11. Технология печатного монтажа
Операции сборки, монтажа и регулировки современной радиоаппаратуры, где электрические соединения функциональных деталей и узлов (индуктивностей, емкостей, резисторов и др.) выполнены монтажными проводами, очень трудоемки. Достаточно сказать, что общая сумма затрат на перечисленные виды работ составляет от 60 до 70% всех прямых производственных расходов на радиоприбор.
Объясняется это тем, что сборке монтажные и регулировочные работы еще слабо механизированы, причем их выполнение связано с применением высококвалифицированного ручного труда, а рабочие приемы, представляющие собой совокупность сложных и разнообразных движений и не подчиняющиеся каким-либо определенным закономерностям, невозможно воспроизвести кинематическими системами.
Отсюда следует, что конструкции радиоаппаратуры с объемным монтажом исключают выполнение сборочных, монтажных и регулировочных операций машинами-автоматами. Внедрение прогрессивной технологии, позволяющей резко увеличить выпуск радиоаппаратов, возможно лишь при условии коренного изменения конструкций, в первую очередь монтажных схем, а также отдельных деталей, узлов и радиоприборов в целом.
Это изменение конструкций должно быть рассчитано на широкое использование специализированных механизмов, полуавтоматов, автоматов и автоматических линий.
К таким принципиально новым конструкциям относятся печатные схемы, производство которых допускает широкую механизацию и автоматизацию технологических процессов.
Конструктивная особенность печатных схем заключается в том, что элементы монтажа представляют собой тонкие слои электропроводящего материала, закрепленные на поверхности плат из электроизоляционных Материалов.
Применение печатных схем не только снижает трудоемкость монтажно-сборочных и регулировочных работ и дает возможность резко увеличить выпуск радиоаппаратуры, во и позволяет сократить габаритные размеры и вес радиоаппаратуры, уменьшить количество ошибок при монтаже и число контрольных испытаний, которые необходимы при обычных методах изготовленная аппаратуры, снизить себестоимость изделий. Печатные схемы способствуют стандартизации радиоаппаратуры и ее элементов.
Переворот в производстве электронной радиоаппаратуры, выразившийся в переходе от металлических шасси с «паутиной» проводов к конструкциям, состоящим из панелей с печатными схемами, выдвигает ряд новых проблем перед инженерами-конструкторами и технологами.
Прежде чем перейти к их рассмотрению, укажем термины, употребляемые в технике печатных схем.
Печатный проводник — участок металлизированного слоя, нанесенного на изоляционное основание, эквивалентный обычному монтажному проводу.
Печатный элемент — сопротивление, емкость, индуктивность и т. п., нанесенный на изоляционное основание в виде металлического или другого покрытия.
Печатный монтаж — система печатных проводников, обеспечивающая электрическое соединение элементов схемы.
Печатная схема — совокупность печатного монтажа и печатных элементов, расположенная на изоляционном основании и прошедшая все станции изготовления.
Печатный блок, узел — совокупность печатного монтажа или печатной схемы с навесными электрорадиоэлементами, установленными и закрепленными на изоляционном основании, прошедшая все стадии изготовления.
Печатная плата — изоляционное основание с печатным монтажом или печатной схемой.
Координатная сетка — прямоугольпая сетка, состоящая из параллельных равноотстоящих линий, условно или фактически нанесенная на чертеж печатной платы для определения расположения отверстий.
Шаг координатной сетки — расстояние между двумя ближайшими параллельными линиями координатной сетки.
Узел сетки — точка пересечения двух взаимно перпендикулярных линий координатной сетки.
База сетки — узел сетки, принимаемый за точку начала отсчета, как правило, это левое нижнее монтажное отверстие печатной платы.
Заготовка — основание для печатной платы из металлизированного или неметаллизированного электроизоляционного материала, подготовленного любым способом к нанесению печатного монтажа или печатной схемы.
Плакированное основание (плакированная заготовка) — электроизоляционный материал с металлическим покрытием, нанесенным любым способом, подготовленный для нанесения изображения печатной схемы.
