Конструкционные материалы печатных плат Для изготовления ПП

Конструкционные материалы печатных плат.

Для изготовления ПП широкое распространение получили слоистые диэлектрики, состоящие из наполнителя и связующего вещества (синтетической смолы, которая может быть термоактив ной или термопластичной), керамические и металлические (с поверхностным диэлектрическим слоем) материалы. Выбор материала определяется электроизоляционными свойствами, механи ческой прочностью, обрабатываемостью, стабильностью парамет ров при воздействии агрессивных сред и изменяющихся клима тических условий, себестоимостью. Большинство диэлектриков выпускается промышленностью с проводящим покрытием из тон кой медной электролитической фольги, которая для улучшения прочности сцепления с диэлектрическим основанием с одной стороны оксидирована или покрыта слоем хрома (1 3 мкм). Толщина фольги стандартизирована и имеет значения 5, 18, 35 и 50, 70, 105 мкм. Фольга характеризуется высокой чистотой состава (99, 5%), пластичностью, высотой микронеровностей 0, 4 0, 5 мкм.

В качестве основы в слоистых пластиках используют электро изоляционную бумагу или стеклянную ткань. Их пропитывают фенольной или фенолэпоксидной смолой. Фольгирование диэлектриков с одной или с двух сторон осуществляют прессованием при температуре 160 180 °С и давлении 5 15 МПа. Фольгированные слоистые диэлектрики поставляются в виде листов размерами от 400 до 1100 и толщиной 0, 06 3 мкм.

Гетинакс, обладая удовлетворительными электроизоляционными свойствами в нормальных климатических условиях, хорошей обрабатываемостью и низкой стоимостью, нашел применение в производстве несложной РЭА. Для ПП, эксплуатирующихся в сложных климатических условиях, используют более дорогие, обладающие лучшими техническими характеристиками стеклотекстолиты. Они отличаются широким диапазоном рабочих температур ( 60. . . +150°С), низким (0, 2 0, 8%) водопоглощением, высокими значениями объемного и поверхностного сопротивлений, стойкостью к короблению. Наличие в коммутирующих устройствах мощных цепей питания и блоков высокого напряжения увеличивает опасность возгорания ПП.

Материал Марка Гетинакс фольгированный ГФ 1 35 Гетинакс фольгированный с гальваностой кой фольгой Толщина, мм 1, 0; 1, 5; 2, 0; 2, 5; 3, 0 ГФ 1 35 Г ГФ 2 35 Г ГФ 1 50 Г ГФ 2 50 Г Стеклотекстолит фольгированный То же с гальваностойкой фольгой СФ 1 35 СФ 2 35 СФ 1 50 СФ 2 50 Стеклотекстолит теплостойкий фольгированный с гальваностой кой фольгой СТФ 1 35 СТФ 2 35 СТФ 1 18 СТФ 2 18 Стеклотекстолит теплостойкий и негорючий фоль гированный с гальваностойкой фольгой СТЭФ 1 2 ЛК Стеклотекстолит электротехниче ский СТФТ ДФО 1, ДФО 2 (фольга 35 мкм) ДФС 1, ДФС 2 (фольга 20 мкм) Толщина, мм 0, 06 2, 0 1; 2 — СФПН 1 50 СФПН 2 50 0, 5; 1, 0; 1, 5; 2, 0; 2, 5; 3, 0 Стеклотекстолит фольгированный общего назначения СОНФ 1 СОНФ 2 — Гетинакс фоль гированный обще го назначения ГОФ 1 35 Г ГОФ 2 35 Г — Стеклотекстолит с двусторонним ад гезионным слоем СТЭК 1, 0; 1, 5 СТПА 5 1 СТПА 5 2 (фольга 5 мкм) 0, 1 2, 0 Стеклотекстолит с катализатором СТАМ 0, 7 2, 0 Фольгированный армированный фторопласт 0, 08; 0, 13; 0, 2; 0, 15; 0, 3; 0, 25; 0, 35; 0, 8; 1, 5; 2, 5; 1; 2; 3 СТЭФ ВК 1 1, 5 Стеклотестолит фольгированный теплостойкий Диэлектрик фольгированный общего назначения с гальва ностойкой фольгой Диэлектрик фольгированный самозату хающий с гальвано стойкой фольгой Стеклотекстолит фольгированный с повышенной на гревостойкостью Марка Стеклотекстолит теплостойкий, армированный алюминиевым протектором 0, 5; 1, 0; 1, 5; 2, 0; 2, 5; 3, 0 СТНФ 1 35 СТНФ 2 35 СТНФ 1 18 СТНФ 2 18 Стеклотекстолит листовой Материал ФАФ 4 (фольга 35 мкм) — Стеклотекстолит теплостойкий СТАЛ (фольга 5, 18, 35, 50, 70 и 100 мкм на медном или алюминие вом протек торе) —

По сравнению с гетинаксами стеклотекстолиты имеют лучшие механи ческие и электрические характеристики, более высокую нагревостойкость, меньшее влагопоглощение. Однако у них есть ряд недостатков: худшая ме ханическаяобрабатываемость; более высокая стоимость; существенное раз личие (примерно в 10 раз) коэффициента теплового расширения меди и стек лотекстолитав направлении толщины материала, что может привести к разрыву металлизации в отверстиях при пайке или в процессе эксплуатации.

Для изготовления ПП, обеспечивающих надежную передачу наносекундных импульсов, необходимо применять материалы с улучшен ными диэлектрическими свойствами Поэтому к перспективным относится применение оснований ПП из ор ганических материалов с относительной диэлектрической проницаемо стью ниже 3, 5.

Нефольгированные диэлектрики применяют при полуаддитив номи аддитивном методах производства ПП. Для улучшения прочности сцепления металлического покрытия с основанием на его поверхность наносят тонкий (50 100 мкм) полуотвержденный клеевой слой (например, эпоксидкаучуковую композицию). Введение в лак, пропитывающий стеклоткань, 0, 1 0, 2 мас. % палладия, смеси палладия с оловом или закиси меди незначительно снижает сопротивление изоляции, но повышает качество металлизации.

В качестве основы для ПП СВЧ диапазона используют непо лярные полимеры (фторопласт, полиэтилен, полипропилен), полярные (полистирол, полифениленоксид) и их сополимеры. Направленное изменение свойств термопластичных материалов достигается наполнением (алунд, двуокись титана), армированием (стеклоткань) и плакированием (медная фольга).

Керамические материалы характеризуются высокой механиче ской прочностью, которая незначительно изменяется в диапазоне температур 20 700 °С, стабильностью электрических характеристик и геометрических параметров, низким (0 0. 2%) водопоглощением и газовыделением при нагреве в вакууме, хрупкостью и высокой стоимостью. Промышленность выпускает их в виде пластинок размером от 20 х16 до 60 х48 мм с высотой микронеровостей 0, 02 0, 1 мкм и разнотолщинностью ± 0, 01 0, 05 мм. Они предназначены для изготовления одно и многослойных коммутационных плат микросборок для СВЧ диапазона.

Металлические платы применяются в изделиях с большой токовой нагрузкой, работающих при повышенных температурах. В качестве основы используется алюминий или сплавы железа с никелем. Изолирующий слой на поверхности алюминия получают анодным оксидированием. Варьируя состав электролита и режим электролиза, можно формировать оксидные пленки толщиной от нескольких десятков до сотен микрон с сопротивлением изоляции 109 1010 0 м. На стальных основаниях изолирование токопроводящих участков осуществляют с помощью специальных эмалей, изготавливаемых в виде тонких пленок. В состав эмалей входят оксиды магния, кальция, кремния, бора, бериллия, алю миния или их смеси, связка (поливинилхлорид, поливинилацетат или метилметакрилат) и пластификатор. Пленка соединяется с основанием путем прокатки между вальцами с последующим вжиганием. Таким образом, можно создавать многослойные струк туры с различными механическими и электрическими характери стиками.

Для изготовления ГПП, выдерживающих многократные (до 150) изги бы на 90° с радиусом 3 мм, приме няют фольгированный лавсан и фторопласт. Материалы с толщиной фольги 5 мкм позволяют изготовить ПП 4 го и 5 го классов точности.