Конструкция печатной платы
Описание способа изготовления печатной платы комбинированным позитивным методом при использовании листа стеклотекстолита с двухсторонним фольгированным покрытием. Характеристика основных этапов технологического процесса и расчетной части проекта.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.02.2014 |
| Размер файла | 209,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Московский государственный технический университет
им. Н.Э. Баумана
Домашнее задание по курсу
“Технология производства и конструирования печатных плат”
Исполнитель
Студент группы ИУ5-44
Новиков Никита
Содержание
- 1. Условие задания
- 1.1 Выбор материала
- 1.2 Технологический процесс изготовления печатной платы
- 1.3 Получение заготовки
- 1.4 Получение отверстий
- 1.5 Химическая металлизация
- 1.6 Нанесение рисунка
- 1.7 Гальваническое осаждение меди
- 1.8 Нанесение металлорезиста
- 1.9 Удаление рисунка
- 1.10 Травление меди
- 1.11 Контроль
- 2. Расчетная часть
- 2.1 Расчет t
2.2 Расчет D
- 2.3 Расчет узких мест
- 2.3.1 Между контактной площадкой и проводником
- 2.3.2 Между двумя контактными площадками
- 2.3.3 Между двумя проводниками
- 2.4 Определение количества проводников между элементами печатного монтажа
- 2.4.1 Между двумя контактными площадками
- 2.4.2 Между двумя проводниками
- 2.4.3 Между контактной площадкой и краем печатной платы
- 2.4.4 Между неметаллизированным отверстием и проводником
1. Условие задания
печатный плата стеклотекстолит фольгированный
Вариант № 40
Конструкция печатной платы
Класс точности печатной платы
Минимальное расстояние между соседними монтажными отверстиями 5.0 печатная плата стеклотекстолит фольгированное
Диаметр металлизированных монтажных отверстий 1.0
Способ получения рисунка: сеточно-графический
Способ изготовления печатной платы: комбинированный позитивный метод
Рис. 1 Схема конструкции печатной платы (разрез и вид сверху)
1.1 Выбор материала
В качестве исходного материала для изготовления печатных плат используется лист стеклотекстолита размера 1000*1000мм с двухсторонним фольгированным покрытием (СФ-2-35-2,5) . Толщина покрытия - 35 мкм.
Значения геометрических параметров печатных плат из таблицы:
t=0,45мм (ширина проводника)
S=0,45мм (расстояние между проводниками)
bв= 0,2 мм
bн=0,1 мм
=0,4 (отношение диаметра металлизированного отверстия к толщине платы).
Толщина печатной платы:
H=dмо/=1,0/0,4=2,5 мм
1.2 Технологический процесс изготовления печатной платы
Основные этапы:
Получение заготовки
Очистка, обезжиривание, декапирование.
Получение отверстий
Химическая металлизация
Нанесение рисунка на пробельных участках
Гальваническое наращивание меди
Нанесение на поверхность меди металлорезистая
Удаление рисунка
Травление
Отмывка
Контроль
1.3 Получение заготовки
Заготовки получают из исходного листа фольгированного диэлектрика размера 1000*1000, толщиной H=2мм. Размеры заготовок - 130*180, с учетом технологических полей (5мм с каждой стороны) - 140*190. Резка листа на полосы производится гильотинными ножницами.
Коэффициент полезного материала:
по вертикали умещается 7 заготовок, по горизонтали 5 заготовок.
n=7*5=35
Fпп= 130*180 Fлиста= 1000*1000
= (n*Fпп/Fлиста) *100% = (35*130*180/1000*1000)* 100% = 81,9%
Рис.3 Резка листа гильотинными ножницами
Используем косые ножи.
1.4 Получение отверстий
Получение отверстий производится путем сверления на многошпиндельных станках с ЧПУ. Для получения отверстий используются свёрла ВК8, скорость резки v = 100 м/мин, диаметр сверла
. dсв=1,0 + 2*(0,006+0,05+0,02) = 1,2 (мм)
Число оборотов сверла в минуту
nсв.= (1000·V) /(р·d) = 100000 /(р·1,2) =26539 об /мин
Берем n = 26000
На сверлильный станок устанавливаются заготовки (можно несколькими слоями) и закрепляются между двумя уголками. Определяют начальную точку Од (Хо, Yo), а затем отсчёт ведется в приращениях. Когда цикл заканчивается, сверло возвращается в начальное положение.
|
Участок |
?X |
?Y |
nсв(об./мин.) |
Sсв(мм./об.) |
|
|
0ст-0д |
Xуст |
Yуст |
26000 |
0.05 |
|
|
0д-1 |
?x1 |
?y1 |
|||
|
1-2 |
?x2 |
?y2 |
|||
|
2-0 |
-?x2-?x1 |
-?y1 |
Заусенцы, образовавшиеся после сверления, можно снять, подтравив и обработав заготовку лавсановой щеткой.
