naf-st.ru naf-st.ru naf-st.ru naf-st.ru
 
Поиск по сайту
 

Общие положения


репетитор,гдз,преподователь,учитель
К содержанию Материалы печатных плат
Page copy protected against web site content infringement by Copyscape

Итак, печатная плата - это пластина из электроизоляционного материала (чаще всего гетинакс, текстолит и стеклотекстолит), на поверхности которой каким-либо образом нанесены тонкие электропроводящие полоски (печатные проводники) с контактными площадками для подсоединения навесных электро- и радиоэлементов (в том числе модулей и интегральных схем). Это формулировка из словаря, в принципе понятно, но не очень. Понятнее будет так: под печатной платой понимается конструкция электрических межсоединений на изоляционном основании. Основные конструктивные элементы печатной платы - основание (подложка) и проводники. Эти элементы необходимы и достаточны для того, чтобы печатная плата была печатной платой. Круг второстепенных элементов несколько шире: контактные площадки, переходные металлизируемые и монтажные отверстия, ламели для контактирования с разъемами, участки для осуществления теплоотвода и др.

Переход к печатным платам ознаменовал качественный скачок в области конструирования радиоэлектронной аппаратуры. Печатная плата совмещает функции носителя радиоэлементов и электрического соединения этих элементов. Последняя функция будет невыполнимой, если между проводниками и иными проводящими элементами печатной платы не будет обеспечен достаточный уровень сопротивления изоляции. Следовательно, подложка печатной платы должна выполнять еще и функцию изолятора.

Говорят, что первенство в разработке печатных плат принадлежит немецкому инженеру Альберту Паркеру Хансону. Хансон предложил формировать рисунок печатной платы на медной фольге вырезанием или штамповкой. Далее элементы проводящего рисунка приклеивались к диэлектрику, например к пропарафиненной бумаге. Первая заявка в патентное ведомство Германии была подана Хансоном в 1902 году. С тех пор прошло больше ста лет. Все эти годы конструкции и технологии изготовления печатных плат постоянно совершенствовались. В процессе этого совершенствования принимали участие великое множество изобретателей, в том числе всемирно известный изобретатель Томас Эдисон. Он предложил формировать токопроводящий рисунок посредством адгезивного материала, содержащего графитовый или бронзовый порошки. В другом варианте токопроводящий рисунок наносился раствором азотнокислого серебра, которое затем восстанавливалось до металла (жуть!).

В 20-30-x годах прошлого века было выдано множество патентов на конструкции печатных плат и способы их изготовления. Первые методы изготовления печатных плат были преимущественно аддитивными (развитие идей Томаса Эдисона). Но в современном виде печатная плата появилась благодаря использованию технологий, заимствованных из полиграфической промышленности. Печатная плата - прямой перевод с английского полиграфического термина printing plate (печатная форма или матрица). Поэтому именно австрийский инженер Пауль Эйслер считается "отцом печатных плат". Он первым пришел к выводу, что полиграфические (субтрактивные) технологии могут быть использованы для массового производства печатных плат. В субтрактивных технологиях изображение формируется путем удаления ненужных фрагментов. Пауль Эйслер отработал технологию гальванического осаждения медной фольги и ее травления хлорным железом. Технологии массового производства печатных плат оказались востребованными уже во время второй мировой войны. А с середины 50-х годов началось становление печатных плат, как конструктивной основы радиоаппаратуры не только военного, но и бытового назначения.

Изначально функции печатной платы, если так можно выразиться, выполняли так называемые платы объемного монтажа - функции проводников выполняли обычные провода, а радиоэлементы и компоненты устанавливались на какие-либо носители. Например, берем кусок фольгированного стеклотекстолита (гетинакса, текстолита), можно с дефектами, и резаком делаем сетку, грубо говоря, прорезаем фольгу до основания материала. Таким образом, получаются квадратики (прямоугольники, кружочки, треугольники, кому как) из меди. Так получаются контактные площадки. А дальше припаиваем к площадкам элементы, соединяем проводами согласно схеме. Это, конечно, извращение, но иногда очень помогает, например, когда нет времени разрабатывать печатную плату, да и схема того не стоит, нужно всего лишь протестировать. Один мой знакомый собрал усилитель подобным методом. Когда его спросили, как же ты его в машину поставишь – он ответил, типа я его парафином залью, в багажник положу и тряпочкой накрою… Повторять не стОит…

Итак, печатная плата стала основным конструктивным элементом современной радиоэлектронной аппаратуры. При этом был осуществлен переход от линии (линий или объемного монтажа) к плоскости. Односторонняя печатная плата - есть пластина, на одной стороне которой размещены проводники, выполненные печатным способом. В двухсторонних печатных платах проводники размещены и с обратной стороны, там, где установлены деталюшки. А для их соединения были предложены разнообразные варианты, среди которых наиболее прижились переходные металлизированные отверстия.

