🗊Презентация Технологія виготовлення друкованих плат. (Лекція 6)

Лекція № 6 Технологія виготовлення друкованих плат

В порівнянні з традиційним монтажем провідниками і кабелями ДП мають наступні переваги: В порівнянні з традиційним монтажем провідниками і кабелями ДП мають наступні переваги: підвищення густини монтажу з єднань; отримання друкованих провідників, екрануючих поверхонь і ЕРЕ в одному технологічному циклі; гарантована стабільність і повторюваність електричних характеристик (провідність, паразитна ємність і індуктивність); підвищена стійкість до кліматичних і механічних впливів; уніфікація і стандартизація конструктивних і технологічних рішень; підвищена надійність; можливість комплексної автоматизації монтажно-складальних і контрольно – регулювальних робіт; зменшення трудомісткості, матеріалоємності і собівартості. До недоліків ДП необхідно віднести: складність внесення змін в конструкцію обмежену ремонтопридатність

Класифікація ДП і методів їх виготовлення

ХАРАКТЕРНІ ОСОБЛИВОСТІ ТИПІВ ДП Одношарові ДП характеризуються: підвищеною точністю виконання провідного рисунка; відсутністю металізованих отворів; встановленням ЕРЕ на поверхні ДП зі сторони протилежній стороні пайки елементів без додаткового ізоляційного покриття; низькою вартістю (0,1-0,2 від вартості двошарових ДП); Мінімальні параметри топології: діаметр отвору -0,6 мм ширина провідників - 0,15мм; зазор -0,15 мм; Виготовляють: фотохімічним способом, фрезеруванням на двохкоординатних верстатах з ЧПК, випалюванням за допомогою лазерів;

Двошарові ДП характеризуються: Двошарові ДП характеризуються: високою точністю виконання провідного рисунка; розміщенням ЕРЕ на двох сторонах ДП ; підвищеною щільністю монтажу; високими комутаційними можливостями; підвищеною міцністю зчеплення виводів навісних ЕРЕ з провідним рисунком ДП; помірною вартістю. Цей тип ДП за об'ємом випуску складає (60-70) %. Мінімальні параметри топології: діаметр отвору - 0,4 ÷ 0,6) мм; ширина провідника - 0,15мм; зазор – 0,15мм Виготовляють за субстрактивними та адитивними технологіями, методом фрезеруванням, комбінованим позитивним методом

Багатошарові ДП характеризуються: Багатошарові ДП характеризуються: високими комутаційними властивостями; наявністю між шарових з'єднань ; переважним використанням одношарового фольгованого діелектрика для зовнішніх і двошарового для внутрішніх шарів; високою завадостійкістю електричних кіл; низькою ремонтопридатністю; високою собівартістю. Мінімальні параметри топології: діаметр отвору – (0,15 -0,2)мм; ширина провідника -0,05мм; зазор - 0,05 мм Основні методи виготовлення: металізації наскрізних отворів; попарного пресування; пошарового нарощування

Класифікація методів виготовлення ДП

Субстрактивна технологія виготовлення ДП ( тентінг – метод )

Адитивна технологія виготовлення ДП ( ПАФОС )

Комбінований позитивний метод виготовлення ДП

Комбінований позитивний метод виготовлення ДП ( продовження )

Типи міжшарових переходів БШДП

Основні етапи виготовлення багатошарових ДП (БДП)

Класифікація виробів за експлуатаційними характеристиками

Основні варіанти розміщення компонентів на ДП В електронній промисловості існує спеціальний стандарт ( IPC-7070, J-STD-013), який включає наступні схеми поверхневого монтажу: Тип 1 - монтовані компоненти встановлені тільки на верхню сторону ДП ; Тип 2 – монтовані компоненти встановлені на обидві сторони ДП; Клас А – компоненти through- hole ( PTH- монтовані в отвори) компоненти; Клас B – тільки поверхнево монтовані елементи (SMD); Клас С – змішані : монтуються в отвори і поверхнево монтовані компоненти; Клас Х - комплексно- змішана збірка :through- hole , SMD, BGA, fine pitch; Клас Y - комплексно- змішана збірка :through- hole , SMD, Ultra fine pitch, CSP; Клас Z -комплекснo- змішана збірка :through- hole , Ultra fine pitch, СOB, Flip Chip, TCP

