ÚVOD... 5 1. POCÍTACOVÝ NÁVRH PLOŠNÝCH SPOJU...

Obsah ÚVOD... 5 1. POCÍTACOVÝ NÁVRH PLOŠNÝCH SPOJU.... 6 1.1. Schematický návh... 6 1.1.1. Tvoba schematických znacek... 6 1.1.. Návh elektonického schématu... 7 1.1.3. Definice vlastností soucástek a spoju... 7 1.1.3.1. Popisy soucástek... 8 1.1.3.. Popisy spoju... 8 1.1.4. Kontola návhových pavidel... 8 1.1.5. Výstupy schematického návhu... 8 1.. Návh plošného spoje... 9 1..1. Pincip vstev a jejich využití... 9 1... Knihovny pouzde... 9 1..3. Nactení netlistu... 1 1..4. Nastavení technologických podmínek... 1 1..5. Obysy plošného spoje, výezy a montážní otvoy... 1 1..6. Rozmístení soucástek... 1 1..7. Vedení spoju... 1 1..8. Finální úpavy... 13 1..8.1. Podklady po fomátování na výsledný ozme... 13 1..8.. Sesazovací znacky... 13 1..8.3. Popisy desky plošného spoje... 14 1..8.4. Zlacené konektoy... 15 1..9. Kontola návhových pavidel... 15 1..1. Geneování technologických dat... 15 1..1.1. Podklady po výobu vícevstvých spoju... 15 1..1.. Podklady po osazování... 18. TECHNOLOGIE VÝROBY PLOŠNÝCH SPOJU... 19.1. Semiaditivní metoda výoby plošných spoju... 19.1.1. Výoba dvoustanných desek plošných spoju... 19.1.. Výoba vícevstvých desek plošných spoju... 4.. Tídy pesnosti... 5 3. POVRCHOVÁ MONTÁŽ... 7 3.1. Soucástky po povchovou montáž... 9 3.1.1. Pouzda s metalizovanými ploškami... 9 3.1.. Pouzda s páskovými vývody... 3 3.1.3. Pouzda BGA... 31 3.. Pájení SMD... 31 3..1. Pincip vlny... 3 3... Pájení petavením... 33 3..3. Rucní pájení a opavy SMD... 33 4. VLASTNOSTI PLOŠNÝCH SPOJU... 34 1.1. Odpo... 34 4.1.1. Skin efekt... 34 4.. Kapacita... 35 4.3. Indukcnost... 37 4.4. Impedance... 38 4.5. Rychlost šíení signálu... 39 4.6. Vliv kapacitní záteže... 4 4.7. Peslechy... 4-3 -

4.7.1. Kapacitní vazba... 41 4.7.. Induktivní vazba... 41 4.8. Zatížení vodicu na plošném spoji... 4 4.8.1. Poudové zatížení... 4 4.8.. Napetové zatížení... 43 5. ELEKTROMAGNETICKÁ KOMPATIBILITA... 46 5.1. Základní pojmy a definice... 46 5.. Legislativní ámec v Ceské epublice... 47 5..1. Zákon c./1997 Sb. a Naízení vlády c.169/1997 Sb.... 47 5... Nomy EMC odolnost a vyzaování... 49 5.3. Elektomagnetická kompatibilita a návh plošného spoje... 51 5.3.1. Rušení... 51 5.3.1.1. Elektomagnetické pole vyzaované poudovou smyckou... 5 5.3.1.. Elektomagnetické pole vyzaované pímým vodicem... 53 5.3.1.3. Kmitoctové spektum lichobežníkového pubehu... 53 5.3.1.4. Souhlasné a nesouhlasné ušení... 54 5.3.. Návh plošných spoju z hlediska EMC... 54 5.3.3. Soucástky a EMC... 55 6. NÁVRHOVÁ PRAVIDLA... 57 6.1. Rozmístení soucástek... 57 6.. Razení vstev plošného spoje... 57 6.3. Zemnení... 58 6.3.1. Jednobodové zemnení... 58 6.3.. Vícebodové zemnení... 59 6.4. Blokování napájení... 6 6.4.1. Reálný kondenzáto... 6 6.4.. Plošný spoj jako blokovací kondenzáto... 6 6.4.3. Návh lokálního blokovacího kondenzátou.... 63 6.4.4. Návh skupinového blokovacího kondenzátou... 63 6.4.5. Návh filtacního kondenzátou... 63 6.4.6. Umístení blokovacích kondenzátou na plošném spoji... 64 6.5. Napájecí zdoje... 66 6.5.1. Analogové stabilizátoy... 66 6.5.. Spínané zdoje... 67 6.6. Císlicové obvody... 68 6.6.1. Pavidla související s návhem schématu... 68 6.6.. Pavidla související s návhem ozmístení soucástek a vedení spoju... 69 6.7. Obvody hodinových impulzu... 7 6.7.1. Ochanné paalelní spoje... 7 6.7.. Odazy na vedení a jejich potlacení... 71 6.8. Analogové obvody... 73 6.9. A/D pevodníky... 74 6.1.Výkonové spínací obvody... 76 6.11.Vstupne/výstupní obvody... 77 6.11.1. Izolace a sepaace vstupne/výstupních obvodu... 77 6.11.1.1. Filtace vstupu a výstupu na plošném spoji... 77 6.11.1.. Galvanické oddelení a pemostení... 78 6.11.. Ochana ped ESD... 78 6.11..1. Ochana I/O svoek... 79 6.11... Ochana plošného spoje ped dotykem... 79 POUŽITÉ ZKRATKY A SYMBOLY... 8 LITERATURA... 81-4 -

Úvod Skiptum Metodika návhu plošných spoju je studijní pomucka po výuku pedmetu Metodika návhu popojování soucástek (34MPS) z celofakultní nabídky pezencní fomy studia na Ceském vysokém ucení technickém v Paze, Fakulte elektotechnické. Skiptum je ozdeleno do nekolika tématických cástí v souladu s tím, co potebuje znát pi své páci návhá plošných spoju. I když se pi návhu plošných spoju velmi efektivne využívá pocítacu, neznamená to, že navhovat plošné spoje na pocítaci je klikání myší na pécécku. Návh plošných spoju vyžaduje pedevším (ac to tak na pvní pohled nevypadá) komplexní znalosti v oblastech: technologie výoby plošných spoju, osazování a pájení, obvodové funkce soucástek, teoie elektomagnetického pole a pedevším jejich skloubení a využití v paxi. Poto tento text nebude obsahovat návody na využití konkétního pocítacového návhového systému po elektoniku. Jeho cílem je upozonit ctenáe na nejduležitejší poblémy, kteé bude muset zdolat pi návhu elektonického schématu a plošného spoje. Záoven vzhledem k ozsahu skipta není možné tuto oblast popsat vycepávajícím zpusobem. Skiptum si spíše klade za úkol upozonit ctenáe na poblémy, se kteými se muže setkat, a odkázat na další liteatuu. V textu se budou vyskytovat i jiné jednotky délky než mety a jejich násobky. Napostá vetšina soucástek má své ozmey (pedevším oztec pájecích plošek) definovány v násobcích palcu, espektive milu (jedna tisícina palce). Poto se v paktickém návhu plošných spoju automaticky užívá techto jednotek. Po pehlednost uvádím pevodní vztahy: 1 =,54 cm 1 mil =,1 =,5 mm 1 mm = 39,37 milu oientacne 1 mm 4 milu Záveem snad jen jedna poznámka: Jak se má spávne navhovat plošný spoj? S citem. Je to nejen umelecké dílo - 5 -