1.5 Химическая металлизация
Химическое осаждение мер: Заготовка печатной платы помещается в раствор SnCl2 + NaCl+ PdCl2 + HCl + H2O, из которого на поверхность осаждается палладий. Ионы палладия взаимодействуют с ионами олова
Pd2+ +Sn2+ Pd + Sn4+
На поверхности образуется тонкий подслой металлического палладия, который является катализатором и необходим для дальнейшего осаждения меди.
Химическое осаждение меди:
Заготовка помещается в раствор соль меди + щелочь + формальдегид. Формальдегид облегчает вытеснение меди из раствора и осаждение на поверхности заготовки, образуя слой “предварительной меди”. Толщина получаемого слоя hпредварительной меди =1мкм 2мкм.
Рис. 4 Нанесенная химическая медь
1.6 Нанесение рисунка
Для получения рисунка используется сеточно-графический метод.
Получение фотошаблона:
Получение фотошаблона печатной платы проводится на специальных станках (фотоплоттер) световым лучом, управляемым программой.
Получение сеточного трафарета:
а) Натяжение сетки:
Натяжение сетки
На поверхность заготовки натягивают сетку, толщина нитей которой составляет 0,05-0,07 мм. Нити изготовлены из нержавеющей стали.
б) Нанесение фоторезистора:
На поверхность натянутой сетки наносится жидкий позитивный фоторезистор - ФП-383 на основе диазосоединения (два атома азота связаны тройной связью).
3) Нанесение рисунка с помощью сеточного трафарета:
На поверхность получившейся заготовки наливаем краску и продавливаем ее ракелем. Сетка поднимается, а рисунок остается. Краска должна быть гальваностойкой. Одной сетки хватает на 200-1000 рисунков.
Рис. 5 Схема сеточно-графического нанесения рисунка
4) Контроль:
Визуальный контроль, т.к. могут быть наплывы, разрывы, утолщение, утонение.
1.7 Гальваническое осаждение меди
Гальваническое наращивание меди осуществляется в гальванической ванной с электролитом H2SO4 + CuSO4 + спирт + вода. Медь наращивается на участках, не закрытых рисунком (на участках, предназначенных для проводников, контактных площадок и в отверстиях). В ванну заготовки опускаются несколько штук и во время наращивания покачиваются во избежание неравномерного осаждения. Процесс продолжается до получения слоя гальванической меди толщиной hгм=50мкм. Плотность тока в ванне 2 А/дм2. По окончанию этого этапа получили заготовку печатной платы с нанесенным толстым слоем гальванической меди.
1.8 Нанесение металлорезиста
В качестве металлорезиста можно использовать Sn-Pb (наносится гальваническим методом). Толщина слоя металлорезиста hр=20мкм. Металлорезистивное покрытие служит для защиты проводников от травления и облегчает процесс пайки.
1.9 Удаление рисунка
Для удаления рисунка используется раствор трихлорэтилена. Сушка проводится конвективным методом (потоком нагретого воздуха).
1 - заготовки печатных плат;
2 - душ с раствором;
3 - душ с горячей и холодной водой для смывания остатков рисунка;
4 - сушка;
5 - обработанные печатные платы.
Схема установки для удаления рисунка.
1.10 Травление меди
Удаляем слой химической меди на пробельных участках, не вытравливая при этом металлорезист и закрытые им участки.
Для травления применяется персульфат аммония (NH4)2S2O8, так как он не разъедает металлорезист: (NH4)2S2O8+Cu CuSO4+ NH4SO4
Скорость травления около 30мкм/мин., т.е. для стравливания слоя химической меди толщиной hпм=5мкм потребуется около 10 секунд. После травления плата проходит отмывку в горячей и холодной воде и сушку.
1.11 Контроль
Визуальный контроль брака (трещины, вспучивания, сколы, вздутия диэлектриков) производится не только на последнем этапе, но и многократно в течение технологического процесса. Полученный размер печатной платы сравнивается с эталонным методом наложения. Для обнаружения разрывов или замыканий проводников производится прозвонка электрических цепей на многощуповых установках с программным управлением.
