Плат печатных: Изготовление высококачественных печатных плат в «домашних» условиях

Содержание

Изготовление высококачественных печатных плат в «домашних» условиях

Таити!.. Таити!..
Не были мы ни на каком Таити!
Нас и тут неплохо кормят!
© Кот из мультика

Вступление с отступлением

Как в бытовых и лабораторных условиях делали платы раньше? Способов было несколько — например:

  1. рисовали будущие проводники рейсфедерами;
  2. гравировали и резали резаками;
  3. наклеивали скотч или изоленту, потом рисунок вырезали скальпелем;
  4. изготавливали простейшие трафареты с последующим нанесением рисунка с помощью аэрографа.

Недостающие элементы дорисовывали рейсфедерами и ретушировали скальпелем.

Это был длительный и трудоемкий процесс, требующий от «рисователя» недюжинных художественных способностей и аккуратности. Толщина линий с трудом укладывалась в 0,8 мм, точность повторения была никакая, каждую плату нужно было рисовать отдельно, что сильно сдерживало выпуск даже очень маленькой партии печатных плат (далее — ПП).

Что же мы имеем сегодня?

Прогресс не стоит на месте. Времена, когда радиолюбители рисовали ПП каменными топорами на шкурах мамонтов, канули в лету. Появление на рынке общедоступной химии для фотолитографии открывает перед нами совсем иные перспективы производства ПП без металлизации отверстий в домашних условиях.

Коротко рассмотрим химию, используемую сегодня для производства ПП.

Фоторезист

Можно использовать жидкий или пленочный. Пленочный в данной статье рассматривать не будем вследствие его дефицитности, сложностей прикатывания к ПП и более низкого качества получаемых на выходе печатных плат.

После анализа предложений рынка я остановился на POSITIV 20 в качестве оптимального фоторезиста для домашнего производства ПП.

Назначение:
POSITIV 20 — фоточувствительный лак. Используется при мелкосерийном изготовлении печатных плат, гравюр на меди, при проведении работ, связанных с переносом изображений на различные материалы.
Свойства:
Высокие экспозиционные характеристики обеспечивают хорошую контрастность переносимых изображений.
Применение:
Применяется в областях, связанных с переносом изображений на стекло, пластики, металлы и пр. при мелкосерийном производстве. Способ применения указан на баллоне.

Характеристики:
Цвет: синий
Плотность: при 20°C 0,87 г/см3
Время высыхания: при 70°C 15 мин.
Расход: 15 л/м2
Максимальная фоточувствительность: 310-440 нм

Подробнее о POSITIV 20 можно почитать здесь.

В инструкции к фоторезисту написано, что хранить его можно при комнатной температуре и он не подвержен старению. Категорически не согласен! Хранить его нужно в прохладном месте, например, на нижней полке холодильника, где обычно поддерживается температура +2…+6°C. Но ни в коем случае не допускайте отрицательных температур!

Если использовать фоторезисты, продаваемые «на розлив» и не имеющие светонепроницаемой упаковки, требуется позаботиться о защите от света. Хранить нужно в полной темноте и температуре +2…+6°C.

Просветитель

Аналогично, наиболее подходящим просветителем я считаю постоянно используемый мной TRANSPARENT 21.

Назначение:
Позволяет непосредственно переносить изображения на поверхности, покрытые светочувствительной эмульсией POSITIV 20 или другим фоторезистом.
Свойства:
Придает прозрачность бумаге. Обеспечивает пропускание ультрафиолетовых лучей.

Применение:
Для быстрого переноса контуров рисунков и схем на подложку. Позволяет значительно упростить процесс репродуцирования и сократить временные затраты.
Характеристики:
Цвет: прозрачный
Плотность: при 20°C 0,79 г/см3
Время высыхания: при 20°C 30 мин.
Примечание:
Вместо обычной бумаги с просветителем можно использовать прозрачную пленку для струйных или лазерных принтеров — в зависимости от того, на чем будем печатать фотошаблон.

Проявитель фоторезиста

Существует много различных растворов для проявления фоторезиста.

Советуют проявлять с помощью раствора «жидкое стекло». Его химический состав: Na2SiO3*5H2O. Это вещество обладает огромным числом достоинств. Наиболее важным является то, что в нем очень трудно передержать ПП — вы можете оставить ПП на не фиксированное точно время. Раствор почти не изменяет своих свойств при перепадах температуры (нет риска распада при увеличении температуры), также имеет очень большой срок хранения — его концентрация остается постоянной не менее пары лет. Отсутствие проблемы передержки в растворе позволит увеличить его концентрацию для уменьшения времени проявления ПП. Рекомендуют смешивать 1 часть концентрата с 180 частями воды (чуть более 1,7 г силиката в 200 мл воды), но возможно сделать более концентрированную смесь, чтобы изображение проявлялось примерно за 5 секунд без риска разрушения поверхности при передержке. При невозможности приобретения силиката натрия используйте углекислый натрий (Na

2СO3) или углекислый калий (K2СO3).

Также рекомендуют бытовое средство для прочистки сантехники — «Крот».

Не пробовал ни первое, ни второе, поэтому расскажу, чем проявляю без каких-либо проблем уже несколько лет. Я использую водный раствор каустической соды. На 1 литр холодной воды — 7 граммов каустической соды. Если нет NaOH, применяю раствор KOH, вдвое увеличив концентрацию щелочи в растворе. Время проявления — 30-60 секунд при правильной экспозиции. Если по истечении 2 минут рисунок не проявляется (или проявляется слабо), и начинает смываться фоторезист с заготовки — значит, неправильно выбрано время экспозиции: нужно увеличивать. Если, наоборот, быстро проявляется, но смываются и засвеченные участки, и незасвеченные — либо слишком велика концентрация раствора, либо низкое качество фотошаблона (ультрафиолет свободно проходит сквозь «черное»): нужно увеличивать плотность печати шаблона.

Растворы травления меди

Лишнюю медь с печатных плат стравливают с помощью разных травителей. Среди людей, занимающихся этим дома, зачастую распространены персульфат аммония, перекись водорода + соляная кислота, раствор медного купороса + поваренная соль.

Я всегда травлю хлорным железом в стеклянной посуде. При работе с раствором нужно быть осторожным и внимательным: при попадании на одежду и предметы остаются ржавые пятна, которые с трудом удаляются слабым раствором лимонной (сок лимона) или щавелевой кислоты.

Концентрированный раствор хлорного железа подогреваем до 50-60°C, в него погружаем заготовку, стеклянной палочкой с ватным тампоном на конце аккуратно и без усилия водим по участкам, где хуже стравливается медь, — этим достигается более ровное травление по всей площади ПП. Если не выравнивать принудительно скорость, увеличивается требуемая продолжительность травления, а это со временем приводит к тому, что на участках, где медь уже стравилась, начинается подтравливание дорожек. В итоге имеем совсем не то, что хотели получить. Очень желательно обеспечить непрерывное перемешивание травильного раствора.

Химия для смывки фоторезиста

Чем проще всего смыть уже ненужный фоторезист после травления? После многократных проб и ошибок я остановился на обыкновенном ацетоне. Когда его нет — смываю любым растворителем для нитрокрасок.

Итак, делаем печатную плату

С чего начинается высококачественная печатная плата? Правильно:

Создание высококачественного фотошаблона

Для его изготовления можно воспользоваться практически любым современным лазерным или струйным принтером. Учитывая, что мы используем в рамках данной статьи позитивный фоторезист, — там, где на ПП должна остаться медь, принтер должен рисовать черным. Где не должно быть меди — принтер ничего не должен рисовать. Очень важный момент при печати фотошаблона: требуется установить максимальный полив красителя (в настройках драйвера принтера). Чем более черными будут закрашенные участки, тем больше шансов получить великолепный результат. Цвет не нужен, достаточно черного картриджа. Из той программы (рассматривать программы не будем: каждый волен выбирать сам — от PCAD до Paintbrush), в которой рисовался фотошаблон, печатаем на обычном листе бумаги. Чем выше разрешение при печати и чем качественнее бумага, тем выше будет качество фотошаблона. Рекомендую не ниже 600 dpi, бумага не должна быть сильно плотной. При печати учитываем, что той стороной листа, на которую наносится краска, шаблон будет класться на заготовку ПП. Если сделать иначе, края у проводников ПП будут размытыми, нечеткими. Даем просохнуть краске, если это был струйный принтер. Далее пропитываем бумагу TRANSPARENT 21, даем просохнуть и… фотошаблон готов.

Вместо бумаги и просветителя можно и даже очень желательно использовать прозрачную пленку для лазерных (при печати на лазерном принтере) или струйных (для струйной печати) принтеров. Учтите, что у этих пленок стороны неравнозначны: только одна рабочая. Если будете использовать лазерную печать, крайне рекомендую сделать «сухой» прогон листа пленки перед печатью — просто прогоните лист через принтер, имитируя печать, но ничего не печатая. Зачем это нужно? При печати фьюзер (печка) прогреет лист, что неизбежно приведет к его деформации. Как следствие — ошибка в геометрии ПП на выходе. При изготовлении двусторонних ПП это чревато несовпадением слоев со всеми вытекающими… А с помощью «сухого» прогона мы прогреем лист, он деформируется и будет готов к печати шаблона. При печати лист во второй раз пройдет сквозь печку, но деформация при этом будет куда менее значительной — проверено неоднократно.

Если ПП несложная, можно нарисовать ее вручную в очень удобной программе с русифицированным интерфейсом — Sprint Layout 3.0R (~650 КБ).

На подготовительном этапе рисовать не слишком громоздкие электрические схемы очень удобно в также русифицированной программе sPlan 4.0 (~450 КБ).

Так выглядят готовые фотошаблоны, распечатанные на принтере Epson Stylus Color 740:

         

Печатаем только черным, с максимальным поливом красителя. Материал — прозрачная пленка для струйных принтеров.

Подготовка поверхности ПП к нанесению фоторезиста

Для производства ПП используются листовые материалы с нанесенной медной фольгой. Самые распространенные варианты — с толщиной меди 18 и 35 мкм. Чаще всего для производства ПП в домашних условиях используются листовые текстолит (прессованная с клеем ткань в несколько слоев), стеклотекстолит (то же самое, но в качестве клея используются эпоксидные компаунды) и гетинакс (прессованная бумага с клеем). Реже — ситтал и поликор (высокочастотная керамика — в домашних условиях применяется крайне редко), фторопласт (органический пластик). Последний также применяется для изготовления высокочастотных устройств и, имея очень хорошие электротехнические характеристики, может использоваться везде и всюду, но его применение ограничивает высокая цена.

Прежде всего, необходимо убедиться в том, что заготовка не имеет глубоких царапин, задиров и тронутых коррозией участков. Далее желательно до зеркала отполировать медь. Полируем не особо усердствуя, иначе сотрем и без того тонкий слой меди (35 мкм) или, во всяком случае, добьемся разной толщины меди на поверхности заготовки. А это, в свою очередь, приведет к разной скорости вытравливания: быстрее стравится там, где тоньше. Да и более тонкий проводник на плате — не всегда хорошо. Особенно, если он длинный и по нему будет течь приличный ток. Если медь на заготовке качественная, без грехов, то достаточно обезжирить поверхность.

Нанесение фоторезиста на поверхность заготовки

Располагаем плату на горизонтальной или слегка наклоненной поверхности и наносим состав из аэрозольной упаковки с расстояния примерно 20 см. Помним, что важнейший враг при этом — пыль. Каждая частица пыли на поверхности заготовки — источник проблем. Чтобы создать однородное покрытие, распыляем аэрозоль непрерывными зигзагообразными движениями, начиная из верхнего левого угла. Не применяйте аэрозоль в избыточных количествах, так как это вызывает нежелательные подтеки и приводит к образованию неоднородного по толщине покрытия, требующего более длительного времени экспозиции. Летом при высокой температуре окружающей среды может потребоваться повторная обработка, либо необходимо распылять аэрозоль с меньшего расстояния — для уменьшения потерь от испарения. При распылении не наклоняйте баллон сильно — это приводит к повышенному расходу газа-пропеллента и как следствие — аэрозольный баллон прекращает работу, хотя в нем остается еще фоторезист. Если вы получаете неудовлетворительные результаты при аэрозольном нанесении фоторезиста, используйте центрифужное покрытие. В этом случае фоторезист наносится на плату, закрепленную на вращающемся столе с приводом 300-1000 оборотов в минуту. После окончания нанесения покрытия плата не должна подвергаться воздействию сильного света. По цвету покрытия можно приблизительно определить толщину нанесенного слоя:

  • светло-серый синий — 1-3 микрона;
  • темно-серый синий — 3-6 микрон;
  • синий — 6-8 микрон;
  • темно-синий — более 8 микрон.

На меди цвет покрытия может иметь зеленоватый оттенок.

Чем тоньше покрытие на заготовке, тем лучше результат.

Я всегда наношу фоторезист на центрифуге. В моей центрифуге скорость вращения 500-600 об/мин. Крепление должно быть простым, зажим производится только по торцам заготовки. Закрепляем заготовку, запускаем центрифугу, брызгаем на центр заготовки и наблюдаем, как фоторезист тончайшим слоем растекается по поверхности. Центробежными силами излишки фоторезиста будут сброшены с будущей ПП, поэтому очень рекомендую предусмотреть защитную стенку, чтобы не превратить рабочее место в свинарник. Я использую обыкновенную кастрюлю, в днище которой по центру сделано отверстие. Через это отверстие проходит ось электродвигателя, на которой установлена площадка крепления в виде креста из двух алюминиевых реек, по которым «бегают» уши зажима заготовок. Уши сделаны из алюминиевых уголков, зажимаемых на рейке гайкой типа «барашек». Почему алюминий? Маленькая удельная масса и, как следствие, меньше биения при отклонении центра массы вращения от центра вращения оси центрифуги. Чем точнее отцентрировать заготовку, тем меньше будут биения за счет эксцентриситета массы и тем меньше усилий потребуется для жесткого крепления центрифуги к основанию.

Фоторезист нанесен. Даем ему просохнуть в течение 15-20 минут, переворачиваем заготовку, наносим слой на вторую сторону. Даем еще 15-20 минут на сушку. Не забываем о том, что попадание прямого солнечного света и пальцев на рабочие стороны заготовки недопустимы.

Дубление фоторезиста на поверхности заготовки

Помещаем заготовку в духовку, плавно доводим температуру до 60-70°C. При этой температуре выдерживаем 20-40 минут. Важно, чтобы поверхностей заготовки ничто не касалось — допустимы только касания торцов.

Выравнивание верхнего и нижнего фотошаблонов на поверхностях заготовки

На каждом из фотошаблонов (верхний и нижний) должны быть метки, по которым на заготовке нужно сделать 2 отверстия — для совмещения слоев. Чем дальше друг от друга метки, тем выше точность совмещения. Обычно я их ставлю по диагонали шаблонов. По этим меткам на заготовке с помощью сверлильного станка строго под 90° сверлим два отверстия (чем тоньше отверстия, тем точнее совмещение — я использую сверло 0,3 мм) и совмещаем по ним шаблоны, не забывая о том, что шаблон должен прикладываться к фоторезисту той стороной, на которую была произведена печать. Прижимаем шаблоны к заготовке тонкими стеклами. Стекла предпочтительнее всего использовать кварцевые — они лучше пропускают ультрафиолет. Еще лучшие результаты дает оргстекло (плексиглас), но оно имеет неприятное свойство царапаться, что неизбежно скажется на качестве ПП. При небольших размерах ПП можно использовать прозрачную крышку от упаковки компакт-диска. За неимением таких стекол можно использовать и обычное оконное, увеличив время экспозиции. Важно, чтобы стекло было ровным, обеспечивая ровное прилегание фотошаблонов к заготовке, иначе невозможно будет получить качественные края дорожек на готовой ПП.


Заготовка с фотошаблоном под оргстеклом. Используем коробку из-под компакт-диска.
Экспозиция (засветка)

Время, требуемое для экспонирования, зависит от толщины слоя фоторезиста и интенсивности источника света. Лак-фоторезист POSITIV 20 чувствителен к ультрафиолетовым лучам, максимум чувствительности приходится на участок с длиной волны 360-410 нм.

Лучше всего экспонировать под лампами, диапазон излучения которых находится в ультрафиолетовой области спектра, но если такой лампы у вас нет — можно использовать и обычные мощные лампы накаливания, увеличив время экспозиции. Не начинайте засветку до момента стабилизации освещения от источника — необходимо, чтобы лампа прогрелась в течение 2-3 минут. Время экспозиции зависит от толщины покрытия и обычно составляет 60-120 секунд при расположении источника света на расстоянии 25-30 см. Используемые пластины стекла могут поглощать до 65% ультрафиолета, поэтому в таких случаях необходимо увеличивать время экспозиции. Лучшие результаты достигаются при использовании прозрачных плексигласовых пластин. При применении фоторезиста с длительным сроком хранения время экспонирования может потребоваться увеличить вдвое — помните: фоторезисты подвержены старению!

Примеры использования различных источников света:

Источник светаВремяРасстояниеПримечание
ртутная лампа Philips HPR1253 мин.30 смпокрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
ртутная лампа 1000W1,5 мин.50 смпокрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
ртутная лампа 500W2,5 мин.50 смпокрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
кварцевая лампа 300W3-4 мин.30 смпокрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
солнечный свет5-10 мин.лето, в полдень, безоблачнопокрытие из кварцевого стекла толщиной 5 мм
лампы Osram-Vitalux 300W4-8 мин.40 смпокрытие из кварцевого стекла толщиной 8 мм


Лампы УФ-излучения

Каждую сторону экспонируем по очереди, после экспозиции даем выстояться заготовке 20-30 минут в затемненном месте.

Проявление экспонированной заготовки

Проявляем в растворе NaOH (каустическая сода) — подробнее смотрите в начале статьи — при температуре раствора 20-25°C. Если до 2 минут проявления нет — мало время экспозиции. Если проявляется хорошо, но смываются и полезные участки — вы перемудрили с раствором (слишком велика концентрация) или слишком велико время экспозиции при данном источнике излучения или фотошаблон низкого качества — недостаточно насыщенный печатаемый черный цвет позволяет ультрафиолету засвечивать заготовку.

При проявлении я всегда очень бережно, без усилий «катаю» ватным тампоном на стеклянной палочке по тем местам, где должен смыться засвеченный фоторезист, — это ускоряет процесс.

Промывка заготовки от щелочи и остатков отслоившегося засвеченного фоторезиста

Я делаю это под водопроводным краном — обычной водопроводной водой.

Повторное дубление фоторезиста

Помещаем заготовку в духовку, плавно поднимаем температуру и при температуре 60-100°C выдерживаем 60-120 минут — рисунок становится прочным и твердым.

Проверка качества проявления

Кратковременно (на 5-15 секунд) погружаем заготовку в подогретый до температуры 50-60°C раствор хлорного железа. Быстро промываем проточной водой. В местах, где фоторезиста нет, начинается интенсивное травление меди. Если где-то случайно остался фоторезист, аккуратно механически удаляем его. Удобно это делать обычным или офтальмологическим скальпелем, вооружившись оптикой (очки для пайки, лупа часовщика, лупа на штативе, микроскоп).

Травление

Травим в концентрированном растворе хлорного железа с температурой 50-60°C. Желательно обеспечить непрерывную циркуляцию травильного раствора. Плохо стравливающиеся места аккуратно «массируем» ватным тампоном на стеклянной палочке. Если хлорное железо свежеприготовленное, время травления обычно не превышает 5-6 минут. Промываем заготовку проточной водой.

         
Плата вытравлена

Как готовить концентрированный раствор хлорного железа? Растворяем в слегка (до 40°C) подогретой воде FeCl3 до тех пор, пока не перестанет растворяться. Фильтруем раствор. Хранить нужно в затемненном прохладном месте в герметичной неметаллической упаковке — в стеклянных бутылках, например.

Удаление уже ненужного фоторезиста

Смываем фоторезист с дорожек ацетоном или растворителем для нитрокрасок и нитроэмалей.

Сверление отверстий

Диаметр точки будущего отверстия на фотошаблоне желательно подбирать таким, чтобы впоследствии было удобно сверлить. Например, при требуемом диаметре отверстия 0,6-0,8 мм диаметр точки на фотошаблоне должен быть около 0,4-0,5 мм — в таком случае сверло будет хорошо центроваться.

Желательно использовать сверла, покрытые карбидом вольфрама: сверла из быстрорежущих сталей очень быстро изнашиваются, хотя сталь можно применять для сверления одиночных отверстий большого диаметра (больше 2 мм), так как сверла с напылением карбида вольфрама такого диаметра слишком дорогие. При сверлении отверстий диаметром менее 1 мм лучше использовать вертикальный станок, иначе ваши сверла будут быстро ломаться. Если сверлить ручной дрелью — неизбежны перекосы, ведущие к неточной стыковке отверстий между слоями. Движение сверху вниз на вертикальном сверлильном станке самое оптимальное с точки зрения нагрузки на инструмент. Карбидные сверла изготавливают с жестким (т.е. сверло точно соответствует диаметру отверстия) или с толстым (иногда называют «турбо-») хвостовиком, имеющим стандартный размер (обычно, 3,5 мм). При сверлении сверлами с карбидным напылением важно жестко закрепить ПП, так как такое сверло при движении вверх может приподнять ПП, перекосить перпендикулярность и вырвать фрагмент платы.

Сверла маленьких диаметров обычно вставляются либо в цанговый патрон (различных размеров), либо в трехкулачковый патрон. Для точной фиксации закрепление в трехкулачковом патроне — не самый лучший вариант, и маленький размер сверла (меньше 1 мм) быстро делает желобки в зажимах, теряя хорошую фиксацию. Поэтому для сверл диаметром меньше 1 мм лучше использовать цанговый патрон. На всякий случай приобретите дополнительный набор, содержащий запасные цанги для каждого размера. Некоторые недорогие сверла производят с пластиковыми цангами — выбросите их и купите металлические.

