Печатные платы что это такое: Печатные платы: понятие, разновидности, преимущества

Содержание

HDI печатные платы что это такое

Англ. HDI printed circuit boards

HDI (High Density Interconnect) печатные платы — это платы, которые имеют повышенную плотность трассировки на единицу площади поверхности в сравнении с обычными многослойными печатными платами.

HDI платам присущи следующие отличительные характеристики:

  1. Более тонкие зазоры и проводники, а именно ≤75 мкм

  2. Уменьшенные переходные отверстия (микроотверстия) ≤100 мкм

  3. Контактные площадки переходных отверстий малого размера ≤260 мкм

  4. Высокая плотность размещения контактных площадок, больше 20 на см2

  5. Специальные диэлектрические материалы

  6. Последовательное ламинирование

Все требования к плате и основные положения описаны в стандарте IPC -2226.

Основным преимуществом HDI плат является возможность уместить на небольшой плате огромное количество разных элементов.  HDI платы используются в устройствах мобильной связи, портативные электронные устройства, сложные медицинские приборы, системы видеонаблюдения, авиационные приборы.

HDI платы подразделяются по уровням сложности:

  1. 1+N+1 (где N — многослойное ядро, цифровые значения — последовательно ламинируемые слои с микроотверстиями). Здесь присутствует один цикл прессования слоёв с переходными микроотверстиями.

  2. 2+N+2. Здесь присутствует два цикла последовательного прессования слоёв с переходными микроотверстиями.

  3. 3+N+3. Здесь присутствует три цикла последовательного прессования слоёв с переходными микроотверстиями.

Материалы, используемые при производстве HDI плат:

  • В качестве материалов ядра — FR4 высокотемпературный

  • В качестве материалов последовательного ламинирования — LDP препрег (диэлектрик для склеивания), оксидированная медная фольга (проводящий материал)

Микроотверстия формируются при помощи лазера, что требует применения специальных материалов (LDP препрег), а также определяет их тип — микроотверстия выполняются как глухие.

С технологическими особенностями изготовления и базовыми материалами cерийных HDI печатных плат повышенной плотности на производстве «Резонит» вы можете ознакомиться по ссылке.  Подробнее о нетиповых сборках и конструкциях печатных плат вы можете прочитать в разделе «Проектирование элементов конструкции печатной платы».

Типы печатных плат — А-КОНТРАКТ

Классификация печатных плат

Гибкая печатная плата – печатная плата, имеющая гибкое основание или печатную плату, использующие гибкий базовый материал. Гибкая печатная плата является аналогом жесткой печатной платы по расположению печатных проводников, контактных площадок и других элементов печатного монтажа, по размещению электрорадиоизделия (преимущественно бескорпусных и поверхностно-монтируемых компонентов), при этом она имеет гибкое основание толщиной 0,1…0,5 мм., может изгибаться, работать на перегибы и принимать разную форму.
Гибкие печатные платы применяются в случаях когда плата в процессе эксплуатации подвергается многократным изгибам, вибрациям или когда ей необходимо придать для работы изогнутую компактную форму (поместить в небольшой объем). При помощи гибкой печатной платы можно соединять различные элементы электронной аппаратуры, используя ответвления от общего основания гибкой печатной платы. Основным отличием гибкой печатной платы от жесткой является возможность монтажа в трехмерном пространстве и огибания углов других блоков. Гибкие печатные платы могут изготавливаться в комбинации с жесткими печатными платами или гибкими печатными кабелями. Однако многослойные гибкие печатные платы не являются аналогом жестких многослойных печатных плат, так как каждый из слоев может быть продолжен в любую сторону и использоваться как гибкий печатный кабель для соединения с другими модулями электронной аппаратуры.

Гибкий печатный кабель – имеет тонкое изоляционное основание длиной до нескольких метров с с расположенными параллельно друг другу печатными проводниками, ширина и шаг которых соответствуют стандартным соединителям.

Гибко-жесткие платы — являются сложными соединительными структурами в электронной аппаратуре. Простая гибко-жесткая печатная плата имеет один жесткий и один гибкий слой. Сложные гибко-жесткие печатные платы могут иметь 20 и более соединительных наборов из односторонних и двусторонних гибких печатных плат между жесткими внешними печатными платами.

Двусторонняя печатная плата – печатная плата, на обеих сторонах которой выполнены элементы проводящего рисунка и все требуемые соединения, в соответствии с электрической принципиальной схемой. Электрическая связь между сторонами осуществляется с помощью металлизированных отверстий. Размещать электрорадиоизделие можно как на одной, так и на двух сторонах печатной платы. Двусторонние печатные платы используются в измерительной технике, системах управления, автоматического регулирования и пр.

Кластер – группа контактных площадок для установки и пайки (сварки), например, микросхем.
Узкое место печатной платы – участок печатной платы, на котором элементы печатного проводящего рисунка и расстояния между ними могут быть выполнены только с минимально допустимыми значениями.

Контактная площадка – часть проводящего рисунка, используемая для соединения токопроводящего рисунка схемы (печатных проводников с металлизацией монтажных отверстий) и для установки и пайки (сварки) электрорадиоизделия. Не допускаются разрывы контактных площадок, т.к. при  этом уменьшается токонесущая способность проводников и адгезия к диэлектрику.

Координатная сетка – ортогональная сетка, определяющая места расположений соединений электрорадиоизделия с печатной платой.

Микроотверстия (microvia) или микропереходы – отверстия диаметром менее 0,15 мм и/или плотностью более 1 000 переходов/дм. кв. Обычно служат для соединения двух-трёх последовательных слоёв.

Многослойная печатная плата – печатная плата, состоящая из чередующихся слоев изоляционного материала с проводящими рисунками на двух или более слоях, между которыми выполнены требуемые соединения. Электрическая связь между проводящими слоями может быть выполнена специальными объемными деталями, печатными элементами или химико-гальванической металлизацией отверстий. Многослойные печатные платы характеризуются повышенной надежностью и плотностью монтажа, устойчивостью к климатическим и механическим воздействиям, уменьшенными размерами и меньшим числом контактов.

Односторонняя печатная плата – печатная плата, на одной стороне которой выполнены элементы проводящего рисунка. Они просты по конструкции и экономичны в изготовлении. Их применяют для монтажа бытовой аппаратуры, блоков питания и других несложных изделий.

Переходные отверстия – отверстия для электрической связи между слоями или сторонами печатной платы. Различают:

  • Сквозные металлизированные отверстия, обеспечивающие электрическую связь между сторонами печатной платы и внутренними слоями многослойной печатной платы.
  • Несквозные металлизированные (скрытые или межслойные переходы)  отверстия, обеспечивающие контакт между внутренними слоями.
  • Несквозные («глухие») отверстия, создающие контакт между наружным и одним из внутренних слоев.
  • Несквозные (скрытые) микропереходные отверстия, в т.ч. многоуровневые микропереходы.

Печатная плата – изделие, состоящее из плоского изоляционного основания с отверстиями, пазами, вырезами и системой токопроводящих полосок металла (проводников), которое используют для установки и коммутации электрорадиоизделия и функциональных узлов в соответствии с электрической принципиальной схемой.

Проводная печатная плата – печатная плата, на диэлектрическом основании которой размещены отдельные элементы печатного рисунка (контактные площадки, шины земли и питания и др.), а электрические соединения вместо печатных проводников выполнены изолированными проводами. Контактные соединения на печатной плате могут быть получены пайкой, сваркой или химико-гальванической металлизацией. Проводные печатные платы применяют при макетировании, разработке опытных образцов и в мелкосерийном производстве.

Топология – чертеж, определяющий размеры, форму и взаимное расположение элементов печатного монтажа и отверстий на наружных или внутренних слоях печатной платы.

Ширина печатного проводника – поперечный размер печатного проводника в любой его точке, видимый в плане.

экскурсия на завод Технотех / Хабр

Сегодня мы выступим в немного непривычном для себя амплуа, будем рассказывать не о гаджетах, а о технологиях, которые стоят за ними. Месяц назад мы были в Казани, где познакомились с ребятами из

Навигатор-кампуса

. Заодно побывали на расположенном близко (ну, относительно близко) заводе по производству печатных плат —

Технотех

. Этот пост — попытка разобраться в том, как же все-таки производят те самые печатные платы.


Итак, как же все-таки делают печатные платы для наших любимых гаджетов?


На заводе умеют делать платы от начала и до конца — проектирование платы по вашему ТЗ, изготовление стеклотекстолита, производство односторонних и двухсторонних печатных плат, производство многослойных печатных плат, маркировка, проверка, ручная и автоматическая сборка и пайка плат.
Для начала, я покажу, как делают двухсторонние платы. Их техпроцесс ничем не отличается от производства односторонних печатных плат, кроме того, что при изготовлении ОПП не производят операции на второй стороне.

О методах изготовления плат

Вообще, все методы изготовления печатных плат можно разделить на две большие категории: аддитивные(от латинского

additio

-прибавление) и субтрактивные (от латинского

subtratio

—отнимание). Примером субтрактивной технологии является всем известный ЛУТ(Лазерно-утюжная технология) и его вариации. В процессе создания печатной платы по этой технологии мы защищаем будущие дорожки на листе стеклотекстолита тонером от лазерного принтера, а затем стравливаем все ненужное в хлорном железе.

В аддитивных методах проводящие дорожки, наоборот, наносятся на поверхность диэлектрика тем или иным способом.

Полуаддитивные методы(иногда их еще называют комбинированными. ) — нечто среднее между классическими аддитивными и субтрактивными. В процессе производства ПП по этому методу часть проводящего покрытия может стравливаться(иногда почти сразу после нанесения), но как правило это происходит быстрее/проще/дешевле, чем в субтрактивных методах. В большинстве случаев, это следствие того, что большая часть толщины дорожек наращивается гальваникой или химическими методами, а слой, который подвергается травлению — тонкий, и служит лишь в качестве проводящего покрытия для гальванического осаждения.

Я покажу именно комбинированный метод.

Изготовление двухслойных печатных плат по комбинированному позитивному методу(полуаддитивный метод)

Изготовление стеклотекстолита

Процесс начинается с изготовления фольгированного стеклотекстолита. Стеклотекстолит — это материал, состоящий из тонких листов стекловолокна(они похожи на плотную блестящую ткань), пропитанных эпоксидной смолой и спрессованных стопкой в лист.

Сами полотна стекловолокна тоже не слишком просты — это плетеные(как обычная ткань в вашей рубашке) тонкие-тонкие нити обычного стекла. Они настолько тонкие, что могут легко гнуться в любых направлениях. Выглядит это примерно вот так:


Увидеть ориентацию волокон можно на многострадальной картинке из википедии:


В центре платы, светлые участки — это волокна идут перпендикулярно срезу, участки чуть темнее — параллельно.