Фольга основания — металлическое покрытие, нанесенное любым способом на заготовку.
Толщина платы — толщина печатной платы с нанесенным печатным монтажом или печатной схемой.
Монтажная площадка — металлизированный участок, окружающий или примыкающий к монтажному отверстию, имеющий электрический контакт с печатным проводником и обеспечивающий возможность электрического соединения навесных электро- и радиоэлементов схемы с печатным монтажом.
Переходное соединение — средство, обеспечивающее электрический контакт между различными слоями или сторонами печатной платы.
Контакт соединения — средство, обеспечивающее электрический контакт между различными слоями или сторонами печатной платы.
Контакт соединителя — концы печатных проводников, выходящих на край платы таким образом, чтобы плата являлась штепсельной частью для подсоединения к краевому соединителю (разъему).
Металлизированное отверстие — отверстие в печатной плате, на стенки которого нанесен слой металла, служащее в качестве монтажного отверстия или переходного соединения.
Технологический проводник — вспомогательный печатный проводник, обеспечивающий электрическое соединение отдельных печатных проводников и процессе изготовления, впоследствии удаляется.
Перемычка (фальшдеталь) — отрезок обычного монтажного провода, соединяющий два печатных проводника между собой в тех случаях, когда они пересекаются с третьим печатным проводником.
Базовое отверстие (фиксирующее отверстие) — отверстие или углубление, расположенное на печатной плате, предназначенное для точной установки платы в процессе сборки.
Ориентирующий паз — паз на краю печатной платы, обеспечивающий определенное положение платы и процессе сборки пли установки.
Прорези – прерывание больших проводящих площадей, вызываемое электрическими, конструктивными или технологическими требованиями.
Покрытие печатной платы — процесс химического, электрохимического или любого другого способа осаждения металла, полупроводника или диэлектрика на всю или часть печатной платы.
Групповая пайка — способ одновременного электрического и механического соединения всех начесных элементов на печатной плате путем одновременного воздействия припоя па все монтажные площадки.
Маркировка — буквенные, цифровые и символические обозначения на печатной плате, нанесенные любым способом с целью указания номера навесного или печатного элемента, его расположения и т. д.
Подрезка монтажной площадки — уменьшение площадки отрезанием по хорде с целью увеличения расстояния между монтажной площадкой и токоведущими элементами схемы.
Пробельный участок — место, на котором на готовой печатной плате отсутствует металлизация.
Разрешающая способность способа печати определяется допустимым числом линий на миллиметр, причем за «линию» условно принимается минимально допустимая ширина печатного проводника или равная ей минимальная ширина зазора между проводниками.
Оригинал печатной схемы (фотооригинал) — изображение печатной схемы, выполненное в масштабе и предназначенное для репродукции.
Негатив печатной схемы — фотографическое изображение в масштабе 1:1, полученное путем фотосъемки с оригинала печатной схемы с заданной степенью точности и предназначенное либо для непосредственного
изготовления печатной платы, либо для изготовления технологической оснастки.
Сличение — процесс, обеспечивающий проверку соответствия печатного рисунка координатной сетке.
Прочность на отрыв — сила, перпендикулярная плоскости печатной платы, необходимая для отделения монтажной площадки или печатного проводника от основания; измеряется в кг/см*.
Изгиб (коробление) — вид искажения формы прямоугольной плоскопараллельной платы с цилиндрическим или сферическим искривлением ее, при котором все четыре угла платы находятся в одной плоскости.
Скручивание — вид искажения формы прямоугольной плоскопараллельной платы, при котором три угла плати находятся в одной плоскости, а четвертый угол смещен относительно нее.
Подтравливание — уменьшение поперечного сечения печатного проводника к основанию.
Наплыв — увеличение ширины печатного проводника по сравнению с заданной, вызываемое нанесением металлического покрытия.
Отклонение — величина искажения краев изображения печатной схемы от заданного чертежом.
