Dosky plošných spojov

Plošný spoj - montážny blok pre elektronické zariadenia, v ktorom sú spojovacie vodiče obvodu aplikované na izolačnú základňu (dosku) polygrafickou metódou. Na konce drôtov tlačených obvodov sú drôty alebo prepojky prispájkované z montážnych drôtov spájajúcich tlačené vodiče s kĺbovými prvkami obvodu.

Použitie plošných spojov opakovane znižuje veľkosť zariadenia a radikálne mení technológiu jeho výroby (odpadá časovo náročná ručná montáž, znižuje sa počet spájkovaných spojov), umožňuje automatizáciu výroby a zvyšuje jednotnosť výrobkov. a jeho spoľahlivosť.

Doskový materiál musí dobre priľnúť ku kovu, má vysokú mechanickú pevnosť, nízke zmrštenie a zachováva si svoje vlastnosti pod vplyvom klimatických faktorov. Medzi materiály, ktoré čiastočne spĺňajú uvedené požiadavky patria: vysokofrekvenčné organické materiály, getinax, materiály na báze fenolformaldehydových živíc, keramiky a skla.

Najčastejšie sa používajú tieto spôsoby kreslenia obrázka:

• typografický,

• fotochemické s použitím rôznych svetlocitlivých emulzií,

• nanášanie voskových zmesí a lakových filmov pomocou kovovej šablóny,

• ofsetová tlač.

Najproduktívnejšie sú fotochemická metóda a ofsetová tlač, na ktoré existuje dobre vyvinutá technológia výroby dosiek plošných spojov.

V závislosti od materiálu sa dosky plošných spojov vyrábajú nasledujúcimi spôsobmi:

• leptaním fóliou potiahnutého dielektrika;

• razenie fóliou, s vyrezaným diagramom a súčasne prilepeným k doske;

• nanesenie strieborného vzoru pomocou šablóny na dosku z keramiky, sľudy, skla s následným vypálením do striebra;

• nanesenie obvodu na platňu elektrochemickým nanášaním medi, lisovanie do drôtov, prenos galvanizovaného plošného spoja z matrice na substrát.

Na spájkovanie vodičov rádiových súčiastok alebo montážnych vodičov prúdovými vodičmi plošného spoja sa používajú tieto metódy: konvenčné pomocou elektrickej spájkovačky, mechanizované s predbežným manuálnym upevnením vodičov dielov v otvoroch dosky plošných spojov a následné spájkovanie spojovacích miest ponorením do roztavenej spájky (tieto metódy sa pre svoju nízku produktivitu používajú najmä v malosériovej a poloprevádzkovej výrobe).

Pri hromadnej a veľkosériovej výrobe sa dielce montujú na dosku na automatickej linke s následným spájkovaním kontaktných bodov ponorením do roztavenej spájky.

Na ochranu dosiek plošných spojov pred mechanickými a poveternostnými vplyvmi sa na ne nanáša vrstva striekaním s následným sušením na vzduchu alebo v termostate. izolačný lak.

Vodiče plošných spojov sú umiestnené na jednej alebo oboch stranách dosky. Jednostranné usporiadanie obvodov značne komplikuje konštrukčnú úlohu, ale poskytuje technologické a ekonomické výhody (napríklad možnosť ponorného spájkovania).

Jednostranné stohovanie sa široko používa pre relatívne jednoduché plošné spoje. Obojstranné usporiadanie vodičov sa odporúča použiť pre zložité obvody, ktoré vyžadujú veľký počet prepojok pre jednostranné usporiadanie vodičov a v prípade dvojvrstvovej alebo viacvrstvovej montážnej konštrukcie, keď je potrebné pripojiť drôty dosiek a drôty častí umiestnených na rôznych doskách, medzi nimi, ako aj pri konštrukcii ultra-miniatúrnych kompaktných zariadení.

Pri ukladaní dielov na plech sa snažia zabezpečiť minimálnu dĺžku vodičov a minimum ich priesečníkov. Pri obojstrannej inštalácii sú krížové vodiče umiestnené na opačných stranách izolačnej dosky.