Или например на микрофотографии

tiberius

, насколько я помню из

этой

статьи:


Итак, начнем.
Стекловолоконное полотно поступает на производство вот в таких бобинах:

Оно уже пропитано частично отвержденной эпоксидной смолой — такой материал называется препрегом, от английского pre-impregnated — предварительно пропитанный. Так как смола уже частично отверждена, она уже не такая липкая, как в жидком состоянии — листы можно брать руками, совсем не опасаясь испачкаться в смоле. Смола станет жидкой только при нагреве фольги, и то лишь на несколько минут, прежде чем застыть окончательно.
Нужное количество слоев вместе с медной фольгой собирается вот на этом аппарате:

А вот сам рулон фольги.

Далее полотно нарезается на части и поступает в пресс высотой в два человеческих роста:


На фото Владимир Потапенко, начальник производства.
Интересно реализована технология нагрева во время прессования: нагреваются не части пресса, а сама фольга. На обе стороны листа подается ток, который за счет сопротивления фольги нагревает лист будущего стеклотекстолита. Прессование происходит при сильно пониженном давлении, для исключения появления воздушных пузырей внутри текстолита

При прессовании, за счет нагрева и давления, смола размягчается, заполняет пустоты и после полимеризации получается единый лист.
Вот такой:

Он нарезается на заготовки для плат специальным станком:

Технотех использует два вида заготовок: 305х450 — маленькая групповая заготовка, 457х610 — большая заготовка
После этого к каждому комплекту заготовок распечатывается маршрутная карта, и путешествие начинается…

Маршрутная карта — это вот такая бумажка с перечнем операций, информацией о плате и штрих-кодом. Для контроля выполнения операций используется 1С 8, в которую внесена вся информация о заказах, о техпроцессе и так далее. После выполнения очередного этапа производства сканируется штрихкод на маршрутном листе и заносится в базу.

Сверловка заготовок

Первый этап производства однослойных и двухслойных печатных плат — сверление отверстий. С многослойными платами все сложнее, и я расскажу об этом позже. Заготовки с маршрутными листами поступают на участок сверловки:


Из заготовок собирается пакет для сверловки. Он состоит из подложки(материал типа фанеры), от одной до трех одинаковых заготовок печатных плат и алюминиевой фольги. Фольга нужна для определения касания сверла поверхности заготовки — так станок определяет поломку сверла. Еще при каждом захвате сверла он контролирует его длину и заточку лазером.


После сборки пакета он закладывается вот в этот станок:


Он такой длинный, что мне пришлось сшивать эту фотку из нескольких кадров. Это швейцарский станок фирмы Posalux, точной модели, к сожалению не знаю. По характеристикам он близок вот к

этому

. Он ест

трехразовое

трехфазное питание напряжением 400В, и потребляет при работе 20 КВт. Вес станка около 8 тонн. Он может одновременно обрабатывать четыре пакета по разным программам, что в сумме дает 12 плат за цикл(естественно, что все заготовки в одном пакете будут просверлены одинаково). Цикл сверления — от 5 минут до нескольких часов, в зависимости от сложности и количества отверстий. Среднее время — около 20 минут. Всего таких станков у технотеха три штуки.


Программа разрабатывается отдельно, и подгружается по сети. Все что надо сделать оператору — отсканировать штрихкод партии и заложить пакет из заготовок внутрь. Емкость инструментального магазина: 6000 сверл или фрез.


Рядом стоит большой шкаф со сверлами, но оператору нет необходимости контролировать заточку каждого сверла и менять его — станок все время знает степень износа сверл — записывает себе в память сколько отверстий было просверлено каждым сверлом. При исчерпании ресурса сам меняет сверло на новое, старые сверла останется выгрузить из контейнера и отправить на повторную заточку.


Вот так выглядят внутренности станка:


После сверловки в маршрутном листе и базе делается отметка, а плата отправляется

по этапу

на следующий этап.


Очистка, активация заготовок и химическое меднение.

Хоть станок и пользуется своими «пылесосом» во время и после сверловки, поверхность платы и отверстий все равно надо очистить от загрязнений и подготовить к следующей технологической операции. Для начала, плата просто очищается в моющем растворе механическими абразивами


Надписи, слева направо: «Камера зачистки щетками верх/низ», «Камера промывки», «Нейтральная зона».

Плата становится чистой и блестящей:


После этого в похожей установке проводится процесс активации поверхности.

Для каждой поверхности вводится серийный номер

Активация поверхности — это подготовка к осаждению меди на внутреннюю поверхность отверстий для создания переходных отверстий между слоями платы. Медь не может осесть на неподготовленную поверхность, поэтому плату обрабатывают специальными катализаторами на основе палладия. Палладий, в отличии от меди, легко осаждается на любую поверхность, и в дальнейшем служит центрами кристаллизации для меди. Установка активации:


После этого, последовательно проходя несколько ванн в еще одной похожей установке заготовка обзаводится тонким(меньше микрона) слоем меди в отверстиях.

Дальше этот слой гальваникой наращивается до 3-5 микрон — это улучшает стойкость слоя к окислению и повреждениям.

Нанесение и экспонирование фоторезиста, удаление незасвеченных участков.

Дальше плата отправляется в участок нанесения фоторезиста. Нас туда не пустили, потому что он закрыт, и вообще, там чистая комната, поэтому ограничимся фотографиями через стекло. Нечто подобное я видел в Half-Life(я про трубы, спускающиеся с потолка):


Собственно вот зеленая пленка на барабане — это и есть фоторезист.


Далее, слева направо(на первой фотографии): две установки нанесения фоторезиста, дальше автоматическая и ручная рамы для засветки по заранее подготовленным фотошаблонам. В автоматической раме присутствует контроль, который учитывает допуск по совмещению с реперными точками и отверстиями. В ручной рамке маска и плата совмещаются руками. На этих же рамах экспонируется шелкография и паяльная маска. Дальше — установка проявки и отмывки плат, но так как мы туда не попали, фотографий этой части у меня нет. Но там ничего интересного — примерно такой же конвейер как в «активации», где заготовка проходит последовательно несколько ванн с разными растворами.

А на переднем плане — огромный принтер, который эти самые фотошаблоны печатает:


Вот плата с нанесенным, экспонированным и проявленным:


Обратите внимание, фоторезист нанесен на места, на которых в дальнейшем

не будет

меди — маска негативная, а не позитивная, как в в ЛУТ-е или домашнем фоторезисте. Это потому, что в дальнейшем наращивание будет происходить в местах будущих дорожек.


Это тоже позитивная маска:


Все эти операции происходят при неактиничном освещении, спектр которого подобран таким образом, чтобы одновременно не оказывать влияния на фоторезист и давать максимальную освещенность для работы человека в данном помещении.

Люблю объявления, смысл которых я не понимаю:


Гальваническая металлизация

Теперь настал через ее величества — гальванической металлизации. На самом деле, ее уже проводили на прошлом этапе, когда наращивали тонкий слой химической меди. Но теперь слой будет наращён еще больше — с 3 микрон до 25. Это уже тот слой, который проводит основной ток в переходных отверстиях. Делается это вот в таких ваннах:


В которых циркулируют сложные составы электролитов:


А специальный робот, повинуясь заложенной программе, таскает платы из одной ванны в другую:


Один цикл меднения занимает 1 час 40 минут. В одной паллете могут обрабатываться 4 заготовки, но в ванне таких паллет может быть несколько.

Осаждение металлорезиста

Следующая операция представляет собой еще одну гальваническую металлизацию, только теперь осаждаемый материал не медь, а ПОС — припой свинец-олово. А само покрытие, по аналогии с фоторезистом называется металлорезистом. Платы устанавливаются в раму:


Эта рама проходит несколько уже знакомых нам гальванических ванн:


И покрывается белым слоем ПОС-а. На заднем плане видна другая плата, еще не обработанная:


Удаление фоторезиста, травление меди, удаление металлорезиста

Теперь с плат смывается фоторезист, он выполнил свою функцию. Теперь на все еще медной плате остались дорожки, покрытые металлорезистом. На этой установке происходит травление в хитром растворе, который травит медь, но не трогает металлорезист. Насколько я запомнил, он состоит из углекислого аммония, хлористого аммония и гидрооксида аммония. После травления платы выглядят вот так:


Дорожки на плате — это «бутерброд» из нижнего слоя меди и верхнего слоя гальванического ПОС-а. Теперь, другим еще более хитрым раствором проводится другая операция — слой ПОС-а убирается, не затрагивая слой меди.


Правда, иногда ПОС не убирается, а оплавляется в специальных печах. Или плата проходит горячее лужение(HASL-процесс) — когда она опускается в большую ванну с припоем. Сначала она покрывается канифольным флюсом:


И устанавливается вот в такой автомат:


Он опускает плату в ванну с припоем и тут же вытаскивает ее обратно. Потоки воздуха сдувают лишний припой, оставляя лишь тонкий слой на плате. Плата получается вот такая:


Но на самом деле метод немного «варварский» и не очень действует на платы, особенно многослойные — при погружении в расплав припоя плата переносит температурный шок, что не очень хорошо действует на внутренние элементы многослойных плат и тонкие дорожки одно- и двухслойных.

Гораздо лучше покрывать иммерсионным золотом или серебром. Вот

тут

очень хорошая информация о иммерсионных покрытиях, если кому интересно.

Мы не побывали на участке иммерсионных покрытий, по банальной причине — он был закрыт, а за ключом было идти лень. А жаль.

Электротест

Дальше почти готовые платы отправляются на визуальный контроль и электротест. Электротест — это когда проверяются соединения всех контактных площадок между собой, нет ли где обрывов. Выглядит это очень забавно — станок держит плату и быстро-быстро тыкает в нее щупами. Видео этого процесса можно посмотреть у меня в

инстаграме

(кстати, подписаться можно там же). А в виде фото это выглядит вот так:


Та большая машина слева — и есть электротест. А вот и сами щупы ближе:


На видео, правда, была другая машинка — с 4 щупами, а тут их 16. Говорят, гораздо быстрее всех трех старых машинок с четырьмя щупами вместе взятых.

Нанесение паяльной маски и покрытие контактных площадок

Следующий технологический процесс — нанесение паяльной маски. То самое зеленое(ну, чаще всего зеленое. А вообще оно бывает очень разных цветов) покрытие, которое мы видим на поверхности плат. Подготовленные платы:


Закладываются вот в такой автомат:


Который через тонкую сеточку размазывает полужидкую маску по поверхности платы:


Видео нанесения, кстати, тоже можно посмотреть в

инстаграме

(и подписаться тоже:)

После этого, платы сушатся, пока маска перестанет липнуть, и экспонируются в той же желтой комнате, что мы видели выше. После этого, неэкспонированная маска смывается, обнажая контактные пятачки:


Потом их покрывают финишным покрытием — горячим лужением или иммерсионным нанесением:


И наносят маркировку — шелкографию. Это белые(чаще всего) буковки, которые показывают, где какой разъем и какой элемент тут стоит.

