Легко ли работать на производстве печатных плат?
Один из самых популярных вопросов, интересующих нынешних выпускников: «Легко ли быть технологом, конструктором или инженером на производстве печатных плат?» Казалось бы, все расскажут в процессе обучения, а покажут — на производственных практиках. Но мы с коллегами сходимся во мнении, что определенно нет. Чтобы успешно работать на промышленном производстве электроники, надо знать такие тонкости, которым не обучают в университете. Поэтому я и решил делиться своим опытом и опытом моих коллег здесь.
Но сначала стоит разобраться, с чего же начинается печатная плата. Прежде, чем конструктор предложит свою идею, а технологи запустят начальный этап производства, необходимо определить, из какого материала мы будем делать печатную плату.
Наиболее популярный сейчас материал для производства печатной платы — фольгированный стеклотекстолит, имеющий структуру слоеного пластика, в котором волокна чередуются с полимерным связующим веществом. Вариантов такого связующего вещества также может быть несколько: бакелит, эпоксидная и полиэфирная смолы. У каждого материала есть свои преимущества, но о них напишу как-нибудь позже.
А пока давайте разбираться с базовыми материалами.
Как уже говорил, один из наиболее популярных — это стеклотекстолит. Здесь есть множество марок: СТТ, СТЭБ, СТЭФ-П, СФ и др. А еще в описании часто встречается аббревиатура FR, означающая огнестойкость материала, чем выше цифра после этих букв, тем большую стойкость к огню будет иметь печатная плата (есть классы первой, второй, третьей и даже шестой стойкости). Но чаще всего используется стеклотекстолит нормированной горючести FR-4.
И если стеклотекстолит — это диэлектрик, то для токопроводящего слоя используют медную фольгу, которую прессуют на стеклотекстолит, а дальше уже наращивают гальваническую медь. Толщина слоя медной фольги может быть любой, но чаще всего это 12, 18, 35, 50, 70 и 105 микрон. Однако стоит помнить, что если вы заказываете у импортного производителя, то толщина медной фольги будет указана в унциях (1 унция на кв. фут равна примерно 34 микронам).
Кроме стеклотекстолита в качестве базового материала для печатной платы используют и алюминий. Но так как в отличие от стеклотекстолита, алюминий проводит ток, то между ним и медной фольгой добавляют еще один слой — слой диэлектрика. Такие печатные платы используются в изделиях, где нужен отвод большого количества тепла, например, в светодиодных светильниках.
Также есть базовые материалы, в основе которых наполнитель из керамики или тефлона. Это очень редкая группа материалов, которую применяют в основном для производства техники в авиационной и космической отраслях.
Но правильно выбранный материал для печатной платы — это далеко не все, что нужно, чтобы изделие получилось качественным. Здесь большую роль играет и процесс сборки пакетов для сверления. На первый взгляд, ничего сложного здесь нет, ведь в базовый материал всего лишь надо вставить штифты между накладочным и подкладочным материалами. Но большое значение будет играть то, какие материалы вы выберете для надложки и подложки.
Накладочный материал позволит уменьшить количество заусенец, при этом повысить качество и точность сверления и увеличить ресурс использования инструмента. В свою очередь подкладочный материал также способствует уменьшению заусенец, позволяет не размазывать продукт резания на обрабатываемую поверхность и способствует охлаждению режущего инструмента. Подкладочный материал должен быть твердым, но при этом легко сверлиться, чтобы не изнашивать инструмент.
Для печатных плат низкого класса точности в качестве накладочного материала можно выбирать гетинакс, фенольную бумагу или тонкие листы стеклотекстолита. А вот для более высокого класса точности уже стоит использовать тонкие алюминиевые листы. Они позволят уменьшить вибрацию инструмента при сверлении и прилипание смолы к режущей кромке инструмента. Все это будет способствовать повышению точности сверления. Однако, если вам нужны печатные платы 5-го класса точности и выше, то обычного алюминиевого листа тоже будет недостаточно. В этом случае стоит использовать надложки на алюминиевой основе, покрытые смазывающим слоем (лубрикантом). Благодаря этому слою сверло с меньшей вероятностью уйдет в сторону при засверливании в пакет.
Подкладочный же материал представляет собой спрессованные под высоким давление волокна древесины (чаще всего используют МДФ). Однако и они бывают разные, в зависимости от результата, который вам нужен.
И, конечно же, прежде чем приступить к сверлению, нужно как следует очистить и базовый, и вспомогательные материалы. Для этого можно использовать обычные антистатические ролики с липкой бумагой.
Как вы, наверное, уже поняли, на производстве печатных плат работать не так просто. Даже самый простой процесс может иметь столько тонкостей, если не учесть которые, качество готового продукта будет не таким, на которое рассчитывали.
В следующих публикациях я буду делиться с вами интересными наблюдениями из жизни производства печатных плат.
