Какие способы печатных плат бывают

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Какие виды печатных плат существуют?

Типы печатных плат

Печатная плата (в английской аббревиатуре – PCB) представляет собой структуру, которая механически поддерживает и электрически соединяет электронные компоненты или электрические элементы с помощью проводящих дорожек, перемычек и других проводников, вытравленных из одного или нескольких слоев листа из меди. Компоненты, как правило, припаиваются к печатной плате, чтобы обеспечивалось наиболее надежное электрическое соединение, а также механическая связь между платой и компонентом.

Сегодня насчитывается много разных типов печатных плат, и хорошему инженеру и радиолюбителю важно знать основные отличия каждого типа. В данном материале мы рассмотрим 6 наиболее распространенных типов печатных плат.

Однослойная печатная плата

Однослойная или односторонняя печатная плата – это печатная плата, состоящая из одного слоя базового материала или подложки. Одна сторона основного материала покрыта тонким слоем металла. Медь является наиболее распространенным покрытием из-за того, что он хорошо функционирует как электрический проводник.

После нанесения медной основы накладывается защитная паяльная маска, за которой может следовать слой шелкографии, позволяющий отметить и подписать все элементы на плате.

Двухслойная печатная плата

Двухслойные или двухсторонние печатные платы имеют базовый материал с тонким слоем проводящего металла, например, меди, нанесенного на обе стороны платы. Отверстия, просверленные через плату, позволяют цепям с одной стороны платы подключаться к цепям с другой.

Схемы и компоненты двухслойной платы обычно соединяются одним из двух способов: либо с помощью сквозного отверстия, либо с использованием поверхностного монтажа. Соединение с помощью сквозного отверстия означает, что через отверстия подаются маленькие провода, известные как выводы.

Многослойная печатная плата

Многослойные печатные платы состоят из серии из трех или более двухслойных печатных плат. Эти платы затем закрепляются специальным клеем и становятся зажатыми между слоями изоляции, чтобы избыточное тепло не расплавило ни один из компонентов. Многослойные печатные платы бывают разных толщин, обычно не менее четырех слоев и не более десяти или двенадцати слоев. Самая большая многослойная печатная плата, когда-либо созданная, составляла 50 слоев.

Жесткая печатная плата

Жесткие печатные платы представляют собой печатные платы, которые изготовлены из твердого материала подложки, что предотвращает скручивание платы. Возможно, наиболее распространенным примером жесткой печатной платы является компьютерная материнская плата. Материнская плата представляет собой многослойную печатную плату, предназначенную для распределения электроэнергии от источника питания, одновременно обеспечивая связь между всеми частями компьютера, такими как процессор, графический ускоритель и оперативная память.

Гибкая печатная плата

В отличие от жестких печатных плат, в которых используются прочные и негнущиеся материалы, такие как стекловолокно, гибкие печатные платы изготовлены из материалов, которые могут изгибаться, например пластик. Как и жесткие печатные платы, гибкие печатные платы поставляются в одно-, двух- или многослойных форматах. Поскольку они должны быть напечатаны на гибком материале, они, как правило, стоят дороже.

Гибко-жесткая печатная плата

Гибко-жесткие печатные платы сочетают в себе лучшее из обоих миров, когда речь идет о двух наиболее важных всеобъемлющих типах плат. Гибко-жесткие платы состоят из нескольких слоев гибких печатных плат, прикрепленных к ряду жестких слоев печатной платы.

О том, какие существуют виды плат и процессы их производства подробнее изучают на курсах по специальности «электроника». Впрочем, все это можно найти в интернете, поэтому достаточно просто купить диплом или другое удостоверение, свидетельствующее об окончании курсов или другого вида образования.

Источник

Виды печатных плат

Описание печатных плат

Печатная плата подразумевает под собой структуру электрических межсоединений, которые выполнены на изоляционном основании (диэлектрике – стеклотекстолите, гетинаксе, керамическом основании и др.). Печатная плата в совокупности с установленными и смонтированными на ней электронными компонентами (изделиями) образует печатный узел. Проводники печатной платы, лежащие в одной плоскости, называют печатным рисунком, слоем. По выполняемым ими функциям слои ПП делятся на: сигнальные (информационные), потенциальные (заземление, питание), экранирующие и технологические слои проводников; по конструктивному расположению на плате – внутренние и внешние слои. Помимо проводников (называемых дорожками) платы содержат:

• установочные элементы монтажа: контактные площадки и монтажные отверстия;
• фиксирующие (базовые) элементы для совмещения выводов корпусов электронных компонентов с контактными площадками или монтажными отверстиями на печатной плате;
• печатные ламели для контакта с разъемами;
• теплоотводящие и тепловыравнивающие участки;
• маркированные слои;
• технологические контактные площадки;
• паяльные маски – термостойкое электроизоляционное пленочное покрытие;
• элементы схем, выполняемые методами печати: индуктивности, емкости, сопротивления.