Смещение — отклонение одного или более печатных проводников или их части от заданного расположения; отклонение относительно друг друга двусторонней печатной схемы или отклонение слоев печатной схемы относительно друг друга при двух или более слоях.
Многослойная печатная плата (МПП) — несколько склеенных печатных слоев, где системы печатных проводников имеют электрическое соединение по слоям.
Многослойный печатный узел — многослойная печатная плата с навесными элементами, которые имеют электрический контакт с многослойной печатной платой.
Лицевая сторона МПП — внешняя поверхность платы, на которой нанесена маркировка платы и со номер.
Переходное от верст и о — металлизированное отверстие, предназначенное для соединения печатного монтажа различных слоев в единую схему.
Слой пайки — сторона платы, обратная лицевой стороне, на которой производится распайка выводов навесных элементов.
Технологическое отверстие — отверстие в многослойной печатной плате, а также в отдельном печатном слое, предназначенное для обеспечения конструктивно-технологических требований в процессе изготовления многослойной платы.
Базовое отверстие — отверстие в многослойной плате или в отдельном печатном слое, относительно которого координируются все элементы печатных схем. За базовое отверстие рекомендуется принимать одно из технологических отверстий.
Навесные элементы — микромодули различных конструкций, электро- и радиоэлементы, устанавливаемые на печатной плате.
Особенности печатного монтажа. Печатный монтаж обладает рядом существенных особенностей, позволяющих успешно решать задачу механизации производства, но одновременно предъявляющих определенные требования к конструкции.
К таким особенностям относятся:
а) плоскостное расположение печатных проводников на плате, что не позволяет осуществлять переход с одной ленты на другую без перемычек, переходных колодок или разъемов;
б) использование при изготовлении печатных плат одинаковых или однородных приспособлений;
в) введение в конструкцию необходимой для механизации производства системы расположения отверстий в печатной плате— координатной сетки;
г) установка навесных элементов и крепление их выводов толь ко путем пропускания их в отверстия;
д) одновременная запайка выводов всех установленных на пе чатной плате элементов;
е) определенная последовательность сборочно-монтажных ра бот, размещение навесных радиоэлементов на плате и предвари тельное механическое закрепление их, запайка выводов навесных элементов, установка прочих деталей с механическим креплением (стоек, резьбовых втулок и т. д.).
Кроме указанных особенностей, необходимо знать основные нормы и требования к конструированию печатных плат и методы их изготовления.
Электрические и физико-механические свойства печатных проводников и предъявляемые к ним требования. Печатные проводники характеризуются в основном двумя параметрами: электрическим сопротивлением и прочностью сцепления проводника с основанием.
Плоские проводники выдерживают высокую токовую нагрузку. Благодаря пластинчатой форме токопроводящих линий достигается значительно лучшее отношение поверхности к сечению, чем у круглой проволоки. Вследствие увеличения теплоизлучающей поверхности — при условии одинаковой температуры фольги и проволоки — в фольге могут протекать большие токи, или же при условии одинаковой силы тока размеры фольгированногопроводника могут быть уменьшены но сравнению с проволочным проводником. Отсюда очевидна экономия материала, места, веса и затрат.
Усредненные значения омического сопротивления печатных проводников шириной 1,5 мм и толщиной 50 мп в различных климатических условиях приведены в табл. 11.1.
Из таблицы видно, что проводники, полученные электролитическим осаждением металла, имеют величину сопротивления в 3 раза больше, чем проводники из фольги. Сопротивление проводников, защищенных лаком, но изменяется после пребывания в течение 30 суток в условиях 95—98% влажности.
Ввиду сильно развитой поверхности, обеспечивающей хороший теплообмен между проводником и диэлектрическим основанием, а также окружающей средой, печатные проводники допускают значительно большие удельные плотности тока по сравнению с проволочными. Токи сгорания проводников приведены в табл. 11.2.
Сопротивление печатных проводников в различных климатических условиях
Электрическое сопротивление, ом/м
Электролитическая листовая фольга
Нормальные условия (после покрытия лаком)……………………………………
Температура +40° С при относительной влажности 96-98% в течение 48 ч.
