• Главная
• О нас
• Продукция и услуги
  • Односторонние платы
  • Двухсторонние платы
  • Многослойные платы
  • Гибкие (полиимидные)
  • На алюминиевой подложке
  • Трафареты для пасты
  • Паяльная паста, припои
  • Контрактная сборка
• Клиентам
  • Оформление заказа
  • Бланк заказа
  • Сроки изготовления
  • Поддерживаемые форматы файлов
• Поддержка
  • Материалы печатных плат
  • Финишные покрытия
  • Технологические нормы
  • Проверка дизайна ПП
  • Создание gerber файлов
  • Библиотека разработчика
• Карьера в компании
• Контакты
  • Контактная информация
  • Наши реквизиты
  • Как нас найти
  • Партнеры

Материалы для изготовления печатных плат или, в более общем смысле, подложек для монтажа компонентов, можно условно разделить на два больших класса: органические и неорганические.

К неорганическим относят такие материалы, как различные виды керамики, кремний и кремнийорганические соединения, оксидированные или эмалированные металлы. Такого класса подложки применяются тогда, когда требуется получить какие-либо свойства или характеристики, обычно недоступные для органических материалов. Например, высокую теплопроводность, прочность или стойкость к высоким температурам. Выбирать материал из этой группы необходимо осознанно, принимая во внимание факт наличия ограниченного числа производителей, использующих неорганические материалы.

Это самый большой класс материалов для использования в качестве подложек для электронных изделий. Состоят из различного типа основ (reinforcement) и органических связующих наполнителей (resin). Характеризуются относительно низкими значениями диэлектрической постоянной (dielectric constant, Dk) и тангенса угла диэлектрических потерь (dissipation factor, Df), которые, к тому же, легко варьируются выбором основы/заполнения. Данные материалы дешевы и широко используются большинством производителей во всем мире.

Фенольные смолы. Применяются как наполнители для дешевых материалов класса XPC, FR-1/FR-2, к которым не предъявляются повышенные требования по характеристикам и стабильности размеров.

Эпоксидные смолы. Наиболее часто используемый тип наполнителя. Лучшее сочетание цена/характеристики. Постоянно разрабатываются новые типы эпоксидных смол, обладающие улучшенными свойствами.

Полиимид. Имеет самую высокую рабочую температуру из используемых сегодня органических систем. Используется для производства жестких, гибко-жестких и гибких печатных плат. Особенно для военных и специальных применений. Относительно дорог.

Бисмалеимид триазин. Широко используется в качестве основания для корпусов PBGA. Характеризуется хорошими температурными свойствами за приемлемую цену.

Цианат эстер. Низкое значение диэлектрической постоянной, очень низкое значение фактора диссипации, улучшенные температурные характеристики. Дорог.

Стеклоткань. Наиболее широко используемый материал основания. Прост в технологии. Доступен в разных вариантах плетения и толщины. Является основой для материалов класса FR-4. Дешев.

Нетканое стекловолокно. Представляет собой войлок из стекловолокна. Часто используется с эпоксидным или фторопластовым заполнением. Также является основой для материалов класса СЕМ-3. Дешев.

Арамидная ткань. Имеет отрицательный коэффициент теплового расширения по осям x-y. В сочетании с эпоксидным наполнением обеспечивает коэффициент теплового расширения, приближенный к керамике. Недостатком является большой коэффициент теплового расширения по оси z.

Арамидная бумага. Все более широко используется для многослойных применений. Имеет все преимущества арамидной ткани, но легче в производстве и применении. Хорошо сочетается с лазерным или плазменным сверлением.

Полиимидная пленка. Используется в качестве внешних слоев в платах HDI (High Density Interconnections) наряду с эпоксидной смолой и арамидной бумагой. Легко травится химически для формирования переходных отверстий, подходит для лазерного сверления.

Ниже приведены некоторые важные характеристики, которые необходимо учитывать при выборе марки базового материала и проектировании печатной платы для конкретного электронного изделия или применения.

