Технология электроаппаратостроения | Авторская платформа Pandia.ru

Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто

30% recurring commission
Выплаты в USDT
Вывод каждую неделю
Комиссия до 5 лет за каждого referral

ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОАППАРАТОСТРОЕНИЯ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

1. РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПЕЧАТНОГО МОНТАЖА

Описание работы

Печатные платы предназначены для реализации электрических соединений между различными элементами радиоэлектронных устройств. В отличие от других видов электрических соединений радиоэлектронной аппаратуры печатные платы представляют собой конструктивные узлы, на поверхности которых расположены плоские проводники различной конфигурации. На основе печатных плат можно получить множество электрических соединений с совершенно различными габаритными размерами и сочетаниями рисунков проводящих слоев в зависимости от разрабатываемой аппаратуры, структурной схемы, типа соединяемых элементов и их взаимного расположения.

В зависимости от количества проводящих слоев печатные платы можно разделить на односторонние, двусторонние и многослойные. При разработке РЭА необходимо выбирать печатные платы, которые наиболее полно соответствуют типу и функциональному назначению разрабатываемого устройства.

Для. изготовления узлов радио - и телевизионной аппаратуры большей частью используют односторонние платы. Двусторонние печатные платы применяют для повышения плотности упаковки ЭРЭ и микросхем в функциональных узлах, а также для обеспечения дублированного электрического монтажа. Многослойные печатные платы применяют для существенного повышения плотности упаковки аппаратуры, особенно бортовой.

Существует целый ряд методов получения токопроводящих печатных проводников. Наиболее распространенными методами в настоящее время являются химический, электрохимический (полуаддитивный), комбинированный. .

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Химический метод заключается в том, что на фольгированный диэлектрик с одной или двух сторон наносят защитный слой позитивного рисунка схемы. Последующим травлением в растворе хлорного железа или хлорной меди удаляют медь с незащищенных участков, и на диэлектрике получается требуемая электрическая схема проводников. По способам нанесения защитного покрытия химический метод подразделяют на фотохимический, сеточнохимический, офсетнохимический. Метод применяется для изготовления односторонних печатных плат и внутренних слоев МПП.

Электрохимический (полуаддитивный) метод заключается в предварительном химико-гальваническом меднении отверстий и поверхности нефольгированного диэлектрика, гальванического наращивания токопроводящих участков и химического травления слоя предварительного меднения с пробельных мест. В зависимости от способа получения защитного рисунка схемы различают следующие варианты этого метода: фотоэлектрохимический, сеточноэлектрохимический. Метод применяется для изготовления двусторонних печатных плат 3-го класса и наружных слоев МПП.

Комбинированный метод печатного монтажа заключается в получении проводников путем травления фольгированного диэлектрика и металлизации отверстий химико-гальваническим способом. В настоящее время широко распространены два варианта этого метода: позитивный и негативный. Метод применяется для изготовления односторонних и двусторонних печатных плат 1-го и 2-го классов.

Перспективными для производства печатных плат являются аддитивный метод и метод фотоформирования.

Аддитивный метод заключается в химическом осаждении меди в зоне токопроводящих участков на нефольгированный диэлектрик с введенным катализатором и адгезивным слоем. Применяется для изготовления одно· и двусторонних печатных плат.

Метод формообразования заключается в восстановлении на поверхности нефольгированного диэлектрика из водных растворов солей металлов ионов, образующих рисунок толщиной 0,2-0,5 мкм и последующем химическом осаждении слоя меди. Различные модификации метода связаны с различными способами формирования рисунка: фотоосаждение металлов, проявление и восстановление ионов, формирование лучом лазера, фотоформинг. Метод применяется для изготовления одно - и двусторонних печатных плат.

Из перечисленных методов наиболее трудоемкими являются комбинированный позитивный и электрохимический методы.

Нанесение рисунка на заготовку с просверленными монтажными отверстиями требует применения сухого пленочного фоторезиста при фотохимическом способе, или сеточнографического способа получения рисунка (жидкий фоторезист не приемлем).

