 |
Материалы оснований печатных плат
|
|
|
|
В качестве материалов оснований ПП используют:
· фольгированные и нефольгированные диэлектрики (гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, стеклоткань, лавсан, полиимид, фторопласт и др.);
· керамику;
· металлические пластины.
При выборе материала основания ПП обращают внимание на следующие обстоятельства:
· предполагаемые МВ (вибрации, удары и т.д.);
· класс точности ПП (расстояние между проводниками);
· условия эксплуатации;
· стоимость и др.
Выбор материала основания ПП рекомендуется осуществлять в соответствии с ОСТ 4.010.022-85.
Таблица 4.5
Некоторые материалы основания для ОПП И ДПП
| Материал | Марка | Толщина, мм |
| ГФ | ГФ-1-35 | 1,0; |
| ГФ с гальваностойкой фольгой | ГФ-1-35Г ГФ-2-35Г ГФ-1-50Г ГФ-2-50Г | 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 |
| СФ | СФ-1-35 СФ-2-35 СФ-1-50 СФ-2-50 | 0,5; 1,0; 1,5 2,0; 2,5 - 3,0 |
| СФ с гальваностойкой фольгой | ||
| Стеклотекстолит теплостойкий фольгированный с гальваностойкой фольгой | СТФ-1-35 СТФ-2-35 СТФ-1-18 СТФ-2-18 | 0,08; 0,1; 0,13; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,5; 0,8; 1; 1,5; 2; 2,5; 3 |
Диэлектрическое основание платы представляет собой обычно бумажную (гетинаксы) или текстильную (текстолиты) основу, пропитанную фенольной либо эпоксидной смолой.
Преимущество гетинаксов в том, что они легко поддаются механической обработке, что важно при серийном и массовом производстве РЭС. Их недостаток – повышенная чувствительность к влажности и нестабильность размеров (прогибы и др.).
В стеклотекстолитах в качестве основы используют стеклоткань, пропитанную эпоксидной смолой. Этот материал более качественный, чем гетинакс, но более дорогой и труднообрабатываемый (быстро затупляет острые кромки инструментов – сверла и т.д.).
Фольгированные диэлектрики – электроизоляционные основания, плакированные (покрытые) обычно медной фольгой с оксидированным гальваностойким слоем, прилегающим к электроизоляционному основанию. Они могут быть односторонними и двусторонними.
|
|
|
Нефольгированные диэлектрики, предназначенные для аддитивного метода производства плат, имеют на поверхности специально нанесенный адгезивный слой, который служит для лучшего сцепления химически осаждаемой меди с диэлектриком.
По сравнению с гетинаксами стеклотекстолиты имеют лучшие механические и электрические характеристики, более высокую нагревостойкость, меньшее влагопоглощение. Недостатки стеклотекстолитов – худшая механическая обрабатываемость, более высокая стоимость, существенное различие (приблизительно в 10 раз) коэффициента теплового расширения меди и стеклотекстолита в направлении толщины материала, что может привести к разрыву металлизации в отверстиях при пайке или в процессе эксплуатации.
В качестве материалов основания для МПП также используют различные диэлектрические материалы – стеклотекстолит, полиимид, стеклоткань прокладочную и др.
Для изготовления ГПП и ГПК используют фольгированный лавсан, фторопласт, полиимид и др. ДПП на металлическом основании с нанесенным на него электроизоляционным покрытием применяются, когда нужно обеспечить отвод тепла при размещении на плате тепловыделяющих ЭРЭ, полупроводниковых приборов и ИМС большой мощности. Их другое достоинство – большая механическая прочность.
При повышенных требованиях к стабильности параметров используют керамические платы. На поверхность таких плат наносят проводящие и резистивные пасты и вжигают их при t = 600…700 ºC.
Печатный монтаж и методы его получения
Печатный монтаж может быть реализован на различных материалах и различными техническими способами (рис. 4.5).
Рис. 4.5. Способы получения проводников
|
|
|
Из субтрактивных методов наибольшее применение нашли химический негативный и комбинированный позитивный. Первый используется для получения односторонних печатных плат, внутренних слоев многослойных печатных плат и гибких печатных шлейфов. Его достоинство – высокая точность геометрии проводников из-за отсутствия процессов гальванического осаждения меди. Вторым методом получают двусторонние печатные платы (ДПП) и многослойные печатные платы (МПП) из фольгированного травящегося диэлектрика. Способность диэлектрика к подтравливанию особенно важна для МПП, где от этого зависит надежность межслойных соединений. ДПП выполняются без использования травящегося диэлектрика.
Рассмотрим в качестве примера последовательность основных операций изготовления ПП химическим негативным методом (рис 4.6).
Рис. 4.6. Основные операции изготовления печатных плат
химическим негативным методом:
а – заготовка из фольгированного диэлектрика; б – нанесение фоторезистивного печатного рисунка; в – травление печатного рисунка; г – удаление фоторезиста; д – механическая обработка монтажных отверстий; е – нанесение лаковой (эпоксидной) маски; ж – облуживание контактных площадок; з – пайка выводов ЭРЭ и других элементов
Технология формирования печатного рисунка обычно осуществляется с использованием процесса фотолитографии и веществ, обладающих специальными свойствами – фоторезистов.
Фоторезисты – вещества, устойчивые к агрессивному воздействию кислот и щелочей, предназначенные для защиты отдельных участков фольги печатной платы и изменяющие свои свойства под воздействием ультрафиолетового излучения. Технологический процесс получения контактной маски на поверхности печатной платы с помощью фоторезиста называется фотолитографией.
В зависимости от механизма протекающих в фоторезисте реакций фоторезисты бывают позитивные и негативные. При облучении негативного фоторезиста через фотошаблон в нем протекают реакции, приводящие к потере фоторезистом растворимости. После обработки в соответствующих растворителях на плате остается рисунок печатной платы, негативный по отношению к фотошаблону (рис. 4.7).
|
|
|
|
Рис. 4.7. Формирование фоторезистивной маски
|
|
|
