.

daldırma teneke - PCB pedlerinin yüksek düzlüğü için RoHS uyumlu kimyasal kaplama. Tüm lehimleme yöntemleriyle uyumlu teknolojik kaplama. Eski tip kaplamaların kullanılmasına dayanan yaygın yanlış anlayışın aksine, daldırma kalay, yeterince uzun bir depolamadan sonra iyi bir lehimlenebilirlik sağlar - 6 aylık garantili bir raf ömrü. (Kaplamanın lehimlenebilirliği, uygun depolama ile bir yıl veya daha fazla sürer). İyi lehimlenebilirliğin bu kadar uzun süre korunması, temas pedlerinin bakırı ile kalay arasında bir bariyer olarak organometal bir alt tabakanın eklenmesiyle sağlanır. Bariyer alt tabakası bakır ve kalayın iç içe geçmesini, metaller arası bileşiklerin oluşumunu ve kalayın yeniden kristalleşmesini engeller. Yaklaşık 1 mikron kalınlığında bir organometal alt tabakasına sahip daldırma kalay ile son kaplama, pürüzsüz, düz bir yüzeye sahiptir, yeterince uzun bir depolamadan sonra bile lehimlenebilirliği ve birkaç yeniden lehimleme olasılığını korur.

OSP (İngiliz Organik Lehimlenebilirlik Koruyucularından) - doğrudan bakır temas pedlerine uygulanan ve depolama ve lehimleme sırasında bakır yüzeyi oksidasyondan koruyan bir grup organik son kat kaplama. Azalan bileşen aralığıyla, gerekli düzlüğü sağlayan kaplamalara ve özellikle OSP'ye olan ilgi sürekli artıyor. Son zamanlarda, OSP kaplamaları hızla ilerlemekte, geçişler arasında yeterince uzun zaman aralıkları (günler) olsa bile bakır oksidasyonu olmadan çok geçişli lehimleme sağlayan kaplama çeşitleri ortaya çıkmıştır. Yaklaşık 0,01 µm'lik ince bir kaplama ile 0,2-0,5 µm veya daha fazla olan nispeten kalın bir kaplama arasında bir ayrım yapılır. 2 veya çok geçişli lehimleme için daha kalın bir kaplama seçin. OSP düz pedler sağlar, kurşunsuzdur ve RoHS uyumludur ve uygun şekilde depolandığında ve kullanıldığında çok güvenilir bir lehim bağlantısı sağlar. OSP ince kaplama, HAL'den daha ucuzdur. Kalın - neredeyse HAL ile aynı.

Ancak OSP, yeniden akış sırasında bakır pedin uçlarına lehim sağlamaz. Lehimin yüzey yayılımı HASL kaplamadan daha kötüdür. Bu nedenle, macun uygulanırken şablondaki delikler, temas alanına eşit bir boyutta yapılmalıdır. Aksi takdirde, pedin tüm yüzeyi lehimle kaplanmayacaktır (bu kusur sadece kozmetik olmasına rağmen, bağlantının güvenilirliği çok iyi kalır). Lehimlenmemiş bakır yüzeyler zamanla oksitlenir ve bu da onarımları olumsuz etkileyebilir. Dalga lehimleme sırasında kaplama deliklerinin ıslanması sorunu da vardır. Lehimlemeden önce yeterince büyük miktarda akı uygulanmalıdır, lehimin deliği içeriden ıslatması ve levhanın arkasında bir fileto oluşturması için akı deliklere girmelidir. Bu kaplamanın dezavantajları ayrıca şunları içerir: kullanımdan önce kısa depolama süresi, terpen çözücülerle uyumsuzluk, devre içi ve işlevsel testler sırasında test edilebilirlik üzerindeki sınırlamalar (kısmen kontrol noktalarına lehim pastası uygulanarak çözülür). OSP'yi seçtiyseniz, en iyi ıslanabilirlik, bağlantı güvenilirliği ve çoklu geçiş kombinasyonunu sağladıkları için Enthone'un ENTEK kaplamalarını (ENTEK PLUS, ENTEK PLUS HT) kullanmanızı öneririz.

