На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Этапы проектирования печатных плат

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 12.05.2012. Сдан: 2011. Страниц: 11. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Министерство  просвещения ПМР
Тираспольский Техникум Информатики и Права
Кафедра Информационных Технологий 
 
 
 
 

Курсовая  работа
по  дисциплине «Конструирование ВТ»
на  тему: 

Этапы проектирования
печатных  плат. 
 

Выполнила:
Студентка 315гр.
Романова  О.И..
Проверил преподаватель:
Васькина  Ю.В.
«__»________2011
Оценка___Подпись_______ 
 
 
 
 
 

г. Тирасполь 2011г.
                   
 
 

Содержание: 
 
 

    Введение………………………………………………………………..3 

1. Методы создания  электрических межслойных соединений……..…6 

2. Стадии проектирования………………………………………………14 

3. Технология  проектирования…………………………………………16 

4. Химическая  и электрохимическая меттализация…………………...20

5 Возможные виды брака на линии химического меднения………….29

6. Контроль  качества химического меднения………………………….32

 
7. Заключение…………………………………………………………… 

Список литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Введение: 

     Печа?тная пла?та (на англ. PCB - printed circuit board) — пластина, выполненная из диэлектрика, на которой сформирована (обычно печатным методом) хотя бы одна электропроводящая цепь. Печатная плата (ПП) предназначена для электрического и механического соединения различных электронных компонентов или соединения отдельных электронных узлов. Электронные компоненты на ПП соединяются своими выводами с элементами проводящего рисунка, обычно пайкой, или накруткой, или склёпкой, или впрессовыванием, в результате чего собирается электронный модуль (или смонтированная печатная плата).
     Процесс производства печатных плат прошло долгий путь от приклеивания медной фольги к  диэлектрику и ручного лужения, до сложных автоматизированных химических и электрохимических процессов. Качество, ремонтопригодность, а также габаритные размеры готовой продукции во многом зависят от качества изготовления печатных плат. Перечень технологических операций входящих в процесс производства печатных плат:
     1) нарезка заготовок и образование базовых отверстий - в производстве нарезку материала выполняют методом штамповки с одновременной пробивкой базовых отверстий на технологическом поле.
     2) химическая металлизация печатных  плат заключается в последовательности  химических реакций осаждения меди, используемой в качестве слоя, или подслоя при нанесении основного слоя токопроводящего рисунка гальваническим способом.
     3) гальваническая металлизация - при  производстве печатных плат ее  применяют для увеличения тонкого  слоя химической меди с целью последующего нанесения на поверхность проводящего слоя.
     4) нанесение рисунка схемы на  печатные платы или их слои  необходимо для получения защитной  маски требуемой конфигурации  при осуществлении процессов  и травления проводящего слоя.
     5) травление меди с пробельных мест - формирование проводящего рисунка схемы.
     6) удаление защитной маски после  операций травлений.
     7) оплавление металлорезиста - гальванически  нанесенный металлорезист олово-свинец.
     8) нанесение защитного покрытия  на плату наносится в специальной распылительной камеры, в качестве защитного материала может использоваться лак, флюсы ацитоноканифольные или спиртоканифольные.

Многослойные  печатные платы

 
     Однослойные печатные платы отживают свой век, обилие элементов и сложность рисунка  делают применение таких печатных плат ограниченным. Им на смену приходят двухсторонние и многослойные печатные платы позволяющие проводить разводку практически любой сложности.
     Многослойная  печатная плата состоит из ряда склеенных печатных слоев, в которых находятся сигнальные проводники, переходные отверстия, экраны, шины питания, контактные площадки или выступы для присоединения выводов элементов. Сохраняя все достоинства печатного монтажа, МПП имеют дополнительные преимущества:
    более высокая удельная плотность печатных проводников и контактных площадок (20 и более слоев);
    уменьшение длины проводников, что обеспечивает значительное повышение быстродействия (например, скорость обработки данных в ЭВМ);
    возможность экранирования цепей переменного тока;
    более высокая стабильность параметров печатных проводников под воздействием внешних условий.
     Недостатки  МПП:
    более жесткие допуски на размеры по сравнению с ОПП и ДПП;
    большая трудоемкость проектирования и изготовления;
    применение специального технологического оборудования;
    тщательный контроль всех операций;
    высокая стоимость и низкая ремонтопригодность.
     Основные  способы получения МПП классифицируют по методу создания электрических межслойных соединений.
     В первой группе методов электрическая  связь между проводниками, расположенными на различных слоях платы, осуществляется с помощью механических деталей: штифтов, заклепок, пистонов, упругих лепестков. МПП изготавливается из нескольких ДПП путем прессования, в отверстия вставляются предварительно облуженные штифты, которые затем под действием электрического тока, проходящего через штифт, разогреваются, образуя с помощью припоя электрическое соединение с печатными проводниками (рис. 1, а). В отверстия могут вставляться также заклепки, пистоны, которые облуживаются по торцам и развальцовываются (рис. 1, б). Соединения могут осуществляться по соприкасающимся фланцам пистонов, а также путем соединения предварительно отбортованных контактных площадок пистоном, что уменьшает размеры пакета (рис. 1, в). Эти методы весьма трудоемки, плохо поддаются автоматизации и не обеспечивают высокого качества межслойных соединений. 