1. Pocítacový návh plošných spoju. S nástupem ychlých a výkonných obvodu, kteé stále casteji používáme pi návhu, pichází nutnost peclivejšího návhu plošného spoje. Není jedno, kudy se vedou spoje, jaká je jejich délka a hlavne ke kteé soucástce se má spoj zapojit díve a ke kteé až o kousek dál. Stejne tak je duležité vedet, kteá soucástka má být vedle kteé a jak daleko. Nedodžení techto pavidel muže znamenat v lepším pípade sníženou odolnost, nepípustné vyzaování a v hoším pípade i nefunkcnost výobku. Využití pocítace pi návhu plošných spoju poskytuje návhái velmi mocné nástoje. Nejde jen o vlastní nakeslení schématu a návh plošného spoje. Návhové systémy po elektoniku obsahují mnoho vstupu a výstupu, kteé usnadnují nejen návh, ale i jeho další zpacování jak do podoby fomální pojektové dokumentace, tak do elektonické fomy technologických dat, potebných po výobu. Výstupy návhového pogamu mohou tvoit podklady po simulace. Bežne se povádejí simulace chování císlicových nebo analogových obvodu. Vzhledem k nutnosti splnovat náocná kitéia elektomagnetické kompatibility se zacínají využívat simulátoy peslechu a vyzaování plošných spoju. 1.1. Schematický návh S návhem plošného spoje musíme zacít již u schématu. Jedna vec je funkcní obvodový návh vcetne spávného dimenzování všech soucástek. Elektonické schéma, podle kteého má být vyobený plošný spoj, musí ovšem dále obsahovat jisté obvodové pvky, kteé na pvní pohled nesouvisí s pímou funkcí obvodu. Ale opavdu jen na pvní pohled. Typickými píklady obvodových pvku navíc jsou blokovací kondenzátoy u integovaných obvodu, ochanné soucástky na vstupech a výstupech, odušovací pvky u zdoju atd. Záoven je po celou dobu návhu schématu nutné neustále si klást otázku: Jak to vlastne bude vypadat na plošném spoji? Napíklad zda vypínac, potenciomet, epodukto atd. bude umísten pímo na plošném spoji nebo na celním panelu, zda budou soucástky v klasickém povedení nebo SMD, jaká bude nutná izolacní vzdálenost mezi jednotlivými uzly, nebudou nekteé spoje tak dlouhé, že bude nutné jejich impedancní pizpusobení Konkétní stategie návhu schématu dále souvisí s použitým pogamem. I když si v této kapitole kladu za cíl popsat postup pi návhu plošného spoje co nejobecneji, budou následující kapitoly zatíženy faktem, že na katede mikoelektoniky jsou používány pogamové podukty OCAD [1]. Tento návhový systém má filozofii návhu schématu a plošného spoje založenou na dvou oddelených pogamech, a tedy i oddelených knihovnách. Po pechod mezi schématem a plošným spojem se používá netlist. 1.1.1. Tvoba schematických znacek Ob.1.1: Schematické znacky a) soucástek, b) symbolu. Základním pilíem návhu schématu jsou knihovny schematických znacek soucástek a symbolu. Za soucástku považujme schematickou znacku, kteá bude mít piazeno nejaké pouzdo a bude fyzicky existovat na plošném spoji. Symbol bude pomocná znacka pímo - 6 -

neexistující na plošném spoji, bez níž by ale nebylo schéma funkcní, tedy napíklad znacka napájení (obázek 1.1 b). Každý návhá pacuje s ucitým okuhem soucástek a má své zvyklosti v gafickém vyjádení elektonického zapojení. Je tedy nanejvýš vhodné si pogamem nabízené knihovny uspoádat a upavit podle svých poteb. Nejde jen o gafickou podobu znacek, ale i o obsah položek a vlastností, jako jsou vzo poadového oznacení, hodnoty soucástek, vsazení názvu pouzda, pípadne nadefinování dalších popisu, napíklad objednacího císla, ceny atd. 1.1.. Návh elektonického schématu Z pohledu ovládání pogamu spocívá návh elektonického schématu ve vyvolávání schematických znacek z knihoven, jejich umístování na pacovní ploše monitou a popojování jejich vývodu. Návhové systémy umožnují hieachický návh a uzné techniky popojování nejen pomocí vodicu. K dispozici jsou napíklad sbenice, náveští, napájecí symboly Z pohledu obvodového návhu a návhu plošného spoje je nutné dodžovat pavidla a zásady, popsané v kapitole Návhová pavidla. Následuje výcet nejfekventovanejších poblému, kteé by mel návhá espektovat: Konfiguace konektou, systém sbenicí a popojovacích kabelu. Systém blokování napájení pomocí kondenzátou a filtace vubec. Ochany vstupu a výstupu, pípadne jejich galvanická oddelení. Volba soucástek s ohledem na ušivé vyzaování a odolnost. Impedancní zakoncení dlouhých spoju. Za nejcasteji poušovanou zásadu s velmi negativním dopadem na funkci obvodu je možné považovat podcenování významu blokování napájení pomocí kondenzátou. 1.1.3. Definice vlastností soucástek a spoju Návhové pogamy umožnují jednotlivým soucástkám a uzlum piazovat uzné položky (vlastnosti). V OCADu se nazývají Popeties. Obecne je vhodné popsat schéma co nejpodobneji. Duvodem muže být napíklad jeho vyšší infomacní hodnota pi dlouhodobé achivaci. Navíc mnoho fiem pacuje tak, že má skupinu návháu schémat a jinou skupinu návháu plošných spoju. Mezi temito skupinami musí existovat pesne definovaný zpusob penosu infomací o funkci a vlastnostech schématu, aby byl návh plošného spoje efektivní a bezchybný. Pavidla využívání položek by mel ucit vnitopodnikový ád. Popisové položky a vlastnosti schématu je možné ozdelit do nekolika skupin podle jejich významu: Detailnejší popis schematické dokumentace. Sem patí napíklad císlování soucástek, popis jejich hodnoty a typu, objednací císla z katalogu, upozonení na vysoké napetí, napetová úoven duležitých uzlu Popis po následné simulace obvodového chování. Je možné zadat napíklad odkaz na model soucástky. Popisy vlastností po návh plošného spoje. Tyto popisy se mohou postednictvím netlistu pomítnout do návhu plošného spoje. Poto jim budeme venovat vetší pozonost. Rozlišujeme popisy soucástek a elektických spoju (uzlu). To, že soucástky nejakým zpusobem ocíslujeme a popíšeme jejich hodnoty a typy, je samozejmost, kteou nemá smysl dále ozebíat. Mejme spíše na mysli popis dalších vlastností. Obecne je seznam popisových položek a ozsah jejich využití pi návhu plošných spoju samozejme omezen možnostmi použitého návhového pogamu. V dalších kapitolách bude uveden výcet nejduležitejších vlastností a popisu, kteé nabízí návhový systém OCAD fo Windows veze 9. - 7 -

