Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Печатная плата — конструктивный элемент электронной аппаратуры, представляющий собой пластину из диэлектрика с нанесённым на её поверхность (или внутри) рисунком из медных проводников. Базовые компоненты любой современной печатной платы: диэлектрическая основа (чаще всего стеклотекстолит марки FR-4), медная фольга и сформированные из неё проводящие дорожки, паяльная маска как изоляционно-защитное покрытие медного рисунка, маркировка (шелкография) для обозначения компонентов и финишное покрытие открытых контактных площадок для пайки.
По числу проводящих слоёв печатные платы делятся на односторонние (медь только на одной стороне), двусторонние (медь на обеих сторонах, обычно с межслойными переходными отверстиями) и многослойные (МПП — от 4 и более внутренних медных слоёв, разделённых слоями диэлектрика и склеенных под давлением и температурой). Конструктивные требования к печатным платам — основные размеры и допуски, типы и параметры проводящего рисунка, расположение и виды переходных отверстий, требования к финишным покрытиям и приёмке — устанавливаются профильными стандартами; для российского рынка действуют ГОСТ Р 53429 (основные параметры конструкции) и ГОСТ Р 55490 (общие технические требования к изготовлению и приёмке) совместно с серией стандартов на жёсткие и гибкие платы, материалы и классификацию дефектов.
Основа печатной платы — диэлектрическая пластина, на которой формируется проводящий рисунок и которая обеспечивает механическую прочность, электрическую изоляцию между проводниками и стабильность геометрии при пайке и эксплуатации.
Самый распространённый материал основы — FR-4 (NEMA-обозначение): композит из стеклоткани, пропитанной эпоксидной смолой с антипиреновой добавкой (обычно бромсодержащей), обеспечивающей самозатухание (Flame Retardant — отсюда «FR»). Стеклоткань придаёт высокую механическую прочность и стабильность размеров, эпоксидная матрица — электрическую изоляцию и связь со слоем меди. Базовый материал поступает на производство в виде фольгированных листов: стеклотекстолит с предварительно ламинированной на одну или обе стороны медной фольгой.
FR-4 устойчив к умеренному нагреву, имеет малое водопоглощение и сохраняет электроизоляционные свойства в сухой и влажной среде. На постсоветском пространстве для фольгированных стеклотекстолитов действует серия ГОСТ 26246 (части 1…14), задающая марки материала, толщины основания и фольги, допустимые отклонения и методы испытаний.
Проводящий рисунок печатной платы формируется из медной фольги, ламинированной на основание. Фольга — тонкий слой электролитической или катаной меди заданной толщины и шероховатости поверхности (со стороны контакта с диэлектриком).
В технической документации толщина медной фольги указывается в микрометрах (мкм); в зарубежной — в унциях на квадратный фут (oz/ft²), где 1 oz ≈ 35 мкм (точно — около 34,2 мкм при стандартной плотности меди). Принятый ряд толщин для серийных плат:
Толщина медной фольги — один из главных факторов токопропускной способности дорожки. Увеличение толщины при той же ширине пропорционально увеличивает поперечное сечение и допустимый ток без перегрева; ширину дорожки выбирают по таблицам и формулам нормативных стандартов (например, IPC-2221).
Из сплошной медной фольги проводящие дорожки формируются методом субтрактивной (отнимающей) технологии — травлением через защитный фоторезистный рисунок:
Для высокоплотных конструкций применяется аддитивная (наращивающая) и полуаддитивная технология, в которой медь осаждается только в местах будущих дорожек, что позволяет получать более узкие проводники и зазоры.
Паяльная маска — изоляционно-защитное полимерное покрытие, нанесённое поверх медного рисунка платы с открытыми только в местах контактных площадок (пэдов) и переходных отверстий, подлежащих пайке. Маска защищает медь от окисления, предотвращает образование паяльных мостиков между близкими площадками при пайке, обеспечивает дополнительную электрическую изоляцию между проводниками и механическую защиту дорожек.
Самый распространённый цвет паяльной маски — зелёный (исторически связан с высокой разрешающей способностью соответствующих фоторезистных составов). Применяются также красный, синий, чёрный, белый, жёлтый, фиолетовый. Цвет не влияет на функциональные свойства, но имеет смысл для визуального контроля (на белой маске лучше видны дорожки, на чёрной снижается отражение для оптических устройств), для отличия серий и для дизайна модулей.
Маркировка (шелкография, легенда, silkscreen, legend) — печатные обозначения на поверхности платы поверх паяльной маски: позиционные обозначения компонентов (R1, C5, U2), номинальные значения, маркировка полярности (плюс, минус, индекс первого вывода у микросхем), границы установки, логотипы, серийные номера. Маркировка не имеет электрической функции и предназначена для сборщика, оператора входного контроля и обслуживающего инженера.
