СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ РАЗМЕРА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

WAYS TO REDUCE THE SIZE OF BOARDS

Artem Petrov

student, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются основные аспекты производства печатных плат.

ABSTRACT

The article discusses the main aspects of the production of printed circuit boards.

Ключевые слова: плата, соединения, микросхема.

Keywords: board, connections, microcircuit.

В наше время производство электронных изделий и компонентов развивается стремительными темпами. Происходит повышение производительности и функциональности, а габаритные размеры самих изделий и компонентов продолжают уменьшаться. Повышение интеграции микроэлектроники приводит к разработке новейших конструкторских и технологических решений, которые способствуют не только повышению производительности и надежности микроэлектроники, но и уменьшению их размеров. Этому способствует все большая автоматизация технологических процессов при изготовлении микроэлектроники, что значительно увеличивает точность изготовления, быстроту и надежность микроэлектроники при меньших финансовых и временных ресурсов. В настоящее время одной из главных характеристик электроники является размеры и быстродействие.

Повышение конструктивных и технологических требований к печатному монтажу четко прослеживаются в области вычислительной техники. Повышение быстродействия элементной базы значительно зависит от длины связей между логическими элементами, так как длина проводника микросхемы оказывается сильное влияние на задержку передаваемого сигнала. Следует, что для повышения быстродействия и уменьшения размеров элементов микросхемы необходимо максимально снизить задержки в межсоединениях сократить длину проводников микросхемы. Это происходит при увеличении степени интеграции логических элементов, создании более плотной компоновки микросхемы на ПП за счет увеличения частоты межсоединений и уменьшении длины проводников. Плотность межсоединений и длина проводников МПП связана с технологическим процессом изготовления печатной платы, а также с точностью проектируемой конструкции. Основной проблемой повышения плотности межсоединений необходимой для уменьшения габаритов ПП, являются контактные площадки (КП) микросхемы большого диаметра, что значительно уменьшает пространство под проводники между отверстиями. Размер КП определяются тем, что они являются целью для сверла при сверлении отверстий. Увеличение погрешности совмещения межсоединений в пространстве, способствует большему размеру КП. Поэтому поясок КП нужен для того, чтобы компенсировать смещения компонентов в МПП относительно друг друга и не допустить попадания отверстия за пределы КП. Данные несовпадения вызываются из-за несоответствия размерной составляющей материала печатной платы и из-за перемещения основания при производстве платы.

Для правильного функционирования необходимо чтобы КП опоясывала переходное отверстие. При выходе переходного отверстия за границу КП появляется вероятность стыковочного присоединения проводника с металлизацией отверстия. Данное соединения в печатной плате непрочное, что может привести к повреждению при пайке и другим нежелательным последствиям. Чем меньше ширина проводников и зазоров, тем большее количество линий связи можно расположить на любом слое платы. Но понижать ширину проводников постоянно невозможно. Такое уменьшение ограничено токонесущими характеристиками и сопротивлениями проводников. Еще сказываются технологические ограничения проводников, объединенные непосредственно с процессом изготовления. Имеются ограничения и на изоляционные зазоры.

Повышение числа проводящих слоев одно из самых лучших решений повышения плотности межсоединений, которое способствует уменьшению габаритных размеров плат. Существует линейная зависимость между тратами на изготовление платы и количеством слоев. Всякое повышение числа слоев сигнальной разводки в платах, действующих на высоких (>1ГГц) частотах, удвоит общее число слоев из-за необходимости использования экранных слоев (слоев заземления или слоев питания) между слоями сигнальной разводки. Повышение производительности и уменьшение габаритов печатных плат связано с большим числом проблем на производственном уровне. Тем не менее при разработке новых конструкторских и технологических решений, связанных с повышением плотности и надежности межсоединений в печатных платах, позволяет изготавливать изделия все меньшего размера без потери их функциональности, что является одним из важнейших факторов при производстве современной микроэлектроники.

Список литературы:

1. http://www.pcbtech.ru/pages/view_article/23 (дата обращения 04.11.2021)
2. https://www.vestnik-donstu.ru/jour/issue/view/94/showToc (дата обращения: 04.11.2021)