1.1.3.1. Popisy soucástek Název pouzda. Jedná se o piazení pouzda soucástce z knihoven pouzde. Toto je nejduležitejší a dá se íci, že povinný popis Stana umístení na desce plošného spoje. Již ve schématu je možné stanovit, zda bude soucástka umístená shoa (ze stany soucástek) nebo zespoda (ze stany spoju). Konkétní souadnice na plošném spoji. Používá se pedevším u spolecných pvku (napíklad konektou) stavebnicových systému více desek. Zaazení soucástek do skupin. Pomocí císel ve zvláštním popisovém poli je možné vytváet skupiny soucástek (napíklad skupinu napájecího zdoje, pedzesilovace, pevodníku atd.) a pi návhu plošného spoje potom zvolit páci s celou skupinou jako jedním objektem. Využívá se pedevším pi ozmístování soucástek. Uzamcení soucástky. Soucástka bude na plošném spoji takzvane uzamcena. To znamená, že nebude možné s ní jednoduchým zpusobem manipulovat. Využívá se v kombinaci s ucením konkétní souadnice napíklad u konektou. 1.1.3.. Popisy spoju Stanovení povolených vstev. Je možné ucit, ve kteých vstvách vícevstvého spoje je možné daný spoj vést. Šíka spoje. Peddefinuje šíku spoje, kteou má být spoj veden. Používá se napíklad po vyznacení spoju s kitickou poudovou hustotou (možno zadat odlišne vstvu po vstve). Izolacní vzdálenost. Je možné zadat izolacní vzdálenost zvlášt po jednotlivé vstvy plošného spoje (u vícevstvých desek). Využívá se pedevším u spoju kteé musí dodžet izolacní vzdálenost vetší než ostatní spoje na desce. Napíklad spoje u sítových zdoju nebo výkonové spoje po ízení motou U ostatních uzlu se izolacní vzdálenost nastavuje skupinove až ped vlastním ozmístování soucástek a návhem vedení spoju. Nastavení typu pokovu. Vybanému spoji se ucí, jaký typ a velikost pokovu bude nastaven po pechod mezi vstvami vícevstvého plošného spoje. 1.1.4. Kontola návhových pavidel Kome výstupu po náocné analogové nebo císlicové simulace chování obvodu umožnují návhové pogamy velmi opeativní a úcinnou kontolu návhových pavidel, kteá odhalí fomální chyby typu nezapojené vstupní piny, výstupní piny pipojené na napájení atd. Taková kontola má smysl pouze tehdy, jsou-li v knihovnách schematických znacek spávne nadefinované typy vývodu soucástek (napíklad vstupní, výstupní, napájecí ). Soucástí muže být i kontola integity hieachického návhu. Pi hieachickém návhu totiž nezídka dochází k fomálním chybám pi definici potu, zajištujících popojení mezi jednotlivými úovnemi schématu. A jelikož popojeny jsou ty poty, kteé mají stejný název, muže pi peklepu nebo jiné syntaktické chybe pi jejich popisu dojít k tomu, že nebudou popojeny. Další bežnou chybou, kteou je nutné odstanit, bývá oznacení více soucástek totožnou efeencí (napíklad dva odpoy R1). 1.1.5. Výstupy schematického návhu Výstupem návhu schématu muže být tisk na tiskáne, seznam použitých soucástek a dále celá ada soubou dat uzných fomátu, umožnujících další zpacování schématu. Temto souboum se zpavidla íká netlist. Netlist je popis zapojení schématu vcetne uvedení vlastností a popisových položek v ucitém fomátu. Jiný fomát bude mít netlist po návh plošných spoju a jiný ten, kteý je ucený jako vstupní soubo po simulace chování obvodu. Vygeneováním netlistu ve fomátu sozumitelném pogamu po návh plošných spoju koncí fáze návhu schématu. - 8 -

1.. Návh plošného spoje Návh plošného spoje spocívá v tvobe pouzde soucástek, nastavení technologických podmínek, nactení netlistu, definici obysu desky, ozmístení soucástek, návhu vedení spoju, finálních úpavách, kontole návhových pavidel a geneování technologických dat. V každé fázi návhu je teba mít na zeteli ti hlediska: 1. Vyobitelnost deska musí být navžená tak, aby byla vyobitelná. Musíme ucit pocet vstev plošného spoje, espektovat tídy pesnosti a vubec mít na zeteli technologické možnosti výobcu a fomáty výobních technologických dat. Samozejme do úvah vstupují ekonomické otázky. Tídy pesnosti by mel návhá ovládat naposto bilantne. Jedná se o znalost minimálních šíek spoju, izolacních vzdáleností, pumeu vtáku atd. z hlediska technologických možností. Pehled ozmeu tíd pesnosti je v tabulce... Osazování a pájení zpusob osazování navhované desky ovlivnuje požadavky na definici pouzde soucástek a jejich ozmístení na desce plošného spoje. Napíklad pi osazování do pájecí pasty a následném pájení pomocí petavení (eflow) musí pouzda soucástek obsahovat vstvu, ve kteé budou definovány plošky po nanášení pájecí pasty, pi pájení na vlne nesmíme poušit pavidla o minimálních vzájemných vzdálenostech soucástek 3. Elektická funkce hledisko elektické funkce je velmi obsáhlé. Na základe znalosti funkce obvodu navhovaného plošného spoje musí být povedeno spávné ozmístení soucástek, pi návhu vedení spoju musí být espektována pavidla maximálního poudového a napetového zatížení spoju, otázky peslechu, impedancí, zpoždení pi šíení signálu, zpusobu zemnení, odvodu tepla, elektomagnetické kompatibility 1..1. Pincip vstev a jejich využití Pogam po návh plošných spoju umožnuje pacovat v mnoha vstvách, ucených po uzné úcely (napíklad vstvy spoju, nepájivých masek, sevisního potisku atd.). Do vstev se potom vkládají uzné typy objektu (pájecí plošky, spoje, texty, obysy soucástek, obysy plošného spoje ). Následuje výcet nejcasteji používaných vstev, jejich názvu, pípadne zkatek: Vedení spoju Nepájivé masky Pájecí pasta Obysy soucástky Sevisní potisk Osazovací výkes Vtací výkes Data po NC vtacku 1... Knihovny pouzde Top, Bottom, GND, PWR, Inne 1 (TOP, BOT ) Solde Mask Top, Bottom (SMTop, SMBot) Solde Paste Top, Bottom (SPTop, SPBot) Place Outline Silksceen Top, Bottom (SSTop, SSBot) Assembly Top, Bottom (ASTop, ASBot) Dill Dawing (DRD) Dill (NCD nebo DRL) Ped nactením netlistu je nutné zkontolovat, popípade nadefinovat pouzda po všechny použité soucástky. Je nutné dát pozo pedevším na tato pavidla: Tídy pesnosti je nutné dodžovat základní paamety tíd pesnosti. Pi definici pouzde pipadají v úvahu pedevším tyto položky: minimální otvo, minimální velikost pájecích plošek (tabulka.). Pumey vtáku nebo konecných otvou v definicích pájecích plošek by se mely používat spíše konecné pumey otvou. Spávné pumey otvou a ady používaných hodnot otvo pájecí plošky by mel být minimálne o, mm vetší než je pume nožicky soucástky. Záoven je dobé ujasnit si, jaké pumey otvou budeme ve svých knihovnách používat. Souadnicová vtacka má - 9 -