Маркировка наносится специальной полимерной краской, устойчивой к температурам пайки и эксплуатационным средам. Самые распространённые цвета — белый (на тёмной маске) и чёрный (на светлой); применяются также жёлтый и красный.
Краска маркировки не предназначена для попадания на контактные площадки и отверстия под пайку: остатки краски ухудшают паяемость и могут привести к холодным паяным соединениям. На стадии проектирования соблюдают зазоры между маркировкой и пэдами; на стадии входного контроля проверяют отсутствие «наезда» легенды на контактные площадки.
Открытые контактные площадки (пэды) под пайку покрываются финишным покрытием, которое защищает медь от окисления при хранении и обеспечивает хорошую паяемость в процессе сборки. Выбор покрытия определяется требованиями по сроку хранения, типу пайки (волной, оплавлением, ручной), допустимой плоскостности (особенно для BGA и QFN), эксплуатационными условиями и стоимостью.
В отечественной практике распространены HASL для бытовой и общепромышленной электроники, ENIG — для ответственных и плотных конструкций, OSP — для серий с быстрой сборкой и коротким хранением.
Когда плотности компоновки на двусторонней плате недостаточно или требуются выделенные слои питания и земли для обеспечения целостности сигналов и электромагнитной совместимости, применяются многослойные печатные платы (МПП). Конструкция МПП — это стопка чередующихся медных и диэлектрических слоёв, склеенных под температурой и давлением.
Число медных слоёв в типовых МПП — чётное: 4, 6, 8, 10, 12. Большее число слоёв повышает плотность и гибкость компоновки, но увеличивает сложность и стоимость изготовления.
В типовом стеке многослойной платы слои распределяются по функциям:
Переходные отверстия (vias) соединяют проводники разных слоёв печатной платы. Стенка отверстия покрывается медью методом химической и гальванической металлизации, образуя электрический контакт между слоями.
Незаполненное переходное отверстие в области контактной площадки нежелательно — припой может «утечь» в виа при пайке. Для таких случаев применяют заполнение виа специальной полимерной пастой с последующим закрытием медью (Via-fill, Via-cap). На обычных переходах вне пэдов виа закрываются паяльной маской (tented via) или оставляются открытыми по требованию конструкции.
Общая толщина платы складывается из толщин ядер, препрегов, наружной фольги (с учётом гальванического наращивания при металлизации), паяльной маски и финишного покрытия. На отечественном рынке применяются стандартные ряды толщин фольгированных заготовок и готовых плат.
Допуски на общую толщину готовой платы, размеры контура, диаметр и расположение отверстий, минимальную ширину дорожек и зазоров устанавливаются ГОСТ Р 53429-2009 (основные параметры конструкции), ГОСТ Р 55490-2013 (общие технические требования к изготовлению и приёмке) и ГОСТ Р 55693-2013 (требования к жёстким платам). Класс точности печатной платы — обобщённый показатель, связывающий минимальные ширины проводников, зазоров и размеры контактных площадок с допусками.
Помимо классических жёстких плат на стеклотекстолите выпускаются гибкие и гибко-жёсткие конструкции.
Конструктивные требования к гибким и гибко-жёстким платам учитывают радиусы изгиба, направление прокатки меди, ограничения по размещению переходов и компонентов в гибких участках.
Базовая печатная плата включает: диэлектрическую основу (чаще всего стеклотекстолит FR-4 — композит из стеклоткани, пропитанной эпоксидной смолой с антипиреном), медную фольгу, ламинированную на основание, из которой методом травления формируются проводящие дорожки, паяльную маску — полимерное защитное покрытие медного рисунка с открытыми контактными площадками, маркировку (шелкографию) для обозначения компонентов и финишное покрытие открытых контактных площадок (HASL, ENIG, OSP и др.). У многослойных плат внутри пакета чередуются ядра (фольгированные диэлектрики с готовым внутренним рисунком) и препреги (стеклоткани, пропитанные неотверждённой смолой), склеиваемые при ламинации.
FR-4 — обозначение по системе NEMA для класса стеклотекстолитов из стеклоткани с эпоксидной матрицей, обладающих свойством самозатухания (Flame Retardant). Это основной материал основы жёстких печатных плат: сочетает высокую механическую прочность, низкое водопоглощение, удовлетворительные электроизоляционные свойства и приемлемую стоимость. Температура стеклования стандартного FR-4 порядка 130…140 °C; для бессвинцовой пайки и термоциклов часто применяют High-Tg исполнения с Tg порядка 150…180 °C.