В зависимости от назначения и от возможностей производства печатные платы выполняют односторонними, двусторонними или многослойными, на жестком или гибком основании.

Односторонние печатные платы

Односторонние печатные платы представляют собой изоляционное основание, на одной стороне которого выполнен проводящий рисунок. Для механической фиксации выводов штыревых компонентов в плате служат сквозные неметаллизированные отверстия, а для присоединения – контактные площадки, которыми заканчиваются все печатные проводники. Трассировка проводников на одной поверхности (в одном слое, в одном уровне) не позволяет разрешить конфликт пересекающихся трасс иначе, как установкой навесных проводных перемычек.

Двусторонние печатные платы

Двусторонняя печатная плата имеет одно основание, на обеих сторонах которого выполнены проводящие рисунки, и все требуемые электрические соединения двух сторон, соединяются преимущественно сквозными металлизированными отверстиями. Конфликт пересекающихся соединений здесь решается возможностью переноса конфликтующей трассы в обход на другую сторону печатной платы с использованием металлизированных отверстий. Такое отверстие для переноса трассы называют переходным, в отличие от монтажного. При этом конструкция переходного отверстия может быть произвольной, а монтажного – по нормам формирования паяного узла.

Тем не менее, полностью конфликтность трасс не разрешается: цепи питания и земли, монтажное поле для присоединения выводов многовыводных компонентов (микросхем) мешают свободному размещению сигнальных трасс. Эта конфликтность частично разрешается в четырех слоях межсоединений.

Многослойные печатные платы

Четырехслойные печатные платы содержат на внутренних слоях потенциальные цепи (питания и земли), а на внешних (наружных) слоях сигнальные трассы и монтажное поле присоединения компонентов. Конструкции четырехслойных печатных плат выгодно выполнять так, чтобы их можно было изготавливать по технологии двусторонних.

Многослойные печатные платы (МПП) содержат чередующиеся слои тонких изоляционных подложек с нанесенными на них проводящими рисунками, физически соединенными в одно многослойное основание. Электрические соединения в многослойной структуре МПП осуществляются сквозными (преимущественно) или глухими отверстиями. Каждый из внутренних слоёв может представлять собой одностороннюю плату или двустороннюю с межслойными переходами.

Описание слоёв многослойных печатных плат

Слои в МПП имеют определенное функциональное назначение:

• наружные монтажные слои конструируются и используются для монтажа электронных компонентов;
• сигнальные слои, несут на себе топологическую схему сигнальных межсоединений;
• слои земли и питания выполняют, как правило, большими полигонами с минимальным омическим и индуктивным сопротивлениями, они одновременно служат электрическими экранами, заземленными по высокой частоте развязывающими емкостями;
• теплоотводящие или тепловыравнивающие слои.

Увеличение плотности компоновки, связанное с этим увеличением количества межсоединений обычно решались увеличением слоев. Существуют примеры создания 40 и более слойных печатных плат.

Приоритеты по увеличению количества межсоединений многослойных печатных плат

Сегодня преимущественное направление увеличения количества межсоединений:

• увеличение плотности трасс за счет уменьшения шага трассировки с одновременным уменьшением ширины проводников;
• выполнения межслойных переходов в шаге трасс, то есть в размерах тонких проводников;
• выполнением многоуровневых межсоединений в многослойных структурах: сквозных, слепых, глухих.

Гибкие печатные платы

Гибкие печатные платы, по реализации межсоединений подобны односторонним, двусторонним и многослойным с той разницей, что изоляционные и металлические слои выполняются тонкими, для гибкости из материалов, выдерживающих многократные изгибы.

Источник

Методы изготовления печатных плат

Основные технологические принципы изготовления печатных плат

• субтрактивный;
• аддитивный;
• полуаддитивный, сочетающий преимущества субтрактивного и аддитивного методов;
• комбинированный.

