книги из ГПНТБ / Федоров А.М. Основы контроля печатных схем

ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ

«П О Л Е Т»

А. М. Ф ЕДОРОВ , С. В. Ф АДЕЕВ

ОСНОВЫ

КОНТРОЛЯ

ПЕЧАТНЫХ

СХЕМ

Научные редакторы канд. техн. наук

Б. И. ШИШКОВ, В. А. ГУТОРОВ

ЮжноУральское книжное издательство-Челябин ск-1974

П Р Е Д И С Л О В И Е

С развитием науки и техники непрерывно возраста­ ет использование печатных схем, особенно в производ­ стве радиоэлектронных устройств.

Чтобы выпускаемые изделия соответствовали уров­ ню мировых стандартов, выпускались в достаточном количестве, необходимы не только высокие темпы рос­ та производства, но и улучшение качества продукции. «...Берет верх тот,— отмечал В. И. Ленин,— у кого ве­ личайшая техника, организованность... и лучшие ма­ шины ...» *.

Решение проблемы качества радиоэлектронных из­ делий в первую очередь связано с повышением надеж­ ности ее комплектующих элементов, в том числе и печатных, плат, управляемости технологических процес­ сов, выработки и обоснования критериев оценки про­ дукции и организации на их основе тщательного конт­ роля.

В технологических процессах изготовления печатных плат и их пайки сконцентрировано большое количество разнообразных по своей природе явлений, требующих знания физики твердого тела, химии, металлургии, хи­ мического и электрохимического осаждения металлов на диэлектрики, электротехники, фототехники и других наук. Только зная глубоко особенности технологии из­ готовления, методы и критерии оценки, четко представ­ ляя взаимосвязь отдельных операций в достижении ка­

Г Л А В А 1

ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1 — 1. ТЕРМИНОЛОГИЯ

Учитывая особенности проектирования и изготовле­ ния печатных плат, на основании богатого опыта, на­ копленного в нашей стране и за рубежом возникла спе­ цифическая терминология.

Терминология, изложенная в настоящей книге, от­ вечает рекомендациям Международной Электротехни­ ческой Комиссии и соответствующей Комиссии СЭВ.

Печатный проводник —■участок металлизированно­ го -сдоя, нанесенного на изоляционную основу, эквива­ лентный обычному монтажному проводу.

Печатный элемент — сопротивление, емкость, индук­ тивность и другие элементы, нанесенные на изоляци­ онное основание в виде металлического или другого по­ крытия.

Печатный монтаж — система печатных проводников, обеспечивающая электрическое соединение элементов схемы.

Печатная схема — совокупность печатного монтажа и печатных элементов, нанесенных на общее изоляцион­ ное основание, прошедшая все стадии .изготовления.

Печатный блок, узел —■совокупность печатного мон­ тажа или печатной схемы с навесными электро-радио­ элементами, установленными и закрепленными на изо­

5

чала отсчета. Как правило, это левый ннжшій угол или левое нижнее монтажное отверстие печатной платы.

Заготовка — основание для печатной платы, выпол­ ненное из металлизированного пли неметаллизирован­ наго электроизоляционного материала. К нанесению пе­ чатного монтажа или печатной схемы ее можно подго­ товить е помощью любого способа.

Плакированное основание (плакированная заготов­ к а ) — электроизоляционный материал, имеющий метал­ лическое покрытие, нанесенное любым способом, подго­

сток, окружающий монтажное отверстие или примыка­ ющий к нему. Имеет электрический контакт с печат­ ным проводником и обеспечивает возможность электри­ ческого соединения навесных электро- и радиоэлемен­ тов с печатным монтажом.

Переходное соединение — средство, создающее элек­ трический контакт между различными слоями или сто­ ронами печатной платы.

Металлизированное отверстие — отверстие в печат­ ной плате, на стенки которого нанесен слой металла. Служит в качестве монтажного отверстия или переход­ ного соединения.

Технологический проводник — вспомогательный пе­ чатный проводник, обеспечивающий в процессе изготов­ ления электрическое соединение отдельных печатных проводников. Впоследствии удаляется.

