Основные технологические процессы и этапы изготовления и производства печатных плат. Основные конструктивные параметры печатных плат

Одеський національний політехнічний університет

Херсонський політехнічний коледж

 

Модульний КОНТРОЛЬ № 1 (варіант № 1)

з дисципліни “ Основи конструювання ЕОМ ”

№ з/п	Зміст тесту та варіанти відповідей	Максимальна кількість балів
І рівень	Дайте відповідь на питання (у кожному завданні один правильний варіант відповіді) 1. За використання ЕОМ на космічних об’єктах, їх відносять до класу А) Стационарні Б) Портативні В) Що транспортуються Г) Бортові Д) Персональні 2. До радіаційних факторів впливу на ЕОМ відносять А) Космічну радіацію Б) Атмосферний тиск В) Ядерна реакція реакторів Г) Космічна невагомість Д) Лінійне прискорення 3. Схема, на якій суміщено схеми кількох типів одного виду і які стосуються одного виробу, це: А) Принципова Б) Загальна В) Функціональна Г) Об'єднана Д) Структурна 4. Робоча конструкторська документація (КД), за якою вивчають конструкцію та правила експлуатації, це А) Ремонтна Б) Виробнича В) Експлуатації Г) Проектна Д) Робоча 5. КД, яка розроблена на основі ТЗ, згідно якою виготовляють, контролюють,приймають, постачають та ремонтують виріб, це А) Проектна Б) Ремонтна В) Експлуатаційна Г) Робоча Д) Виробнича	2 бали   2 бали     2 бали   2 бали     2 бали     Всього: 10 балів
ІІ рівень	Дайте відповідь на питання (у кожному завданні дві правильні відповіді)     1. До економічних вимог до конструкцій ЕОМ відносять А) Витрати часу на розробку Б) Роздрібна ціна В) Швидкодія Г) Наробіток на відмову Д) Ємність пам’яті     2. До технологічних факторів конструкцій ЕОМ відносять А) Ремонтопридатність Б) Собівартість В) Розрядність машинного числа Г) Ймовірність безвідмовної роботи Д) Вузловий принцип побудови конструкції   3. До вимог надійності конструкцій ЕОМ відносять А) Ремонтоздатність Б) Вартість комплектуючих В) Довговічність Г) Збереженість Д) Точність обчислювань	2 бали     2бали   2 бали   Всього: 6 балів
ІІІ рівень	Проставьте у відповідності один до одного дестабілізуючі фактори, які суттєво впливають на роботу конструкцій ЕОМ   А) Навколишня вологість --------- Б) Акустичний удар ---------- В) Лінійне прискорення --------- Г) Сонячне опромінення, тепловий удар ----------   1) -------Резонансні явища в корпусах при роботі двигунів, додаткові навантаження з-за вібрацій 2) ---------Фізичне руйнування механічних частин та контактів, електроніки 3) -------Порушення теплових режимів роботи напівпровідникових приладів, руйнування ізоляційних матеріалів, таке інше. 4) --------Корозія металевих частин, контактів та деталей, руйнування фізичної структури матеріалів та ізоляції дротів.	2 бали   Всього: 4 балів
ІV рівень	Нарисуйте приклад будь-якого Умовного Графічного Позначення (УГП) цифрової мікросхеми. Вкажіть на основному та додатковому полі УГП її функцію, мітку, показники інверсії, таке інше. Приведіть приклад позначень п’яти довільних функцій.	2 бали   Всього: 2 бали

Загальна кількість: 20 балів

 

 

Основные технологические процессы и этапы изготовления и производства печатных плат. Основные конструктивные параметры печатных плат

Применение ПП создает предпосылки для механизации и автоматизации процессов сборки радиоэлектронной аппаратуры, повышает ее надежность, обеспечивает повторяемость параметров монтажа (емкость, индуктивность) от образца к образцу

Печатный проводник – простейший элемент ПП, участок токопроводящего покрытия, нанесенного на изоляционном основании. Характерная особенность – ширина значительно больше толщины