Для получения приемлемой точности необходимо правильно организовать рабочее место, то есть, во-первых, обеспечить хорошее освещение платы при сверлении. Для этого можно использовать галогенную лампу, прикрепив ее на штативе для возможности выбирать позицию (освещать правую сторону). Во-вторых, поднять рабочую поверхность примерно на 15 см выше столешницы для лучшего визуального контроля над процессом. Неплохо было бы удалять пыль и стружку в процессе сверления (можно использовать обычный пылесос), но это не обязательно. Надо отметить, что пыль от стекловолокон, образующаяся при сверлении, очень колкая и при попадании на кожу вызывает ее раздражение. И, наконец, при работе очень удобно пользоваться ножным включателем сверлильного станка.

Типичные размеры отверстий:

  • переходные отверстия — 0,8 мм и менее;
  • интегральные схемы, резисторы и т.д. — 0,7-0,8 мм;
  • большие диоды (1N4001) — 1,0 мм;
  • контактные колодки, триммеры — до 1,5 мм.

Старайтесь избегать отверстий диаметром менее 0,7 мм. Всегда держите не менее двух запасных сверл 0,8 мм и менее, так как они всегда ломаются именно в тот момент, когда вам срочно надо сделать заказ. Сверла 1 мм и больше намного надежнее, хотя и для них неплохо бы иметь запасные. Когда вам надо изготовить две одинаковые платы, то для экономии времени их можно сверлить одновременно. При этом необходимо очень аккуратно сверлить отверстия в центре контактной площадки около каждого угла ПП, а для больших плат — отверстия, расположенные близко от центра. Положите платы друг на друга и, используя центрующие отверстия 0,3 мм в двух противоположных углах и штифты в качестве колышков, закрепите платы относительно друг друга.

При необходимости можно зенковать отверстия сверлами большего диаметра.

Лужение меди на ПП

Если нужно облудить дорожки на ПП, можно воспользоваться паяльником, мягким низкоплавким припоем, спиртоканифольным флюсом и оплеткой коаксиального кабеля. При больших объемах лудят в ванных, наполненных низкотемпературными припоями с добавлением флюсов.

Наиболее популярным и простым расплавом для лужения является легкоплавкий сплав «Розе» (олово — 25%, свинец — 25%, висмут — 50%), температура плавления которого 93-96°C. Плату при помощи щипцов помещают под уровень жидкого расплава на 5-10 секунд и, вынув, проверяют, вся ли медная поверхность покрыта равномерно. При необходимости операцию повторяют. Сразу же после вынимания платы из расплава его остатки удаляют либо с помощью резинового ракеля, либо резким встряхиванием в направлении, перпендикулярном плоскости платы, удерживая ту в зажиме. Другим способом удаления остатков сплава «Розе» является нагрев платы в термошкафу и встряхивание. Операция может проводиться повторно для достижения монотолщинного покрытия. Чтобы предотвратить окисление горячего расплава, в емкость для лужения добавляют глицерин, так чтобы его уровень покрывал расплав на 10 мм. После окончания процесса плата отмывается от глицерина в проточной воде. Внимание! Данные операции предполагают работу с установками и материалами, находящимися под действием высокой температуры, поэтому для предотвращения ожога необходимо пользоваться защитными перчатками, очками и фартуками.

Операция лужения сплавом олово-свинец протекает аналогично, но более высокая температура расплава ограничивает область применения данного способа в условиях кустарного производства.

Хочу поделиться еще одним способом лужения при помощи сплава «Розе», также проверенным на практике. Обыкновенная водопроводная вода наливается в консервную банку или небольшую мисочку, добавляется немного лимонной кислоты или уксуса, ставится на плиту. В кипящую воду помещается плата, высыпается несколько застывших капель сплава «Розе», которые тут же плавятся в кипящей воде, и ваткой, намотанной на длинный пинцет или палочку (чтобы не обжечься паром), аккуратно размазываются по дорожкам. По завершении процесса вода сливается, а застывшие остатки сплава складываются в какую-либо емкость до следующего использования.

Не забудьте после лужения очистить плату от флюса и тщательно обезжирить.

Если у вас большое производство — можно использовать химическое лужение.

Нанесение защитной маски

Операции с нанесением защитной маски в точности повторяют все, что было написано выше: наносим фоторезист, сушим, дубим, центруем фотошаблоны масок, экспонируем, проявляем, промываем и еще раз дубим. Само собой, пропускаем шаги с проверкой качества проявления, травлением, удалением фоторезиста, лужением и сверлением. В самом конце дубим маску в течение 2 часов при температуре около 90-100°C — она станет прочной и твердой, как стекло. Образованная маска защищает поверхность ПП от внешнего воздействия и предохраняет от теоретически возможных замыканий при эксплуатации. Также она играет не последнюю роль при автоматической пайке — не дает «сесть» припою на соседние участки, замыкая их.

Все, двусторонняя печатная плата с маской готова

Мне приходилось таким образом делать ПП с шириной дорожек и шагом между ними до 0,05 мм (!). Но это уже ювелирная работа. А без особых усилий можно делать ПП с шириной дорожки и шагом между ними 0,15-0,2 мм.

На плату, показанную на фотографиях, я маску не наносил — не было такой необходимости.

       
Печатная плата в процессе монтажа на нее компонентов

А вот и само устройство, для которого делалась ПП:

Это сотовый телефонный мост, позволяющий в 2-10 раз снизить стоимость услуг мобильной связи — ради этого стоило возиться с ПП ;). ПП с распаянными компонентами находится в подставке. Раньше там было обыкновенное зарядное устройство для аккумуляторов мобильного телефона.

Дополнительная информация

Металлизация отверстий

В домашних условиях можно выполнить даже металлизацию отверстий. Для этого внутренняя поверхность отверстий обрабатывается 20-30-процентным раствором азотнокислого серебра (ляпис). Затем поверхность очищается ракелем и плата сушится на свету (можно использовать УФ-лампу). Суть этой операции в том, что под действием света азотнокислое серебро разлагается, и на плате остаются вкрапления серебра. Далее производится химическое осаждение меди из раствора: сернокислая медь (медный купорос) — 2 г, едкий натр — 4 г, нашатырный спирт 25-процентный — 1 мл, глицерин — 3,5 мл, формалин 10-процентный — 8-15 мл, вода — 100 мл. Срок хранения приготовленного раствора очень мал — готовить нужно непосредственно перед применением. После осаждения меди плату промывают и сушат. Слой получается очень тонким, его толщину необходимо увеличить до 50 мкм гальваническим способом.

Раствор для нанесения медного покрытия гальваническим способом:
На 1 литр воды 250 г сульфата меди (медный купорос) и 50-80 г концентрированной серной кислоты. Анодом служит медная пластинка, подвешенная параллельно покрываемой детали. Напряжение должно быть 3-4 В, плотность тока — 0,02-0,3 A/см2, температура — 18-30°C. Чем меньше ток, тем медленнее идет процесс металлизации, но тем качественнее получаемое покрытие.


Фрагмент печатной платы, где видна металлизация в отверстии
Самодельные фоторезисты

Фоторезист на основе желатина и бихромата калия:
Первый раствор: 15 г желатина залить 60 мл кипяченой воды и оставить для набухания на 2-3 часа. После набухания желатина поставить емкость на водяную баню при температуре 30-40°C до полного растворения желатина.
Второй раствор: в 40 мл кипяченой воды растворить 5 г двухромовокислого калия (хромпик, порошок ярко-оранжевого цвета). Растворять при слабом рассеянном освещении.
В первый раствор при интенсивном перемешивании влить второй. В полученную смесь пипеткой добавить несколько капель нашатырного спирта до получения соломенного цвета. Фотоэмульсия наносится на подготовленную плату при очень слабом освещении. Плата сушится до «отлипа» при комнатной температуре в полной темноте. После экспонирования плату при слабом рассеянном освещении промыть в теплой проточной воде до удаления незадубленного желатина. Чтобы лучше оценить результат, можно окрасить участки с неудаленным желатином раствором марганцовки.

Усовершенствованный самодельный фоторезист:
Первый раствор: 17 г столярного клея, 3 мл водного раствора аммиака, 100 мл воды оставить для набухания на сутки, затем греть на водяной бане при 80°C до полного растворения.
Второй раствор: 2,5 г бихромата калия, 2,5 г бихромата аммония, 3 мл водного раствора аммиака, 30 мл воды, 6 мл спирта.
Когда первый раствор остынет до 50°C, при энергичном перемешивании влейте в него второй раствор и полученную смесь профильтруйте (эту и последующие операции необходимо проводить в затемненном помещении, солнечный свет недопустим!). Эмульсия наносится при температуре 30-40°C. Дальше — как в первом рецепте.

Фоторезист на основе бихромата аммония и поливинилового спирта:
Готовим раствор: поливиниловый спирт — 70-120 г/л, бихромат аммония — 8-10 г/л, этиловый спирт — 100-120 г/л. Избегать яркого света! Наносится в 2 слоя: первый слой — сушка 20-30 минут при 30-45°C — второй слой — сушка 60 минут при 35-45°C. Проявитель — 40-процентный раствор этилового спирта.

Химическое лужение

Прежде всего, плату необходимо декапировать, чтобы удалить образовавшийся окисел меди: 2-3 секунды в 5-процентном растворе соляной кислоты с последующей промывкой в проточной воде.

Достаточно просто осуществлять химическое лужение погружением платы в водный раствор, содержащий хлорное олово. Выделение олова на поверхности медного покрытия происходит при погружении в такой раствор соли олова, в котором потенциал меди более электроотрицателен, чем материал покрытия. Изменению потенциала в нужном направлении способствует введение в раствор соли олова комплексообразующей добавки — тиокарбамида (тиомочевины). Такого типа растворы имеют следующий состав (г/л):

1234
Двухлористое олово SnCl2*2H2O5,55-82010
Тиокарбамид CS(NH2)25035-50--
Серная кислота H2SO4-30-40--
Винная кислота C4H6O635---
Каустическая сода NaOH-6--
Молочнокислый натрий--200-
Сернокислый алюминий-аммоний (алюмоаммонийные квасцы)---300
Температура, °C60-7050-6018-2518-25

Среди перечисленных наиболее распространены растворы 1 и 2. Иногда в качестве поверхностно-активного вещества для 1-го раствора предлагается использование моющего средства «Прогресс» в количестве 1 мл/л. Добавление во 2-й раствор 2-3 г/л нитрата висмута приводит к осаждению сплава, содержащего до 1,5% висмута, что улучшает паяемость покрытия (препятствует старению) и многократно увеличивает срок хранения до пайки компонентов у готовой ПП.

Для консервации поверхности применяют аэрозольные распылители на основе флюсующих композиций. Нанесенный на поверхность заготовки лак после высыхания образует прочную гладкую пленку, которая препятствует окислению. Одним из популярных веществ является «SOLDERLAC» фирмы Cramolin. Последующая пайка проводится прямо по обработанной поверхности без дополнительного удаления лака. В особо ответственных случаях пайки лак можно удалить спиртовым раствором.

Искусственные растворы для лужения ухудшаются с течением времени, особенно при контакте с воздухом. Поэтому если у вас большие заказы бывают нечасто, то старайтесь приготовить сразу небольшое количество раствора, достаточное для лужения нужного количества ПП, а остатки раствора храните в закрытой емкости (идеально подходят бутылки типа используемых в фотографии, не пропускающие воздух). Также необходимо защищать раствор от загрязнения, которое может сильно ухудшить качество вещества.

В заключение хочу сказать, что все же лучше использовать готовые фоторезисты и не заморачиваться с металлизацией отверстий в домашних условиях — великолепных результатов все равно не получите.


Печатные платы. Классификация и самостоятельное изготовление.


Warning: file(http://www.radioingener.ru/wp-content/uploads/Книга1.txt): failed to open stream: HTTP request failed! HTTP/1.1 404 Not Found in /home/host1754796/radioingener.ru/htdocs/www/wp-content/plugins/shortcodes-ultimate/includes/deprecated/functions.php on line 152

Warning: Invalid argument supplied for foreach() in /home/host1754796/radioingener.ru/htdocs/www/wp-content/plugins/shortcodes-ultimate/includes/deprecated/functions.php on line 211

Warning: array_shift() expects parameter 1 to be array, null given in /home/host1754796/radioingener.ru/htdocs/www/wp-content/plugins/shortcodes-ultimate/includes/deprecated/functions.php on line 215

Warning: Invalid argument supplied for foreach() in /home/host1754796/radioingener.ru/htdocs/www/wp-content/plugins/shortcodes-ultimate/includes/deprecated/functions.php on line 216

Современный мир невозможно представить без электроники. Основой любых сложных механизмов являются печатные платы. На них устанавливаются элементы радиоэлектроники, которые отвечают за различные функции, выполняют определённые задачи. Начинающим радиолюбителям нужно знать какие виды оснований существуют, как их можно сделать самостоятельно.

Печатная плата

Что такое печатная плата?

Плата представляет собой один или несколько слоев диэлектрика, на которых нанесён токопроводящих рисунок. Проводящих рисунков может быть два или из них составлена сеть. Она является основанием для закрепления отдельных элементов радиоэлектроники, чтобы соединить их вместе. Чтобы соединять отдельные детали с токопроводящим рисунком используется припой или паяльная паста.

Технические характеристики

Чтобы иметь общее представление о возможностях, конструкции, предназначении оснований для создания электроники, необходимо знать их технические характеристики:

* тип — многослойные, однослойные, гибкие, жёсткие;

* проводящие слои — до 18 штук;

* максимальные габариты — для многослойных 610х470 мм, односторонние 1200х457 мм, гибкие 5000х340 мм;

* максимальная плотность — 3,2 мм;

* ширина токопроводящих дорожек — от 25 до 75 мкм;

* максимальная плотность наружных слоёв фольги — 400 мкм;

* максимальная плотность внутренних слоёв фольги — 105 мкм;

* допустимый диаметр для сверления — 6.35 мм.

Существует несколько видов финишных покрытий, которые выбираются зависимо от предназначения основания, требуемых характеристик. К ним относятся:

* лужение свинцом;

* лужение без свинца;

* иммерсионное серебро;

* органическое покрытие;

* иммерсионное золочение;

* иммерсионное олово.

Контакты покрываются гальваническим золотом.

Плата, покрытая гальваническим золотом

 

Виды печатных плат

Основания для изготовления электроники разделяются на несколько видов. Они отличаются по конструкции, характеристикам, предназначению. Разновидности плат:

1. Односторонние — конструкции представляющие собой диэлектрические пластинки, на которые с одной стороны нанесён токопроводящий рисунок. Для соединения отдельных контактов на верхнем диэлектрическом слое закрепляются металлические перемычки. Односторонние основания используются при изготовлении недорогой бытовой техники. Связано это с их малой надёжностью, недолговечностью, хрупкой конструкцией.

2. Двухсторонние — на диэлектрическим слое с двух сторон наносятся токопроводящие рисунки, что позволяет устанавливать на основание большее количество электрических элементов, расширить функционал, технические характеристики платы. Отверстия имеют металлизированные вставки. Благодаря им прочность скрепления отдельных деталей с основанием становится надёжнее. Двухсторонние

пластинки считаются наиболее популярными при изготовлении бытовой электроники, компьютеров.

3. Однослойные — элементарная конструкция, состоящая из одной пластинки, прослойки покрытой металлом.

4. Многослойные — сложные конструкции, которые используются при изготовлении сложных приборов, механизмов. Несколько слоёв, расположенных в определённой последовательности, позволяют надёжно закреплять основные компоненты. Количество слоёв выбирается зависимо от требуемых характеристик. Максимальное количество — 40. У многослойных оснований есть ряд недостатков. Это сложности во время изготовления, сложный процесс починки, дороговизна расходных материалов.

5. Гибкие — могут быть односторонними, двухсторонними, иметь несколько слоев. Изготавливаются на гибком основании. Предназначены для соединения отдельных элементов электрического оборудования. Могут заменять собой кабеля.

6. Гибко-жесткие — конструкция представляет собой шлейф, на котором в определённых местах закрепляются жесткие пластинки, с нанесёнными на них токопроводящими рисунками. Используются для соединение жестких плат между собой. Обеспечивают надёжную связку.

7. Жёсткие — плитки, выполненные из жёстких слоев, которые не дают платам деформироваться. Простой пример жёсткого основания — материнская плата, устанавливаемая в компьютерах.

8. Теплопроводные — другие названия этих пластинок ВЧ, СВЧ. Во время изготовления основания используется керамика, чтобы оно выдерживало воздействие высоких температур. Дополнительно керамика повышает жёсткость конструкции.

Зависимо от вида плат изменяются их характеристики, внешний вид, размер, возможности.

Гибкая плата

 

Принципы выбора готовых плат: цены и производители

Магазины радиоэлектроники предлагают покупателям широкий ассортимент печатных плат для изготовления электроники. При покупке важно учитывать некоторые факторы:

1. Размеры основания. Зависит от количества элементов, устанавливаемых на него.

2. Количество слоёв, используемых при изготовлении плитки.

3. Наличие металлических вставок на отверстиях для закрепления радиоэлементов.

4. Двухсторонний или односторонний рисунок.

5. Гибкое или жёсткое основание.

Платы нужны для всех устройств. Ниже представлены усредненная стоимость и производители на примере материнских плат для компьютера:

 

Нет смысла переплачивать за известный бренд, если собрать нужно простой электроприбор. Однако самая дешёвая плата быстро выйдет из строя и может привести к появлению возгорания. При выборе нужно проверять работоспособность электрических дорожек, целостность конструкции.

Материнская плата Asus

 

Материалы для изготовления плат

Существует несколько видов материалов, которые используют при изготовлении оснований для электроники:

1. Главная часть конструкции должна изготавливаться из диэлектрического материала. Это может быть стеклотекстолит, гетинакс.

2. Второй вариант изготовления плат — металлическое основание, на которое наносится диэлектрический слой. Чаще всего используется анодированный алюминий.

3. Для изготовления термоустойчивых оснований применяется фторопласт. Его дополнительно армируют стеклотканью. В состав добавляется керамика для повышения механических характеристик.

4. Чтобы сделать гибкую плитку, применяется каптон.

Материалы можно купить в любом магазине радиоэлектроники.

Изготовление печатной платы своими руками

Самостоятельно изготовить основание для электроприборов легко. Для этого нужно изучить теорию, подготовить расходные материалы, инструменты, выполнить определённый порядок действий. Для изготовления понадобятся:

1. Текстолит — должен иметь слой фольги. Может быть двухсторонним или односторонним. Изготовление фольгированного материала займёт много времени, лучше купить готовую плитку.

2. Утюг, промышленный фен с регулятором температур.

3. 3-д принтер.

4. Ножницы по металлу.

5. Фотобумага с глянцевым покрытием.

6. Зубная щётка.

7. Медицинский спирт.

8. Наждачная бумага мелкой фракции.

9. Скотч, маркер.

10.Сверлильный станок, бормашинка, гравер.

11.Хлорное железо.

К дополнительным инструментам можно отнести паяльник, припой и флюс для монтажа электронных компонентов.

Этапы изготовления платы:

1. На листе текстолита отметить размеры будущей пластинки. Ножницами по металлу вырезать её.

2. Использую наждачную бумагу мелкой фракции, зашкурить стороны текстолита до появления блеска. Обработать торцы, чтобы избавиться от неровностей.

3. Намочить отрезок ткани спиртом, протереть пластинку. Работать нужно в резиновых перчатках, чтобы не пачкать жирными пальцами рабочие поверхности.

4. Заранее нарисовать на компьютере рисунок будущих токопроводящих дорожек. Просчитать соединительные узлы, места стыковки дополнительных компонентов, перемычки.

5. Получившийся рисунок проводников распечатать на фотобумагу.

6. Положить распечатку изображением вниз на текстолит. Подключить утюг к сети, подождать пока он разогреется. Медленными движениями разглаживать бумагу по твердой пластинке. Когда она начнёт желтеть, убрать утюг.

7. Отнести плату с припаянной бумагой к умывальнику. Опустить под струю воды. Зубной щёткой оттереть остатки бумаги.

8. Расположить пластинку под ярким светом чтобы она просохла.

9. Подготовка состава для травления. Понадобится хлорное железо, которое продаётся порошком в магазинах радиоэлектроники. Взять ёмкость из пластика, налить в неё три части воды, добавить одну часть хлорного железа. Тщательно перемешать раствор.

10.Сухую плату опустить в готовую смесь для травления. На скорость обработки платы влияет качество реактивов, температура состава, толщина фольгированного слоя. Для ускорения процесса жидкость можно разогреть. Однако слишком высокая температура повредит рисунок. Чтобы ускорить процесс безопасно, можно присоединить к ёмкости моторчик от телефона. Лёгкие вибрации воздействуют на травление.

11.После травления, плату нужно промыть под проточной водой. Протереть тряпочкой, смоченной в спирте.

12.Следующий процесс обработки — сверление. Для этого желательно использовать специальный станок, гравер или бормашинку. Инструмент закрепляется неподвижно с помощью тисков, чтобы можно было делать точные отверстия. По рисунку происходит сверление. После изготовления отверстий, по поверхности платы нужно пройти наждачной бумагой, удалив заусенцы.

13.Лужение основания. Плата смачивается медицинским спиртом. Его нужно нанести тряпкой лёгкими движениями без прижимов. Смочить другую тряпку в растворе для травления. Смазать стороны платы. Нагреть паяльником припой, быстрыми движениями нанести его на электрические каналы.

14.Наждачной бумагой с мелкой фракцией пройтись по сторонам плитки.

Лужение считается необязательным этапом при изготовления плат. Однако его делают из-за нескольких преимуществ:

1. Увеличивается показатель устойчивости к коррозии.

