Печатные платы нашли широкое применение в электронике, позволяя увеличить надёжность элементов, узлов и машин в целом, технологичность, плотность размещения элементов (за счёт уменьшения габаритных размеров и массы), быстродействие, помехозащищённость элементов и схем. Особую роль печатные платы играют в цифровой микроэлектронике.

Повышение требований к плотности монтажа, микроминиатюризации, механическим и электрическим характеристикам, надежности, а также необходимость снижения трудоемкости и металлоемкости требуют дальнейшего совершенствования технологии изготовления, применения новых материалов, а также специально-технологического оборудования для производства печатных плат.

Печатная плата – основа печатного монтажа электронной аппаратуры, при котором микросхемы, полупроводниковые приборы, электрорадиоэлементы, элементы коммутации устанавливаются на изоляционное основание с системой токопроводящих полосок металла (проводников), которыми они электрически соединяются между собой в соответствии с электрической принципиальной схемой [24].

Достоинства печатных плат:

- увеличение плотности монтажа и возможность микроминиатюризации изделий;

- гарантированная стабильность электрических характеристик;

- повышенная стойкость к климатическим и механическим воздействиям;

- унификация и стандартизация конструктивных изделий;

- возможность комплексной автоматизации монтажно-сборочных работ.

Далее представим классификацию печатных плат: односторонние; двухсторонние; многослойные; гибкие печатные платы; проводящие печатные платы.

При рассмотрении конструкций односторонних и двусторонних ПП, полученных нанесением проводящего рисунка с одной или двух сторон, следует обратить внимание на то, что необходимые электрические соединения в них выполняются с помощью либо металлизированных отверстий, либо контактных площадок. Иногда для лучшего закрепления металлизации в отверстиях производится их зенковка.

ПП без металлизации отверстий просты по конструкции и дешевы в изготовлении, однако платы с металлизированными отверстиями более надежны в эксплуатации, так как обеспечивается лучший контакт ИМС и ЭРЭ с проводниками платы.

Разработку конструкции печатных плат рекомендуется производить по следующим основным этапам:

- изучение технического задания на изделие;

- определение условий эксплуатации и группы жесткости;

- выбор типа и класса точности;

- выбор размеров и конфигураций печатной платы;

- выбор материала основания печатной платы;

- выбор конструктивного покрытия;

- размещение элементов и трассировка печатных проводников;

- выбор метода маркировки;

- разработка конструкторской документации.

Конструирование печатных плат осуществляется тремя методами: ручным; полуавтоматизированным; автоматизированным.

При ручном методе размещение изделий электронной техники на печатной плате и трассировку печатных проводников осуществляет конструктор. Данный метод обеспечивает оптимальное распределение проводящего рисунка.

Полуавтоматизированный метод предусматривает размещение изделий электронной техники с помощью ЭВМ и трассировку печатных проводников ручным методом или же наоборот ручное размещение изделий электронной техники при автоматизированной трассировке. Это метод обеспечивает высокую производительность.

Автоматизированный метод предусматривает кодирование исходных данных, размещение навесных элементов и трассировку печатных проводников с использованием ЭВМ. Допускается доработка отдельных соединений вручную. Этот метод обеспечивает еще большую производительность, чем полуавтоматизированный метод.

Методы изготовления печатных плат заключаются в технологических способах получения проводников.

Существуют следующие методы изготовления проводников:

а) Cубтрактивный метод – травление фольгированного диэлектрика:

1) химический;

2) комбинированный позитивный.

б) Аддитивный метод – селективное осаждение меди;

в) Вжигание паст.

Напыление в вакууме 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 негативный 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.

Аддитивный метод основан на избирательном осаждении токопроводящей поверхности на диэлектрическое основание, на которое предварительно может наноситься слой клеевой композиции. По сравнению с субтрактивными он обладает следующими преимуществами: повышает плотность печатного монтажа; устраняет подтравливание элементов печатного монтажа; экономит медь, химикаты для травления и снижает затраты на нейтрализацию сточных вод; упрощает технологический процесс благодаря устранению ряда технологических операций; улучшает равномерность толщины металлизированного слоя в отверстиях; уменьшает длительность производственного процесса и повышает его экономичность. Недостатками аддитивного метода является низкая производительность процесса химической металлизации, интенсивное воздействие электролиза на диэлектрик.

3.3.2 Выбор материалов для изготовления печатной платы

Для изготовления печатной платы необходимо выбрать следующие материалы: материал для диэлектрического основания печатной платы, материал для печатных проводников и материал для защитного покрытия от воздействия влаги. Материалы для ПП выбираются по ГОСТ 10316-78. Сначала определяется материал для диэлектрического основания.

Существует большое разнообразие фольгированных медью слоистых пластиков. Их можно разделить на две группы:

- на бумажной основе;

- на основе стеклоткани [7].

Эти материалы в виде жестких листов формируются из нескольких слоев бумаги или стеклоткани, скрепленных между собой связующим веществом путем горячего прессования. Связующим веществом обычно являются фенольная смола для бумаги или эпоксидная для стеклоткани. В отдельных случаях могут также применяться полиэфирные, силиконовые смолы или фторопласт. Слоистые пластики покрываются с одной или обеих сторон медной фольгой стандартной толщины.

Характеристики готовой печатной платы зависят от конкретного сочетания исходных материалов, а также от технологии, включающей и механическую обработку плат.

В зависимости от основы и пропиточного материала различают несколько типов материалов для диэлектрической основы печатной платы.