Na jednu stranu dosky sa ostatné vytlačené vývody prenesú pomocou kovovej vrstvy, ktorá sa nanesie na steny otvorov súčasne s nanášaním vývodov.

Hrúbka a šírka potlačeného drôtu sa volí v závislosti od jeho materiálu, prúdovej hustoty, prenášaného výkonu, prípustného úbytku napätia, požadovanej mechanickej pevnosti spojenia s izolačnou doskou a technológie nanášania drôtov. V praxi je šírka tlačeného drôtu od 1 do 4 mm.

Zvýšené zahrievanie vytlačeného drôtu môže spôsobiť odlepenie platne a následné zlomenie.Aby sa zabránilo opuchu a odlupovaniu (napríklad pri použití getinaxu), sú v niektorých častiach obvodu vyrobené štrbinové okienka alebo okienka vo forme leptaných plôch.

Vzdialenosti medzi vytlačenými vodičmi sú nastavené v závislosti od prípustných napätí. Minimálna prípustná vzdialenosť medzi okrajmi vodičov je 1,0 — 1,5 mm.

Vytlačené vodiče sa pripájajú na svorky sklopných elektronických prvkov (odpory, kondenzátory atď.) a montážnych prepojok spájkovaním spájkou POS-60. V miestach spájkovania sa potlačený drôt do určitej miery roztiahne a prekryje otvor, ktorého vnútorný povrch je tiež pokovený a tvorí s drôtom jeden celok.

Pre čo najkompletnejšie vyplnenie otvorov spájkou by mal byť ich priemer o 0,5 mm väčší ako priemer konektora, vodiča alebo vývodu rádiového komponentu. Zväčšenie predĺženej časti vytlačeného drôtu vedie k zvýšeniu pevnosti jeho spojenia s doskou. Často, aby sa posilnilo spojenie vodičov s doskou na koncoch, spojí sa, vodiče obvodu sú rozšírené dutými kovovými uzávermi.

Mechanizovaná a automatizovaná montáž a montáž dosiek plošných spojov je možná iba pri jednostrannom usporiadaní dielov, keď na jednej strane dosky sú všetky sklopné prvky (vrátane rôznych prepojok a zostáv) a na druhej strane všetky tlačené vodiče a ich spájkované spoje s kĺbovými prvkami .

Automatizácia montáže hardvéru pomocou dosiek plošných spojov do značnej miery závisí od návrhu zapojenia dielov.Z dôvodov vyrobiteľnosti sa za najlepší dizajn koncovky považuje okrúhly drôt, ktorý sa ľahko vyrába a ohýba do krúžku alebo iného tvaru.

Technológia tlačenej elektroinštalácie vyžaduje použitie jednotného štandardného dizajnu a rozmerov elektronických častí a prvkov obvodov. Najčastejšie sa plošné spoje používajú pri výrobe zariadení a jednotiek s pomerne zložitým dizajnom.

Rozšírené zavedenie plošných spojov radikálne mení technologický proces výroby elektronických zariadení smerom k ich čiastočnej a úplnej automatizácii.

Tlmivky sú aplikované na povrch izolačnej základne vo forme špirály vyžarujúcej zo stredu. Ich kvalitu (dôstojnosť) určuje najmä hrúbka vrstvy vodivého obrazca a materiál dosky. Trvalé tlačové odpory sa získajú nanesením pravouhlého vzoru grafitovej kaše so sadzami na izolačný substrát.

Permanentné kondenzátory relatívne malých rozmerov sa získajú nanesením metalizovanej vrstvy na dve vzájomne protiľahlé strany izolačnej základne, ktorá slúži ako platne. Pracuje sa aj na zvládnutí a zavedení tlačených viacotáčkových cievok, transformátorov a iných zložitých obvodových prvkov.

Tlačené obvody sú široko používané v priemyselných elektronických zariadeniach, v rôznych obvodoch zosilňovačov, rádiových zariadeniach, vo výpočtových zariadeniach a iných zariadeniach vyrábaných vo veľkých množstvách.