Субтрактивные методы

Субтрактивный метод наиболее освоен и распространен для простых и очень сложных конструкций печатных плат. С данного метода начиналась индустрия печатных плат. В качестве исходного материала используются фольгированные (в основном медью) изоляционные материалы. После переноса рисунка печатных проводников в виде стойкой к растворам травления пленки на фольгированную основу, незащищенные ею места химически стравливаются. Защитную пленку наносят методами полиграфии: фотолитографией, трафаретной печати и др. При использовании фотолитографии, защитная пленка формируется из фоторезиста материала, через фотокопию печатного рисунка – фотошаблон. При трафаретной печати используют специальную, химически стойкую краску, называемую трафаретной.

Аддитивные методы

Эти методы предполагают использование нефольгированных диэлектрических оснований, на которые тем или другим способом, избирательно (там, где нужно) наносят токопроводящий рисунок. Разновидности метода определяются способами металлизации и избирательностью металлизации.

Токопроводящие элементы рисунка можно создать:

• химическим восстановлением металлов на катализированных участках диэлектрического основания (толстослойная химическая металлизация);
• переносом рисунка, предварительно сформированного на металлическом листе на диэлектрическую подложку (метод переноса);
• нанесением токопроводящих красок или паст или другим способом печати;
• восстановительным вжиганием металлических паст в поверхность термостойкого диэлектрического основания из керамики и ей подобных материалов;
• вакуумным или ионно-плазменным напылением;
• выштамповыванием проводников.

Избирательность осаждения металла можно обеспечить:

• фотолитографией (через фотошаблон) фоторезиста, закрывающего в нужных местах участки поверхности основания, не подлежащие металлизации (для метода толстослойной химической металлизации);
• через фотошаблон или сканирующим лучом катализатора, предварительно нанесенного на всю поверхность основания;
• трафаретной печатью (для паст и красок);
• масочной защитой.

Полуаддитивные методы

Полуаддитивные методы придуманы, чтобы избавиться от длительных и неустойчивых процессов толстослойной химической металлизации, заменив их на высокопроизводительные надежные электрохимические (гальванические) методы металлизации. Но для электрохимических методов металлизации электроизоляционных оснований нужен токопроводящий подслой. Его создают любым способом, удовлетворяющим требованиям по проводимости и прочности сцепления с подложкой:

• химическим осаждением тонкого слоя (до 1 мкм) металла. Процесс тонкослойной металлизации длится не более 15 мин и не требует высокой технологической надежности;
• вакуумным напылением металла, в том числе магнетронным;
• процессами газотермической металлизации;
• процессами термолиза металлоорганических соединений.

Однако для полуаддитивных методов неприемлемы процессы прямой металлизации, так как их использование связано с большим расходом катализатора, и возникают проблемы удаления проводящего подслоя из пробельных мест.

Комбинированные методы

Комбинированные методы объединяют в себе все приемы изготовления печатных плат, необходимые для изготовления печатных проводников и металлизированных отверстий. Поэтому они называются комбинированными. В зависимости от последовательности операций формирования печатных проводников и металлизированных отверстий различают комбинированный позитивный метод (используются фотошаблоны — позитивы) и комбинированный негативный (используются фотошаблоны — негативы).

Источник

Печатные платы. Виды, типы, основные характеристики.

В этой статье вы найдёте ответы практически на все вопросы о печатных платах.

Печатная плата (англ. printed circuit board, PCB) — пластина из диэлектрика, на поверхности и/или в объеме которой сформированы электропроводящие цепи электронной схемы. Печатная плата предназначена для электрического и механического соединения различных электронных компонентов. Электронные компоненты на печатной плате соединяются своими выводами с элементами проводящего рисунка обычно пайкой.

Мягкие медные платы;

ВОПРОС 1 . Печатная плата (англ. printed circuit board, PCB) — пластина из диэлектрика, на поверхности и/или в объеме которой сформированы электропроводящие цепи электронной схемы. Печатная плата предназначена для электрического и механического соединения различных электронных компонентов. Электронные компоненты на печатной плате соединяются своими выводами с элементами проводящего рисунка обычно пайкой.

