Срочное производство печатных плат

Новосибирск

Москва

Санкт-Петербург

Ростов-на-Дону

Пермь

Екатеринбург

Минск

Другие города

на главную отправить сообщение карта сайта

Авторизация

Скрыть Развернуть

Логин

Пароль

 
 

Забыли пароль?

ONLINE-СЕРВИС

Оценочный расчет заказа на изготовление печатных плат

Бланк заказа печатных плат

Отслеживание изготовления заказа печатных плат

Знаете ли вы…

Печатные платы - это...
Полезная информация
Вопросы и ответы
Слотовое сверление (Drill Slot)
Контакты
Экскурсия по заводу

Cветодиодные светильники

ВИДЕО

посмотреть видеоролик о заводе

Разработчикам печатных плат

Технические обзоры   /  Разработчикам печатных плат   /  Главная

29.08.2009  Печатные платы - линии развития

В. Уразаев

Лучший способ догадаться, что будет, - припомнить, что уже было

Маркиз Галифакс

Историческая справка

Печатная плата - пластинка из электроизоляционного материала (гетинакса, текстолита, стеклотекстолита, и др.), на поверхности которой каким либо образом (например, фотохимическим) нанесены тонкие электропроводящие полоски (печатные проводники) с контактными площадками для подсоединения навесных электро- и радиоэлементов (в том числе модулей и интегральных схем). Эта формулировка дословно взята из политехнического словаря (1). Гораздо более универсальна формулировка, предложенная в монографии (2). Под печатной платой понимается конструкция электрических межсоединений на изоляционном основании. Основные конструктивные элементы печатной платы - основание (подложка) и проводники. Эти элементы необходимы и достаточны для того, чтобы печатная плата была печатной платой. Круг второстепенных элементов несколько шире: контактные площадки, переходные металлизируемые и монтажные отверстия, ламели для контактирования с разъемами, участки для осуществления теплоотвода и др.

Переход к печатным платам ознаменовал качественный скачок в области конструирования радиоэлектронной аппаратуры. Печатная плата совмещает функции носителя радиоэлементов и электрического соединения этих элементов. Последняя функция будет невыполнимой, если между проводниками и иными проводящими элементами печатной платы не будет обеспечен достаточный уровень сопротивления изоляции. Следовательно, подложка печатной платы должна выполнять еще и функцию изолятора.

Говорят, что первенство в разработке печатных плат принадлежит немецкому инженеру Альберту Паркеру Хансону (3). Хансон предложил формировать рисунок печатной платы на медной фольге вырезанием или штамповкой. Далее элементы проводящего рисунка приклеивались к диэлектрику, например к пропарафиненной бумаге. Первая заявка в патентное ведомство Германии была подана Хансоном в 1902 году. С тех пор прошло больше ста лет. Все эти годы конструкции и технологии изготовления печатных плат постоянно совершенствовались. В процессе этого совершенствования принимали участие великое множество изобретателей, в том числе всемирно известный изобретатель Томас Эдисон и гораздо менее известный изобретатель - автор настоящего исследования. Томас Эдисон предложил формировать токопроводящий рисунок посредством адгезивного материала, содержащего графитовый или бронзовый порошки. В другом варианте токопроводящий рисунок наносился раствором азотнокислого серебра, которое затем восстанавливалось до металла.

В двадцатых - тридцатых годах прошлого века было выдано множество патентов на конструкции печатных плат и способы их изготовления. Первые методы изготовления печатных плат были преимущественно аддитивными (развитие идей Томаса Эдисона). Но в современном виде печатная плата появилась благодаря использованию технологий, заимствованных из полиграфической промышленности. Печатная плата - прямой перевод с английского полиграфического термина printing plate (печатная форма или матрица). Поэтому подлинным "отцом печатных плат" считается австрийский инженер Пауль Эйслер. Он первым пришел к выводу, что полиграфические (субтрактивные) технологии могут быть использованы для массового производства печатных плат. В субтрактивных технологиях изображение формируется путем удаления ненужных фрагментов. Пауль Эйслер отработал технологию гальванического осаждения медной фольги и ее травления хлорным железом. Технологии массового производства печатных плат оказались востребованными уже во время второй мировой войны. А с середины 50-х годов началось становление печатных плат, как конструктивной основы радиоаппаратуры не только военного, но и бытового назначения.

