Desky plošných spojů

Plošný spoj - montážní blok pro elektronická zařízení, ve kterém jsou připojovací vodiče obvodu nanášeny na izolační základnu (desku) polygrafickou metodou. Ke koncům vodičů tištěných spojů jsou připájeny vodiče nebo propojky z montážních vodičů spojujících tištěné vodiče s kloubovými prvky obvodu.

Použití tištěných spojů opakovaně zmenšuje velikost zařízení a radikálně mění technologii jeho výroby (odpadá časově náročná ruční montáž, snižuje se počet pájených spojů), umožňuje automatizovat výrobu a zvyšuje jednotnost výrobků. a její spolehlivost.

Materiál desky musí dobře přilnout ke kovu, mít vysokou mechanickou pevnost, nízké smrštění a zachovat si své vlastnosti pod vlivem klimatických faktorů. Mezi materiály, které částečně splňují uvedené požadavky, patří: vysokofrekvenční organické materiály, getinax, materiály na bázi fenolformaldehydových pryskyřic, keramiky a skla.

Nejčastěji se používají následující způsoby kreslení obrázku:

• typografický,

• fotochemické s použitím různých světlocitlivých emulzí,

• nanášení voskových směsí a lakových filmů pomocí kovové šablony,

• ofsetový tisk.

Nejproduktivnější jsou fotochemická metoda a ofsetový tisk, pro které existuje dobře vyvinutá technologie výroby desek plošných spojů.

V závislosti na materiálu se desky plošných spojů vyrábějí následujícími způsoby:

• leptáním dielektrika potaženého fólií;

• ražba fólie s vyříznutým schématem a současně nalepeným na desku;

• nanesení stříbrného vzoru pomocí šablony na talíř keramiky, slídy, skla s následným vypálením do stříbra;

• aplikace obvodu na desku elektrochemickým nanášením mědi, lisování do drátů, přenos galvanicky pokoveného tištěného obvodu z matrice na substrát.

Pro pájení vodičů rádiových součástek nebo montážních vodičů proudovými vodiči tištěného spoje se používají následující způsoby: konvenční pomocí elektrické páječky, mechanizované s předběžným ručním upevněním vodičů dílů v otvorech desky s plošnými spoji a následné pájení přípojných míst ponořením do roztavené pájky (tyto metody se pro svou nízkou produktivitu používají především v malosériové a poloprovozní výrobě).

V hromadné a velkosériové výrobě se díly osazují na desku na automatické lince, následuje pájení kontaktních bodů ponořením do roztavené pájky.

Pro ochranu desek plošných spojů před mechanickými a klimatickými vlivy se na ně nanáší vrstva stříkáním a následným sušením na vzduchu nebo v termostatu. izolační lak.

Vývody tištěných spojů jsou umístěny na jedné nebo obou stranách desky. Jednostranné uspořádání obvodů značně komplikuje konstrukční úkol, ale poskytuje technologické a ekonomické výhody (například možnost ponorného pájení).

Jednostranné stohování je široce používáno pro relativně jednoduché tištěné obvody. Oboustranné uspořádání vodičů se doporučuje použít u složitých obvodů, které vyžadují velký počet propojek pro jednostranné uspořádání vodičů a v případě dvouvrstvé nebo vícevrstvé sestavy, kdy je nutné propojit dráty desek a dráty částí umístěných na různých deskách, mezi nimi, stejně jako v konstrukci ultraminiaturního kompaktního zařízení.

Při pokládání dílů na plech se snaží zajistit minimální délku vodičů a minimum jejich křížení. Při oboustranné instalaci jsou příčné vodiče umístěny na opačných stranách izolační desky.

Na jednu stranu desky jsou ostatní tištěné vývody přeneseny pomocí kovové vrstvy, která je nanesena na stěny otvorů současně s přikládáním vývodů.

Tloušťka a šířka tištěného drátu se volí v závislosti na jeho materiálu, proudové hustotě, přenášeném výkonu, dovoleném úbytku napětí, požadované mechanické pevnosti spojení s izolační deskou a technologii aplikace drátů. V praxi je šířka tištěného drátu od 1 do 4 mm.

Zvýšené zahřívání tištěného drátu může způsobit odloupnutí desky a následné zlomení.Aby se zabránilo bobtnání a odlupování (například při použití getinaxu), jsou v některých částech obvodu vyrobena štěrbinová okénka nebo okénka ve formě leptaných ploch.

Vzdálenosti mezi tištěnými vodiči jsou nastaveny v závislosti na povolených napětích. Minimální přípustná vzdálenost mezi okraji vodičů je 1,0 — 1,5 mm.

Potištěné vodiče se připojují na vývody odklápěcích elektronických prvků (odpory, kondenzátory atd.) a montážních propojek pájením pájkou POS-60. V místech pájení se potištěný drát do určité míry roztáhne a překryje otvor, jehož vnitřní povrch je rovněž pokoven a tvoří s drátem jeden celek.

Pro nejúplnější vyplnění otvorů pájkou by měl být jejich průměr o 0,5 mm větší než průměr konektoru, vodiče nebo vývodu rádiové součástky. Zvětšení prodloužené části tištěného drátu vede ke zvýšení pevnosti jeho spojení s deskou. Často, aby se posílilo spojení vodičů s deskou na koncích, spojí se, vodiče obvodu jsou rozšířeny dutými kovovými uzávěry.

Mechanizovaná a automatizovaná montáž a montáž desek plošných spojů je možná pouze při jednostranném uspořádání dílů, kdy na jedné straně desky jsou všechny sklopné prvky (včetně různých propojek a sestav) a na druhé straně všechny tištěné vodiče a jejich pájené spoje s kloubovými prvky .

Automatizace montáže hardwaru pomocí desek plošných spojů do značné míry závisí na návrhu zapojení součástí.Z důvodů vyrobitelnosti se za nejlepší provedení koncovky považuje kulatý drát, který se snadno vyrábí a ohýbá do kroužku nebo jiného tvaru.

Technologie tištěné elektroinstalace vyžaduje použití jednotného standardního provedení a rozměrů elektronických součástek a obvodových prvků. Nejčastěji se tištěné spoje používají při výrobě zařízení a jednotek s poměrně složitou konstrukcí.

Plošné zavedení plošných spojů radikálně mění technologický proces výroby elektronických zařízení směrem k jejich částečné a plné automatizaci.

Induktory jsou naneseny na povrch izolační základny ve formě spirály vyzařující ze středu. Jejich kvalita (důstojnost) je dána především tloušťkou vrstvy vodivého obrazce a materiálem desky. Trvalé tištěné odolnosti se získají nanesením obdélníkového vzoru grafitové kaše se sazemi na izolační substrát.

Permanentní kondenzátory relativně malých rozměrů se získávají nanesením pokovené vrstvy na dvě vzájemně protilehlé strany izolační základny, která slouží jako desky. Probíhají také práce na zvládnutí a zavedení tištěných víceotáčkových cívek, tištěných transformátorů a dalších složitých obvodových prvků.

Tištěné obvody jsou široce používány v průmyslových elektronických zařízeních, v různých obvodech zesilovačů, rádiových zařízeních, ve výpočetních zařízeních a dalších zařízeních vyráběných ve velkém množství.