Диэлектрическая постоянная (dielectric constant, Dk), тангенс угла диэлектрических потерь (dissipation factor Df). Эти характеристики необходимо учитывать при проектировании высокочастотных схем, линий связи контролируемого импеданса. Чем меньше диэлектрическая постоянная Dk, тем выше скорость передачи сигналов по печатным проводникам, тем больше импеданс проводника с той же геометрией. Чем меньше Df, тем лучше целостность сигналов и меньше потери на высоких частотах.

Температура стеклования (Glass Transition Temperature, Tg). Очень важный параметр материала, особенно для многослойных плат. Это точка излома линейной характеристики теплового расширения материала. До температуры Tg материал расширяется линейно с определенным углом наклона характеристики (коэффициентом теплового расширения), после Tg характеристика расширения становится либо нелинейной, либо приближенно линейной, но с гораздо большим наклоном характеристики. Эффект особенно заметен при расширении по оси z, так как по осям x-y эффект частично нивелируется основой (стеклотканью). Это явление обусловлено процессом размягчения связующего наполнения материала (смол), разрывом полимерных связей и постепенного перехода к жидкому состоянию. Чем выше значение Tg, тем меньше выражен эффект коробления печатной платы, тем выше надежность металлизированных переходных отверстий.

Коэффициент теплового расширения (Coefficient of Thermal Expansion, CTE). Имеет разное значение для осей x-y и z. Для последней значение СТЕ всегда больше. Имеет решающее значение при выборе материала для электронного изделия, функционирующего в широком диапазоне рабочих температур. При прочих равных, рекомендуется выбирать материал с меньшим значением СТЕ.

Влагопоглощение (Moisture or Water Absorption). Большинство органических материалов гигроскопичны и поглощают влагу относительно быстро. Величина влагопоглощения в процентах определяется как относительное увеличение веса материала или изделия при выдержке его во влажной среде с определенными показателями относительной влажности и температуры. Поглощенная материалом влага испаряется в процессе пайки и может привести к короблению печатной платы и вспучиванию материала.

Наименование по NEMA	Связующее	Основа	Класс горючести
XPC	фенольная смола	целлюлозная бумага	UL94-HB
XXXPC	модифицированная фенольная смола	целлюлозная бумага	UL94-HB
FR-1	огнеупорная фенольная смола	целлюлозная бумага	UL94-V0, UL94-V1
FR-2	огнеупорная модифицированная фенольная смола	целлюлозная бумага	UL94-V0, UL94-V1
FR-3	эпоксидная смола	целлюлозная бумага	UL94-V0
FR-4	эпоксидная смола модифицированная или немодифицированная	стеклоткань	UL94-V0
CEM-1	эпоксидная смола модифицированная или немодифицированная	стеклоткань/целлюлозная бумага	UL94-V0
CEM-3	эпоксидная смола модифицированная или немодифицированная	стеклоткань/нетканое стекловолокно	UL94-V0

Семейство материалов под общим названием FR-4 по классификации NEMA (National Electrical Manufacturers Association, USA). Данные материалы являются наиболее распространенными для производства ДПП, МПП а также ОПП с повышенными требованиями к механической прочности. FR-4 представляет собой материал на основе стеклоткани с эпоксидной смолой в качестве связующего (стеклотекстолит). Обычно матового желтоватого цвета или прозрачный, привычный зеленый цвет ему придает паяльная маска, наносимая на поверхность печатной платы. Класс горючести UL94-V0.

• стандартный, с температурой стеклования Tg ~130°C, с ультрафиолетовой блокировкой (UV blocking) или без нее. Наиболее распространенный и широко используемый тип, одновременно наименее дорогой из FR-4;
• с высокой температурой стеклования, Tg ~170°C-180°C;
• безгалогенный;
• с нормируемым трекинг-индексом, CTI ≥400, ≥600;
• высокочастотный, с низкой диэлектрической проницаемостью ε ≤3,9 и малым тангенсом угла диэлектрических потерь df ≤0,02.

