Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА РЭС

Евстафьев В. В., Енгибарян И. А., Сахаров И. А.,

3.2.1. Назначение и классификация печатных плат

Печатные платы предназначены для размещения и закрепления ЭРК и соединения их выводов в электрическую цепь. В общем случае конструкция ПП представляет собой диэлектрическое основание с размещенными на его поверхностях плоскими проводниками печатного монтажа электрической цепи изделия. В зависимости от числа слоев проводников различают односторонние печатные платы (ОПП), двусторонние (ДПП) и многослойные (МПП). Конструкция ПП должна обеспечивать неискаженную передачу электрических сигналов по печатным проводникам и межслойным переходам, подавление перекрестных наводок между проводниками и отвод тепла, выделяемого компонентами, на несущую конструкцию.

Вариант конструкция ОПП показан на рис. 3.1, а. На диэлектрическом основании 7 установлены компоненты 2, выводы которых через металлизированные отверстия 3 в основании подходят к проводнику 4, сформированному из приклеенной медной фольги. В ОПП места соединения выводов компонентов с проводниками находятся на одной плоскости.

Вариант конструкция ДПП показан на рис. 3.1, б. На диэлектрическом основании 7 установлены компоненты 2, выводы которых через металлизированные отверстия 3 в основании подходят к проводнику 4 нижнего слоя фольги. В верхнем слое фольги находится проводник 5. В ДПП места соединения выводов компонентов с проводниками находятся на двух плоскостях.

Вариант конструкция МПП показан на рис. 3.1, в. На основании 7, состоящем из слоев диэлектрика, установлены компоненты 2, выводы которых через металлизированные отверстия 3 в основании подходят к проводнику 4 нижнего слоя фольги. В верхнем и среднем слоях фольги находятся проводники 5 и 6 соответственно.

В МПП места соединения выводов компонентов с проводниками могут находиться на трех и более плоскостях.

3_1.tif

Рис. 3.1. Конструкции печатных плат:
а – односторонняя; б – двусторонняя; в – многослойная;
1 – диэлектрическое основание; 2 – компоненты;
3 – металлизированные отверстия;
4, 5, 6 – соответственно проводники нижнего, верхнего и среднего слоев фольги

Технология изготовления ПП развивалась под влиянием конструкций компонентов разных поколений РЭС. В табл. 3.1 приведены характеристики корпусов компонентов и конструкций ПП в зависимости от условного уровня конструкции компонента: минимальной ширины линии на кристалле bmin и плотности компоновки D.

В настоящее время выпускаются и используются компоненты всех указанных в табл. 3.1 видов. Активно развивается производство компонентов с корпусами ВGА (Ball Grid Array), в которых выводы (до 560) сделаны в виде матрицы шариков с шагом 1,5; 1,27 и 1 мм. В ближайшие годы начнется серийный выпуск компонентов в корпусах MicroВGА с шагом 0,3... 0,5 мм. Для монтажа таких ИМС необходимы МПП с предельно плотным рисунком проводников печатного монтажа и шириной проводников до 50 мкм.

Таблица 3.1

Характеристики корпусов компонентов и конструкции ПП

bmin, мкм

Характеристика корпусов компонентов

Характеристика конструкции ПП

D,
элемент/дм2

1

Выводы для монтажа в отверстия

Со сквозными металлизированными отверстиями

20…50

0,8

Периферийные планарные выводы

С межслойными переходами во внутренних слоях. Монтаж – в отверстия и на поверхность

20…100

0,3…0,5

Поверхностно-монтируемые компоненты. Луженые контактные полоски на периферии корпуса или короткие выводы для поверхностного монтажа

Для поверхностно монтируемых компонентов

300... 500

0,18…0,3

Компоненты с матрицей шариковых выводов (BGA) с шагом до 1 мм

ПП с проводниками шириной до 0,1 мм

500……1000

0,13

Микрокорпус с матрицей шариковых выводов (MBGA) с шагом до 0,5 мм

ПП с проводниками шириной до 50 мкм

До 104

Современные конструкции корпусов сверхбольших ИМС требуют создания ПП с плотностью рисунка в местах установки ИМС, приближающейся к разрешающей способности их монтажных контактных площадок на кристалле. Сложность создания таких плат иллюстрирует рис. 3.2, на котором показан фрагмент топологии посадочного места для корпуса ВСА. Для подвода к контактным площадкам двух правых рядов выводов используют проводники 1, расположенные на поверхности МПП. К контактным площадкам следующих рядов подводят проводники 2 из внутренних слоев МПП, которые заканчиваются контактными площадками 3, соединенными по поверхности МПП проводниками с соответствующей контактной площадкой посадочного места. Увеличение числа шариковых выводов в матрице, уменьшение размеров контактных площадок и расстояния между ними, уменьшение диаметра межслойного перехода (до 0,3 мм), уменьшение ширины проводников (менее 0,1 мм) – таковы тенденции развития МПП, требующие
высокой культуры производства и применения современного оборудования. Применение печатного монтажа обеспечивает воспроизводимость параметров ПП, повышает надежность соединений, необходимую в сложных условиях эксплуатации изделия.

3_2.tif

Рис. 3.2. Фрагмент топологии посадочного места для корпуса ВGА:
1,2 – проводники; 3 – контактная площадка


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074