Реферат: Материалы печатных плат. Материалы печатных плат реферат

Материалы печатных плат - Реферат

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СЕРВИСА

(ГОУ ВПО ВФ МГУС)

Волгоградский филиал

РЕФЕРАТ

по дисциплине: МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Тема: Материалы печатных плат

Выполнил:

Студент группы 1СКМТп

Петров Григорий

Васильевич

Проверил:

Преподаватель

дисциплины

_____________________

______________2006г.

Волгоград

2006

Содержание

Введение3

2. Технология получения слоистых пластиков5

3. Классификация и принцип маркировки8

4. Физико-химические свойства10

5. Механическая обработка слоистых пластиков17

Список литературы21

Введение

Замена в печатных схемах обычного трёхмерного проволочного монтажа двумерным, состоящим из сети проводников, которые размещаются на диэлектрической подложке это изобретение, связанное с именем К. Паролини (Франция, 1926г.), которое по важности можно сравнить с изобретением книгопечатания Гутенбергом.

Печатная плата (ПП) представляет собой изоляционную пластину, играющую роль механического каркаса ПП, на одну или обе поверхности которой нанесён токопроводящий рисунок (как правило медная фольга), сформированный проводниками, соединяющими электрорадиоэлементы (ЭРЭ) в соответствии с электрической схемой. ЭРЭ крепятся на печатную плату либо запайкой ножек деталей в специальные отверстия в ПП, обеспечивая механический крепёж ЭРЭ (dip-монтаж), либо поверхностным монтажом (пайкой элементов непосредственно на дорожки chip-монтаж).

Материалами печатных плат служат фольгированный стеклотекстолит либо фольгированный гетинакс, поэтому нас будут интересовать именно эти два продукта, а также составляющие их компоненты.

Изоляционная подложка печатной платы состоит из ряда пропитанных термореактивными смолами слоёв стекловолокна или бумаги, которые прессуют и отверждают в нагретых прессах. Токопроводящую схему выполняют либо так называемым способом удаления, когда изоляционный материал полностью закрывается медной фольгой и токопроводящий рисунок (линии и плоскости) создают, удаляя ненужные участки, либо способом наложения. В этом случае нужный токопроводящий рисунок создают металлизацией.

Схема строения фольгированного слоистого пластика

односторонний двухсторонний

металлическая фольга
клеевой слой
изоляционная подложка из слоистого пластика

Фольгированный гетинакс является менее прочным, чем стеклотекстолит, и достаточно ломким, но имеет лучшие электроизоляционные свойства и в 4 раза дешевле стеклотекстолита, поэтому он находит применение в изготовлении печатных плат для аппаратуры массового производства, при изготовлении которой одной из задач разработчика является минимальная стоимость прибора.

Фольгированный стеклотекстолит имеет гораздо лучшие механические свойства по сравнению с гетинаксом (не ломается и с трудом изгибается), поэтому нашёл применение в военной, вычислительной, измерительной и прочей прецезионной аппаратуре, где требуется высокая надёжность прибора, либо стойкость к механическим нагрузкам..

Применяемые для изготовления печатных плат фольгированные пластики делятся на односторонние и двусторонние. Учитывая современные тенденции постоянного уменьшения габаритов электроаппаратуры и внедрения поверхностного (chip-) монтажа, двусторонние печатные платы занимают приоритетное положение надо односторонними. Односторонние печатные платы имеет смысл применять для реализации простейших небольших электрических схем.

Помимо этого, изготовление современных сложнейших вычислительных и бытовых приборов требует применения многослойных печатных плат. Это связано с усложняющейся с каждым годом схемотехникой современной аппаратуры.

2. Технология получения слоистых пластиков

Как уже отмечалось, слоистые пластики состоят из волокнистого наполнителя, пропитанного связующим - как правило фенолформальдегидной смолой. При этом, если применяют пропитанную бумагу, материал называют гетинаксом, если ткань из синтетических волокон текстолитом, если стеклоткани стеклотесктолитом. В качестве клеевого слоя для приклейки фольги при создании фольгированных слоистых пластиков применяют синтетические термореактивные клеи как таковые или использут клеящие свойства связующего, содержащегося в пропитанном наполнителе.

Стекловолокнистые на

www.studsell.com

Реферат Материалы печатных плат

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СЕРВИСА»

(ГОУ ВПО ВФ МГУС)

Волгоградский филиал

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»

Тема: Материалы печатных плат

Выполнил:

Студент группы 1СКМТп

Петров Григорий

Васильевич

Проверил:

Преподаватель

дисциплины

_____________________

«___»___________2006г.

Волгоград

2006

Содержание

Введение 3

2. Технология получения слоистых пластиков 5

3. Классификация и принцип маркировки 8

4. Физико-химические свойства 10

5. Механическая обработка слоистых пластиков 17

Список литературы 21

Введение

Замена в печатных схемах обычного трёхмерного проволочного монтажа двумерным, состоящим из сети проводников, которые размещаются на диэлектрической подложке – это изобретение, связанное с именем К. Паролини (Франция, 1926г.), которое по важности можно сравнить с изобретением книгопечатания Гутенбергом.

Схема строения фольгированного слоистого пластика

односторонний двухсторонний

2. Технология получения слоистых пластиков

Как уже отмечалось, слоистые пластики состоят из волокнистого наполнителя, пропитанного связующим - как правило фенолформальдегидной смолой. При этом, если применяют пропитанную бумагу, материал называют гетинаксом, если ткань из синтетических волокон – текстолитом, если стеклоткани – стеклотесктолитом. В качестве клеевого слоя для приклейки фольги при создании фольгированных слоистых пластиков применяют синтетические термореактивные клеи как таковые или использут клеящие свойства связующего, содержащегося в пропитанном наполнителе.

Стекловолокнистые наполнители. Стекловолокна для изготовления стекловолокнистых наполнителей производят по следующей схеме.

Из исходных компонентов (песок, глинозем, мел, кальцинированная сода, борная кислота и некоторые другие) путем смешения приготовляется шихта. Шихта плавится в печах для получения расплава стекла. Из расплава отформовываются стеклянные шарики, которые затем загружаются в платиновый тигель, имеющий в своем днище от 100 до 1200 и более отверстий (фильер) малого диаметра. После расплавления стеклянных шариков в тигле до получении вязкой массы (температура 1200—1400 С) из нее через фильеры вытягиваются непрерывные волокна, собирающиеся затем в пучок, который наматывается па приемную бобину. Перед намоткой пучка на бобину производится так называемое «замасливание» этого пучка так, чтобы нити в нём имели необходимое сцепление между собой. Для этого сразу по выходе элементарных волокон из фильер и сбора этих нитей в пучок устанавливается замасливающее yстройство (в простейшем виде это наклонный лоток), в которое непрерывно поступает замасливатель. В результате на бобину наматывается комплексная нить со склеенными в ней элементарными волокнами. Скорость вытягивания элементарных стекловолокон при этом достигает 50 м/с и более.

Полученные комплексные нити затем разматываются с бобины, складываются друг с другом в нужном числе сложений и подвергаются кручению (до 150 витков на 1 м) для получения нитей, из которых затем на ткацких станках изготовляются стеклоткани. Для некоторых рулонных наполнителей после сложения комплексных нитей или совсем не производят крутку, или делают минимальное число витков. Такие нити называют ровницей или жгутом. Из жгутов на специальных станках изготовляют так называемые нетканные наполнители.

Для получения штапельного волокна по выходе стеклянных волокон из фильер на них из специального сопла с большой скоростью подается струя воздуха или нагретого пара, которая разбивает непрерывные волокна на короткие отрезки. Из этого волокна затем прядут нити с последующим изготовлением штапельных стеклотканей или эти волокна принимаются на конвейерную ленту и превращаются в рулонный материал в виде стекловойлоков, называемых также матами.

Состав стёкол, применяемых для изготовления стеклотканей

Вид стекла	Состав, %
Вид стекла	SiO2	Al2O3	B2O3	CaO	MgO	Fe2O3	Na2O
Алюмоборосиликатное (бесщелочное)	53-54	14	8-12	16	4	0.2-0.7	0.5-0.7
Известково-натриевое (щелочное) для изготовления кремнеземного	72	0.5	нет	6	4	0.08	17-18

Вид стеклоткани до и после опрессования между влажными прокладками при 160С

Изготовление фольгированных слоистых пластиков Фольгирование листовых слоистых пластиков может производитьсядвумя методами. По первомуиз них металлическая фольга приклеивается к уже готовому слоистомупластику, по второму приклейка фольги осуществляется одновременно с формованием подложки. Однако приклейка металлической фольги к готовому слоистому пластику вызывает трудности, связанные с недостаточно ровной поверхностью последнего, с отклонениями в толщинах склеиваемых материалов, а также с существованием допусков в расстоянии между плитами гидравлических прессов. Всё это в конечном счёте затрудняет создание необходимого надёжного контакта между металлической фольгой и готовым слоистым пластиком. При этом применение повышенной толщины клеевого слоя для устранения неровностей приводит, как правило, к уменьшению прочности сцепления фольги и слоистого пластика ввиду возникновения на границе раздела слоёв повышенных скалывающих напряжений.

В этом отношении приклейка металлической фольги к изоляционной подложке в процессе формования фольгированного материала позволяет использовать для выравнивания поверхности текучесть связующего в пропитанном

наполнителе во время его нагревания при прессовании. Поэтому второй способ является основным в производстве фольгированных слоистых пластиков.

Для изготовления слоистых пластиков в зависимости от их назначения применяют: медную, никелевую или константановую фольгу. Медная и никелевая фольга применяется главным образом для фольгированных слоистых пластиков электротехнического назначения в целях изготовления печатных плат, константановая – для слоистых пластиков, предназначенных для изготовления реостатных и нагревательных элементов.

Выбор материалов для подложки и клеевого слоя, так же как и при изготовлении обычных слоистых пластиков, зависит от рабочей температуры фольгированного материала и от ряда специфических требований, предъявляемых к последнему.

Процесс изготовления фольгированного слоистого пластика по второму, наиболее принятому способу, сводится к пропитке наполнителей соответствующими связующими, сушке, если был применён лаковый раствор связующего, разрезке пропитанного наполнителя на нужные размеры, сборке заготовок, сборке пачек и пакетов для прессования, прессованию последних в гидравлическом прессе и обрезке торцов готового материала.

Пропитку наполнителей лаковыми растворами связующих ведут так же, как и для обычных слоистых пластиков. Нанесение клеевого слоя на металлическую фольгу производят на машинах, где осуществляется схема лакировки фольги. Эти машины аналогичны машинам для лакировки бумаги.

В качестве клеевого слоя иногда применяют специальные клеевые плёнки. В этом случае исключается процесс нанесения клея на металлическую фольгу и клеевая плёнка укладывается перед прессованием в пачку.

