Особенности производства печатных плат

• Изготовление печатных плат: тенденции компактности и плотности
• Особенности изготовления в России
• Основные методы изготовления

Микроэлектроника находится в постоянном развитии. Было отмечено, что за год плотность установки всевозможных компонентов на печатной плате вырастает процентов на восемь, что, в свою очередь, приводит к потенциальной возможности уменьшить физический размер устройств на 20 процентов. Исходя из этого, примерно раз в 4 года происходит полное обновление процессов изготовления печатных плат.

Изготовление печатных плат: тенденции компактности и плотности

Технологическое развитие в этой сфере во всем мире идет по пути поддержки многослойности, уплотнения компонентов. Вводятся трехмерные структуры, размеры элементов стремительно уменьшаются. При этом инженеры, конструкторы должны продолжать поддерживать электромагнитную совместимость элементов, вводить компоненты кондуктивного теплостока, заботиться о поддержании высокой скорости передачи сигнала – чтобы производительность электронных систем, построенных на базе таких плат, не только оставалась на прежнем уровне, но и увеличивалась.

Особенности изготовления в России

К сожалению, сегодня Россия вынуждена идти не по своему пути, а с оглядкой на западные и восточные технологии. Хотя у нее имеются все предпосылки для того, чтобы можно было развивать собственное производство печатных плат, ничуть не уступающих, а часто превосходящих аналоги зарубежного производства:

1. Имеются уникальные разработки для последующей реализации.
2. Сохранился огромный научный, инженерный потенциал, в том числе, и со времен Советского Союза.
3. Имеются достаточно недорогие энергоресурсы, при этом трудозатраты невысоки.

Изготовление на базе российского производства выглядит крайне привлекательным. Это касается вопросов понижения стоимости конечного изделия, соблюдения высокой степени его надежности. Контролировать качество значительно проще, находясь в непосредственной близости от производственной линии – что, в случае с зарубежным изготовлением, часто просто не представляется возможным.

В России нужно вводить отраслевое специализированное изготовление печатных плат. Хотя бы потому, что в стране большой дефицит таких устройств – многослойных с высоким классом точности. Пока же, это лишь штучные номенклатурные заказы. Например, если требуется изготовить индикаторы положения, требуется использование печатных плат со своими характеристиками. Учесть их может лишь тот производитель, которому досконально знакомы все функциональные особенности данных устройств.

Если же учесть, что рынок модулей электроники в стране довольно нестабилен, то их отраслевое изготовление выглядит предпочтительнее и в этом ключе.

Благодаря собственному производству, можно получить весомые преимущества:

1. Производить их для узкоспециализированного оборудования – например, гидравлических устройств – произвольными партиями и в произвольной очередности. При этом, имеется возможность быстро перестраивать производственную линию, чтобы оперативно реагировать на изменения рыночной конъюнктуры и т.д.
2. Быстро вносить конструктивные изменения и экспериментировать с новыми разработками.
3. Учитывать особенности производимого оборудования.
4. Кроме того, можно будет управлять своими производственными ресурсами, минимизировать трудозатраты.
5. Наконец, максимально быстро выводить новую продукцию на рынок – как только там возникнет спрос.

Не потребуется выполнения многочисленных шагов по внедрению новых или усовершенствованных конструкций. К примеру, при производстве усовершенствованных гидравлических распределителей. Обычно даже самые незначительные изменения в проектную документацию изделия обходятся компаниям недешево – особенно, в случае изготовления за рубежом.

Основные методы изготовления

Методов производства печатных плат уже разработано немало. Но при этом все их можно условно поделить на две большие группы с диаметрально противоположным подходом:

1. Аддитивный – когда дорожки наносятся на слой диэлектрика каким-либо способом.
2. Субтрактивный – когда лишние слои устраняются, а остаются лишь собственно дорожки.

В принципе, существует еще и комбинирование этих двух методов – так называемый полуаллитивный метод. То есть, одни компоненты наносятся химическими или гальваническими методами, а другие – посредством стравливания ненужных участков. Как правило, аддитивный подход является более простым, дешевым и оперативным, но порой и без субтрактивного не обойтись. Здесь все зависит от конкретных конструктивных и технологических требований.

Платы производятся ручными, полностью автоматизированными и полуавтоматизированными методами. Важный этап – конструирование новой платы. Он начинается с изготовления эскиза. Как правило, эскизы изготавливаются в несколько увеличенном варианте. Обычно это двукратное или четырехкратное увеличение. Это позволяет детально проработать все конструктивные особенности платы. Затем приступают к выполнению чертежа печатной платы, на основе которого уже и начинается промышленное производство массовой продукции.

Подготовительные работы также имеют большое значение. К таковым, например, относится резка заготовки. Учитывая, что сегодня печатные платы могут выпускаться в самых разных конфигурациях, всевозможных размеров и т.д., поштучно изготавливать их экономически нецелесообразно. Это приведет к серьезному перерасходу материалов, значительному увеличению производственной трудоемкости.

Потому на этапе резки платы просто объединяются на одной заготовке так, чтобы можно было одновременно приступить к обработке максимально возможного числа плат. Физический размер данных заготовок из диэлектриков определяется размерами транспортера, габаритами технологических производственных площадок, а также ванночек (в случае с химическими и гальваническими методами обработки), рулонами фоторезиста, трафарета и требованиями к непосредственно тому электронному изделию, для которого производится плата.