omezený pocet zásobníku (zpavidla 9) a použití vetšího poctu pumeu zpomalí a podaží výobu. Obysy pouzda tím jsou míneny obysy pouzda za úcelem spávného ozmístení soucástek (v OCADu nazývaná Place Outline). Tyto obysy musí espektovat nejen vlastní ozmey soucástek, ale i další aspekty, související se zpusobem osazování, pájení a testování. U soucástek, kteé vyžadují chlazení, se nesmí zapomenout na obysy chladice vcetne zpusobu jeho uchycení na plošném spoji. Sevisní potisk jedná se o motiv, kteý bude vytišten na plošném spoji (zpavidla metodou sítotisku). Nesmí zasahovat do pájecích plošek a šíka ca nesmí být tencí než 8 milu (, mm). Pájecí pasta v pípade osazování soucástek do pájecí pasty a následném pájení pomocí petavení je nutné definovat ve speciální vstve plošky po nanášení pájecí pasty. Pájecí pasta se totiž na plošný spoj nanáší potlacením pájecí pasty pes planžety metodou sítotisku. Vstupními podklady po výobu planžet jsou filmy s obazci pájecích plošek. Nulová souadnice soucástky pi pespektive stojního osazování je nutné na soucástce oznacit efeencní bod, tedy místo, kteé epezentuje souadnice soucástky na plošném spoji. Za tento bod bude soucástka chycena vakuovou pipetou osazovací uky automatu. Obysy pouzda Pájecí plošky Sevisní potisk Nulová souadnice Ob. 1.: Pouzdo soucástky. 1..3. Nactení netlistu Pi nacítání netlistu dochází k postupnému vyvolávání pouzde soucástek z knihoven, umístování na pacovní plochu a nadefinování popojení jejich pinu. Soucasne se penášejí všechny píslušné položky a nastavení vlastností soucástek a uzlu. Jinak nactení netlistu spadá spíše do kategoie klikání myší, a poto nebudeme tuto fázi návhu dále ozebíat. 1..4. Nastavení technologických podmínek Spávné nastavení pogamu je velmi duležitým pedpokladem po celý další postup návhu plošného spoje. Konkétní zpusob nastavení závisí na použitém návhovém systému. Nechci zde zminovat nastavení baev zobazení na monitou, tva kuzou, stategie autoouteu a podobne. Z metodického hlediska návhu plošného spoje je nutné povést nastavení nebo kontolu pedevším techto položek: Rast jedná se o nastavení kvantování ozmeových jednotek po uzné typy opeací pi návhu plošného spoje. Rozlišujeme napíklad ast po ozmístování soucástek, po vedení spoju atd. Samozejme návhové pogamy umožnují pacovat takzvane bezastove, což zpavidla šetí místo na plošném spoji. Dopoucuji ovšem tuto eventualitu ponechat jako zálohu po ešení konkétních jinak nevyešitelných situací na plošném spoji a vetšinu casu pokud možno pacovat se zapnutým astem. Pi jeho nastavování je nutné sledovat dva základní aspekty: - 1 -

1. Použitá tída pesnosti z hlediska šíky spoju a izolacních vzdáleností. Z ekonomických duvodu je žádoucí pokládat spoje s co možná nejvetší hustotou na hanici tídy pesnosti.. Rast po ozmístení soucástek, espektive ast umístení jejich pájecích plošek. Pi manuálním návhu spoju je velmi nepaktické a neefektivní, jestliže nebude ast po vedení spoju delitelem astu ozmístení pájecích plošek. V soucasné dobe se zpavidla používá ast 5 milu (,635 mm). Rast po ozmístování soucástek tedy volíme 5 milu. Rast po vedení spoju musí espektovat šíku spoju a izolacní vzdálenosti a záoven se musíme tefit do astu pájecích plošek soucástek. Splnit oba tyto požadavky celocíselným astem je nekdy nemožné. Pogamy po návh plošných spoju poto umožnují zadávat ast v podobe zlomku. Napíklad ve 4. tíde pesnosti je minimální šíka spoju i izolacní vzdálenost 1 milu. Pi astu pájecích plošek 5 milu tedy použijeme ast po vedení spoju 1 ½. V 5. tíde pesnosti je minimální šíka spoju a izolacní vzdálenost 8 milu, vhodný ast po vedení spoju bude tedy 8 1/3 (obázek 1.3). Ob.1.3: Rast po 4. a 5. tídu pesnosti (ozmey v milech). Vstvy jedná se pedevším o ucení poctu elektických vstev a ucení jejich významu. Rozlišujeme vstvy po vedení signálových spoju (Routing Laye) a vstvy s ozlévanou medí jako napájecí a zemní zóny (Plane Laye). Izolacní vzdálenosti u uzlu, kteým nebyla nastavena izolacní vzdálenost již ve schématu, je tuto nutné stanovit nyní. Pitom se musejí espektovat jak minimální vzdálenosti vyplývající z použité tídy pesnosti, tak i vzdálenosti vyplývající z elektické pevnosti. Šíka spoju nastavení šíek spoju je opet možné již ve schématu, nicméne zpavidla se tak ciní pouze u kitických spoju a u ostatních bežných spoju se šíka nastavuje páve v ámci vlastního návhu plošného spoje. Pitom je nutné espektovat hledisko použité tídy pesnosti a záoven podmínky maximální povolené poudové hustoty. Další nastavení uzlu uzlum mužeme piadit nekteé další vlastnosti, jako napíklad bavu spojových vektou neboli takzvaných gumicek (=gafické znázonení odkud a kam má být navžen spoj), metody vedení spoju (9º, 45º, libovolný úhel ), použité pokovy, pavidla po autooute atd. Pokovy jsou to vodivé puchody z jedné spojové vstvy do duhé. Je nutné nastavit jejich paamety v souladu s použitou tídou pesnosti, jmenovite pume puchozího otvou a velikost plošky. Ob. 1.4: Definice temální plošky. Temální plošky pájecí plošky, kteé mají být pipojené k medené ploše (ozlité zóne), se pipojují pomocí takzvaných temálních plošek, kteé zabanují nadmenému odvodu tepla - 11 -