Во время прессования клей сразу после его расплавления под давлением прессования, если применена фольга, на поверхности которой созданы оксидные кристаллы, вдавливается в пространство между последними распространяется под влиянием этого давления по поверхности фольги.

3. Классификация и принцип маркировки

Классификация различных марок стеклотекстолита и гетинакса

Класс нагревостойкости	Предельно допустимая рабочая температура, °С	Название слоистого пластика	Промышленная марка	Возможность применения				Преимущественные области применения
				Для напря-жений до 1000 В		Свыше 1000 В
				При норм. климати-ческих условиях	Во влажном тропи-ческом климате	При норм. климати-ческих условиях	Во влажном тропи-ческом климате
А	105	гетинакс	I	+	-	-	-	Монтажные панели, распределительные щиты, перегородки, панели, рейки, шайбы, клинья
			III	+	-	-	-	То же, но в морских условиях
			IV	+	+	+	+	То же, что марка I, но во влажных тропических условиях
			V-1, V-2	+	-	+	-	Материал с повышенной электрической прочностью и низким tgδ
			VI	+	-	+	-	Для работы в трансформаторном масле и на воздухе при повышенных частотах
			VII	+	-	+	-	Радиотехнического назначения
			VIII	+	-	+	-	То же, материал с пониженной степенью коробления
В	130	стеклотекстолит	СТ, СТ-1	+	+	-	-	Для низковольтных деталей, работающих по классу нагревостойкости В (130°С) или во влажном тропическом климате
F	155		СТЭФ, СТЭФ-1	+	+	+	-	Для деталей, работающих по классу нагревостойкости F (155°С), с требованиями повышенной механической прочности
F	155		СТВЭ	+	+	+	+	То же для работы во влажном тропическом климате
H	180	стеклотекстолит	СТК	+	+	+	-	Для деталей сухих трансформаторов шахтного взрывобезопасного исполнения и других деталей, работающих при температуре180°С или кратковременно до 300°С
			СТ-ЭТФ	+	+	+	+	С высокими механическими и электрическими свойствами при температуре до 180°С
			СТК-41/4	+	+	+	-	То же, что СТК, но с повышенной монолитностью и влагостойкостью
			СТВК	+	+	+	+	То же, что СТК, 41/V, для работы во влажных тропических условиях

4.Физико-химические свойства

М еханическая прочность. У слоистых пластиков, так же как и у металлов, но в гораздо большей степени, наблюдается зависимость механической прочности от времени приложения механической нагрузки.

Зависимость разрушающих напряжений при изгибе слоистых пластиков от времени приложения механического напряжения.

1 – гетинакс I;

2 – стеклотекстолит СТ;

3 – стеклотекстолит СТЭФ

Аналогично металлам, разрушение слоистых пластиков при приложении повторно-переменных напряжений можно объяснить тем, что в результате внутреннего трения в материале возникают и постепенно расширяются трещины, ослабляющие его вплоть до разрушения. Так, многократное приложение нагрузки, составляющей всего 75% предела прочности при растяжении в течение 20 с, вызвало следующее изменение механических свойств гетинакса:

Характер приложения механического напряжения	Предел прочности при растяжении, % к исходному
Исходное состояние	100
После пятидесятого приложения нагрузки	92
После сотого приложения нагрузки	85

Для оценки материалов при циклических нагружениях пользуются показателем предела выносливости, который показывает максимальное напряжение, при котором материал выдерживает приблизительно 10 млн. повторных циклов без разрушения. Ниже приводятся ориентировочные данные о пределах выносливости некоторых слоистых пластиков.

Вид нагрузки	Предел выносливости для различных слоистых пластиков, МПа
Вид нагрузки	стеклотекстолит	гетинакс	текстолит
Изгиб	60	35-40	27.5-30
Растяжение и сжатие	-	58	39

Предел выносливости слоистых пластиков зависит от содержания связующего. При этом увеличение содержания смолы, например, в гетинаксе, с 40% до 50% уменьшает его предел выносливости примерно на 20%

Влияние нагревания. Механические свойства большинства видов слоистых пластиков довольно сильно изменяются даже при небольшом повышении температуры.

В лияние температуры испытания на предел прочности при растяжении

1 – гетинакс I стеклотекстолит СТ

2 – текстолит А

З ависимость предела прочности слоистых пластиков при сжатии перпендикулярно слоям от температуры

1 – стеклотекстолит СТ-ЭТФ

2 – стеклотекстолит СТЭФ

3 – стеклотекстолит СТ

4 – гетинакс I

5 – текстолит А

Как видно из графиков, понижение прочности у различного вида слоистых пластиков происходит в неодинаковой степени и зависит от вида как применяемого связующего, так и наполнителя.

Длительное нагревание слоистых пластиков приводит в конечном счёте к довольно большому снижению их механических свойств.

Зависимость предела прочности при статическом изгибе слоистых пластиков от времени старения при температуре 160С (измерения при 20С)

1 – стеклотекстолит СТ

2 – гетинакс I

Как видно из графика, некоторое превышение предела прочности при статическом изгибе гетинакса после первого месяца нагревания следует объяснить процессом увеличения степени отверждения связующего, которое при прессовании гетинакса этой марки, по-видимому, прошло не до конца.

Однако нагревание слоистых пластиков при недопустимо высоких температурах может привести к резкой деструкции либо связующего, либо наполнителя. Так, при нагревании слоистых пластиков, изготовленных с применением фенолформальдегидных связующих, начиная примерно с 200C появляется науглероживание этих связующих, которое усиливается при повышении температуры до 300-400С. В то же время при нагревании слоистых пластиков, изготовленных с применением эпоксиднофенолформальдегидного связующего, при упомянутых температурах начинается сильная деструкция связующего с возгонкой продуктов деструкции без существенного образования продуктов обугливания. Если в первом случае, даже при полном обугливании связующего, ещё остаётся ощутимая механическая прочность за счёт оставшегося кокса, способного в некоторой степени связывать между собой слои наполнителя, то во втором случае практически наступает полное разрушение пластика.

Помимо падения жёсткости слоистых пластиков по мере увеличения температуры нагревания, также ухудшаются их электрические свойства, что видно из графиков.

Зависимость кратковременной электрической прочности слоистых пластиков от температуры испытания

1 – стеклотекстолит СТ

2 – стеклотекстолит СТК

3 – гетинакс I

Однако снижение такого показателя электрических свойств как электрическая прочность, происходит и после теплового старения слоистых пластиков. Из приведённых ниже графиков следует, что если даже кратковременный нагрев до соответствующей температуры может не влиять на электрическую прочность слоистого пластика, то тепловое старение при такой же температуре приводит к снижению его электрической прочности.

Влияние теплового старения Зависимость электрической прочности

на кратковременную электрическую гетинакса I и стеклотекстолита СТ

прочность стеклотекстолита СТК от времени старения при 160С

(температура испытания 20С)

1 – стеклотекстолит СТ

2 – гетинакс I

Влияние увлажнения. Большинство слоистых пластиков обладает сравнительно высокой влагопоглощаемостью. Исключение составляют такие пластики как текстолит ЛТ и стеклотекстолит СТВЭ, изготовленные с применением негидрофильных наполнителей, у которых водопоглощаемость оказывается и существенно не увеличивается при продолжительном увлажнении. У всех других видов слоистых пластиков с течением времени водопоглощение увеличивается до насыщения. Одновременно с увеличением водопоглощения изменяются и размеры самого пластика.

Зависимость водопоглощения и изменения размеров слоистых пластиков от времени пребывания в воде.

А – водопоглощение Б – изменение размеров

1 – текстолит Вч 1 – длины текстолита Вч

2 – стеклотекстолит СТ 2 – длины стеклотекстолита СТ

3 – стеклотекстолит СТ-1 3 – длины стеклотекстолита СТ-1

4 – толщины текстолита Вч

5 – толщины стеклотекстолита СТ

6 – толщины стеклотекстолита СТ-1

Из сравнения графиков следует, что водонасыщение у стеклотекстолитов наступает гораздо раньше, чем у гетинакса и текстолита типа Вч, и что после наступления водонасыщения прекращается и изменение размеров слоистых пластиков. После пребывания слоистых пластиков в воде их механическая прочность несколько падает и, например для отдельных видов стеклотекстолитов это падение достигает 20-25%. Однако механическая прочность таких стеклотекстолитов восстанавливается после сушки при умеренной температуре (около 105С). Снижение механических свойств наблюдается у слоистых пластиков, способных к существенному влагопоглощению после пребывания при высокой относительной влажности воздуха. Так, у стеклотекстолита марки СТЭФ, после его пребывания в течение 6 мес. при относительной влажности воздуха 98-100%наблюдается падение предела прочности при растяжении на 5%, удельной ударной вязкости на 7% и предела прочности при изгибе даже на 50%.

Также увлажнение в заметной степени ухудшает электрические характеристики слоистых пластиков. При этом очень чувствительными показателями оказываются tg  и сопротивление изоляции, что видно из графиков.

Зависимость tg  (при 50 Гц) от времени увлажнения слоистых пластиков при относительной влажности воздуха 98% и температуре 35С

1 – стеклотекстолит ЛТ

2 – стеклотекстолит ЛТВЭ

3 – стеклотекстолит СТЭФ

4 – гетинакс IV

5 – стеклотекстолит СТ

6 – гетинакс I

При этом сушка слоистых пластиков после увлажнения не всегда приводит к восстановлению электрических свойств до исходного состояния. Так после увлажнения стеклотекстолита СТЭФ при относительной влажности 95-98% и температуре 30С, tg  его возрастает с 3 до 23-26%. Однако даже после продолжительной сушки при 160С tg  остаётся выше 10-15%. В меньшей степени ухудшается удельное объёмное сопротивление слоистых пластиков.

Зависимость удельного объёмного сопротивления слоистых пластиков от времени увлажнения при относительной влажности воздуха 95-98% и температуре 35С

1 – гетинакс I

2 – гетинакс IV

3 – стеклотекстолит СТВЭ

4 – стеклотекстолит СТ

5 – стеклотекстолит СТЭФ

6 – текстолит А

7 – текстолит ЛТ

Влияние времени приложения электрического напряжения. Электрическая прочность слоистых пластиков зависит от продолжительности приложения электрического напряжения. Если причиной понижения механической прочности являются релаксационные процессы, то продолжительное действие электрического напряжения, по-видимому, связано с вызываемыми им процессами ионизации воздуха в порах слоистого пластика и в конечном счёте со сквозным расширением этих пор за счёт ударов ионов воздуха в стенки этих пор. После появления в слоистом пластике за счёт длительного приложения электрического напряжения сквозных пор, наполненных ионизированным воздухом, происходит ионный элестрический пробой материала. Однако если слоистый пластик обладает повышенным значением tg , то раньше, чем наступит ионный пробой, может вследствие очень сильного разогревания и обугливания слоистого пластика произойти тепловой пробой. Поэтому электрическая прочность большинства слоистых пластиков при высокой частоте, когда степень ионизаци воздуха увеличивается, оказывается существенно более низкой, чем при токе промышленной частоты. Так, если гетинакс, имеющий tg  около 0.1, при температуре 90С выдерживает в течение 1 мин вдольслоёв при частоте 50 Гц и расстоянии между электродами 50 мм напряжение в 55 кВ, то при частоте тока 100 кГц он выдерживает только 25 кВ.

