Жорсткая друкаваная плата

Матэрыял: цвёрды — са шкловалакна, гнуткі — з полііміду. Структура: цвёрдая — не гнецца, гнуткая — можа. Прымяненне: цвёрдая для стабільных злучэнняў, гнуткая для кампактных прастор.

Аднаслаёвыя, двухслаёвыя, шматслаёвыя. Аднаслаёвыя маюць схемы з аднаго боку; двухслаёвыя з абодвух; шматслаёвыя злучаюць праводзячыя слаі праз пераходныя адтуліны (напрыклад, матчыны платы).

Настольныя кампутары, тэлевізары, прамысловае кіраванне, аўтамабільная электроніка (бартавыя кампутары), аэракасмічныя кампаненты з улікам вібрацыі і г.д.

Больш нізкі кошт. Жорсткія друкаваныя платы вырабляюцца з адпрацаваных тэхналогій і танных матэрыялаў; гнуткія друкаваныя платы дарагія з-за складаных матэрыялаў і працэсаў.

Звычайныя падкладкі FR4: ад -55°C да 125°C для звычайнага выкарыстання, кароткачасова 260°C для паяння без свінцу. Спецыяльныя матэрыялы могуць вытрымліваць больш высокія тэмпературы.

Ад некалькіх см² (невялікія платы кіравання) да некалькіх м² (вялікія матчыны платы сервераў).

Залежыць ад памеру, слаёў і матэрыялаў. Шматслаёвыя платы FR4: ~1-3 кг/м², цяжэйшыя за гнуткія друкаваныя платы такой жа плошчы.

10-20+ гадоў у нармальных умовах; скарачаецца да некалькіх гадоў у суровых умовах (высокая тэмпература/вільготнасць).

Модуль пругкасці ў FR4 складае ~100-200 МПа, што значна ніжэй, чым у гнуткіх друкаваных плат. Павелічэнне таўшчыні павышае трываласць.

FR4 (эпаксідная смала са шкловалакна), фенольная смала, эпаксідная смала; PTFE для спецыяльных высокачастотных ужыванняў.

Добрая электраізаляцыя, механічныя ўласцівасці і стабільнасць памераў. КТР: 13-17 ppm/℃. Нізкі кошт і адпрацаваныя працэсы.

Нізкая тэмпература раскладання (120-150°C), схільнасць да расслаення падчас паяння, дрэнныя электрычныя/механічныя ўласцівасці, высокі КТР і непрыемны пах.

Утварае праводзячыя сляды для праходжання току. Звычайныя таўшчыні: 0,5 унцыі (17 мкм), 1 унцыя (35 мкм), 2 унцыі (70 мкм). Тоўстая фальга для прымянення з высокім токам.

Ізалюе для прадухілення кароткага замыкання, абараняе медзь ад акіслення і фізічных пашкоджанняў, а таксама адрознівае зоны па колеры (напрыклад, зялёны, сіні).

Друкуе сімвалы/літары для ідэнтыфікацыі кампанентаў падчас вытворчасці і адладкі. Распаўсюджаны колер: белы; таксама шэры, чырвоны, чорны, жоўты і г.д.

FR4: Нізкі кошт для агульнага выкарыстання. Высокачастотныя матэрыялы (напрыклад, PTFE): Нізкія страты сігналу для 5G. Керамічныя падкладкі: Высокая цеплаправоднасць для прымянення ў умовах высокіх тэмператур.

Улічвайце электрычныя (высокая частата/высокае напружанне), механічныя (вібрацыя), тэмпературу і кошт. Выкарыстоўвайце FR4 для бытавой электронікі, PTFE для высокіх частот і кераміку для высокіх тэмператур.

RoHS: Абмяжоўвае небяспечныя рэчывы (свінец, ртуць і г.д.). Без галагенаў: Br/Cl

Матэрыялы з нізкім КТР паляпшаюць стабільнасць памераў. Высокая цеплаправоднасць паляпшае рассейванне цяпла. Высокапрадукцыйныя ізалятары памяншаюць страты сігналу, што дазваляе мініяцюрызаваць і павышаць прадукцыйнасць.

Цэласнасць сігналу (супадзенне імпедансу, антыблікавыя/перакрыжаваныя перашкоды), размеркаванне магутнасці, зазямленне і токапераноснасць.