Температура -60° С в течение 2 ч……..
Температура +32° С при относительной влажности 95-98% в течении 30 суток (после выдержки в нормальных условиях в течение 24 ч)………. ……
Pereosnastka.ru
Понятие о печатном монтаже
Понятие о печатном монтаже
Печатным монтажом называется система печатных проводников, обеспечивающих электрическое соединение элементов схемы, их экранирование, заземление.
Печатают электрический монтаж, нанося тем или иным способом на изоляционное основание (плату) токопроводящие покрытия (проводники). Проводники, нанесенные на поверхность платы, представляют собой узкие и тонкие полоски металла, выполняющие функции монтажных проводов. Печатные проводники могут быть нанесены на обе стороны изоляционного основания.
Техника печатания предусматривает возможность нанесения не только соединительных проводников. Этим способом могут быть получены и элементы схем: резисторы, емкости, индуктивности к даже полупроводниковые приборы.
Однако изготовить элементы схем печатным способом технологически очень трудно, поэтому этот способ применяют в настоящее время только для печатания проводников. Конденсаторы, резисторы, полупроводниковые приборы и другие детали и элементы схем закрепляют в определенных точках печатных проводников, а затем припаивают к ним. Применительно к технике печатного монтажа такие детали и элементы получили название навесных.
Печатная плата представляет собой изоляционное основание с нанесенным на него печатным монтажом и печатными радиоэлементами, если таковые имеются.
На рис. 1 показана принципиальная схема приемника на транзисторах, а на рис. 2 — печатная плата этого приемника.
Печатный монтаж повышает надежность аппаратуры и уменьшает ее габариты, резко снижает трудоемкость монтажно-сбороч-ных работ п создает условия для механизации и автоматизации производства. Радиоаппаратура с монтажом, выполненным печатным способом, отличается стабильностью электрических и радиотехнических параметров, а также высокой механической прочностью, поскольку все детали прочно связаны с изоляционной платой.
Изоляционные основания печатных плат изготовляют из электротехнического или фольгированного гетинакса, фольгированного стеклотекстолита и других материалов.
Для предохранения печатного монтажа от воздействия влаги, а также для электроизоляции схем применяют различные лаки и компаунды.
Печатный монтаж
печатный монтаж — Способ монтажа, при котором электрическое соединение элементов электронного узла, включая экраны, выполнено с помощью печатных проводников. [ГОСТ 20406 75] печатный монтаж Монтаж, при котором электрическое соединение элементов электронного узла,… … Справочник технического переводчика
ПЕЧАТНЫЙ МОНТАЖ — см. (3) … Большая политехническая энциклопедия
ПЕЧАТНЫЙ МОНТАЖ — способ монтажа элементов радиоэлектронных устройств, при котором электрические соединения осуществляются посредством тонких электропроводящих полосок, расположенных на печатной плате … Большой Энциклопедический словарь
печатный монтаж — 64 печатный монтаж: Монтаж, при котором электрическое соединение элементов электронного узла, включая экраны, выполнено печатными проводниками. Источник: ГОСТ Р 53386 2009: Платы печатные. Термины и определения оригинал документа 15. Печатный… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
печатный монтаж — способ монтажа радиоэлектронной аппаратуры, при котором комплектующие элементы (транзисторы, интегральные схемы, диоды, резисторы и т. п.) устанавливаются на печатной плате и соединяются между собой уже имеющимися на ней печатными проводниками –… … Энциклопедия техники
печатный монтаж — способ монтажа элементов радиоэлектронных устройств, при котором электрические соединения между ними осуществляются посредством тонких электропроводящих полосок, расположенных на печатной плате. * * * ПЕЧАТНЫЙ МОНТАЖ ПЕЧАТНЫЙ МОНТАЖ, способ… … Энциклопедический словарь
печатный монтаж — spausdintinis montažas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. printed wiring vok. gedruckte Verdrahtung, f rus. печатный монтаж, m pranc. câblage imprimé, m … Automatikos terminų žodynas
ПЕЧАТНЫЙ МОНТАЖ — способ монтажа электронной аппаратуры, при к ром комплектующие элементы (транзисторы, диоды, резисторы и т. д.) устанавливаются на печатной плате и соединяются между собой уже имеющимися на ней тонкими электропроводящими полосками (печатными… … Большой энциклопедический политехнический словарь
гибкий печатный монтаж — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN flexprint … Справочник технического переводчика
двусторонний печатный монтаж — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN double sided printed wiring … Справочник технического переводчика
Печатному монтажу
Печатные платы – это элементы конструкции, которые состоят из плоских проводников в виде участков металлизированного покрытия, размещенных на диэлектрическом основании и обеспечивающих соединение элементов электрической цепи. Они получили широкое распространение в производстве модулей, ячеек и блоков ЭА.