     
     рис. 1. Межслойные соединения механическими деталями 

     Метод выступающих выводов характеризуется тем, что при его осуществлении межслойные соединения образуются за счет выводов, выполненных из полосок медной фольги, выступающих с каждого печатного слоя и проходящих через перфорированные отверстия в диэлектрических межслойных прокладках. Выводы отгибаются на наружную сторону МПП и закрепляются пайкой в специальных колодках. Метод включает следующие операции (рис. 2,а):
    изготовление заготовок из стеклоткани и медной фольги (нарезка в размер);
    перфорирование стеклоткани;
    склеивание заготовок перфорированного диэлектрика с медной фольгой;
    получение защитного рисунка схемы отдельных слоев;
    травление меди с пробельных мест;
    прессование пакета МПП;
    отгибка выводов на колодки и закрепление их;
    облуживание поверхности выводов, механическая обработка платы по контуру;
    контроль, маркировка.
 
     
     Рис. 2 стадии формирования МПП:
       а методом выступающих выводов 1-нарезка заготовок; 2-перфорирование диэлектрика; 3-нанесение рисунка на слой; 4-травление меди; 5-прессование пакета.
     б методом открытых контактных площадок 1-получение заготовок; 2-нанесение защитного рельефа на слой; 3-травление меди; 4-пробивка отверстий; 5-песовка пакета и выполнение соединений 

     При данном методе используется более толстая  медная фольга (до 80 мкм), платы допускают  установку только ИМС с планарными выводами. Количество слоев не превышает 20. Преимущества метода — высокая жесткость и надежность межслойных соединений, недостатки — сложность механизации процесса разводки выступающих выводов и их закрепления на плате, а также установки навесных элементов.
     Метод открытых контактных площадок основан на создании электрических межслойных соединений с помощью выводов навесных элементов или перемычек через технологические отверстия, обеспечивающие доступ к контактным площадкам, и включает следующие операции (рис. 2,б): 

     
    получение заготовок фольгированного материала;
    нанесение защитного рисунка схемы на каждый слой;
    травление меди с пробельных мест и удаление резиста;
    пробивка отверстий в слоях;
    прессование пакета МПП;
    облуживание контактных площадок, выполнение электрических соединений.
     В слоях вырубаются отверстия: для штыревых выводов круглые, для планарных прямоугольные. Для увеличения площади контакта диаметр площадок делают больше диаметра отверстий. МПП являются ремонтопригодными, так как допускается перепайка выводов ЭРЭ. Количество слоев — до 12.
     Недостатки  метода: возможность попадания клея на контактные площадки при склеивании слоев и трудоемкость его удаления скальпелем; трудность автоматизации  процесса пайки выводов в углублениях; отсутствие электрической связи  между слоями; низкая плотность монтажных соединений.
     Метод металлизации сквозных отверстий характеризуется тем, что собирают пакет из отдельных слоев фольгированного диэлектрика (внешних — одностороннего, внутренних — с готовыми печатными схемами) и межслойных склеивающихся прокладок, пакет прессуют, а межслойные соединения выполняют путем металлизации сквозных отверстий. Технологический процесс включает следующие операции :
    межслойных склеивающихся прокладок;
    получение заготовок фольгированного диэлектрика и получение рисунка печатной схемы внутренних слоев фотохимическим способом аналогично ДПП;
    пресование пакета МПП при температуре 160—180 °С и давлении 2—5 МПа;
    сверление отверстий в пакете;
    получение защитного рисунка схемы наружных слоев фотоспособом;
    нанесение слоя лака;
    подтравливание диэлектрика в отверстиях в смеси серной и плавиковой кислот в соотношении 4:1 при температуре (60±5) °С в течение 10—30 с. При этом растворяется смола стеклопластиков и стеклоткань склеивающих прокладок устранения следов наволакивания смолы, обнажения контактных площадок и увеличения площади контактирования;
    химическое меднение сквозных отверстий;
    удаление слоя лака;
    гальваническое меднение отверстий и контактных площадок до толщины 25—30 мкм в отверстиях;
    нанесение металлического резиста гальваническим путем (сплавы Sn—Pb, Sn—Ni);
    удаление защитного слоя рисунка и травление меди с пробельных мест;
    осветление (оплавление) металлического резиста;
    механическая обработка МПП (снятие технологического припуска);
    контроль и маркировка.
     