Печатный монтаж – система печатных проводников, обеспечивающая возможность электрического соединения элементов схемы, которые впоследствии будут установлены на ПП, а также экранирование отдельных проводников

Печатная плата – изоляционное основание с нанесенным на него печатным монтажом

Печатная схема – система печатных проводников и печатных электрорадиоэлементов, нанесенных на изоляционное основание

Классификация печатных плат по конструкции:

- однослойные: один изоляционный слой, на котором находятся печатные проводники. Если они расположены на одной стороне изоляционного основания, то такую ПП называют односторонней, если на двух сторонах, то двусторонней

- многослойные: состоит из нескольких печатных слоев, изолированных склеивающими прокладками. Многослойные ПП имеют соединения между проводниками, расположенными в различных слоях или открытый доступ к отдельным участкам проводников внутренних слоев для припайки к ним электрорадиоэлементов

Изготовление изоляционной платы с печатным монтажом:

- создание изображения печатных проводников (копированием изображения с негатива на светочувствительный слой, печатанием изображения защитной краской через сетчатый трафарет или с помощью офсетной формы)

- создание токопроводящего слоя на изоляционном основании

Методы создания токопроводящего слоя:

- химический: вытравливание незащищенных участков фольги, предварительно наклеенной на диэлектрик

- электрохимический: методом химического осаждения создается слой металла толщиной 1-2 мкм, наращиваемый затем гальваническим способом до нужной толщины. При этом способе одновременно с проводниками металлизируют стенки отверстий, которые можно использовать как перемычки для соединения проводников, расположенных на разных сторонах платы

- комбинированный – сочетание химического и электрохимического: проводники получают травлением фольги, металлизированные отверстия – электрохимическим методом

Классификация ПП в зависимости от минимальной ширины печатных проводников и минимального зазора между ними:

- класс А: с пониженной плотностью монтажа (0.5-0.6 мм)

- класс Б: с повышенной плотностью монтажа (0.3-0.4 мм)

- класс В: с высокой плотностью монтажа (0.1-0.2 мм); следует применять только в отдельных, технически обоснованных случаях

Односторонние и двусторонние печатные платы по размерам не должны превышать 240x360 мм, многослойные – 200x240 мм

Плотность монтажа по классу Б следует применять только на ПП с размерами до 200x240 мм

Контактные площадки отверстий рекомендуется делать в виде кольца. Диаметр контактной площадки: dk = d+2b+c (dk – диаметр контактной площадки; d – диаметр отверстия; b – минимально необходимая радиальная толщина контактной площадки; c – коэффициент, учитывающий влияние разброса межцентрового расстояния, смещение фольги в разных слоях и ряд других факторов)

Для плат класса А b = 0.3 мм, для плат класса Б b = 0.15 мм

Для многослойных и сложных плат класса Б устанавливают допуск на межцентровое расстояние ±0.1 мм. В этом случае коэффициент c = 0.4..0.5 мм

Для ПП класса А допуск на межцентровое расстояние ±0.2 мм и с=0.6..0.7 мм

Печатная плата (ПП) – изделие, состоящее из плоского изоляционного основания с отверстиями, пазами, вырезами и системой токопроводящих полосок металла (проводников), которое используют для установки и коммутации интегральных микросхем и электрорадиоэлементов и функциональных узлов в соответствии с электрической принципиальной схемой

Печатный монтаж – способ монтажа, при котором электрическое соединение элементов электронного узла, включая экраны, выполнено с помощью печатных проводников

Печатный проводник – проводящая полоска в проводящем рисунке

Типы печатных плат:

- односторонняя (ОПП): проводящий рисунок выполнен на одной стороне

- двусторонняя (ДПП): проводящие рисунки и все соединения выполнены на обеих сторонах

- многослойная (МПП): состоит из чередующихся слоев изоляционного материала с проводящими рисунками на двух или более слоях, между которыми выполнены соединения