2. Расчетная часть
|
Ширина печатного проводника, мм |
t=tmin=0,45 |
|
|
Расстояние между краями соседних элементов проводящего рисунка, мм |
S = 0,45 |
|
|
Гарантированный поясок для внешних слоев, мм |
bнар = 0,1 |
|
|
Гарантированный поясок для внутренних слоев |
bвнут.=0,2 |
|
|
Отношение минимального значения диаметра отверстия к толщине печатной платы |
г=0.4 |
|
|
Диаметр монтажных отверстий, мм |
dмо =1.0 |
|
|
Толщина слоя металлорезиста, мм |
hр. =0.02 |
|
|
Погрешность диаметра контактной площадки при экспонировании, мм |
?Э=0.01 |
|
|
Погрешность изготовления линии на фотошаблоне, мм |
?tш=0.03 |
|
|
Погрешность расположения отверстия относительно координатной сетки, обусловленная точностью сверлильного станка, мм |
?0=0.02 |
|
|
Погрешность базирования плат на сверлильном станке, мм |
?б=0.01 |
|
|
Погрешность расположения печатных элементов при экспонировании, мм |
?э=0.01 |
|
|
Погрешность расположения контактной площадки относительно координатной сетки, мм |
?ш=0.02 |
|
|
Погрешность положения базовых отверстий в фотошаблоне, мм |
?n=0.01 |
|
|
Погрешность расположения базовых отверстий на заготовке, мм |
?з=0.01 |
|
|
Погрешность диаметра отверстия после сверления, мм |
?d=0.01 |
|
|
Погрешность изготовления окна фотошаблона, мм |
?Dш=0.01 |
|
|
Толщина фольги, мм |
hф = 0,035 |
|
|
Толщина предварительной меди, мм |
hпм = 0,006 |
|
|
Толщина гальванической меди, мм |
hг = 0,05 |
|
|
Погрешность расположения проводника |
t = 0,04 |
2.1 Расчет t
t min = t' min+1,5 * (hпм+hф) + hг + hp
tш min = t min - hг - hp
tш max = tшmin + tш
tmax = tш mах+ hг + hр + Э
t min = 0,45 + 1,5*(0,006 + 0,035) + 0,05 + 0,02 = 0,5815 (мм)
tш min = 0,5815 - 0,05 - 0,02 = 0,5115 (мм)
tш max = 0,5115 + 0,03 = 0,5415 (мм)
tmax = 0,5415 + 0,05 + 0,01 = 0,6015 (мм)
2.2 Расчёт D
св
Dmin = D'min + 1,5(hпм+hф)+hг+hр
0,02 + 0,01 = 0,03 (мм)
0,02 + 0,01 + = 0,04
dсв=1,0 + 2*(0,006+0,05+0,02) = 1,2 (мм)
dmax= 1,2 + 0,01 = 1.21 (мм)
Dmin=1,55 + 1,5*(0,006 + 0,035) + 0,05 + 0,02 = 1,68 (мм)
1,68 - 0,02 - 0,05=1,61(мм)
Dш max=1,61 + 0,01 = 1,62 (мм)
Dmax=1,62 + 0,02 + 0,05 + 0,01 = 1,7 (мм)
2.3 Расчёт узких мест печатного монтажа
2.3.1 Между контактной площадкой и проводником
lmin= l = 5 мм.
Smin=0.45 мм
S =l - [(Dmax/2 + кп)+ (tmах/ 2 + t)]
S=5-[(1,7/2 + 0,04)+( 0,6015 /2 + 0.04)] = 3.77 (мм)
Получили, что S>Smin.
2.3.2 Между двумя контактными площадками
S=l - (D1max+D2max)\2 - 2дкп
S= 5 - 0,85 - 2*0,04 = 4,07 (мм)
Условие S Smin (4,07>0,45) выполняется.
2.3.3 Между двумя проводниками
S= l-((t1max+ t2max)\2 + 2дt)
S=5- 0,3 -2*0,04=4,62 (мм)
Условие (4,62>0,45) выполняется.