Печатным монтажом называется совокупность плоских проводников, нанесенных на изоляционное основание и обеспечивающих требуемое соединение элементов в электрической цепи. Применение печатного монтажа по сравнению с объемным позволяет:
· увеличить плотность монтажных соединений и обеспечить миниатюризацию изделий;
· обеспечить унификацию и стандартизацию конструктивных и технологических решений;
· увеличить надежность за счет резкого сокращения числа паяных соединений в изделии;
· гарантировать стабильность электрических характеристик;
· улучшить вибропрочность, теплоотдачу и стойкость к климатическим
воздействиям;
· автоматизировать операции сборки и монтажа ЭА, уменьшить трудоемкость и снизить стоимость изделия.
К недостаткам печатного монтажа следует отнести сложность внесения изменений в конструкцию изделия, ограниченную ремонтопригодность, повышенный расход цветных металлов.
Элементами ПП являются диэлектрическое основание, металлическое покрытие в виде рисунка печатных проводников и контактных площадок, монтажные и фиксирующие отверстия. Они должны соответствовать требованиям ГОСТ 23752–86 и отраслевых стандартов.
Диэлектрическое основание ПП или МПП должно быть однородным по цвету, монолитным по структуре и не иметь внутренних пузырей и раковин, посторонних включений, сколов, трещин и расслоений. Допускаются отдельные вкрапления металла, царапины, следы от удаления одиночных не вытравленных участков, точечное и контурное просветление, проявление структуры материала, которые не ухудшают электрических параметров ПП и не уменьшают минимально допустимых расстояний между элементами проводящего рисунка.
Проводящий рисунок должен быть четким, с ровными краями, без вздутий, отслоений, подтравливаний, разрывов, темных пятен, следов инструмента и остатков технологических материалов. Допускаются: отдельные местные протравы не более 5 точек на 1 дм 2 при условии, что оставшаяся ширина проводника соответствует минимально допустимой по чертежу; риски глубиной не более 25 мкм и длиной до 6 мм; отслоение проводника в одном месте на длине не более 4 мм; остатки металлизации на пробельных участках, не уменьшающие допустимых расстояний между элементами.
Для повышения коррозионной стойкости и улучшения паяемости на поверхность проводящего рисунка наносят электролитическое покрытие, которое должно быть сплошным, без разрывов, отслоений и подгаров. В отдельных случаях допускаются: участки без покрытия площадью не более 2 мм 2 на проводник, но не более 5 на плате; местные наросты высотой не более 0,2 мм; потемнение и неоднородность покрытия, не ухудшающие паяемость; отсутствие покрытия на торцах проводников.
Монтажные и фиксирующие отверстия должны быть расположены в соответствии с требованиями чертежа и иметь допустимые отклонения, определяемые классом точности ПП. Для повышения надежности паяных соединений внутреннюю поверхность монтажных отверстий покрывают слоем меди толщиной не менее 25 мкм. Покрытие должно быть сплошным, без включений, пластичным, с мелкокристаллической структурой и прочно сцепленным с диэлектрическим основанием. Оно должно выдерживать токовую нагрузку 25 А/мм 2 в течение 3 с при нагрузке на контакты 1,0 – 1,5 Н и четыре (для МПП – три) перепайки выводов без изменения внешнего вида, подгаров и отслоений.