Зависимость электрической прочности слоистых пластиков перпендикулярно слоям от времени приложения электрического напряжения (частотой 50 Гц)

1 – стеклотекстолит СТЭФ при 20С

2 – то же при 100С

3 – гетинакс I при 20С

4 – то же при 100С

5 – стеклотекстолит СТ при 20С

6 – то же при 100С

5. Механическая обработка слоистых пластиков

Слоистые пластики могут подвергаться всем видам механической обработки, которые применяются для изготовления деталей из металлов. Однако если изготовление деталей из слоистых пластиков не сводится к получению отдельных разовых партий, когда можно пренебречь износом режущего инструмента, то режимы резания и геометрия режущего инструмента отличаются от тех, которые применяются для изготовления деталей из металлов.

В отличие от металлов слоистые пластики обладают меньшей теплопроводностью (в 200 раз меньшей, чем железо, медь). При этом применение охлаждающих жидкостей или воды недопустимо, так как они могут приводить к ухудшению физико-механических и особенно электрических свойств слоистых пластиков. Применение воздуха для охлаждения режущего инструмента и деталей не является достаточно эффективным.

Более эффективным средством для отвода тепла, когда уменьшается контактная площадь соприкосновения режущего инструмента с поверхностью пластмассы, является применение такого инструмента, у которого главные и вспомогательные задние углы максимально увеличены. Одновременно меньшие механическая прочность и твердость слоистых пластиков требуют меньшей силы резания (в 6 – 20 раз меньше, чем у металлов). Это позволяет делать режущую часть инструмента более заостренной, без опасения потерь её прочности.

Однако при всех этих условиях следует учитывать, что при неправильных режимах резания может происходить подгорание пластмасс с поверхности или возникновение вследствие перегрева даже внутри деталей процессов деструкции, приводящих к ухудшению физико-механических и электрических свойств материала деталей. Несмотря на меньшую потребность в усилиях резания, слоистые пластики оказывают довольно большое влияние на износ режущего инструмента. Особенно это относится к стеклотекстолитам, когда абразивные свойства материала приводят к быстрому износу режущего инструмента и даже приходится прибегать к применению алмазного инструмента.

Некоторого уменьшения износа режущего инструмента можно достигнуть путем интенсивного удаления стружки и пыли, которые могут способствовать преждевременному его износу. Такое удаление необходимо также во избежание скапливания в помещении пыли, образующейся при обработке слоистых пластиков. Поэтому оборудование, применяемое для обработки, должно быть снабжено надёжным отсасывающим устройством.

Ниже приводятся методы механической обработки и режима резания, применение которых дает достаточно удовлетворительные результаты.

Разрезание и распиливание. Листовые слоистые пластики тонких размеров могут разрезаться на ножницах гильотинного типа. Однако удовлетворительная кромка в этом случае получается только при малых толщинах слоистых пластиков (часто не превышающих 2 – 3 мм). Для ровной обрезки листы материала должны быть хорошо прижаты к столу гильотинных ножниц в местах, непосредственно прилегающих к нижнему лезвию. Угол между режущими кромками обычно берут равным 6 – 8°.

Гетинакс, текстолит и древесный слоистый пластик толщиной от 3 до 25 мм распиливают циркулярными пилами, выше 25 мм – ленточными пилами.

При этом поверхность раздела тем чище, чем меньше выступает диск пилы над поверхностью распиливаемого материала. Вместе с тем это приводит к более быстрому затуплению зубьев и уменьшению производительности пилы вследствие необходимости уменьшения подачи во избежание подгорания материала. Поэтому высоту установки дисковой пилы в зависимости от требуемой чистоты разрезаемой поверхности подбирают практически.

Дисковые пилы могут быть с разведёнными или неразведёнными зубьями. В последнем случае диск пилы должен иметь вспомогательный угол в плане не менее 1 – 2°.

Дисковые пилы должны быть из быстрорежущей стали твердостью Rc = 62 – 64 с хорошо отшлифованной поверхностью. При этом скорость резания должна находиться на уровне 2000—3000 м/мин. Подача материала при обрезке колеблется и зависимости от толщины материала от 12 (для толщины 4 мм) до 2 (для толщины 20 мм) м/мин. При необходимости получения чистой поверхности подача должна быть уменьшена.

Ленточные пилы не дают достаточно чистой поверхности. Однако с их помощью можно разрезать гетинакс или текстолит толщиной до 250 мм.

Полотна ленточных пил должны иметь разводзубьев в половину толщины ленты пилы в каждую сторону. Число зубьев - 2 – 3 на 10 мм. Скорость полотна пилы 1200 – 1500 м/мин. Подача колеблется от 2 (для толщины 20 мм) до 0,4 (для толщины 100 мм) м/мин.

Применение вышеупомянутого инструмента для разрезания стеклотекстолита вследствие быстрого износа режущего инструмента не оказывается эффективным. Для этого следует применять абразивные или алмазные круги. Однако и при применении абразивных кругов наблюдается их большой износ, приводящий к тому, что их приходится менять почти каждую смену. В этом отношении алмазные круги (типа АСМ или АСБ) оказываются несравненно более стойкими (в 25 – 30 раз).

Сверление. Для сверления отверстий с малым диаметром глубиной до 6 мм можно применять перовые сверла. Для сверления отверстий диаметром 10 мм и глубиной до 10 мм применяют спиральные сверла, для отверстий диаметром от 10 до 24 мм можно рекомендовать сверла с режущими кромками из твердого сплава. Перовые и спиральные сверла должны быть изготовлены из быстрорежущих сталей Р-9 и Р-18. Режущие кромки из твердого сплава должны изготовляться из твердых сплавов ВК-6, ВК-8 или ВК-3М. Твердость рабочей части сверла после закалки и многократного отпуска должна находиться на уровне Rc = 62 – 64. Угол заострения резца для текстолита должен составлять 55 – 60°, гетинакса 100 – 110°. Задний угол на периферии следует принимать равным 10 – 15°. Скорость резания при работе со спиральными свёрлами из быстрорежущей стали зависит от диаметра отверстий и не должна превышать 60 м/мин (во избежание подгорания стенок материала). Подача должна быть не выше 0,3 и не менее 0,05 мм/оборот.

При сверлении отверстий свёрлами с режущей частью из твердых сплавов скорость резания можно увеличивать в 2 – 2,5 раза.

Во избежание расслоения слоистых пластиков необходимо соблюдать следующие условия: хорошее крепление обрабатываемого материала, плотное прилегание его к опорной поверхности, применение подкладок, хороший отвод стружки.

Во всех случаях следует учитывать, что благодаря спружиниванию материала слоистого пластика диаметр отверстия получается на 0,01 – 0,05 мм меньше, чем диаметр сверла.

Нарезание резьбы. Для нарезания наружной резьбы применяют резьбонарезные головки с круглыми гребенками. Для получения внутренней резьбы пользуются метчиками. Инструмент должен быть изготовлен из быстрорежущей стали с широким и круглым профилем зуба и углом заточки 60°. Для отвода стружки метчики должны быть с тремя канавками. Перо не должно быть широким во избежание увеличения трения и забивания канавки стружкой.

Углы режущей кромки: передней =15°, задней =5-8°. При нарезанни резьбы производится смазка резьбового инструмента маслом, пчелиным воском, тальком и т.п.

Штампование, вырубка и пробивание. Для успешного осуществления этих операций необходимо применение штампов с плотным прижимом листа и изделия в рабочий момент. Режущие кромки пуансона и матрицы должны быть острыми, а зазор между пуансоном и отверстием матрицы не превышать 10 – 15% толщины листа (лучшие результаты получаются, когда этот зазор не превышает 0,025 – 0,05 мм).

Конусность пуансона для его выемки во избежание образования отрыва материала («ореолы») рекомендуется выдерживать в 5° (задний угол). Материал штампа – углеродистая сталь У-9, имеющая твердость после закалки и отпуска Rс = 54 – 56.

При вырубке прямоугольных отверстий необходимо закруглять острые углы радиусом не менее 0,5 мм. Диаметр штампуемого отверстия, как правило, не должен быть меньше толщины материала. Расстояние вырубаемого отверстия от края, а также расстояние между вырубаемыми отверстиями должно не менее чем в 2 – 3 раза превышать толщину штампуемогоматериала.

Способность к штампованию слоистых пластиков находится в прямой зависимости от относительного удлинения, к которому способен материал при мгновенном его разрыве.

В этом отношении слоистые пластики электротехнического назначения могут быть расположены по степени штампуемости в порядке убывания следующим образом: текстолит ЛТ, текстолиты А и Б, стеклотекстолит, гетинакс. Для каждого вида слоистых пластиков существует свой предел толщины, выше которого не удается получать детали удовлетворительного качества. Эта предельная толщина колеблется от 2 до 3 – 4 мм (начиная с гетинакса и кончая текстолитом ЛТ). Лучшие результаты получаются при подогреве слоистых пластиков до температуры 60 – 80°С. Однако такие материалы, как текстолит ЛТ и текстолиты А и Б, можно штамповать без подогрева.

При подогреве материалов перед штампованием следует учитывать усадку, которая связана с температурным коэффициентом расширения слоистых пластиков, лежащим в пределах от (1,7…3,5)х10-5 °С-1.

Одновременно следует учитывать способность слоистых пластиков к спружиниванию. Спружинивание при этом колеблется в пределах от 0,02 до 0,13 мм (для стеклотекстолита, гетинакса и текстолита).

