Кафедра Студентам Преподавателям Абитуриентам

Исследования, разработка и изготовление высокоточных печатных плат

МИЭТ совместно с НПП «КБ Радуга» и «ПлатЭКС» проводит исследования, разрабатывает и изготавливает печатные платы широкого диапазона. В научно-производственной кооперации с партнёрами достигнуты результаты в виде следующих технологических возможностей.

Мы работаем с различными материалами как отечественного, так и зарубежного производства.

Используемые материалы:

  1. Зарубежные СВЧ материалы. Линейка материалов Rogers: 3003, 3010, 4003, 4350B, 5880, Ultralam 3850, TMM 10i. Толщины от самых тонких ~100 мкм до 6 мм и более.
  2. Отечественные СВЧ материалы: ФЛАН, ФАФ, СФ, МИ.
  3. 3) Полиимидные материалы: фирм-производителей DuPont, Hitachi, Элифом как в качестве полиимидных пленок, так и в виде фольгированных полиимидов с адгезивом и без. Толщины от ультратонких 5 мкм до 150 мкм.

Печатные платы (ПП) на отечественном СВЧ материале ФАФ (рис. 1 а))


Рис.1 а). ПП на отечественном СВЧ материале – ФАФ


Рис.1 б). ПП на зарубежном СВЧ материале – Rogers 4003C


Рис.1 в). ПП на зарубежном СВЧ материале – Rogers 5880


Рис.1 г). ПП на отечественных материалах (Элифом-ПФ, МИ)



Наши преимущества:

  • минимальный размер заготовки А5 (230х153), что позволяет для экспериментальных работ снизить расход материалов;
  • индивидуальный подход к каждому заказу;
  • проведение исследований нестандартных конструкторско-технологических решений;
  • быстрая неразрывная связь между исследованием, разработкой и изготовлением.

Комбинации различных базовых материалов и печатные платы из наборов разнотипных диэлектриков

В ходе проведения научных работ совместно с партнёрами были разработаны технологии изготовления различных многослойных плат с нетипичным набором базовых материалов, например жидкокристаллический ламинат (LCP) с безадгезивным полиимидом или комбинация из двух разных СВЧ материалов.

Для некоторых СВЧ устройств оптимальной подложкой является многослойная конструкция печатной платы, сочетающая в себе топологические слои радиоэлементов и традиционные коммутационные слои. В этом случае дорогостоящий СВЧ материал комбинируется с FR-4, таким образом снижаются затраты на изделие. Отработанная технология позволяет получать многослойные структуры из сочетания FR-4 и линейки материалов Rogers.

Поставлена технология изготовления гибко-жестких печатных плат, в которой проводились работы по модернизации существующих электронных устройств с устаревающими штыревыми соединениями отдельных ячеек и заменой их на гибко-жесткие моноконструкции.


Рис. 2 а). Многослойная ПП (6 сл.) из комбинации материалов Ro4350B+FR4+FR4


Рис. 2 б). Гибко-жёсткая многослойная ПП (6 сл.) из различных комбинаций материалов


Печатные платы со сложными контурами, торцевой металлизацией, металлизированными полуотверстиями и внутренними пазами каналов

В виду функциональной сложности современных СВЧ устройств на этапе проектирования бывает рациональным применения нетрадиционных решений – вроде металлизации торцов или сложного контура. В ходе длительного сотрудничества с разработчиками устройств СВЧ-диапазона налажена технология выполнения подобных тонкостей конструкции. Например, расположение сложного полоскового тракта в воздушной полости многослойной печатной конструкции или различающаяся слойность на отдельных фрагментах конструкции для установки кристаллов «в паз». Так же возможны различные варианты металлизированных «полуотверстий» или сложных контуров на тонком материале (~100 мкм).


Рис.3. СВЧ ПП с фрезерованным пазом под кристалл


Рис.4. СВЧ ПП толщиной 0.1 – 0.254 мм со сложным контуром и «полуотверстиями»


Рис.5. СВЧ ПП толщиной 2 мм со сложным контуром


Рис.6. Заготовка СВЧ ПП толщиной 0.6 мм с торцевой металлизацией


Рис.6. СВЧ ПП толщиной 0.6 мм с торцевой металлизацией


Печатные платы с металлическим основанием и теплоотводящими слоями

В общем случае может быть выполнено из алюминия или меди, может являться частью корпуса устройства, возможно дополнительное её покрытие золотом. Толщины могут варьироваться по необходимости. Есть возможность выполнения различных конструкторских хитростей – например паз в диэлектрике с сохранением под ним сплошного теплоотводящего металлического слоя под установку бескорпусного кристалла.


Рис.7. СВЧ ПП с толщиной металлизации слоя «Земля» 300 мкм и пазом под кристалл


Рис.8. ПП на алюминии по аддитивной технологии


Рис.9. Многослойная полиимидная ПП на алюминии. Диэлектрические слои полиимида выполнены методом «полива»


Высокоточные и прецизионные изделия, выполненные по 5-7 классу точности

В ходе исследовательской работы разработана и поставлена технология получения сложного коммутационного рисунка с размерами проводник/зазор 75 и 50 мкм, 6 и 7-й класс точности по ГОСТ Р 53429-2009. По отдельным тонким участкам удалось добиться воспроизведения 30 мкм дорожек.


Рис.10. Полиимидный слой «групповой паук» с топологическими нормами 100 мкм, 75 мкм, 50 мкм и «нависающими балками» для монтажа бескорпусных кристаллов


Рис.11. Фрагменты платы с топологическими нормами 75 мкм и 50 мкм с «нависающими балками» для монтажа бескорпусных кристаллов


Печатные платы с внутренним монтажом элементов

У коллектива имеется опыт работы по реализации идеи внутреннего монтажа элементной базы. Разработана собственная технология, основанная на монтаже посредством «группового паука» и «нависающих балок». Для проверки возможностей технологии были изготовлены и испытаны тестовые образцы.


Рис.12. 10-слойная СВЧ МПП с комбинацией материалов и смонтированными внутри бескорпусными элементами на слое с СВЧ трактом


Рис.13. 12-слойная СВЧ МПП с комбинацией материалов, металлизированными торцами, местом под установку бескорпусного кристалла в паз


ДУП технология, технология вакуумной пайки

Посредством наших партнёров освоена технология ДУП (Двухуровневых печатных плат), как реализация современных конструкций HDI плат с micro-via. Особенностью является применение фотополимерной композиции АФИК. Так же поддерживается разработанная ещё в советские годы технология изготовления многослойных полиимидных конструкций методом вакуумной пайки. Эти знания и опыт применяются в дальнейших исследовательских и опытно-конструкторских работах по разработке перспективных технологий, например по высокоплотным технологиям (бессварочного и беспаечного монтажа бескорпусных кристаллов).



Рис.15. ПП, выполненные по ДУП технологии


Рис.16. ПП, выполненная по технологии вакуумной пайки с групповым внутренним размещением бескорпусных кристаллов


Рис.17. Электронный модуль, выполненный на полиимиде и алюминии с групповым размещением бескорпусных кристаллов на ситаловой подложке