Банковские работники ежедневно сталкиваются с вычислительными машинами, в состав которых входят печатные платы (ПП), как средство, обеспечивающие автоматизацию монтажно-сборочных операций, снижение габаритных размеров аппаратуры, металлоёмкости и повышения ряда конструктивных и эксплуатационных качеств изделия.
В процессе изготовления ПП в зависимости от их конструктивных особенностей и масштабов производства применяются различные варианты технологических процессов, в которых используются многочисленные химико-технологические операции и операции механической обработки.
Применение печатных плат, позволяет увеличить:
а) надежность элементов, узлов и ЭВС в целом;
б) технологичность, за счет автоматизации некоторых процессов сборки и монтажа;
в) плотность размещения элементов за счет уменьшения габаритов и массы;
г) быстродействие;
д) помехозащищенность элементов и схем.
Печатные платы предназначены для электрического соединения элементов схемы между собой и в общем, случае представляют вырезанный по размеру материал основания, содержащий необходимые отверстия и проводящий рисунок, который может быть выполнен как на поверхности, так и в объеме основания (ГОСТ 20406-75).
Материалы для ПП выбираются по ГОСТ 10316-78 или по техническим условиям.
Выбор материала основания производят с учетом обеспечения физико-механических и электрических параметров ПП после воздействия механических нагрузок, климатических факторов и химически активных сред.
В качестве конструкционных материалов печатных плат обычно используются фольгированные и нефольгированные слоистые диэлектрики (пластики) различного типа и толщины.
Фольгированные диэлектрики представляют собой электроизоляционные основания, плакированные обычно электрической медной фольгой с оксидированным гальваностойким слоем, прилегающим к электроизоляционному основанию. В зависимости от назначения фольгированные диэлектрики могут быть односторонними и двусторонними и иметь толщину от 0,06 до 3 мм.
Нефольгированные диэлектрики, предназначенные для полуаддитивного и аддитивного методов производства плат, имеют на поверхности специально нанесенный адгезионный слой, который служит для лучшего сцепления химически осаждаемой меди с диэлектриком.
Диэлектрические основание платы представляет собой обычно бумажную (гетинакс) или текстильную (текстолиты) основу, пропитанную фенольной либо эпоксидной смолой.
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 – стеклотекстолитом. В качестве клеевого слоя для приклейки фольги при создании фольгированных слоистых пластиков применяют синтетические термореактивные клеи как таковые или используют клеящие свойства связующего, содержащегося в пропитанном наполнителе.
Фольгированный гетинакс является менее прочным, чем стеклотекстолит, и достаточно ломким, но имеет лучшие электроизоляционные свойства и в четыре 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.
Преимущество гетинаксов заключается в том, что они легко поддаются механической обработке, поэтому возможна организация серийного и массового производства. К недостаткам материалов этого типа относятся повышенная чувствительность к влажности и нестабильность размеров.
Часто имеет место применение эпоксидной невоспламеняющейся бумаги, которая обладает лучшей стабильности размеров, более приспособлена к автоматизации процесса монтажа элементов.
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 прецизионной аппаратуре, где требуется высокая надёжность прибора, либо стойкость к механическим нагрузкам.
В стеклотекстолитах в качестве основы используют стеклоткань, пропитанную эпоксидной смолой. Наиболее широкое распространение материала этого типа получила для производства двусторонних и многослойных печатных плат.
Условное обозначение фольгированных материалов должно состоять из марки материала, его толщины и обозначения стандарта. Пример условного обозначения фольгированных материалов:
- гетинакс ГФ-1-35-2,0 ГОСТ 10316-78;
- стеклотекстолит СФ-2-35-1,5 ГОСТ 10316-78.
В зависимости от жесткости материала основания различают гибкие (ГПП) и жесткие печатные платы. Определен ряд значений толщин оснований печатных плат: гибких (0.1, 0.2, 0.4 мм) и жестких (0.8, 1.0, 1.5, 1.8, 2.0, 3.0 мм).