Она может наносится по двум технологиям. В первом случае все происходит так же, как и с паяльной маской, отличается лишь цвет состава. Она закрывает всю поверхность платы, потом экспонируется, и неотвержденные ультрафиолетом участки смываются. Во втором случает ее наносит специальный принтер, печатающий хитрым эпоксидным составом:


Это и дешевле, и гораздо быстрее. Военные, кстати, не жалуют этот принтер, и постоянно указывают в требованиях к своим платам, что маркировка наносится только фотополимером, что очень огорчает главного технолога.

Изготовление многослойных печатных плат по методу металлизации сквозных отверстий:

Все, что я описал выше — касается только односторонних и двухсторонних печатных плат(на заводе их, кстати, никто так не называет, все говорят ОПП и ДПП). Многослойные платы(МПП) делаются на этом же оборудовании, но немного по другой технологии.

Изготовление ядер

Ядро — это внутренний слой тонкого текстолита с медными проводниками на нем. Таких ядер в плате может быть от 1(плюс две стороны — трехслойная плата) до 20. Одно из ядер называется золотым — это означает, что оно используется в качестве реперного — того слоя, по которому выставляются все остальные. Ядра выглядят вот так:


Изготавливаются они точно так же, как и обычные платы, только толщина стеклотекстолита очень мала — обычно 0,5мм. Лист получается такой тонкий, то его можно изгибать, как плотную бумагу. На его поверхность наносится медная фольга, и дальше происходят все обычные стадии — нанесение, экспонирование фоторезиста и травление. Итогом этого являются вот такие листы:


После изготовления дорожки проверяются на целостность на станке, который сравнивает рисунок платы на просвет с фотошаблоном. Кроме этого, существует еще и визуальный контроль. Причем реально визуальный — сидят люди и смотрят в заготовки:


Иногда какая-то из стадий контроля выносит вердикт о плохом качестве одной из заготовок(черные крестики):


Этот лист плат, в которой случился дефект все равно изготовится полностью, но после нарезки бракованная плата пойдет в мусор. После того, как все слои изготовлены и проверены, наступает черед следующей технологической операции.

Сборка ядер в пакет и прессование

Это происходит в зале под названием «Участок прессования»:


Ядра для платы выкладываются вот в такую стопочку:


А рядом кладется карта расположения слоев:


После чего в дело вступает полуавтоматическая машина прессования плат. Полуавтоматичность ее заключается в том, что оператор должен по ее команде подавать ей ядра в определенном порядке.


Перекладывая их для изоляции и склеивания листами препрега:


А дальше начинается магия. Автомат захватывает и переносит листы в рабочее поле:


А затем совмещает их по реперным отверстиям относительно золотого слоя.


Дальше заготовка поступает в горячий пресс, а после прогрева и полимеризации слоев — в холодный. После этого мы получаем такой же лист стеклотекстолита, который ничем не отличается от заготовок для двухслойных печатных плат. Но внутри у него

доброе сердце

несколько ядер со сформированными дорожками, которые, правда, еще никак не связаны между собой и разделены изолирующими слоями полимеризированного препрега. Дальше процесс проходит те же стадии, что я уже описывал ранее. Правда, за небольшим различием.

Сверловка заготовок

При сборке пакета ОПП и ДПП для сверловки его не нужно центровать, и его можно собирать с некоторым допуском — все равно это первая технологическая операция, и все остальные будут ориентироваться на нее. А вот при сборке пакета многослойных печатных плат очень важно привязаться к внутренним слоям — при сверловке отверстие должно пройти насквозь все внутренние контакты ядер, соединив их

в экстазе

при металлизации. Поэтому пакет собирается вот на такой машинке:


Это рентгеновский сверлильный станок, который видит сквозь текстолит внутренние металлически реперные метки и по их расположению сверлит базовые отверстия, в которые вставляются крепежи для установки пакета в сверлильный станок.


Металлизация

Дальше все просто — заготовки сверлятся, очищаются, активируются и металлизируются. Металлизация отверстия связывает между собой все медные пяточки внутри печатной платы:


Таким образом, завершая электронную схему внутренностей печатной платы.

Проверка и шлифы

Дальше от каждой платы отрезается кусочек, который шлифуется и рассматривается в микроскоп, для того, чтобы удостовериться, что все отверстия получились нормально.


Эти кусочки называются шлифы — поперечно срезанные части печатной платы, которые позволяет оценить качество платы в целом и толщину медного слоя в центральных слоях и переходных отверстиях. В данном случае, под шлиф пускают не отдельную плату, а специально сделанные с краю платы весь набор диаметров переходных отверстий, которые используются в заказе. Шлиф, залитый в прозрачный пластик выглядит вот так:


Фрезеровка или скрайбирование

Далее платы, которые находятся на групповой заготовке необходимо разделить на несколько частей. Делается это либо на фрезерном станке:


Который фрезой вырезает нужный контур. Другой вариант — скрайбирование, это когда контур платы не вырезается, а надрезается круглым ножом. Это быстрее и дешевле, но позволяет делать только прямоугольные платы, без сложных контуров и внутренних вырезов. Вот скрайбированная плата:


А вот фрезерованная:


Если заказывалось только изготовление плат, то на этом все заканчивается — платы складывают в стопочку:


Оборачивается все тем же маршрутным листом:


И ждет отправки.

А если нужна сборка и запайка, то впереди есть еще кое-что интересное.

Сборка

Дальше плата, если это необходимо поступает на участок сборки, где на нее напаиваются нужные компоненты. Если мы говорим о ручной сборке — то все понятно, сидят люди(кстати, в большинстве своем женщины, когда я к ним зашел, у меня уши в трубочку свернулись от песни из магнитофона «Боже, какой мужчина»):


И собирают, собирают:


А вот если говорить о автоматической сборке, то там все гораздо интереснее. Происходит это вот на такой длинной 10-метровой установке, которая делает все — от нанесения паяльной пасты до пайки по термопрофилям.


Кстати, все серьёзно. Там заземлены даже коврики:


Как я говорил, начинается все с того, что на неразрезанный лист с печатными платами устанавливают вместе с металлическим шаблоном в начало станка. На шаблон густо намазывается паяльная паста, и ракельный нож проходя сверху оставляет точно отмерянные количества пасты в углублениях шаблона.


Шаблон поднимается, и паяльная паста оказывается в нужных местах на плате. Кассеты с компонентами устанавливаются в отсеки:


Каждый компонент заводится в соответствующую ему кассету:


Компьютеру, управляющему станком, говорится где какой компонент находится:


И он начинает расставлять компоненты на плате.


Выглядит это вот так(видео не мое). Можно смотреть вечно:


Аппарат установки компонентов называется Yamaha YS100 и способен устанавливать 25000 компонентов в час(на один тратится 0.14 секунды).

Дальше плата проходит горячую и холодные зоны печки(холодная — это значит «всего» 140°С, по сравнению с 300°С в горячей части). Побыв строго определенное время в каждой зоне со строго определенной температурой, паяльная паста плавится, образуя одно целое с ножками элементов и печатной платой:


Запаянный лист плат выглядит вот так:


Все. Плата разрезается, если нужно и упаковывается, чтобы вскоре уехать к заказчику:


Примеры

Напоследок, примеры того, что технотех может делать. Например, конструирование и изготовление многослойных плат(до 20 слоев), включая платы для BGA компонентов и HDI платы:


C со всеми «номерными» военными приемками(да, на каждой плате вручную ставится номер и дата изготовления — этого требуют военные):


Проектирование, изготовления и сборка плат практически любой сложности, из своих или из компонентов заказчика:


И ВЧ, СВЧ, платы с металлизированным торцом и металлическим основанием(фотографий этого я не сделал, к сожалению).

Конечно, они не конкурент резониту в плане быстрых прототипов плат, но если у вас от 5 штук, рекомендую запросить у них стоимость изготовления — они очень хотят работать с гражданскими заказами.

И все-таки, в России производство еще есть. Что бы там не говорили.

Напоследок можно отдышаться, поднять глаза на потолок и попытаться разобраться в хитросплетениях труб:

Что почитать?

Субтрактивный комбинированный позитивный метод в домашних условиях
ДПП в картинках
Несколько разных технологий изготовления ДПП и МПП
Производство в фотографиях(правда, без описания)


ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Актуальные проблемы авиации и космонавтики — 2018. Том 3

УДК 621,3

ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

К. И. Шаповалова

АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева»

Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

E-mail: [email protected]

Сегодня совершенствование функциональности и конструктивности электрорадиоизде-лий устанавливаемых на печатных платах происходит большими темпами. Все больше уделяется внимание процессу миниатюризации электронной аппаратуры. Все это требует повышения трассировочных возможностей печатных плат за счет повышения плотности монтажа, уменьшения ширины печатных проводников и расстояний между ними, увеличения числа слоев многослойных печатных плат, уменьшения габаритов и массы электронной аппаратуры и, соответственно, печатных плат. Описываются классы точности изготовления элементов печатного монтажа.

Ключевые слова: печатная плата, класс точности, высокая надежность, микроэлектроника, печатный проводник, контактная площадка, плотность монтажа.

PRINTED CIRCUIT BOARD. IMPROVEMENT OF PRINTED CIRCUIT BOARDS

K. I. Shapovalova

JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected]

Today the improvement of the functionality and design of electronic products installed on printed circuit boards is proceeding at a rapid pace. More and more attention is paid to the process of miniaturization of electronic equipment. All of it requires the increase of tracing possibilities of printed circuit board to the increase of closeness of editing, reduction of width of the printed explorers and distances between them, increase of number of layers of multi-layered printed circuit board, reduction of sizes and mass of electronic apparatus and, accordingly, printed circuit board. The classes of exactness of making of elements of printed circuit board art described in this article.

Keywords: printed circuit board, class of exactness, high reliability, microelectronics, printed explorer, contact pad, assembly density.

В современном мире невозможно представить радиоэлектронную аппаратуру без печатных плат. Первая печатная плата появилась в начале ХХ века, которую создал Альберт Хансон, предложивший создать рисунки на плате методом вырезания, штамповки на фольге из меди. Части рисунка, затем приклеивали к пропарафиненной бумаге, служившей в то время диэлектриком. За все это время печатные платы значительно изменились как конструкционно, так и технологически, и стали более совершенными. И до сих пор остаются на лидирующих позициях, являясь основной сборочной единицей современной аппаратуры любого назначения от сотового телефона до крупного радиолокационного комплекса.

