Проектирование элементов конструкции печатной платы

Препрег (англ. prepreg или pre-impregnated material, pre-preg) — полуфабрикат полимерного композиционного материала, полученный путем пропитки армирующей волокнистой основы полимерным связующим.

Используется для связи ламинированных слоев и образования жесткой многослойной платы. В гибко-жестких печатных платах препреги используют в качестве связующего для изготовления жесткой части.

Количество листов препрега может варьироваться от 1 до 3 шт., учитывая следующие правила:

• При напрессовывании внешних слоев (фольга) — 3 толщины фольги ядра должны быть менее или равны суммарной толщине препрега.
• При спрессовывании внутренних слоев с сформированной топологией — сумма толщин фольги первого ядра и толщины фольги второго ядра, умноженная на 2, должна быть менее или равна суммарной толщине препрега.

Обязательное условие получения качественной металлизации в отверстиях — наличие площадки в начале и конце отверстия. Для компенсации погрешностей предыдущих операций формирования рисунка печатной платы площадка должна быть шире отверстия.

В случае с площадкой под штыревой монтаж она должна быть еще и достаточной для качественного паяного соединения.

Для переходных отверстий единственное условие — качественная металлизация в соответствии с нормативной документацией (ГОСТ, IPC и т. п.).

По ГОСТ 23752-79 толщина металлизации должна быть не менее:

• 20 мкм для ДПП

• 25 мкм для МПП

IPC-6012 устанавливает иные значения:

• Class 2 — не менее 20 мкм для ДПП и МПП

• Class 3 — не менее 25 мкм для ДПП и МПП

Минимальное отношение, при котором сохраняются условия доставки достаточного количество раствора на всю толщину платы, при сквозном сверлении или глубину просверленного отверстия, при сверлении на глубину.

Экономически оправданный диаметр отверстия, при котором стоимость изготовления печатной платы не возрастает. Уменьшение диаметра влечет за собой применение более высокоточных с высокооборотистыми шпинделями сверлильных станков с одновременным уменьшением количества заготовок в пакете до 1 (вместо 3-4).

При Субтрактивном методе (травление) получения рисунка минимальные нормы топологии обусловлены толщиной базовой фольги, т.к. при травлении помимо основного направления (сверху-вниз) возникает боковой подтрав. При неправильном выборе фольги может возникнуть недотрав (замыкания у основания проводников) или перетрав (уменьшение ширины проводников у вершины).

Помимо вышесказанного такая топология требует повышенной скорости травления и удаления травящего раствора. Кроме того, затруднен контроль визуальный и оптический.

Существует 2 метода получения неметаллизированных отверстий:

• Метод рассверливания при окончательной механической обработке печатной платы. Требует достаточных мощностей станками с ЧПУ и, тем не менее, ведет к потере точности позиционирования.
• Использование тентирующих свойств фоторезиста. При таком подходе все отверстия сверлятся под окончательный диаметр за одну установку на сверлильный станок.

На нашем производстве применяется второй метод.

После проявления, поверх будущих неметаллизированных отверстий оставляются «шляпки» из фоторезиста, защищающие от наращивания на поверхности таких отверстий гальванической меди и металлорезиста.

Для гарантированного получения неметаллизированного отверстия необходимо обеспечить отторжение металла\топологии (проводники, полигоны, металломаркировка) на 200 мкм!

Ламинаты выпускаются двух видов:

• с обозначением толщины диэлектрика 
• с обозначением суммарной толщины материалов (включая фольгу)

Данное обстоятельство следует учитывать в случае применения диэлектриков с толстой фольгой.

При проектировании размещать такого рода отверстия необходимо точно на краю печатной платы.

Минимальный диаметр металлизированного полуотверстия 0,6 мм. Минимальная контактная площадка в соответствии с вариантом изготовления (стандарт / продвинутый).

Подробнее про металлизированные полуотверстия.

Минимальный диаметр металлизированного отверстия связан с технологией его получения — механически (сверление), химически (травление). Возможность нанести металлизацию на стенки отверстия напрямую связана с технологическим оснащением производства, т.е. с возможностью доставить достаточное количество раствора на всю высоту (толщину печатной платы).

При несквозном сверлении (контактное сверление на глубину), главный параметр, указывающий на возможность нанести металлизацию на стенки отверстия и обеспечить надежный контакт с внутренним слоем — отношение глубины сверления к диаметру металлизированного отверстия.