Базовые материалы для производства печатных плат

Информация получилась очень насыщенной, поэтому я разбиваю материал на две части и, соответственно, контрольные вопросы тоже.

Материалы основания печатной платы

Существует несколько видов материалов, которые используются при изготовлении печатных плат.

 

 

1. Основу конструкции составляет слой диэлектрического материала. Это может быть гетинакс, стеклотекстолит. Эти материалы применяются в большинстве случаев при производстве печатных плат.

2. Если проектируется энергонасыщенное устройство, в котором элементы, смонтированные на плате, обладают большим тепловыделением, в качестве основания платы применяют металлическую пластину для обеспечения рассеяния тепла, выделяемого компонентами схемы.

3. В случаях, когда электронное устройство будет работать в среде высокочастотных электромагнитных колебаний или в условиях высоких температур, в качестве основы конструкции применяют керамику или фторопласт, армированный стекловолокном или керамикой для улучшения механических свойств.

4. Если проектируемое устройство имеет сочлененную конструкцию или функциональные узлы устройства имеют различную ориентацию в пространстве, либо устройство должно быть максимально плотно скомпоновано, в качестве основы конструкции применяют гибкие материалы. Когда от основы, кроме гибкости, требуется механическая прочность и термостойкость, применяют полииамид различных производителей (например, Kapton); если же нужна только гибкость, применяют более дешевый лавсан.

 

 

Кроме этого, при производстве печатных плат применяются другие материалы:

 

5. Медь, бронза, золото, никель и другие токопроводящие материалы для формирования на поверхности основания рисунка дорожек.

6. Препрег(стеклоткань, пропитанная недоотвержденной эпоксидной смолой) либо другой материал для соединения слоев многослойной платы.

7. Адгезив – вещество, обеспечивающее надежное соединение фольги и основания.

8. Фоторезисты – вспомогательные покрытия, необходимые для формирования слоев.

9. Защитные вещества и пленки – покрытия, обеспечивающие технологическую цепочку сборки печатной платы и ее защиту от внешних воздействий.

По принципу устройства все печатные платы одинаковы,

 

но с применением материалов с теми или иными характеристиками, печатная плата приобретает специфические свойства, которые обусловлены конструкцией электронного устройства.

Классификация ПП

К числу важнейших характеристик материалов печатных плат обычно относятся: электрическаяую прочность, диэлек­трическаяую проницаемость, пределы прочности при растяжении и изгибе, мак­симальное удлинение, прочность сцепления фольги соснованием, максимальное удлинение при механических нагрузках или воздействии темпера­туры, стойкость к перегибам, максимальнаяую рабочаяую температурау, допустимое кратковременное воздействие повышенной температуры, влагопоглощение, сопротивление изоляции, электрические потери. и др.

При анализе характеристиквыборе диэлектрических материалов  необходимо для конкретного проекта, необходимо учитывать также,, что ряд для многих из них прочностныеых характеристики, коэффициенты термического температурного расшире­ния материалов зависят от геометрических направлений.

А теперь изучим свойства некоторых материалов, которые применяются при производстве печатных плат.  

 

Базовые материалы для производства печатных плат

 

1. Исходный материал – диэлектрическое Ооснование печатной платы

Исходный материал — диэлектрическое основание, ламинированное с одной или двух сторон медной фольгой.

В качестве диэлектрика могут выступать:

а. листы, изготовленные на основе стеклотканей, пропитанных связующим составом на основе эпоксидных смол — стеклотекстолит (СФ, СТФ, СТАП, FR4) листы, изготовленные на основе бумаги, пропитанной связующим составом на основе эпоксидных смол - гетинакс листы, изготовленные на основе стеклотканей, пропитанных связующим на основе эпоксидных смол — стеклотекстолит (СФ, СТФ, СТАП, FR4

б.    листы, изготовленные на основе стеклотканей, пропитанных связующим составом на основе эпоксидных смол — стеклотекстолит (СФ, СТФ, СТАП, FR4)листы, изготовленные на основе бумаги, пропитанной связующим составом на основе эпоксидных смол - гетинакс и т.п.)

в. керамические пластинылисты с керамическим наполнителем, армированные стекловолокном — Rogers RO5603, RO4350

г. листы фторопласта (PTFE), также армированные стекловолокном— ФАФ-4Д, Arlon (AD и AR);,

д. листы фторопласта с керамическим наполнителем, армированные стекловолокном — Rogers RO5603, RO4350

е. ламинаты на металлическом основании (алюминий, медь, нержавеющая сталь)

ж. плёнки из полииимида (каптон), полиэтилентерефталата (PET, ПЭТФ, лавсан)

 

 

Давайте проанализируем, какими качествами будет обладать носитель нашего электронного устройства, изготовленный на основе того или иного материала.

Фольгированный гетинакс  Материал основания имеет коричневый цвет.

Часто используемые марки XPC, FR1, FR2 — (основа из целлюлозной бумаги, пропитанной фенольной или эпоксидной смолой).

Применяются во многих случаях, где превосходные свойства стеклотекстолита оказываются избыточными, и на первый план выходят показатели технологичности и стоимости, где требуется изготовить достаточно простые печатные платы (при производстве бытовой аппаратуры, различных датчиков, некоторых комплектующих к автомобилям и т.п.) 

Материал прекрасно штампуется. Возможно за один ход штампа оформить внешнюю конфигурацию платы и пробить все нобходимые отверстия.

Гетинакс, обладая удовлетворительными электроизоляционными свойствами в нормальных климатических условиях, хорошей обрабатываемостью и низкой стоимостью, нашел применение в производстве бытовой РЭА при температуре

--10  +60 ⁰ С и относительной влажности 45 - 76 %.

Недостатки – возможность отслаивания фольги при термоударах, наволакивание смолы при сверлении отверстий. Относится к горючим материалам. Имеет температуру воспламенения  285 °С, самовоспламенения — 480 °С, самонагревания — 120 °С.

Повышение огнестойкости плат из гетинакса, используемых в блоках питания, достигается введением в состав материала антипиренов (например, тетрабромдифенилпропана).

Ввиду низкой термостойкости гетинакса и адгезива, печатный монтаж на таких платах чрезвычайно непрочный. При нагреве паяльником, контактные площадки легко отделяются от основания.