2. Толщина токопроводящего слоя увеличивается, благодаря чему снижается сопротивление, улучшается эффективность платы.

3. Проще припаивать радиодетали.

При соблюдении правил проведения работы сборка самодельной платы не покажется сложным процессом. Перед закреплением других деталей важно провести проверку токопроводящих рисунков.

Более подробно про различные способы изготовления печатных плат почитайте в нашей статье

Изготовление печатной платы в домашних условиях

 

Типичные ошибки при конструировании плат

При сборке самодельных оснований люди допускают различные ошибки. К наиболее часто встречаемым относятся:

1. Неправильно выбранная ширина токопроводящих дорожек. Это приводит к потере напряжения, перегреву проводников, низкой механической прочности. Чтобы не столкнуться с такими проблемами, необходимо делать максимально допустимую ширину токопроводящих дорожек.

2. Неправильное проектирование цепей питания. Приводит к снижению выходящего напряжения, большие пульсации на выходе, помехам

вместо постоянного напряжения. Решение проблемы — максимальная ширина дорожек, подающий конденсатор из керамики.

3. Проблемы заземления. Использование обычного проводника минимальной ширины. Приводит к нестабильности рабочего процесса, перегреву основания. Решение — использование отдельного слоя изоляции для разводки.

4. Небольшой зазор между медными проводниками, нанесёнными на плату. Приводит к нарушению целостности основания. Необходимо увеличить расстояние между проводниками, чтобы справиться с проблемой.

5. Большое количество соединительных отверстий на одной пластинке. Это приводит к увеличения токопроводящих дорожек, повышению сопротивления. Использовать максимум два отверстия на пластинках малого размера.

Существуют и другие проблемы. Однако они менее популярны и требуют вмешательства специалистов.

Печатные платы являются основанием электрических приборов, механизмов. На них напаиваются ключевые элементы, которые выполняют определённые функции. Собрать основание можно своими руками. Для этого нужно определиться с тем, где оно будет использоваться, нарисовать чертёж, подобрать рисунок, выполнить определённую последовательность действий.

Но печатные платы это лишь основа для изделий на нее припаиваются диоды или стабилитроны или транзисторы или другие элементы радиоэлектронных схем, о который вы можете прочесть на нашем сайте — ссылка на оглавление.

экскурсия на завод Технотех / Блог компании Madrobots / Хабр

Сегодня мы выступим в немного непривычном для себя амплуа, будем рассказывать не о гаджетах, а о технологиях, которые стоят за ними. Месяц назад мы были в Казани, где познакомились с ребятами из Навигатор-кампуса. Заодно побывали на расположенном близко (ну, относительно близко) заводе по производству печатных плат — Технотех. Этот пост — попытка разобраться в том, как же все-таки производят те самые печатные платы.

Итак, как же все-таки делают печатные платы для наших любимых гаджетов?

На заводе умеют делать платы от начала и до конца — проектирование платы по вашему ТЗ, изготовление стеклотекстолита, производство односторонних и двухсторонних печатных плат, производство многослойных печатных плат, маркировка, проверка, ручная и автоматическая сборка и пайка плат.
Для начала, я покажу, как делают двухсторонние платы. Их техпроцесс ничем не отличается от производства односторонних печатных плат, кроме того, что при изготовлении ОПП не производят операции на второй стороне.

О методах изготовления плат
Вообще, все методы изготовления печатных плат можно разделить на две большие категории: аддитивные(от латинского additio -прибавление) и субтрактивные (от латинского subtratio—отнимание). Примером субтрактивной технологии является всем известный ЛУТ(Лазерно-утюжная технология) и его вариации. В процессе создания печатной платы по этой технологии мы защищаем будущие дорожки на листе стеклотекстолита тонером от лазерного принтера, а затем стравливаем все ненужное в хлорном железе.
В аддитивных методах проводящие дорожки, наоборот, наносятся на поверхность диэлектрика тем или иным способом.
Полуаддитивные методы(иногда их еще называют комбинированными. ) — нечто среднее между классическими аддитивными и субтрактивными. В процессе производства ПП по этому методу часть проводящего покрытия может стравливаться(иногда почти сразу после нанесения), но как правило это происходит быстрее/проще/дешевле, чем в субтрактивных методах. В большинстве случаев, это следствие того, что большая часть толщины дорожек наращивается гальваникой или химическими методами, а слой, который подвергается травлению — тонкий, и служит лишь в качестве проводящего покрытия для гальванического осаждения.
Я покажу именно комбинированный метод.
Изготовление двухслойных печатных плат по комбинированному позитивному методу(полуаддитивный метод)
Изготовление стеклотекстолита
Процесс начинается с изготовления фольгированного стеклотекстолита. Стеклотекстолит — это материал, состоящий из тонких листов стекловолокна(они похожи на плотную блестящую ткань), пропитанных эпоксидной смолой и спрессованных стопкой в лист.
Сами полотна стекловолокна тоже не слишком просты — это плетеные(как обычная ткань в вашей рубашке) тонкие-тонкие нити обычного стекла. Они настолько тонкие, что могут легко гнуться в любых направлениях. Выглядит это примерно вот так:

Увидеть ориентацию волокон можно на многострадальной картинке из википедии:

В центре платы, светлые участки — это волокна идут перпендикулярно срезу, участки чуть темнее — параллельно.
Или например на микрофотографии tiberius, насколько я помню из этой статьи:

Итак, начнем.
Стекловолоконное полотно поступает на производство вот в таких бобинах:

Оно уже пропитано частично отвержденной эпоксидной смолой — такой материал называется препрегом, от английского pre-impregnated — предварительно пропитанный. Так как смола уже частично отверждена, она уже не такая липкая, как в жидком состоянии — листы можно брать руками, совсем не опасаясь испачкаться в смоле. Смола станет жидкой только при нагреве фольги, и то лишь на несколько минут, прежде чем застыть окончательно.
Нужное количество слоев вместе с медной фольгой собирается вот на этом аппарате:

А вот сам рулон фольги.

Далее полотно нарезается на части и поступает в пресс высотой в два человеческих роста:

На фото Владимир Потапенко, начальник производства.
Интересно реализована технология нагрева во время прессования: нагреваются не части пресса, а сама фольга. На обе стороны листа подается ток, который за счет сопротивления фольги нагревает лист будущего стеклотекстолита. Прессование происходит при сильно пониженном давлении, для исключения появления воздушных пузырей внутри текстолита

При прессовании, за счет нагрева и давления, смола размягчается, заполняет пустоты и после полимеризации получается единый лист.
Вот такой:

Он нарезается на заготовки для плат специальным станком:

Технотех использует два вида заготовок: 305х450 — маленькая групповая заготовка, 457х610 — большая заготовка
После этого к каждому комплекту заготовок распечатывается маршрутная карта, и путешествие начинается…

Маршрутная карта — это вот такая бумажка с перечнем операций, информацией о плате и штрих-кодом. Для контроля выполнения операций используется 1С 8, в которую внесена вся информация о заказах, о техпроцессе и так далее. После выполнения очередного этапа производства сканируется штрихкод на маршрутном листе и заносится в базу.

Сверловка заготовок
Первый этап производства однослойных и двухслойных печатных плат — сверление отверстий. С многослойными платами все сложнее, и я расскажу об этом позже. Заготовки с маршрутными листами поступают на участок сверловки:

Из заготовок собирается пакет для сверловки. Он состоит из подложки(материал типа фанеры), от одной до трех одинаковых заготовок печатных плат и алюминиевой фольги. Фольга нужна для определения касания сверла поверхности заготовки — так станок определяет поломку сверла. Еще при каждом захвате сверла он контролирует его длину и заточку лазером.

После сборки пакета он закладывается вот в этот станок:

Он такой длинный, что мне пришлось сшивать эту фотку из нескольких кадров. Это швейцарский станок фирмы Posalux, точной модели, к сожалению не знаю. По характеристикам он близок вот к этому. Он ест трехразовое трехфазное питание напряжением 400В, и потребляет при работе 20 КВт. Вес станка около 8 тонн. Он может одновременно обрабатывать четыре пакета по разным программам, что в сумме дает 12 плат за цикл(естественно, что все заготовки в одном пакете будут просверлены одинаково). Цикл сверления — от 5 минут до нескольких часов, в зависимости от сложности и количества отверстий. Среднее время — около 20 минут. Всего таких станков у технотеха три штуки.

Программа разрабатывается отдельно, и подгружается по сети. Все что надо сделать оператору — отсканировать штрихкод партии и заложить пакет из заготовок внутрь. Емкость инструментального магазина: 6000 сверл или фрез.

Рядом стоит большой шкаф со сверлами, но оператору нет необходимости контролировать заточку каждого сверла и менять его — станок все время знает степень износа сверл — записывает себе в память сколько отверстий было просверлено каждым сверлом. При исчерпании ресурса сам меняет сверло на новое, старые сверла останется выгрузить из контейнера и отправить на повторную заточку.

Вот так выглядят внутренности станка:

После сверловки в маршрутном листе и базе делается отметка, а плата отправляется по этапу на следующий этап.
Очистка, активация заготовок и химическое меднение.
Хоть станок и пользуется своими «пылесосом» во время и после сверловки, поверхность платы и отверстий все равно надо очистить от загрязнений и подготовить к следующей технологической операции. Для начала, плата просто очищается в моющем растворе механическими абразивами

Надписи, слева направо: «Камера зачистки щетками верх/низ», «Камера промывки», «Нейтральная зона».
Плата становится чистой и блестящей:

После этого в похожей установке проводится процесс активации поверхности. Для каждой поверхности вводится серийный номер Активация поверхности — это подготовка к осаждению меди на внутреннюю поверхность отверстий для создания переходных отверстий между слоями платы. Медь не может осесть на неподготовленную поверхность, поэтому плату обрабатывают специальными катализаторами на основе палладия. Палладий, в отличии от меди, легко осаждается на любую поверхность, и в дальнейшем служит центрами кристаллизации для меди. Установка активации:

После этого, последовательно проходя несколько ванн в еще одной похожей установке заготовка обзаводится тонким(меньше микрона) слоем меди в отверстиях.

Дальше этот слой гальваникой наращивается до 3-5 микрон — это улучшает стойкость слоя к окислению и повреждениям.

Нанесение и экспонирование фоторезиста, удаление незасвеченных участков.
Дальше плата отправляется в участок нанесения фоторезиста. Нас туда не пустили, потому что он закрыт, и вообще, там чистая комната, поэтому ограничимся фотографиями через стекло. Нечто подобное я видел в Half-Life(я про трубы, спускающиеся с потолка):

Собственно вот зеленая пленка на барабане — это и есть фоторезист.

Далее, слева направо(на первой фотографии): две установки нанесения фоторезиста, дальше автоматическая и ручная рамы для засветки по заранее подготовленным фотошаблонам. В автоматической раме присутствует контроль, который учитывает допуск по совмещению с реперными точками и отверстиями. В ручной рамке маска и плата совмещаются руками. На этих же рамах экспонируется шелкография и паяльная маска. Дальше — установка проявки и отмывки плат, но так как мы туда не попали, фотографий этой части у меня нет. Но там ничего интересного — примерно такой же конвейер как в «активации», где заготовка проходит последовательно несколько ванн с разными растворами.
А на переднем плане — огромный принтер, который эти самые фотошаблоны печатает:

Вот плата с нанесенным, экспонированным и проявленным:

Обратите внимание, фоторезист нанесен на места, на которых в дальнейшем не будет меди — маска негативная, а не позитивная, как в в ЛУТ-е или домашнем фоторезисте. Это потому, что в дальнейшем наращивание будет происходить в местах будущих дорожек.

Это тоже позитивная маска:

Все эти операции происходят при неактиничном освещении, спектр которого подобран таким образом, чтобы одновременно не оказывать влияния на фоторезист и давать максимальную освещенность для работы человека в данном помещении.
Люблю объявления, смысл которых я не понимаю:
Гальваническая металлизация
Теперь настал через ее величества — гальванической металлизации. На самом деле, ее уже проводили на прошлом этапе, когда наращивали тонкий слой химической меди. Но теперь слой будет наращён еще больше — с 3 микрон до 25. Это уже тот слой, который проводит основной ток в переходных отверстиях. Делается это вот в таких ваннах:

В которых циркулируют сложные составы электролитов:

А специальный робот, повинуясь заложенной программе, таскает платы из одной ванны в другую:

Один цикл меднения занимает 1 час 40 минут. В одной паллете могут обрабатываться 4 заготовки, но в ванне таких паллет может быть несколько.
Осаждение металлорезиста
Следующая операция представляет собой еще одну гальваническую металлизацию, только теперь осаждаемый материал не медь, а ПОС — припой свинец-олово. А само покрытие, по аналогии с фоторезистом называется металлорезистом. Платы устанавливаются в раму:

Эта рама проходит несколько уже знакомых нам гальванических ванн:

И покрывается белым слоем ПОС-а. На заднем плане видна другая плата, еще не обработанная:
Удаление фоторезиста, травление меди, удаление металлорезиста

Теперь с плат смывается фоторезист, он выполнил свою функцию. Теперь на все еще медной плате остались дорожки, покрытые металлорезистом. На этой установке происходит травление в хитром растворе, который травит медь, но не трогает металлорезист. Насколько я запомнил, он состоит из углекислого аммония, хлористого аммония и гидрооксида аммония. После травления платы выглядят вот так:

Дорожки на плате — это «бутерброд» из нижнего слоя меди и верхнего слоя гальванического ПОС-а. Теперь, другим еще более хитрым раствором проводится другая операция — слой ПОС-а убирается, не затрагивая слой меди.

Правда, иногда ПОС не убирается, а оплавляется в специальных печах. Или плата проходит горячее лужение(HASL-процесс) — когда она опускается в большую ванну с припоем. Сначала она покрывается канифольным флюсом:

И устанавливается вот в такой автомат:

Он опускает плату в ванну с припоем и тут же вытаскивает ее обратно. Потоки воздуха сдувают лишний припой, оставляя лишь тонкий слой на плате. Плата получается вот такая:

Но на самом деле метод немного «варварский» и не очень действует на платы, особенно многослойные — при погружении в расплав припоя плата переносит температурный шок, что не очень хорошо действует на внутренние элементы многослойных плат и тонкие дорожки одно- и двухслойных.
Гораздо лучше покрывать иммерсионным золотом или серебром. Вот тут очень хорошая информация о иммерсионных покрытиях, если кому интересно.
Мы не побывали на участке иммерсионных покрытий, по банальной причине — он был закрыт, а за ключом было идти лень. А жаль.
Электротест
Дальше почти готовые платы отправляются на визуальный контроль и электротест. Электротест — это когда проверяются соединения всех контактных площадок между собой, нет ли где обрывов. Выглядит это очень забавно — станок держит плату и быстро-быстро тыкает в нее щупами. Видео этого процесса можно посмотреть у меня в инстаграме(кстати, подписаться можно там же). А в виде фото это выглядит вот так:

Та большая машина слева — и есть электротест. А вот и сами щупы ближе:

На видео, правда, была другая машинка — с 4 щупами, а тут их 16. Говорят, гораздо быстрее всех трех старых машинок с четырьмя щупами вместе взятых.
Нанесение паяльной маски и покрытие контактных площадок
Следующий технологический процесс — нанесение паяльной маски. То самое зеленое(ну, чаще всего зеленое. А вообще оно бывает очень разных цветов) покрытие, которое мы видим на поверхности плат. Подготовленные платы:

Закладываются вот в такой автомат:

Который через тонкую сеточку размазывает полужидкую маску по поверхности платы:

Видео нанесения, кстати, тоже можно посмотреть в инстаграме(и подписаться тоже:)
После этого, платы сушатся, пока маска перестанет липнуть, и экспонируются в той же желтой комнате, что мы видели выше. После этого, неэкспонированная маска смывается, обнажая контактные пятачки:

Потом их покрывают финишным покрытием — горячим лужением или иммерсионным нанесением:

И наносят маркировку — шелкографию. Это белые(чаще всего) буковки, которые показывают, где какой разъем и какой элемент тут стоит.
Она может наносится по двум технологиям. В первом случае все происходит так же, как и с паяльной маской, отличается лишь цвет состава. Она закрывает всю поверхность платы, потом экспонируется, и неотвержденные ультрафиолетом участки смываются. Во втором случает ее наносит специальный принтер, печатающий хитрым эпоксидным составом:

Это и дешевле, и гораздо быстрее. Военные, кстати, не жалуют этот принтер, и постоянно указывают в требованиях к своим платам, что маркировка наносится только фотополимером, что очень огорчает главного технолога.
Изготовление многослойных печатных плат по методу металлизации сквозных отверстий:
Все, что я описал выше — касается только односторонних и двухсторонних печатных плат(на заводе их, кстати, никто так не называет, все говорят ОПП и ДПП). Многослойные платы(МПП) делаются на этом же оборудовании, но немного по другой технологии.
Изготовление ядер
Ядро — это внутренний слой тонкого текстолита с медными проводниками на нем. Таких ядер в плате может быть от 1(плюс две стороны — трехслойная плата) до 20. Одно из ядер называется золотым — это означает, что оно используется в качестве реперного — того слоя, по которому выставляются все остальные. Ядра выглядят вот так:

Изготавливаются они точно так же, как и обычные платы, только толщина стеклотекстолита очень мала — обычно 0,5мм. Лист получается такой тонкий, то его можно изгибать, как плотную бумагу. На его поверхность наносится медная фольга, и дальше происходят все обычные стадии — нанесение, экспонирование фоторезиста и травление. Итогом этого являются вот такие листы:

После изготовления дорожки проверяются на целостность на станке, который сравнивает рисунок платы на просвет с фотошаблоном. Кроме этого, существует еще и визуальный контроль. Причем реально визуальный — сидят люди и смотрят в заготовки:

Иногда какая-то из стадий контроля выносит вердикт о плохом качестве одной из заготовок(черные крестики):

Этот лист плат, в которой случился дефект все равно изготовится полностью, но после нарезки бракованная плата пойдет в мусор. После того, как все слои изготовлены и проверены, наступает черед следующей технологической операции.
Сборка ядер в пакет и прессование
Это происходит в зале под названием «Участок прессования»:

Ядра для платы выкладываются вот в такую стопочку:

А рядом кладется карта расположения слоев:

После чего в дело вступает полуавтоматическая машина прессования плат. Полуавтоматичность ее заключается в том, что оператор должен по ее команде подавать ей ядра в определенном порядке.

Перекладывая их для изоляции и склеивания листами препрега:

А дальше начинается магия. Автомат захватывает и переносит листы в рабочее поле:

А затем совмещает их по реперным отверстиям относительно золотого слоя.

Дальше заготовка поступает в горячий пресс, а после прогрева и полимеризации слоев — в холодный. После этого мы получаем такой же лист стеклотекстолита, который ничем не отличается от заготовок для двухслойных печатных плат. Но внутри у него доброе сердце несколько ядер со сформированными дорожками, которые, правда, еще никак не связаны между собой и разделены изолирующими слоями полимеризированного препрега. Дальше процесс проходит те же стадии, что я уже описывал ранее. Правда, за небольшим различием.
Сверловка заготовок
При сборке пакета ОПП и ДПП для сверловки его не нужно центровать, и его можно собирать с некоторым допуском — все равно это первая технологическая операция, и все остальные будут ориентироваться на нее. А вот при сборке пакета многослойных печатных плат очень важно привязаться к внутренним слоям — при сверловке отверстие должно пройти насквозь все внутренние контакты ядер, соединив их в экстазе при металлизации. Поэтому пакет собирается вот на такой машинке:

Это рентгеновский сверлильный станок, который видит сквозь текстолит внутренние металлически реперные метки и по их расположению сверлит базовые отверстия, в которые вставляются крепежи для установки пакета в сверлильный станок.
Металлизация
Дальше все просто — заготовки сверлятся, очищаются, активируются и металлизируются. Металлизация отверстия связывает между собой все медные пяточки внутри печатной платы:

Таким образом, завершая электронную схему внутренностей печатной платы.
Проверка и шлифы
Дальше от каждой платы отрезается кусочек, который шлифуется и рассматривается в микроскоп, для того, чтобы удостовериться, что все отверстия получились нормально.

Эти кусочки называются шлифы — поперечно срезанные части печатной платы, которые позволяет оценить качество платы в целом и толщину медного слоя в центральных слоях и переходных отверстиях. В данном случае, под шлиф пускают не отдельную плату, а специально сделанные с краю платы весь набор диаметров переходных отверстий, которые используются в заказе. Шлиф, залитый в прозрачный пластик выглядит вот так:
Фрезеровка или скрайбирование
Далее платы, которые находятся на групповой заготовке необходимо разделить на несколько частей. Делается это либо на фрезерном станке:

Который фрезой вырезает нужный контур. Другой вариант — скрайбирование, это когда контур платы не вырезается, а надрезается круглым ножом. Это быстрее и дешевле, но позволяет делать только прямоугольные платы, без сложных контуров и внутренних вырезов. Вот скрайбированная плата:

А вот фрезерованная:

Если заказывалось только изготовление плат, то на этом все заканчивается — платы складывают в стопочку:

Оборачивается все тем же маршрутным листом:

И ждет отправки.
А если нужна сборка и запайка, то впереди есть еще кое-что интересное.
Сборка

Дальше плата, если это необходимо поступает на участок сборки, где на нее напаиваются нужные компоненты. Если мы говорим о ручной сборке — то все понятно, сидят люди(кстати, в большинстве своем женщины, когда я к ним зашел, у меня уши в трубочку свернулись от песни из магнитофона «Боже, какой мужчина»):

И собирают, собирают:

А вот если говорить о автоматической сборке, то там все гораздо интереснее. Происходит это вот на такой длинной 10-метровой установке, которая делает все — от нанесения паяльной пасты до пайки по термопрофилям.