В отличие от навесного монтажа, на печатной плате электропроводящий рисунок выполнен из фольги, целиком расположенной на твердой изолирующей основе. Печатная плата содержит монтажные отверстия и контактные площадки для монтажа выводных или планарных компонентов. Кроме того в печатных платах имеются переходные отверстия для электрического соединения разных слоёв фольги. Завершающим штрихом являются защитное покрытие. В зависимости от количества слоёв с электропроводящим рисунком, печатные платы подразделяют на:

• односторонние (ОПП; имеется только один слой фольги);
• двухсторонние (ДПП; два слоя фольги);
• многослойные (МПП, англ. multilayer printed circuit board; фольга не только на двух сторонах платы но и во внутренни слоях диэлектрика).

Многослойные ПП 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.

Для соединения проводников между слоями используются переходные металлизированные отверстия.

По свойствам материала основы:

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

Так же основой печатных плат может служить металлическое основание, покрытое диэлектриком (например, анодированный алюминий), поверх диэлектрика наносится медная фольга дорожек. Такие печатные платы 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) и керамика.

ВОПРОС 2 . Отдельную группу материалов составляют алюминиевые металлические печатные платы. Их можно разделить на две группы.

Первая группа — решения в виде листа алюминия с качественно оксидированной поверхностью на которую наклеена медная фольга. Такие платы нельзя сверлить, поэтому обычно их делают только односторонними. Обработка таких фольгированных материалов выполняется по традиционным технологиям химического нанесения рисунка.

Вторая группа подразумевает создание токопроводящего рисунка непосредственно в алюминии основы. Для этой цели алюминиевый лист оксидируют не только по поверхности но и на всю глубину основы согласно рисунку токопроводящих областей, заданному фотошаблоном.

Наиболее простой и экономически выгодный вид печатных плат — однослойная плата с алюминиевым основанием. Плата подобного вида ничем не отличается от обычной однослойной, только наклеенной на алюминиевую пластину. Вырабатываемое тепло проходит через диэлектрик и рассеивается через алюминий.

В последнее время большой популярностью пользуются многослойные печатные платы с алюминиевым основанием внутри. Алюминий, как и везде, применяется в качестве теплоотвода.

Нашей компанией используется огромное количество моделей печатных плат в основном для одноваттных светодиодов. К основным характеристикам можно отнести габариты, толщину (0,8 и 1,6) и тип используемых на данной плате светодиодов.

Плата 9w.60x50x0,8.HH-281.nichia.прож.(9w. nichia)

Плата универсальная 6w.155*33*0,8.EP.Прож.(6W.v2) (12.5гр)

ВОПРОС 3 . Гибкая печатная плата (ГПП) — это плата, выполненная на тонком и гибком основании. Основная область использования ГПП — применение в качестве соединителей между деталями электронных устройств на базе жестких печатных плат и для гибких светодиодных лент. В этом случае они служат заменой кабельных соединений.

Структура гибкой платы многослойная. Она состоит из основания, адгезивов, материала проводящего слоя и защитного слоя. По количеству слоев ГПП бывает разных видов: односторонняя или двухсторонняя печатная плата. Кроме того, существуют гибкие многослойные печатные платы.

Гибко жесткие печатные платы (ГЖПП) — это изделия, для производства которых применяют технологии производства традиционных (жестких) и гибких плат. На данный момент ГЖПП — наиболее сложные из производимых печатных плат.

Самым простым вариантом гибко жестких печатных плат являются гибкие платы с локальным механическим усилением. Локальное усиление используют, как правило, в зоне электрического контакта ГПП с противоположной контактным площадкам стороны. Оно обеспечивает надежность электрического соединения между гибкой платой и разъемом на обычной печатной плате.

В более сложных конфигурациях гибкую часть ГЖПП используют обычно в качестве соединительного шлейфа между двумя (или более) жесткими многослойными платами.

Гибкие печатные платы в шлейфах

Гибкие печатные платы в светодиодной технике

ВОПРОС 4 . Медная печатная плата –один из видов печатных плат — однослойная плата с медным основанием. Плата подобного вида ничем не отличается от обычной алюминиевой однослойной, только наклеенной на медную пластину. Вырабатываемое тепло проходит через диэлектрик и рассеивается через медь . Используется в схемотехнике где вопрос отведения тепла стоит очень остро. Например в светильниках промышленной серии где используются мощные 8-ми ватные светодиоды Cree.

Источник