Конструктивно - технологические особенности рельефных печатных плат

Рельефные печатные платы предназначены для монтажа электронных блоков и представляют собой двухсторонние платы, проводники которых выполнены в виде канавок в теле диэлектрика. Такая конструкция позволяет получить достаточно высокую плотность трассировки, что позволяет РПП конкурировать с многослойными печатными платами от 6 до 8 слоев (далее МПП). В поперечном сечении канавки имеют вид трапеции, что позволяет при малой площади иметь большее сечение меди. Переходные и монтажные отверстия выполняются в виде встречно-направленных конусов, что значительно укрепляет переходное отверстие в теле платы. Конструкция и технология изготовления РПП существенно отличаются от наиболее распространенных двусторонних (далее ДПП) и многослойных печатных плат. Проектировщика радиоэлектронной аппаратуры могут интересовать сравнительные характеристики этих типов плат.

• Трассировочная способность

РПП занимают среднее положение. Плотность размещения элементов эквивалентна 6-8 слоям МПП. Например, между выводами стандартного DIP корпуса можно проводить до 5 проводников. Высокая трассировочная способность объясняется, в частности, тем, что переходные отверстия могут быть расположены в шаге проводников. Пользуясь технологией РПП можно конструировать практически любые контактные площадки, в том числе длячип элементов 0402, 0603, для корпусов BGA и др.

• Электрические характеристики

Так как сечение проводника РПП выглядит в виде трапеции, то по постоянному току удельное сопротивление на единицу длины в 1,5 меньше, чем у МПП. Характеристики на переменном токе у РПП и МПП существенно не отличаются.

• Механические характеристики

РПП принципиально тонкая плата (0,8мм). Применение пластины теплостока позволяет увеличить механическую прочность, а также решить проблему с теплоотводом. С другой стороны, РПП более устойчивы к изгибу, чем многослойные платы аналогичных размеров.

• Изготовление ламелей для разъемов

РПП – тонкие платы, поэтому прямое изготовление ламелей для разъемов типа PCI может не обеспечить достаточно надежного контакта. Следует избегать применения рельефных плат для таких приложений. В крайнем случае, для решения указанной проблемы возможно применение специального технологического приема, позволяющего получить в районе ламелей удвоенную толщину (1,5мм), чем и обеспечивается надежное соединение.

• Стойкость к воздействию внешних факторов

РПП ничем не уступают традиционным платам.

• Поддержка САПР

Система изготовления РПП совместима практически с любой САПР (PCAD, DesignLab, OrCAD, Cadence).

• Ремонтопригодность

РПП достаточно устойчивы к перепайкам, что позволяет производить ремонт практически на любой стадии изготовления.

• Серийноспособность

Изготовление РПП не предполагает какой-либо особенной подготовки производства (фотошаблоны, штампы). Технологическое время изготовления платы средней степени сложности составляет около 24 часов. Т.к. подготовка производства отсутствует, то стоимость РПП ниже стоимости многослойных плат для малых серий до 100шт. Однако при увеличении количества стоимость снижается не столь существенно как для многослойных или двусторонних плат. Поэтому изготовление партий РПП более 100 шт. одного типа должно быть тщательно экономически обосновано. Наибольший экономический эффект применения РПП проявляется в мелкосерийных проектах с большим разнообразием типов 50..100 плат. Затраты и время на изготовление каждого типа или очередной итерации платы ничем не отличается от затрат на изготовление серии.

Процесс монтажа элементов на рельефную плату существенно от стандартных процессов не отличается. Возможен монтаж в отверстия и на поверхность. Возможно применение ручной пайки, пайки на волне, пайки в инфракрасных и конвекционных печах. Единственное, что нужно учесть при формовке и установке элементов, то что монтажные ламели заглублены на 0,1 мм относительно поверхности платы.

Дополнительно для применений в аппаратуре с усложненными условиями отвода тепла, возможно изготовление пакета из рельефной платы и алюминиевого теплостока толщиной 0,6..1,2 мм. Такая конструкция превосходно отводит тепло от электронных компонентов, что подтверждено многочисленными испытаниями и измерениями.

Проектирование аналоговых и высокочастотных устройств мало отличается от проектирования на обычных платах. Дополнительным элементом платы может служить общий сплошной экран (третий слой), который можно подключить к сигнальному общему проводу. При моделировании резонансных свойств рельефных проводников в области высоких частот следует учитывать их специфическую форму.