pi pájení. U temálních plošek se definuje šíka a délka jejich papsku (obázek 1.4). Šíka by mela koespondovat s minimální šíkou spoje a délka s izolacní vzdáleností dle použité tídy pesnosti (tabulka.). 1..5. Obysy plošného spoje, výezy a montážní otvoy Ped ozmístováním soucástek je nutné obecne eceno vymezit plochu, na kteé se smí vyskytovat soucástky a spoje, to znamená stanovit obysy plošného spoje, výezy, pípadne do plošného spoje umístit montážní otvoy. Takto definovaný obys ješte neznamená, že bude použitý jako údaj po výobce po oíznutí finálního výobku. Pi finálních úpavách je samozejme možné vytvoit speciální oezové znacky dle požadavku výobce nebo vygeneovat obysy ve speciální vstve za úcelem jejich zpacování po automatické fézování. Pi umístování montážních otvou se nesmí zapomenout na vymezení postou po hlavicku šoubku, podložku ci maticku. Je-li deska ucena k zasunutí do dážek, musíme pi ozmístování soucástek zohlednit i hloubku techto dážek. 1..6. Rozmístení soucástek Rozmístení soucástek je teba venovat zásadní pozonost. Nejdíve je teba udelat ozvahu o ozmístení jednotlivých skupin obvodu (analogová, digitální cást, zdoj ) vcetne ozložení konektou, a tepve potom mužeme pistoupit k vlastnímu ozmístování. Pitom je nutné dodžovat pavidla a zásady, popsané v kapitole Návhová pavidla a Vlastnosti plošných spoju. Záoven je nutné zohlednit zpusob osazování a pájení navhované desky. Nekteá další pavidla vyplynou z kapitoly Povchová montáž. Mezi fomální, ale duležité zásady, patí napíklad též požadavek, aby po osazení desky byl videt sevisní potisk soucástek, což znamená, že mezi soucástkami musí být dostatecná vzdálenost po umístení jejich popisu. Obecne je možné íci, že na kvalite a zpusobu ozmístení soucástek závisí spávná funkce navhovaného obvodu. Pi návhu složitých desek se ozmístování soucástek zpavidla venuje podstatne více casu a pozonosti než návhu vedení spoju. Spávné ozmístení soucástek totiž usnadnuje návh spoju. 1..7. Vedení spoju Tepve po dokonalém ozmístení soucástek je možné pistoupit k návhu vedení spoju. Težko íci, zda existují nejaké obecné ady a tipy, jak spávne postupovat. Do návhu spoju vstupuje píliš mnoho faktou, kteé zpusobují, že výsledný návh je jedinecný. Co obvod, to jiná konfiguace poblému, kteé mohou mít vliv na jeho spávnou funkci. Pi návhu spoju je teba dodžovat zásady, popsané v následujících kapitolách. Uvedme si tedy výcet nejfekventovanejších zásad, kteé je nutné dodžovat: Rozložení spoju v jednotlivých vstvách u vícevstvých desek plošných spoju jsou vstvy sousedící s ozlitou medí vhodnejší po návh kitických spoju Napájení a zemnení casto poušovanými pincipy jsou nevhodné zpusoby návhu spoju usmenovacu, blokovacích kondenzátou, spínaných zdoju a ozvod napájení a zemí vubec. Délka vodicu a jejich vzájemná vzdálenost s délkou spoju ostou jejich paazitní vlastnosti (odpo, indukcnost, kapacita, impedance), kteé mají vliv na ychlost šíení elektického signálu nebo zpusobují odazy na vedení. Negativní vliv na funkci obvodu mají též peslechy. Plochy poudových smycek zbytecne velká plocha poudové smycky má vliv na vyzaování elektomagnetického pole z plošného spoje a záoven na jeho odolnost poti ušivým vlivum. Rozlévaná med nalití medi na místa, kde nevedou spoje a její pipojení ke spolecnému vodici (zpavidla zemi) snižuje impedanci, vliv peslechu, vyzaování - 1 -

Maximální hustota spoju návhá je samozejme tlacen do co nejnižších výobních nákladu na plošné spoje. Tak bychom mohli pokacovat dále. Z uvedeného výctu je zejmé, že návh plošných spoju je velmi náocná inženýská páce a napíklad využití autoouteu po spávný návh plošného spoje je pinejmenším diskutabilní. Nechci íci že vyloucené. Jen to, že jeho používání nezbaví návháe nutnosti znalosti výše uvedených zásad. Autooute je nutné ped jeho použitím spávne nastavit a výslednou desku potom zkontolovat a upavit všechny pohešky poti zásadám spávného vedení spoju. 1..8. Finální úpavy Popojením posledního spoje návh nekoncí. Nastává fáze pípavy po geneování výobních podkladu, tedy takzvané finální úpavy. Mezi finální úpavy tedy patí napíklad pípava oezových znacek nebo dat po fézování ci dážkování, umístení sesazovacích znacek, kótování, popisy desky plošného spoje, ošetení zlacených konektou Obsah finálních úpav závisí plne na zpusobu výoby plošného spoje a na požadavcích výobce. Jiné požadavky bude mít výobce jednostanné desky a jiné výobce vícevstvé desky s pokovy, nepájivou maskou a zlacenými konektoy. 1..8.1. Podklady po fomátování na výsledný ozme Zpusobu fomátování desky plošného spoje na výsledný ozme je nekolik. Mezi nejpoužívanejší patí ostih na padacích nužkách, fézování a dážkování. Po tyto ti zpusoby je nutné dodat následující podklady: Ostih na padacích nužkách vetšinou postací posté oámování plošného spoje, pi vyšších požadavcích na pesnost je dobé v ozích desky umístit oezové znacky, pípadne i vtací otvoy. Ob.1.5: Píklad ostihových znacek. Fézování pi malých náocích na pesnost je možné plošný spoj fézovat podle postého oámování. Optimální ovšem je dodat výobci obysy ve speciální vstve jako samostatný datový soubo v dohodnutém fomátu. Z techto dat je možné vygeneovat data po NC fézování. Dážkování platí stejná pavidla jako po fézování. V pípade požadavku velmi pesného oíznutí nebo fézování je nutné ucit, zda má být tato opeace povedena na sted, vnejší okaj nebo vnitní okaj obysové cáy nebo ostihové znacky. Pi fézování je vhodné dodat navíc okótovaný výkes obysu i všech výezu vcetne toleancí ozmeu. 1..8.. Sesazovací znacky Pomocí sesazovacích znacek se pikládají jednotlivé filmy na pedem vyvtanou desku plošného spoje pi jeho výobe. Poto musí být umísteny ve všech vstvách, ucených po výobu. Pi výobe dvoustanných desek s nepájivou maskou a sevisním potiskem musí být tedy ve vstvách Top, Bottom, Solde Mask Top, Solde Mask Bottom, Silk Sceen Top a Silk Sceen Bottom (názvy dle kapitoly Pincip vstev a jejich využití). Je ovšem otázkou, zda vubec sesazovací znacky v návhu umístovat, a jestliže ano, tak jaké. Platí pavidlo, že budeme-li výobci dodávat sami pímo filmy, je nutné tyto kíže navhnout, a budeme-li výobci dodávat data v elektonické podobe, udelá si je výobce vetšinou sám. Po vetšinu výobcu postací jako sesazovací znacka jednoduchý kíž, kteý má ve svém stedu vtací otvo o pumeu 8 až 4 milu (,7 až 1 mm). Kíž je nutné v míste otvou peušit tak, aby nebyl zakytý cáou. Takovou znacku je možné vytvoit jako pouzdo - 13 -

soucástky do knihovny. Sesazovací znacky se zpavidla umístují vne plošného spoje ve tech ozích desky tak, aby navzájem tvoily pavý úhel. Šíka cáy kíže by mela být 8 až 1 milu. Ob.1.6: Píklad sesazovacích znacek a jejich umístení. Pi návhu vícevstvých spoju (4 a více) musí být filmy s motivy jednotlivých vstev medi navíc opateny speciálními znackami po spávné sesazení dílcích plátu v laminátou a po usazení laminované desky do souadnicové vtacky. Pípavu po výobu vícevstvých desek je ovšem vhodné ponechat na samotném výobci. Navhujeme-li desku po automatické osazování soucástek, mely by ve dvou potilehlých ozích plošného spoje ve vstve medi existovat dva námené tece po optické zameení pesné polohy desky v osazovacím automatu. Zpavidla se používají tece o pumeu 8 milu. Pípadné jiné umístení techto tecu a jejich tva je vhodné konzultovat s fimou, kteá bude plošný spoj osazovat. 1..8.3. Popisy desky plošného spoje Popisy se na plošném spoji umístují z nekolika duvodu a podle toho ozlišujeme jejich funkci. Je pitom na výobci plošných spoju, aby nám stanovil, jaké popisy ve kteých vstvách požaduje po výobu, jakou velikost a šíku cáy písma (zpavidla ne menší než 4 milu a ne tencí cáou než 8 milu) a dále ve kteých vstvách je nutné text umístit zcadlene. Zcadlení pímo souvisí s konkétním technologickým postupem výoby plošného spoje. Vetšinou je nutné zcadlit všechny texty umístené ve spodních vstvách (obázek 1.7). Následuje výcet nejduležitejších typu textu a popisu na plošném spoji: Ob.1.7: Píklad umístení popisu na ctyvstvém plošném spoji (po výobní postup podle obázku.4). Název desky plošného spoje název je vhodné umístit ve všech vstvách, picemž alespon v jedné vstve pokud možno uvnit desky (aby zustal na desce i po ostihu ci fézování). Z duvodu jednoznacnosti pi výobe je vhodné, aby byl název shodný s názvem schématu, soubou plošného spoje, soubou dat po souadnicové vtání a soubou výobních pedloh (motivu jednotlivých vstev). Oznacení jednotlivých vstev jednotlivé vstvy je nutné naposto jednoznacne oznacit tak, aby bylo zejmé, o kteou vstvu se jedná a nemohlo tak pi výobe dojít k jejich zámene. Není pitom nutné, aby oznacení vstev bylo uvnit desky. U vícevstvých desek se - 14 -