     Рис. 3 стадии формирования МПП:
     а методом металлизации сквозных отверстий 1- получение заготовок; 2- нанесение рисунка на внутренних слоях; 3- прессование пакета; 4-сверление отверстий; 5-подтравливание диэлектрика.
     б методом попарного прессования 1- получение заготовок; 2-получение рисунка на внутренних слоях 3-выполнение межслойных переходов; 4-прессование пакета. 

     Качество  МПП, изготовленных методом металлизации сквозных отверстий, в значительной мере зависит от надежности межслойных соединений — торцов контактных площадок с металлизированными отверстиями. Надежное соединение образуется при удалении со стенок отверстий пленки эпоксидной смолы, наволакиваемой при сверлении. Наиболее распространенный способ очистки отверстий перед металлизацией — химическое подтравливание диэлектрика стенок отверстий. Для этого используются растворы кислот или их смеси, однако смеси кислот склонны проявлять продукты травления в порах диэлектрика. За рубежом наибольшее распространение получил способ травления диэлектрика не в смеси кислот, сначала в серной, а затем в плавиковой. При повышении температуры раствора с 30 до 60 °С глубина подтравливания диэлектрика увеличивается от 2—5 до 40—50 мкм, а при увеличении времени воздействия травящего раствора с 1 до 5 мин глубина подтравливания растет от 25—50 до 100—120 мкм.
     В связи с тем, что для подтравливания используются агрессивные растворы (смесь горячих концентрированных  кислот), требующие постоянного контроля и последующей нейтрализации  обработанных заготовок, был предложен способ сухого плазменного травления. Он обеспечивает хорошую адгезию меди в отверстиях, короткий цикл обработки и отсутствие побочных эффектов. В качестве реагента используется низкотемпературная плазма из смеси газов, например кислорода и фреона при температуре 50—350 °С и давлении 0,13—260 ГПа. Плазма содержит свободные радикалы (до 90) и ионы (1 %). Рекомендуется перед травлением предварительный подогрев плат до 50—70 °С. Плазма превращает эпоксидную смолу в летучее вещество, легко удаляемое из отверстий. Никаких промывок и сушки при плазменном методе не требуется. Этот процесс сухой и полностью автоматизирован. При обработке каждая МПП помещается в пространство между двумя параллельно расположенными алюминиевыми пластинами—электродами. Электроды имеют отверстия, совпадающие с отверстиями в МПП.
     Метод металлизации сквозных отверстий является основным и наиболее перспективным  в производстве МПП, так как не имеет ограничения количества слоев, легко поддается автоматизации  и обеспечивает наибольшую плотность печатного монтажа. Он позволяет изготавливать МПП, пригодные для размещения на них элементов с планарными и штыревыми выводами. Более 80 % всех МПП, производимых в мире, изготавливается этим методом.
     Метод попарного прессования характеризуется тем, что внутренние слои МПП изготавливаются на одной стороне заготовки из двустороннего фольгированного диэлектрика, межслойные соединения — путем химико-гальванической металлизации отверстий в заготовках, полученные слои прессуются, а рисунок на наружных сторонах платы выполняется комбинированным позитивным методом.
     В конструкции МПП нет прямой электрической  связи между внутренними слоями многослойной структуры, она осуществляется через внешние слои. Сложность  переходов не дает возможности получить высокую плотность печатного монтажа. Число слоев МПП — не более четырех. Технологический процесс включает следующие операции :
    получение заготовок;
    нанесение защитного рисунка схемы внутренних слоев;