Кстати, все серьёзно. Там заземлены даже коврики:

Как я говорил, начинается все с того, что на неразрезанный лист с печатными платами устанавливают вместе с металлическим шаблоном в начало станка. На шаблон густо намазывается паяльная паста, и ракельный нож проходя сверху оставляет точно отмерянные количества пасты в углублениях шаблона.

Шаблон поднимается, и паяльная паста оказывается в нужных местах на плате. Кассеты с компонентами устанавливаются в отсеки:

Каждый компонент заводится в соответствующую ему кассету:

Компьютеру, управляющему станком, говорится где какой компонент находится:

И он начинает расставлять компоненты на плате.

Выглядит это вот так(видео не мое). Можно смотреть вечно:

Аппарат установки компонентов называется Yamaha YS100 и способен устанавливать 25000 компонентов в час(на один тратится 0.14 секунды).
Дальше плата проходит горячую и холодные зоны печки(холодная — это значит «всего» 140°С, по сравнению с 300°С в горячей части). Побыв строго определенное время в каждой зоне со строго определенной температурой, паяльная паста плавится, образуя одно целое с ножками элементов и печатной платой:

Запаянный лист плат выглядит вот так:

Все. Плата разрезается, если нужно и упаковывается, чтобы вскоре уехать к заказчику:
Примеры
Напоследок, примеры того, что технотех может делать. Например, конструирование и изготовление многослойных плат(до 20 слоев), включая платы для BGA компонентов и HDI платы:

C со всеми «номерными» военными приемками(да, на каждой плате вручную ставится номер и дата изготовления — этого требуют военные):

Проектирование, изготовления и сборка плат практически любой сложности, из своих или из компонентов заказчика:

И ВЧ, СВЧ, платы с металлизированным торцом и металлическим основанием(фотографий этого я не сделал, к сожалению).
Конечно, они не конкурент резониту в плане быстрых прототипов плат, но если у вас от 5 штук, рекомендую запросить у них стоимость изготовления — они очень хотят работать с гражданскими заказами.

И все-таки, в России производство еще есть. Что бы там не говорили.

Напоследок можно отдышаться, поднять глаза на потолок и попытаться разобраться в хитросплетениях труб:

Что почитать?
Субтрактивный комбинированный позитивный метод в домашних условиях
ДПП в картинках
Несколько разных технологий изготовления ДПП и МПП
Производство в фотографиях(правда, без описания)


Изготовление печатных плат ЛУТ'ом от А до Я / Хабр

Доброго времени суток! Среди моих знакомых бытует мнение, что самостоятельно изготавливать печатные платы (ПП) бесполезно. Учитывая, что современные компоненты далеко ушли от DIP корпусов, то кустарно травить платы под них даже и не стоит пытаться. Тем не менее необходимость в быстрой оценке того или иного компонента всегда есть, и ждать несколько суток заказанной платы времени нет. И это учитывая, что заказ за «несколько суток» дорог, для одноразовой задачи.

В данной статье я хочу изложить порядок действий, которые позволят быстро изготавливать ПП под компоненты в корпусах подобных TQFP-100, то есть с ногами 0,2мм и таким же зазором, и при этом сводить брак к минимуму.

Конечно это способ изготовления плат только для прототипов, но он снижает риски ошибиться при создании конечного устройства.

В сети много статей и роликов с подобными советами, но как правило там не охвачены все нюансы тех или иных действий. Здесь же хочу показать весь процесс, который в домашних условиях позволит за час-полтора изготовить приемлемый экземпляр ПП.

Под катом подробности и трафик.

Минимальный набор материалов:

  1. Правильная бумага (ниже остановлюсь на понятии «правильная»)
  2. Персульфат аммония
  3. Ёмкость для травления
  4. Шкурка «нулевка»
  5. Кисточка (натуральная или из стекловолокна)
  6. Зубочистка

И, конечно, лазерный принтер и утюг.

Весть процесс покажу на изготовлении ПП под оценочную плату микросхемы ATxmega128A1U-AU (оценка заявленного аппаратного крипто модуля, EBI и вообще), и платы для подключения 7 дюймового дисплея к STM32F407VE

Для оценочных плат стараюсь делать разводку только на одной стороне, там где пересечений не избежать, ставлю резистор с сопротивлением=0 и корпусе 0805, пропуская дорогу под ним. Если пересечений много и точно нужно два слоя, то травлю каждый слой на отдельном текстолите (соединяю потом по VIA).

Первый этап

Подготовка текстолита.

Односторонний текстолит с толщиной меди 17-35мкм отмывается от грязи средством для посуды под теплой водой, потом капля моечного средства наносится на шкурку с зерном P800 или меньше и будущая плата шлифуется до образования шероховатостей по всей площади. Момент со шкуркой обязателен! Таким способом медь до дыр не затрем, но обеспечим хорошее прилипание тонера. После шлифовки поверхность промывается чистой водой, вытирается насухо и откладывается досыхать.

К моменту переноса макета, текстолит должен быть сухой, без окислов, жирных пятен и заметными шероховатостями.

В одной из статей видел рекомендацию, что медный слой надо подержать на солнце, до появления сизой оксидной пленки, в нашем случае это не нужно.

Второй этап

Подготовка макета.

Для ATxmega128 сделал такую вот разводку:

если нужно, то есть PDF.

На плате сама xmega, преобразователь интерфейса ft232 и стабилизатор lp2985, а так же мелочёвка- разъем PDI, USB, светодиодики на весь порт «B». Рисунок платы несколько отличается от того, что буду травить. Перед печатью добавил надписей и мелочей для усложнения.

Все дороги на верхнем слое (TOP), поэтому печатаем макет в отзеркаленном виде.

Наличие в принтере «неэкономного» режима для жирной печати необязательно. Я печатал на разных принтерах с печатью «по дефолту» и проблем не было, за исключением одного момента: Принтеры Brother (а конкретно HL-l2340 и HL-l2250) очень непочтительно относятся к переводу DPI в реальный размер, поэтому рисунок может поплыть по размерам, а это критично, когда на 1мм две дороги должны уместиться.

Теперь бумага.

Никаких глянцевых журналов и подложек от самоклейки!

И даже от китайской бумаги для ЛУТа я тоже отказался (слишком тонкая и мнется при печати)
Бумага должна быть плотной — минимум 150гр на квадратный сантиметр, должна быстро прилипать при нагревании и не ёрзать под утюгом, хорошо набухать в воде.

Лучший вариант- глянцевая фотобумага, не слишком хорошего качества. Не «слишком хорошего качества» это значит не премиум и не LOMOND. То есть дешевая глянцевая фотобумага. На фото выше, одна из таких и показана, есть еще «Фотобумага глянцевая», выпускаемая под брендом крупного магазина компьютерной техники, это клон той, что на фото (складывается впечатление, что они с одного завода, но в разных упаковках).

Данная бумага сразу прилипает к меди под утюгом и не сдвигается при проглаживании (матовая бумага не содержит глянцевого слоя и поэтому не липнет, а горячий тонер легко смазать), она легко отходит в теплой воде (в отличии от LOMOND и бумаги с приставкой «премиум»).

Итак пора печатать. Печатаем макет, потом, не касаясь лицевой стороны пальцами, обрезаем края. и готовим утюг.

Третий этап

Перевод макета.

Необходимо сначала подготовить емкость с водой, в которой будет замачиваться плата. У меня роль этой емкость выполняет обычный тазик. Наливается горячая вода ( градусов 50, то есть чтобы рука уже не терпела), литров пять, и в ней растворяется немного моющего средства (немного, это столовая ложка).

И идем к утюгу.

Подготовленный текстолит кладем на ровную поверхность и накрываем распечатанным макетом, утюгом прогретым до максимальной температуры проглаживаем по центральной линии, а потом от центра к бокам. При первом проглаживании распечатку лучше придерживать, чтобы не сдвинулась. После первого проглаживания лист фотобумаги прилипает к меди и сдвинуть его утюгом уже можно не бояться. Теперь можно носиком утюга пройтись по всем краям и местам, где на вид бумага отходит. Потом секунд тридцать просто прогреваем по всему объему.

Не смог удержаться чтобы в статье про ЛУТ не показать главное действующее лицо:

После проглаживания, не остужая кидаем плату воду. То есть не удаляя бумагу, подхватываем горячую пинцетом и кладем в подготовленную емкость с водой. 10 минут перерыв на отмачивание.

Четвертый этап

Очистка от бумаги.

По истечении 10 минут достаем плату из воды и удаляем бумагу. Как бы долго плата не лежала в воде, вся бумага не отстанет. Точнее сама то бумага без проблем, а вот глянцевый слой, который нам обеспечивал хорошее прилипание останется в узких местах.

как-то так:

Вообще тонер держится очень надежно, тереть можно пальцами, ластиком или губкой для мытья посуды, но между дорожками вытащить глянец сложно, достаточно дать плате высохнуть, как такие места будут видны.

Есть три пути.

  1. Замочить плату в спирте еще на 10-15 минут, глянцевый слой набухнет и смоется мягкой тряпочкой. Это не наш способ, в виду его кощунственности.
  2. Замочить плату в растворителе «анти-силикон», который продается в строительных магазинах. Не знаю что там в качестве активного вещества (на бутылке не написано), но глянцевый слой тоже разбухает и удаляется, тонер при этом остается. Это способ на любителя, средство довольно вонючее.
  3. И третий способ — удалить механически, что не очень долго.

Для этого надо обратно намочить плату и острым предметом удалить лишнее. Лучше всего использовать острую зубочистку. Мокрый глянец удаляется без проблем, а дерево зубочистки не сносит тонер. Особо замечу, что нельзя использовать иголки! Не потому, что можно снять тонер (он то прилеплен хорошо), а потому, что железо оставляет на меди следы. Да! сам в шоке, знаю что медь мягче железа, тем более нержавейки. Но факт имеет место быть. Там где водил иглой медь травится очень медленно.

Пример из практики:

После удаления остатков глянцевого слоя, промываем плату с моющим средством, удаляя «пальчики». Оставляем высыхать.

Почти специально оставил несколько мест, где глянец не удален (потом увидим, что не так все страшно).

Пятый этап

Травление.

Травлю персульфатом аммония, не скажу, что он лучше хлорного железа, просто от железа больше грязи (ну да, персульфат аммония это же отбеливатель, какая тут грязь) и хлорное железо труднее хранить — гигроскопичен и как следствие сплавляется в большие куски, которые надо дробить.

Травлю при температуре 40 градусов. На плату с медью 35мкм — 15 минут, С медью 17мкм — 5 тире 7 минут. Можно и при комнатной температуре 17мкм травится порядка 20 минут, 35мкм в теории 40 минут, но это уже и не помню.

В домашних условиях можно травить в любой емкости, для этой статьи специально травил в обычной пластиковой емкости, что накладывает определенные дополнительные действия от исполнителя. Но если ПП делаются часто, то можно заделать себе ванночку для травления:

главным дополнением которой — насос для перемешивания раствора, он освобождает от «определенных дополнительных действий». Насос нужен мембранный, с пластиковой мембраной.
Тот что на рисунке, купил в интернет магазине для робокрафтеров.

Внутри емкости перегородки, для размещения нескольких ПП.

На фото травятся две стороны платы под STM32F407VE подключаемую к семи дюймовому дисплею.
Под xmega вытравлю в открытой пластиковой.

Делаем раствор — пол литра воды плюс 100-150г персульфата аммония. Вообще рекомендуется 250 грамм на пол литра, но в кустарных условиях при остывании раствора и испарении воды, выпадают кристаллы и намертво прилепляются на медь, как итог непротравленные точки.
Как писал выше — температура 40 градусов.

Кидаем в раствор плату и начинаем кисточкой перемешивать раствор, чтобы травление шло равномерно. Также кисточкой можно удалять с платы хлопья глянцевого покрытия, если при подготовке не все удалились.

У меня плата с медью 35мкм, через 10 минут уже видно текстолит:

Жду еще 5 минут и все готово.

Надо сказать, что в процессе травления лучше передержать плату, чем недодержать. И дополнительное время может быть довольно большим. Один раз я увидев недотравленный полигон закинул платку обратно и забыл про нее часа на три, когда вспомнил, думал что ее разъело насквозь. Однако ни одного подтравливания не заметил:

вот этот передержанец (уже облуженный):

Итак, вытащили нашу плату, помыли и посмотрели на свет:

Если нашли лишнюю медь, то можно кинуть обратно в раствор.

Если все хорошо, то ЛУТ окончен!

Смываем ацетоном тонер и облуживаем, если в ближайшее время облуживание не предусмотрено, то хранить плату можно не смывая тонер, он будет защитной оболочкой.

Итог:

Выше я помечал места на плате, где глянцевое покрытие осталось. Те места, которые глянец закрывал герметично (уголок на плате), там не протравилось, там где небольшие перекрытия между дорожками — все нормально, раствор туда пробрался. Если использовать емкость с насосом, то глянцевое покрытие можно вообще до конца не оттирать, просто время травления увеличивается в два раза.

Пара фраз о лужении. Поскольку ЛУТом делаются платы временные или для себя, то особо возиться с облуживанием не стоит (ИМХО), можно просто пройтись паяльником по тем местам где будет пайка, а потом все покрыть лаком.

Но если компоненты на плате будут перепаиваться или плата будет долгое время эксплуатироваться, то лучше залудить. Либо паяльником пройти по всей меди, либо если есть фен, то паяльной пастой.

Я мешаю пасту с флюсом примерно 1 часть пасты и 5 частей флюса, покрываю всю плату и прогреваю феном:

во время прогрева, текстолитовой кисточкой (известная как «вечная кисточка») сгоняю припой к краям платы, Лишнего припоя на дорожках при таком способе не остается, а там где его не хватает, можно пригнать с краев. Не воздушный нож, конечно, но тоже довольно аккуратно.

Главная проблема при использовании паяльной пасты, это лишние шарики, присохшие к плате. Вот на фото их хорошо видно:

Поэтому после лужения, плату надо хорошенько промыть и оттереть тряпочкой, смоченной в ацетоне.

Плату облудили, теперь точно все. Монтаж. Проверка:

Задача выполнена. На данную плату ушло не больше часа (с учетом фотографирования этапов).

Параллельно у меня травилась вторая плата, точнее две стороны одной платы. И если первая платка была скорее для демонстрации (можно было и на DIP переходнике выполнить, а не подобие ардуины делать), то вторая нужна была для конкретной цели и плести косы проводов на переходнике не вариант (да еще не факт, что помех не нахватает при подключении через fsmc)

Две стороны:

Как видно, я не стал травить двухсторонний текстолит, проходя убийственную процедуру совмещения двух шаблонов на этапе работы утюгом. Лучше это сделать сейчас.

Сверлим отверстия на VIA у всех плат, берем ножки от резисторов и штук 5 припаиваем к одной стороне, потом нанизываем на них вторую сторону, пропаиваем с двух сторон. Все платы совмещены! Теперь можно пропаять все отверстия.

Как-то так:

Все готово!

Вы, должно быть заметили сильный брак на одной из сторон:

Бумага после принтера наэлектролизована и собирает на себя все подряд. Особенно волосы, особенно кошачьи! Так что я не досмотрел.

А вот и виновник:

Контролирует все выполняемые процессы.

После восстановления дорожки, ПП готова и устройство собралось:

Правда, это была плата как раз временная — проверить правильность подключений, чтобы потом развести по-человечески и заказать.

Вот и все. Удачи в ваших начинаниях!

7 правил проектирования печатных плат / Хабр

Приветствую! В процессе обсуждения статьи товарища KSVl была озвучена необходимость небольшого пособия по проектированию печатных плат. Очень часто на хабре я вижу статьи в стиле «5 правил оформления кода» или «5 шагов к успешному проекту», то есть очень удобные собрания тезисов по определенной теме. К сожалению подобных статей по разработке электроники мало и это плохо…

Я обещал пользователю KSVl и некоторым другим читателям, статью с базовыми принципами проектирования печатных плат (ПП), так же приглашаю к ознакомлению всех любителей попаять за чашечкой кофе!



Пролог


Все описанные в статье правила, являются самыми базовыми и ориентированы исключительно на совсем начинающих разработчиков для которых электроника просто хобби. Сразу хочу отметить, что данная статья не претендует на абсолютную истину и все объяснения даны в вольной форме.

Наверняка найдутся люди, которые скажут: «Да и так ведь работает, зачем что-то менять?». И вот тут увы, я не готов тратить силы и переубеждать вас. Одни хотят все делать хорошо, качественно и надежно, другим же не дано понять этого желания.

Источники информации на которых базируются описанные в статье правила:

  1. Курс общей физики и электротехники. Все в пределах 1-го курса ВУЗа
  2. Книги Говарда Джонса «Конструирование высокоскоростных цифровых устройств: начальный курс черной магии» и «Высокоскоростная передача цифровых данных: высший курс черной магии»
  3. Стандарты IPC, например, IPC-2221A. Бывает перевод на русском (старая версия) и оригинал последних версий на английском
  4. Собственный опыт

Правило №1 — Ширина проводника


Ошибка — очень часто начинающие разработчики используют ту ширину проводников (дорожек), которая стоит по умолчанию в используемой САПР. В упомянутой ранее статье, автор использовал EasyEDA и там базовое значение ширины стоит 6 mils, то есть около 0.15 мм. Данная ширина проводников использована практически везде и это плохо, ибо ведет к ряду проблем.

Проблема №1 — падение напряжения. Все мы помни закон Ома из которого следует, что чем меньше площадь сечения проводника, тем больше его сопротивление. Чем больше сопротивление проводника, тем больше на нем упадет напряжение.

Проблема №2 — нагрев проводника. Тут все тот же закон Ома, мощность выделяемая на проводнике пропорциональна его сопротивлению, то есть чем больше сопротивление, тем больше тепла выделится на проводнике. Дорогу 0.15 мм ток в 5-10А легко испарит.

Проблема №3 — паразитная индуктивность. Этот момент к базовым вряд ли уже относится, но знать про него надо. Чем меньше сечение проводника, тем больше его индуктивность. То есть любой проводник на самом деле не просто «кусок меди», это составной компонент из активного сопротивления, индуктивности и паразитной емкости. Если эти параметры слишком высоки, то они начинают негативно отражаться на работе схемы. Чаще они проявляются частотах больше 10 МГц, например, при работе с SPI.

Проблема №4 — низкая механическая прочность. Думаю не надо объяснять, что дорожка шириной 2 мм более прочно прикреплена к текстолитовой основе, чем дорожка 0.15 мм. Ради интереса возьмите заводскую ненужную плату и поковыряйте ее.

Решение — используйте максимально возможную ширину проводников. Если проводник можно провести с шириной 0.6 мм, то это лучше, чем провести его шириной 0.15 мм.

Пример:

1) Плохо

2) Хорошо

Правило №2 — Подключение к выводам


Под выводами подразумевается контактная площадка компонента (pad), переходные отверстия (via) и прочие объекты, которые на плате мы соединяем с помощью проводников (дорожек).

Ошибка — бывают две крайности. В одной, разработчик совершает ошибку из правила №1 и подключает дорожку 0.15 мм к выводу smd резистора 1206. В другом случае наоборот, использует проводник ширина которого равна ширине контактной площадки. Оба варианта плохие.

Проблема №1 — низкая механическая прочность. При нескольких попытках перепайки компонента, площадка или дорожка просто отслоятся от текстолитовой основы печатной платы.

Проблема №2 — технологические проблемы с монтажом платы. Хотя это станет проблемой, если вы начнете заказывать в Китае не только платы, но и сборку. Вам конечно соберут, но % брака вырастает.

Решение — ширина проводника, подключаемого к контактной площадке, должна составлять примерно 80% от ширины этой площадки.

Пример:

1) Плохо

2) Хорошо

Размер площадки конденсатора 1206 в данном случае составляет 1.6 х 1 мм. Соответственно для подведения сигнала снизу используется дорожка равная 80% от ширины площадки, то есть 0.8 мм (80% от 1 мм). Для подведения сигнала справа используется дорожка толщиной 1.2 мм (примерно 80% от 1.6 мм). Ширина площадки у микросхемы в корпусе SOIC-8 равна 0.6 мм, поэтому подводить нужно сигнал с помощью дорожки около 0.5 мм.

Стоит понимать, что данный вариант является идеальным. Переход из 1.2 мм в 0.5 мм вам наверняка не понравится — лишняя возня. Его можно избежать. Для этого обычно принимают ширину дорожки относительно минимального pad-а (площадки), то есть в данном случае можно сделать вот так:

Как видите, я выбрал ширину проводника по минимальной площадке, то есть по площадке вывода микросхемы в корпусе SOIC-8. Такой упрощение допустимо, но его стоит применять с умом.

Правило №3 — Цепи питания


Теперь рассмотрим случай, когда упрощение в отношение правила №2 просто недопустимо, а именно — проектирование цепей питания. Данной правило опирается на два предыдущих и является частным, но пожалуй самым критичным случаем.

Ошибка — пренебрежение правилами №1 и №2 при проектирование цепей питания.

Проблема №1 — на выходе вашего стабилизатора напряжения строго +3.3В. Вы включаете устройство и наблюдаете, что микросхема ведет себя неадекватно, АЦП измеряет не точно и периодически выключается. Вы измеряете напряжение на ногах потребителя (микросхемы) и обнаруживаете вместо +3.3В всего лишь +2.6В.

Проблема №2 — ваш DC-DC преобразователь не запускается, либо на выходе имеет большие пульсации.

Проблема №3 — в попытках найти неисправность, вы ставите щуп осциллографа на линию +3.3В и обнаруживаете там вместо постоянного напряжения какие-то страшные пульсации и помехи.

Решение — соблюдаем особо строго и фанатично правила №1 и №2. Дорожки максимально широкие. Питание должно приходить на микросхему через керамический конденсатор, который по возможности ставят ближе к выводу этой микросхемы.