Оценка степени штампуемости слоистых пластиков толщиной 1,5 мм

Наименование и марка слоистого пластика	Степень штампуемости
Наименование и марка слоистого пластика	без подогрева	с подогревом
Гетинакс I	4 – 5	5 – 6
Гетинакс VI	5	6
Стеклотекстолит	5 – 6	6
Текстолиты А и Б	5 – 6	6 – 7
Текстолит ЛТ	6	7

Список литературы

Барановский ВВ, Дулицкая ГМ. Слоистые пластики электротехнического назначения. М. Энергия, 1976
Кноп А, Шейб В. Фенольные смолы и материалы на их основе. М. Химия, 1983
Устинов СН. Комплексные фенольно-анилино-формальдегидные смолы для пластмасс и слоистых пластиков. «Хим. промышленность», 1959, №1, с.42-44
Киселёв БА. Стеклопластики. М. Госхимиздат, 1961, 330с
Шишко ВИ, Барановский ВВ, Аврасин ЯД, Рекст ВБ, Якобан БВ, Замкевич ВИ, Вакуленко ЕГ. Стеклотекстолиты на основе нетканых стекловолокнистых армирующих материалов. «Пластмассы», 1972, №3, с.70-72
Шугал ЯЛ. Фольгированные слоистые пластики в электротехнической промышленности. М. «Информстандартэлектро»,1968, 32с.
Смельницкий ФС, Горелов НВ, КоноваловПГ. Фольгированные слоистые пластики для печатных схем. М. Энергия, 1969
Барановский ВВ, Шугал ЯЛ. Слоистые пластики электротехнического назначения. М.-Л. Госэнергоиздат, 1963, 229с.

nreferat.ru

Реферат - Материалы печатных плат

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГООБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙУНИВЕРСИТЕТ СЕРВИСА»

(ГОУ ВПО ВФ МГУС)

Волгоградский филиал

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»

Тема: Материалыпечатных плат

Выполнил:

Студентгруппы 1СКМТп

ПетровГригорий

Васильевич

Проверил:

Преподаватель

дисциплины

_____________________

«___»___________2006г.

Волгоград

2006

Содержание

Введение… 3

2. Технология получения слоистыхпластиков… 5

3. Классификация и принципмаркировки… 8

4. Физико-химические свойства… 10

5. Механическая обработка слоистыхпластиков… 17

Список литературы… 21

Введение

Замена в печатных схемах обычного трёхмерного проволочногомонтажа двумерным, состоящим из сети проводников, которые размещаются надиэлектрической подложке – это изобретение, связанное с именем К. Паролини(Франция, 1926г.), которое по важности можно сравнить с изобретением книгопечатанияГутенбергом.

Печатнаяплата (ПП) представляет собой изоляционную пластину, играющую рольмеханического каркаса ПП, на одну или обе поверхности которой нанесёнтокопроводящий рисунок (как правило медная фольга), сформированный проводниками,соединяющими электрорадиоэлементы (ЭРЭ) в соответствии с электрической схемой.ЭРЭ крепятся на печатную плату либо запайкой ножек деталей в специальныеотверстия в ПП, обеспечивая механический крепёж ЭРЭ (dip-монтаж), либо поверхностным монтажом (пайкой элементовнепосредственно на дорожки – chip-монтаж).

Материаламипечатных плат служат фольгированныйстеклотекстолит либо фольгированныйгетинакс, поэтому нас будут интересовать именно эти два продукта, а такжесоставляющие их компоненты.

Изоляционнаяподложка печатной платы состоит из ряда пропитанных термореактивными смоламислоёв стекловолокна или бумаги, которые прессуют и отверждают в нагретыхпрессах. Токопроводящую схему выполняют либо так называемым способом удаления,когда изоляционный материал полностью закрывается медной фольгой итокопроводящий рисунок (линии и плоскости) создают, удаляя ненужные участки,либо способом наложения. В этом случае нужный токопроводящий рисунок создаютметаллизацией.

Схема строения фольгированногослоистого пластика

односторонний двухсторонний

-

металлическая фольга

-

клеевой слой

-

изоляционная подложка изслоистого пластика

Фольгированный гетинакс являетсяменее прочным, чем стеклотекстолит, и достаточно ломким, но имеет лучшиеэлектроизоляционные свойства и в 4 раза дешевле стеклотекстолита, поэтому оннаходит применение в изготовлении печатных плат для аппаратуры массовогопроизводства, при изготовлении которой одной из задач разработчика являетсяминимальная стоимость прибора.

Фольгированный стеклотекстолитимеет гораздо лучшие механические свойства по сравнению с гетинаксом (неломается и с трудом изгибается), поэтому нашёл применение в военной,вычислительной, измерительной и прочей прецезионной аппаратуре, где требуетсявысокая надёжность прибора, либо стойкость к механическим нагрузкам..

Применяемые для изготовленияпечатных плат фольгированные пластикиделятся на односторонние и двусторонние. Учитывая современныетенденции постоянного уменьшения габаритов электроаппаратуры и внедренияповерхностного (chip-) монтажа, двусторонние печатные платы занимают приоритетноеположение надо односторонними. Односторонние печатные платы имеет смыслприменять для реализации простейших небольших электрических схем.

Помимо этого, изготовлениесовременных сложнейших вычислительных и бытовых приборов требует применения многослойных печатных плат. Это связанос усложняющейся с каждым годом схемотехникой современной аппаратуры.

2. Технологияполучения слоистых пластиков

Как уже отмечалось, слоистые пластикисостоят из волокнистого наполнителя, пропитанного связующим — как правило фенолформальдегидной смолой. При этом,если применяют пропитанную бумагу, материал называют гетинаксом, если ткань из синтетических волокон – текстолитом, если стеклоткани – стеклотесктолитом. В качестве клеевогослоя для приклейки фольги при создании фольгированных слоистых пластиковприменяют синтетические термореактивные клеи как таковые или использут клеящиесвойства связующего, содержащегося в пропитанном наполнителе.

Стекловолокнистые наполнители.Стекловолокна для изготовления стекловолокнистыхнаполнителей производят по следующей схеме.

С) из нее через фильерывытягиваются непрерывные волокна, собирающиеся затем в пучок, которыйнаматывается па приемную бобину. Перед намоткой пучка на бобину производитсятак называемое «замасливание» этого пучка так, чтобы нити в нём имелинеобходимое сцепление между собой. Для этого сразу по выходе элементарныхволокон из фильер и сбора этих нитей в пучок устанавливается замасливающееyстройство (в простейшем виде это наклонный лоток), в которое непрерывнопоступает замасливатель. В результате на бобину наматывается комплексная нитьсо склеенными в ней элементарными волокнами.Скорость вытягивания элементарных стекловолокон при этом достигает 50 м/с иболее.

Полученные комплексные нити затемразматываются с бобины, складываются друг с другом в нужном числе сложений иподвергаются кручению (до 150 витков на <st1:metricconverter ProductID=«1 м» w:st=«on»>1 м</st1:metricconverter>) для получения нитей, из которых затем наткацких станках изготовляются стеклоткани. Для некоторых рулонных наполнителейпосле сложения комплексных нитей или совсем не производят крутку, или делаютминимальное число витков. Такие нити называют ровницей или жгутом. Из жгутов наспециальных станках изготовляют так называемые нетканные наполнители.

Для получения штапельного волокна повыходе стеклянных волокон из фильер на них из специального сопла с большойскоростью подается струя воздуха или нагретого пара, которая разбиваетнепрерывные волокна на короткие отрезки. Из этого волокна затем прядут нити споследующим изготовлением штапельных стеклотканей или эти волокна принимаютсяна конвейерную ленту и превращаются в рулонный материал в виде стекловойлоков, называемых также матами.

Состав стёкол, применяемых для изготовления стеклотканей

Вид стекла

Состав, %

SiO2

Al2O3

B2O3

CaO

MgO

Fe2O3

Na2O

Алюмоборосиликатное (бесщелочное)

53-54

8-12

0.2-0.7

0.5-0.7

Известково-натриевое (щелочное) для изготовления кремнеземного

0.5

нет

0.08

17-18

Вид стеклоткани до и после опрессования между влажными прокладкамипри 160

°С

Изготовление фольгированных слоистыхпластиков

Фольгирование листовых слоистых пластиков может производитьсядвумя методами. По первомуиз них металлическая фольга приклеивается куже готовому слоистомупластику,по второму приклейка фольги осуществляется одновременно с формованием подложки.Однако приклейка металлической фольги к готовому слоистому пластику вызываеттрудности, связанные с недостаточно ровной поверхностью последнего, с отклонениямив толщинах склеиваемых материалов, а также с существованием допусков врасстоянии между плитами гидравлических прессов. Всё это в конечном счётезатрудняет создание необходимого надёжного контакта между металлической фольгойи готовым слоистым пластиком. При этом применение повышенной толщины клеевогослоя для устранения неровностей приводит, как правило, к уменьшению прочностисцепления фольги и слоистого пластика ввиду возникновения на границе разделаслоёв повышенных скалывающих напряжений.

В этом отношении приклейка металлическойфольги к изоляционной подложке в процессе формования фольгированного материалапозволяет использовать для выравнивания поверхности текучесть связующего впропитанном

наполнителе во время его нагревания припрессовании. Поэтому второй способ является основным в производствефольгированных слоистых пластиков.

Для изготовления слоистых пластиков взависимости от их назначения применяют: медную, никелевую или константановуюфольгу. Медная и никелевая фольга применяется главным образом дляфольгированных слоистых пластиков электротехнического назначения в целяхизготовления печатных плат, константановая – для слоистых пластиков,предназначенных для изготовления реостатных и нагревательных элементов.

Выбор материаловдля подложки и клеевого слоя, так же как и при изготовлении обычных слоистыхпластиков, зависит от рабочей температуры фольгированного материала и от рядаспецифических требований, предъявляемых к последнему.

Процессизготовления фольгированного слоистого пластика по второму, наиболее принятомуспособу, сводится к пропитке наполнителей соответствующими связующими, сушке,если был применён лаковый раствор связующего, разрезке пропитанного наполнителяна нужные размеры, сборке заготовок, сборке пачек и пакетов для прессования,прессованию последних в гидравлическом прессе и обрезке торцов готовогоматериала.

Пропиткунаполнителей лаковыми растворами связующих ведут так же, как и для обычныхслоистых пластиков. Нанесение клеевого слоя на металлическую фольгу производят на машинах, где осуществляется схемалакировки фольги. Эти машины аналогичны машинам для лакировки бумаги.

В качествеклеевого слоя иногда применяют специальные клеевые плёнки. В этом случаеисключается процесс нанесения клея на металлическую фольгу и клеевая плёнкаукладывается перед прессованием в пачку.

Во времяпрессования клей сразу после его расплавления под давлением прессования, еслиприменена фольга, на поверхности которой созданы оксидные кристаллы,вдавливается в пространство между последними распространяется под влияниемэтого давления по поверхности фольги.