Семейство материалов CEM-3 по классификации NEMA. Композитный материал на стекловолоконно-эпоксидной основе обычно молочно-белого цвета или прозрачный. Состоит из двух наружных слоев стеклоткани, между которыми помещено нетканое стекловолокно (войлок из стекловолокна). Широко применяется при производстве ДПП с металлизацией. По своим свойствам очень близок к FR-4 и отличается, по большому счету, лишь меньшей механической прочностью. Является прекрасной дешевой альтернативой FR-4 для абсолютного большинства применений. Отлично обрабатывается механически (фрезерование, штамповка). Класс горючести UL94-V0.

• стандартный, с ультрафиолетовой блокировкой (UV blocking) или без нее;
• высокотемпературный, совместимый с технологиями бессвинцового лужения и пайки;
• безгалогенный, без содержания фосфора и сурьмы;
• с нормируемым трекинг-индексом, CTI ≥600

Класс материалов CEM-1 по классификации NEMA. Эти композитные материалы изготавливаются на бумажной основе с двумя слоями стеклоткани снаружи. Обычно молочно-белого, молочно-желтого или коричнево-бурого цвета. Несовместимы с процессом металлизации отверстий, поэтому используются только для производства ОПП. Диэлектрические свойства близки к FR-4, механические свойства несколько хуже. CEM-1 является хорошей альтернативой FR-4 при производстве односторонних печатных плат, когда цена является определяющим фактором. Отлично обрабатывается механически (фрезерование, штамповка). Класс горючести UL94-V0.

• стандартный;
• высокотемпературный, совместимый с технологиями бессвинцового лужения и пайки;
• безгалогенный, без содержания фосфора и сурьмы;
• с нормируемым трекинг-индексом, CTI ≥600
• влагостойкий, с повышенной стабильностью размеров

Класс материалов FR-1 и FR-2 по классификации NEMA. Эти материалы изготавливаются на фенольно-бумажной основе и используются только для производства ОПП. FR-1 и FR-2 имеют схожие характеристики, FR-2 отличается от FR-1 лишь использованием модифицированной фенольной смолы с более высокой температурой стеклования в качестве связующего. Ввиду схожести характеристик и области применения FR-1 и FR-2, большинство производителей материалов выпускают лишь один из этих материалов, чаще FR-2. Отлично обрабатывается механически (фрезерование, штамповка). Дешев. Класс горючести UL94-V0 или V1.

• стандартный;
• безгалогенный, без содержания фосфора и сурьмы, нетоксичный;
• влагостойкий

Для сохранения паяемости печатных плат после хранения, обеспечения надежного монтажа электронных компонентов и сохранения при эксплуатации свойств паяных или сварных соединений необходимо защищать медную поверхность контактных площадок печатной платы паяемым поверхностным покрытием, так называемым финишным покрытием. Мы предлагаем Вашему вниманию широкий перечень финишных покрытий, который позволяет оптимальным образом сделать выбор в пользу одного или даже одновременно нескольких из них при производстве Ваших печатных плат.

• HAL или HASL (от английского Hot Air Leveling или Hot Air Solder Leveling - выравнивание горячим воздухом) с использованием припоев на основе сплава олово-свинец (Sn/Pb), например, ОС61, ОС63, и выравниванием воздушным ножом. Наносится в конечной стадии изготовления на уже сформированную печатную плату с нанесенной паяльной маской путем окунания ее в ванну с расплавом и последующим выравниванием и удалением излишков припоя с помощью воздушного ножа. Это покрытие, на данный момент самое распространенное, является классическим, наиболее известным и давно используемым. Обеспечивает отличную паяемость печатных плат даже после длительного хранения. Покрытие HAL технологично и недорого. Совместимо со всеми известными методами монтажа и пайки - ручной, пайки волной, оплавлением в печи и пр. К минусам данного вида финишного покрытия можно отнести наличие свинца - одного из наиболее токсичных металлов, запрещенного к использованию на территории Европейского Союза директивой RoHS (Restriction of Hazardous Substances Directives - директива о запрете на использование опасных и токсичных веществ), а также то, что покрытие HAL не удовлетворяет условиям плоскостности контактных площадок для монтажа микросхем с очень высокой степенью интеграции. Покрытие непригодно для технологии разварки кристаллов на плату (COB - Chip on board) и нанесения на концевые контакты (ламели).