Пример:

1) Плохо

2) Хорошо

Что я сделал чтобы стало хорошо:

1) Дорожка питания VCC3V3 теперь подходит не в обход конденсатора, а через него. То есть сначала на конденсатор, а затем уже на вывод микросхемы

2) Переходное отверстие (via) я использовал размером 1.2/0.6 мм. Да, согласно требованиям для 4 класса точности (стандартного), я могу использовать переходное отверстие размером 0.7/0.3 мм, но делать этого не стал и применил более габаритный переход. Это позволило уменьшить его сопротивление и пропустить больший ток

3) Шина питания, которая приходит от стабилизатора у меня теперь не 0.3 мм, а 2 мм! Не бойтесь делать широкие проводники. Такой подход минимизирует падение напряжения в цепи и уменьшит индуктивность проводника

Правило №4 — Земля


О влияние качества проектирование земляной шины (GND) можно говорить вечно, но любой разговор сводится к простой сути: стабильно и работоспособность устройства в наибольшей степени зависит именно от проектирование земли. Данная проблема очень объемная и требует глубокого изучения, поэтому я дам самые базовые рекомендации.

Ошибка — трассировка цепи GND (земли) обычным проводником, да еще и минимальной ширины. Это просто к-к-к-комбо!

Проблема №1 — нестабильность работы устройства и сильные помехи в цепях, особенно в цепях питания.

Проблема №2 — нагрев и часто обрыв тонкого проводника, т.к. в нем действует большой ток.

Решение — использовать полигон для разводки цепи GND, а в идеале отдельный слой, который полностью выделен для данной цепи, например, нижний слой.

Пример:

1) Плохой

2) Хороший

Как видите, вместо обычного проводника я применил заливку сплошным полигоном. Такое решение обеспечило мне огромную площадь сечения, ведь полигон это просто очень большой проводник. Только иногда такое решение имеет недостаток, например, когда плотность монтажа высокая и другие проводники разрывают сплошной полигон, как тут цепи LED1..3 разрывают кратчайший путь между выводом микросхемы и конденсатора (GND):

Тут нам поможет, упомянутый ранее, отдельный слой GND. В двухслойной плате в идеале под него выделить нижний слой, а в многослойной плате — один из внутренних слоев:

Таким образом мы восстановили кратчайший путь для тока по цепи GND, а помог в данном случае нижний слой (синий цвет), который из себя полностью представляет земляной полигон. Переходные отверстия (via) около контактных площадок обеспечили для них максимально короткое соединение с нижним слоем земли.

Конечно это идеальный случай и иногда не получится его реализовать без удорожания платы, поэтому тут решение за вами. Порой «супер» надежность и не нужна, тут важно найти для своей задачи золотую середину между стоимостью и качеством.

Правило №5 — Ширина зазора


Минимальное значение зазора между медными проводниками на печатной плате, нам диктуют технологические требования. Для 4-го (стандартного) класса значение составляет 0.15/0.15 мм или 6/6 mils. Максимальная ширина ограничена лишь вашей фантазией, габаритами платы и здравым смыслом.

Ошибка — зазор недостаточно большой, обычно оставляют значение по умолчанию около 0.15 мм.

Проблема №1 — электрический пробой. Короткое замыкание возникает, когда 2 проводника с разным потенциалом замыкают, например, металлическим предметом и ток резко возрастает. К сожалению идеальных диэлектрических материалов не бывает и в какой-то момент любой материал начинает проводить ток. Пример тому — изоляторы на ЛЭП, иногда и их пробивает. Данное явление происходит, когда превышено значение критического напряжения пробоя. По этой же причине и стеклотекстолит, являющийся основной большинства печатных плат, в какой-то момент может начать пропускать ток.

Решение — увеличение расстояния между проводниками. Напряжение пробоя зависит от типа материала и от толщины/ширины изолятора. В случае печатных плат — расстояние (зазор) между проводниками как раз является тем параметром, который влияет на критического значение напряжения пробоя. Чем больше расстояние между проводниками, тем большее напряжение необходимо чтобы пробить его.

Так же хочется сказать, что пробой по стеклотекстолиту не всегда самая актуальная проблема. Воздух, который окружает плату, тоже является диэлектриком, но при определенных условиях становится проводником, вспомните грозу. Воздушный электрический пробой большая проблема в электронике, особенно если учитывать, что воздух может быть сухой, а может и иметь влажность 90-100%, например, в тропиках или на Севере.

Пример:

Условимся, что в данном примере есть 3 проводника: выпрямленное сетевое напряжение +310В, низковольтная линия питания для микроконтроллера +3.3В и шина земли (GND).

1) Плохой

2) Хороший

Почему 0.3 мм плохо, а 0.8 мм уже хорошо спросите вы и в качестве ответа приведу вам 2 источника:

1) Обычные физика и электротехника. Данные в них разнятся из-за различных методик измерений и прочего, но наиболее реалистичная цифра для сухого воздуха составляет 2 кВ/мм. Тут многие испугаются цифры и подумают: «У меня же нет таких напряжений» и это будет ошибкой. Данное значение характерно лишь для сухого воздуха, который встретить в реальных условиях удается редко. И тут цифры уже куда скромнее, например, при влажности 100% напряжение пробоя воздуха составляет всего 250 В/мм! А еще на значение напряжения пробоя влияет запыленность воздуха и платы, а так же атмосферное давление (кривая и закон Пашена).

2) Стандарт IPC-2221, ссылку на который я давал в начале. Интересует нас таблица 6-1, которая выглядит вот так:

Как видите в таблице для большое количество значений даже для нашего конкретного случая 301-500В. Если посмотрим, то увидим значение 0.25 мм для закрытых проводников на внутренних слоях, то есть в «идеальных» условиях без доступа пыли, грязи и влаги. Если устройство будет работать где-то в горах и проводник находится на внешних слоях (все проводники в случае 2-х слойной платы) на высоте до 3000 метров, то там минимальный зазор уже 2,5 мм, то есть в 10 раза больше. Если же мы эксплуатируем устройство на большей высоте, то зазор необходим уже в 12.5 мм! Стоит сделать замечание — такой большой зазор требуется если наша плата не покрыта защитными составами, например, лаком или компаундом. Как только появляется защитное покрытие, то мы видим уже более адекватные значения: 0.8 и 1.5 мм.

Поэтому в «хорошем» примере по мимо обеспечения зазора 0.8 мм, необходимо так же покрыть плату защитных составом, например, лаком после завершения монтажа устройства, его отмывки и сушки. В противном случае необходимо увеличить зазор!

Правило №6 — Гальванический зазор


Ошибка — приравнивание диэлектрического зазора к гальваническому. По сути они очень похожи, но по требованиям все строже, когда дело доходит до гальванической развязки. Ярким случаем является развязка схемы управления и силовой части с помощью реле или оптрона, когда зазор между развязанными сторонами выбирается так же 0.8 или 1,5 мм.

Проблема №1 — пробой изоляции, выход из строя системы управления и прочего дорогого оборудования.

Решение — увеличение порога электрического пробоя. Стандартными значениями обычно являются напряжения 1,5 кВ, 2,5 кВ и 4 кВ. Если ваше устройство работает с сетевым напряжением, но человек напрямую с ним не взаимодействует, то напряжение развязки в 1,5 кВ будет достаточным. Если предполагается взаимодействие человека с устройством, например, через кнопки и прочие органы управления, то рекомендую применить изоляцию с напряжением 2,5 кВ и более.

Пример:

1) Плохой

Что плохого спросите вы, ведь зазоры на плате есть, их можно сделать и 1,5 мм. Дело в том, что даже если сделать зазор 2 мм, то этого будет недостаточным для обеспечения изоляции. Самым «слабым» местом должно быть расстояние между выводами управления реле (1-2) и выводами силовыми (3-8). Так же надо учитывать, что пробой может быть не только между проводниками на одном слое, но и на разных — насквозь плату через стеклотекстолит.

2) Хороший

Что было сделано для улучшения ситуации:

а) Появилась четкая граница между низковольтной и высоковольтной частью. Теперь проводник +3.3В не проходит в высоковольтной области +310В, полигон GND не выходит за границу низковольтной часть, соответственно и пробоя не будет. Так же в зоне/границе гальванической развязки не должно быть вообще ничего.

б) Изолирующая зона освобождена от паяльной маски. Маска — тоже слабое место и в зависимости от качества ее пробьет раньше, чем стеклотекстолит. Это делать не обязательно в общем случае, но если с устройством взаимодействуют люди, то настоятельно рекомендую.

в) Как я выше писал, слабое место — расстояние между управляющими и силовыми выводами реле. Везде я смог сделать изолирующую зону 4 мм, а тут только 2.5 мм. От маски мы очистили, от проводников тоже и единственное через что может произойти пробой по плате — стеклотекстолит. Поэтому убираем и его, я сделал вырез под реле шириной 2.5 мм и убрал весть текстолит между выводами. Данная операция тоже не обязательна, но существенно повышает надежность и безопасность вашего устройства.

Правило №7 — Переходные отверстия


Ошибка — очень часто наблюдаю картину, когда на 2-х слойной печатной плате для того, чтобы соединить 2 контактные площадки, использую 3..4… или даже 5 переходных отверстий.

Проблема №1 — переходных отверстий (via) становится слишком много на плате и это ограничивает место под проводники, что приводит к удлинению цепей, а следовательно и к увеличению их сопротивления. Уменьшает устойчивость цепей и сигналов к помехам.

Решение — используйте минимальное количество переходных отверстий: если вам нужно соединить 2 контакта на разных слоях, то не используйте более 1-го переходного отверстия. Если 2 контакта находятся на одном слое и вы не можете соединить их напрямую, то используйте максимум 2 переходных отверстия. Если вам нужно больше переходов для соединения, то что-то вы делаете не так — тренируйте логику и переразводите участок платы, который привел к проблеме.

Пример:

1) Плохо

2) Хорошо

Для соединения использовано минимальное количество переходных отверстий (via), что дает больше свободного места для других проводников и обеспечивает минимальные паразитные параметры проводника.

Несколько общих советов


  • Не используйте автотрассировщики! В «сыром» не настроенном виде они выдают ужасный результат, который даже самую светлую идею превратит в гуано. Для того, чтобы автотрассировщик работал хорошо, ему необходимо прописать определённые правила, которые скажут ему, что дороги надо не 0.15, а 1 мм и так далее. Для адекватного результат даже на простых платах приходится прописывать сотню, а то и две, этих самих правил. В Altium Designer под них выделен целый раздел, например. Если вы любитель и у вас не стоит задачи спроектировать свою плату для ноутбука, то разводите плату руками — выйдет быстрее и качество будет на высоте
  • Не ленитесь переделывать плату. Часто бывает, что вы сделали плату на 90%, но дальше все стало туго и вы начинаете нарушать «правила» и лепить гуано. Откатитесь назад, иногда приходится откатываться в самое начало, сделайте работу качественно и на этапе отладки устройства вы сэкономите очень много времени и нервов
  • Перед тем как начать проектировать плату, посмотрите несколько open source проектов, например, на хабре или hackaday. Главное не копируйте оттуда чужие очевидные ошибки
  • Если у вас есть знакомые разработчики электроники, пускай тоже любители — дайте им на проверку. Свежий взгляд на ваш проект позволит избежать очень много ошибок

Заключение


Надеюсь данная статья станет полезной для начинающих электронщиков и избавит их хотя бы от самых простых ошибок. Думаю не мало людей в данных правилах увидят и свои недочеты, но не стоит от этого правила слепо копировать. Всегда думайте головой и ищите лучший вариант, иногда и 4 переходных отверстия для 1-й цепи допустимы, если это позволяет вам улучшить конечный результат.

Те, кому данного материала мало — предлагаю ознакомиться со стандартами IPC по диагонали, сильно вчитываться смысла нет, а так же прочитать начальный курс «черной магии» от Говарда Джонса. В ней разобраны и физические принципы проектирования, а так же приводится множество рекомендаций по проектированию стандартных цепей и интерфейсов. Это раньше высокоскоростные цифровые цепи были чем-то магическим и возвышенным, но сегодня на дворе 2018 и с ними сталкиваются даже совсем новички, например, при подключение датчиков и памяти по SPI или дисплеев.

Материалы для производства печатных плат

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

В качестве диэлектрика могут выступать:

  • листы, изготовленные на основе стеклотканей, пропитанных связующим на основе эпоксидных смол — стеклотекстолит (СФ, СТФ, СТАП, FR4 и т.п.)
  • листы с керамическим наполнителем, армированные стекловолокном — Rogers RO5603, RO4350
  • листы фторопласта (PTFE), также армированные — ФАФ-4Д, Arlon (AD и AR),
  • ламинаты на металлическом основании (алюминий, медь, нержавеющая сталь)
  • плёнки из полиимида, полиэтилентерефталата (PET, ПЭТФ, лавсан)
Материалы для стандартных односторонних, двусторонних и многослойных печатных плат

Фольгированный стеклотекстолит FR4 с температурой стеклования 135ºС, 150ºС и 170ºС является наиболее распространенным материалом для производства односторонних и двухсторонних печатных плат. Толщина стеклотекстолита обычно варьируется от 0,5 до 3,0 мм.

Достоинства FR4: хорошие диэлектрические свойства, стабильность характеристик и размеров, высокая устойчивость к воздействию неблагоприятных климатических условий.

Во многих случаях, где требуются достаточно простые печатные платы (при производстве бытовой аппаратуры, различных датчиков, некоторых комплектующих к автомобилям и т.п.) превосходные свойства стеклотекстолита оказываются избыточными, и на первый план выходят показатели технологичности и стоимости. В таких случаях обычно используют следующие материалы:

  • XPC, FR1, FR2 — фольгированные гетинаксы (основа из целлюлозной бумаги, пропитанной фенольной смолой), широко применяется при изготовлении печатных плат для бытовой электроники, аудио-, видео техники, в автомобилестроении (расположены в порядке возрастания показателей свойств, и, соответственно, цены). Прекрасно штампуются.
  • CEM-1 — ламинат на основе композиции целлюлозной бумаги и стеклоткани с эпоксидной смолой. Прекрасно штампуется.
Материалы для плат с повышенной теплоотдачей

Платы с металлическим основанием находят широкое применение в устройствах с мощными светодиодами, источниках питания, преобразователях тока, модулях управления двигателями.

Основанием платы служит металлическая пластина. В зависимости от требуемых характеристик выбирается материал. Наиболее часто используются алюминиевые сплавы:

  • 1100 (отечественный аналог сплав АД) — из-за небольшого количества примесей материал обладает хорошей теплопроводностью (220 W/mK), пластичен, недостатками являются: невысокая механическая прочность и вязкость, что затрудняет механическую обработку контура печатных плат;
  • 5052 (отечественный аналог сплав АМг2.5) — наиболее употребительны, несмотря на относительно не очень высокую теплопроводность (порядка 140 W/mK), хорошо обрабатываются, относительно дешевы;
  • 6061 (отечественный аналог сплав АДЗЗ) — применяется, когда требуется повышенная коррозионная стойкость, помимо этого обладает повышенной механической прочностью. К недостаткам можно отнести более высокую цену по сравнению с вышеперечисленными сплавами.

В случаях, когда требуется очень высокая теплопроводность, в качестве металлического основания используется медь. Теплопроводность меди 390 W/mK, к недостаткам можно отнести высокую стоимость и затрудненность механической обработки фрезерованием вследствие высокой вязкости. Когда требуется высокая коррозионная стойкость и механическая прочность, в качестве металлического основания используется нержавеющая сталь.

Материалы для СВЧ печатных плат

При производстве СВЧ печатных плат применяются специальные диэлектрические материалы, характеризующиеся повышенной (в сравнении со стандартным FR4) стабильностью величины диэлектрической проницаемости и низкими потерями в широком диапазоне рабочих частот (от единиц МГц до десятков ГГц).

Спектр материалов для производства СВЧ печатных плат весьма широк: в качестве диэлектрика, как в чистом виде, так и в различных комбинациях (для придания необходимых характеристик, например термостабильности) применяют различные полимеры, керамику. В основном, диэлектрик армируется стекловолокном (различного плетения, что так же влияет на результирующие параметры материала). Неармированные материалы используются редко и, как правило, являются наиболее дорогостоящими и сложно обрабатываемыми (очень мягкие, либо очень хрупкие).

Многослойные конструкции СВЧ печатных плат выполняют как с применением только специализированных материалов, так и с применением стандартных материалов FR4. Например, с целью снижения стоимости, СВЧ диэлектрик используют только для разделения одного или двух внешних сигнальных слоёв, а для остальных — используют обычный FR4 (такие конструкции МПП называются гибридными).

Материалы для гибких печатных плат

Доминирующим базовым материалом для производства гибких ПП является полиимид. Хотя полиэтилентерефталат существенно дешевле, его применяют значительно реже в виду более узкого диапазона рабочих температур и недостаточной размерной стабильности. Несмотря на недостатки полиэтилентерефталата, он всё же обладает рядом преимуществ, таких, например, как хорошая химическая стойкость и низкое влагопоглощение, а также он легко формуется (низкотемпературный термопласт). Наибольшее применение находит для изготовления односторонних гибких плат для узлов автомобильной промышленности.

Как изготовить печатную плату в домашних условиях

Печатная плата – это диэлектрическое основание, на поверхности и в объеме которого нанесены токопроводящие дорожки в соответствии с электрической схемой. Печатная плата предназначена для механического крепления и электрического соединения между собой методом пайки выводов, установленных на нее электронных и электротехнических изделий.

Внешний вид печатной платы с электронными изделиями (радиодеталями)

Операции по вырезанию заготовки из стеклотекстолита, сверлению отверстий и травление печатной платы для получения токоведущих дорожек в независимости от способа нанесения рисунка на печатную плату выполняются по одинаковой технологии.

Технология ручного способа нанесения
дорожек печатной платы

Подготовка шаблона

Бумага, на которой рисуется разводка печатной платы обычно тонкая и для более точного сверления отверстий, особенно в случае использования ручной самодельной дрели, чтобы сверло не вело в сторону, требуется сделать ее более плотной. Для этого нужно приклеить рисунок печатной платы на более плотную бумагу или тонкий плотный картон с помощью любого клея, например ПВА или Момент.

Приклейка рисунка печатной платы на плотную бумагу

Далее плотная бумага вырезается по контуру приклеенного рисунка и шаблон для сверления готов.

Вырезание заготовки

Подбирается заготовка фольгированного стеклотекстолита подходящего размера, шаблон печатной платы прикладывается к заготовке и обрисовывается по периметру маркером, мягким простым карандашом или нанесением риски острым предметом.

Разметка заготовки стеклотекстолита

Далее стеклотекстолит режется по нанесенным линиям с помощью ножниц по металлу или выпиливается ножовкой по металлу. Ножницами отрезать быстрее, и нет пыли. Но надо учесть, что при резке ножницами стеклотекстолит сильно изгибается, что несколько ухудшает прочность приклейки медной фольги и если потребуется перепайка элементов, то дорожки могут отслоиться. Поэтому если плата большая и с очень тонкими дорожками, то лучше отрезать с помощью ножовки по металлу.

Раскройка заготовки стеклотекстолита для печатной платы

Приклеивается шаблон рисунка печатной платы на вырезанную заготовку с помощью клея Момент, четыре капли которого наносятся по углам заготовки.

Приклейка шаблона к заготовке из стеклотекстолита

Так как клей схватывается всего за несколько минут, то сразу можно приступать к сверлению отверстий под радиодетали.

Сверление отверстий

Сверлить отверстия лучше всего с помощью специального

Печатная плата

- Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Печатная плата ( PCB ) - это плата, предназначенная для соединения электронных компонентов. Сегодня они используются почти во всех компьютерах и электронике.

«Карточка» изготовлена ​​из материала, не проводящего электричество, обычно из стекловолокна. Обычно медь протравливается (наносится тонкими линиями) внутри платы между слоями стекловолокна или на поверхности платы. [1] Таким образом, электричество подается только туда, где оно необходимо.

Затем к этой плате прикрепляются электронные компоненты с помощью металла, проводящего электричество. Металл, выгравированный на плате, позволяет электричеству перемещаться от одного компонента к другому в электрических цепях.

Платы могут состоять из множества различных частей, которые соединены и работают вместе. Чаще всего печатные платы производятся в большом количестве для конкретной работы, например, для работы с компьютером, мобильным телефоном или телевизором.Некоторые печатные платы сделаны простыми, чтобы человек мог построить свои собственные для новой электрической задачи. Большинство устройств, использующих электричество, имеют внутри по крайней мере одну печатную плату, которая заставляет их работать.

Гибкие печатные платы - это платы, которые сделаны достаточно тонкими и из подходящего материала для сгибания (сгибания).

Печатная плата ручной работы

Печатные платы произошли от систем электрических соединений, которые использовались в 1850-х годах. Первоначально металлические ленты или стержни использовались для соединения крупных электрических компонентов, установленных на деревянных основаниях.Позже металлические полосы были заменены проводами, соединенными с винтовыми клеммами, а деревянные основания - металлическими рамками. Это позволяло делать вещи меньше, что было необходимо, поскольку схемы становились более сложными с большим количеством деталей. Томас Эдисон тестировал методы использования металлов на льняной бумаге. Артур Берри в 1913 году запатентовал метод печати и травления в Великобритании. В 1925 году Чарльз Дука из США разработал метод гальваники. Он создал электрический путь непосредственно на изолированной поверхности, печатая через трафарет (фигуру, вырезанную на доске или бумаге) специальными чернилами, которые могли проводить электричество, как провода.Этот метод получил название «печатная проводка» или «печатная схема».

В 1943 году австриец Пауль Эйслер, работавший в Соединенном Королевстве, запатентовал метод травления проводящего рисунка или цепей на слое медной фольги, прикрепленной к твердой основе, которая не проводила электричество. Техника Эйслера была замечена военными США, и они начали использовать ее в новом оружии, включая бесконтактные взрыватели во время Второй мировой войны. Его идея стала очень полезной в 1950-х годах, когда был представлен транзистор.До этого момента электронные лампы и другие компоненты были настолько большими, что все, что требовалось, - это традиционные методы монтажа и подключения. Однако с появлением транзисторов компоненты стали очень маленькими, и производителям пришлось использовать печатные платы, чтобы соединения также могли быть небольшими.