Geliştirilmesi

1-2 katmanlı PCB için tipik bir geliştirme sürecine bir göz atalım.
-Boyutların belirlenmesi (breadboard için gerekli değildir).
-Bir dizi standarttan levha malzemesinin kalınlığının seçimi:
-En sık kullanılan malzeme 1.55mm kalınlığındadır.
-Board katmanındaki pano ölçülerinin (kenarlarının) CAD programında çizimi.
-Büyük radyo bileşenlerinin konumu: konektörler, vb. Bu genellikle üst katmanda (ÜST) olur:
-Her bir bileşenin çizimleri, pinlerin yeri ve sayısı vb. önceden belirlenmiş (veya hazır bileşen kitaplıkları) olduğu kabul edilir.
Bileşenlerin geri kalanını üst katmana veya daha az yaygın olarak 2 taraflı panolar için her iki katmana yaymak.
- İzleyici başlatılıyor. Sonuç tatmin edici değilse, bileşenler yeniden düzenlenir. Bu iki adım genellikle arka arkaya onlarca veya yüzlerce kez gerçekleştirilir.
Bazı durumlarda, baskılı devre kartlarının (çizim izleri) takibi tamamen veya kısmen manuel olarak yapılır.
- Panoda hatalar olup olmadığını kontrol edin (DRC, Tasarım Kuralları Kontrolü): boşlukları, kısa devreleri, bileşen örtüşmelerini vb. kontrol edin.
-Dosyayı, Gerber gibi PCB üreticisi tarafından kabul edilen bir formata aktarın.

Üretme

Baskılı devre kartlarının üretimi genellikle bir iş parçasının (folyo malzemesi) işlenmesi olarak anlaşılır. Tipik bir işlem birkaç adımdan oluşur: yolların açılması, fazla bakır folyoyu çıkararak iletkenlerin çekilmesi, deliklerin kaplanması, koruyucu kaplamaların uygulanması ve kalaylama ve işaretleme.

İletkenlerin çizimini alma

Levhaların imalatında, gerekli iletken modeli ve bunların kombinasyonlarını yeniden oluşturmak için kimyasal, elektrolitik veya mekanik yöntemler kullanılır.

kimyasal yöntem

Bitmiş folyo malzemeden baskılı devre kartlarının üretilmesi için kimyasal yöntem iki ana aşamadan oluşur: folyoya koruyucu bir tabaka uygulamak ve kimyasal yöntemlerle korunmasız alanları aşındırmak.

Endüstride koruyucu tabaka, ultraviyole duyarlı bir fotorezist, bir fotomaske ve bir ultraviyole ışık kaynağı kullanılarak fotokimyasal olarak uygulanır. Fotorezist sıvı veya film olabilir. Sıvı fotorezist, uygulama teknolojisine uyulmamasına karşı hassas olduğu için endüstriyel bir ortamda uygulanır. Film fotorezist, el yapımı PCB'ler için popülerdir. Fotomaske, baskılı iz desenine sahip UV şeffaf bir malzemedir. Pozlamadan sonra fotorezist, geleneksel bir fotoğraf işleminde olduğu gibi gelişir ve sertleşir.

Vernik veya boya şeklindeki koruyucu tabaka, serigrafi veya manuel olarak uygulanabilir. Folyo üzerinde bir aşındırma maskesi oluşturmak için radyo amatörleri, bir lazer yazıcıda basılmış bir görüntüden toner transferini kullanır ("lazerli ütü teknolojisi").

Daha sonra korumasız folyo, bir demir klorür çözeltisi veya (çok daha az sıklıkla) bakır sülfat gibi diğer kimyasallar içinde dağlanır. Aşındırma işleminden sonra koruyucu desen folyodan yıkanır.

mekanik yöntem

Mekanik imalat yöntemi, folyo tabakasının belirli alanlardan mekanik olarak çıkarılması için freze ve oyma makinelerinin veya diğer aletlerin kullanılmasını içerir.
-Metalize delikler
- Kaplamaların uygulanması

Olası kaplamalar, örneğin:
- Koruyucu vernik kaplamalar ("lehim maskesi").
-Kalaylama.
- Temas özelliklerini iyileştirmek için folyoyu inert metallerle (yaldız, paladyum kaplama) ve iletken verniklerle kaplamak.
-Dekoratif ve bilgilendirici kaplamalar (işaretleme).