3. Классификацияи принцип маркировки

Классификация различных марок стеклотекстолита и гетинакса

Класс нагревостойкости

Предельно допустимая рабочая температура, °С

Название

слоистого

пластика

Промышленная марка

Возможность применения

Преимущественные

области

применения

Для напря-жений до 1000 В

Свыше 1000 В

При норм. климати-ческих условиях

Во влажном тропи-ческом климате

При норм. климати-ческих условиях

Во влажном тропи-ческом климате

105

гетинакс

Монтажные панели, распределительные щиты, перегородки, панели, рейки, шайбы, клинья

III

То же, но в морских условиях

То же, что марка I, но во влажных тропических условиях

V-1, V-2

Материал с повышенной электрической прочностью и низким tgδ

Для работы в трансформаторном масле и на воздухе при повышенных частотах

VII

Радиотехнического назначения

VIII

То же, материал с пониженной степенью коробления

130

стеклотекстолит

СТ, СТ-1

Для низковольтных деталей, работающих по классу нагревостойкости В (130°С) или во влажном тропическом климате

155

СТЭФ, СТЭФ-1

Для деталей, работающих по классу нагревостойкости F(155°С), с требованиями повышенной механической прочности

СТВЭ

То же для работы во влажном тропическом климате

180

стеклотекстолит

СТК

Для деталей сухих трансформаторов шахтного взрывобезопасного исполнения и других деталей, работающих при температуре180°С или кратковременно до 300°С

СТ-ЭТФ

С высокими механическими и электрическими свойствами при температуре до 180°С

СТК-41/4

То же, что СТК, но с повышенной монолитностью и влагостойкостью

СТВК

То же, что СТК, 41/V, для работы во влажных тропических условиях

4.Физико-химическиесвойства

<img src="/cache/referats/26353/image011.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1062">Механическая прочность.

У слоистых пластиков, так же как и у металлов, но в гораздо большей степени,наблюдается зависимость механической прочности от времени приложениямеханической нагрузки.

Зависимость разрушающихнапряжений при изгибе слоистых пластиков от времени приложения механическогонапряжения.

1 – гетинакс

2 – стеклотекстолит СТ;

3 – стеклотекстолит СТЭФ

Аналогично металлам, разрушение слоистых пластиков приприложении повторно-переменных напряжений можно объяснить тем, что в результатевнутреннего трения в материале возникают и постепенно расширяются трещины,ослабляющие его вплоть до разрушения. Так, многократное приложение нагрузки,составляющей всего 75% предела прочности при растяжении в течение 20 с, вызвалоследующее изменение механических свойств гетинакса:

Характер приложения

механического напряжения

Предел прочности при растяжении, % к исходному

Исходное состояние

100

После пятидесятого приложения нагрузки

После сотого приложения нагрузки

Для оценки материалов при циклических нагружениях пользуютсяпоказателем предела выносливости, который показывает максимальное напряжение,при котором материал выдерживает приблизительно 10 млн. повторных циклов безразрушения. Ниже приводятся ориентировочные данные о пределах выносливостинекоторых слоистых пластиков.

Вид нагрузки

Предел выносливости для различных слоистых пластиков, МПа

стеклотекстолит

гетинакс

текстолит

Изгиб

35-40

27.5-30

Растяжение

и сжатие

Предел выносливости слоистых пластиков зависит от содержаниясвязующего. При этом увеличение содержания смолы, например, в гетинаксе, с 40%до 50% уменьшает его предел выносливости примерно на 20%

Влияние нагревания.

Механические свойства большинства видов слоистых пластиков довольно сильноизменяются даже при небольшом повышении температуры.

<img src="/cache/referats/26353/image015.jpg" v:shapes="_x0000_s1065"> Влияние температуры испытанияна предел прочности при растяжении

1 – гетинакс

I стеклотекстолит СТ

2 – текстолит А

<img src="/cache/referats/26353/image017.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1066">Зависимость предела прочностислоистых пластиков при сжатии перпендикулярно слоям от температуры

1 – стеклотекстолит СТ-ЭТФ

2 – стеклотекстолит СТЭФ

3 – стеклотекстолит СТ

4 – гетинакс

5 – текстолит А

Длительноенагревание слоистых пластиков приводит в конечном счёте к довольно большомуснижению их механических свойств.

Зависимость предела прочностипри статическом изгибе слоистых пластиков от времени старения при температуре160

°С (измерения при 20°С)

1 – стеклотекстолит СТ

2 – гетинакс

Как видно изграфика, некоторое превышение предела прочности при статическом изгибегетинакса после первого месяца нагревания следует объяснить процессомувеличения степени отверждения связующего, которое при прессовании гетинаксаэтой марки, по-видимому, прошло не до конца.

Cпоявляется науглероживание этих связующих, котороеусиливается при повышении температуры до 300-400°С. В то же время при нагревании слоистых пластиков,изготовленных с применением эпоксиднофенолформальдегидного связующего, приупомянутых температурах начинается сильная деструкция связующего с возгонкойпродуктов деструкции без существенного образования продуктов обугливания. Еслив первом случае, даже при полном обугливании связующего, ещё остаётся ощутимаямеханическая прочность за счёт оставшегося кокса, способного в некоторойстепени связывать между собой слои наполнителя, то во втором случае практическинаступает полное разрушение пластика.

Помимопадения жёсткости слоистых пластиков по мере увеличения температуры нагревания,также ухудшаются их электрические свойства, что видно из графиков.

Зависимость кратковременнойэлектрической прочности слоистых пластиков от температуры испытания

1 – стеклотекстолитСТ

2 – стеклотекстолитСТК

3 – гетинакс

Однако снижение такого показателя электрических свойств какэлектрическая прочность, происходит и после теплового старения слоистыхпластиков. Из приведённых ниже графиков следует, что если даже кратковременныйнагрев до соответствующей температуры может не влиять на электрическуюпрочность слоистого пластика, то тепловое старение при такой же температуреприводит к снижению его электрической прочности.

Влияние теплового старения Зависимость электрической прочности

на кратковременную электрическую гетинакса

I и стеклотекстолита СТ

прочность стеклотекстолита СТК от времени старения при160

°С

(температура испытания 20

°С)

1 – стеклотекстолитСТ

2 – гетинакс

Влияние увлажнения.

Большинство слоистых пластиков обладает сравнительно высокойвлагопоглощаемостью. Исключение составляют такие пластики как текстолит ЛТ истеклотекстолит СТВЭ, изготовленные с применением негидрофильных наполнителей,у которых водопоглощаемость оказывается и существенно не увеличивается припродолжительном увлажнении. У всех других видов слоистых пластиков с течениемвремени водопоглощение увеличивается до насыщения. Одновременно с увеличениемводопоглощения изменяются и размеры самогопластика.

Зависимость водопоглощения иизменения размеров слоистых пластиков от времени пребывания в воде.

А – водопоглощение

Б – изменение размеров

1 – текстолит Вч 1 –длины текстолита Вч

2 – стеклотекстолит СТ 2 – длины стеклотекстолита СТ

3 – стеклотекстолит СТ-1 3 – длины стеклотекстолита СТ-1

4 – толщины текстолита Вч

5 – толщины стеклотекстолита СТ

6 – толщины стеклотекстолита СТ-1

Из сравнения

www.ronl.ru

Реферат Печатная плата

скачать

Реферат на тему:

План:

1 Виды плат
- 1.1 Многослойные печатные платы
2 Виды печатных плат
3 Материалы
4 Разработка
5 Изготовление

Введение

Печатная плата со смонтированными на ней электронными компонентами

Гибкая печатная плата с установленными деталями объёмного и поверхностного монтажа.

Чертеж платы в CAD-программе и готовая плата

Две макетных платы для микроконтроллера ATmega8. На левой плате: сверху место для силовых транзисторов, под ним разъём программатора. В центре место для микросхемы, слева от неё — место для кварца. По кромке платы проведены дорожки питания и «земли».

Печа́тная пла́та (на англ. PCB - printed circuit board) — пластина, выполненная из диэлектрика, на которой сформирована (обычно печатным методом) хотя бы одна электропроводящая цепь. Печатная плата (ПП) предназначена для электрического и механического соединения различных электронных компонентов или соединения отдельных электронных узлов. Электронные компоненты на ПП соединяются своими выводами с элементами проводящего рисунка, обычно пайкой, или накруткой, или склёпкой, или впрессовыванием, в результате чего собирается электронный модуль (или смонтированная печатная плата).

1. Виды плат

В зависимости от количества слоёв с электропроводящим рисунком, печатные платы подразделяют на односторонние, двухсторонние и многослойные.

В отличие от навесного монтажа, на печатной плате электропроводящий рисунок выполнен из фольги аддитивным или субтрактивным методом. В аддитивном методе проводящий рисунок формируется на нефольгированном материале, обычно путём химического меднения через предварительно нанесённую на материал защитную маску. В субтрактивном методе проводящий рисунок формируется на фольгированном материале, путём удаления ненужных участков фольги, при этом обычно используется химическое травление.

Печатная плата обычно содержит монтажные отверстия и контактные площадки, которые могут быть дополнительно покрыты защитным покрытием: сплавом олова и свинца, оловом, золотом, серебром, органическим защитным покрытием. Кроме того в печатных платах имеются переходные отверстия для электрического соединения слоёв платы, внешнее изоляционное покрытие («защитная маска») которое закрывает изоляционным слоем неиспользуемую для контакта поверхность платы, маркировка обычно наносится с помощью шелкографии, реже — струйным методом или лазером.

1.1. Многослойные печатные платы

Многослойные печатные платы (сокращённо МПП, англ. multilayer printed circuit board) применяются в случаях, когда разводка соединений на двусторонней плате становится слишком сложной. По мере роста сложности проектируемых устройств и плотности монтажа увеличивается количество слоёв на платах.

В многослойных платах внешние слои (а также сквозные отверстия) используются для установки компонентов, а внутренние слои содержат межсоединения либо сплошные планы (полигоны) питания. Для соединения проводников между слоями используются переходные металлизированные отверстия. При изготовлении МПП сначала изготавливаются внутренние слои, которые затем склеиваются через специальные клеящие прокладки (препреги). Далее выполняется прессование, сверление и металлизация переходных отверстий.

2. Виды печатных плат

По количеству слоёв проводящего материала:

Односторонние
Двусторонние
Многослойные (МПП)

По гибкости:

Жёсткие
Гибкие

По технологии монтажа:

Для монтажа в отверстия
Для поверхностного монтажа

Каждый вид печатной платы может иметь свои особенности, в связи с требованиями к особым условиям эксплуатации (например, расширенный диапазон температур) или особенности применения (например, в приборах, работающих на высоких частотах).

3. Материалы

Основой печатной платы служит диэлектрик, наиболее часто используются такие материалы, как текстолит, стеклотекстолит, гетинакс.

Так же основой ПП может служить металлическое основание, покрытое диэлектриком (например, анодированный алюминий), поверх диэлектрика наносится медная фольга дорожек. Такие ПП применяются в силовой электронике для эффективного теплоотвода от электронных компонентов. При этом металлическое основание платы крепится к радиатору.

В качестве материала для печатных плат, работающих в диапазоне СВЧ и при температурах до 260 °C, применяется фторопласт, армированный стеклотканью (например, ФАФ-4Д)[1] и керамика. Гибкие платы делают из полиимидных материалов, таких как каптон.

