Параметры полимерных материалов, используемых в качестве оснований гибких плат

N п/п	Параметры	Полиимидная пленка марки ”Kaption”	Полиимидная пленка марки “ПМ-1”	Эпоксидно-полиэфирная пленка	Найлон	Полиэфир
	Прочность на растяжение (x107) H/м2	17,5	15,0	4,0	8,0	16,0
	Относительное удлинение при разрыве, %: при 293 К при 473 К
	Температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР), (x10-5), град-1	2,0	2,0	1,5	6,0	1,6
	Рабочая температура, К
	Водопоглощение за 24 ч, %	2,9	3,0	1,5	5,0	0,7
	Теплопроводность, Вт/(м∙К)	0,148	0,148	0,248	0,2	0,2-0,4

Окончание табл. 2.3

N п/п	Параметры	Полиимидная пленка марки ”Kaption”	Полиимидная пленка марки “ПМ-1”	Эпоксидно-полиэфирная пленка	Найлон	Полиэфир
	Усадка	0,12 (при 423 К)	0,13 (при 423 К)	3-5 (при 423 К)	2-3 (при 393 К)	2,0 (при 370 К)
	Диэлектрическая проницаемость на частоте 1 кГц	3,5	3,5	3,2	2,0	3,2
	Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 1 кГц (х10-3)	3,0	3,0	7,0	10,0	30,0
	Электрическая прочность (х106), В/см	2,7	1,5	0,3	0,12	0,2
	Удельное электросопротив-ление при 20 ºС, (х1018), Ом·см	1,0	0,1	0,1	0,1	1,0

Изготовление МКП с применением сочетаний различных диэлектрических материалов (гетерослойных диэлектриков) способствует повышению эксплуатационной надежности изделий, смонтированных на таких платах. В этом случае решаются задачи по обеспечению эффективного теплоотвода; компенсации внутренних остаточных, напряжений в КП, связанных с температурными или другими воздействиями; физико-химической совместимости материалов КП и элементной базы; а также по выполнению специфических требований, например, схемотехники. Эффективно с этой целью сочетание полиимидных материалов с керамикой, кварцем и другими материалами. Металлизация таких плат осуществляется на основе тонко- или толстопленочной технологий. Для сочетаний таких материалов, как кварц-стеклоэпоксид или кевлар-стеклоэпоксид, используют полуаддитивную или аддитивную технологию при создании коммутации. Целесообразно также в сочетании с гетерослойной структурой диэлектрика в ряде случаев использовать прослойки (компенсационные слои) со структурой медь - инвар - медь (инвар, плакированный медью). Иногда, например, для лучшего теплоотвода компенсационный слой делают гофрированным, а для согласования сопрягаемых материалов ФЯ (с учетом монтируемых на ней компонентов) реализуют конструкцию МКП в виде чередующихся слоев волокнистого диэлектрического материала (либо полиимидного) со слоями инвара, плакированного медью.

МКП, полученные с использованием пакета из полиимидных плат со встроенным компенсационным слоем, выдерживают более 1000 термоциклов (циклических изменений температуры) без отказов, в то время как у КП на основе стеклоэпоксида наблюдалось 30 % отказов между 200 и 300 термоциклами.

Рельефные МКП, изготавливаемые на основе термопластичных материалов горячей штамповкой или литьем под давлением, по ряду показателей, например по стоимости, по электрофизическим характеристикам и др., могут конкурировать с МКП на основе стеклотекстолита (см. табл. 2.1). В сущности, это пластмассовые рельефные (или объемные трехмерные) КП, которые наряду с элементами коммутации (выполняемой в специальных канавках, выштампованных перед металлизацией в диэлектрическом основании т.е. в заготовке), могут содержать встроенные (на этапах изготовления платы) детали и узлы ЭУ (батареи питания, индикаторы, корпуса соединителей, элементы крепления и др.). Для формирования коммутирующих проводников используют приемы аддитивной и полуаддитивной технологии, а также переносную печать (разновидности офсетной печати) с последующим сошлифовыванием излишков проводящего слоя до выявления канавок. В качестве диэлектрических слоев применяют термопластичные (в том числе термоэластопласты) полимерные материалы. В зависимости от конструкции платы межслойные соединения могут выполняться с помощью сквозных отверстий либо через "окна" в диэлектрических слоях.

МКП, выполняемые с применением полимерной технологии, отличаются от прочих конструкторско-технологических разновидностей плат тем, что основание платы, коммутирующие элементы и монтаж встроенных навесных компонентов, а также необходимых узлов и деталей ЭВС выполняются в одном технологическом цикле с применением только полимерных материалов. В частности, коммутирующие элементы формируются с помощью клеевых проводящих полимерных композиций (например, на основе эпоксидной смолы с электропроводящим наполнителем либо с применением ненаполненных полимеров) методами трафаретной печати. Для осуществления межслойной коммутации "окна" в полимерном диэлектрике получают, например, после обработки его УФ - излучением. При изготовлении коммутирующих слоев осуществляется одновременно и монтаж встроенных (в специально созданных углублениях в диэлектрических слоях) компонентов, т. е. с применением проводящих клеевых материалов осуществляется электрическое и механическое соединение навесных компонентов с КП. В сущности, такие МКП можно рассматривать как гибридные интегральные функциональные устройства.

Преимущества использования для изготовления МКП полимерной технологии очевидны, так как она лишена недостатков не только традиционной технологии изготовления печатных плат, но и широко используемых методов монтажа навесных компонентов (пайки, микросварки и др.) на КП. Существенным недостатком освоенной полимерной технологии является несколько повышенное удельное сопротивление материалов (композиций), используемых для формирования элементов коммутации.

Исходные данные и варианты задания

Задание выбирается в соответствии с вариантом, приведенным в табл. 2.4. Исходные данные содержатся в задании, в описании к практическому занятию и, частично, в рекомендуемой литературе.

При выполнении задания необходимо определить последовательность основных этапов изготовления заданной разновидности МКП, включая этап контроля готовой МКП. Разработать схему основных технологических этапов изготовления МКП. Изобразить структуру изготовленной МКП в разрезе (вид сбоку) и представить результаты выполнения задания по требуемой форме (см. пример выполнения задания по варианту 1).