Навесной монтаж
При навесном монтаже соединения элементов осуществляется с помощью проводов. Такой способ может применяться для выполнения соединений между блоками устройств. Его также можно использовать для соединения электронных компонентов на плате, но такой способ мало технологичен, имеет большую трудоемкость и в настоящее время применяется очень редко (например для опытно-конструкторских работ, требующих внесения изменений в схему в процессе разработки изделия) 8.3 Печатный монтаж
Печатная плата (ПП, в англоязычной литературе – PCB) представляет собой плоское изоляционное основание, на одной или обеих сторонах которого расположены токопроводящие полоски металла в соответствии с электрической схемой. Существуют также многослойные печатные платы.
Печатные платы позволяют осуществлять монтаж элементов с помощью автоматических или полуавтоматических установок.
Элементы на ПП могут монтироваться в отверстия (рис. 8.2, а) или припаиваться непосредственно к фольге (рис. 8.2, б). В последнем случае монтаж называется поверхностным. Для него используются компоненты в SMD – исполнении (SMD - surface mounted device — прибор, монтируемый на поверхность). Часто на одной плате сочетают оба способа монтажа. Так например по SMD-технологии может быть смонтировано большинство элементов (микросхемы, резисторы, керамические конденсаторы, транзисторы, диоды), а в отверстия устанавливаются разъемы, мощные транзисторы с теплоотводами, переключатели, переменные резисторы.
а
б
Рис. 8.2. Печатные платы: а- для монтажа выводных элементов в отверстия; б- для поверхностного монтажа
Процесс изготовления печатных плат включает следующие этапы:
1.Размещение элементов на ПП и разработка рисунка ПП (трассировка).
2.Изготовление фотошаблонов
3.Нанесение на фольгированную заготовку из изоляционного материала фоторезиста – фоточувствительного слоя, предназначенного для получения рисунка проводников.
4.Экспонирование фоторезиста через фотошаблон
5.Проявка фоторезиста
6.Травление платы
7.Подготовка к монтажу
Разработка ПП осуществляется с помощью систем автоматизированного проектирования (САПР). В настоящее время существует много программных средств, позволяющих реализовать этот этап. Широкое распространение получила САПР P-CAD. Этот этап также позволяет реализовать программа Ultiboard, входящая в состав пакета Multisim. Подробно этот этап будет рассмотрен в рамках дисциплины «Конструкторско-технологическое обеспечение производства ЭВМ».
Далее осуществляется изготовление фотошаблонов, представляющих собой пленку с рисунком дорожек ПП, непрозрачном для ультрафиолетовых лучей. В зависимости от типа фоторезиста фотошаблон может быть позитивным (черные дорожки, прозрачные промежутки) или негативным (черные промежутки, прозрачные дорожки).
Далее осуществляется нанесение фоторезиста. Фоторезист может быть позитивным (засвеченные участки смываются) или негативным (засвеченные участки остаются), жидким или сухим пленочным. Пленочный фоторезист наносят на специальном оборудовании – ламинаторах.
Экспонирование фоторезиста осуществляется в ультрафиолетовых установках.
Далее осуществляется проявка. В настоящее время широкое распространение получили фоторезисты водно-щелочного проявления. Их проявка осуществляется в 1 – 2% растворе карбоната кальция (Ca2CO3). В результате проявки на медной фольге формируется защитный слой в в виде рисунка будущих печатных проводников.
Травление ПП заключается в удалении медной фольги с участков, не защищенных слоем фоторезиста. Травление осуществляется в растворе хлорной меди или хлорного железа. После травления производится промывка и удаление фоторезиста. При изготовлении двусторонних и многослойных плат бывает необходима металлизация отверстий.
При подготовке к монтажу производится сверление отверстий под выводы электронных компонентов, нанесение паяльной маски, конструкторских обозначений элементов, лужение.