Точка - линия - плоскость - объем - ?

Начнем с линии. Самый дальний предшественник печатных плат - обычный провод, чаще всего изолированный провод. Все функции печатной платы он выполнять не мог. Поэтому "для оказания технической помощи" привлекались еще и какие-либо носители, на которые устанавливались радиоэлементы. Все это вместе называлось объемным монтажом.

Печатная плата стала основным конструктивным элементом современной радиоэлектронной аппаратуры. При этом был осуществлен переход от линии (линий) к плоскости. Односторонняя печатная плата - есть пластина, на одной стороне которой размещены проводники, выполненные печатным способом. В двухсторонних печатных платах проводники заняли и пустующую изнаночную сторону этой пластины. А для их соединения были предложены разнообразные варианты, среди которых наиболее прижились переходные металлизированные отверстия.

Переход от односторонних печатных плат к двухсторонним печатным платам был первым шагом на пути перехода от плоскости к объему. Если абстрагироваться (мысленно отбросить подложку двухсторонней печатной платы), то получится объемная конструкция проводников. Причем этот шаг был сделан довольно быстро. В заявке Альберта Хансена уже было указано на возможность размещения проводников по обеим сторонам подложки и соединения их с использованием сквозных отверстий.

Окончательный переход к объему произошел в результате перехода от одно- или двухсторонних печатных плат к многослойным печатным платам. Проводники в таких печатных платах размещаются не только на поверхности, но и в объеме подложки. При этом сохранилась слойность расположения проводников относительно друг друга (следствие использования планарных полиграфических технологий). Слойность неизбежно присутствует в названиях печатных плат и их элементов - односторонняя, двухсторонняя, многослойная и др. Слойность реально отражает конструктив и соответствующие этому конструктиву технологии изготовления печатных плат.

Планарные (плоскостные) технологии стали основой и изделий микроэлектроники, изделий, носителями которых являются современные печатные платы. По скорости реализации процессов микроминиатюризации микросхемы существенно опережают своих прародителей. Поэтому, прежде чем заглядывать в будущее печатных плат возникает естественное желание посмотреть, в каком направлении развиваются современные пространственные конфигурации лидеров. А в области микроэлектроники реалии таковы: намечается уход от планарных технологий и, соответственно, планарных конструкций. Первый звонок прозвучал несколько лет назад. МОП-транзисторы верой и правдой служили с начала 60-х годов прошлого века. В конце 2001 года разработчики фирмы Intel доказали возможность изготовления таких транзисторов с минимальными размерами элементов 15 нм. При этом был сделан вывод, что это предел. Дальнейшее уменьшение размеров физически невозможно. Однако чуть позже решение все-таки было найдено. Был осуществлен прыжок из плоскости в трехмерное пространство (4). Трехзатворный транзистор представляет собой трехмерный прибор, в котором затвором служит приподнятая область с токопроводящими линиями, нанесенными на три ее стороны. Такая структура позволила практически в три раза увеличить область пропускания тока, не занимая при этом лишнюю площадь кристалла. Кроме того, благодаря трехмерной структуре ток утечки у таких транзисторов стал меньше, чем у обычных планарных транзисторов такого же размера.

Сотрудники Шанхайского института оптики и точной механики также ушли от традиционной планарной технологии и разработали принципиально новую технологию изготовления трехмерных микросхем (5). В ходе экспериментов ученые добавили в состав стекла золото в концентрации один к десяти тысячам. Далее, фокусируя короткий лазерный импульс на определенных частях стеклянного блока, смещали атомы золота с их начальных позиций. На завершающем этапе при нагревании до 550 0С получалась сложная пространственная структура из крошечных золотых шариков. На демонстрации возможностей этой технологии было представлено изображение бабочки, состоящее из миллионов крошечных золотых гранул диаметром 7 нм каждая. Разработчики утверждают, что такая нанотехнология может быть использована для формирования проводников, электрических цепей и даже модулей памяти. Использование новых технологий даст возможность уйти от некоторых ограничений, накладываемых на существующие конструкции трехмерных электронных чипов, получаемых послойным наращиванием плоских микросхем, снизить их себестоимость и выпускать объемные элементы в массовом порядке.