2.4 Определение количества проводников между элементами печатного монтажа
2.4.1 Между двумя контактными площадками
lmin=(Dmax+2кп) + (tmax+2t)*n + Smin(n+1)
Решаем это уравнение относительно n:
n=( lmin -Dmax - 2·дкп-Smin)/(tmax+2·дt+ Smin)
n = (5-1, 7 -2*0,04-0,45)/( 0,6015 +2*0,04+0,45) = 2,45 = > n=2
2.4.2 Между двумя проводниками
lmin=(tmax+2t+Smin)+(tmax+2t+ Smin)*n
n=[ lmin\(tmax+2t+ Smin)] -1
n=[5\(0,6015 +2*0.04+0.45)] -1 = 3,42 = > n=3 проводника
2.4.3 Между краем печатной платы и КП
lmin=( Dmax/2+кп) +(tmax+2t)*n+a+Smin*n
n = ( lmin-( Dmax/2+кп)-a)\( tmax+2t+ Smin)
Так как H>1 мм, то a = H = 2,5 мм
n=( 5-(1,7/2 +0.04)-2,5 ) \ ( 0,6015 +2*0.04+0.45) = 1,43 = > n=2 проводника
2.4.4 Между неметализированным отверстием и проводником
lmin=( tmax/2+t) +(tmax+2t)*n+a+Smin*n
n = [ lmin-( tmax/2+t)-a] \ ( tmax+2t+ Smin)
n = [ 5 -(0,6015 / 2+ 0,04)-2,5] \ ( 0,6015+2*0,04+ 0,45) = 1,91 = > n=1 проводник
Установим электролитическую емкость на ПП.
dв = dмо -2. Д
l2= (lmin+dв-l1)/2
где Д - ширина зазора, Д=0.1
dв = 1.0 - 2.0.1 = 0.8
lmin=3.75
l1=1
l2=(3.75+0.8-1)/2=1.775?1.75
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Разработка части технологического процесса изготовления модуля, блока или функционально законченного изделия ЭС. Автомат для регулирования температуры в закрытом объеме. Поиск аналогов и прототипа из известных технологий. Расчет параметров печатной платы.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 03.12.2010Разработка печатного узла, в котором будет максимально использован монтаж на поверхности. Выбор метода изготовления и материала печатной платы, способа пайки. Определение основных конструктивных параметров печатной платы, расчет на ее вибропрочность.
курсовая работа [718,0 K], добавлен 21.03.2013Анализ электрической схемы электронного узла и выбор типов радиоэлементов. Обоснование технологического процесса и оборудования для изготовления печатной платы, процесс размещения на ней радиоэлементов. Оценка надежности работы электронного узла.
курсовая работа [701,7 K], добавлен 21.10.2012Принципы определения требуемых типов производств. Методология составления структурной схемы технологического процесса. Анализ оценки технологичности изделия по конструктивным показателям. Характеристика маршрута изготовления радиоэлектронного устройства.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 28.04.2015Назначение проектируемого устройства и выбор области его применения. Программирование LOGO с помощью программы LOGOComfort V5. Выбор и обоснование способа изготовления печатной платы. Компоновка проектируемого устройства. Расчет заработной платы.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 22.10.2010Подбор основных элементов блокиратора ШИ-регулятора мощности электродвигателя. Выбор типа и метода изготовления печатной платы, вычисление ее параметров. Определение оптимального варианта технологического процесса сборки изделия, расчет его надежности.
курсовая работа [44,3 K], добавлен 17.03.2014Печатная плата ключевой транзисторной ячейки. Поиск элементов в базе данных пакета ORCAD. Отсутствующие библиотечные элементы. Принципиальная электрическая схема в схемном редакторе DRAFT.ЕХЕ. Создание файла ошибок и связей. Типоразмер печатной платы.
курсовая работа [98,0 K], добавлен 28.04.2009Характеристики элементарной базы, требования к составным частям платы. Определение габаритных размеров печатной платы, расчет на виброустойчивость. Конструирование отверстий и их размещение. Определение размеров печатного рисунка, трассировка соединений.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 15.11.2014Описание работы центробежного насоса. Расчет элемента конструкции ротора. Инженерный анализ вала методом конечных элементов. Разработка каталога разнесенной сборки. Описание и назначение конструкции. Разработка технологического изготовления деталей.
дипломная работа [4,1 M], добавлен 09.11.2016Применение микроконтроллеров в промышленности. Разработка системы управления механизмом зажигания. Виды конструкторской документации при производстве электронных устройств. Маршрутная карта технологического процесса при изготовлении печатной платы.
дипломная работа [183,2 K], добавлен 17.01.2011