    травление меди с пробельных мест и удаление защитного рисунка;
    выполнение межслойных электрических соединений между внутренними и наружными слоями химико-гальванической металлизацией;
    прессование пакета МПП (металлизированные отверстия переходов заполняются смолой во избежание их разрушения при травлении);
    сверление отверстий и нанесение защитного рисунка схемы наружных слоев;
    химическое меднение сквозных отверстий;
    гальваническое меднение и нанесение металлического резиста;
    травление меди на наружных слоях;
    осветление металлического резиста;
    механическая обработка;
    контроль, маркировка.
     Попарным  прессованием изготавливаются МПП, на которых размещаются навесные элементы с планарными и штыревыми  выводами. Недостатки метода — низкая производительность, невозможность  получения большого числа слоев  и высокой плотности печатного монтажа.
     Метод послойного наращивания характеризуется тем, что при его осуществлении межслойные соединения выполняют сплошными медными переходами (столбиками меди), расположенными в местах контактных площадок. Технологический процесс включает следующие операции:
    получение заготовок стеклоткани и фольги;
    перфорирование диэлектрика;
    наклеивание перфорированной заготовки диэлектрика на фольгу;
    гальваническая металлизация отверстия и химико-гальваническая металлизация второй наружной поверхности заготовки;
    нанесение защитного рисунка схемы и травление меди;
    гальваническое наращивание меди в отверстиях и химико-гальваническая металлизация наружной поверхности диэлектрика;
    травление меди с пробельных мест;
    получение многослойной структуры путем многократного повторения операций химико-гальванической металлизации и травления;
    напрессовывание диэлектрика;
    получение защитного рисунка печатного монтажа наружного слоя;
    травление меди с пробельных мест и облуживание припоем;
    механическая обработка;
    контроль и маркировка.
     Послойным наращиванием получают МПП, на которых  размещают только навесные элементы с планарными выводами. Недостатком  данного метода является нетехнологичность  конструкции, так как нельзя использовать фольгированные диэлектрики и необходимо вести последовательный цикл изготовления многослойной структуры. Стоимость изготовления МПП высокая. Достоинства метода — возможность получения большого числа слоев (5 и более) и самые надежные межслойные контактные соединения. Результаты качественного сравнения МПП, изготовленных различными методами, приведены в табл. 1.
     К базовым технологическим процессам  получения МПП относятся прессование  пакета, механическая обработка и  контроль. Прессование пакета МПП  является одним из самых важных процессов  изготовления МПП, так как от качества его выполнения зависят электрические и механические характеристики готовой МПП. Технологический процесс прессования состоит из следующих операций: подготовка поверхности слоев перед прессованием; совмещение отдельных слоев МПП по базовым отверстиям и сборка пакета; прессование пакета. 
 
 
 
 

Показатель Метод изготовления
механическими деталями попарным прессованием открытых контактных площадок выступающих выводов послойного  наращивания металлизацией сквозных отверстий
Количество  слоев 6 4 12 5 15 20
Плотность печатного монтажа Н С Н С С В
Надежность  межслойных соединений Н С В В В С
Стойкость к внешним воздействиям С С С В В С
Ремонтопригодность Н Н В С С Н
Технологическая себестоимость В С С В В С
             
 
     Таблица 1 - Сравнительная характеристика методов изготовления МПП 
 
 

Стадии  проектирования. 