• HAL бессвинцовый - вариант покрытия HAL, но с использованием бессвинцовых припоев, например, Sn100, Sn96,5/Ag3/Cu0,5, SnCuNi, SnAgNi. Покрытие полностью удовлетворяет требованиям RoHS и имеет очень хорошую сохранность и паяемость. Это финишное покрытие наносится при более высокой температуре чем HAL на основе ПОС, что накладывает повышенные требования к базовому материалу печатной платы и электронным компонентам по температуре. Покрытие совместимо со всеми способами монтажа и пайки как с использованием бессвинцовых припоев (что наиболее рекомендуемо), так и с использованием оловянно-свинцовых припоев, но требует внимательного отношения к температурному режиму пайки. По сравнению с HAL на основе Sn/Pb, данное покрытие является более дорогим за счет большей стоимости бессвинцовых припоев а также за счет большей энергоемкости.

Основная проблема, связанная с покрытием HAL, - это существенная неравномерность толщины покрытия. Проблема особенно актуальна для компонентов с малым шагом выводов, например QFP с шагом 0,5 мм и менее, BGA с шагом 0,8 мм и менее. Толщина покрытия может варьироваться от 0,5 мкм до 40 мкм в зависимости от геометрических размеров контактной площадки и от неравномерности воздействия воздушного ножа. Также в результате термоудара при нанесении HASL возможно коробление печатной платы в виде прогиба/кручения. Это особенно актуально для плат с толщиной <1,0 мм и для плат с несимметричным стеком слоев, несбалансированных по меди, имеющих несимметричные по слоям сплошные медные заливки, ряды металлизированных отверстий, а также для бессвинцового покрытия.

• Иммерсионное золото (ENIG - Electroless Nickel/Immersion Gold) - покрытие семейства Ni/Au. Толщина покрытия: Ni 3-7 мкм, Au 0,05-0.1 мкм. Наносится химическим способом через окна в паяльной маске. Широко распространенное бессвинцовое покрытие, обеспечивающее плоскостность контактных площадок, хорошую паяемость, высокую поверхностную проводимость контактных площадок и длительный срок хранения. Отлично подходит для применения компонентов с мелким шагом а также для внутрисхемного тестирования. Покрытие полностью удовлетворяет требованиям RoHS. Совместимо со всеми способами монтажа и пайки. Более дорогое, по сравнению с HASL.

Имеется множество производителей химикатов для нанесения иммерсионного золота, технологии его нанесения различаются от производителя к производителю химикатов. Конечный результат также зависит от выбора химикатов и техпроцесса нанесения. Некоторые химикаты могут не сочетаться с конкретным типом паяльной маски. Данный тип покрытия склонен к образованию двух типов критических дефектов - "черной площадки" (black pad, несмачиваемости поверхности площадки припоем) и растрескивания при механических или термических нагрузках (растрескивание происходит между слоем никеля и меди, по слою интерметаллида). Также при нанесении покрытия следует контролировать количество золота для предотвращения охрупчивания паяного соединения. Точное следование технологии нанесения иммерсионного золота и своевременная замена растворов гарантируют качество покрытия и отсутствие дефекта black pad. Для предотвращения растрескивания при механических нагрузках можно рекомендовать увеличение толщины печатной платы до 2,0 мм и более при использовании BGA корпусов размером более 25х25 мм или при размере платы более 250 мм. Увеличение толщины платы уменьшает механические нагрузки на компоненты при изгибании платы.

