Содержание
- 1 Определение и назначение
- 2 Виды печатных плат
- 3 Материалы
- 4 Разработка
- 5 Изготовление
- 6 См. также
- 7 Ссылки
- 8 Литература
- 9 Примечания
Печа́тная пла́та (на англ. PCB — printed circuit board) — пластина, выполненная из диэлектрика, на которой сформирована (обычно печатным методом) хотя бы одна электропроводящая цепь (электронная схема). Печатная плата предназначена для электрического и механического соединения различных электронных компонентов или соединения отдельных электронных узлов. Электронные компоненты на печатной плате соединяются своими выводами с элементами проводящего рисунка, обычно пайкой, или накруткой, или склёпкой, или впрессовыванием, в результате чего собирается электронный модуль (или смонтированная печатная плата).
[править] Виды плат
В зависимости от количества слоёв с электропроводящим рисунком, печатные платы подразделяют на односторонние, двухсторонние и многослойные.
В отличие от навесного монтажа, на печатной плате электропроводящий рисунок выполнен из фольги аддитивным или субтрактивным методом. В аддитивном методе проводящий рисунок формируется на нефольгированном материале, обычно путём химического меднения через предварительно нанесённую на материал защитную маску. В субтрактивном методе проводящий рисунок формируется на фольгированном материале, путём удаления ненужных участков фольги, при этом обычно используется химическое травление.
Печатная плата обычно содержит монтажные отверстия и контактные площадки, которые могут быть дополнительно покрыты защитным покрытием: сплавом олова и свинца, оловом, золотом, серебром, органическим защитным покрытием. Кроме того в печатных платах имеются переходные отверстия для электрического соединения слоёв платы, внешнее изоляционное покрытие («защитная маска») которое закрывает изоляционным слоем неиспользуемую для контакта поверхность платы, маркировка обычно наносится с помощью шелкографии, реже — струйным методом или лазером.
[править] Многослойные печатные платы
Многослойные печатные платы (сокращённо МПП[1], англ. multilayer printed circuit board) применяются в случаях, когда разводка соединений на двусторонней плате становится слишком сложной. По мере роста сложности проектируемых устройств и плотности монтажа увеличивается количество слоёв на платах.
В многослойных платах внешние слои (а также сквозные отверстия) используются для установки компонентов, а внутренние слои содержат межсоединения либо сплошные планы (полигоны) питания. Для соединения проводников между слоями используются переходные металлизированные отверстия. При изготовлении многослойных печатных плат сначала изготавливаются внутренние слои, которые затем склеиваются через специальные клеящие прокладки (препреги). Далее выполняется прессование, сверление и металлизация переходных отверстий.
[править] Виды печатных плат
По количеству слоёв проводящего материала:
- Односторонние (ОПП)
- Двусторонние (ДПП)
- Многослойные (МПП)
По гибкости:
- Жёсткие
- Гибкие
По технологии монтажа:
- Для монтажа в отверстия
- Для поверхностного монтажа
Каждый вид печатной платы может иметь свои особенности, в связи с требованиями к особым условиям эксплуатации (например, расширенный диапазон температур) или особенности применения (например, в приборах, работающих на высоких частотах).
[править] Материалы
Основой печатной платы служит диэлектрик, наиболее часто используются такие материалы, как текстолит, стеклотекстолит, гетинакс.
Так же основой печатных плат может служить металлическое основание, покрытое диэлектриком (например, анодированный алюминий), поверх диэлектрика наносится медная фольга дорожек. Такие печатные платы применяются в силовой электронике для эффективного теплоотвода от электронных компонентов. При этом металлическое основание платы крепится к радиатору.
В качестве материала для печатных плат, работающих в диапазоне СВЧ и при температурах до 260 °C, применяется фторопласт, армированный стеклотканью (например, ФАФ-4Д)[2] и керамика. Гибкие платы делают из полиимидных материалов, таких как каптон.
[править] Разработка
Рассмотрим типичный процесс разработки 1-2-х слойной платы.
- Определение габаритов (не принципиально для макетной платы).
- Выбор толщины материала платы из ряда стандартных:
- Наиболее часто используется материал толщиной 1,55 мм.
- Вычерчивание в CAD-программе в слое BOARD габаритов (краёв) платы.
- Расположение крупных радиодеталей: разъёмов и др. Обычно это происходит в верхнем слое (TOP):
- Считается, что уже были определены чертежи каждого компонента, расположение и количество выводов и др. (или используются готовые библиотеки компонентов).
- «Разбрасывание» остальных компонентов по верхнему слою, или, реже, по обоим слоям для 2-сторонних плат.
- Запуск трассировщика. При неудовлетворительном результате — перерасположение компонентов. Эти два шага зачастую выполняются десятки или сотни раз подряд.
- В некоторых случаях трассировка печатных плат (отрисовка дорожек) производится вручную полностью или частично.
- Проверка платы на ошибки (DRC, Design Rules Check): проверка на зазоры, замыкания, наложения компонентов и др.
- Экспорт файла в формат, принимаемый изготовителем печатных плат, например Gerber.
[править] Изготовление
Под изготовлением печатных плат обычно понимают обработку заготовки (фольгированного материала). Типовой процесс состоит из нескольких этапов: сверловка переходных отверстий, получение рисунка проводников путем удаления излишков медной фольги, металлизация отверстий, нанесение защитных покрытий и лужение, нанесение маркировки.
[править] Получение рисунка проводников
При изготовлении плат используются химические, электролитические или механические методы воспроизведения требуемого токопроводящего рисунка, а также их комбинации.
[править] Химический способ
Химический способ изготовления печатных плат из готового фольгированного материала состоит из двух основных этапов: нанесение защитного слоя на фольгу и травление незащищенных участков химическими методами.
В промышленности защитный слой наносится фотохимическим способом с использованием ультрафиолетово-чувствительного фоторезиста, фотошаблона и источника ультрафиолетового света. Фоторезист бывает жидким или пленочным. Жидкий фоторезист наносят в промышленных условиях так как он чувствителен к несоблюдению технологии нанесения. Пленочный фоторезист популярен при ручном изготовлении плат. Фотошаблон представляет собой УФ-прозрачный материал с распечатанным на нём рисунком дорожек. После экспозиции фоторезист проявляется и закрепляется как и в обычном фотопроцессе.
Защитный слой в виде лака или краски может быть нанесен шелкотрафаретным способом или вручную. Радиолюбители для формирования на фольге травильной маски применяют перенос тонера с изображения, отпечатанного на лазерном принтере («лазерно-утюжная технология»).
Затем незащищенная фольга травится в растворе хлорного железа или (гораздо реже) других химикатов, например медного купороса. После травления защитный рисунок с фольги смывается.
[править] Механический способ
Механический способ изготовления предполагает использование фрезерно-гравировальных станков или других инструментов для механического удаления слоя фольги с заданных участков.
Металлизация отверстий
Нанесение покрытий
Возможны такие покрытия как:
- Защитные лаковые покрытия («паяльная маска»).
- Лужение.
- Покрытие фольги инертными металлами (золочение, палладирование) и токопроводящими лаками для улучшения контактных свойств.
- Декоративно-информационные покрытия (маркировка).
[править] См. также
html | flash
По матеоиалам компанииТех. требования на поверхностный SMD монтаж печатных плат
1. Размеры печатной платы или групповой заготовки должны находиться в следующих пределах: 230х320 мм — максимальный размер и 50х50мм — минимальный размер;
2. Компоненты должны располагаться не ближе 3мм от края печатной платы. При монтаже, по двум длинным сторонам печатных плат или же по длинным сторонам групповой заготовки необходимы технологические поля шириной 3-5мм;
3. Для правильного ориентирования системы технического зрения принтера и установщиков элементов на печатной плате необходимо наличие двух реперных меток в виде круглых площадок диаметром 1-1,5 мм, вскрытых от маски диаметром 3,5-4мм и расположенных в противоположных по диагонали углах платы. При поверхностном монтаже печатных плат все элементы плат должны располагаться не ближе 5мм от центра реперных меток;
4. При использовании элементов с шагом выводов меньше 0,5мм рекомендуется использовать две дополнительные диагональные реперные точки возле элемента монтажа для его точного позиционирования (микросхема);
5. Обязательно наличие маски между контактными площадками элементов, на проводниках, между контактными площадками и переходными отверстиями и т. п.;
6. Необходимо предоставить подробную спецификацию, в соответствии с которой будет производиться smd монтаж печатных плат, а также сборочный чертеж и специальные требования к smd монтажу при их наличии;
7. Комплектация должна поставляться в стандартной заводской упаковке:
• катушки 8, 12, 16, 24 мм (если катушка начатая, то она должна содержать свободный от компонентов заправочный конец не менее 20см);
• ленты, состоящие из нескольких отдельных частей, к поверхностному монтажу печатных плат не принимаются;
• пеналы шириной до 32мм;
• матричные поддоны для микросхем;
• в лентах должен быть 2-5% запас чип-компонентов (минимум 10 штук) и 1% запас микросхем (минимум 2 штуки) на потери и отбраковку при сборке;
8. По каждому компоненту необходимо предоставить следующую информацию:
• резисторы — номинал, допуск, типоразмер, тип покрытия выводов;
• конденсаторы — номинал, допуск, типоразмер, тип покрытия выводов;
• микросхемы — наименование, температурный диапазон, тип корпуса, диаметр выводов, размеры, тип покрытия выводов;
9. Для изготовления трафарета Вам необходимо предоставить файл в формате CAM (GERBER), по которому изготавливались печатные платы или групповые заготовки.
Ключевые слова: SMD монтаж, СМД монтаж, поверхностный монтаж печатных плат, контрактное производство электроники в беларуси, смд минск, SMD технологии, пайка SMD, пайка smd компонентов.