Геометрические параметры и точность печатного монтажа непосредственно зависят от метода изготовления. При химическом и гальваническом способах осаждения меди происходит увеличение размеров токопроводящих участков за счет разращивания. Если пробельные места защищены краской (толщина 5-7 мкм), то разращивание велико и примерно соизмеримо с толщиной осаждаемого слоя меди. Если пробельные места защищены сухим пленочным фоторезистом (толщина 40-60 мкм), то разращивание осаждаемой меди минимально.

Конструктивные и технологические параметры печатных плат, весьма разнообразны. Основные из них - геометрическая форма, :габаритные размеры, шаг координатной сетки, минимальная ширина печатных проводников, минимальное расстояние между печатными проводниками, минимальный диаметр переходных и монтажных отверстий, минимальное расстояние между контактными площадками, сопротивление печатных проводников, допустимое рабочее напряжение для проводников, допустимая величина тока для. печатных проводников.

В зависимости от геометрических размеров различают печатные платы следующих типов:

- особомалогабаритные, размеры которых не превышают 60х90мм;

- малогабаритные, размеры которых не превышают 120х180 мм;

- среднегабаритные, размеры которых не превышают 200х240 мм;

- крупногабаритные, размеры которых не превышают240х360мм.

Печатные платы имеют обычно прямоугольную форму. Размеры одной из сторон рекомендуется выбирать из следующего ряда: 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 80,. 90, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 240 мм. При определении размера второй стороны платы рекомендуется выбирать следующие соотношения сторон: 1:1; 1:3; 2:3; 2:5. Для плат с размером большей стороны до 180 мм допускается соотношение сторон 1: 4, а для плат с размером большей стороны до 360мм - l:3.

По плотности печатного монтажа платы принято делить на три класса:

1-й класс - платы с наименьшей плотностью печатного монтажа;

2-й класс - платы с повышенной плотностью печатного монтажа;

3-й класс - платы с высокой плотностью печатного монтажа.

Плотность печатного монтажа определяется шагом координатной сетки.

В зависимости от механических требований и метода изготовления номинальный размер толщины печатной платы следует выбирать равным: 0,8; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 мм. Толщина многослойной печатной платы определяется количеством слоев, прокладок и технологией их склеивания.

Центры монтажных отверстий должны располагаться в узлах координатной сетки, шаг которой по ГОСТ 10317-72 равен 1,25 или 2,5 мм. Диаметры монтажных и переходных металлизированных отверстий в зависимости от диаметра вывода навесного элемента выбирают равным: 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,3; 1,5; 1,8; 2,0 мм. Металлизированные отверстия на одно - и двусторонних печатных платах, а также на наружных слоях многослойных печатных плат со стороны фольги должны иметь контактные площадки. На внутренних слоях МПП контактные площадки должны быть у отверстий, электрически связанных с проводниками слоя. Контактные площадки рекомендуется выполнять круглой, прямоугольной или близкой к ним формы. Металлизированные отверстия нужно выполнять без зенковки. Неметаллизированные отверстия односторонних печатных плат выполняют с зенковкой со стороны, обратной расположению рисунка печатного монтажа.

Печатные проводники рекомендуется выполнять одинаковой ширины на всем их протяжении. В узких местах, например между двумя соседними монтажными отверстиями, следует сужать проводники до минимально допустимых значений и прокладывать их перпендикулярно оси, соединяющей центры отверстий. Оси проводников рекомендуется совмещать с линиями координатной сетки.

При конструировании МПП, изготовляемых методом металлизации сквозных отверстий, на их наружных слоях рекомендуется применять печатный монтаж 1-го класса плотности. Расстояние между краем проводника и краем платы рекомендуется выдерживать равным толщине материала.

Цель работы:

Практическое ознакомление студентов с методами расчета геометрических параметров ПП.

Задание

Рассчитать конструктивно-технологические параметры двусторонней ПП функционального узла:

1) выбрать материал и толщину ПП;

2) определить линейные размеры элементов ПП (диаметр контактных площадок, ширину проводников);

3) определить число проводников, которые можно провести между соседними отверстиями.

Исходные данные:

1) метод получения ПП – электрохимический (полуаддитивный);

2) способ получения рисунка – фотохимический;

3) минимальное расстояние между монтажными отверстиями 1,25мм;

4) шаг координатной сетки – 1,25мм;