Применение печатных плат (ПП) дает возможность механизировать и автоматизировать процесс сборки РЭА, повышает надежность, обеспечивает повторяемость параметров монтажа.
Процесс изготовления ПП с печатным монтажом состоит из двух основных операций: создание изображения печатных проводников, создание токопроводящего слоя на изоляционном основании.
В качестве материалов, применяемых для изготовления ПП, используются фольгированные и нефольгированные диэлектрики, клеи, адгезивы и катализаторы. Чаще всего в качестве основания используют гетинакс и стеклотекстолит разной толщины. Толщину основания выбирают исходя из механической жесткости печатной платы и ее размеров.
Печатный проводник имеет большое отношение ширины к толщине поперечного сечения, благодаря чему площадь поверхности проводника большая. Большая поверхность и хороший тепловой контакт обеспечивает интенсивную теплоотдачу, что позволяет пропускать через проводники значительно большой ток (до 30 А/мм2). Допустимое рабочее напряжение между двумя расположенными рядом проводниками зависит от минимального зазора между ними.
Диаметр отверстий в печатной плате должен быть больше диаметра вставляемого в него провода. При диаметре 0,8 мм диаметр отверстия делают на 0,2 мм больше диаметра вывода, а при диаметре провода больше 0,8 мм - на 0,3 мм. Контактные площадки делают в виде кольца.
Для неметаллизированных отверстий и торцов плат шероховатость поверхности делают менее . Расстояние между краями отверстий должно быть не меньше толщины платы.
Печатные проводники рекомендуется выполнять прямоугольной конфигурации, располагая их параллельно линиям координатной сетки. На всем протяжении они должны иметь одинаковую ширину. При прохождении проводника через узкое место его ширина может быть уменьшена, но длина этого участка должна быть минимальной. Если проводник проходит в узком месте между двумя отверстиями, то нужно прокладывать его так, чтобы он был перпендикулярен линии, соединяющей их центры.
При конструировании печатной платы большое значение имеет материал основания. Он должен иметь высокие электроизоляционные показатели в условиях эксплуатации РЭА (большую электрическую прочность, большое сопротивление изоляции, малые диэлектрические потери), обладать химической стойкостью к действию химических растворов, используемых в технологии печатного монтажа, допускать штамповку, выдерживать кратковременное воздействие температуры до 240°С в процессе пайки, иметь высокую влагостойкость. Температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) должен быть близок к ТКЛР фольги во избежание обрывов узких линий рисунка при температурных перепадах. Плата большого размера более чувствительна к короблению, поэтому предельный размер платы не должен превышать 240х360 мм.
В тех случаях, когда основания должны быть дешевыми и обладать хорошей штампуемостью и невысокой влагостойкостью применяют слоистые пластины с бумажным наполнителем, пропитанные фенольной или эпоксидной смолой. Таким материалом является листовой гетинакс, фольгированный медью. Однако он обладает плохой химической стойкостью в травильных растворах, низкой теплостойкостью, большим ТКЛР основания, в связи с чем применяется только в легких условиях эксплуатации.
Для ответственной РЭА применяют жесткие фольгированные диэлектрики марок ФДГ, ФДМ, ФДМЭ, СФ, СФН, СТФ, СТЭФ. В качестве материала основания печатной платы выбирается стеклотекстолит СФ-1Н толщиной 1,5 мм по ГОСТ 10316-78.
Стабильность электрических и механических параметров печатных плат может быть обеспечена применением металлических покрытий, которые оказывают влияние на технологический процесс изготовления печатных плат, их себестоимость, срок эксплуатации и хранения.
Токопроводящие элементы ПП, вступая в контакт с кислородом, окисляются, в результате чего на их поверхности образуется слой окисла, обладающий иными физическими свойствами, чем материал печатных проводников. Поэтому после изготовления печатной платы необходимо нанести защитный слой на поверхность проводника. В качестве такого покрытия химическим методом наносится слой олова и свинца. Такое покрытие характеризуется хорошей эластичностью, сцеплением с основным металлом и хорошей паяемостью.
Покрытие на проводящем рисунке должно иметь гладкую глянцевую поверхность без трещин и пор. Допускается волнистость на отдельных участках. Конструктивные металлические покрытия выбираются по ОСТ 4.ГО.014.000. В качестве покрытия используем сплав олово-свинец по ОСТ 107.460.092.004.01-86.
Процесс разработки чертежа на печатную плату складывается из следующих операций:
Компоновка печатной платы, в процессе которой находят оптимальное размещение навесных элементов на печатной плате. Обычно эту операцию выполняют с помощью шаблонов элементов. Шаблоны выполняют в том же масштабе, что и чертеж печатной платы. Их размещают на координатной сетке и ищут такое расположение элементов, при котором длина соединяющих их проводников минимальна. В результате компоновки находят положение контактных площадок, к которым подключаются все элементы;
Разводка печатных проводников. Цель разводки - провести проводники так, чтобы они имели минимальную длину и минимальное число переходов при МПП;
Оформление чертежа с соблюдением требований стандартов.