4. Разработка

Рассмотрим типичный процесс разработки 1-2-х слойной платы.

Определение габаритов (не принципиально для макетной платы).
Выбор толщины материала платы из ряда стандартных:
- Наиболее часто используется материал толщиной 1,55 мм.
Вычерчивание в CAD-программе в слое BOARD габаритов (краёв) платы.
Расположение крупных радиодеталей: разъёмов и др. Обычно это происходит в верхнем слое (TOP):
- Считается, что уже были определены чертежи каждого компонента, расположение и количество выводов и др. (или используются готовые библиотеки компонентов).
«Разбрасывание» остальных компонентов по верхнему слою, или, реже, по обоим слоям для 2-сторонних плат.
Запуск трассировщика. При неудовлетворительном результате — перерасположение компонентов. Эти два шага зачастую выполняются десятки или сотни раз подряд.
- В некоторых случаях трассировка печатных плат (отрисовка дорожек) производится вручную полностью или частично.
Проверка платы на ошибки (DRC, Design Rules Check): проверка на зазоры, замыкания, наложения компонентов и др.
Экспорт файла в формат, принимаемый изготовителем ПП, например Gerber.

5. Изготовление

При изготовлении плат при классических подходах используются химические, электролитические и механические методы воспроизведения требуемого токопроводящего рисунка, а также их комбинации. Один из вариантов химического метода - метод сеткографии или трафаретной печати. Сеткография используется при изготовления небольшой партии печатных плат в ремонтных и любительских условиях. Основным материалом служит ровная и относительно редкая (прозрачная) капроновая ткань (можно использовать кусок капронового чулка). Этот материал служит основой для трафарета с помощью которого наносят рисунок на печатную плату. Затем нанесенный рисунок вытравливается с помощью раствора хлорного железа.

Разработчики из Канады объявили[2] о разработке новой технологии производства печатных плат с помощью микроорганизмов. На смену традиционным методам фотолитографии и травления совсем скоро может придти миколитография - биотехнология основанная на использовании грибных спор. Технологический процесс состоит из нескольких этапов. На первом этапе на заготовку платы наносят рисунок из питательного раствора, затем орошают его спорами некоторых разновидностей низших грибов (например, Labyrinthulida - так называемых «сетчатых слизевиков»). Проросшая по контурам рисунка матрица образует 90-нанометровые дорожки, грибы в дорожках затем орошают повторно – на этот раз раствором с примесью растворенных металлов. Затем полученный рисунок закрепляется. Преимущества данной технологий - цена изготовления и естесственная конфигурация проводников позволяющая избежать паразитные связи и наводки.[3]

wreferat.baza-referat.ru

Реферат Технология изготовления печатных плат

Министерство Науки и Образования Республики Молдова

Колледж Микроэлектроники и Вычислительной Техники

Кафедра вычислительной техникиРефератТехнологияТема работы: Технология изготовления печатных плат.Работу выполнил студент: Мурзин Юрий.г. Кишинёв 2000.

1. Классификация методов конструирования печатных плат и узлов.. 3

2. Процесс изготовления печатной платы............................................. 4

3. Сравнительные характеристики методов производства и обоснование применяемого в данном проекте....................................................................................... 5

4. Металлизация сквозных отверстий................................................... 6

5. Попарное прессование....................................................................... 6

6. Метод послойного наращивания....................................................... 6

7. Составление блок схемы типового техпроцесса............................... 7

8. Описание ТП...................................................................................... 8

9. Выбор материала.............................................................................. 10

10. Основные характеристики:............................................................ 10

11. Основы безопасности производства печатных плат.................... 11

12. Библиография................................................................................ 13

1. Классификация методов конструирования печатных плат и узлов.

При конструировании РЭА на печатных платах используют следующие методы. Моносхемный применяют для несложной РЭА. В том случае вся электрическая схема располагается на одной ПП. Моносхемный метод имеет ограниченное применение, так как очень сложные ПП неудобны при настройке и ремонте РЭА. Схемно-узловой метод применяют при производстве массовой и серийной РЭА. При этом методе часть электрической схемы, имеющая четкие входные и выходные цепи (каскады УВЧ, УПЧ, блоки развёрток и т.п.), располагается на отдельной плате. Ремонтопригодность таких изделий больше. Недостаток – сложность системы соединительных проводов, связывающих отдельные платы. Функционально-узловой метод применяют в РЭА с использованием микроэлектронных элементов. При этом ПП содержит проводники коммутации функциональных модулей в единую схему. На одной плате можно собрать очень сложную схему. Недостаток этого метода – резкое увеличение сложности ПП. В ряде случаев все проводники не могут быть расположены на одной и даже обеих сторонах платы. При этом используют многослойные печатные платы МПП, объединяющие в единую конструкцию несколько слоёв печатных проводников, разделённых слоями диэлектрика. В соответствии с гостом различают три метода выполнения ПП:

- ручной;

- полу автоматизированный;

- автоматизированный;

Предпочтительными являются полу автоматизированный, автоматизированный методы.

2. Процесс изготовления печатной платы

В техническом прогрессе ЭВМ играют значительную роль: они значительно облегчают работу человека в различных областях промышленности, инженерных исследованиях, автоматическом управлении и т.д. Особенностями производства ЭВМ на современном этапе являются: Использование большого количества стандартных элементов. Выпуск этих элементов в больших количествах и высокого качества – одно из основных требований вычислительного машиностроения. Массовое производство стандартных блоков с использованием новых элементов, унификация элементов создают условия для автоматизации их производства. Высокая трудоёмкость сборочных и монтажных работ, что объясняется наличием большого числа соединений и сложности их выполнения вследствие малых размеров. Наиболее трудоёмким процессом в производстве ЭВМ занимает контроль операций и готового изделия. Основным направлением при разработке и создании печатных плат является широкое применение автоматизированных методов проектирования с использованием ЭВМ, что значительно облегчает процесс разработки и сокращает продолжительность всего технологического цикла.Основными достоинствами печатных плат являются:

- Увеличение плотности монтажа и возможность микро-миниатюризации изделий.

- Гарантированная стабильность электрических характеристик.

- Повышенная стойкость к климатическим и механическим воздействиям.

- Унификация и стандартизация конструктивных изделий.

- Возможность комплексной автоматизации монтажно-сборочных работ. Условия эксплуатации ЭВМ могут быть различными, они зависят в основном от климатических воздействий, которые необходимо учитывать при выборе материалов и конструктивных особенностей ЭВМ, кроме того, они определяют программу и объём контрольных испытаний. Для определения влияния окружающей среды на работу ЭВМ рассматривают следующие зоны климата: умеренную, тропическую, арктическую, морскую. Для ракетной и космической аппаратуры учитывают специфику больших высот.

Исходя из этого наиболее подходящим, является способ изготовления устройства на печатной плате (ТЭЗ 2го уровня. Так как печатная плата обладает большой поверхностью и будет быстрее охлаждаться, она имеет преимущество перед другими технологиями.

Типы производства: (Таблица 1.)

- Единичным называется такое производство, при котором изделие выпускается единичными экземплярами. Характеризуется: Малой номенклатурой изделий, малым объёмом партий, Универсальным оснащение цехов, Рабочими высокой квалификации.

- Серийное – характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых повторяющимися партиями сравнительно небольшим объёмом выпуска. В зависимости от количества изделий в партии различают: мелко средне и крупно серийные производства.

- Универсальное – использует специальное оборудование, которое располагается по технологическим группам, Техническая оснастка универсальная, Квалификация рабочих средняя.

Массовое производство характеризуется: узкой номенклатурой и большим объёмом изделий, изготавливаемых непрерывно; использованием специального высокопроизводительного оборудования, которое расставляется по поточному принципу. В этом случае транспортирующим устройством является конвейер. Квалификация рабочих низкая. Также различной может быть серийность: (Таблица 2.)

В зависимости от габаритов, веса и размера годовой программы выпуска изделий определяется тип производства.

Тип производства и соответствующие ему формы организации работ определяют характер технологического процесса и его построение. Так как по условию технического задания объём производства равен 100 изделиям в год, то производство должно быть среднесерийным.

3. Сравнительные характеристики методов производства и обоснование применяемого в данном проекте.

Достоинствами ПП являются:

- Увеличение плотности монтажа.

- Стабильность и повторяемость электрических характеристик.

- Повышенная стойкость к климатическим воздействиям.

- Возможность автоматизации производства. Все ПП делятся на следующие классы:

a) Опп – односторонняя печатная плата.

Элементы располагаются с одной стороны платы. Характеризуется высокой точностью выполняемого рисунка.b) ДПП – двухсторонняя печатная плата.

Рисунок располагается с двух сторон, элементы с одной стороны. ДПП на металлическом основании используются в мощных устройствах.c) МПП – многослойная печатная плата.

Плата состоит из чередующихся изоляционных слоев с проводящим рисунком. Между слоями могут быть или отсутствовать межслойные соединения.d) ГПП - гибкая печатная плата.

Имеет гибкое основание, аналогична ДПП.e) ППП - проводная печатная плата.

Сочетание ДПП с проводным монтажом из изолированных проводов.Достоинства МПП:

- Уменьшение размеров, увеличение плотности монтажа.

- Сокращение трудоёмкости выполнения монтажных операций.

4. Металлизация сквозных отверстий.

Данный метод основан на том, что слои между собой соединяются сквозными, металлизированными отверстиями.

Достоинства:

Простой ТП.

Высокая плотность монтажа.

Большое количество слоёв.

5. Попарное прессование.

Применяется для изготовления МПП с четным количеством слоёв.

Достоинства:

Высокая надёжность.

Простота ТП.

Допускается установка элементов как с штыревыми так и с

планарными выводами.

6. Метод послойного наращивания.

Основан на последовательном наращивании слоёв.

Достоинства:

Высокая надёжность.Мпп изготавливают методами построенными на типовых операциях используемых при изготовлении ОПП и ДПП. Исходя из соображений технологичности производства, я выбираю метод металлизации сквозных отверстий, так как он наиболее подходит к выбранной мною схеме среднесерийного производства. Так как на среднесерийном производстве используется автоматизация производства, для разработки чертежей платы я использовал программы автоматической трассировки P-CAD, которая создала 4 слоя платы размером 160´180 мм. Из этого получается один двухсторонний слой и два односторонних слоя для внешних слоёв. Выходные файлы системы P-CAD позволяют значительно автоматизировать дальнейший технологический процесс в таких сложных операциях как сверление межслойных отверстий.

7. Составление блок схемы типового техпроцесса.

