Решетнёвцы отработали новые технологии при создании многослойных печатных плат
© ixbt.photo
Основная идея технологии встраивания пассивных компонентов — таких как резисторы и конденсаторы — заключается в том, что они монтируются на одном или нескольких внутренних слоях в структуре многослойных печатных плат. Такой способ, по сути, является эффективным инструментом дальнейшей миниатюризации и повышения функциональности электронных модулей. «У нас очень высокая плотность в электронных блоках и много мест, где элементы стоят очень близко друг к другу — на расстоянии 0,3 мм. Отсюда возник вопрос: как освободить больше места на первом слое печатной платы, где устанавливаются компоненты, — рассказывает специалист отдела конструирования и проектирования РЭА Вадим Гарданов. — Так появилась идея спрятать радиодетали вглубь платы».
решетнёвцы изготовили три платы. На двух из них отрабатывалась технология, а третья была сделана для проведения испытаний. Не дожидаясь полного отчёта, уже сейчас специалисты подтверждают работоспособность тестовой платы.
© ixbt.photo
Для отработки этого метода решетнёвцы использовали восьмислойную плату, состоящую из фольгированного стеклотекстолита, препрегов и медной фольги. Специалисты цеха изготовления приборов и печатных плат проделали ювелирную работу. Ведь для того чтобы крошечные элементы, которые размещаются внутри печатной платы, не раздавило при прессовании, в смежных слоях необходимо было вырезать под них пазы и обеспечить высокую точность их совмещения. Это, по словам решетнёвцев, было достаточно сложно. Плюсы при использовании данной технологии очевидны: на одной плате удаётся разместить значительно больше электрорадиоизделий.
Так, только на тестовом образце их было встроено порядка 180 штук. Но, как утверждают конструкторы, при необходимости их число может быть увеличено. К слову, пассивные компоненты составляют 80-95% от общего числа электрорадиоизделий и покрывают более 40% поверхности печатной платы. Такимобразом, перенос пассивных элементов с первого слоя платы внутрь увеличивает доступное пространство многослойной печатной платы и, следовательно, делает возможным более плотное размещение корпусов. Такой подход позволяет создавать приборы с уменьшенными массогабаритными характеристиками и более широкими функциональными возможностями. Но и это ещё не всё.
«У нас очень много микросхем, микроконтроллеров, которым необходимо „мягкое питание“. То есть нужно большое количество конденсаторов, которые будут сглаживать пульсации и отфильтровывать шумы, — отмечает Вадим Гарданов. — Применение этого метода улучшает проводимость электрического сигнала, особенно на высоких частотах, и создаёт меньше помех. Это, в конечном счёте, повышает точность аппаратуры».
В результате решетнёвцы изготовили три платы. На двух из них отрабатывалась технология, а третья была сделана для проведения испытаний. Не дожидаясь полного отчёта, уже сейчас специалисты подтверждают работоспособность тестовой платы. Однако говорить о том, что данная технология будет применяться для изготовления штатной продукции пока преждевременно. Необходимо провести более полный цикл отработки с устранением всех недочётов, которые были выявлены в ходе апробации.
ПОСЛОЙНОЕ НАРАЩИВАНИЕ
В течение нескольких месяцев сотрудники «ИСС» усердно работали ещё над одним методом при создании многослойных печатных плат, который заключается в последовательном чередовании изоляционного слоя и гальванически осаждённой меди. По словам специалистов, такой способ очень трудоёмкий, предназначен он для изготовления ультрасложных микросхем. Более того, внедрение этого метода в серийное и даже в мелкосерийное производство затруднено. По этим причинам применение его оправдано в основном только для создания уникальных приборов и аппаратуры с высокой надёжностью.
«Технология послойного наращивания позволяет обеспечить максимальную надёжность межслойных соединений и внутренних проводников в печатной плате, — поясняет ведущий специалист отдела конструирования и проектирования РЭА Галина Гришакова. — Это достигается за счёт того, что межслойные переходы могут выполняться независимо друг от друга, между любыми слоями в любой точке платы».
Кроме того, для производства плат с высокой плотностью проводящего рисунка наиболее эффективным являетсяплата, на которую с обеих сторон путём наращивания нанесли необходимое количество слоёв гальванической меди с микропереходами. В ходе эксперимента было получено два варианта платы с 10 и 12 слоями. Из 12 изготовленных образцов на квалификационные испытания вышла только половина. «На каждом этапе возникали вопросы. Помимо того, что нужно было совместить две технологии, также требовалось дополнительно подобрать и отработать различные технологические режимы», — подчёркивает инженер-технолог цеха изготовления приборов и печатных плат Лариса Ипатьева.
Печатные платы, изготовленные с использованием данного метода, являются высокотехнологичными изделиями со сложной структурой. Они обеспечивают очень высокую плотность топологии, что даёт возможность размещения большего количества компонентов на заданной площади.
Но, как говорится, у каждой медали есть две стороны. И наряду с явными преимуществами есть и существенные недостатки. Во-первых, это ограничение по количеству наращенных слоёв. Их не может быть больше пяти, так как изготовление каждого последующего слоя связано с многократными термическими (при прессовании) и химическими воздействиями на изготовленные внутренние слои с уже сформированной структурой. Во-вторых, процесс производства плат таким способом имеет длительный технологический цикл, требует исключительной тщательности и качества изготовления, поскольку любой производственный дефект, допущенный на последующих слоях, приводит к браку всей заготовки. Тем не менее, сотрудники нашего предприятия, опробовав эту технологию, получили полезный опыт, позволяющий не только улучшить конструкцию многослойных печатных плат, но и применить различные технологические режимы, в том числе с использованием новых материалов.
Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.