Çok katmanlı PCB'ler

Çok katmanlı baskılı devre kartları (kısaltması MPP [kaynak?], İngilizce. Çok katmanlı baskılı devre kartı), çift taraflı bir kart üzerindeki bağlantıların çok karmaşık hale geldiği durumlarda kullanılır. Tasarlanan cihazların karmaşıklığı ve montaj yoğunluğu arttıkça panolardaki katman sayısı da artmaktadır.

Çok katmanlı panolarda, dış katmanlar (ayrıca açık delikler) bileşen yerleştirme için kullanılırken, iç katmanlar ara bağlantılar veya katı güç planları (çokgenler) içerir. Kaplamalı yollar, iletkenleri katmanlar arasında bağlamak için kullanılır. Çok katmanlı baskılı devre kartlarının imalatında, önce iç katmanlar yapılır, daha sonra özel yapışkan ara parçalar (prepregler) ile yapıştırılır. Ayrıca viyaların preslenmesi, delinmesi ve metalizasyonu gerçekleştirilir.

Çok katmanlı PCB tasarımı

Çok katmanlı bir tahtanın tipik bir tasarımını ele alalım (Şekil 1). İlk, en yaygın versiyonda, levhanın iç katmanları, "çekirdek" olarak adlandırılan çift taraflı bakır lamine cam elyafından oluşturulmuştur. Dış katmanlar, "prepreg" adı verilen reçineli bir bağlayıcı kullanılarak iç katmanlara preslenen bakır folyodan yapılmıştır. Yüksek bir sıcaklıkta preslendikten sonra, içinde deliklerin daha da delindiği ve kaplandığı çok katmanlı bir baskılı devre kartının bir "kek"i oluşturulur. Daha az yaygın olan ikinci seçenek, dış katmanlar prepreg ile bir arada tutulan "çekirdeklerden" oluşturulduğunda. Bu basitleştirilmiş bir açıklamadır ve bu seçeneklere dayalı olarak birçok başka tasarım mevcuttur. Bununla birlikte, temel ilke, prepreg'in katmanlar arasında bir bağlayıcı malzeme görevi görmesidir. Açıkçası, iki çift taraflı "çekirdeğin" bir ön emprenye ara parçası olmadan bitişik olduğu bir durum olamaz, ancak folyo-önceden emprenye-folyo-önceden ... vb. yapısı mümkündür ve genellikle karmaşık kombinasyonlara sahip levhalarda kullanılır. kör ve gizli deliklerden.

Kör ve gizli delikler

Dönem " kör delikler "Dış katmanı en yakın iç katmanlara bağlayan ve ikinci dış katmana çıkışı olmayan geçişler anlamına gelir. İngilizce kör kelimesinden gelir ve "kör delikler" terimine benzer. Gizli veya gömülü (gömülü İngilizlerden), iç katmanlarda delikler yapılır ve dışarıya çıkışı yoktur. Kör ve gizli delikler için en basit seçenekler Şek. 2. Çok yoğun kablolama durumunda veya her iki tarafta düzlemsel bileşenler açısından çok zengin olan panolar için kullanımları haklıdır. Bu deliklerin varlığı, kartın maliyetinde bir buçuk kattan birkaç kata kadar bir artışa yol açar, ancak çoğu durumda, özellikle mikro devreleri küçük bir adımla bir BGA paketinde yönlendirirken, bunlardan kaçınılamaz. Bu tür yolları oluşturmanın çeşitli yolları vardır, bunlar Kör ve Gizli Delikli Panolar bölümünde daha ayrıntılı olarak açıklanmıştır, ancak şimdilik çok katmanlı bir panonun yapıldığı malzemelere daha yakından bakalım.