- гибкая (ГПП): имеет гибкое основание

- гибкий печатный кабель (ГПК) – система параллельных печатных проводников, размещенных на гибком основании

- гибко-жесткая плата (ГЖП) – плата, имеющая от 1 до 20 и более соединительных наборов из односторонних и двусторонних гибких ПП между жесткими ПП

Технологии изготовления элементов проводящего рисунка печатных плат:

- субтрактивная: избирательное травление участков фольги с пробельных мест

- аддитивная: избирательное осаждение проводникового материала на нефольгированный материал основания

 

Введение

В современной радиоэлектронной аппаратуре наиболее распространенным методом создания электрических цепей является печатная плата.

Печатные платы — элементы конструкции, которые состоят из плоских проводников в виде участков металлизированного покрытия, размещенных на диэлектрическом основании и обеспечивающих соединения элементов электрической цепи.

Преимущества:

· увеличение плотности монтажа и возможность микроминиатюризации изделий.

 

· Унификация и стандартизация конструктивных и технологических решений.

 

· Стабильность и повторяемость электрических характеристик (проводимость, паразитные емкости, индуктивность).

 

· Увеличение надежности и повышение качества.

 

· Улучшение механических и прочностных характеристик.

 

· Возможность применения современных методов автоматизации и механизации монтажных, сборочных, контрольных и регулировочных работ.

 

· Снижение трудоемкости, себестоимости и материалоемкости.

Недостатки:

· Ограничения по ремонту.

 

· Затруднения возможности изменения конструкции.

Элементы печатных плат по ГОСТ 23752-86

Требования к печатным платам

1. Диэлектрические основания должны быть однородными по цвету, монолитными по структуре, не иметь пузырей, раковин, сколов, трещин и расслоений.

2. Проводящий рисунок должен быть четким, с ровными краями, без вздутий, разрывов, отслоений, подтравливания, следов инструмента и остатков технологических материалов.

3. Для повышения коррозионной стойкости и паяемости наносится электролитическое покрытие, которое должно быть без разрывов, подгаров и отслоений. При наличии на проводниках критических дефектов допускается дублировать их объемными, но не более 5 для плат 120х180 и 10 проводников для плат свыше 120х180.

4. Монтажные и фиксирующие отверстия должны отвечать требованиям чертежа.

5. Для повышения надежности паяных соединений внутреннюю поверхность монтажных отверстий должен покрывать слой меди не менее 20..25 мкм. Слой должен быть сплошным, без включений, мелкокристаллической структуры, а также должен обладать хорошим сцеплением с поверхностью.

6. Должен выдерживать ток 250 А/м² в течении 3 секунд, нагрузку на контакты до 1.5 Н и выдерживать 4 перепайки (для многослойных печатных плат — 3 перепайки) без изменения внешнего вида, подгаров и отслоений.
При недопустимом повреждении металлизированные отверстия допускается восстанавливать с помощью пустотелых заклепок не более 2% от общего количества отверстий и не более 10 штук на печатную плату.

7. При циклическом воздействии температуры допускается изменение сопротивления не более чем на 10%.

8. Контактные площадки не должны иметь разрывов при сверлении и оставаться гарантированный поясок 50 мкм.

9. Сопротивление изоляции не должно быть менее 30 000 МОм при Т=25 ⁰С, влажности 46..84%, давлении 96..100 КПа, при расстоянии 0.2..0.4 мм между проводниками.

10. Электрическая прочность 700 вольт в нормальных условиях и 500 вольт после воздействия в течении 2 суток Т=40 ⁰С и влажности 90..96%.

11. Деформация печатных плат при толщинах 1,5..3 мм на 100 мм:
для многослойных печатных плат (МПП) — 0,4..0,5 мм
для двусторонних печатных плат (ДПП) — 0,5..0,9 мм

12. При воздействии на печатную плату Т=260..290 ⁰С в течении 10 секунд не должно быть разрывов проводников и отслоений.

Классификация печатных плат и способов их изготовления