Переход от односторонних печатных плат к двухсторонним печатным платам был первым шагом на пути перехода от плоскости к объему (или к многослойным печатным платам). Если абстрагироваться (мысленно отбросить подложку двухсторонней печатной платы), то получится объемная конструкция проводников. Причем этот шаг был сделан довольно быстро. В заявке Альберта Хансена уже было указано на возможность размещения проводников по обеим сторонам подложки и соединения их с использованием сквозных отверстий.

Окончательный переход к объему произошел в результате перехода от одно- или двухсторонних печатных плат к многослойным печатным платам. Проводники в таких печатных платах размещаются не только на поверхности, но и в объеме подложки. При этом сохранилась слойность расположения проводников относительно друг друга (следствие использования планарных полиграфических технологий). Слойность неизбежно присутствует в названиях печатных плат и их элементов - односторонняя, двухсторонняя, многослойная и др. Слойность реально отражает конструктив и соответствующие этому конструктиву технологии изготовления печатных плат.

Планарные (плоскостные) технологии стали основой и изделий микроэлектроники, т. е. изделий, носителями которых являются современные печатные платы. По скорости реализации процессов микроминиатюризации микросхемы существенно опережают своих прародителей. Поэтому, прежде чем заглядывать в будущее печатных плат возникает естественное желание посмотреть, в каком направлении развиваются современные пространственные конфигурации лидеров. А в области микроэлектроники реалии таковы: намечается уход от планарных технологий и, соответственно, планарных конструкций. Первый звонок прозвучал несколько лет назад. МОП-транзисторы верой и правдой служили с начала 60-х годов прошлого века. В конце 2001 года разработчики фирмы Intel доказали возможность изготовления таких транзисторов с минимальными размерами элементов 15 нм. При этом был сделан вывод, что это предел. Дальнейшее уменьшение размеров физически невозможно. Однако чуть позже решение все-таки было найдено. Был осуществлен прыжок из плоскости в трехмерное пространство (4). Трехзатворный транзистор представляет собой трехмерный прибор, в котором затвором служит приподнятая область с токопроводящими линиями, нанесенными на три ее стороны. Такая структура позволила практически в три раза увеличить область пропускания тока, не занимая при этом лишнюю площадь кристалла. Кроме того, благодаря трехмерной структуре ток утечки у таких транзисторов стал меньше, чем у обычных планарных транзисторов такого же размера.

Развитие конструкций и технологий в микроэлектронике идет в соответствии с объективно существующим законом развития технических систем: задачи, связанные с размещением или перемещением объектов, решаются переходом от точки к линии, от линии к плоскости, от плоскости к трехмерному пространству. Похоже, что и печатным платам придется подчиниться этому закону. Потенциальная возможность реализации таких многоуровневых (бесконечноуровневых) печатных плат, имеется. Об этом свидетельствуют богатый опыт использования в производстве печатных плат лазерных технологий, не менее богатый опыт использования лазерной стереолитографии для формирования трехмерных объектов из полимеров, тенденция к увеличению термостойкости базовых материалов и т.д. Очевидно, такие изделия придется и назвать как-то иначе. Поскольку название "печатная плата" уже не будет отражать ни их внутреннего содержания, ни технологии изготовления.

Page copy protected against web site content infringement by Copyscape
К содержанию Материалы печатных плат
репетитор,гдз,преподователь,учитель
Новости:




 

Error. Page cannot be displayed. Please contact your service provider for more details. (14)


copyright © 2003-2017 naf-st.ru, info@naf-st.ru
При полном, либо частичном цитировании материалов сайта naf-st.ru ссылка (для интернет изданий гиперссылка) обязательна!!! Будьте взаимовежливы!

Хостинг «Джино»
Карта сайта
Поиск по сайту
Помощь
Новости
Обратная связь
Карта сайта
Поиск по сайту
Помощь
Новости
Обратная связь