Опережающие темпы развития микроэлектроники требуют непрерывного повышения их технического уровня, который определяется ростом плотности монтажа электрорадиоизделий, повышением требований к надежности, увеличением частоты следования импульсов, обеспечением помехозащищенности и др. Реализация этих требований зависит от достижений в области конструирования и развития технологии производства печатных плат [1]. Это обуславливает увеличение количества слоев печатной платы, уменьшения диаметра отверстий, уменьшения

Секция «Инновационная деятельность промышленных предприятий»

ширины проводников и зазоров между элементами проводящего рисунка. В зависимости от плотности проводящего рисунка и от точности изготовления печатной платы их разделяют на классы. Если ГОСТ 23751-86 предусматривает пять классов точности изготовления элементов печатного монтажа печатных плат [2]. Так, ныне действующий стандарт — ГОСТ Р 53429-2009 специфицирует уже семь классов точности печатных плат [3]. В конструкторской документации на печатную плату должно содержаться указание на соответствующий класс точности изготовления печатных плат, который обусловлен уровнем технологического оснащения производства. Поэтому выбор класса точности всегда связан с конкретным производством.

Печатные платы первого и второго классов точности имеют наименьшую плотность и точность изготовления. Также они характеризуются простотой исполнения, низкой стоимостью, высокой надежностью и большими габаритами. Для изготовления плат первого и второго классов точности не требуется оборудование с высокими техническими показателями.

Печатне платы третьего класса наиболее распространенные, так как, имеют достаточно высокую плотность трассировки и монтажа, при этом для их изготовления требуется рядовое оборудование, но в отличие от первого и второго классов точности уже специализированное.

Печатные платы четвертого класса точности изготавливаются уже на высокоточном оборудовании. Но требования к оборудованию, материалам, помещениям ниже, чем для пятого класса точности.

При изготовлении печатных плат пятого и выше классов точности применяется высокоточное оборудование, специальные дорогостоящие материалы. Также в производственных помещениях, в которых изготавливаются печатные платы данного уровня, существует такое понятие как «чистая зона». Такое производство имеет высокие требования [4].

В состав бортовой радиоэлектронной аппаратуры первых спутников производства АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» входили односторонние и двухсторонние печатные платы второго класса точности. Спутникостроение не стоит на месте, и идет большими темпами вперед. Происходит постоянный рост функциональной и конструктивной сложности электрорадиоизделий устанавливаемых на печатных платах, меняются требования к электронной аппаратуре, при минимальной массе, возрастает максимальная оснащенность. Все это требует повышения трассировочных возможностей печатных плат за счет повышения плотности монтажа, уменьшения ширины печатных проводников и расстояний между ними, увеличения числа слоев многослойных печатных плат [5]. В связи с этим повышаются требования и задачи к печатным платам.

С момента производства первых спутников АО «ИСС» прошло много времени и производство печатных плат вышло на новый уровень. Непрерывно происходило совершенствование конструкции и технологии производства печатных плат, модернизация оборудования, и все это дало возможность перейти от второго класса точности изготовления печатной платы к третьему, а сейчас и к производству пятого класса точности. Также разрабатывались технологии для повышения количества слоев печатной платы, так, если в самом начале производства печатных плат мы могли производить односторонние и двухсторонние печатные платы, то со временем мы перешли на производство четырехслойный, далее шестислойных, восьмислойных, двеннадца-тислойных печатных плат. Все это дает нам сейчас задел для разработки и производства шестна-дцатислойной печатной платы пятого класса точности.

Библиографические ссылки

1. Пирогова Е. В. Проектирование и технология печатных плат. М. : Форум : Инфра-М, 2005. 9 с.

2. ГОСТ 23751-86. Платы печатные. Основные параметры конструкции. М. : Изд-во стандартов, 1986. 4 с.

3. ГОСТ Р 53429-2009. Платы печатные. Основные параметры конструкции. Взамен ГОСТ 23751-86; введ. с 30.06.2010. М. : Изд-во стандартов, 2009. 3 с.

4. Федулова А. А., Устинов Ю. А., Явич Э. Р. Технология многослойных печатных плат: учебник. М. : Радио и связь, 1990. 211 с.

5. Медведев А. М. Печатные платы. М. : Техносфера, 2011. 47 с.

© Шаповалова К. И., 2018

Одно и двухсторонние печатные платы

Выбор конструкции печатной платы является важным фактором, определяющим механические характеристики при использовании устройства в целом.

Односторонние и двухсторонние печатные платы составляют в настоящее время значительную долю объема выпуска плат, объясняется это своеобразным компромиссом между их относительно малой стоимостью и достаточно высокими возможностями.

Технологический процесс изготовления двухсторонних плат, также как односторонних, является частью более общего процесса изготовления многослойных печатных плат. Однако для изготовления одно и двухсторонних плат не применяются множество операций, технологически они значительно проще в производстве, что благоприятно сказывается на сроках производства и цене. Вместе с тем, высокие проектные нормы «проводник / зазор», позволяют использовать такие платы для изготовления широкого круга современных изделий, они вполне пригодны как для монтажа в отверстия, так и для поверхностного монтажа.

односторонняя печатная плата двухсторонняя печатная плата

Базовые возможности изготовления серийного заказа одно- и двухстороннихпечатных плат:

Используемые материалы:

  • FR-4, FR-5, FR4 High Tg, СФ, СТФ, МИ, ФАФ, Rodgers, ФЛАН, ДИФЛАР, АРЛОН;
  • Толщина фольги, мкм: 5,18, 35, 50, 70 и другие, звоните
  • Толщина плат, мм: от 0,2 до 3.0

Подробнее >>

Максимальный размер платы, мм: 428 х 283

Класс сложности изготовления:

  • Класс А (типовой процесс)
  • Класс B (повышенная сложность)

Подробнее >>

Финишное покрытие:

 

Паяльная маска:

  • Жидкая, цвет: зеленый, красный, чёрный, синий, белый.
  • Плёночная, цвет: зеленый

Маркировка:

  • 1 – 2-х сторонняя, цвет: белый,
  • Маркировка жидкой паяльной маской

Мехобработка:

  • Фрезерование
  • Скрайбирование (v-score)

Контроль:

  • Визуальный(100%)
  • Оптический (AOI) Orion
  • Электроконтроль (Fly-probe ATG,EMMA)

Стандарты контроля и приемки:

  • ГОСТ 23752-79, ГОСТ Р 53429-2009 3-5 класс точности.
  • Приемка «5»
  • IPC-A-600 Class II-III, Mil-Spec available

 

Позвонив нам по телефону или отправив сообщение по e-mail, Вы можете получить консультацию по любым организационным и техническим вопросам. Не стесняйтесь спросить, особенно если проектируете новую печатную плату или применяете более жесткие параметры, чем обычно. Вы также можете приехать к нам в офис и обсудить с нашими высококвалифицированными специалистами ваши заказы и проблемы.

 

Чтобы узнать точную стоимость ваших печатных плат, вы можете прислать нам по e-mail файлы проекта (с указанием формата и версии САПР) и описание печатной платы, заполнив наш бланк заказа и указав количество и желаемый срок.

Что такое пустая печатная плата?

Пустая печатная плата — это плата без каких-либо контактов или частей, которая используется для создания печатных плат (печатных плат). Большинство пустых печатных плат известны как покрытые медью, что означает, что плата покрыта медью, что помогает, когда через печатную плату проходит электричество. Большинство пустых досок продаются в стандартных размерах, но пользователю, возможно, придется вручную вырубить доску, чтобы подготовить ее для своих целей. Есть несколько цветов для пустой доски, но все они работают примерно одинаково с точки зрения эффективности.

Когда кто-то делает печатную плату, пустая печатная плата является важным элементом. Без пустой доски было бы нечего принимать схемы и следы, которые препятствовали бы правильному прохождению электричества и данных через устройство. Чтобы использовать пустую плату, пользователь обычно печатает рисунок на плате для представления схемы, а затем добавляет отверстия и аппаратные средства для правильной работы платы.

Есть много материалов, которые можно использовать для изготовления пустой печатной платы, но большинство из них покрыты медью. Это не означает, что плата — это просто лист меди, потому что обычно внутри платы находится кремний или другие материалы. Это означает, что внешняя сторона платы покрыта медью, что полезно для платы. Медь является хорошим проводником и может достаточно хорошо нагреваться. Это позволяет плате легко работать с электричеством, проходящим через нее во время использования, поэтому доска редко деформируется из-за жары.

Изготовление пустой печатной платы нестандартного размера может стоить больших денег, поэтому многие любители и предприятия покупают платы стандартных размеров. Однако, в зависимости от того, что делает пользователь, стандартный размер может не работать. Чтобы исправить это, доску можно вырезать вручную, не влияя на ее эффективность.

Пустая печатная плата обычно бывает коричневато-медного цвета, в основном потому, что в плате используется медь, но есть много других цветов на выбор. Другие популярные цвета плат включают красный, синий и зеленый. Эти платы обычно имеют красители или другие материалы, которые способствуют созданию другого цвета, но все они, как правило, работают примерно одинаково, как только на плате есть схемы.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Печатные платы

ООО НПП «ТИК» является официальным представителем компании «Резонит» в Пермском крае. Компания «Резонит» является одной из крупнейших российских фирм – изготовителей печатных плат.


ООО НПП «ТИК» работает по ценам компании «Резонит» и оказывает следующие услуги:

  • Срочное производство печатных плат: это отличная возможность быстро обкатать «сырое» изделие перед запуском его в серию. Срок изготовления от 1 дня по системе «Суперэкспресс» (подробнее на rezonit.ru).

    Возможно изготовление следующих печатных плат:

     — одно- и двусторонние;
     — многослойные;
     — суперсрочные;
     — СВЧ печатные платы;
     — гибкие;
     — гибко-жесткие;
     — печатные платы с металлическим основанием.
  • Мелкие и средние серии печатных плат: оптимальный вариант для малобюджетных заказов, очевидный выигрыш по цене при качестве, соответствующем ГОСТ 23752-79. Уникальная возможность использовать только сертифицированные импортные материалы с практически любым сочетанием толщины подложки и толщины фольги. Преимущества: небольшой срок изготовления, низкая цена, минимальный заказ от одной технологической заготовки (подробнее на rezonit.ru)

  • Производство крупных серий печатных плат: идеальное сочетание качественных материалов и более совершенной технологии их обработки позволяет делать платы с высочайшими требованиями по климатическим условиям для любых сфер применения, а также платы по бессвинцовой технологии (lead-free). Широкий выбор финишных покрытий (HAL, Immersion Gold, Tin, Ni, Gold fingers, графит) и альтернативных материалов CEM1, FR1, FR2 и тп. Преимущества: высочайшее качество, заказы от 5 дм2(подробнее на rezonit.ru)

Также компания оказывает услуги по монтажу печатных плат. Выполняются следующие виды монтажа:

  • Ручной монтаж. Используется для небольших партий – от 1 до 200 плат. При этом технология монтажа практически дублирует процесс монтажа более крупных партий.
  • Автоматический монтаж. Монтаж крупных промышленных партий печатных плат любой сложности на самом современном оборудовании.
  • Монтаж BGA. Услуги по монтажу, демонтажу и восстановления BGA-компонентов, с использованием новейших технологий и оборудования для монтажа и контроля качества.
Распечатать информацию

Печатные платы — обзор

Введение в главу

Печатные платы (PCBs) — наиболее распространенный метод сборки современных электронных схем. Они состоят из сэндвича из одного или нескольких изоляционных слоев и одного или нескольких медных слоев, которые содержат сигнальные дорожки, а также питание и заземление; дизайн компоновки печатных плат может быть таким же сложным, как и дизайн электрической цепи.

