• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Матеріали друкованої плати.

ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ КОНОТРОЛЬНОГО ЗАВДАННЯ

Розробка друкованої плати

Теоретичні відомості

Загальні теоретичні відомості.

Друкована плата це ізоляційна основа з нанесеними на ньому тонкими електропровідними покриттями, які виконують функції монтажних проводів і елементів схеми (наприклад, конденсаторів, котушок індуктивності, перемикачів, електричних рознімань і т.д.). ДП є деталлю, тому що вона не вимагає при виготовленні складальних операцій.

ДП - основа рішення проблеми компонування електричних елементів. У найбільш розвинутій формі - багатошарові ДП - задовольняє вимогам конструювання обчислювальних машин третього й наступного поколінь.

Друкований провідник - ділянка струмопровідного покриття, нанесена на ізоляційну основу.

Друкований монтаж - система друкованих провідників, що забезпечують електричне з'єднання елементів схеми.

Начіпні елементи – електро - і радіокомпоненти (ЕРК), установлювані на ДП і які мають електричний контакт із друкованими провідниками.

Контактна площадка - ділянка друкованого провідника, призначена для приєднання об'ємних провідників і виводів начіпних елементів. Ця ділянка оточує монтажний отвір або примикає до нього.

Монтажний отвір - металізований або неметалізований отвір, призначений для монтажу виводів начіпних елементів.

Кріпильний отвір - отвір, призначений для кріплення ДП або начіпних елементів до ПП.

Координатна сітка - сітка, що служить для визначення положення монтажних отворів, друкованих провідників і т.д.

Вільні місця - це ділянки ДП, де при розміщення провідників може бути виконано з дотриманням рекомендованих значень, щодо ширини провідників і відстані між провідниками й контактними площадками.

Вузькі місця – це ділянки ДП, де ширина провідників, відстані між ними й контактними площадками виконуються меншими, ніж рекомендовані (аж до мінімально припустимих).

Матеріали друкованої плати.

Заготовки для твердих друкованих плат - це кілька спресованих шарів скловолокна (звичайно 8 шарів), покритих мідною фольгою. Проміжок між шарами заповнено наповнювачем. Найпростіший спосіб розташування скляних волокон - коли вони перпендикулярні один одному. При різній орієнтації волокон у шарах міцністні характеристики матеріалу стають однаковими в усіх напрямках. Товщина матеріалу оцінюється без обліку мідної фольги. Товщина фольги однакова по обидва боки.

Основа: папір, скловолокно, кераміка, арамід.

Наповнювач: фенольна смола, епоксидна смола, поліестер, поліамидна смола, ефір ціанату, фторопласт.

Існує безліч матеріалів для ДП. Вони виконують роль діелектрика й розрізняються своїми електричними,механічними і температурними особливостями. Найбільш важливі характеристики, які враховуються при виборі діелектрика, є діелектрична постійна (особливо для високошвидкісних ДП) і температура склування Tg.

Таблиця 1

Параметри найбільш розповсюджених матеріалів для ДП

Механічні властивості склотекстоліту

Підложка являється основою для кріплення елементів друкованої плати, у свою чергу сама плата закріплюється в корпусі приладу. Тому матеріали для ДП повинні мати певну несучу здатність та міцність, а також забезпечувати якісне кріплення в корпусі приладу.

Міцність на вигин - це руйнуюче зусилля для бруска, закріпленого на кінцях і навантаженого у центрі.

Таблиця 2

Значення міцності на вигин (кг/см²) для деяких видів матеріалів.

Деформація під навантаженням - процентна зміна товщини при впливі навантаження. Цей параметр визначає здатність твердого пластику в зборці з іншими елементами, прикріпленими болтами, заклепками або іншими кріпильними пристосуваннями, зберігати постійної силу стиску, не виявляючи плинності або ослаблення твердості зборки.

Таблиця 3

Параметри щодо деформації під навантаженням для деяких матеріалів

Модуль еластичності при вигині може бути визначений для стискаючих, згинаючих і навантажень, що розривають.

Таблиця 4

Параметри модуля еластичності для деяких матеріалів

Діелектричні властивості склотекстоліту

При проектуванні ДП необхідно враховувати діелектричні властивості матеріалу (діелектрична проникність і тангенс кута діелектричних втрат). Від правильного вибору матеріалу залежить справна робота ДП.