navíc pomocí císel ve zvláštním ámecku uvádí sled azení jednotlivých vstev medi (toto císlování se ve spodních vstvách nezcadlí). Sevisní potisk a osazovací výkes Po sevisní potisk a osazovací výkes se užívá obysu soucástek a popisu, vytvoených pi definici pouzde soucástek v knihovnách a zpavidla není nutné je doplnovat dalšími údaji. Po pehlednost je však vhodné povést otace a posuny textu tak, aby byla jednoznacne dána jejich náležitost k soucástkám. Pitom je nutné dbát na to, aby žádný text sevisního potisku nepekýval pájecí plošky, pípadne aby se nenacházel pod soucástkami (po osazení by tento text nebyl videt). 1..8.4. Zlacené konektoy Nanáší-li se na medené plošky galvanicky nikl a zlato, je nutné všechny plošky, kteé se mají poniklovat a pozlatit, vzájemne vodive popojit a toto popojení vyvést k potejšímu okaji desky plošného spoje. Popojení se povádí vne obysu plošného spoje a záveecným oíznutím desky se potom jejich zkatování odstaní (obázek 1.8). Ob.1.8: Popojení plošek zlaceného konektou. 1..9. Kontola návhových pavidel Po dokoncení návhu, finálních úpavách a ped geneováním technologických dat po výobu a osazování je vhodné povést kontolu návhových pavidel plošného spoje. Spocívá v oveení dodžení pedem nastavených podmínek, pedevším izolacních vzdáleností spoju, pokovu a pájecích plošek, šíky spoju. Je mo žné kontolovat též pavidla ozmístení soucástek. Výcet možností kontoly závisí na použitém návhovém pogamu. 1..1.Geneování technologických dat Technologická data jsou podklady po výobu plošného spoje, pípadne další data po jeho osazení. Fomát dat plne závisí na výobním postupu a možnostech výobce. Ped vlastním vytváením technologických dat je nutné povést nastavení, kteé vstvy, s jakými paamety a v jakém fomátu budou vygeneovány. V závislosti na zpusobu zpacování dat a kvalite výoby požaduje výobce motivy bud v elektonické podobe ucitého fomátu nebo jako pedlohy (klišé) v ucité kvalite: Papí, fólie postací po amatéskou výobu jednostanných vzoku (ozmeová nestálost nosného mateiálu). Filmy z osvitky vhodné po amatéskou výobu dvoustanných spoju (pozo na ozmeovou chybu nestálost filmu zhuba,1%). Filmy z fotoplotu ozmeove stálá ciá podložka s motivem, kteý má velmi dobé kytí. Uceno po pofesionální výobu plošných spoju. 1..1.1. Podklady po výobu vícevstvých spoju Po výobu ctyvstvého plošného spoje s nepájivou maskou a sevisním potiskem je nutné vygeneovat následující data (zkatky odpovídají popisum z obázku 1.7): - 15 -

Motivy jednotlivých vstev vodivých spoju stana soucástek (Top), stana spoju (Bot) a obe vnitní vstvy (GND a PWR). Motivy po nepájivé masky ze stany soucástek a stany spoju (SMTop a SMBot). Pedlohy po sevisní potisk ze stany soucástek a stany spoju (SSTop a SSBot). Data po souadnicové vtání. Pípadná data po fézování. Vstvy motivu spoju, nepájivých masek a sevisního potisku se musí vygeneovat každá do zvláštního soubou. Data se výobci dodávají zpavidla ve fomátu Extended Gebe 3.4. Císlo 3 znamená pocet míst ped desetinnou cákou, císlo 4 potom pocet desetinných míst. Píklad dat je uveden v tabulce 1.1. Z techto dat se na fotoplotu vykeslí filmové matice. Tabulka 1.1: Píklad datových soubou Extended Gebe 3.4 a Excellon.4 (v palcích). Extended Gebe 3.4 Excellon.4 G4 Apetue Definitions*** *%AMTHERMAL4* 1,1,.14,,,* 1,,.74,,,* 1,,.14,.15,,,45.* 1,,.14,.15,,,13.*% %ADD1C,.55*% %ADD11C,.5*% %ADD1R,.5X.5*% %ADD13C,.58*% %ADD14THERMAL4*% G4 Plot Data *** G54D1* G1X375Y145D* Y17D1* X375Y15D* X1495D1* G54D11* G1X1585Y335D* Y135D1* G54D1* G1X18348Y336D* Y34155D1* X1817D* X1881Y3467D1* Y33711D1* X18854Y336D1* X19761D* G54D13* Y35D3* G54D14* X1975D3* M* Definice clonek Vykeslování motivu INCH,TZ T1C.3 TC.31 T3C.4 T4C.45 T5C.14 % G5 T1 XY131 XY155 X14Y1766 X135Y195 T X18Y145 X1Y155 X1Y145 T3 X89Y135 X58Y66 X89Y135 T4 X155Y176 X155Y186 X155Y196 T5 X18Y1 XY1 X145Y1766 X1355Y195 T M3 Definice otvou X-Y souadnice vtání ostuda návháe!!! POZOR!!! v objednávce je nutné uvést, zda se jedná o konecné pumey otvou nebo o pumey vtáku?jednotlivé píkazy fomátu Gebe napíklad znamenají: ADD1C.55* = definice kuhové clonky D1 o pumeu,55, D1 = otevít uzáveku, D = zavít uzáveku, D3 = bliknout svetlo, G54D1 = vybat clonku D1, X18348Y336D* = pesunout se bez svetla do polohy 1,8348(x), 3.36(y), Y34155D1* = pesunout do polohy 1,8348(x), 3.4155(y) a pitom svítit, M* = konec soubou atd?píkazy fomátu Excellon, použité v tabulce znamenají: G5 = vtání obazce, T1 = povel k výmene vtáku, M3 = nastavení egistu se STOP kódem (=konec vtání)... Filmy musí být vyobeny tak, aby byl motiv v pímém kontaktu s fotocitlivým ezistem na plošném spoji. V pípade kusové výoby (zhuba do 1 kusu) se filmy používají pímo a poto musí mít motiv zespodu. Po séiovou výobu je nutné nejdíve vyobit pedlohy, ze kteých se potom fotocestou vyobí pacovní masky. V takovém pípade se pedlohy vyábejí s motivem shoa. Jelikož výobce námi dodaná data ped osvitem na film kontoluje a zpacovává, budeme dodávat motivy bez jakéhokoliv zcadlení vstev, pouze se zcadlením textu ve spodních vstvách (vodivé spoje, nepájivá maska a sevisní potisk ze stany spoju). Píklad takto vygeneovaných dat je na obázku 1.9. - 16 -