Большинство современных систем состоят из многослойных плат, в которых может быть до восьми слоев (а иногда и больше).Традиционно компоненты устанавливались на верхнем слое в отверстиях, проходящих через все слои. Их называют «сквозными» компонентами. В последнее время, с почти универсальным внедрением компонентов для поверхностного монтажа, вы обычно можете найти компоненты, установленные как на верхнем, так и на нижнем слоях.

Дизайн печатной платы может быть так же важен, как и дизайн схемы, для общей производительности конечной системы. В этой главе мы обсудим разделение схемы, проблему соединения дорожек, паразитные компоненты, схемы заземления и развязку.Все это важно для успеха общего дизайна.

Влияние печатных плат, отрицательно влияющее на работу прецизионных схем, включает сопротивление утечки, падение напряжения ИК-излучения в фольге, переходных отверстиях и плоскостях заземления, влияние паразитной емкости и диэлектрическую абсорбцию (DA). Кроме того, склонность ПХБ поглощать атмосферную влагу (гигроскопичность ) означает, что изменения влажности часто приводят к тому, что вклад некоторых паразитарных эффектов меняется изо дня в день.

В общем, эффекты ПХД можно разделить на две широкие категории: те, которые наиболее заметно влияют на статическую или постоянную работу цепи, и те, которые наиболее заметно влияют на динамическую или переменную работу цепи, особенно на высоких частотах.

Другой обширной областью проектирования печатных плат является заземление. Заземление само по себе является проблемной областью для всех аналоговых и смешанных сигналов, и можно сказать, что простая реализация схемы на основе печатной платы не меняет того факта, что требуются надлежащие методы. К счастью, некоторые принципы качественного заземления, а именно использование заземляющих слоев, присущи среде печатной платы. Этот фактор является одним из наиболее значительных преимуществ аналоговых схем на основе печатных плат, и этому вопросу посвящено значительное обсуждение в этом разделе.

Некоторые другие аспекты заземления, которыми необходимо управлять, включают в себя контроль ложных сигналов заземления и обратных напряжений, которые могут ухудшить рабочие характеристики. Эти напряжения могут возникать из-за наложения внешних сигналов, общих токов или просто из-за чрезмерных IR-падений в заземляющих проводниках. Правильная прокладка и сечение проводников, а также дифференциальная обработка сигналов и методы изоляции заземления позволяют контролировать такие паразитные напряжения.

Еще одна область заземления, которую следует обсудить, — это заземление, подходящее для аналогово-цифровой среды со смешанными сигналами.В самом деле, единственная проблема качественного заземления может повлиять на всю философию компоновки высокопроизводительной печатной платы со смешанными сигналами — как и должно быть.

Введение в печатные платы и различные типы печатных плат

Что такое печатная плата?

Печатные платы (PCBs) — это платы, которые используются в качестве основы в большинстве электронных устройств — как в качестве физической опоры, так и в качестве области проводки для компонентов, устанавливаемых на поверхности и в разъемах.Печатные платы чаще всего изготавливаются из стекловолокна, композитной эпоксидной смолы или другого композитного материала.

Большинство печатных плат для простой электроники просты и состоят только из одного слоя. Более сложное оборудование, такое как компьютерные видеокарты или материнские платы, может иметь несколько слоев, иногда до двенадцати.

Хотя ПХБ чаще всего ассоциируются с компьютерами, их можно найти во многих других электронных устройствах, таких как телевизоры, радиоприемники, цифровые камеры и сотовые телефоны.Помимо использования в бытовой электронике и компьютерах, различные типы печатных плат используются во множестве других областей, в том числе:

• Медицинское оборудование. Электронные продукты теперь более плотные и потребляют меньше энергии, чем предыдущие поколения, что позволяет тестировать новые и интересные медицинские технологии. В большинстве медицинских устройств используется печатная плата высокой плотности, которая используется для создания максимально компактной и плотной конструкции. Это помогает смягчить некоторые из уникальных ограничений, связанных с разработкой устройств для медицинской области из-за необходимости небольшого размера и легкого веса.ПХБ нашли свое применение во всем: от небольших устройств, таких как кардиостимуляторы, до гораздо более крупных устройств, таких как рентгеновское оборудование или компьютерные томографы.

• Промышленное оборудование. ПХД обычно используются в мощном промышленном оборудовании. В местах, где текущие медные печатные платы весом в одну унцию не соответствуют требованиям, вместо них можно использовать толстые медные печатные платы. Примеры ситуаций, когда более толстые медные печатные платы были бы выгодны, включают контроллеры двигателей, сильноточные зарядные устройства для аккумуляторов и промышленные тестеры нагрузки.

• Освещение. Наряду с тем, что решения на основе светодиодов завоевывают популярность из-за их низкого энергопотребления и высокого уровня эффективности, то же самое происходит и с печатными платами на алюминиевой основе, которые используются для их изготовления. Эти печатные платы служат радиаторами и обеспечивают более высокий уровень теплопередачи, чем стандартные печатные платы. Эти же печатные платы с алюминиевым покрытием составляют основу как для светодиодных приложений с высоким световым потоком, так и для базовых решений освещения.

• Автомобильная и аэрокосмическая промышленность. Как в автомобильной, так и в аэрокосмической промышленности используются гибкие печатные платы, которые предназначены для работы в условиях высокой вибрации, характерной для обеих областей.В зависимости от спецификаций и конструкции они также могут быть очень легкими, что необходимо при производстве деталей для транспортных отраслей. Они также могут соответствовать тесным пространствам, которые могут присутствовать в этих приложениях, например, внутри приборных панелей или за приборным датчиком на приборной панели.

Существует несколько различных типов печатных плат, каждый из которых имеет свои особенности производства, типы материалов и способы использования:

Однослойная печатная плата

Однослойная или односторонняя печатная плата состоит из одного слоя основного материала или подложки.Одна сторона основного материала покрыта тонким слоем металла. Медь является наиболее распространенным покрытием из-за того, насколько хорошо она действует как электрический проводник. После нанесения медного покрытия обычно наносится защитная паяльная маска, после чего следует последняя шелкография, чтобы отметить все элементы на плате.

Поскольку на однослойных/односторонних печатных платах различные схемы и компоненты припаяны только к одной стороне, их легко спроектировать и изготовить.Эта популярность означает, что их можно приобрести по низкой цене, особенно для крупных заказов. Недорогая модель большого объема означает, что они обычно используются для различных приложений, включая калькуляторы, камеры, радио, стереооборудование, твердотельные накопители, принтеры и блоки питания.

Двухслойная печатная плата

Двухслойные или двусторонние печатные платы имеют основной материал с тонким слоем проводящего металла, например меди, нанесенным на обе стороны платы.Отверстия, просверленные в плате, позволяют цепям на одной стороне платы подключаться к цепям на другой.

Схемы и компоненты двухслойной печатной платы обычно соединяются одним из двух способов: либо с использованием сквозного отверстия, либо с использованием поверхностного монтажа. Сквозное соединение означает, что небольшие провода, известные как выводы, проходят через отверстия, при этом каждый конец выводов затем припаивается к нужному компоненту.

Печатные платы для поверхностного монтажа не используют провода в качестве разъемов.Вместо этого множество маленьких выводов припаяно непосредственно к плате, а это означает, что сама плата используется в качестве монтажной поверхности для различных компонентов. Это позволяет завершать схемы, используя меньше места, освобождая место, чтобы плата могла выполнять больше функций, обычно на более высоких скоростях и с меньшим весом, чем позволяла бы плата со сквозными отверстиями.

Двусторонние печатные платы обычно используются в приложениях, требующих промежуточного уровня сложности схемы, таких как промышленные элементы управления, источники питания, контрольно-измерительные приборы, системы отопления, вентиляции и кондиционирования, светодиодное освещение, автомобильные приборные панели, усилители и торговые автоматы.

Многослойная печатная плата

Многослойные печатные платы состоят из трех или более двухслойных печатных плат. Затем эти доски скрепляются специальным клеем и помещаются между кусками изоляции, чтобы гарантировать, что избыточное тепло не расплавит ни один из компонентов. Многослойные печатные платы бывают разных размеров: от четырех до десяти или двенадцати слоев. Самая большая из когда-либо построенных многослойных печатных плат имела толщину 50 слоев.

Используя многослойные печатные платы, разработчики могут создавать очень толстые сложные конструкции, подходящие для решения широкого круга сложных электрических задач.Приложения, в которых многослойные печатные платы были бы полезны, включают файловые серверы, хранилища данных, технологию GPS, спутниковые системы, анализ погоды и медицинское оборудование.

Жесткая печатная плата

Жесткие печатные платы изготавливаются из твердого материала подложки, который предотвращает скручивание платы. Возможно, наиболее распространенным примером жесткой печатной платы является материнская плата компьютера. Материнская плата представляет собой многослойную печатную плату, предназначенную для распределения электроэнергии от источника питания и одновременного обеспечения связи между всеми многочисленными частями компьютера, такими как ЦП, ГП и ОЗУ.

Жесткие печатные платы составляют, пожалуй, наибольшее количество производимых печатных плат. Эти печатные платы используются везде, где необходимо, чтобы сама печатная плата была настроена в одной форме и оставалась такой до конца срока службы устройства. Жесткие печатные платы могут быть любыми: от простой однослойной печатной платы до восьми- или десятислойной многослойной печатной платы.

Все жесткие печатные платы имеют однослойную, двухслойную или многослойную конструкцию, поэтому все они используют одни и те же приложения.

Гибкая печатная плата

В отличие от жестких печатных плат, в которых используются неподвижные материалы, такие как стекловолокно, гибкие печатные платы изготавливаются из материалов, которые могут изгибаться и двигаться, таких как пластик. Как и жесткие печатные платы, гибкие печатные платы бывают одно-, двух- и многослойными. Поскольку их необходимо печатать на гибком материале, изготовление гибких печатных плат стоит дороже.

Тем не менее, гибкие печатные платы имеют много преимуществ по сравнению с жесткими печатными платами. Наиболее заметным из этих преимуществ является тот факт, что они являются гибкими.Это означает, что их можно сгибать по краям и заворачивать вокруг углов. Их гибкость может привести к снижению стоимости и веса, поскольку одна гибкая печатная плата может использоваться для покрытия областей, которые могут занять несколько жестких печатных плат.