Выделяют стадии:
    научно-исследовательских работ (НИР),
      Предпатентный поиск;
      разработка и согласование с заказчиком ТЗ;
      Теоретические и экспериментальные исследования;
      Обобщение результатов и оценка выполненной НИР;
      Приемка НИР;
      Обсуждение и согласование задания на ОКР.
    опытно-конструкторских работ (ОКР),
      ТЗ;
      Техническое предложение;
      Эскизный проект;
      Технический проект;
      Разработка рабочей презентации.
    эскизного проекта,
    технического проекта,
    рабочего проекта,
    испытаний опытного образца.
    Проектирование, как отдельных объектов, так и систем начинается с выработки технического задания (ТЗ) на проектирование. В ТЗ содержатся основные сведения об объекте проектирования, условиях его эксплуатации, а также требования, предъявляемые заказчиком к проектируемому изделию. Важнейшее требование к ТЗ - это его полнота. Выполнение этого требования определяет сроки и качество проектирования. Следующий этап - предварительное проектирование - связан с поиском принципиальных возможностей построения системы, исследованием новых принципов, структур, обоснованием наиболее общих решений. Результатом этого этапа является техническое предложение.
На  этапе эскизного  проектирования производится детальная проработка возможности построения системы, его результатом является эскизный проект.
На  этапе технического проектирования выполняется укрупненное представление всех конструкторских и технологических решений; результатом этого этапа является технический проект.
На  этапе рабочего проектирования производится детальная проработка всех блоков, узлов и деталей проектируемой системы, а также технологических процессов производства деталей и их сборки в узлы и блоки.
Заключительный  этап - изготовление опытного образца, по результатам испытаний которого вносят необходимые изменения в проектную документацию.
При неавтоматизированном проектировании наиболее трудоемкими  являются этапы технического и рабочего проектирования. Внедрение автоматизации  на этих этапах приводит к наиболее эффективным результатам

Технология  проектирования.

 
Проектирование - это комплекс работ с целью получения описаний нового или модернизируемого технического объекта, достаточных для реализации или изготовления объекта в заданных условиях. В процессе проектирования возникает необходимость создания описания, необходимого для построения еще не существующего объекта. Получаемые при проектировании описания бывают окончательными или промежуточными. Окончательные описания представляют собой комплект конструкторско-технологической документации в виде чертежей, спецификаций, программ для ЭВМ и автоматизированных комплексов и т.д.

Сквозное  проектирование

Смысл сквозной технологии состоит в эффективное  передаче данных и результатов конкретного  текущего этапа проектирования сразу  на все последующие этапы.
Данные  технологии базируются на модульном построении САПР, но использовании общих баз данных и баз знаний на всех этапах выполнения проекта и характеризуются широкими возможностями моделирования и контроля на всех этапах проектирования.
Сквозные  САПР, как правило, являются интегрированными, т.е. имеют альтернативные алгоритмы реализации отдельных проектных процедур.

Параллельное  проектирование

Технология  параллельного проектирования является развитием технологии сквозного  проектирования.
          При параллельном проектировании информация относительно каких-либо промежуточных или окончательных характеристик изготавливаемого изделия формируются и предоставляются всем участникам работы, начиная с самых ранних этапов проектирования. В этом случае информация носит прогностический характер. Ее получение базируется на математических моделях и методах прогностической оценки различных вариантов проектных стратегий, т.е. выбора основополагающих характеристик разрабатываемого изделия, определение критериев качества разработки и выбор алгоритмических и инструментальных средств разработки. Оценка может производиться на основе аналитических моделей, на основе статистических методов и на основе методов экспертных систем.
         Технология параллельного проектирования реализуется на основе интегрированных инструментальных средств прогностической оценки и анализа альтернативных проектных решений с последующим выбором базового проектного решения.
Прогностическая оценка может производиться как  относительно всего проекта (тогда  мы говорим об этапе аван проектирования), так и относительно отдельных этапов проектирования.
Принципиальным  отличием параллельного проектирования от сквозного проектирования является то, что информация не просто поступает  на все последующие этапы проектирования, а, поскольку все этапы начинают выполняться одновременно, информация поступает как на все предыдущие, так и на все последующие этапы проектирования.
Выигрыш параллельного проектирования в  качестве всего проекта, т.к. на конкретном этапе проектирования учитываются  критерии с других этапов.
Информация  появляется у все участников разработки из технического задания и на основе этапов аван проектирования.
Впервые среду параллельного проектирования предложила фирма Mentor Graphics на основе принципа объединения всех инструментальных средств проектирования и данных в одном непрерывном и гибком процессе создания изделия.
В состав этой инфраструктуры входит:
    Среда управления проектированием
    Система управления данными проекта
    и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.