Скараціце сігнальныя дарожкі, мінімізуйце пераходныя адтуліны. Выкарыстоўвайце дыферэнцыяльныя пары для высакахуткасных сігналаў і кіруючага імпедансу. Плоскасці сілкавання/зазямлення з суцэльнай меддзю. Падзяліце модулі, каб пазбегнуць перашкод. Шырыня лініі ў залежнасці ад току.

Памер залежыць ад таўшчыні/току (больш тоўстым платам патрэбныя большыя пераходныя адтуліны). Мінімізуйце колькасць пераходных адтулін. Вырабляйце адваротныя адтуліны для выдалення заглушак для хуткасных сігналаў.

Узгадненне імпедансаў крыніцы, лініі перадачы і нагрузкі для памяншэння адлюстравання. Дасягаецца шляхам кантролю шырыні лініі, адлегласці паміж імі, таўшчыні дыэлектрыка і дыэлектрычнай пранікальнасці (напрыклад, шырыня 0,33 мм для мікрапалоснай транзістара 50 Ом на FR4).

Раздзяляльныя кампаненты; трымайце адчувальныя дэталі далей ад крыніц шуму. Плоскасці харчавання/зазямлення ў шматслаёвых плацах для экранавання. Плоскасці зазямлення вакол высакахуткасных сігналаў. Раздзяляльныя кандэнсатары; аптымізаванае зазямленне.

Функцыянальнае падзеленне, асобныя кампаненты, адчувальныя да цяпла, блізкае размяшчэнне высокачастотных кампанентаў, прыярытэтызацыя буйных кампанентаў і забеспячэнне лёгкай устаноўкі/абслугоўвання.

Сумежныя плоскасці харчавання і зазямлення для зніжэння індуктыўнасці. Напружанне з пераходнымі злучэннямі. Цвёрдая медзь для плоскасцяў харчавання; патаўшчэнне шляхоў высокага току.

Цеплавыя пераходныя адтуліны і медныя плоскасці пад гарачымі кампанентамі. Падкладкі з высокай цеплаправоднасцю. Канструкцыя з патокам паветра; пры неабходнасці дадайце радыятары/вентылятары.

Палажэнне адтуліны: ±0,1 мм. Пакрытыя пераходныя адтуліны: ±0,076 мм. Непакрытыя пераходныя адтуліны: ±0,05 мм. Шырыня лініі: ±10%-20%.

Altium Designer (падыходзіць для невялікіх і сярэдніх праектаў), Cadence Allegro (высокахуткасны шматслаёвы), Mentor PADS (зручны і эфектыўны).

Панэльная апрацоўка → Свідраванне → Нанясенне медзі → Візуалізацыя → Пакрыццё → Траўленне → Паяльная маска → Шаўкаграфія → Апрацоўка паверхні → Прафіляванне.

Праблемы: шурпатыя сценкі, задзірыны, зламаныя свердзелы. Рашэнні: замена свердзелаў, аптымізацыя хуткасці/падачы, праверка матэрыялаў.

Роля: Павышэнне праводнасці сценак адтуліны для злучэння слаёў. Кантроль: склад раствора, тэмпература (25-35°C), pH (11-12), чысціня перад апрацоўкай.

Фоталітаграфія: высокая дакладнасць для HDI, высокі кошт і складанасць. Трафарэтны друк: таннае/простае абсталяванне, меншая дакладнасць.

Кантроль ажыццяўляецца з дапамогай шчыльнасці току, часу нанясення пакрыцця і канцэнтрацыі раствора. Напрыклад, для пласта аб'ёмам 35 мкм патрабуецца 20-30 хвілін пры току 2-3 А/дм².

Кантралюйце канцэнтрацыю травільніка, тэмпературу, час і ціск распылення, а таксама рэгулярна абслугоўвайце абсталяванне. Высокая канцэнтрацыя можа прывесці да празмернага травлення, а нізкая — да няпоўнага. Падтрымлівайце тэмпературу на ўзроўні 45-55℃, вызначайце час у залежнасці ад таўшчыні платы і г.д. і забяспечвайце раўнамерны ціск для поўнага кантакту.

Раўнамерна пакрыйце схему без прапушчаных друкаваных палос, адтулін або бурбалак. Таўшчыня алею на паверхні медзі: 10-18 мкм, праз плоскасці: 5-8 мкм. Адпаведная адлегласць ад краёў схемы для прадухілення празмернага пакрыцця кантактных пляцоўк або рызыкі кароткага замыкання.

