Печатные платы на металле
Для производства электронного оборудования, которое эксплуатируется при постоянном воздействии высоких температур, создаются специальные металлические печатные платы. Для их изготовления применяют металлы, имеющие высокий коэффициент теплопроводности.
Для производства металлических печатных плат используют заготовки, представляющие из себя медное или алюминиевое основание с медным ламинированием, с одной стороны.
Между металлическим основанием и слоем ламината из меди наносят слой диэлектрика.
Диэлектриком может выступать один из нескольких видов материалов:
- адгезивы и ламинаты T-Lam/T-Preg, имеющие низкое тепловое сопротивление;
- стандартные ламинаты из стеклотекстолита FR4;
- полиамид. Прекрасно показывает себя при работе в большом интервале температур.
Ввиду относительно невысокой цены на алюминий, более всего распространено производство печатных плат на алюминиевом основании. Помимо этого, медь менее стойка к коррозии и уступает алюминию по вязкости, что делает фрезеровку медных изделий более сложной.
При производстве алюминиевых печатных плат используют различные сплавы, которые имеют отличия по теплопроводности, вязкости и механической прочности. Дешевые сплавы 1100 и 5052 применяют, когда механическая обработка не является важным критерием.
Изготовление печатных плат на металле
Производство алюминиевых и медных печатных плат носит типовой характер и его начинают, просверливая в платах сквозные монтажные отверстия. В данном случае стенки отверстий в металлизации не нуждаются.
На заготовку платы поочередно наносят несколько слоёв.
Электропроводящий рисунок
Наносят фоторезистивный слой в виде жидкости или пленки. Затем на этот слой экспонируют рисунок электропроводящих дорожек при помощи лазерного луча или шаблонов. После проявления материала участки, которые не были засвечены растворяются.
Далее заготовку отправляют в ёмкость для травления меди и те участки, что не были защищены фоторезистивным слоем, очищаются от металлического слоя.
Когда процесс травления заканчивается, фоторезистивный слой удаляется.
Паяльная маска
Маска паяльная является покрытием из полимера, которое защищает участки печатной платы, не подлежащие покрытию финишным слоем. Чаще всего применяют жидкую двухкомпонентную паяльную маску.
Как только паяльную маску нанесут на поверхность заготовки платы, то ее сразу экспонируют при помощи лазерного луча или негативного шаблона. В результате проявки платы удаляются участки маски, которые не были засвечены, то есть те, что располагаются на контактах платы.
Готовая паяльная маска подвергается полимеризации в специальной печи, а далее ее маркируют, используя струйный принтер или трафарет.
Финишное покрытие
Финишка на контактах печатной платы нужна для того чтобы улучшить качества пайки. Обычной практикой является использование 2 видов покрытий.
- Иммерсионное золото. Драгоценный металл наносится в несколько шагов на слой никеля.
- HASL. Заготовку платы окунают в раствор свинцового или бессвинцового припоя. Потом материал выравнивают горячим воздухом.
Преимущества печатных плат на металлической основе
Производство плат на металлической основе дешево, в особенности это касается плат с алюминиевыми сердечниками. У них высокая теплопроводность, что является ценным свойством, которое используют при изготовлении силовых модулей и светодиодов. Это бюджетный вариант замены керамической основы.
Печатные платы на металлическом основании обладают несколькими преимуществами перед стандартными изделиями.
- Хорошие теплопроводные качества.
- Лучшая электропроводимость, особенно это касается внутренних слоев.
Обладают повышенной надежностью при работе в условиях высоких напряжений, температуры и повышенной влажности.