Гибкие печатные платы также можно использовать в областях, которые могут быть подвержены опасности для окружающей среды. Для этого они просто изготавливаются из материалов, которые могут быть водонепроницаемыми, ударопрочными, коррозионно-стойкими или устойчивыми к высокотемпературным маслам — вариант, которого могут не иметь традиционные жесткие печатные платы.

Жесткая гибкая печатная плата

Жесткие гибкие схемы сочетают в себе лучшее из обоих миров, когда речь идет о двух наиболее важных всеобъемлющих типах печатных плат. Гибко-жесткие платы состоят из нескольких слоев гибких печатных плат, прикрепленных к нескольким жестким слоям печатных плат.

Гибко-жесткие печатные платы имеют много преимуществ по сравнению с использованием только жестких или гибких печатных плат для определенных приложений. Во-первых, жестко-гибкие платы имеют меньшее количество деталей, чем традиционные жесткие или гибкие платы, потому что варианты разводки для обоих могут быть объединены в одну плату.Сочетание жестких и гибких плат в одной гибко-жесткой плате также обеспечивает более обтекаемую конструкцию, уменьшая общий размер платы и вес упаковки.

Гибко-жесткие печатные платы чаще всего используются в приложениях, где пространство или вес имеют первостепенное значение, включая мобильные телефоны, цифровые камеры, кардиостимуляторы и автомобили.

Высокочастотная печатная плата

Высокочастотная печатная плата относится к общему элементу конструкции печатной платы, а не к типу конструкции печатной платы, как в предыдущих моделях.Высокочастотная печатная плата предназначена для передачи сигналов свыше одного гигагерца.

Высокочастотные материалы для печатных плат часто включают армированный стекловолокном эпоксидный ламинат класса FR4, смолу на основе полифениленоксида (PPO) и тефлон. Тефлон является одним из самых дорогих доступных вариантов из-за его небольшой и стабильной диэлектрической проницаемости, небольших диэлектрических потерь и общего низкого водопоглощения.

При выборе высокочастотной печатной платы и соответствующего типа разъема для печатной платы необходимо учитывать множество аспектов, включая диэлектрическую постоянную (DK), рассеяние, потери и толщину диэлектрика.

Наиболее важным из них является Dk рассматриваемого материала. Материалы с высокой вероятностью изменения диэлектрической проницаемости часто имеют изменения импеданса, что может нарушить гармоники, из которых состоит цифровой сигнал, и вызвать общую потерю целостности цифрового сигнала — одна из вещей, для предотвращения которых предназначены высокочастотные печатные платы. .

Другие вещи, которые следует учитывать при выборе плат и типов разъемов ПК для использования при проектировании высокочастотной печатной платы:

• Диэлектрические потери (DF), влияющие на качество передачи сигнала.Меньшее количество диэлектрических потерь может привести к небольшим потерям сигнала.

• Термическое расширение. Если коэффициенты теплового расширения материалов, используемых для изготовления печатной платы, таких как медная фольга, неодинаковы, то материалы могут отделяться друг от друга из-за изменений температуры.

• Впитывание воды. Потребление большого количества воды повлияет на диэлектрическую проницаемость и диэлектрические потери ПХБ, особенно если они используются во влажной среде.

• Другие сопротивления.Материалы, используемые в конструкции высокочастотной печатной платы, должны иметь высокие показатели термостойкости, ударопрочности и устойчивости к опасным химическим веществам, если это необходимо.

Печатная плата на алюминиевой основе

Печатные платы с алюминиевым покрытием разработаны почти так же, как и их аналоги с медным покрытием. Однако вместо обычного стекловолокна, используемого в большинстве типов печатных плат, в алюминиевых печатных платах используется алюминиевая или медная подложка.

Алюминиевая подложка покрыта теплоизоляционным материалом, который имеет низкое тепловое сопротивление, что означает, что от изоляционного материала к подложке передается меньше тепла.После нанесения изоляции наносится слой меди толщиной от одной унции до десяти.

Печатные платы с алюминиевой подложкой имеют много преимуществ по сравнению с печатными платами с подложкой из стекловолокна, в том числе:

• Бюджетный. Алюминий является одним из самых распространенных металлов на Земле, составляя 8,23% веса планеты. Алюминий легко и недорого добывать, что помогает сократить расходы на производственный процесс. Таким образом, строительные изделия с алюминием дешевле.

• Экологичность.Алюминий нетоксичен и легко перерабатывается. Из-за простоты сборки изготовление печатных плат из алюминия также является хорошим способом экономии энергии.

• Рассеивание тепла. Алюминий — один из лучших материалов для отвода тепла от важнейших компонентов печатных плат. Вместо того, чтобы рассеивать тепло на остальную часть платы, он передает тепло на открытый воздух. Алюминиевая печатная плата остывает быстрее, чем медная печатная плата аналогичного размера.

• Прочность материала.Алюминий намного прочнее таких материалов, как стекловолокно или керамика, особенно при испытаниях на падение. Использование более прочных базовых материалов помогает уменьшить повреждения при производстве, транспортировке и установке.

Все эти преимущества делают алюминиевые печатные платы отличным выбором для приложений, требующих высокой выходной мощности с очень жесткими допусками, включая светофоры, автомобильное освещение, источники питания, контроллеры двигателей и сильноточные схемы.

В дополнение к этим основным областям применения, печатные платы с алюминиевым покрытием также могут использоваться в приложениях, требующих высокой степени механической стабильности или там, где печатная плата может подвергаться высоким уровням механических нагрузок.Они менее подвержены тепловому расширению, чем плиты на основе стекловолокна, а это означает, что другие материалы на плате, такие как медная фольга и изоляция, с меньшей вероятностью будут отслаиваться, что еще больше продлит срок службы продукта.

На протяжении многих лет печатные платы эволюционировали от простых однослойных печатных плат, используемых в электронике, например, в калькуляторах, до более сложных систем, таких как высокочастотная тефлоновая конструкция. ПХБ нашли свое применение почти во всех отраслях промышленности на планете, от простой электроники, такой как решения для освещения, до более сложных отраслей, таких как медицинские или аэрокосмические технологии.

Эволюция печатных плат также подтолкнула к развитию строительных материалов для печатных плат: печатные платы больше не изготавливаются исключительно из медной фольги, покрытой стекловолокном. Новые конструкционные материалы включают алюминий, тефлон и даже гибкий пластик. Гибкие пластмассы и алюминий, в частности, стимулировали создание таких продуктов, как жестко-гибкие печатные платы и печатные платы на алюминиевой основе, для решения общих проблем, связанных со многими отраслями.

Доверьтесь PCBCart для всех ваших потребностей в производстве печатных плат

Нужна ли вам простая однослойная печатная плата или невероятно сложная 30-слойная многослойная печатная плата, PCBCart может воплотить ваши идеи в жизнь.Мы предлагаем услуги по изготовлению широкого спектра печатных плат — от стандартных печатных плат из стекловолокна до гибких жестких печатных плат. Высокочастотные печатные платы и печатные платы с алюминиевым покрытием также доступны для уникальных приложений.

Узнайте стоимость изготовления печатной платы FR4 за считанные секунды

Хотите узнать стоимость изготовления специальных печатных плат, таких как гибкие печатные платы, гибкие жесткие печатные платы, алюминиевые печатные платы, печатные платы Rogers и т. д.? Просто свяжитесь с нами и отправьте файл Gerber и требования к материалам и количеству, мы скоро сообщим цену.

Мы также предлагаем прототип печатной платы, чтобы помочь вам получить правильный дизайн печатной платы перед полным производством. Избежание дорогостоящих ошибок может сэкономить вам тысячи долларов в рамках проекта. Все наши дизайнеры соответствуют требованиям системы управления качеством ISO9001:2008, а наш собственный отдел контроля качества проверит, соответствует ли ваш прототип как нашим, так и вашим высоким стандартам, прежде чем мы отправим его вам. В зависимости от требований большинство прототипов печатных плат могут быть изготовлены в течение 4-5 дней, если вам нужно быстрое качественное прототипирование.

Получите мгновенное предложение по прототипированию печатной платы Quickturn

После того, как ваша печатная плата изготовлена ​​или прототипирована, мы также предлагаем услуги по сборке. Мы можем сделать все, от сборки прототипа до сборки печатных плат, сборки печатных плат под ключ и частичной или полной сборки в зависимости от ваших уникальных потребностей. Мы также можем разместить самые разные количества, от небольших сборок с большим количеством компонентов до больших объемов сборки печатных плат. Все наши услуги «под ключ» соответствуют стандартам IPC класса 3 и сертифицированы по стандарту ISO 9001:2008.

PCBCart может справиться с основами проектирования печатных плат, такими как поверхностный монтаж или сквозное соединение, а также с более сложными продуктами смешанной сборки. В рамках нашего контроля качества мы предлагаем дизайн для проверки технологичности (DFM). Мы также можем провести специальные функциональные испытания в соответствии с вашими требованиями, чтобы убедиться, что изготовленные нами печатные платы соответствуют проектным спецификациям, на основе которых они были созданы.

Запросить цену сборки для ваших нестандартных печатных плат

Получите больше информации о PCBCart здесь:
• Преимущества PCBCart по сравнению с другими производителями печатных плат — Почему вы должны выбрать PCBCart?
• Услуги по изготовлению стандартных печатных плат с несколькими дополнительными опциями
• Услуги по изготовлению прототипов печатных плат Quickturn
• Услуги по изготовлению алюминиевых печатных плат
• Услуги по изготовлению гибких печатных плат
• Услуги по изготовлению гибко-жестких печатных плат
• Услуги по изготовлению высокочастотных печатных плат
• Толстые медные печатные платы Услуги по изготовлению
• Услуги по изготовлению печатных плат с высоким Tg
• Услуги по изготовлению безгалогенных печатных плат

Что такое печатная плата?

Печатная плата или печатная плата — это, по сути, плата, которая соединяет электронные компоненты.Это основной строительный блок любой электронной конструкции, который с годами превратился в очень сложный компонент. В 1925 году Чарльз Дюкас из США создал и запатентовал способ гальванопокрытия электрического пути на изолированной поверхности. Появилась печатная плата, открывшая путь к меньшим, простым и менее громоздким конструкциям.

Пауль Эйслер, австрийский беженец в Британию в 1936 году, считается настоящим основателем КХБ. Он разработал и запатентовал ряд приложений, которые в конечном итоге привлекли внимание американских военных.Остальное, как говорится, уже история.

печатных платы были перемещены с 1-слойных плат на 20+ многослойных плат, которые можно найти в вашем смартфоне. У них есть соединительные слои, которые позволяют уменьшить общий размер — подумайте о мобильных телефонах 80-х годов по сравнению с современными смартфонами.