Оптимізація компонування друкованих вузлів і вибір технології їх зборки Рис.9. Тип 1B: Односторонній SMD монтаж Автоматизоване встановлення компонентів на пасту з наступним її оплавленням в конвекційній пічці або паровій фазі. переваги: максимальна автоматизація процесів; мінімальна собівартість зборки; висока щільність монтажу

Оптимізація компонування друкованих вузлів і вибір технології їх зборки

Оптимізація компонування друкованих вузлів і вибір технології їх зборки

Оптимізація компонування друкованих вузлів і вибір технології їх зборки

Оптимізація компонування друкованих вузлів і вибір технології їх зборки

Оптимізація компонування друкованих вузлів і вибір технології їх зборки

Оптимізація компонування друкованих вузлів і вибір технології їх зборки

Оптимізація компонування друкованих вузлів і вибір технології їх зборки

Переваги та недоліки використання технології поверхневого монтажу Переваги: відсутність отворів в контактних площадках для встановлення елементів зменшує до 30% розмірів ДП, що суттєво зменшує собівартість ДП; за рахунок можливості розміщення елементів з обох сторін ДП зростає густина монтажу елементів; низький профіль і зменшення ваги покращують вібростійкість і ударостійкість виробів; використання автоматичного встановлення елементів і паяння з інфрачервоним нагрівом зменшує процент браку готових електронних модулів; заміна SMD елементів при виконанні ремонтних робіт на ДП набагато простіша ніж елементів з радіальними виводами.

Недоліки: Недоліки: проектування ДП з використанням SMD елементів вимагає специфічних програмних засобів в САПР ДП; можливе застосування технології на виробництві лише при наявності відповідного технологічного устаткування; будь-які технічні зміни приводять до зімни розміщення елементів і потребує нових затрат (виготовлення нового трафарету для клею і т.п.) що призводить до додаткових фінансових затрат; при використанні даної технології потребує додаткових витрат на програмування автоматизації збірки та виготовлення трафаретів (для пасти).

Матеріали для виготовлення ДП

Матеріали для виготовлення ДП (продовження) Матеріал FR-4 Найбільш розповсюджений матеріал при виробництві ДДП і БШДП. Композитний матеріал на основі скловолокна. Володіє хорошими механічними і електричними характеристиками, пожежостійкий. Використовується також для виготовлення однобічних ДП з підвищеними вимогами до механічної міцності. Матеріал СЕМ3 Використовується для виготовлення ДДП і БШДП. За характеристиками аналогічний FR-4. При виробництві СEM3 використовується інший тип скловолокна. Матеріал піддається добре штампуванню, що важливо в умовах виготовлення ДП в масовому виробництві.

Типи покриття контактних площадок З метою забезпечення якісного паяння ДП, особливо в умовах тривалого зберігання, на контактні площадки наносять різні покриття. В даний час найбільш розповсюдженими методами покриття контактних майданчиків є: HALS –(Hor Air Solder Leveling) – покриття припоєм з вирівнюванням повітряним ножем; Нікелювання; ENIG (electrolees nicel/ immersion gold) – імерсійне золото по підшару нікелю; Імерсійне олово; Імерсійне срібло; ENTEK - органічне покриття.

Порівняльна характеристика технологій покриття контактних майданчиків

Паяння ДП хвилею

Розміщення компонентів на друкованому вузлі

Оптимізація номенклатури застосованої елементної бази

Оптимізація номенклатури застосованої елементної бази