Технология плакированных сквозных отверстий и ее использование в многослойных печатных платах были запатентованы американской фирмой Hazeltine в 1961 году. Это позволило создавать гораздо более сложные платы, в которых компоненты располагались близко друг к другу.Интегральные микросхемы были представлены в 1970-х годах, и эти компоненты были быстро включены в технологии проектирования и производства печатных плат. Сегодня в некоторых приложениях печатная плата может иметь до 50 слоев.

Технология поверхностного монтажа была разработана в 1960-х годах и получила широкое распространение в конце 1980-х.

Основная задача при проектировании печатной платы - выяснить, куда будут идти все компоненты. Обычно есть дизайн или схема, которые будут превращены в печатную плату.Стандартной печатной платы не существует. Каждая доска предназначена для собственного использования и должна быть подходящего размера, чтобы соответствовать необходимому пространству. Разработчики плат используют программное обеспечение для автоматизированного проектирования для размещения схем на плате. Расстояние между электрическими путями может составлять 0,04 дюйма (1,0 мм) или меньше. Также указывается расположение отверстий для выводов компонентов или точек контакта. После того, как шаблон схемы выложен, негативное изображение распечатывается точного размера на прозрачном пластиковом листе.На негативном изображении области, которые не являются частью схемы, показаны черным цветом, а схема схемы - прозрачной. Затем металл удаляется с чистых участков, обычно с помощью химикатов. Эта конструкция превращена в инструкции для сверлильного станка с компьютерным управлением или для автоматической паяльной пасты, используемой в производственном процессе. [2]

Внешние слои карты сделаны из меди. Ненужная медь удаляется, остаются медные провода, которые будут соединять электронные компоненты.Компоненты размещаются на плате, контактируя с проводами.

Фоторезист [изменить | изменить источник]

Печатные платы иногда изготавливаются с помощью фотолитографии. Покрытие, называемое фоторезистом, реагирует на свет, а затем печатная плата и покрытие помещаются в проявитель. Этот метод дорог для каждой платы, но очень дешев в установке вначале. [3]

Шелкография [изменить | изменить источник]

Однако существуют разные методы изготовления печатной платы.На некоторых профессионально изготовленных печатных платах используется другой метод удаления излишков меди с печатной платы. Используется процесс, называемый шелкографией. Шелкография - это когда ткань плотно натягивается на раму. Затем изображение печатается на ткани. Затем чернила продавливаются через ткань. Чернила не попадают туда, где изображение было напечатано на ткани. Это называется шелкографией, потому что ткань обычно шелковая. Ткань обычно шелковая, потому что в ней очень маленькие дырочки. трафаретная печать используется для печати на картоне краски, называемой резистом.Resist - это краска, которая сопротивляется травлению, используемому для изготовления печатной платы. Травитель растворяет медь на плате. Это дешевле для каждой платы, чем фоторезист, но вначале дороже.

Фрезерование [изменить | изменить источник]

Другой способ сделать печатную плату - использовать мельницу. Фреза - это сверло, которое движется во многих направлениях. Сверло удаляет небольшое количество меди при каждом движении по доске. Фреза удаляет медь вокруг проводов на плате.Это оставляет на плате лишнюю медь. Другие методы не оставляют на плате лишней меди. Этот метод дешевле в расчете на одну доску, но оборудование для его изготовления дорого. Этот метод используется не часто, потому что два других метода проще.

  1. ↑ Розенблат, Л. (2008). Дизайн печатной платы PCB - Рекомендации, руководства по компоновке, программное обеспечение . Получено 26 апреля 2009 г. из [1].
  2. ↑ Ford, D. N. (нет данных). Как делается печатная плата - Предпосылки, История, Дизайн, Сырье, Процесс производства печатной платы, Контроль качества .(К. Каветт, редактор) Получено 26 апреля 2009 г., из [2]
  3. «Товары для дома своими руками». Дата обращения 12 мая 2015.
Викискладе есть медиафайлы, связанные с PCB .
,

Печатная плата

Часть компьютерной платы Sinclair ZX Spectrum 1983 года выпуска; заполненная печатная плата, показывающая проводящие дорожки, переходные отверстия (пути сквозных отверстий к другой поверхности) и некоторые установленные электрические компоненты

Печатная плата или PCB используется для механической поддержки и электрического соединения электронных компонентов с использованием токопроводящих дорожек, дорожек или сигнальных дорожек, вытравленных с медных листов, ламинированных на непроводящую подложку .Ее также называют печатной монтажной платой ( PWB ) или протравленной монтажной платой . Печатная плата, заполненная электронными компонентами, представляет собой узел печатной платы ( PCA ), также известный как узел печатной платы ( PCBA ). Печатные платы используются практически во всех электронных устройствах, кроме самых простых, выпускаемых серийно.

Печатные платы

недороги и могут быть очень надежными. Они требуют гораздо больше усилий по компоновке и более высокой начальной стоимости, чем конструкция с проволочной обмоткой или двухточечная конструкция, но при крупносерийном производстве они намного дешевле и быстрее; производство и пайка печатных плат может осуществляться на полностью автоматизированном оборудовании.Большая часть требований к проектированию печатных плат, сборке и контролю качества электронной промышленности определяется стандартами, публикуемыми организацией IPC.

История

Разработка методов, используемых в современных печатных платах, началась в начале 20 века. В 1903 году немецкий изобретатель Альберт Хансон описал плоские проводники из фольги, наклеенные на изолирующую пластину в несколько слоев. Томас Эдисон экспериментировал с химическими методами нанесения проводников на льняную бумагу в 1904 году.Артур Берри в 1913 году запатентовал метод печати и травления в Великобритании, а в Соединенных Штатах Макс Шуп получил патент [1] на нанесение пламенного напыления металла на доску через узорную маску. Чарльз Дюркейс в 1927 году запатентовал метод нанесения гальванических схем. [2]

Изобретателем печатной схемы был австрийский инженер Пауль Эйслер, который, работая в Англии, примерно в 1936 году сделал одну из них как часть радиоприемника. Примерно в 1943 году США начали широко использовать эту технологию для изготовления бесконтактных взрывателей для использования во время Второй мировой войны [2] .После войны, в 1948 году, США выпустили изобретение для коммерческого использования. Печатные схемы не стали обычным явлением в бытовой электронике до середины 1950-х годов, после того, как в армии США был разработан процесс Auto-Sembly .

До появления печатных схем (и некоторое время после их изобретения) использовалась конструкция точка-точка. Для прототипов или небольших производственных партий может быть более эффективным использование проволочной пленки или револьверной головки. Предшественником изобретения печатной схемы и похожим по духу является устройство для изготовления электронных схем (ECME) Джона Саргроува 1936–1947 годов, которое напыляло металл на бакелитовую пластиковую плату.ECME может производить 3 радиостанции в минуту.

Во время Второй мировой войны для разработки зенитного неконтактного взрывателя потребовалась электронная схема, которая могла бы выдерживать выстрелы из пушки и производилась в больших количествах. Подразделение Centralab компании Globe Union представило предложение, которое отвечало требованиям: на керамическую пластину будет нанесен трафарет с металлической краской для проводников и углеродным материалом для резисторов, с припаянными керамическими дисковыми конденсаторами и сверхминиатюрными электронными лампами. [3]

Первоначально у каждого электронного компонента были провода, а в печатной плате просверлены отверстия для каждого провода каждого компонента. Затем выводы компонентов пропускались через отверстия и припаивались к дорожке печатной платы. Этот метод сборки называется конструкцией сквозного отверстия . В 1949 году Мо Абрамсон и Станислав Ф. Данко из корпуса связи армии США разработали процесс автосборки, в котором выводы компонентов вставлялись в схему соединений из медной фольги и паялись погружением.С развитием технологий ламинирования и травления платы эта концепция превратилась в стандартный процесс изготовления печатных плат, используемый сегодня. Пайку можно производить автоматически, пропуская плату по волнам или волнам расплавленного припоя в машине для пайки волной припоя. Однако проволока и отверстия расточительны, поскольку сверление отверстий обходится дорого, а выступающие проволоки просто обрезаются.

В последние годы использование деталей для поверхностного монтажа стало популярным, поскольку вырос спрос на меньшие размеры электронных блоков и большую функциональность.

Производство

Материалы

Печатная плата в виде дизайна на компьютере (слева) и реализована как сборка платы, заполненная компонентами (справа). Плата двусторонняя, с покрытием для сквозных отверстий, зеленым припоем и белой шелкографией. Используются компоненты как для поверхностного монтажа, так и для сквозных отверстий. Печатная плата компьютерной мыши. Сторона компонентов (слева) и сторона для печати (справа). Компонентная сторона печатной платы компьютерной мыши; несколько примеров общих компонентов и их условных обозначений на шелкографии.

Проводящие слои обычно изготавливаются из тонкой медной фольги. Изолирующие слои диэлектрика обычно ламинируются вместе с препрегом из эпоксидной смолы. На плату обычно наносится паяльная маска зеленого цвета. Обычно доступны другие цвета: синий, черный, белый и красный. Существует довольно много различных диэлектриков, которые могут быть выбраны для обеспечения различных значений изоляции в зависимости от требований схемы. Некоторые из этих диэлектриков - это политетрафторэтилен (тефлон), FR-4, FR-1, CEM-1 или CEM-3.Хорошо известными препрегами, используемыми в производстве печатных плат, являются FR-2 (фенольная хлопковая бумага), FR-3 (хлопковая бумага и эпоксидная смола), FR-4 (тканое стекло и эпоксидная смола), FR-5 (тканое стекло и эпоксидная смола), FR. -6 (матовое стекло и полиэстер), G-10 (тканое стекло и эпоксидная смола), CEM-1 (хлопковая бумага и эпоксидная смола), CEM-2 (хлопковая бумага и эпоксидная смола), CEM-3 (тканое стекло и эпоксидная смола), CEM -4 (тканое стекло и эпоксидная смола), CEM-5 (тканое стекло и полиэстер). Тепловое расширение является важным фактором, особенно при использовании шариковых решеток (BGA) и технологий голой матрицы, а стекловолокно обеспечивает наилучшую стабильность размеров.

FR-4 на сегодняшний день является наиболее распространенным материалом. Плата с медным покрытием называется «ламинат, плакированный медью».

Толщина медной фольги может быть указана в унциях на квадратный фут или микрометрах. Одна унция на квадратный фут составляет 1,344 мил или 34 микрометра.

Узор (травление)

Подавляющее большинство печатных плат изготавливаются путем приклеивания слоя меди по всей подложке, иногда с обеих сторон (создавая «пустую печатную плату»), а затем удаления нежелательной меди после наложения временной маски (например.грамм. травлением), оставляя только желаемые следы меди. Некоторые печатные платы изготавливаются путем добавления следов к голой подложке (или подложке с очень тонким слоем меди), как правило, путем сложного процесса, состоящего из нескольких этапов гальваники. Метод производства печатных плат в первую очередь зависит от того, идет ли речь об объеме производства или количестве образцов / прототипов. На двусторонних или многослойных платах используются сквозные металлические отверстия для соединения дорожек с обеих сторон подложки.

Большой объем
  • Шелкография - основной коммерческий метод.
  • Фотографические методы - используются, когда требуется малая ширина линий.
Малый объем
  • Печать на прозрачной пленке и использование в качестве фотошаблона вместе со светочувствительным картоном. (например, предварительно сенсибилизированные платы), затем протравите. (Как вариант, воспользуйтесь пленочным фотоплоттером).
  • Лазерная абляция: Распылите черную краску на ламинат, плакированный медью, и поместите в лазерный плоттер с ЧПУ. Лазерный растровый сканер сканирует печатную плату и удаляет (испаряет) краску там, где сопротивление не требуется.Etch. (Примечание: лазерная абляция меди используется редко и считается экспериментальной.)
  • Используйте фрезу с ЧПУ с лопатообразной фрезой (например, под 45 градусов) или миниатюрную концевую фрезу, чтобы удалить нежелательную медь, оставив только следы.
Любитель
  • Резист с лазерной печатью: лазерная печать на прозрачной пленке, теплопередача с помощью утюга или модифицированного ламината на голый ламинат, подкрашивание маркером, затем травление.
  • Существуют и другие трудоемкие методы, подходящие только для одноразовых досок (виниловая пленка и резист, немоющийся маркер и другие).

Существует три распространенных «субтрактивных» метода (методов удаления меди), используемых для производства печатных плат:

  1. Шелкотрафаретная печать использует стойкие к травлению краски для защиты медной фольги. Последующее травление удаляет ненужную медь. В качестве альтернативы чернила могут быть проводящими, напечатанными на пустой (непроводящей) плате. Последний метод также используется при производстве гибридных схем.
  2. Photoengraving использует фотошаблон и проявитель для выборочного удаления покрытия из фоторезиста.Оставшийся фоторезист защищает медную фольгу. Последующее травление удаляет ненужную медь. Фотомаска обычно изготавливается с помощью фотоплоттера из данных, полученных техническим специалистом с использованием CAM или программного обеспечения для автоматизированного производства. Пленки с лазерной печатью обычно используются для фотоинструментов ; однако методы прямого лазерного изображения используются для замены фотоинструментов для требований высокого разрешения.
  3. Фрезерование печатных плат использует двух- или трехкоординатную систему механического фрезерования для удаления медной фольги с подложки.Фрезерный станок для печатных плат (именуемый «прототипом печатных плат») работает аналогично плоттеру, получая команды от главного программного обеспечения, которые управляют положением фрезерной головки по осям x, y и (при необходимости) z. , Данные для управления Prototyper извлекаются из файлов, созданных в программном обеспечении для проектирования печатных плат, и сохраняются в формате HPGL или Gerber.

«Аддитивные» процессы тоже существуют. Самым распространенным является «полусаддитивный» процесс. В этой версии на плате без рисунка уже есть тонкий слой меди.Затем применяется обратная маска. (В отличие от маски субтрактивного процесса, эта маска обнажает те части подложки, которые в конечном итоге станут следами.) Затем на плату наносится дополнительная медь в незамаскированных областях; медь может быть нанесена на любой желаемый вес. Затем наносят оловянное покрытие или другие покрытия. Маска удаляется, и на коротком этапе травления с платы удаляется уже обнаженный оригинальный медный ламинат, изолируя отдельные следы. Некоторые платы с металлическими сквозными отверстиями, но все же односторонние, были изготовлены таким способом.В конце 1960-х General Electric изготавливал бытовые радиоприемники с использованием подобных плат.

Аддитивный процесс обычно используется для многослойных плат, поскольку он облегчает металлизацию отверстий (для создания токопроводящих переходных отверстий) в печатной плате.

  • Машина для нанесения медного гальванического покрытия на печатную плату для добавления меди в обрабатываемую печатную плату

  • Печатные платы с добавлением меди путем гальваники

Размеры медных проводников печатной платы зависят от силы тока, который проводник должен проводить.Каждый след состоит из плоской узкой части медной фольги, которая остается после травления. Сигнальные дорожки обычно уже, чем дорожки питания или заземления, потому что их требования к току обычно намного меньше. В многослойной плате один весь слой может быть в основном сплошной медью, чтобы действовать как земля для экранирования и возврата питания. Для печатных плат, которые содержат микроволновые схемы, линии передачи могут быть проложены в виде полосковой и микрополосковой линий с тщательно контролируемыми размерами, чтобы обеспечить постоянный импеданс.В радиочастотных схемах индуктивность и емкость проводников печатной платы могут использоваться как целенаправленная часть схемы, устраняя необходимость в дополнительных дискретных компонентах.

Химическое травление

Химическое травление выполняется хлоридом железа, персульфатом аммония или иногда соляной кислотой. Для PTH (сквозных отверстий) дополнительные этапы химического осаждения выполняются после того, как отверстия просверлены, затем на медь наносится гальваническое покрытие для увеличения толщины, платы экранируются и покрываются оловом / свинцом.Олово / свинец становится резистом, оставляя чистую медь для протравливания.

Самый простой метод, используемый для мелкосерийного производства и часто используемый любителями, - это иммерсионное травление, при котором плита погружается в травильный раствор, например, хлорид железа. По сравнению с методами, используемыми для массового производства, время травления велико. К ванне можно приложить нагрев и перемешивание для увеличения скорости травления. При пузырчатом травлении через ванну с травителем пропускают воздух, чтобы перемешать раствор и ускорить травление.При травлении брызгами используется лопасть с приводом от двигателя для нанесения на доски травителя; этот процесс стал коммерчески устаревшим, поскольку он не так быстр, как травление распылением. При травлении распылением раствор травителя распределяется по доскам соплами и рециркулирует насосами. Регулировка формы сопла, скорости потока, температуры и состава травителя обеспечивает предсказуемый контроль скорости травления и высокую производительность. [4]


Чем больше меди расходуется из плат, травитель становится насыщенным и менее эффективным; разные травители имеют разную производительность по меди, некоторые из них достигают 150 граммов меди на литр раствора.При коммерческом использовании травители можно регенерировать для восстановления их активности, а растворенную медь извлекать и продавать. Мелкомасштабное травление требует внимания к утилизации использованного травителя, который является коррозионным и токсичным из-за содержания в нем металла.

Травитель удаляет медь со всех поверхностей, подверженных воздействию резиста. «Поднутрение» возникает, когда травитель воздействует на тонкий край меди под резистом; это может уменьшить ширину проводника и вызвать обрыв цепи. Во избежание подрезов требуется тщательный контроль времени травления.Если в качестве резиста используется металлическое покрытие, оно может «выступать», что может вызвать короткое замыкание между соседними дорожками, если они расположены близко друг к другу. Выступ можно удалить, очистив плату металлической щеткой после травления. [4]

Ламинирование

Некоторые печатные платы имеют слои трассировки внутри печатной платы и называются многослойными печатными платами . Они формируются путем склеивания отдельно протравленных тонких досок.

Бурение

Отверстия в печатной плате обычно просверливаются сверлами малого диаметра из карбида вольфрама с твердым покрытием.Рекомендуется использовать карбид вольфрама с покрытием, так как многие материалы картона очень абразивны и сверление должно осуществляться с высокой частотой вращения и высокой подачей, чтобы быть рентабельным. Сверла также должны оставаться острыми, чтобы не повредить и не рвать следы. Сверление с использованием быстрорежущей стали просто невозможно, так как сверла быстро затупятся и тем самым разорвут медь и испортят доски. Сверление осуществляется автоматическими сверлильными станками с установкой сверлильной ленты или напильником . Эти сгенерированные компьютером файлы также называются файлами с числовым программным управлением Drill (NCD) или «файлами Excellon».Файл сверления описывает расположение и размер каждого просверленного отверстия. Эти отверстия часто заполняются кольцевыми кольцами (полыми заклепками) для создания переходных отверстий. Переходные отверстия позволяют электрическое и тепловое соединение проводников на противоположных сторонах печатной платы.

Когда требуются очень маленькие переходные отверстия, сверление механическими сверлами обходится дорого из-за высокого уровня износа и поломки. В этом случае переходные отверстия могут быть испарены лазером. Отверстия, просверленные лазером, обычно имеют плохую отделку поверхности внутри отверстия.Эти отверстия называются микропереходами .

Также возможно сверление с контролируемой глубиной , лазерное сверление или предварительное сверление отдельных листов печатной платы перед ламинированием, чтобы создать отверстия, которые соединяют только некоторые из медных слоев, а не проходят через всю плату. Эти отверстия называются глухими переходными отверстиями , когда они соединяют внутренний слой меди с внешним слоем, или скрытыми переходными отверстиями , когда они соединяют два или более внутренних медных слоев и не соединяют внешние слои.

Стенки отверстий для плат с 2 или более слоями делаются проводящими, а затем покрываются медью для образования сквозных отверстий , которые электрически соединяют проводящие слои печатной платы. Для многослойных плит, имеющих 4 или более слоев, сверление обычно дает мазков продуктов высокотемпературного разложения связующего агента в ламинатной системе. Перед тем, как отверстия можно будет покрыть насквозь, этот мазок должен быть удален с помощью химического процесса удаления мазка или плазменного травления .Удаление (протравливание) мазка также обнаруживает внутренние проводники.

Покрытие и покрытие открытых проводников

Печатные платы [5] покрыты припоем, оловом или золотом поверх никеля в качестве резиста для стравливания ненужной базовой меди. [6]

После того, как печатные платы протравлены, а затем промыты водой, наносится паяльная маска, а затем вся обнаженная медь покрывается припоем, никелем / золотом или другим антикоррозийным покрытием. [7] [8]

Матовый припой обычно плавится, чтобы обеспечить лучшую поверхность склеивания, или очищается до чистой меди.Такие средства, как бензимидазолтиол, предотвращают окисление поверхности чистой меди. Места, на которые будут устанавливаться компоненты, обычно покрыты гальваническим покрытием, поскольку необработанная медь без покрытия быстро окисляется и, следовательно, не поддается пайке. Традиционно любая обнаженная медь покрывалась припоем путем выравнивания припоя горячим воздухом (HASL). Покрытие HASL предотвращает окисление находящейся под ним меди, тем самым гарантируя паяемую поверхность. [9] Этот припой был сплавом олова и свинца, однако в настоящее время используются новые припои для обеспечения соответствия директиве RoHS в ЕС и США, которая ограничивает использование свинца.Одним из таких бессвинцовых соединений является SN100CL, состоящий из 99,3% олова, 0,7% меди, 0,05% никеля и номинального содержания германия 60 ppm.