Чтобы описать, как создается печатная плата, мы взяли стандартную двухслойную или двухстороннюю печатную плату. Используя программное обеспечение DesignSpark PCB для проектирования вашей печатной платы, создаются файлы Gerber и NcDrill. Каждый файл Gerber представляет собой компонент, необходимый для изготовления печатных плат, включая медные слои, данные паяльной маски и шелкографии, контур печатной платы и данные паяльной пасты для изготовления лазерного трафарета для сборки.Файл NcDrill определяет расположение и размер каждого отверстия на печатной плате как PTH (сквозное отверстие), так и NPTH (сквозное отверстие без штифта).

Двусторонняя печатная плата изготовлена ​​из эпоксидного стекла (FR4) с медной фольгой на обеих сторонах эпоксидного стекла. Обычно его покупают заранее приготовленным у поставщиков. Материал FR4 представляет собой стекловолокно и придает доске жесткость. Для создания многослойных печатных плат комбинации предварительно изготовленного материала спрессовываются вместе с другими слоями или не плакированным медью FR4 (препрег), используемым для изоляции медных слоев друг от друга.

На этапе проектирования печатной платы с помощью программного обеспечения DesignSpark создается сверло или файл DRL. Это файл сверла, содержащий информацию, используемую для сверления необходимых отверстий.

На данный момент нет электрического соединения между слоями. Стенки отверстия должны быть покрыты медью. Поскольку стенки не проводят ток, на стенки отверстия химическим способом осаждается слой меди. Этот процесс, известный как гальваническое покрытие, повторяется до тех пор, пока толщина меди не станет оптимальной для соединения, обычно 25 мкм.

Плата покрыта фоторезистом. Это мягкий светочувствительный материал. Медная пленка помещается на плату, совмещается со сверлами, и плата подвергается воздействию УФ-излучения. Неэкспонированные участки резиста удаляются путем пропускания плат через раствор проявителя, оставляя на плате видимый рисунок медных дорожек\площадок.

Следующим шагом является нанесение покрытия на открытую медь. Это покрытие защищает медь на переходных отверстиях, отверстиях компонентов и дорожках от удаления на этапе травления.

Фоторезист снят (химически) с платы. Пришло время удалить всю медь химическим путем. Химикат удалит только медь, а не медь, защищенную покрытием. Теперь покрытие удалено, обнажая все дорожки и контактные площадки компонентов, переходные отверстия и т. д. Это основная схема печатной платы.

На обе стороны нанесен слой паяльной маски. Обычно он зеленый, хотя распространены и другие цвета. Используя процесс, аналогичный фоторезисту, обнажаются области для пайки.

Паяльная маска изолирует медь и создает контакт только там, где она открыта. Он также действует как защитник от окисления и коррозии меди. Слои паяльной маски будут включать зазоры вокруг дорожек, переходных отверстий и т. д. 

Для идентификации печатной платы разработчики часто добавляют печать на печатную плату. Эта шелкография будет добавлена ​​на этом этапе с использованием эпоксидных чернил. Как правило, это белый цвет, хотя доступно множество цветных вариантов.

Слой золота, серебра или припоя на медных контактных площадках будет нанесен на все контактные площадки компонентов, переходные отверстия и т. д., давая ожидаемую отделку для клиента. Это улучшает паяемость и защищает эти поверхности от окисления. Это окончательная обработка поверхности.


В Mint Tek Circuits мы используем глобальную панель проверенных производителей печатных плат, чтобы получить лучшие технологии по лучшей цене в лучшее время. Мы тесно сотрудничаем с сообществом DesignSpark, чтобы создать простую цепочку поставок для инженеров-проектировщиков. Попробуйте наш онлайн-калькулятор стоимости печатных плат сами.
http://mint-tek.com/получить цитату сейчас/.

Что такое печатная плата (PCB)?

Обычно мы изучаем, анализируем и проектируем электрические или электронные схемы, используя схему, называемую схемой , которая состоит из символов компонентов, соединенных линиями. Символы представляют собой все, от основных пассивных компонентов, таких как резисторы или конденсаторы, до сложных интегральных схем, таких как микроконтроллеры, а линии представляют проводящие пути, которые позволяют электрическому току свободно течь от одной части схемы к другой.

Одна вещь, которая объединяет все схемы, — это полная неспособность управлять двигателем, или мигать светодиодом, или фильтровать шум, или делать любые другие полезные и интересные вещи, которые, как мы ожидаем, будут делать электрические системы. Схема, в конце концов, всего лишь рисунок. Чтобы действительно что-то сделать со схемой, нам нужно преобразовать ее схему в физические компоненты и физические взаимосвязи. Простые схемы часто могут быть реализованы на макетной плате, но подавляющее большинство проектов схем входят в физическую сферу в виде печатной платы или сокращенно PCB .

 

Структура печатной платы

Очень простая печатная плата представляет собой плоский жесткий изолирующий материал, к одной стороне которого прикреплены тонкие проводящие структуры. Эти проводящие структуры создают геометрические узоры, состоящие, например, из прямоугольников, кругов и квадратов. Длинные тонкие прямоугольники функционируют как соединения (т. е. эквивалент проводов), а различные формы функционируют как точки соединения компонентов.

 

Это пример очень простой печатной платы.Эта доска на самом деле самодельная; дополнительную информацию см. в руководстве AAC по изготовлению печатных плат в домашних условиях.

 

Печатная плата, как в примере на изображении, имеет только один проводящий слой. Однослойная печатная плата очень ограничена; реализация схемы не будет эффективно использовать доступную площадь, и у проектировщика могут возникнуть трудности с созданием необходимых взаимосвязей.

Добавление дополнительных проводящих слоев делает печатную плату более компактной и простой в проектировании.Двухслойная плата является значительным улучшением по сравнению с однослойной платой, и в большинстве приложений лучше иметь по крайней мере четыре слоя. Четырехслойная плата состоит из верхнего слоя , нижнего слоя и двух внутренних слоев . («Верх» и «низ» могут показаться нетипичными научными терминами, но, тем не менее, они являются официальными обозначениями в мире проектирования и изготовления печатных плат.)

 

Стек печатных плат

Стек представляет собой расположение проводящих и изолирующих слоев в многослойной печатной плате.Следующая диаграмма вида сбоку показывает стек четырехслойной платы.

 


 

Предпочтительным проводящим материалом является медь. Препрег представляет собой изоляционный материал, предварительно пропитанный (отсюда и название) смолой, а сердцевина (тоже изолирующая) по составу аналогична препрегу.

Я рекомендую по возможности использовать четырехслойную структуру. Четырехслойная плата позволяет выделить один внутренний слой под опорный потенциал (т.е., земля) и еще один внутренний слой к напряжениям питания. Верхний и, при необходимости, нижний слой будут компонентным слоем. Такое расположение упрощает проектирование печатной платы, а также помогает улучшить характеристики схемы.

 

Понимание особенностей и терминологии печатных плат

При обсуждении печатных плат возникает довольно много специальной лексики. В этом разделе описываются физические структуры, встречающиеся на печатных платах, и приводятся слова, которые мы используем для их идентификации.

  • Токопроводящее соединение называется трассой , а точки соединения для компонентов называются контактными площадками (для контактов, упирающихся в поверхность платы) и сквозными отверстиями (для контактов, которые вставляются в отверстия, просверленные в доска). Базовая конструкция печатной платы состоит из размещения контактных площадок и сквозных отверстий таким образом, чтобы можно было правильно установить компоненты, а затем соединения этих контактных площадок и сквозных отверстий с помощью дорожек.
  • Не все просверленные отверстия предназначены для сквозных компонентов.Нам часто нужно передавать сигнал или напряжение питания с одного слоя печатной платы на другой, и это достигается с помощью небольших проводящих отверстий, называемых переходными отверстиями .
  • Многие печатные платы также имеют монтажные отверстия , которые имеют механическую, а не электрическую функцию, и поэтому не требуют покрытия . Термин «покрытие» в данном контексте относится к проводящему материалу, нанесенному на внутреннюю поверхность просверленного отверстия.
  • Медная заливка представляет собой относительно большую часть слоя печатной платы, заполненную проводящим материалом.Медная заливка может использоваться для обеспечения соединения между компонентами с очень низким сопротивлением или низкой индуктивностью, а также для улучшения тепловых характеристик.
  • Слой печатной платы, полностью состоящий из одной большой медной заливки, называется слоем плоскости . Мы часто используем внутренний слой в качестве заземляющей пластины и создаем заземляющие соединения, размещая переходные отверстия рядом с выводами компонентов.
  • Сквозное отверстие или переход начинается с медного круга, а затем становится отверстием, когда сверло проходит через круг (в идеале через центр круга).Термин кольцевое кольцо относится к ширине меди, которая остается после того, как отверстие было просверлено.
  • Печатные платы содержат различную «дополнительную» информацию, которая не влияет на электрические функции устройства. Например, ссылочные обозначения однозначно идентифицируют компоненты, точки указывают на правильную ориентацию компонентов, а названия проектов или серийные номера помогают нам отслеживать множество печатных плат, которые накапливаются в лаборатории. Мы называем эту информацию шелкографией .


 

Заключение

Я надеюсь, что эта статья послужила интересным введением в устройство и особенности печатных плат (которые, кстати, иногда называют печатными платами). Если есть какие-либо темы, связанные с печатными платами, которые вы хотели бы, чтобы мы осветили в будущих статьях, сообщите нам об этом в разделе комментариев ниже.

 

Избранное изображение (измененное) предоставлено Шэлом Фарли.

Как получить профессиональные печатные платы дешево

Допустим, у вас есть проблема, которую можно решить с помощью некоторой электроники и, возможно, даже микроконтроллера. Вы собираете детали и проверяете идею на макетной доске, своего рода чистом холсте для прототипирования проектов. Тогда что? Обычное решение состоит в том, чтобы припаять все к пустой перфорированной печатной плате, но это все равно оставляет вас с хрупким беспорядком проводов, который выглядит как катастрофа и требует много времени для сборки.Идея получше: профессионально напечатать печатную плату. Слишком затратно? Подумайте еще раз. У меня было напечатано около 10 различных досок для самых разных проектов, от батута, который стреляет огненными шарами, до гораздо менее сложных досок, которые пишут текст на колесах моего велосипеда. Эти схемы все еще отлично работают четыре года спустя и не ударили по моему кошельку. Следуйте прыжку, чтобы увидеть мои советы по приобретению профессиональных досок без ущерба для вашего кошелька.

Чтобы получить максимальную отдачу от затраченных средств на профессиональную печать, вы должны сначала спросить: без чего вы можете обойтись? Нужна ли вам легенда (также известная как шелкография) — напечатанные названия деталей на печатной плате? Если вы разработали схему и будете единственным человеком, который будет ее строить, вы, вероятно, можете пропустить легенду.Как насчет паяльной маски? Это просто тонкое резистивное покрытие, которое предотвращает образование мостов между участками платы, подлежащими пайке. Если вам не нужны ни те, ни другие, зачем платить за них? Вот почему я люблю Barebones PCB, минималистский магазин плат, который делает двухслойные платы с металлизированными сквозными переходными отверстиями дешевле, чем в любом другом месте, которое я нашел в Интернете. (Если вы нашли более выгодное предложение, сообщите мне об этом в комментариях!)

Основная веб-страница BarebonesPCB.com

У

Barebones есть простой веб-сайт, на котором вам предлагается ответить на три основных вопроса.Ответьте на них, и вы получите цену за единицу.

Количество ?
Y_Размер ?
X_Dimension ?

Я пробил количество: 2 y=2″ и x=3″ и получил цену 23,70 доллара. Так много для моего хорошего разговора, не так ли? Но когда я изменил количество до 20, цена упала до 4,80 доллара за доску. Таким образом, для любых проектов, которые вы собираетесь делать более одного раза, вы можете сэкономить кучу денег и избавиться от головной боли, связанной с ручным сверлением досок или возни с макетами.

Первые печатные платы, которые я напечатал, были основаны на проектах сохранения зрения.Микроконтроллер мигал определенными светодиодами с частотой 30 Гц, создавая эффект, похожий на текст, когда свет двигался. Это забавный проект для начинающих, и каждая из моих досок работала. Я отправил эти платы в печать по двум причинам:

1. Я начал изучать детали для поверхностного монтажа, которые делают домашнее травление и перфорацию еще менее привлекательными.

2. Эти доски устанавливались на велосипедные колеса, поэтому я не хотел, чтобы они разваливались или падали с колеса, когда я ехал по улицам Нью-Йорка.

Печатные платы Persistence of Vision

, напечатанные BareBonesPCB

Вот основные этапы перехода от идеи к профессиональной печатной плате:
Шаг 1: Разработка схемы (большинство самодельщиков используют программу Eagle, я использую gschem)
Шаг 2: Разработка печатной платы (большинство самодельщиков используют программу Eagle , я использую PCB)
Шаг 3: Экспортируйте gerbers (файлы в формате печатной платы)
Шаг 4: Загрузите gerbers на barebonesPCB в виде zip-файла
Шаг 5: Подождите пять рабочих дней, пока прибудут платы
Шаг 6: Соберите (соберите) платы и наслаждайтесь

О, и если вы решите, что пришло время для более профессиональной печатной платы с легендой и паяльной маской, вы все равно можете пройти Advanced Circuits.Стоимость первоначального заказа barebone-комплектов будет снижена из стоимости окончательного тиража профессиональных плат.

Цепь сохранения зрения, установленная на велосипеде

Печатные платы — Поставщик печатных плат

Компания Hughes Electronics Products имеет более чем 30-летний опыт производства печатных плат без покрытия. Производство началось в 1982 году и продолжалось более трех десятилетий. За это время мы были одной из немногих компаний, занимающихся изготовлением и сборкой печатных плат.Сегодня мы по-прежнему являемся поставщиком голых печатных плат, но мы закупаем и поставляем платы из существующей сети отечественных и зарубежных производителей. Все поставщики являются сертифицированными по стандарту ISO компаниями с современным оборудованием.

Мы также можем предоставить высококачественные прототипы. Производство печатных плат без покрытия, оснащенных инструментами для легкого перехода к ручной или автоматизированной сборке. Стандартные поставки зависят от сложности и запрашиваемого количества. Типичный цикл изготовления прототипов составляет 5-10 дней.Возможна ускоренная доставка по запросу. Ценовые котировки доступны в течение 24 часов или меньше.

Стандартные возможности процесса

Магазинный допуск дюймов Миллиметр
Минимум внешней и внутренней линии и пробела .0025″ 0,63 мм
Регистрация между уровнями .002″ .051мм
Максимальная толщина готовой печатной платы .400″ 10,16 мм
Минимальный шаг компонентов (испытания) .004″ 0,102 мм
Минимальная толщина диэлектрика .0015″ 0,038 мм
Максимальное количество слоев 28 28
Минимальный размер металлизированного отверстия .003″ 0,076 мм
Максимальное соотношение сторон 16:1 16:1
Параметры испытаний

250–1000 В, сопротивление 20–50 Ом, изоляция 20–50 МОм
Контроль импеданса +/- 5%
Поверхностная обработка, HASL свинца и без свинца, иммерсионное серебро, иммерсионный Ni/Au (ENIG), OSP
Другие возможности: Flex, Rigid Flex, Via Filling, Blind/Inried Vias, Aluminium Core, Edge Castellation (кромки с покрытием)

Важность печатных плат для электроники

Печатные платы являются основой большинства электронных устройств.Они есть во всем, от вашего телефона до вашего компьютера, но что такое печатная плата?

Давайте рассмотрим множество функций этой сложной технологии и их важность.

Что это такое

Печатная плата, или сокращенно PCB, представляет собой электронную плату со встроенными в нее металлическими цепями, которые соединяют различные компоненты устройства. Он состоит из слоев, которые вытравливаются по отдельности, а затем ламинируются вместе, образуя узоры, известные как следы.

В этих схемах сигналы проходят через плату и переносят информацию между различными частями схемы.

Платы бывают разных форм и размеров в зависимости от того, для чего они будут использоваться — в некоторых из них просверлены отверстия, в то время как другим могут потребоваться только небольшие площадки для соединения компонентов.

Электроника, построенная на печатных платах, подключается к плате с помощью контактных площадок для пайки, которые бывают двух видов: для сквозного монтажа и для поверхностного монтажа. Сквозное отверстие относится к компонентам, которые имеют провода или контакты, которые проходят через отверстия, просверленные в печатной плате, в то время как устройства , монтируемые на плате, обычно SMD, прикрепляются к верхней части контактной площадки расплавленным припоем.

Оба способа соединения компонентов имеют свои плюсы и минусы, но по большей части сквозное соединение становится менее распространенным из-за его размера и веса, в то время как SMD становятся более популярными, потому что они меньше и быстрее.

Типы плат

Если вы ищете печатную плату для своего следующего проекта, есть из чего выбрать. Существуют гибкие печатные платы, жесткие, однослойные и многослойные платы. А также различные материалы, такие как FR4, который представляет собой слоистый стеклянный эпоксидный материал или CEM.

Вы можете получить их у поставщиков услуг по сборке печатных плат, которые смонтируют необходимые вам электронные компоненты на печатной плате. Эти поставщики имеют разные специальности, такие как, например, встроенные системы, датчики или беспроводные технологии.

Гибкие печатные платы

Изготавливаются из силикона или полиимида и могут сгибаться на острые углы, не ломаясь.

Они бывают двух разных типов: жестко-гибкие, представляющие собой комбинацию жестких и гибких печатных плат, и складные, которые можно сложить пополам, не ломая.

Однослойные и многослойные плиты

Толщина плит также различается: некоторые плиты имеют только один слой, а другие могут иметь до 16 слоев. Чем больше слоев на доске друг с другом, тем сложнее становится доска.

Но с этой сложностью приходит больше функциональности. Однослойные платы используются для простых устройств, а многослойные — для более сложных устройств.

Какие печатные платы используются для

Почти каждое электронное устройство, которое вы можете себе представить, содержит по крайней мере одну печатную плату.Телефоны, компьютеры, планшеты, телевизоры, автомобили — что угодно.

Основной функцией печатной платы является соединение различных компонентов устройства и обеспечение связи между ними.

Например, в вашем телефоне есть печатная плата, которая соединяет экран, кнопки и схемы на задней панели. Без этой платы эти компоненты не могли бы общаться друг с другом, и телефон перестал бы работать.

Печатные платы также играют важную роль в защите этих компонентов от повреждений.Размещая их на доске и защищая металлическими слоями, вы создаете клетку Фарадея, защищающую их от внешних помех, таких как электромагнитное излучение.

Преимущества печатных плат

Использование печатных плат дает множество преимуществ. Во-первых, они позволяют продуктам быть меньше и более портативными.

Схемы на печатной плате могут занимать гораздо меньше места, чем сами отдельные компоненты, поэтому в итоге вы получите продукт гораздо меньшего размера.Это также упрощает объединение различных частей вашей схемы и маршрутизацию дорожек туда, где они вам нужны.

Во-вторых, они очень прочные и долговечные. Они могут выдержать много повреждений, таких как тепло, влага или даже физическая сила, не разрушаясь. Это делает их идеальными для использования в местах, опасных для электроники, например, под капотом автомобиля, где они подвергаются воздействию таких веществ, как масло и вода.

Способность досок выдерживать воздействие этих элементов имеет решающее значение для обеспечения их правильной работы, особенно если это что-то критичное, например, тормозные системы.

В-третьих, они чрезвычайно безопасны. Цепи на печатной плате герметизированы так, что прикоснуться голой кожей сразу к двум контактам практически невозможно. Это исключает возможность получения вами удара электрическим током от вашего устройства.

В-четвертых, ПХБ очень эффективны и экономичны. Они позволяют производить устройства с меньшим количеством компонентов, что, в свою очередь, снижает затраты как для вас, так и для вашего бизнеса.

Наконец, печатные платы легко ремонтировать и перерабатывать. Если какой-либо компонент на плате выходит из строя, его обычно гораздо проще исправить, чем если бы он был расположен в другом месте схемы.И когда срок службы доски подходит к концу, ее можно переработать без каких-либо негативных последствий для окружающей среды.

Они охлаждают устройства

Еще одной важной функцией печатных плат является их охлаждающая способность. Все части цепи выделяют тепло, и это может привести к повреждению вашего устройства, если его не остановить. Металлические слои на печатной плате отклоняют и рассеивают тепло от компонентов, которые его производят.

Это предотвратит перегрев и обеспечит бесперебойную работу вашего устройства как можно дольше.Перегрев — одна из основных причин отказа электроники, поэтому, поддерживая ее в прохладном месте, вы продлеваете срок службы вашего продукта.

Но, несмотря на то, что они сохраняют прохладу, они также затрудняют эффективный отвод тепла от внутренней части вашего устройства. Это связано с тем, что металлические слои действуют как изолятор, предотвращая рассеивание тепла наружу.

Есть способы обойти это, например, через тепловые переходы (соединение двух или более металлических слоев с проводящим материалом), но это не всегда вариант.

Без печатных плат наши устройства не смогли бы работать. Они необходимы для соединения различных компонентов и обеспечения связи между ними. Кроме того, печатные платы помогают защитить эти компоненты от повреждений и помех.

В мире, где все становится все более и более электронным, важно иметь такой компонент, как печатная плата, способный удовлетворить спрос.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.