Перемычка — отрезок обычного монтажного прово­ да, соединяющий между собой два печатных проводни­ ка в случаях, когда они пересекаются с третьим печат­ ным проводником.

Базовое отверстие (фиксирующее) — отверстие или углубление, расположенное на печатной плате. Пред­

6

назначено для точной установки платы в процессе из­ готовления.

Ориентирующий паз — паз на краю печатной платы, обеспечивающий ее определенное положение во время сборки пли установки.

Покрытие печатной платы — процесс химического, электрохимического или любого другого способа осаж­

ские обозначения на печатной плате, нанесенные лю­

Разрешающая способность способа печати — допу­ стимое число линий на миллиметр. В качестве линии условно принимается минимальная ширина печатного проводника или равная ей минимальная ширина зазо­ ра между проводниками.

Оригинал печатной схемы (фотооригинал — изобра­ жение схемы, выполненное в масштабе и предназна­ ченное для репродуцирования.

Негатив печатной схемы — фотографическое изобраражение в масштабе 1 : 1, полученное путем фотосъем­ ки с оригинала печатной схемы при заданной степени точности. Предназначено либо для ' непосредственного изготовления печатной платы, либо для изготовления технологической оснастки.

Сличение — процесс проверки соответствия печатно­ го рисунка координатной сетке.

Прочность на отрыв — сила, перпендикулярная плоскости печатной платы, необходимая для отделения

7

монтажной площадки или печатного проводника от осно­ вания, единица измерения — кг/см2.

Изгиб (коробление) — вид .искажения формы пря­ моугольной плоско-параллельной платы с цилиндриче­ ским или сферическим ее искривлением. В этом случае все четыре угла платы находятся в одной плоскости.

Скручивание—.вид искажения формы прямоуголь­ ной плоско-параллельной платы, при котором три ее угла находятся в одной плоскости, а четвертый смещен

ка по сравнению с заданной, вызываемое нанесением металлического покрытия.

Отклонение — величина искажения краев изображе­ ния печатной схемы от заданного чертежом.

Смещение — отклонение одного или более печатных проводников, либо их части от заданного расположе­ ния, отклонение относительно друг друга двусторонней печатной схемы или отклонение ее слоев относительно друг друга при наличии двух или более слоев.

Практика пайки способствовала выработке специфи­ ческой терминологии [1]. Рассмотрим некоторые, наи­ более важные термины:

Пайка — процесс получения неразъемного соедине­ ния материалов при нагреве ниже температуры их ав­ тономного расплавления. Процесс осуществляется путем смачивания, растекания и заполнения зазора между ними расплавленным припоем и сцепления их при кри­ сталлизации шва.

Припой — металл или сплав, вводимый в зазор меж­ ду соединяемыми деталями, или образующийся между ними в процессе пайки. Имеет более низкую температу­ ру начала автономного плавления, чем материалы, под­ вергающиеся пайке.

Паяльный флюс — неметаллическое вещество, ис­ пользуемое для удаления окненой пленки с поверхности припоя и паяемого материала. С помощью этого веще­ ства можно предотвратить образование такой пленки во время пайки и снизить тем самым поверхностное на­ тяжение припоя. Иногда оно служит для высаживания металлического осадка.

8

состоящий из паяного шва и диффузионных зон при об­ щем нагреве, паяного шва и зон термического влияния

иохлаждения после пайки.

1— 2. КЛАССИФИКАЦИЯ И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Впечатном монтаже нашли отражение последние достижения в области конструирования и технологии производства радиоэлектронной аппаратуры. Возник­

новение монтажа — следствие промышленного освое­ ния новых электро- и радиотехнических материалов, малогабаритных вакуумных, полупроводниковых и дру­ гих радиоэлементов, внедрение прогрессивных техноло­ гических процессов.

. Печатные схемы — комбинация печатной, коммута­ ционной платы и навесных малогабаритных радиоэле­ ментов, соединенных между собой в схему.

9