Самая распространённая толщина медной фольги — 35 мкм (1 oz/ft²). Для тонких сигнальных слоёв многослойных плат и HDI используют 12 и 18 мкм; для сильноточных и силовых цепей — 70 мкм и более (так называемая heavy copper). Толщина фольги определяет токопропускную способность дорожки при заданной ширине и допустимом нагреве; выбор ведётся по нормативным таблицам и формулам стандартов IPC-2221 и аналогичных.
Паяльная маска защищает медные дорожки и проводники от окисления и механических повреждений, предотвращает образование паяльных мостиков между близко расположенными площадками при волновой и оплавляемой пайке, добавляет электрическую изоляцию между проводниками. Открытыми остаются только контактные площадки под выводы компонентов и переходные отверстия, подлежащие пайке. Самый распространённый цвет — зелёный, но применяются и другие. Стандарт на свойства и испытания — IPC-SM-840.
Маркировка — печатные обозначения на поверхности платы поверх паяльной маски. Сюда входят позиционные обозначения компонентов (R1, C5, U2), указатели полярности, индекс первого вывода у микросхем, контуры компонентов, логотипы, серийные номера. Электрической функции маркировка не имеет, она нужна для сборки и обслуживания. Краска — полимерная, устойчивая к температурам пайки. Распространённый цвет — белый на тёмной маске и чёрный на светлой. Способы нанесения — трафаретная печать, фоторезистная и струйная цифровая печать.
Односторонняя плата — медный рисунок только на одной стороне; самая простая и дешёвая, применяется в массовых бытовых и простых промышленных изделиях. Двусторонняя — медь на обеих сторонах, обычно с металлизированными переходными отверстиями для электрического соединения сторон; основная конструкция для большинства массовых электронных устройств средней плотности. Многослойная (МПП) — четыре и более медных слоёв, разделённых диэлектриком и склеенных в монолитный пакет; обеспечивает высокую плотность разводки и выделенные слои земли/питания для целостности сигналов; применяется в плотных цифровых устройствах, СВЧ- и сильноточных модулях.
Ядро (core) — тонкая фольгированная заготовка из отверждённого стеклотекстолита с медной фольгой на обеих сторонах; на ядре формируется внутренний проводящий рисунок методом фоторезистного травления. Препрег (prepreg, от pre-impregnated) — стеклоткань, предварительно пропитанная неотверждённой смолой; при нагреве и сжатии в процессе ламинации смола плавится, заполняет пустоты между внутренними слоями и склеивает соседние ядра в монолитный пакет. После отверждения препрег превращается в слой обычного стеклотекстолита.
Переходное отверстие (via, металлизированное отверстие) — отверстие в плате, металлизированное медью по внутренней стенке, обеспечивающее электрическое соединение проводников разных слоёв. Различают сквозные (через всю толщину платы), глухие (соединяют наружный слой с одним или несколькими внутренними, не выходят на противоположную сторону), скрытые (только между внутренними слоями), микропереходы (микровиа малого диаметра, формируются лазерным сверлением). Особый случай — via-in-pad, переходное отверстие непосредственно в контактной площадке компонента, обычно заполненное пастой и закрытое медью.
Самые распространённые варианты — HASL (горячее лужение припоем), ENIG (иммерсионное золото на химическом никеле), OSP (органическое сохранение паяемости), иммерсионное олово, иммерсионное серебро, ENEPIG. HASL дёшев и надёжен, но имеет неровную поверхность — ограниченно пригоден для мелкошагового BGA. ENIG идеально плоский и долго хранится, пригоден для BGA, QFN и прижимных соединителей, но дороже. OSP плоский и дешёвый, но требует быстрой сборки и боится повторных термоциклов. Выбор делается по требованиям к сборке, сроку хранения, эксплуатационным условиям и стоимости.
Основные действующие отечественные стандарты — ГОСТ Р 53429-2009 (основные параметры конструкции), ГОСТ Р 55490-2013 (общие технические требования к изготовлению и приёмке), ГОСТ Р 55693-2013 (требования к жёстким платам), ГОСТ Р 56251-2014 (классификация дефектов) и серия ГОСТ 26246 (фольгированные стеклотекстолиты). Международные стандарты IPC — IPC-2221 (общие требования к проектированию), IPC-A-600 (критерии приёмки готовых плат), IPC-6012 (требования к жёстким платам), IPC-4101 (спецификация на материалы основания), IPC-SM-840 (паяльная маска). Стандарты IPC задают унифицированные требования, принятые в мировой практике производства электроники.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.