Важно использовать припой, совместимый как с печатной платой, так и с используемыми деталями. Примером является Ball Grid Array (BGA), использующий шарики припоя из олова и свинца для соединений, теряющих шарики на неизолированных медных дорожках, или с использованием бессвинцовой паяльной пасты.

Другие используемые покрытия: OSP (органическое защитное покрытие), иммерсионное серебро (IAg), иммерсионное олово, химический никель с иммерсионным золотым покрытием (ENIG) и прямое золотое покрытие (поверх никеля).Краевые соединители, расположенные вдоль одного края некоторых плат, часто покрывают никелем, а затем золотом. Еще одним фактором, который следует учитывать при нанесении покрытия, является быстрая диффузия металла покрытия в оловянный припой. Олово образует интерметаллиды, такие как Cu 5 Sn 6 и Ag 3 Cu, которые растворяются в ликвидусе или солидусе олова (при 50 ° C), удаляя покрытие поверхности и / или оставляя пустоты.

Электрохимическая миграция (ECM) - это рост проводящих металлических нитей на печатной плате (PCB) или внутри нее под действием смещения постоянного напряжения. [10] [11] Серебро, цинк и алюминий, как известно, растут вискеры под действием электрического поля. Серебро также образует проводящие поверхностные пути в присутствии галогенидов и других ионов, что делает его плохим выбором для использования в электронике. У олова будут расти «усы» из-за натяжения покрытой поверхности. На оловянно-свинцовом или припойном покрытии также появляются усы, которые уменьшаются только на процент замененного олова. Оплавление для расплавления припоя или белой жести для снятия поверхностных напряжений снижает вероятность образования усов.Другой проблемой покрытия является вредитель олова, превращение олова в порошкообразный аллотроп при низкой температуре. [12]

Припой резист

Области, которые не следует паять, могут быть покрыты полимерным припоем резистом (паяльная маска ). Паяльный резист предотвращает перемычку припоя между проводниками и создание коротких замыканий. Припой резист также обеспечивает некоторую защиту от окружающей среды. Паяльный резист обычно имеет толщину 20–30 микрометров.

Трафаретная печать

Штриховые рисунки и текст могут быть напечатаны на внешних поверхностях печатной платы с помощью трафаретной печати. Когда позволяет пространство, текст на экране может указывать обозначения компонентов, требования к настройке переключателей, контрольные точки и другие функции, полезные при сборке, тестировании и обслуживании печатной платы.

Трафаретная печать также известна как шелкография или, на односторонних печатных платах, красная печать .

В последнее время были разработаны решения для цифровой печати, заменяющие традиционный процесс трафаретной печати.Эта технология позволяет печатать переменные данные на печатной плате, включая информацию о сериализации и штрих-кодах для целей отслеживания.

Тест

Незаполненные платы могут быть подвергнуты тесту «голой платы» , при котором каждое подключение схемы (как определено в списке соединений ) проверяется как правильное на готовой плате. Для крупносерийного производства используется тестер для гвоздей, приспособление или адаптер с жесткой иглой для контакта с медными площадками или отверстиями на одной или обеих сторонах платы для облегчения тестирования.Компьютер даст команду электрическому испытательному устройству приложить небольшое напряжение к каждой точке контакта на ложе гвоздей по мере необходимости и проверить, появляется ли такое напряжение в других подходящих точках контакта. «Замыкание» на плате будет соединением там, где его не должно быть; «разрыв» - это между двумя точками, которые должны быть соединены, но не являются. Для плат небольшого или среднего объема тестеры с летающей сеткой и с летающей сеткой используют движущиеся тестовые головки для контакта с медными / серебряными / золотыми / паяными площадками или отверстиями для проверки электрического соединения тестируемой платы.Другой метод тестирования - промышленное КТ-сканирование, которое может генерировать 3D-рендеринг платы вместе со срезами 2D-изображения и может отображать такие детали, как паяные пути и соединения.

Печатная сборка

Печатная плата с контактными площадками для тестирования

После того, как печатная плата (PCB) будет завершена, электронные компоненты должны быть прикреплены, чтобы сформировать функциональную сборку печатной платы , [13] [14] или PCA (иногда называемую «сборкой печатной платы» PCBA ).В конструкции со сквозным отверстием выводы компонентов вставляются в отверстия. В конструкции для поверхностного монтажа компоненты размещаются на площадках или площадках на внешних поверхностях печатной платы. В обоих типах конструкции выводы компонентов электрически и механически прикреплены к плате с помощью припоя из расплавленного металла.

Существует множество методов пайки, используемых для прикрепления компонентов к печатной плате. Производство больших объемов обычно осуществляется с помощью машинной установки и пайки волной пайки или оплавления в печах, но квалифицированные техники могут паять очень крошечные детали (например, корпуса 0201, которые имеют размер 0.02 дюйма на 0,01 дюйма) [15] вручную под микроскопом с помощью пинцета и паяльника с тонким наконечником для прототипов малых объемов. Некоторые детали, например, корпуса BGA, может быть чрезвычайно сложно припаять вручную.

Часто конструкции для монтажа в сквозное отверстие и для поверхностного монтажа должны быть объединены в одной сборке, поскольку некоторые необходимые компоненты доступны только в корпусах для поверхностного монтажа, а другие доступны только в корпусах для монтажа на поверхность. Еще одна причина использовать оба метода заключается в том, что монтаж через отверстие может обеспечить необходимую прочность для компонентов, которые могут выдержать физическую нагрузку, в то время как компоненты, которые, как ожидается, останутся нетронутыми, будут занимать меньше места при использовании методов поверхностного монтажа.

После того, как плата была заполнена, ее можно протестировать различными способами:

  • При включенном питании проведите внутрисхемный тест, во время которого можно выполнить физические измерения (например, напряжение, частоту).
  • При включенном питании, функциональный тест, просто проверка того, выполняет ли печатная плата то, для чего она была предназначена.

Для облегчения этих испытаний на печатных платах могут быть предусмотрены дополнительные контактные площадки для временных соединений. Иногда эти площадки необходимо изолировать резисторами.Внутрисхемный тест может также проверять функции граничного сканирования некоторых компонентов. Системы внутрисхемного тестирования также могут использоваться для программирования компонентов энергонезависимой памяти на плате.

При тестировании граничного сканирования тестовые схемы, интегрированные в различные ИС на плате, образуют временные соединения между дорожками печатной платы, чтобы проверить правильность установки ИС. Тестирование с граничным сканированием требует, чтобы все тестируемые ИС использовали стандартную процедуру конфигурации теста, наиболее распространенной из которых является стандарт Joint Test Action Group (JTAG).Тестовая архитектура JTAG предоставляет средства для тестирования межсоединений между интегральными схемами на плате без использования физических тестовых пробников. Поставщики инструментов JTAG предоставляют различные типы стимулов и сложные алгоритмы не только для обнаружения неисправных цепей, но и для изоляции неисправностей конкретных цепей, устройств и контактов. [16]

Когда платы не проходят тест, техники могут демонтировать и заменить вышедшие из строя компоненты, задача, известная как переделка .

Защита и упаковка

Печатные платы

, предназначенные для экстремальных условий окружающей среды, часто имеют защитное покрытие, которое наносится путем погружения или распыления после пайки компонентов.Покрытие предотвращает коррозию и токи утечки или короткое замыкание из-за конденсации. Самыми ранними конформными покрытиями были воск; современные конформные покрытия обычно представляют собой разбавленные растворы силиконового каучука, полиуретана, акрила или эпоксидной смолы. Другой метод нанесения конформного покрытия - напыление пластика на печатную плату в вакуумной камере. Главный недостаток защитных покрытий состоит в том, что обслуживание платы чрезвычайно затруднено. [17]

Многие собранные печатные платы чувствительны к статическому электричеству, поэтому во время транспортировки их необходимо помещать в антистатические пакеты.При обращении с этими платами пользователь должен быть заземлен. Неправильное обращение может привести к передаче накопленного статического заряда через плату, что приведет к повреждению или разрушению компонентов. Даже голые платы иногда чувствительны к статическому электричеству. Следы стали настолько мелкими, что вытравливание с платы (или изменение его характеристик) вполне возможно статическим зарядом. Это особенно верно в отношении нетрадиционных печатных плат, таких как MCM и микроволновые печатные платы.

Типовой проект

  • Захват схемы или ввод схемы выполняется с помощью инструмента EDA.
  • Размеры и шаблон карты определяются в зависимости от требуемой схемы и корпуса печатной платы. При необходимости определите фиксированные компоненты и радиаторы.
  • Определение слоев стека печатной платы. От 4 до 12 слоев и более в зависимости от сложности конструкции. Наземная плоскость и силовая плоскость выбраны. Сигнальные плоскости, по которым маршрутизируются сигналы, находятся как на верхнем, так и на внутреннем уровнях. [18]
  • Определение импеданса линии с использованием толщины диэлектрического слоя, толщины трассируемой меди и ширины трассы.Разделение трасс также учитывается в случае дифференциальных сигналов. Для маршрутизации сигналов можно использовать микрополосковые, полосковые или двойные полосковые линии.
  • Размещение компонентов. Учитываются термические соображения и геометрия. Отмечены переходы и земли.
  • Маршрутизация следа сигнала. Для оптимальной защиты от электромагнитных помех высокочастотные сигналы направляются во внутренние слои между плоскостями питания или земли, поскольку плоскость питания ведет себя как земля для переменного тока.
  • Генерация файла Gerber для производства.

Сертификат безопасности (США)

Стандарт безопасности

UL 796 охватывает требования безопасности компонентов для печатных монтажных плат, используемых в качестве компонентов в устройствах или приборах. Тестирование анализирует такие характеристики, как воспламеняемость, максимальная рабочая температура, электрическое отслеживание, отклонение тепла и прямая поддержка токоведущих электрических частей.

"Кордвуд" постройка

Деревянный модуль. Конструкция

Cordwood может значительно сэкономить место и часто использовалась с компонентами с проводными выводами в приложениях, где пространство было в дефиците (например, в системах наведения ракет и телеметрии), и в высокоскоростных компьютерах, где короткие трассы были важны.В «дровяной» конструкции компоненты с осевыми выводами устанавливались между двумя параллельными плоскостями. Компоненты были либо спаяны вместе перемычкой, либо они были соединены с другими компонентами тонкой никелевой лентой, приваренной под прямым углом к ​​выводам компонентов. Чтобы избежать короткого замыкания между собой различных слоев межсоединений, между ними были помещены тонкие изолирующие платы. Перфорация или отверстия в платах позволяет компоненту выступать на следующий слой межсоединений. Одним из недостатков этой системы было то, что пришлось использовать специальные компоненты с никелевым выводом, чтобы можно было выполнить соединительные сварные швы.В некоторых вариантах конструкции из дровяной древесины в качестве метода соединения использовались односторонние печатные платы (как показано на рисунке). Это означало, что можно использовать обычные компоненты с выводами. Еще один недостаток этой системы в том, что компоненты, расположенные внутри, трудно заменить.

До появления интегральных схем этот метод позволял получить максимально возможную плотность упаковки компонентов; из-за этого он использовался рядом поставщиков компьютеров, включая Control Data Corporation. В настоящее время метод изготовления из дровяной древесины, похоже, вышел из употребления, вероятно, потому, что высокая плотность упаковки может быть более легко достигнута с использованием методов поверхностного монтажа и интегральных схем.

Многопроволочные платы

Multiwire - это запатентованная технология соединения, в которой используются изолированные провода с машинной разводкой, залитые в непроводящую матрицу (часто пластмассовую смолу). Он использовался в 1980-х и 1990-х годах. (Kollmorgen Technologies Corp, патент США 4,175,816, поданный в 1978 г.) Технология Multiwire все еще доступна в 2010 г. через Hitachi. Существуют и другие конкурентные технологии дискретной проводки, которые были разработаны (Jumatech [2], многослойные листы).

Поскольку было довольно легко уложить соединения (провода) внутри матрицы внедрения, этот подход позволил разработчикам полностью забыть о маршрутизации проводов (обычно это трудоемкая операция проектирования печатной платы): везде, где проектировщику требуется соединение, машина проведет провод по прямой от одного места / контакта к другому.Это привело к очень короткому времени разработки (отсутствие сложных алгоритмов для использования даже для проектов с высокой плотностью), а также к уменьшению перекрестных помех (что еще хуже, когда провода проходят параллельно друг другу - чего почти никогда не бывает в Multiwire), хотя стоимость слишком высока. чтобы конкурировать с более дешевыми технологиями печатных плат, когда требуются большие количества.

Технология поверхностного монтажа

Основная статья: Технология поверхностного монтажа Компоненты для поверхностного монтажа, включая резисторы, транзисторы и интегральную схему

Технология поверхностного монтажа возникла в 1960-х, набрала обороты в начале 1980-х и стала широко использоваться к середине 1990-х.Компоненты были механически переработаны, чтобы иметь небольшие металлические выступы или торцевые крышки, которые можно было припаять непосредственно к поверхности печатной платы. Компоненты стали намного меньше, и размещение компонентов с обеих сторон платы стало более распространенным, чем при установке в сквозные отверстия, что позволило значительно повысить плотность схемы. Поверхностный монтаж хорошо поддается высокой степени автоматизации, сокращению затрат на рабочую силу и значительному увеличению производства и качества. Несущие ленты обеспечивают стабильную и защитную среду для устройств поверхностного монтажа (SMD), размер и вес которых может составлять от одной четверти до одной десятой, а пассивные компоненты могут составлять от половины до четверти стоимости соответствующих сквозных работ. части отверстия.Однако интегральные схемы часто имеют одинаковую цену независимо от типа корпуса, потому что самой дорогой частью является сам чип. По состоянию на 2006 год некоторые компоненты с проводным концом, такие как малосигнальные переключатели, например 1N4148, на самом деле значительно дешевле, чем соответствующие версии SMD.

См. Также

Схема захвата. (KiCAD) Схема печатной платы. (KiCAD) 3D вид. (KiCAD)
Материалы для печатных плат
Программа для разводки печатных плат

Список литературы

  1. ^ США 1256599
  2. ^ a b Чарльз А. См. Приложение D к IPC-2251

Внешние ссылки

Рекомендации по проектированию

Стандарты и спецификации

,

История печатных плат с 1870 г. по настоящее время | EAGLE

Как и многие другие великие изобретения в истории, известная нам сегодня печатная плата была построена на основе достижений на протяжении всей истории. В нашем маленьком уголке мира мы можем проследить историю печатных плат более чем на 130 лет, когда великая промышленная машина мира только начинала движение. В этом блоге мы расскажем не о полной истории, а о тех моментах, которые превратили печатные платы в то, чем они являются сегодня.

Почему печатные платы?

Со временем печатные платы превратились в инструмент для оптимизации производства электроники. То, что когда-то легко собиралось вручную, вскоре уступило место микроскопическим компонентам, которые требовали точности и эффективности машин. Возьмем, к примеру, две печатные платы, показанные ниже. Одна из них - старая плата для калькулятора, сделанная в 1960-х годах. Другая - типичная материнская плата высокой плотности, которую сегодня можно встретить в компьютерах.

1968-calculator-pcb modern-motherboard

Сравнение печатных плат калькулятора 1968 года и современных материнских плат.( Источник изображения 1 , Источник изображения 2 )

В калькуляторе у нас, вероятно, более 30 транзисторов, но на одном чипе на материнской плате вы найдете более миллиона транзисторов. Дело в том, что скорость развития технологий и дизайна печатных плат впечатляет. Все, что есть на плате калькулятора, теперь может уместиться в одном чипе современных конструкций. Это позволяет выделить несколько заметных тенденций в производстве печатных плат:

  • Мы расширяем функциональность передовых устройств, таких как интегральные схемы (ИС) и микропроцессоры.
  • Мы сокращаем пассивные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы и т. Д., До микроскопических уровней.
  • Все это приводит к увеличению плотности компонентов и сложности на наших платах.

Все эти достижения обусловлены в первую очередь увеличением скорости и функциональности наших продуктов. Мы ожидаем, что наши устройства будут реагировать мгновенно, и даже задержка в несколько секунд может привести нас в неистовство. Что касается функциональности, подумайте о видеоиграх. В 80-е вы, вероятно, играли в Pacman в аркаде.Теперь мы видим фотореалистичные представления реальности. Прогресс просто безумный.

photorealistic-video-game

В наши дни графика видеоигр почти фотореалистична. (Источник изображения)

Совершенно очевидно, что эволюция печатных плат находится в прямом ответе на наши ожидания от наших устройств. Нам нужны более быстрые, дешевые и более мощные продукты, и единственный способ удовлетворить эти потребности - это миниатюризировать и сделать производственный процесс более эффективным. Когда впервые началось это повальное увлечение электроникой и печатными платами? На заре позолоченного века.

Позолоченный век (1879-1900)

Мы вышли из гражданской войны в США в 60-х годах, и сейчас производство в Соединенных Штатах процветает. В этот период мы делаем все, что можем: от еды до одежды, мебели и железнодорожных путей. Транспортная индустрия упала, и наши величайшие инженеры придумывали, как доставить кого-нибудь с восточного побережья США на западное за 5-7 дней вместо 5-7 месяцев.

railroad-team

Железная дорога позволяла путешествовать с восточного побережья на запад за дни, а не месяцы.(Источник изображения)

В это время мы также вводили электричество в домохозяйства, сначала в городах, а затем в пригород и сельскую местность. Электричество стало альтернативой углю, дровам и нефти. Подумайте о жизни в Нью-Йорке в разгар зимы, о попытке приготовить еду или обогреть свой дом грязным углем или штабелями дров. Электричество все изменило.

Интересно отметить, что Standard Oil, имевшая монополию на нефтяном рынке, не поставляла нефть в обмен на бензин.Их рынок горел маслом для приготовления пищи, жарки и освещения. С появлением электричества Standard Oil необходимо будет определить новую цель для нефти, которая появится с появлением автомобилей.

standard-oil-company-shares

Акции Standard Oil Company выпущены в мае 1878 года, когда началась нефтяная монополия. (Источник изображения)

В период позолоченного века мы стали свидетелями некоторых крупных открытий в области электромагнетизма. У нас есть изобретение двигателя, который преобразует электрическую энергию в механическую.Мы также видим генераторы, которые делают противоположное, преобразовывая механическую энергию в электрическую.

Это также был период гениальных изобретателей, которые до сих пор влияют на наш мир электроники, в том числе:

  • Томас Эдисон изобрел лампочку в 1879 году, кино в 1889 году и многие другие инновации.
  • Никола Тесла изобрел двигатель в 1888 году и мощность переменного тока в 1895 году.
  • Александр Грэм Белл изобрел телефон в 1876 году.
  • Компания Kodak Джорджа Истмана изобрела первую потребительскую камеру в 1884 году.
  • Герман Холлерит изобрел табулятор в 1890 году и впоследствии основал IBM.

Одна из самых больших дискуссий в этот интенсивный период инноваций велась между переменным и постоянным током. AC Tesla оказался идеальным способом транспортировки электроэнергии на большие расстояния. Однако интересно отметить, как мы все еще решаем проблемы преобразования переменного тока в постоянный.

tesla-vs-edison

AC мог бы выиграть битву, но DC по-прежнему доминирует в электронике.

Посмотрите на любое электронное устройство, которое вы подключаете к стене, и вам нужно будет преобразовать переменный ток в постоянный. Или, если вы посмотрите на инфраструктуру, необходимую для солнечных панелей, они вырабатывают электроэнергию в постоянном токе, который нужно снова превратить в переменный ток для сети, а затем обратно в постоянный ток, который будет использоваться нашими устройствами. Можно почти сказать, что дебаты AC-DC никогда не заканчивались, просто был установлен баланс между двумя противоположными идеями.

solar-panel-conversions

Между переменным и постоянным током в солнечных панелях много разницы. (Источник изображения)

Обратите внимание, что первоначальные идеи для печатных плат были изобретены не во времена позолоченного века. Однако без производственного мастерства того времени и распространяющегося влияния электричества печатные платы никогда не были бы такими, какими они являются сегодня.

Эра прогрессивного развития (1890-1920)

Эра прогрессивного развития ознаменовалась периодом социальных реформ с принятием такого законодательства, как Антимонопольный закон Шермана, который разрушает монополию Standard Oil.Это также время, когда мы видим первый патент на печатную плату. В 1903 году немецкий изобретатель Альберт Хансон подает британский патент на устройство, описанное как плоский провод из фольги на изолирующей плите с несколькими слоями. Звучит знакомо?

albert-hanson-pcb-patent-drawing

Рисунок, изображающий первый патент на печатную плату, защищенный Альбертом Хансоном. (Источник изображения)

Хэнсон также описал концепцию сквозного применения в своем патенте. Здесь он показал, что можно пробить дыру в двух слоях с перпендикулярными проводами, чтобы установить электрическое соединение.

В это время мы начинаем видеть серьезный толчок к внедрению электрических устройств в повседневные дома со стороны Эдисона и других лидеров бизнеса. Проблемой этого толчка было полное отсутствие стандартизации. Если бы вы жили в Нью-Йорке или Нью-Джерси и использовали электрические изобретения Эдисона для освещения, отопления или приготовления пищи, что бы произошло, если бы вы использовали их в другом городе? Они были непригодны для использования, потому что в каждом городе были свои конфигурации розеток.

Эта проблема усугублялась еще и тем, что Эдисон не просто хотел продавать людям лампочку, он хотел продать услугу.Эдисон подключил бы вашу электрическую сеть за ежемесячную плату; затем вы покупаете лампочки, бытовую технику и т. д. Конечно, ни одна из этих услуг не была совместима с другими конкурирующими методами.