По конструктивному исполнению ПП классифицируются на односторонние печатные платы (ОПП), двусторонние (ДПП) и многослойные (МПП). По способу получения межслойных соединений различают платы с металлизированными отверстиями, выступающими выводами, открытыми контактными площадками.
Методы изготовления ПП заключаются в технологических способах получения проводников.
Существуют следующие методы изготовления проводников:
а) субтрактивный метод - травление фольгированного диэлектрика:
1) химический;
2) комбинированный позитивный.
б) аддитивный метод – селективное осаждение меди;
в) вжигание паст;
г) напыление в вакууме.
Для изготовления печатных плат используются два метода: субтрактивный и аддитивный. Рассмотрим эти два метода.
В субтрактивном методе в качестве основы для печатного монтажа используется фольгированный диэлектрик, на котором формируется проводящий рисунок путём удаления фольги с ненужных участков. Дополнительная химико - гальваническая металлизация монтажных отверстий приводит к созданию комбинированной металлизации печатных плат.
Химический метод используется для получения односторонних ПП, внутренних слоев многослойных ПП и гибких печатных шлейфов. Преимущества этого метода в том, что он обладает высокой точностью геометрии проводников из-за отсутствия процессов гальванического осаждения меди.
Комбинированный позитивный метод используется для получения двухсторонних ПП и многослойных ПП. Способность диэлектрика к подтравливанию особенно важна для МПП, где от этого зависит надежность межслойных соединений. ДПП выполняются без использования травящего диэлектрика.
Достоинства позитивного метода:
- исключение возможности срыва контактных площадок при сверлении отверстий;
- снижение вредного действия химических растворов на изоляционное основание и на прочность крепления фольги.
Недостатками субтрактивных методов являются невозможность получения проводников с шириной менее 150 мкм и большой отход меди при травлении.
Аддитивный метод основан на избирательном осаждении токопроводящей поверхности на диэлектрическое основание на которое предварительно, может наноситься слой клеевой композиции. По сравнению с субтрактивными они обладают следующими преимуществами:
- повышают плотность печатного монтажа;
- устраняют подтравливание элементов печатного монтажа;
- экономят медь, химикаты для травления и снижают затраты на нейтрализацию сточных вод;
- упрощают технологический процесс благодаря устранению ряда технологических операций;
- улучшают равномерность толщины металлизированного слоя в отверстиях;
- уменьшают длительность производственного процесса и повышают его экономичность.
Недостатками аддитивного метода является низкая производительность процесса химической металлизации, интенсивное воздействие электролиза на диэлектрик.
Выбор типа печатной платы так же зависит и от выбора класса точности.
Печатные платы первого и второго классов точности наиболее просты в исполнении, надежны в эксплуатации и имеют минимальную стоимость; платы третьего класса точности требуют использования высококачественных материалов, более точных инструментов и оборудования; платы четвертого и пятого классов точности требуют использования специальных материалов, прецизионного оборудования, особых условий для изготовления.
Маркировка ПП проводится обязательно и должна содержать:
- обозначение ПП или ее условный шифр;
- порядковый номер изменения чертежа, относящийся к изменению;
- буквенно-цифровое обозначение в слоях многослойных ПП.
Дополнительная маркировка наносится при необходимости и может содержать:
- порядковый или заводской номер ПП, или партии ПП;
- позиционное обозначение навесных элементов;
- цифровое обозначение первого вывода навесного элемента;
- обозначение положительного вывода полярного элемента.
Основная маркировка может выполняться способом, которым выполняется и проводящий рисунок.
Пример печатной платы приведен на плакате №1. ПП, изображенная на этом плакате, изготовлена из стеклотекстолита комбинированным позитивным методом. Соответствует ГОСТу 23752-79 и имеет группу жесткости 2, класс точности 3 по ГОСТу 23751-86.
Ежедневно многие работники банка сталкиваются с действием компьютера. Ведь компьютер, при несоблюдении определенных норм его эксплуатации, рационального режима работы операторов, игнорировании рекомендованных специалистами защитных и профилактических мероприятий, способен нанести ущерб здоровью человека, сделать его труд неинтересным и утомительным.