Лекція №18 Тема лекції: Друковані плати. Опис і використання друкованих плат. План лекції Види друкованих плат



Скачати 46.65 Kb.
Дата конвертації05.03.2017
Розмір46.65 Kb.
Лекція №18

Тема лекції: Друковані плати. Опис і використання друкованих плат.



План лекції

1. Види друкованих плат.

2. Розробка і виготовлення друкованих плат.

Література

1. И.П.Жеребцов „Основи электроники” – 1985. ст. 143-163.

2. Ю.А.Овечкин „Полупроводниковые приборы” – 1979. ст. 215-264.

Зміст лекції

1. Види друкованих плат

Друкована плата (на англ. PCB - printed circuit board) - пластина, виконана з діелектрика, на якій сформована (зазвичай друкованим методом) хоча б один електропровідний ланцюг. Друкована плата (ДП) призначена для електричного і механічного з'єднання різних електронних компонентів або з'єднання окремих електронних вузлів. Електронні компоненти на ДП з'єднуються своїми виводами з елементами провідного малюнка, зазвичай паянням, накруткою, клепанням або пресуванням, в результаті чого збирається електронний модуль (або змонтована друкована плата). Друкована плата зі змонтованими на ній електронними компонентами.

Види друкованих плат:

1. За кількістю шарів провідного матеріалу: односторонні, двосторонні, багатошарові (БДП).

2. За гнучкістю: жорсткі, гнучкі.

3. За технологією монтажу: для монтажу в отвори, для поверхневого монтажу.

Кожен вид друкованої плати може мати свої особливості, у зв'язку з вимогами до особливих умов експлуатації (наприклад, розширений діапазон температур) або особливості застосування (наприклад, в приладах, що працюють на високих частотах).

На відміну від навісного монтажу, на друкованій платі електропровідний малюнок виконаний з фольги аддитивним або субтрактивним методом. У аддитивному методі малюнок формується на нефольгованому матеріалі, звичайно шляхом хімічного міднення через попередньо нанесену на матеріал захисну маску. У субтрактивному методі проводить малюнок формується на фольгованому матеріалі, шляхом видалення непотрібних ділянок фольги, при цьому зазвичай використовується хімічне травлення.

Друкована плата зазвичай містить монтажні отвори і контактні площадки, які можуть бути додатково покриті захисним покриттям: сплавом олова і свинцю, оловом, золотом, сріблом, органічним захисним покриттям. Крім того в друкованих платах є перехідні отвори для електричного з'єднання шарів плати, зовнішнє ізоляційне покриття ("захисна маска") яке закриває ізоляційним шаром невживану для контакту поверхню плати, маркування зазвичай наноситься за допомогою шовкографії, рідше - струменевим методом або лазером.

Багатошарові друковані плати (скорочено БДП, англ. multilayer printed circuit board) Застосовуються у випадках, коли розводка сполук на двосторонній платі стає занадто складною. У міру зростання складності проектованих пристроїв і щільності монтажу збільшується кількість шарів на платах.

У багатошарових платах зовнішні шари (а також наскрізні отвори) використовуються для установки компонентів, а внутрішні шари містять міжз’єднання або суцільні плани (полігони) живлення. Для з'єднання провідників між шарами використовуються перехідні металізовані отвори. При виготовленні БДП спочатку виготовляють внутрішні шари, які потім склеюються через спеціальні склеювальні прокладки. Далі виконується пресування, свердління і металізація перехідних отворів.

Основою друкованої плати служить діелектрик - найбільш часто використовуються такі матеріали, як текстоліт, склотекстоліт, гетинакс. Так само основою ДП може служити металева основа, покрита діелектриком, поверх діелектрика наноситься мідна фольга доріжок. Такі ДП застосовуються в силовій електроніці для ефективного тепловідведення від електронних компонентів. При цьому металева основа плати кріпиться до радіатора.

Як матеріал для друкованих плат, що працюють в діапазоні НВЧ і при температурах до 260ºC, застосовується фторопласт, армований склотканиною (наприклад, ФАФ-4Д) і кераміка. Гнучкі плати роблять з поліїмідних матеріалів, таких як каптон.

Гнучка друкована плата з встановленими деталями об'ємного і поверхневого монтажу.



2. Розробка і виготовлення друкованих плат

Типовий процес розробки 1-2-х шарової плати складається з наступних етапів:

1. Визначення габаритів (не принципово для макетної плати).

2. Вибір товщини матеріалу плати з ряду стандартних: найбільш часто використовується матеріал товщиною 1,55 мм.

3. Викреслювання в CAD-програмі в шарі BOARD габаритів (країв) плати.

Рис. 18.3. Креслення плати в CAD-програмі і готова плата

4. Розташування великих радіодеталей: роз'ємів та ін. Зазвичай це відбувається у верхньому шарі (TOP): зазвичай використовуються готові бібліотеки компонентів.

5. Запуск трасувальника. При незадовільному результаті - перерозподіл компонентів. 4 і 5 кроки часто виконуються десятки або сотні разів поспіль. У деяких випадках трасування друкованих плат (відрисовка доріжок) проводиться вручну повністю або частково.

6. Перевірка плати на помилки (DRC, Design Rules Check): перевірка на зазори, замикання, накладення компонентів і ін.

7. Експорт файлу у формат, прийнятий виробником ПП, наприклад Gerber.

Під виготовленням друкованих плат зазвичай розуміють обробку заготовки (фольгованого матеріалу). Типовий процес складається з декількох етапів: свердління перехідних отворів, отримання малюнка провідників шляхом видалення надлишків мідної фольги, металізація отворів, нанесення захисних покриттів і лудіння, нанесення маркування.

Отримання малюнка провідників при виготовленні плат використовуються хімічні, електролітичні або механічні методи відтворення необхідного струмопровідного рисунка, а також їх комбінації.



Хімічний спосіб виготовлення друкованих плат з готового фольгованого матеріалу складається з двох основних етапів: нанесення захисного шару на фольгу і травлення незахищених ділянок хімічними методами. У промисловості захисний шар наноситься фотохімічним способом з використанням ультрафіолето-чутливого фоторезиста, фотошаблона і джерела ультрафіолетового світла. Фоторезист - полімерний світлочутливий шар, нанесений на поверхню напівпровідникової пластини з окисною плівкою. Фоторезист буває рідким або плівковим. Рідкий фоторезист наносять у промислових умовах так як він чутливий до недотримання технології нанесення. Плівковий фоторезист популярний при ручному виготовленні плат. Фотошаблон є УФ-прозорий матеріал з роздрукованим на ньому малюнком доріжок. Після експозиції фоторезист проявляється і закріплюється як і в звичайному фотопроцесі. Захисний шар у вигляді лаку або фарби може бути завдано шовкотрафаретним способом або вручну. Потім незахищена фольга труїться в розчині хлорного заліза або (набагато рідше) інших хімікатів, наприклад мідного купоросу. Після травлення захисний малюнок з фольги змивається.

Механічний спосіб виготовлення припускає використання фрезерно-гравірувальних верстатів або інших інструментів для механічного видалення шару фольги із заданих ділянок.


База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка