Классификация печатных плат и методов их изготиовления
Рис.3.2.
Сечения печатных плат: 1 — основание диэлектрическое или металлическое; 2 — печатный проводник; 3 — контактная площадка; 4 — монтажное отверстие; 5 — металлизация; 6 — диэлектрик Односторонние печатные платы (ОПП) выполняются на слоистом основании без металлизации (рис. 3.2,а) или с металлизацией (рис. 3.2,6) монтажных отверстий.
Двусторонние печатные платы (ДПП) имеют проводящий рисунок на обеих сторонах диэлектрического (рис.3.2,в) или металлического (рис.3.2,г) основания. Электрическая связь слоев печатного монтажа осуществляется с помощью металлизации отверстий.
Многослойные печатные платы (MПП) состоят из чередующихся слоев изоляционного материала и проводящего рисунка, соединенных клеевыми прокладками в монолитную структуру путем прессования (рис.3.2,д). Электрическая связь между проводящими слоями выполняется специальными объемными деталями, печатными элементами или химико-гальванической металлизацией.
Гибкие печатные платы (ГПП) оформлены конструктивно как ОПП или ДПП, но выполняются на эластичном основании толщиной 0,1 ... 0,5 мм. Они применяются в тех случаях, когда плата после изготовления подвергается вибрациям, многократным изгибам или ей после установки ЭРЭ необходимо придать компактную изогнутую форму. Разновидностью ГПП явля ются гибкие печатные кабели (ГПК), которые состоят из одного или нескольких непроводящих слоев с размещенными печатными проводниками. Толщина ГПК колеблется от 0,06 до 0,3 мм. Они широко применяются для межсоединений узлов и блоков РЭА, так как занимают меньшие объемы и легче круглых жгутов и кабелей, а их производство может осуществляться непрерывно на рулонном материале.
В соответствии с ГОСТ 23751—86 для ПП установлены пять классов плотности монтажа:
первый, допускающий минимальную ширину проводников и расстояние между ними 0,75 мм;
второй, для которого эти параметры равны 0,45 мм;
третий, допускающий минимальные размеры 0,25 мм;
четвертый — 0,15 мм
пятый — 0,10 мм.
Методы изготовления ПП
Методы изготовления ПП разделяют на две группы: субтрактивные и аддитивные.
В субтрактивных методах (subtratio — отнимание) в качестве основания для печатного монтажа используют фольгированные диэлектрики, на которых формируют проводящий рисунок путем удаления фольги с непроводящих участков. Дополнительная химико-гальваническая металлизация монтажных отверстий привела к созданию комбинированных методов изготовления ПП. Аддитивные (additio — прибавление) методы основаны на избирательном осаждении токопроводящего покрытия на диэлектрическое основание, на которое предварительно может наноситься слой клеевой композиции.
По способу создания токопроводящего покрытия аддитивные методы разделяются на:
химические
химико-гальванические.
При химическом процессе на каталитически активных участках поверхности происходит химическое восстановление ионов металла для обеспечения толщины покрытия в отверстиях не менее 25 мкм. В разработанных растворах скорость осаждения меди составляет 2-4 мкм/ч и для получения необходимой толщины процесс продолжается длительное время. Химико-гальванический метод является более производительным, при его использовании химическим способом выращивают тонкий (1-5 мкм) слой по всей поверхности платы, а затем его усиливают избирательно электролитическим осаждением. Предварительная химическая металлизация обеспечивает электрическое соединение всех элементов печатного монтажа.
Методы создания рисунка печатного монтажа
Метод офсетной печати состоит в изготовлении печатной формы, на поверхности которой формируется рисунок слоя. Форма закатывается валиком тра фаретной краской, а затем офсетный цилиндр переносит краску с формы на подготовленную поверхность основания ПП (рис.3.4).
Рис. 3.4. Метод офсетной печати
Метод применим в условиях массового и крупносерийного производства с минимальной шириной проводников и зазоров между ними 0,3-0,5 мм (платы 1 и 2 классов плотности монтажа) и с точностью воспроизведения изображения ±0,2 мм. Сеткографический метод основан на нанесении специальной краски на плату путем продавливания ее резиновой лопаткой (ракелем) через сетчатый трафарет, на котором необходимый рисунок образован ячейками сетки, открытыми для продавливания (рис.3.5). Точность и плотность монтажа аналогичны предыдущему методу.
Рис. 3.5. Сеткографический метод
Метод фотопечати характеризуется самой высокой точностью (±0,05 мм) и плотностью монтажа, соответствующими 3—5 классу (ширина проводников и зазоров между ними 0,1—0,25 мм),. Он состоит в контактном копировании рисунка печатного монтажа с фотошаблона на основание, покрытое светочувствительным слоем (фоторезистом).
Однослойные ПП и ГПК изготавливают преимущественно субтрактивным сеточно-химическим или аддитивным методом, а ДПП и ГПП — химико-гальваническим аддитивным (рис.3.6) или комбинированными фотохимическими (негативным или позитивным) методами. Производство МПП основано на типовых операциях получения ОПП и ДПП, создание межслойных соединений и др. Наиболее распространен метод металлизации сквозных отверстий.