Сімвалы павінны быць выразнымі, поўнымі, з добрым каляровым кантрастам, дакладна размешчанымі, не перакрываючы ключавыя вобласці, і мець моцную адгезію (выберыце прыдатныя чарніла і працэсы зацвярдзення).

HASL: Нізкі кошт, добрая паяльнасць, абмежаваная плоскасць. ENIG: Гладкі, добрая паяльнасць і каразійная ўстойлівасць, высокі кошт. Алавянае афарбоўванне: Добрая паяльнасць, гладкая паверхня, тэрмін захоўвання. OSP: Нізкі кошт, просты працэс, кароткі час захоўвання паяльнасці.

Механічная рэзка (высокая дакладнасць, падыходзіць для складаных вялікіх памераў). Штампоўка (высокая эфектыўнасць, падыходзіць для рэгулярнай масавай вытворчасці). Лазерная рэзка (надзвычай высокая дакладнасць, высокі кошт, падыходзіць для дробных невялікіх партый). Выбірайце ў залежнасці ад формы, дакладнасці, памеру партыі і кошту.

Праверце памеры/таўшчыню пасля рэзкі. Праверце становішча адтуліны, памер і сценку пасля свідравання. Праверце таўшчыню/аднастайнасць медзі пасля пакрыцця. Праверце цэласнасць схемы пасля травлення. Праверце якасць друку паяльнай маскі/сімвалаў. Праверце таўшчыню/адгезію пакрыцця пасля апрацоўкі паверхні. Праверце форму/краі пасля фармавання.

Выкарыстоўвайце тэстары з лятаючымі зондамі або абсталяванне ICT. Лятаючы зонд падыходзіць для невялікіх партый/асартыментаў, выяўлення абрываў/кароткіх замыканняў і г.д. ICT прызначаны для масавай вытворчасці, поўнага тэставання электрычных характарыстык з дапамогай спецыяльных прыстасаванняў.

Выяўленне злучэнняў, пустэч, цэласнасці медзі ў шматслаёвых платах. Праверка паяных злучэнняў BGA і ўнутраных дэфектаў (старонніх прадметаў, расслаення) неразбуральным спосабам.

Збірайце выявы з дапамогай аптычных камер і параўноўвайце іх са стандартамі для выяўлення дэфектаў, такіх як адсутнасць кампанентаў, няправільнае сумяшчэнне, кароткія замыканні. Выкарыстоўваецца для кантролю ў рэжыме рэальнага часу пасля друку, размяшчэння, паяння аплаўленнем для павышэння эфектыўнасці і якасці.

Выпрабаванне на выгіб (назіранне расколін пад зададзенымі вугламі/цыкламі). Выпрабаванне на падзенне (імітацыя ўдараў). Выпрабаванне на вібрацыю (імітацыя вібрацый для праверкі пайкі і структуры).

Згодна са стандартам IPC-4552, ENIG падыходзіць для высокіх частот/высокай надзейнасці (Ni: 3-5 мкм, Au: 0,05-0,1 мкм). OSP недарагі (таўшчыня плёнкі: 0,2-0,5 мкм, падыходзіць для кароткатэрміновага захоўвання). HASL з'яўляецца вытрыманым (таўшчыня Sn >2,5 мкм, дрэнная плоскаснасць).

Адрэгулюйце канцэнтрацыю раствора (кіслы травільнік: CuCl₂ 180-220 г/л, HCl 1,0-1,5 моль/л), тэмпературу 50-55℃. Пры празмерным недатраўленні знізіце хуткасць і павялічце ціск распылення да 2-3 бар.

Згодна з IPC-6012, звычайныя шматслаёвыя пліты ≤75 мкм, пліты HDI ≤50 мкм. Дакладнасць пазіцыянавання лазернага свідравання ±25 мкм, кантралюецца высокадакладнымі экспазіцыйнымі машынамі.

Матэрыял FR-4: падоўжны ≥345 МПа, папярочны ≥276 МПа (ASTM D790). Таўшчыня 1,6 мм ≥300 МПа.

Металаграфічнае секцыя (IPC-TM-650, скразная адтуліна ≥20 мкм, глухая/заглыбленая ≥18 мкм). Неразбуральны кантроль рэнтгенаўскай флуоресцэнцыі (дакладнасць ±0,5 мкм).