Baskılı devre kartları için temel dielektrikler
MPP'lerin üretimi için kullanılan malzemelerin ana türleri ve parametreleri Tablo 1'de gösterilmektedir. Baskılı devre kartlarının tipik tasarımları, kural olarak –50 ila +110 arasında bir çalışma sıcaklığına sahip standart FR4 cam elyafının kullanımına dayanmaktadır. °C, cam geçiş sıcaklığı (tahrip) Tg yaklaşık 135 °C. Dielektrik sabiti Dk, tedarikçiye ve malzeme tipine bağlı olarak 3,8 ila 4,5 arasında olabilir. Isı direnci için artan gereksinimlerle veya kurşunsuz teknoloji (t 260 ° C'ye kadar) kullanan bir fırına levhaları monte ederken, yüksek sıcaklık FR4 Yüksek Tg veya FR5 kullanılır. Yüksek sıcaklıklarda veya ani sıcaklık değişimlerinde sürekli çalışma gereksinimleri olduğunda, poliimid kullanılır. Ek olarak, poliimid, artan güvenilirliğe sahip levhaların imalatında, askeri uygulamalarda ve ayrıca artan dielektrik dayanımının gerekli olduğu durumlarda kullanılır. Mikrodalga devreli (2 GHz üzeri) panolar için ayrı mikrodalga malzeme katmanları kullanılır veya pano tamamen mikrodalga malzemeden yapılır (Şekil 3). Özel malzemelerin en ünlü tedarikçileri Rogers, Arlon, Taconic, Dupont'tur. Bu malzemelerin maliyeti FR4'ten daha yüksektir ve geleneksel olarak FR4'ün maliyetiyle ilgili olarak Tablo 1'in son sütununda gösterilmektedir. Farklı dielektrik tiplerine sahip pano örnekleri Şekil 2'de gösterilmektedir. 4, 5.

Malzeme kalınlığı
Mevcut malzeme kalınlıklarını bilmek, bir mühendis için sadece levhanın toplam kalınlığını şekillendirmek için değil, aynı zamanda önemlidir. Bir MPP tasarlarken, geliştiriciler aşağıdaki gibi görevlerle karşı karşıya kalırlar:
- tahtadaki iletkenlerin dalga direncinin hesaplanması;
- ara katman yüksek voltajlı yalıtımın değerinin hesaplanması;
- kör ve gizli deliklerin yapısının seçimi.
Çeşitli malzemelerin mevcut seçenekleri ve kalınlıkları Tablo 2-6'da gösterilmektedir. Malzemenin kalınlığı için toleransın genellikle ± %10'a kadar olduğu unutulmamalıdır, bu nedenle, bitmiş çok katmanlı levhanın kalınlık toleransı ± %10'dan az olamaz.

Tablo 2. Baskılı devre kartının iç katmanları için çift taraflı FR4 "damarları" Dielektrik kalınlık ve bakır kalınlığı 5 μm 17 μm 35 μm 70 μm 105 μm
0.050 mm z z
0.075 mm m z z
0.100 mm z z
0.150 mm
0.200 mm m z z
0,250 mm
0,300 mm
0,350 mm m z z
0.400 mm z z
0,450 mm
0,710 mm m z z
0,930 mm
1.000 mm s
1 mm'den fazla h

Genellikle stokta;
h - İstek üzerine (her zaman mevcut değildir)
m - Yapılabilir;
Not: Bitmiş levhaların güvenilirliğini sağlamak için, yabancı iç katmanlar için 18 mikron (iletken genişliği ve 0,1 mm boşluk olsa bile) yerine 35 mikron folyolu çekirdekler kullanmayı tercih ettiğimizi bilmek önemlidir. Bu, baskılı devre kartlarının güvenilirliğini artırır.
FR4 çekirdeklerinin dielektrik sabiti, markaya bağlı olarak 3,8 ile 4,4 arasında değişebilir.