Мы должны поблагодарить Харви Хаббела за то, что он наконец положил конец этому беспорядку. В 1915 году он подал патент на стандартную розетку, которая используется до сих пор. Теперь у нас нет необходимости подключать тостеры или нагревательные пластины к розеткам лампочек. Это огромная победа для стандартизации в отрасли.

harvey-hubbell-patent-drawing

Благодаря Харви Хаббелю у нас теперь есть стандартная настенная розетка для всей электроники. (Источник изображения)

И последнее, что следует отметить, это то, что эпоха прогрессивного развития ознаменовала собой первую мировую войну. Этот конфликт был сосредоточен исключительно на механических устройствах и позиционной войне. Концепция печатных плат и даже базовая электроника до сих пор не использовались в военных целях, но вскоре они должны были появиться.

Ревущие двадцатые (1920-е годы)

С приближением окончания Первой мировой войны мы переживаем бурные двадцатые годы и наблюдаем гигантский экономический бум в Соединенных Штатах.Впервые в истории в городах проживало больше людей, чем на фермах. Мы также начинаем видеть появление сетевых магазинов и торговых марок по всей территории Соединенных Штатов. Возможно, у вас был один или два семейных магазина в двух разных городах, но теперь у нас есть крупные бренды и магазины, которые стали национальными.

Величайшим изобретением того периода был автомобиль Генри Форда и необходимая для него инфраструктура. Эта ситуация похожа на 1990-е годы, когда нам пришлось построить основную инфраструктуру для управления Интернетом и нашим информационным веком, построив коммутаторы, маршрутизаторы и оптоволоконные кабели.Автомобиль ничем не отличался.

henry-fords-quadricycle

Первый автомобиль Генри Форда - квадрицикл. (Источник изображения)

Здесь мы видим дороги, которые когда-то были вымощены грязью. Людям нужен был бензин для питания автомобилей, поэтому возникли заправочные станции. У вас также есть ремонтные мастерские, аксессуары и т. Д. Целый образ жизни многих людей родился из изобретения автомобиля, как и сегодня.

Именно в это время мы стали свидетелями появления современной бытовой техники, на которую мы все еще полагаемся, например, стиральных машин, пылесосов и холодильников.Это был первый раз, когда люди могли делать покупки в магазине для скоропортящихся продуктов и хранить их для длительного хранения.

А где же наши печатные платы? Мы до сих пор не видим, чтобы они использовались ни в каких бытовых приборах или автомобилях, выпущенных за это время. Однако в 1925 году Чарльз Дукас подал патент, в котором описывается процесс добавления проводящих чернил в изоляционный материал. Позже это привело к появлению печатной монтажной платы (PWB). Этот патент был первым настоящим приложением, напоминающим печатную плату, но использовавшимся только в качестве плоской нагревательной катушки.Мы все еще не достигли реальной электрической связи между платой и компонентами, но мы приближаемся.

charles-ducas-patent-drawing

Печатная плата развивается, на этот раз она используется в качестве нагревательной спирали от Charles Ducas. (Источник изображения)

Великая депрессия (1930-е годы)

В 1929 году фондовый рынок резко упал, и все великие изобретения нашего времени рухнули. Здесь мы видим период безработицы 25% +, когда 25 000 банков терпят крах, а по всему миру царит масса лишений.Это было печальное время для человечества в целом и проложило путь к возвышению Гитлера, Муссолини, Сталина и нашего будущего мирового конфликта. Печатные платы, возможно, до сих пор не использовались, но вскоре все изменилось.

the-great-depression

Великая депрессия затронула всех, от банков до рядовых рабочих. (Источник изображения)

Вторая мировая война (1939-1945)

Идет Вторая мировая война, и Соединенные Штаты вступают в бой в 1942 году после бомбардировки Перл-Харбора.Что интересно отметить в Перл-Харборе, так это полный отказ связи, приведший к атаке. У Соединенных Штатов были веские доказательства надвигающегося кризиса, но все способы связи с их военной базой в Гонолулу оказались безуспешными, и остров был застигнут врасплох.

attack-on-pearl-harbor

Линкор, потерянный при атаке на Перл-Харбор. (Источник изображения)

Из-за этой неудачи Министерство обороны США осознало, что им нужен более надежный способ связи.Это выдвинуло на передний план электронику в качестве основного средства связи, заменившего азбуку Морзе.

Также во время Второй мировой войны мы впервые увидели печатную плату в том виде, в котором мы ее знаем сегодня, в бесконтактном предохранителе. Это устройство использовалось для высокоскоростных артиллерийских снарядов, которые должны были стрелять точно на огромные расстояния в небе или на земле. Неконтактный взрыватель изначально был разработан британцами для борьбы с натиском гитлеровской армии. Позже он был передан Соединенным Штатам, которые усовершенствовали дизайн и производство.

proximity-fuse

Одно из первых военных приложений, в которых использовалась печатная плата - бесконтактный предохранитель. (Источник изображения)

В это время у нас также есть Пауль Эйслер, австриец, проживающий в Великобритании, который подал патент на медную фольгу на непроводящей основе из стекла. Звучит знакомо? Эту концепцию мы до сих пор используем для производства печатных плат с изолирующим слоем и медью сверху / снизу. Эйслер сделал еще один шаг вперед, создав радиоприемник на своей печатной плате в 1943 году, что проложило путь для будущих военных применений.

Radio-with-first-Printed-Circuit-Board-by-Paul-Eisler-1942

Радиоприемник производства Пола Эйслера с первой печатной платой (PCB). (Источник изображения)

Бэби-бумеры (1940-е годы)

По мере того, как Вторая мировая война подходит к концу, мы видим, как наши солдаты прибывают домой, заводят семьи и рожают много детей. Реплика поколения бэби-бумеров. Именно в этот послевоенный период мы видим массу улучшений в существующей бытовой технике, такой как пылесосы, стиральные машины, телевизоры и радио. Теперь, когда Великая депрессия прошла, многие потребители, наконец, могут позволить себе эти устройства в своих домах.

Но мы до сих пор не видим печатных плат потребительского уровня. Где работа Пола Эйслера? Взгляните на этот старый телевизор ниже, и вы увидите все компоненты, но не основу печатной платы.

1948-tv

Старый телевизор Motorola 1948 года выпуска без печатной платы. (Источник изображения)

Несмотря на отсутствие печатных плат, мы действительно увидели появление транзистора в Bell Labs в 1947 году. Потребовалось еще шесть лет в 1953 году, чтобы это устройство, наконец, использовалось в продуктах, но почему так долго? В те времена информация распространялась через журналы, конференции и т. Д.До наступления информационной эпохи для распространения информации просто требовалось время.

first-transistor

Первый транзистор, родившийся в Bell Labs в 1947 году. (Источник изображения)

Эра холодной войны (1947 - 1991)

Наступает эра холодной войны, ознаменовавшая собой период значительной напряженности между Соединенными Штатами и Советским Союзом. Эти два гиганта почти вступают в битву друг с другом и держат мир в подвешенном состоянии в угрозе ядерного уничтожения из-за различий между капитализмом и коммунизмом.

Чтобы опередить эту гонку вооружений, обеим сторонам пришлось усилить свои коммуникационные способности, чтобы понять, что делает противник. Именно здесь мы видим, как печатные платы используются в полной мере. В 1956 году армия США выпустила свой патент на «Обработку сборки электрических схем». Теперь у производителей был способ удерживать электронику и устанавливать связь между компонентами с помощью медных проводов.

По мере того, как печатные платы начинают появляться в производственной сфере, мы участвуем в первой в мире космической гонке.За это время Россия добилась удивительных достижений, в том числе:

sputnik-the-first-satellite

Первый спутник, Спутник, запущенный Россией в 1957 году. (Источник изображения)

Где во всем этом были Соединенные Штаты? В основном отстает, часто на разработку одних и тех же технологий уходит год или два. В ответ на этот пробел мы видим, что космический бюджет США в 1960 году увеличился в 5 раз. У нас также есть знаменитая речь президента Кеннеди в 1962 году, часть которой заслуживает того, чтобы ее процитировать ниже:

«Мы выбираем полет на Луну! Мы решили отправиться на Луну в этом десятилетии и заняться другими делами не потому, что они легкие, а потому, что они трудны; потому что эта цель будет служить для организации и измерения лучших из наших энергий и навыков, потому что эту задачу мы готовы принять, которую мы не хотим откладывать и которую мы намерены победить.»- Президент США Джон Ф. Кеннеди, 12 сентября 1962 г.

Все это приводит к знаменательному моменту в истории. 20 июля 1969 года Соединенные Штаты высадили первого человека на Луну.

first-man-on-the-moon

Первый человек на Луне, исторический момент для человечества. (Источник изображения)

Вернемся к печатным платам. В 1963 году корпорация Hazeltyne подала патент на первую технологию изготовления сквозных отверстий. Это позволит расположить компоненты на печатной плате близко друг к другу, не беспокоясь о кроссоверных соединениях.Мы также видим внедрение технологии поверхностного монтажа (SMT), разработанной IBM. Эти плотно упакованные компоненты впервые нашли практическое применение в ракетных ускорителях «Сатурн».

through-hole-patent-drawing

Первый патент на технологию печатных плат со сквозным отверстием в 1967 году. (Источник изображения)

Рассвет микропроцессоров (1970-е годы)

В 70-е годы мы получили первый микропроцессор в виде интегральной схемы (ИС). Первоначально он был разработан в 1958 году Джеком Килби из Texas Instruments.Килби был новичком в TI, поэтому его новаторские идеи относительно IC в основном оставались при себе. Однако, когда старших инженеров TI отправили на недельную конференцию, Килби остался, чтобы обдумать идеи в своей голове. Здесь он разработал первую микросхему в лабораториях TI, и вернувшимся инженерам она понравилась.

jack-kilby

Джек Килби держит первую интегральную схему. (Источник изображения)

Именно в 1970-х мы впервые видим, что ИС начали использовать в производстве электроники.К этому времени, если вы не использовали печатную плату для подключения, у вас были большие проблемы.

Начало цифровой эпохи (1980-е годы)

Эпоха цифровых технологий привела к огромным изменениям в том, как мы потребляем мультимедиа, с появлением персональных устройств, таких как компакт-диски, видеокассеты, камеры, игровые консоли, портативные компьютеры и т. Д.

atari-video-game

Воплощение детской мечты с игровой приставкой Atari в 1980 году. (Источник изображения)

Важно отметить, что печатные платы все еще рисовались вручную с помощью световой доски и трафаретов, но затем появились компьютеры и EDA.Здесь мы видим, как программное обеспечение EDA, такое как Protel и EAGLE, полностью меняет то, как мы разрабатываем и производим электронику. Вместо фотографий печатных плат мы теперь можем сохранять наши проекты в виде текстовых файлов Gerber, координаты которых могут быть введены в производственное оборудование для производства печатных плат.

old-pcb-design

Рисование печатной платы с помощью ленты и майлара до прибытия EDA. (Источник изображения)

Эпоха Интернета (1990-е)

В 90-е мы видим, что использование кремния вошло в полный размах с появлением BGA.Теперь мы можем разместить больше вентилей на одном чипе и начать объединять память и системы на кристалле (SoC). Это также период интенсивной миниатюризации электроники. Мы не видим никаких новых функций, добавленных к печатным платам, но весь процесс проектирования начинает меняться и развиваться, переходя к ИС.

Теперь дизайнеры должны внедрять стратегии «Дизайн для тестирования» (DFT) в свои макеты. Не так-то просто снять компонент и добавить синий провод. Инженеры должны разрабатывать свои схемы с учетом будущих переделок.Все ли эти компоненты размещены таким образом, чтобы их можно было легко удалить? Это огромная проблема.

Это также время, когда небольшие комплекты компонентов, такие как 0402, делают ручную пайку плат практически невозможной. Теперь дизайнер живет в своем программном обеспечении EDA, а производитель занимается физическим производством и сборкой.

smd-size-chart

Компоненты для поверхностного монтажа от самых больших до самых маленьких. (Источник изображения)

Эпоха гибридов (2000-е годы и позже)

Акцент на современную эпоху электроники и дизайна печатных плат; мы называем это гибридным веком.Раньше у нас было несколько устройств для разных нужд. Вам нужен был калькулятор; вы купили калькулятор. Вы хотели поиграть в видеоигры; вы купили игровую приставку. Теперь вы можете купить смартфон и получить 30 различных уровней встроенной функциональности. Это может показаться невероятно очевидным, но когда вы действительно посмотрите на все, что могут делать наши смартфоны, это довольно удивительно:

Игровое устройство Адресная книга Электронная почта Сканер штрих-кода
Фонарик Часы Камера Навигация
Музыкальный плеер График Видеорегистратор Карта
Интернет-браузер Календарь Проигрыватель фильмов Калькулятор
Телефон Блокнот Билеты Диктофон
Автоответчик Текстовое сообщение Банковское дело Книги

Мы живем в эпоху консолидации устройств, но что нас ждет дальше? Печатные платы созданы, у нас есть процессы и процедуры почти для всего.Высокоскоростные приложения становятся нормой. Мы также видим только 25% разработчиков печатных плат моложе 45 лет, а 75% готовятся к выходу на пенсию. Похоже, отрасль переживает период кризиса.

Может ли будущее проектирования печатных плат быть за робототехникой? Может быть, в носимых устройствах с гибкой схемой? Или, возможно, мы могли бы увидеть, как протоны заменяют электроны фотоникой. Что касается физических печатных плат, которые мы узнали, даже они могут измениться в будущем. Вместо физической среды для связи между компонентами существует потенциал для волновой технологии.Это позволит компонентам передавать сигналы по беспроводной сети без использования меди.

Что ждет в будущем?

Никто точно не знает, куда пойдет разработка печатных плат или даже электроники в целом. Прошло почти 130 лет с тех пор, как наши производственные мышцы пришли в движение. С тех пор мир навсегда изменился с появлением таких крупных новинок, как автомобили, электрические приборы, компьютеры, смартфоны и многое другое. Прошли те времена, когда мы полагались на уголь, древесину или нефть как на основные средства к существованию и выживание.Теперь у нас есть электроника, которая может удовлетворить наши повседневные потребности.

Но что нас ждет в будущем? Это большая неизвестность. Что известно, так это то, что каждое изобретение, которое было до нас, стояло на плечах своего предшественника. Наши предки разработали печатные платы в том виде, в каком они есть сегодня, и теперь наша задача - вводить новшества и революционизировать то, как мы проектируем и взаимодействуем с технологиями. Будущее может быть любым. Будущее зависит от тебя.

Готовы создавать технологии будущего? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!

,

Что такое печатная плата? Создание цепей путем соединения компонентов

Печатная плата (PCB) - это электрическая цепь, компоненты и проводники которой находятся внутри механической конструкции.

ALTIUM DESIGNER

Самый мощный, современный и простой в использовании инструмент для проектирования печатных плат для профессионального использования.

A printed circuit assembly

Печатная плата объединяет компоненты и проводники

Печатная плата представляет собой электрическую схему, компоненты и проводники которой содержатся внутри механической конструкции.К проводящим элементам относятся медные дорожки, контактные площадки, радиаторы или проводящие плоскости. Механическая конструкция изготовлена ​​из изоляционного материала, ламинированного между слоями проводящего материала. Вся конструкция покрыта гальваническим покрытием и покрыта непроводящей паяльной маской и шелкографией для обозначения расположения электронных компонентов.

Печатная плата состоит из чередующихся слоев токопроводящей меди со слоями непроводящего изоляционного материала. Во время изготовления внутренние слои меди протравливаются, оставляя следы меди для соединения компонентов схемы.После протравливания изоляционный материал наклеивается на медные слои и так далее, пока печатная плата не будет готова.

Электронные компоненты добавляются к внешним слоям печатной платы, когда все слои протравлены и ламинированы вместе. Детали для поверхностного монтажа применяются автоматически с помощью роботов, а детали для сквозного монтажа - вручную. Затем все детали припаиваются к плате с использованием таких методов, как пайка оплавлением или волной. На окончательную сборку наносится металлизация, после чего наносится паяльная маска и шелкография.

Прежде чем мы сможем ответить, что такое печатная плата, лучше всего понять, откуда появились печатные платы. Это был огромный путь к созданию HDI-конструкций с сотнями отверстий и печатных плат, электрические соединения которых питают все, от смартфонов до пульсометров и ракет. Процесс от монтажной платы до гибких печатных плат и других технологий будущего был увлекателен.

До появления печатных плат электрические схемы строились путем присоединения отдельных проводов к компонентам.Проводящие пути были выполнены путем пайки металлических компонентов вместе с проволокой. В более крупных схемах с множеством электронных компонентов было много проводов. Количество проводов было настолько большим, что они могли запутаться или занять большое пространство внутри конструкции. Отладка была сложной и страдала надежность. Производство шло медленно, что требовало ручной пайки нескольких компонентов к их проводным соединениям.

Set net rules from the Properties Panel

Сетевые правила компоновки устанавливаются при рисовании схемы.

Соединение электронных компонентов с цепями на печатных платах

Устранение необходимости в проводах путем прокладки цепей с медью на многослойных платах.Работая со схемой, разместите компоненты и соедините контакты вдоль слоев печатной платы с продуманным размещением цепей. Начните с автоматической трассировки и используйте ручную трассировку для важных сетей. Altium Designer предлагает автотрассировку для помощи при маршрутизации нескольких сетей.

После того, как вы учли количество нетто в схеме и определили потребности в маршрутизации для вашего макета, рассмотрите правила и ограничения проектирования.

Сегодня программное обеспечение для печатных плат обеспечивает схематический снимок для определения схем и их компонентов для проектирования в печатных платах.Конструкторы печатных плат работают со схемой, чтобы организовать компоненты на виртуальной плате, габаритные размеры которой были указаны инженером-механиком из группы разработчиков. Компоненты размещаются и разводка выполняется в соответствии с правилами проектирования, чтобы уменьшить шум за счет тщательно спланированных плоскостей заземления и планирования импеданса.

Электронная продукция в наши дни предъявляет многочисленные требования от гибких печатных плат до технологий поверхностного монтажа и компонентов для сложной сборки печатных схем. Процесс производства печатных плат будет значительно улучшен с помощью программного обеспечения, которое может точно отслеживать отверстия, следы и материалы организованным и безопасным образом.Кроме того, создание электронных устройств станет проще благодаря схематическому изображению, которое может легко преобразовывать файлы данных на протяжении всего процесса проектирования.

Use Properties Panel to set routing rules

Параметры дифференциальных пар маршрутизации устанавливаются на панели свойств.

Использование унифицированной программной среды EDA для сопоставления схем с макетами. выбор материала.Закупки и цепочки поставок - вот что важно для поиска материалов. Библиотеки компонентов в инструменте содержат информацию о поставщиках и ценах, а также электрические параметры. Производители привлекаются таким образом, чтобы определения материалов для набора слоев совпадали с практическими процессами производства печатных плат.

Зная свои посадочные места и ограничения размеров, используйте унифицированную среду Altium для включения в компоновку.

Печатные платы будут становиться все более технологичными с годами.К счастью, программное обеспечение для проектирования постоянно совершенствуется, чтобы упростить их разработку. При проектировании печатной платы вы меньше всего должны беспокоиться о том, как точно передать производителям отверстия на плате, где уложить медную фольгу или как нанести паяльную пасту. Чем больше слоев имеет ваша плата, тем больше вам нужен золотой стандарт в программном обеспечении САПР для ваших медных стандартов.

Altium Designer содержит все необходимые инструменты на единой платформе для проектирования и сборки печатной платы.От создания схемы до выпуска и производства, от механического определения размеров и эскизных чертежей до компоновки платы и посадочных мест компонентов - Altium поможет вам. Во время компоновки схемы могут быть установлены правила для определения высокоскоростных трасс для контроля импеданса. Компоненты могут быть выбраны из общей библиотеки, поэтому физические, а также электрические соображения могут быть учтены при выборе для последующего успеха.

Differential pairs are defined in schematic capture tool

Определите дифференциальные пары при захвате схемы с помощью инструкций

Altium реализует проектирование схем с помощью инструментов унифицированных печатных плат

Вам больше не нужно беспокоиться о том, что детали схемы, записанные в вашей схеме, будут перенесены в компоновку.Печатная плата и вся связанная с ней подложка, медь, отверстия, слои и дорожки будут производиться в процессе. Но это не должно вызывать беспокойства, если у вас есть точные и легко читаемые выходные данные программного обеспечения.

Унифицированная среда Altium включает в себя инструмент компоновки печатных плат, поэтому дизайнеры могут следовать цепям, которые вы проложили на схеме. Используйте директивы в захвате схемы, чтобы сообщить конструктору макета об ограничениях проекта. Контуры платы, разработанные вашей командой механиков, легко импортируются в инструмент компоновки плат Altium.Библиотеки компонентов связаны и согласованы в единой среде проектирования. Калькуляторы импеданса соответствуют спецификациям, указанным на схеме.

Унифицированная среда Altium Designer предоставляет все необходимые инструменты в одном месте. Начиная со схемы в каталоге проекта, ваши схемы фиксируются, и ваши цепи определяются. Здесь могут быть установлены правила и ограничения, которые будут перенесены в среду компоновки печатной платы, информируя вашего дизайнера компоновки. Механические чертежи легко импортируются в единую среду, поэтому контуры платы начинаются с их исходных точек.Библиотеки компонентов используются совместно разными инструментами EDA для одной платы, а не являются специальными. Благодаря библиотекам компонентов, связанных на предприятии, разработчики схем могут выбирать легкодоступные детали на ранних этапах цикла проектирования, сохраняя актуальность макета печатной платы к моменту ее выпуска в производство. Маршрутные сети сложны с унифицированными инструментами для расчета импеданса. Плоскости устанавливаются на ранней стадии в диспетчере стека слоев, поэтому высокоскоростные сигналы могут маршрутизироваться по полосковой линии, смежной с плоскостью заземления.

Не бросайте свои печатные платы обратно в дни печатных плат. Позвольте надежному программному обеспечению для проектирования печатных плат выполнять за вас тяжелую работу по созданию печатных плат. Altium Designer - лучший инструмент на рынке для проектирования и производства печатных плат для современного электронного рынка.

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о