Папярэдні нагрэў: 90-130℃ (60-120 с). Зона паяння: 240-260℃ (кантакт 2-4 с). Хуткасць астуджэння: 3-6℃/с (J-STD-003).

Звычайны: 15-30 мкм (IPC-6012), шчыльныя ўчасткі ≥20 мкм. Трафарэтны друк: 20-25 мкм, светлавое зацвярдзенне: 15-20 мкм.

Звычайная: 6/6 міл (0,1524 мм). LDI + хімічнае травленне: 3/3 міл (0,0762 мм). Платы HDI: 1/1 міл (0,0254 мм).

Для праводнасці выберыце смалу для запаўнення (глыбіня ≥80% ад глыбіні, памылка плоскаснасці ≤10 мкм). Толькі для ізаляцыі выберыце пакрыццё (шырыня пакрыцця ≥0,1 мм).

Згодна са стандартам IPC-J-STD-033, выпякаць пры тэмпературы 125℃ на працягу 4-8 гадзін (≤1,6 мм: 4 гадзіны, >1,6 мм: 8 гадзін), каб знізіць утрыманне вільгаці ніжэй за 0,1%.

Большая шурпатасць паверхні ўзмацняе скін-эфект і страты сігналу. Фольга RTF Ra 10 ГГц). Фольга VLP Ra

Машынная ачыстка шчоткай для выдалення задзірын (ціск 0,3-0,5 МПа, хуткасць 2-3 м/мін). Хімічнае мікратраўленне (персульфат натрыю 100-150 г/л, 40-50℃, 1-2 хвіліны).

Агульныя: аднабаковы ±10%, дыферэнцыяльны ±8%. Высокахуткасны (>1 Гбіт/с): аднабаковы ±5%, дыферэнцыяльны ±3%, рэгулюецца шырынёй лініі, таўшчынёй дыэлектрыка, таўшчынёй медзі.

Згодна з UL 796, матэрыял FR-4 ≥1400 В/мм пры 25℃/50% адноснай вільготнасці. Даўжыня шляху ўцечкі 1 мм адпавядае 100-200 В.

Мінімальная шырыня/інтэрвал лініі, суадносіны дыяметра адтуліны/пляцоўкі (дыяметр пляцоўкі ≥адтуліны +0,4 мм пры адтуліне ≥0,3 мм), суадносіны плошчы медзі (30%-70%), суадносіны бакоў адтуліны (≤8:1), шырыня перамычкі паяльнай маскі (≥0,1 мм).

Прычыны: неадпаведнасць КТР, нераўнамерная таўшчыня, няправільная тэмпературная крывая. Рашэнні: выбірайце матэрыялы з КТР ≤15 ppm/℃, кантралюйце дапушчальнае адхіленне таўшчыні ±0,05 мм, аптымізуйце хуткасць нагрэву ≤3℃/с.

Згодна з IPC-TM-650, ≥10¹⁰Ω праз 168 гадзін пры 85℃/85% адноснай вільготнасці, ≥10¹²Ω для высокапрадукцыйных прымяненняў, якія патрабуюць кантролю чысціні паверхні.

Сляпыя адтуліны: лазернае/механічнае свідраванне + гальванізацыйнае пакрыццё, глыбіня ≤0,5 мм, для павярхоўнага злучэння. Убудаваныя адтуліны: механічнае свідраванне + ламінаванне, якое патрабуе выраўноўвання, для сігналаў унутранага пласта з мэтай памяншэння паразітных параметраў.

Лятаючы зонд: пакрыццё >98%, падыходзіць для невялікіх партый/высокай шчыльнасці, павольны (3-5 с/кропка). Ложак з цвікоў: хуткі (

Кожнае павелічэнне на 1 унцыю (35 мкм) павялічвае цеплаправоднасць на 38%. 3 унцыі фальгі ў магутных прыладах зніжаюць павышэнне тэмпературы на 15–20% пры выкарыстанні цеплавых пераходаў.

Звычайныя: 0,1 мм. Платы высокай шчыльнасці з LDI: 0,075 мм, што прадухіляе перамычкі пры пайцы.

Няроўны прыпой на кантактных пляцоўках, недастатковае колькаснае паянне, няроўная паверхня. Кантрольны прыпой