PCB ped kaplamaları

Bakır pedlerin kaplamalarının neler olduğunu düşünelim. Çoğu zaman, pedler kalay-kurşun alaşımı veya POS ile kaplanır. Lehim yüzeyini uygulama ve tesviye etme yöntemine HAL veya HASL denir (İngiliz Sıcak Hava Lehim Seviyesinden - lehimin sıcak hava ile tesviye edilmesinden). Bu kaplama, en iyi ped lehimlenebilirliğini sağlar. Ancak, genellikle uluslararası RoHS direktifinin gereklilikleriyle uyumlu olan daha modern kaplamalarla değiştirilmektedir. Bu direktif, ürünlerde kurşun dahil olmak üzere zararlı maddelerin varlığının yasaklanmasını gerektirir. Şu ana kadar RoHS ülkemiz toprakları için geçerli değil ancak varlığını hatırlamakta fayda var. RoHS ile ilgili sorunları aşağıdaki bölümlerden birinde anlatacağız, şimdilik WFP sitelerini kapsamak için olası seçeneklerle tanışalım. HASL, aksi gerekmedikçe evrensel olarak kullanılır. Daldırma (kimyasal) altın kaplama, daha pürüzsüz bir tahta yüzeyi sağlamak için kullanılır (bu özellikle BGA pedleri için önemlidir), ancak biraz daha düşük lehimlenebilirliğe sahiptir. Fırın lehimlemesi, HASL ile yaklaşık olarak aynı teknoloji kullanılarak gerçekleştirilir, ancak manuel lehimleme, özel eritkenlerin kullanılmasını gerektirir. Organik bir kaplama veya OSP, bakır yüzeyi oksidasyondan korur. Dezavantajı, lehimlenebilirlik için kısa tutma süresidir (6 aydan az). Daldırma kalay, sınırlı bir lehim ömrüne sahip olmasına rağmen, düz bir yüzey ve iyi lehimlenebilirlik sağlar. Kurşunsuz HAL, kurşunla aynı özelliklere sahiptir, ancak lehimin bileşimi yaklaşık %99.8 kalay ve %0.2 katkı maddesidir. Kartın çalışması sırasında sürtünmeye maruz kalan bıçak bağlantılarının kontakları daha kalın ve daha sert bir altın tabakası ile elektrolizle kaplanmıştır. Her iki yaldız türü için altının difüzyonunu önlemek için bir nikel altlık kullanılır.

Koruyucu ve diğer türde baskılı devre kartı kaplamaları
Bütünlük adına, baskılı devre kartı kaplamalarının işlevsel amacını ve malzemelerini göz önünde bulundurun.
- Lehim maskesi - iletkenleri yanlışlıkla kısa devre ve kirden korumak ve ayrıca lehimleme sırasında fiberglası termal şoktan korumak için kartın yüzeyine uygulanır. Maske başka herhangi bir fonksiyonel yük taşımaz ve nem, küf, bozulma vb. (özel tip maskelerin kullanılması hariç) karşı koruma işlevi göremez.
- İşaretleme - Kartın kendisinin ve üzerinde bulunan bileşenlerin tanımlanmasını kolaylaştırmak için maskenin üzerine boya ile tahtaya uygulanır.
- Soyulabilir maske - kartın, örneğin lehimlemeye karşı geçici olarak korunması gereken belirli alanlarına uygulanır. Gelecekte, kauçuksu bir bileşik olduğu ve basitçe soyulduğu için onu çıkarmak kolaydır.
- Karbon temas kaplaması - klavyeler için temas alanı olarak panonun belirli yerlerine uygulanır. Kaplama iyi iletkenliğe, oksidasyona ve aşınma direncine sahiptir.
- Grafit dirençli elemanlar - dirençlerin işlevini yerine getirmek için kartın yüzeyine uygulanabilir. Ne yazık ki, nominal değerlerin doğruluğu düşüktür - ± %20'den daha doğru değildir (lazer kırpma ile - %5'e kadar).
- Gümüş kontak bantları - yeterli yönlendirme alanı olmadığında başka bir iletken katman oluşturarak ek iletkenler olarak uygulanabilir. Esas olarak tek katmanlı ve çift taraflı baskılı devre kartları için kullanılırlar.

Çözüm
Malzeme seçimi harika, ancak ne yazık ki, genellikle küçük ve orta ölçekli baskılı devre kartlarının üretiminde, tökezleyen blok, MPP üreticisi olan tesisin deposunda gerekli malzemelerin mevcudiyetidir. Bu nedenle, bir MPP tasarlamadan önce, özellikle atipik bir tasarım oluşturma ve atipik malzemelerin kullanımı söz konusu olduğunda, MPP'de kullanılan malzemeler ve katman kalınlıkları konusunda üretici ile anlaşmak ve belki de bu malzemeleri önceden sipariş etmek zorunludur.