Základním pavidlem u motivu vodivých spoju po výobu plošného spoje semiaditivní metodou je, že pájecí plošky musí být vygeneovány bez vtacích otvou, tedy zaslepené. Nepájivá maska zespodu Nepájivá maska shoa Vnitní vstva medi GND Med shoa Vnitní vstva medi PWR Med zespodu Sevisní potisk zespodu Sevisní potisk shoa Ob.1.9: Píklad motivu, potebných po výobu ctyvstvého plošného spoje s nepájivou maskou a sevisním potiskem (po výobní postup podle obázku.4). Data po souadnicové vtání se dodávají v elektonické podobe ve výobcem stanoveném fomátu (zpavidla Excellon). Pedpokladem po úspešné vtání je datový soubo spávného fomátu. V hlavicce by mel obsahovat seznam použitých nástoju a jejich pume. Dále následují X-Y souadnice vtání. Píklad soubou je v tabulce 1.1. Výcet použitých nástoju by nemel obsahovat píliš mnoho pumeu. Bude-li použito více vtáku, než je pocet zásobníku souadnicové vtacky, bude nutné v pubehu vtání zamenit nekteé vtáky v zásobníku, což samozejme podaží výobu. Nemelo by se tedy stát, že v definici otvou (tabulka 1.1) budou existovat nástoje s ozdílem pumeu menším, než je škála pumeu vtáku (,1 až,5 mm). Velmi duležité je potom výobci v objednávce sdelit, zda jsou v seznamu pumeu uvedeny pumey vtáku nebo konecné pumey otvou!!! Vhodnejší je zadávat koncové pumey - 17 -

otvou a nechat na výobci, kolik si musí pipocítat na jejich pumeu vzhledem k technologii výoby, kteou používá. 1..1.. Podklady po osazování Po osazování soucástek na plošný spoj je nutné pipavit náležitou dokumentaci, pípadne vygeneovat datové souboy v ucitém fomátu. Pi ucním osazování postací pipavit a vytisknout schéma, osazovací výkes, pípadne vygeneovat seznam použitých soucástek (Bill of Mateials). Data po osazovací výkes jsou v OCADu definována v samostatných vstvách Assembly Top (ASYTop) a Assembly Bottom (ASYBot). Obsahují obysy a popisy soucástek, pípadne jejich pájecí plošky po snadnejší oientaci. V pípade stojního osazování na osazovacím automatu bývá poteba pipavit podklady ve vhodném fomátu. V závislosti na použitém zpusobu osazování a pájení je poteba pipavit tato data: Osazování do pájecí pasty s následným petavením pi pájení pomocí petavení (eflow) je nutné na pájecí plošky ped osazováním soucástek nanést pájecí pastu. Tato se nanáší zpavidla sítotiskem. Poto je nutné vygeneovat data po filmy, na kteých budou obazce pájecích plošek (fomát Gebe). Z nich se potom fotocestou a leptáním vyobí kovové planžety po sítotisk. Data po tyto motivy jsou ve vstvách Solde Paste Top (SPTop) a Solde Paste Bottom (SPBot). Osazování do lepidla a pájení na vlne pi pájení na vlne musí být soucástky na plošný spoj pedem pilepeny. Lepidlo se nanáší bud metodou sítotisku nebo dispenzeem (dávkovacem). Po sítotisk je nutné vygeneovat data po filmy. Po souadnicové dávkování je nutné vytvoit datový soubo se souadnicemi míst, kam má být lepidlo nadávkováno (je možno odvodit od nulové souadnice soucástky). Data po automatické osazování pi stojním osazování automat podle zadaných dat pokládá soucástky ze svých zásobníku na spávná místa na plošném spoji. Data je možné zadat automatu v podstate dvojím zpusobem. Bud se automat ucí pi osazování pvní desky podle osazovacího výkesu, nebo mu pímo dodáme data ve spávném fomátu. Pi pvní vaiante stací vytisknout osazovací výkes, podle kteého obsluha povede osazení pvní desky. Po duhou vaiantu je nutné vygeneovat data z návhového pogamu po plošné spoje a tato dále upavit do vhodného fomátu. - 18 -

. Technologie výoby plošných spoju V soucasné dobe se používají ti duhy výobních postupu: Subtaktivní, aditivní a semiaditivní. Jak vyplývá z názvu, subtaktivní postup spocívá v odstanování pebytecné medi (leptání), aditivní postup znamená nanášení vodivých cest a semiaditivní postup je kombinací obou pedchozích metod, tedy zcásti nanášení cest, zcásti leptání. Subtaktivní metodu známe téme všichni, kteí jsme se kdy pokusili zhotovit podomácku plošný spoj. Jedná se o leptání základního mateiálu s medenou fólií, tedy o standadní postup, kteý se vyznacuje pedevším nízkou výobní cenou. V technologii dvoustanných a vícevstvých plošných spoju s pokovenými otvoy se ovšem v soucasné dobe používá semiaditivní metoda, kteá je vhodná pedevším po pototypovou a maloséiovou výobu. Páve tuto metodu si blíže popíšeme..1. Semiaditivní metoda výoby plošných spoju Touto metodou je možné vyábet jednostanné, dvoustanné i vícevstvé desky plošných spoju. V Ceské epublice semiaditivní metodu používá zhuba 15 výobcu plošných spoju. Základní postup si ukážeme na dvoustanné desce s pokovenými otvoy, nepájivou maskou a sevisním potiskem. Toto skiptum si neklade za cíl seznámit ctenáe podobne a do detailu s technologickými postupy výoby plošných spoju. V následujících kapitolách bude popsán výobní postup do úovne, kteou by mel znát každý návhá plošných spoju. Návhá pi návhu plošných spoju totiž musí uvažovat tak, aby jeho návh byl vyobitelný (DFM = Design Fo Manufactuing)..1.1. Výoba dvoustanných desek plošných spoju Celý postup je znázonen na obázku., kteý zachycuje nejduležitejší výobní koky plošného spoje. Na ezu uvidíme, jak se postupne vytváí pájecí ploška, pokov a spoj. Vubec pvotním kokem je akt zadání výoby. Spocívá v dodání výobních podkladu (takzvaných technologických dat) a vyplnení objednávkového listu. Fomát technologických dat a jejich ozsah je nutné pedem dohodnout s výobcem plošných spoju. Objednávkový list by mel obsahovat pesnou specifikaci všech duležitých paametu výsledného plošného spoje. Píklad konkétního objednávkového listu je uveden na obázku.1. Ped vlastní výobou povede výobce nejdíve technologický ozbo zakázky a upaví technologická data. Mezi základní opeace v této fázi patí kontola, pípadne umístení soutiskových kížu, úpava ostihových znacek, umístení testovacích obazcu a vytvoení galvanické potiváhy, což je zhuba cm šioký pstenec okolo celé desky plošného spoje. Tento pstenec napomáhá homogenizaci poudových toku pi galvanických opeacích. Po výše uvedenou úpavu dat používá výobce speciální softwae, ucený po pedvýobní zpacování zákaznických dat. Mezi špicky v obou patí pogam CAM35 fimy Advanced CAM Technologies (ACT). S jejími podukty se mužete seznámit na stánkách www.ecam.com. Následuje vykeslení filmových matic, pípadne vytvoení výobních kopií. Filmové matice se vykeslují na fotoplotu. Jedná se o zaízení, kteé pomocí laseu vykeslí požadovaný motiv na fotocitlivou fólii, kteá se vyznacuje vysokou ozmeovou stálostí (,1 až,3 mm na 1 met délky pi zmene teploty o 5 K). Tlouštka filmu je 7 milu (,18 mm). Motiv je vykeslován s pesností 1 1µm. Výobní kopie se potom vytváejí z matic osvitem na fotocitlivý mateiál (diazokopie). V tomto okamžiku je vše pipaveno k zapocetí pímých pací na výobe plošného spoje. Pvním kokem je fomátování základního mateiálu. Základní mateiál po semiaditivní postup je nosná deska, plátovaná z obou stan vodivou fólií medi. Fomátování spocívá - 19 -