Контактные площадки представляют собой участки металлического покрытия, которые соединяют печатные проводники с металлизацией монтажных отверстий. Их площадь должна быть такой, чтобы не было разрывов при сверлении и остался гарантийный поясок меди шириной не менее 50 мкм. Разрывы контактных площадок не допускаются, так как при этом уменьшается токонесущая способность проводников и адгезия к диэлектрику.
Допускается частичное отслоение отдельных (до 2 %) контактных площадок вне зоны проводников и их ремонт с помощью эпоксидного клея. Контактные площадки монтажных отверстий должны равномерно смачиваться припоем за время 3–5 с и выдерживать не менее трех (для МПП – двух) перепаек без расслоения диэлектрика, вздутий и отслаивания. В процессе производства происходит деформация ПП, которая приводит к их изгибу и скручиванию, затрудняющим последующую сборку. Величина деформации определяется механической прочностью фольгированных диэлектриков, характером напряженного состояния после стравливания фольги, правильностью режимов нагрева и охлаждения.
На платах толщиной 0,8 мм и менее деформация не контролируется, при толщинах 1,5– 3 мм деформация на 100 мм длины не должна превышать: для МПП 0,4– 0,5 мм, для ДПП на стеклотекстолите 0,6–0,9, на гетинаксе 0,6–1,5 мм. При воздействии на ПП повышенной температуры (260 – 290 °С) в течение 10 с не должно наблюдаться разрывов проводящего покрытия, отслоения от диэлектрического основания.
ТП изготовления ПП не должен ухудшать электрофизических и механических свойств применяемых конструкционных материалов. Сопротивление изоляции между двумя рядом расположенными элементами ПП при минимальном расстоянии между ними 0,2–0,4 мм не должно быть для стеклотекстолита меньше:
· 10000 МОм при нормальных климатических условиях (температура (25+1)°С, относительная влажность (65±15) %, атмосферное давление 96–104 кПа);
· 1000 МОм после воздействия (2ч) температуры (60+2)°С и 300 МОм после воздействия (2ч) температуры (85±2) °С;
· 20 МОм после пребывания в течение 4 суток в камере с относительной влажностью (93±3) % при температуре (40±2) °С;
· 5 МОм после 10 суток;
· 1 МОм после 21 суток.
Восстановление первоначального значения сопротивления изоляции должно происходить в течение суток.
Электрическая прочность изоляции при том же расстоянии между элементами проводящего рисунка не нарушается при напряжениях: 700 В в нормальных условиях; 500 В после воздействия относительной влажности (93±3) % при температуре (40±2) °С в течение 2 сут; 350 и 150 В после воздействия пониженного давления (53,6 и 0,67 кПа соответственно). Для внутренних слоев МПП указанные значения испытательного напряжения увеличиваются на 15 %.
Плотность монтажа определяется шириной проводников и расстоянием между ними. В соответствии с ГОСТ 23751– 86 для ПП установлено пять классов плотности монтажа, допускающих минимальную ширину и зазоры между проводниками: 0,75; 0,45; 0,25; 0,15; 0,10 мм.
Трассировку рисунка схемы проводят по координатной сетке с шагом 2,5 и 1,25 мм по ГОСТ 10317–77, а также 0,625 мм. Минимальные диаметры отверстий, расположенных в узлах координатной сетки, зависят от максимального диаметра вывода навесного элемента (d выв), наличия металлизации и толщины платы.
Высокие конструктивно-технологические требования предъявляются к печатному монтажу блоков ЭВМ, где увеличение производительности ЭВМ находится в непосредственной зависимости от возможностей сокращения длины связей между логическими элементами, так называемой конструктивной задержки сигнала. Это достигается более плотной компоновкой ИМС на плате и прогрессирующим повышением плотности печатного монтажа.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями: