Технология изготовления печатных плат

Так же при проектировании печатных плат мы вынуждены считаться с полным сопротивлением, возникающим между проводниками и "землей". Ниже приведены значения сопротивлений для двухсторонних печатных плат с разными значениями ширины проводника и толщины диэлектрика.

толщина стеклотекстолита, мкм

ширина проводника, мкм

100

250

460

300

33,2

57,7

77,2

200

41,7

68,1

88,2

150

47,9

75,3

95,6

120

52,8

80,6

101,0

Подложка является основой для крепления элементов печатной платы, в свою очередь сама плата закрепляется в корпусе прибора. Поэтому материалы для ПП должны обладать определенной несщей способностью и прочностью, а так же обеспечивать качественное крепление в корпус прибора.

Прочность на изгиб - это разрушающее усилие для бруска, закрепленного на концах и нагруженного в центре. Ниже приведены значения прочности на изгиб (кг/см2) для некоторых видов материалов.

Материал

FR3

FR4

FR5

прочность вдоль волокон

при толщине 1,5 мм

1400

3850

3850

при толщине 3 мм

1400

3500

3500

прочность поперек волокон

при толщине 1,5 мм

1100

3150

3150

при толщине 3 мм

1100

2800

2800

Деформация под нагрузкой - процентное изменение толщины при воздействии нагрузки. Этот параметр определяет способность жесткого пластика в сборке с другими элементами, прикрепленными болтами, заклепками или другими крепежными приспособлениями, сохранять постоянной силу сжатия, не обнаруживая текучести или ослабления жесткости сборки.

Материал

FR3

FR4

FR5

изменение толщины, %

1,50

0,25

0,1

Модуль эластичности при изгибе может быть определен для сжимающих, изгибающих и разрывающих нагрузок.

Модуль упругости - это отношение (в пределах упругости материала) действующего усилия к соответствующей величине деформации.

Предел упругости - самое большое растягивающее напряжение, которое выдерживает материал без остаточной деформации.

Напряжение - усилие на единицу площади первоначального поперечного сечения, которое выдерживает испытываемый образец в данный момент.

Растяжение - отношение удлинения к первоначальной длине, т.е. безразмерная величина, определяющая изменение длины на единицу первоначальной длины.

Материал

Модуль эластичности, кг/см2

FR3

FR4

FR5

вдоль волокон

91000

188000

196000

поперек волокон

70000

154000

161000

Наиболее часто употребляемые материалы для печатных плат созданы на основе стекловолокна с полимерным наполнителем. Это обусловлено прежде всего размерной устойчивостью стеклянного волокна в широком диапазоне температур, а так же большой механической прочностью и нагревостойкостью. Область применения таких материалов ограничена температурой стеклования Tg.

При низких температурах движение молекул в полимерах происходит медленно или почти отсутствует, так что аморфный полимер хрупок и тверд, как стекло, жесткий и труднорастворимый. Нагревание ускоряет движение молекул, поэтому по мере повышения температуры материал из твердого и хрупкого превращается в достаточно мягкий и пластичный. Температура такого перехода называется температурой стеклования. Она тем выше, чем выше степень полимеризации полимера.

Температура стеклования для полимеров в силу неоднородности их состава не имеет какого-то конкретного значения. Обычно под температурой стеклования подразумевают интервал температур (например, 135 - 170 градусов для FR4). Температура стеклования - это не температура плавления, при которой материал переходит в жидкое состояние. Так как при достижении Tg полимер становится пластичным, то он уже не может обеспечить размерную точность печатной платы и ее элементов.

В производстве печатных плат широко используется стеклотекстолит (ГОСТ 26246.5-89). Это упругий, износостойкий, высокоомный слоистый пластик на основе стеклоткани и полимерного связующего. Стеклоткань формируют из расплавленной стекломассы вытягиванием через фильтры (непрерывное волокно длиной более 20 км и диаметром 3 - 100 мкм) или разделением струи расплавленного стекла паром, воздухом и др. (штапельное волокно длиной 1 - 50 см и диаметром 0,1 - 20 мкм). Обладает высокой теплостойкостью, химической стойкостью, высокими диэлектрическими свойствами, механической прочностью, низкой теплопроводностью и малым коэффициентом термического расширения. Недостатки: хрупкость, низкая износостойкость, плохая адгезия.