v nastižení plátované desky na ucitý ozme, vyvtání montážních otvou po uchycení desky pi nekteých výobních opeacích a oboušení han po ostihu. Nosná deska muže být vytvoena z tvzeného papíu, teflonu, kaptonu, polyimidu, invau na hliníkové desce atd. Mezi nejozšíenejší mateiály ovšem patí skelný laminát plnený epoxidovou pyskyicí. Tento mateiál se oznacuje FR4. Do objednávkového listu je nutné zadat tlouštku tohoto mateiálu. Standadne se používá tlouštka 1,5 mm, k dispozici jsou mateiály o tlouštce v ozsahu, až 3, mm. Medená fólie muže mít tlouštku 18, 35, 7 pípadne 15 µm. Ve výjimecných pípadech lze použít i tlouštky 5 nebo 9 µm. Standadne se používá elektolyticky vyloucená medená fólie o cistote 99,8% o tlouštce 18 µm. Na nosnou desku se plátuje vysokým tlakem a teplotou. Ob..1: Objednávkový list výoby plošných spoju. Po fomátování nastupuje vtání na souadnicové vtacce, vycištení otvou a odstanení otepu po vtání obázek. a). Deska plošného spoje se obloží zespodu mm tlustou devenou podložkou a shoa, mm hliníkovou fólií. Hliníková fólie má dva úkoly. Jednak odvádí teplo, vznikající pi vtání a jednak eliminuje jev odchýlení vtáku pi vnoení do vtaného mateiálu. K onomu odchýlení dochází páve v hliníkové fólii a v plošném spoji je již otvo pímý. Vtání je vysoce pesná opeace. Polohování je ízeno s pesností 1 µm. Po uchycení - -

vtáku se používá vysokoobátkové veteno (. až 15. otácek /min.) s ízeným vnoením a odsáváním pilin. Optimální ychlost vnoení je ovna polomeu vtáku za jednu jeho otácku. Veteno umí samostatne menit vtáky pipavené v zásobnících. Vtáky bývají k dispozici ve škále pumeu od,4 mm do 6,3 mm po,5 až,1 mm. Otvoy vetších pumeu se fézují. Pocet poloh v zásobníku souadnicové vtacky je zpavidla 9. U vyvtané desky je nutné katácováním zacistit otepy de a dále z povchu medi odstanit piliny a mastnoty. Deska se tak pipavuje pokovení otvou, kteé je bezespou nejchoulostivejší opeací výobního postupu. Ob..: Znázonení semiaditivního postupu výoby dvoustanných plošných spoju. - 1 -

Pokovení otvou se v soucasné dobe povádí metodou pímého pokovu. Skládá se z nekolika koku. Nejdíve je poteba vtané otvoy chemicky vycistit a záoven naušit povch základního mateiálu, címž se obnaží skelná výztuha laminátu. Do takto upaveného otvou se v katalyzacní lázni elektostaticky nanese,1 µm vstvicka palladia (velikost zn palladia v oztoku je,1µm). Tím se vodive popojí obe stany plošného spoje ve všech vyvtaných otvoech. Nakonec se galvanicky nanese 6 až 8 µm medi obázek. b). Dalším kokem je laminace fotoezistu, osvit motivu a vyvolání negativního motivu (obázek. c) a d)). Jako fotoezist se používá 38 µm silná fólie fotocitlivého polymeu, kteá se v laminátou naválcuje na pokovenou desku. Pi velkoséiové výobe se ovšem používají tekuté ezisty. Na takto pipavenou desku se piloží film s motivem spoju a povede se osvit pomocí 5kW výbojky. Tato opeace je citlivá na cistotu postedí (cástice 1µm se již jeví jako necistota). Poto se musí povádet v cistých postoách, kteé nesmí obsahovat více než. cástic vetších než 1 µm na m 3. Není teba zduaznovat, že film se musí na vyvtanou a pokovenou desku piložit s maximální pesností. Po pesné usazení slouží soutiskové znacky, kteé jsou umísteny v ozích plošného spoje (obázek 1.6). Film je k desce fixován vakuovým ámem. Osvícený ezist se vyvolá v 1% sode. Takto vznikne negativní motiv budoucích spoju. Na místech odkytých fotoezistem se povede galvanické zesílení medi a nanese se leptuvzdoný ezist (obázek. e)). Tlouštka galvanického zesílení medi je typicky µm, picemž pome mezi tlouštkou zesílení na povchu desky a v pokovu je 1:9 až 1:8. Jako leptuvzdoný ezist se používá 1 µm silná vstva cínu a nanáší se opet galvanicky. Poté se odstaní fotoezist. Deska je pipavená po leptání (obázek. f)). Na tomto obázku nejlépe vynikne výhoda semiaditivní metody výoby plošných spoju. Výsledná tlouštka spoju je vetší než odleptávaná hloubka!!! Galvanické zesílení medi se totiž povádí pouze na odkytých místech, tedy v místech spoju, pájecích plošek a pokovu. Pi leptání dochází samozejme k podleptání a tedy cím menší tlouštku medi leptáme, tím menšího podleptání dosáhneme. Pozoní ctenái si jiste všimli, že na obázku. není ono podleptání znázoneno. Reálný pofil leptaného spoje je na obázku.3. Ob..3: Reálný pofil leptaného spoje. Výsledek leptání a následného odstanení cínového ezistu je videt na obázku. g). V tomto okamžiku je deska pipavena po testování. Existují dva duhy testeu optické a elektické. Optický teste scanuje povch desky a zjištuje odchylky testované desky od efeencních dat. Elektický teste meí odpo mezi zadanými místy na desce. Na otestovanou a ocištenou desku se nanese fotocitlivá nepájivá maska, piloží se film s odpovídajícími motivy a povede se osvit (obázek. h)). Neexponovaná místa jsou vymyta ve vyvolávacím zaízení a maska je tepelne vytvzena. Úkolem nepájivé masky je chánit medené spoje ped vnejšími vlivy a zakýt místa, na kteá nemá být nanesena pájka. Záoven slouží jako ochana motivu ped nežádoucím zkatováním. Po vytvzení nepájivé masky následuje žáové nanesení SnPb pájky. Uvedená opeace se též nazývá HAL (Hot Ai Levelling). Povádí se ponoením desky do tavidla a poté na ctyi sekundy do vany s oztavenou pájkou. Pi vynoování se odfouknou pebytky pájky hokým vzduchem (vzduchovým nožem). Síla nanesené vstvy se pohybuje okolo 1 µm. Pájka - -