Діелектрична постійна (проникність) - відношення ємності конденсатора, де як діелектрик використається випробовуваний матеріал, до ємності такого ж повітряного конденсатора.

Вона істотно залежить від типу

Рисунок 1, а) - конденсатор, що складається з паралельних провідних пластин; 1, б) - той же конденсатор з ізолюючим шаром між пластинами

Цю характеристику необхідно враховувати (особливо для високочастотних ДП) з тієї причини, що висока швидкодія сучасних ДП пред'являє особливі вимоги таких параметрів, як час затримки сигналів і ємність.

Швидкість передачі сигналів у провідниках залежить головним чином від діелектричної проникності. Її значення для сучасних діелектриків для друкованих плат лежать у межах 2,2 - 10,2. Затримка сигналу в лінії може перевищувати 6 нс/м.

Так само затримка збільшується зі збільшенням частоти подаваної напруги. Чим більше частота й тангенс кута втрат, тим сильніше спотворюється сигнал. Тангенскута діелектричних втрат в ізоляційних матеріалах визначається відношенням загальних втрат потужності в матеріалі до добутку напруги й струму в конденсаторі, у якому досліджуваний матеріал працює як діелектрик. Діелектричні втрати обумовлені нагріванням діелектрика. Їхніми складовими є втрати на електропровідність, поляризацію діелектрика, резонансні втрати (при частотах, що збігаються із власними частотами коливань електронів і іонів), втрати, обумовлені неоднорідністю. Чим менше тангенс кута втрат, тим вище якість радіоелементу.

Затримка сигналів залежить також і від довжини друкованих провідників. Якщо на провідник подати ідеальна, прямокутне, напруга то на виході сигнал «розмивається» з'являється зрушення фаз. У високочастотних друкованих платах через різну довжину провідників у кінцеві точки сигнал приходить у різний час і в різній фазі. Щоб цього уникнути, форму провідника коректуються таким чином, щоб їхня довжина була однаковою.

Часто на друкованій платі виконуються конденсатори. Це накладає обмеження на припустимі коливання діелектричної постійної, тому що в партії конденсаторів їхня величина їхніх ємностей повинна коливатися в межах заданої величини. Для FR4 на частоті 1 МГц значення діелектричної проникності не повинне перевищувати 5,4, а типове значення становить 4,5. Тангенс кута діелектричних втрат на цій частоті повинен бути не більше 0,035, а його типове значення 0,017.

Так само при проектуванні друкованих плат потрібно зважати на повний опір, що виникає між провідниками й «землею». Нижче наведені значення опорів для двосторонніх ДП з різними значеннями ширини провідника й товщини діелектрика.

Таблиця 5

Повні опори, Ом (товщина міді 35 мкм, діелектрична проникність 4,5)

Температура склування

Найбільше часто вживані матеріали для ДП створені на основі скловолокна з полімерним наповнювачем. Це обумовлено насамперед розмірною стійкістю скляного волокна в широкому діапазоні температур, а так само великою механічною міцністю й нагрівостійкістю. Область застосування таких матеріалів обмежена температурою склування Tg.

При низьких температурах рух молекул у полімерах відбувається повільно або майже відсутній, так що аморфний полімер крихкий і твердий, як скло, жорсткий і важкорозчинний. Нагрівання прискорює рух молекул, тому по мірі підвищення температури матеріал із твердого і крихкого перетворюється в досить м'який і пластичний. Температура такого переходу називається температурою склування. Вона тим вище, чим вище ступінь полімеризації полімеру.

Температура склування для полімерів із-за неоднорідності їхнього складу не має якогось конкретного значення. Зазвичай під температурою склування розуміють інтервал температур (наприклад, 135 - 170 градусів для FR4). Температура склування - це не температура плавлення, при якій матеріал переходить у рідкий стан. Тому що при досягненні Tg полімер стає пластичним, і він уже не може забезпечити розмірну точність ДП і її елементів.

У виробництві друкованих плат широко використається склотекстоліт. Це пружний, зносостійкий, високоомний шаруватий пластик на основі склотканини й полімерного зв’язувача. Склотканину формують із розплавленої скломаси. Склотекстоліт має високу теплостійкість, хімічну стійкість, високі діелектричні властивості, механічну міцність, низьку теплопровідність й малий коефіцієнт термічного розширення. Недоліки: крихкість, низька зносостійкість, погана адгезія.

Переглядів: 2408