Правильно разработанный ТП должен обеспечить выполнение всех требований, указанных в чертеже и ТУ на изделие, высокую производительность. Исходными данными для проектирования технологического процесса являются: чертежи детали, сборочные чертежи, специализация деталей, монтажные схемы, схемы сборки изделий, типовые ТП.Блок схема типового техпроцесса.

8. Описание ТП.

Метод металлизации сквозных отверстий применяют при изготовлении МПП. Заготовки из фольгированного диэлектрика отрезают с припуском 30 мм на сторону. После снятия заусенцев по периметру заготовок и в отверстиях, поверхность фольги защищают на крацевальном станке и обезжиривают химически соляной кислотой в ванне. Рисунок схемы внутренних слоёв выполняют при помощи сухого фоторезиста. При этом противоположная сторона платы должна не иметь механических повреждений и подтравливания фольги. Базовые отверстия получают высверливанием на универсальном станке с ЧПУ. Ориентируясь на метки совмещения, расположенные на технологическом поле. Полученные заготовки собирают в пакет. Перекладывая их складывающимися прокладками из стеклоткани, содержащими до 50% термореактивной эпоксидной смолы. Совмещение отдельных слоёв производится по базовым отверстиям. Прессование пакета осуществляется горячим способом. Приспособление с пакетами слоёв устанавливают на плиты пресса, подогретые до 120…130°С. Первый цикл прессования осуществляют при давлении 0,5 Мпа и выдержке15…20 минут. Затем температуру повышают до 150…160°С, а давление – до 4…6 Мпа. При этом давлении плата выдерживается из расчёта 10 минут на каждый миллиметр толщины платы. Охлаждение ведётся без снижения давления. Сверление отверстий производится на универсальных станках с ЧПУ СМ-600-Ф2. В процессе механической обработки платы загрязняются. Для устранения загрязнения отверстия подвергают гидроабразивному воздействию. При большом количестве отверстий целесообразно применять ультразвуковую очистку. После обезжиривания и очистки плату промывают в горячей и холодной воде. Затем выполняется химическую и гальваническую металлизации отверстий. После этого удаляют маску. Механическая обработка по контуру, получение конструктивных отверстий и Т.Д. осуществляют на универсальных, координатно-сверлильных станках (СМ-600-Ф2) совместимых с САПР. Выходной контроль осуществляется автоматизированным способом на специальном стенде, где происходит проверка работоспособности платы, т.е. её электрических параметров. Затем идет операция гальванического осаждения меди. Операция проводиться на авто операторной линии АГ-44. На тонкий слой осаждается медь до нужной толщины. После этого производится контроль на толщину меди и качество её нанесения. Далее производиться обработка по контуру ПП. Эта операция производиться на станке CМ-600-Ф2 с насадкой в виде дисковой фрезы по ГОСТ 20320-74. В этой операции удаляется ненужный стеклотекстолит по краям платы и подгонка до требуемого размера. Затем методом сеткографии производиться маркировка ПП. операция производиться на станке CДC-1, который требуемым штампом произведет оттиск на ПП маркировки. Весь цикл производства ПП заканчивается контролем платы. Здесь используется автоматизируемая проверка на специальных стендах.

9. Выбор материала.

Для производства Многослойных печатных плат используются различные стеклотекстолиты по условию технического задания устройство должно работать в условиях с повышенной температурой для производства внутренних слоёв платы используется двухсторонний фольгированный стеклотекстолит с повышенной теплостойкостью СТФ-2. Для внешних слоёв печатной платы используется аналогичный односторонний фольгированный стеклотекстолит с повышенной теплостойкостью СТФ-1.

10. Основные характеристики:

Фольгированный стеклотекстолит СТФ:

Толщина фольги 18-35 мм.

Толщина материала 0.1-3 мм.

Диапазон рабочих температур –60 +150 с°.

Напряжение пробоя 30Кв/мм.Фоторезист СПФ2:

Тип негативный.

Разрешающая способность 100-500.

Проявитель метилхлороформ.

Раствор удаления хлористый метилен.

11. Основы безопасности производства печатных плат.

Одним из наиболее распространенных методов создания электрических цепей в радиоэлектронной, электронно-вычислительной и электротехнической аппаратуре является применение печатного монтажа, реализуемого в виде односторонних, двусторонних и многослойных печатных платах.

Объем аппаратуры на печатных платах и их производство в отечественной промышленности и за рубежом неуклонно увеличивается. Именно поэтому знание опасных и вредных факторов производства, возникающих при изготовлении печатных плат, является одним из непременных условий подготовки специалистов электронной промышленности.

К заготовительным операциям относят раскрой заготовок, разрезку материала и выполнение базовых отверстий и изготовление слоев на печатных платах.

В крупносерийном производстве разрезку материала выполняют методом штамповки в специальных штампах на эксцентриковых прессах с одновременной пробивкой базовых отверстий на технологическом поле. В серийном и мелкосерийном производстве широкое распространение получили одно- и многоножевые роликовые ножницы, на которых материал разрезается сначала на полосы заданной ширины, а затем на заготовки. Разрезку основных и вспомогательных материалов (прокладочной стеклоткани, кабельной бумаги и др.), необходимых при изготовлении многослойных печатных плат в мелкосерийном и единичном производстве, осуществляют с помощью гильотинных ножниц.

Таким образом, выполнение заготовительных операций по раскрою материала сопряжено с опасностью повреждения рук работающего в случае попадания их в зону между пуансоном и матрицей, в частности верхним и нижним ножом гильотинных ножниц, при ручной подаче материала.

Наибольшую опасность представляет работа пресса в автоматическом режиме, требующая большого напряжения, внимания и осторожности работающего, так как всякое замедление движения рабочего может привести к травматизму. Во избежание попадания рук рабочего в опасную зону применяют систему двурукого включения, при котором пресс включается только после одновременного нажатия обеими руками двух пусковых кнопок.

В прессах и ножницах с ножными педалями для предотвращения случайных включений педаль ограждают или делают запорной. Часто, кроме этого, опасную зону у пресса ограждают при помощи фотоэлементов, сигнал от которых автоматически останавливает пресс, если руки рабочего оказались в опасной зоне. При ручной подаче заготовок необходимо применять специальные приспособления: пинцеты, крючки и т.д.

Радикальным решением вопроса безопасности является механизация и автоматизация подачи и удаления заготовок из штампа, в том числе с использованием средств робототехники.

Базовые отверстия получают различными методами в зависимости от класса печатных плат. На печатных платах первого класса базовые отверстия получают методом штамповки с одновременной вырубкой заготовок. Базовые отверстия на заготовках плат второго и третьего классов получают сверлением в универсальных кондукторах с последующим развертыванием. В настоящее время в серийном и крупносерийном производстве традиционное сверление базовых отверстий по кондуктору на универсальных сверлильных станках уступило место сверлению на специализированных станках (например, модель AB-2 фирмы "Schmoll", ФРГ).Таким образом, станки в одном цикле со сверлением предусматривают установку фиксирующих штифтов, плотно входящих в просверленное отверстие и скрепляющих пакет из 2-6 заготовок. Во избежание травм при работе на сверлильных станках необходимо следить за тем, чтобы все ремни, шестерни и валы, если они размещены в корпусе станка и доступны для прикосновения, имели жесткие неподвижные ограждения. Движущиеся части и механизмы оборудования, требующие частого доступа для осмотра, ограждаются съемными или открывающимися устройствами ограждения. В станках без электрической блокировки должны быть приняты меры, исключающие возможность случайного или ошибочного их включения во время осмотра.

Во избежание захвата одежды и волос рабочего его одежда должна быть заправлена так, чтобы не было свободных концов; обшлага рукавов следует застегнуть, волосы убрать под берет.

Образующуюся при сверлении, резке материала заготовок печатных плат пыль необходимо удалять с помощью промышленных пылесосов.

12. Библиография

Ø Справочник по конструированию РЭА (А.И. Горобец, А.И. Степаненко, В.М. Коронкевич)

bukvasha.ru

Реферат - Изготовление печатной платы

Процесс изготовленияпечатной платы

1. Введение.

Особенностями производства ЭВМ на современном этапе являются:

Использование большого количества стандартных элементов. Выпуск этих элементов в больших количествах и высокого качества – одно из основных требований вычислительного машиностроения. Массовое производство стандартных блоков с использованием новых элементов, унификация элементов создают условия для автоматизации их производства.

Высокая трудоёмкость сборочных и монтажных работ, что объясняется наличием большого числа соединений и сложности их выполнения вследствие малых размеров.

Наиболее трудоёмким процессом в производстве ЭВМ занимает контроль операций и готового изделия.

Основным направлением при разработке и создании печатных плат является широкое применение автоматизированных методов проектирования с использованием ЭВМ, что значительно облегчает процесс разработки и сокращает продолжительность всего технологического цикла.

Основными достоинствами печатных плат являются:

Увеличение плотности монтажа и возможность микро-миниатюризации изделий.

Гарантированная стабильность электрических характеристик.

Повышенная стойкость к климатическим и механическим воздействиям.

Унификация и стандартизация конструктивных изделий.

Возможность комплексной автоматизации монтажно-сборочных работ.

2. Назначение устройства.

Данный раздел является связующим между разработкой принципиальной электрической схемы и воплощением этой схемы в реальную конструкцию. Проектируемое устройство предназначено для выполнения операции выравнивания порядков перед сложением чисел. Данная операция производится над числами с плавающей запятой в дополнительном коде. В современных ЭВМ одним из основных элементов является блок АЛУ, которое осуществляет арифметические и логические операции над поступающими в ЭВМ машинными словами. Одной из них является операция выравнивания порядков.

3. Конструктивные особенности и эксплуатационные требования.

ТЭЗ является составной частью ЭВМ – модулем второго уровня. В ЕС ЭВМ используют 5 модульных уровней, которые могут автономно корректироваться, изготавливаться и налаживаться. Каждому модульному уровню соответствует типовая конструкция, построенная по принципу совместимости модуля предыдущего с модулем последующим.

Модули первого уровня: ИМС, осуществляющая операции логического преобразования информации.

Модули второго уровня. ТЭЗ типовые элементы замены или ячейки. Связующей основой которых, является ПП - печатная плата.

Модули третьего уровня – панели (блоки), которые с помощью плат или каркасов объединяют ТЭЗы или ячейки в конструктивный узел. На этом уровне может быть получена самостоятельно действующая мини-ЭВМ.

Модули четвертого уровня - рамы или каркасы.

Модули пятого уровня – объединение в стойки и шкафы.

Условия эксплуатации ЭВМ могут быть различными, они зависят в основном от климатических воздействий, которые необходимо учитывать при выборе материалов и конструктивных особенностей ЭВМ, кроме того, они определяют программу и объём контрольных испытаний. Для определения влияния окружающей среды на работу ЭВМ рассматривают следующие зоны климата: умеренную, тропическую, арктическую, морскую. Для ракетной и космической аппаратуры учитывают специфику больших высот.