• Gold Fingers - покрытие семейства Ni/Au. Толщина покрытия: Ni 3-5 мкм, Au 0,5-1,5 мкм. Наносится электрохимическим осаждением (гальваника). Используется для нанесения на концевые контакты и ламели. Имеет высокую механическую прочность, стойкость к истиранию и неблагоприятному воздействию окружающей среды. Незаменимо там, где важно обеспечить надежный и долговечный электрический контакт.

• Иммерсионное олово - химическое покрытие, удовлетворяющее требованиям RoHS и обеспечивающее высокую плоскостность печатных площадок платы. Технологичное покрытие совместимое со всеми способами пайки. Вопреки распространенному неверному мнению, основанному на опыте использования устаревших типов покрытия, иммерсионное олово обеспечивает хорошую паяемость после достаточно длительного хранения - гарантийный срок хранения 6 мес. (паяемость покрытия сохраняется до года и более при правильном хранении). Такие длительные сроки сохранения хорошей паяемости обеспечиваются введением подслоя органометалла в качестве барьера между медью контактных площадок и непосредственно оловом. Барьерный подслой предотвращает взаимную диффузию меди и олова, образование интерметаллидов и рекристаллизацию олова. Финишное покрытие иммерсионным оловом с подслоем органометалла, при толщине около 1 мкм, имеет ровную, плоскую поверхность, сохраняет паяемость и возможность нескольких перепаек даже после достаточно длительного хранения.

• OSP (от английского Organic Solderability Preservatives) - группа органических финишных покрытий, наносимых непосредственно на медь контактных площадок и обеспечивающих защиту медной поверхности от окисления в процессе хранения и пайки. С уменьшением шага компонентов интерес к покрытиям, обеспечивающим необходимую плоскостность, и, в частности, к OSP, постоянно растет. В последнее время покрытия OSP бурно прогрессируют, появились разновидности покрытий, обеспечивающих многопроходную пайку без оксидации меди даже при достаточно больших перерывах по времени между проходами (дни). Различают тонкое, около 0,01 мкм, покрытие и относительно толстое покрытие 0,2 - 0,5 мкм и более. Для обеспечения двух- или многопроходной пайки следует выбирать толстое покрытие. OSP обеспечивает плоскую поверхность контактных площадок, не содержит свинца и удовлетворяет требованиям RoHS, при соблюдении правил хранения и обращения обеспечивает очень надежное паяное соединение. Тонкое покрытие OSP стоит дешевле, чем HAL. Толстое - практически столько же, сколько и HAL.

Вместе с тем, OSP не обеспечивает покрытие торцов медной контактной площадки припоем в процессе оплавления. Растекаемость припоя по поверхности хуже, чем при покрытии HASL. Поэтому при нанесении пасты отверстия в трафарете следует делать размером, равным контактной площадке. Иначе не вся поверхность площадки будет покрыта припоем (хотя этот дефект является только косметическим, надежность соединения остается очень хорошей). Непокрытая припоем медная поверхность со временем окисляется, что может повлиять негативно на проведение ремонта. Также существует проблема смачивания металлизированных отверстий при пайке волной. Необходимо наносить достаточно большое количество флюса перед пайкой, флюс должен попасть в отверстия, чтобы припой смочил отверстие изнутри и образовал галтель на обратной стороне платы. К недостаткам данного покрытия также относятся: малое время хранения перед использованием, несовместимость с терпеновыми растворителями, ограничения по тестопригодности при внутрисхемном и функциональном тестах (что частично решается нанесением паяльной пасты на контрольные точки). Если вы остановили свой выбор на OSP, рекомендуем применять покрытия ENTEK фирмы Enthone (ENTEK PLUS, ENTEK PLUS HT), как обеспечивающие лучшее сочетание смачиваемости, надежности соединения и многопроходности.