Данное устройство по условиям технического задания будет эксплуатироваться в условиях с повышенной температурой. Следовательно, в методике испытаний необходимо предусмотреть испытания на теплостойкость и тепло прочность.

Исходя из этого наиболее подходящим, является способ изготовления устройства на печатной плате (ТЭЗ 2го уровня) с расположенными на плате микросхемами 555 серии. Так как печатная плата обладает большой поверхностью и будет быстрее охлаждаться, она имеет преимущество перед другими технологиями.

4. Выбор типа производства.

Типы производства: (Таблица 1.)

Единичным называется такое производство, при котором изделие выпускается единичными экземплярами. Характеризуется: Малой номенклатурой изделий, малым объёмом партий, Универсальным оснащение цехов, Рабочими высокой квалификации.

Серийное – характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых повторяющимися партиями сравнительно небольшим объёмом выпуска. В зависимости от количества изделий в партии различают: мелко средне и крупно серийные производства.

Универсальное – использует специальное оборудование, которое располагается по технологическим группам, Техническая оснастка универсальная, Квалификация рабочих средняя.

В зависимости от габаритов, веса и размера годовой программы выпуска изделий определяется тип производства.

4.1 Сравнительные характеристики методов производства и обоснование применяемого в данном проекте.

Достоинствами ПП являются:

+увеличение плотности монтажа.

+Стабильность и повторяемость электрических характеристик.

+Повышенная стойкость к климатическим воздействиям.

+Возможность автоматизации производства.

Все ПП делятся на следующие классы:

1. Опп – односторонняя печатная плата.

Элементы располагаются с одной стороны платы. Характеризуется высокой точностью выполняемого рисунка.

2. ДПП – двухсторонняя печатная плата.

Рисунок распологается с двух сторон, элементы с одной стороны. ДПП на металлическом основании используються в мощных устройствах.

3. МПП – многослойная печатная плата.

Плата состоит из чередующихся изоляционных слоев с проводящим рисунком. Между слоями могут быть или отсутствовать межслойные соединения.

4. ГПП - гибкая печатная плата.

Имеет гибкое основание, аналогична ДПП.

5.ППП - проводная печатная плата.

Сочетание ДПП с проводным монтажом из изолированных проводов.

Достоинства МПП:

+ Уменьшение размеров, увеличение плотности монтажа.

+ Сокращение трудоёмкости выполнения монтажных операций.

Недостатки МПП:

Более сложный ТП.

По условиям технического задания устройство состоит из 53 микросхем. Следовательно, печатная плата должна быть многослойной. Существует 3 метода изготовления многослойных печатных плат:

1. Металлизация сквозных отверстий.

Данный метод основан на том, что слои между собой соединяются сквозными, металлизированными отверстиями.

Достоинства:

Простой ТП.

Высокая плотность монтажа.

Большое колличество слоёв.

2. Попарное прессование.

Применяется для изготовления МПП с четным количеством слоёв.

Достоинства:

Высокая надёжность.

Простота ТП.

Допускается установка элементов как с штыревыми так и с

планарными выводами.

3. Метод послойного наращивания.

Основан на последовательном наращивании слоёв.

Достоинства:

Высокая надёжность.

Мпп изготавливают методами построенными на типовых операциях используемых при изготовлении ОПП и ДПП.

Исходя из соображений технологичности производства, я выбираю метод металлизации сквозных отверстий, так как он наиболее подходит к выбранной мною схеме среднесерийного производства.

Так как на среднесерийном производстве используется автоматизация производства, для разработки чертежей платы я использовал программы автоматической трассировки P-CAD, которая создала 4 слоя платы размером 160´180 мм. Из этого получается один двухсторонний слой и два односторонних слоя для внешних слоёв.

Выходные файлы системы P-CAD позволяют значительно автоматизировать дальнейший технологический процесс в таких сложных операциях как сверление межслойных отверстий.

5. Составление блок схемы типового техпроцесса.

Типовой ТП характеризуется единством содержания, и последовательностью большинства технологических операций для группы изделий с общими конструктивными требованиями.

Типовой ТП разрабатываемый с учётом последних достижений науки и техники, опыта передовых производств, что позволяет значительно сократить цикл подготовки производства и повысить производительность за счёт применения более совершенных методов производства.

При изготовлении ЭВМ и их блоков широко применяют прогрессивные типовые ТП, стандартные технологические оснастки, оборудование, средства механизации и автоматизации производственных процессов.

Учитывается информация о ранее разработанных технологических процессах, особенностях и схемы изделия, типе производства.

Печатные платы – элементы конструкции, которые состоят из плоских проводников в виде покрытия на диэлектрическом основании обеспечивающих

Соединение электрических элементов.

Достоинствами печатных плат являются:

Увеличение плотности монтажных соединений и возможность микро миниатюризации изделий.

Гарантированная стабильность электрических характеристик

Повышенная стойкость к климатическим и механическим воздействиям.

Унификация и стандартизация.

Возможность комплексной автоматизации монтажно-сборочных работ.

Заданное устройство будет изготавливаться по типовому ТП.

Так как он полностью соответствует моим требованиям.

5.1 Блок схема типового техпроцесса.

5.2 Описание ТП.

Метод металлизации сквозных отверстий применяют при изготовлении МПП.

Заготовки из фольгированного диэлектрика отрезают с припуском 30 мм на сторону. После снятия заусенцев по периметру заготовок и в отверстиях, поверхность фольги защищают на крацевальном станке и обезжиривают химически соляной кислотой в ванне.

Рисунок схемы внутренних слоёв выполняют при помощи сухого фоторезиста. При этом противоположная сторона платы должна не иметь механических повреждений и подтравливания фольги.

Базовые отверстия получают высверливанием на универсальном станке с ЧПУ. Ориентируясь на метки совмещения, расположенные на технологическом поле.

Полученные заготовки собирают в пакет. Перекладывая их складывающимися прокладками из стеклоткани, содержащими до 50% термореактивной эпоксидной смолы. Совмещение отдельных слоёв производится по базовым отверстиям.

Прессование пакета осуществляется горячим способом. Приспособление с пакетами слоёв устанавливают на плиты пресса, подогретые до 120…130°С.

Первый цикл прессования осуществляют при давлении 0,5 Мпа и выдержке15…20 минут. Затем температуру повышают до 150…160°С, а давление – до 4…6 Мпа. При этом давлении плата выдерживается из расчёта 10 минут на каждый миллиметр толщины платы. Охлаждение ведётся без снижения давления.

Сверление отверстий производится на универсальных станках с ЧПУ СМ-600-Ф2. В процессе механической обработки платы загрязняются. Для устранения загрязнения отверстия подвергают гидроабразивному воздействию.

При большом количестве отверстий целесообразно применять ультразвуковую очистку. После обезжиривания и очистки плату промывают в горячей и холодной воде.

Затем выполняется химическую и гальваническую металлизации отверстий.

После этого удаляют маску.

Механическая обработка по контуру, получение конструктивных отверстий и Т.Д. осуществляют на универсальных, координатно-сверлильных станках (СМ-600-Ф2) совместимых с САПР.

Выходной контроль осуществляется атоматизированным способом на специальном стенде, где происходит проверка работоспособности платы, т.е. её электрических параметров.

Затем идет операция гальванического осаждения меди. Операция проводиться на авто операторной линии АГ-44. На тонкий слой осаждается медь до нужной толщины. После этого производится контроль на толщину меди и качество её нанесения.

Далее производиться обработка по контуру ПП. Эта операция производиться на станке CМ-600-Ф2 с насадкой в виде дисковой фрезы по ГОСТ 20320-74. В этой операции удаляется ненужный стеклотекстолит по краям платы и подгонка до требуемого размера.

Затем методом сеткографии производиться маркировка ПП. операция производиться на станке CДC-1, который требуемым штампом произведет оттиск на ПП маркировки.

Весь цикл производства ПП заканчивается контролем платы.

Здесь используется автоматизируемая проверка на специальных стендах.

6.Выбор материала.

Для производства Многослойных печатных плат используются различные стеклотекстолиты. Так как по условию моего технического задания устройство должно работать в условиях с повышенной температурой для производства внутренних слоёв платы я использую двухсторонний фольгированный стеклотекстолит с повышенной теплостойкостью СТФ-2. Для внешних слоёв печатной платы я использую аналогичный односторонний фольгированный стеклотекстолит с повышенной теплостойкостью СТФ-1.

Основные характеристики:

Фольгированный стеклотекстолит СТФ:

Толщина фольги 18-35 мм.

Толщина материала 0.1-3 мм.

Диапазон рабочих температур –60 +150 с°.

Напряжение пробоя 30Кв/мм.

Фоторезист СПФ2:

Тип негативный.

Разрешающая способность 100-500.

Проявитель метилхлороформ.

Раствор удаления хлористый метилен.

referat.store

Материалы печатных плат - Реферат

Реферат - Экономика

Другие рефераты по предмету Экономика

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СЕРВИСА

(ГОУ ВПО ВФ МГУС)

Волгоградский филиал

РЕФЕРАТ

по дисциплине: МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Тема: Материалы печатных плат

Выполнил:

Студент группы 1СКМТп

Петров Григорий

Васильевич

Проверил:

Преподаватель

дисциплины

_____________________

______________2006г.

Волгоград

2006

Содержание

Введение3

2. Технология получения слоистых пластиков5

3. Классификация и принцип маркировки8

4. Физико-химические свойства10

5. Механическая обработка слоистых пластиков17

Список литературы21

Введение

Схема строения фольгированного слоистого пластика

односторонний двухсторонний

металлическая фольга
клеевой слой
изоляционная подложка из слоистого пластика

2. Технология получения слоистых пластиков

Стекловолокнистые на

geum.ru

Реферат: Материалы печатных плат. Материалы печатных плат реферат

Материалы печатных плат - Реферат

Реферат Материалы печатных плат

Реферат - Материалы печатных плат

Реферат Печатная плата

План:

Введение

1. Виды плат

1.1. Многослойные печатные платы

2. Виды печатных плат

3. Материалы

4. Разработка

5. Изготовление

Реферат Технология изготовления печатных плат

1. Классификация методов конструирования печатных плат и узлов.

2. Процесс изготовления печатной платы

3. Сравнительные характеристики методов производства и обоснование применяемого в данном проекте.

4. Металлизация сквозных отверстий.

5. Попарное прессование.

6. Метод послойного наращивания.

7. Составление блок схемы типового техпроцесса.

8. Описание ТП.

9. Выбор материала.

10. Основные характеристики:

11. Основы безопасности производства печатных плат.

12. Библиография

Реферат - Изготовление печатной платы

Материалы печатных плат - Реферат

Реферат - Экономика

Другие рефераты по предмету Экономика

Смотрите также