Развитие конструкций и технологий в микроэлектронике идет в соответствии с объективно существующим законом развития технических систем: задачи, связанные с размещением или перемещением объектов, решаются переходом от точки к линии, от линии к плоскости, от плоскости к трехмерному пространству. (Интересно, а что будет дальше?) Думаю, что и печатным платам придется подчиниться этому закону. Потенциальная возможность реализации таких многоуровневых (бесконечноуровневых) печатных плат, имеется. Об этом свидетельствуют богатый опыт использования в производстве печатных плат лазерных технологий, не менее богатый опыт использования лазерной стереолитографии для формирования трехмерных объектов из полимеров, тенденция к увеличению термостойкости базовых материалов и т.д. Очевидно, такие изделия придется и назвать как-то иначе. Поскольку название "печатная плата" уже не будет отражать ни их внутреннего содержания, ни технологии изготовления.

Динамизация

Революционные преобразования в конструктивном исполнении печатных плат не ограничиваются объемными (статическими) преобразованиями. Хотя, придание динамичности внутреннему содержанию этого объема - один из вариантов ответа на вопрос, что же будет дальше. Перейдем к другой, более простой динамике. Для большинства людей печатная плата - это просто всего лишь жесткая пластинка. Иногда, для такой пластинки находят и другие применения, например используют в качестве подставки для чашечки кофе. Настоящее надругательство над продуктом современной электроники!

Жесткие печатные платы - самый массовый продукт, используемый в радиоэлектронике, о котором знают практически все. А о том, что существуют еще и гибкие печатные платы, знают преимущественно специалисты. Пример - так называемые гибкие печатные кабели. Такие печатные платы выполняют ограниченный объем функций (исключается функция подложки для радиоэлементов). Они служат для объединения обычных печатных плат, заменяя жгуты. Гибкие печатные платы приобретают эластичность благодаря тому, что их полимерная "подложка" находится в высокоэластическом состоянии. Гибкие печатные платы имеют 2 степени свободы. Их можно свернуть даже в ленту Мебиуса.

Одну или даже 2 степени свободы, но очень ограниченной свободы, можно придать и обычным жестким печатным платам, в которых полимерная матрица подложки находится в жестком - стеклообразном состоянии. Этого можно достичь, уменьшая толщину подложки. Так одним из преимуществ рельефных печатных плат, изготавливаемых из тонких диэлектриков, называют возможность придания им "округлости". Тем самым появляется возможность согласовать их форму и форму объектов (ракет, космических объектов и др.), в которые их можно поместить. Результат - существенная экономия внутреннего объема изделий.

Промежуточное положение между жесткими и гибкими печатными платами занимали "древние" печатные платы, состоящие их жестких элементов, складываемых подобно гармошке (3). Сложенное состояние таких "гармошек" вероятно и навело на мысль о создании многослойных печатных плат. Современные гибко-жесткие печатные платы реализованы иным способом. Речь идет преимущественно о многослойных печатных платах. В них можно совместить жесткие и гибкие слои. Если гибкие слои вывести за пределы жестких, можно получить печатную плату, состоящую из жесткого и гибкого фрагментов. Другой вариант - соединение двух жестких фрагментов гибким.

Классификация конструкций печатных плат, основанная на слойности их проводящего рисунка, охватывает большую часть конструкций печатных плат, но не всех. Например, для изготовления тканых монтажных плат или шлейфов оказалось пригодным не печатное полиграфическое, а ткацкое оборудование (6). Такие "печатные платы" уже имеют 3 степени свободы. Так же, как и обычная ткань, они могут принимать самые причудливые очертания и формы.

Тканые печатные платы по ряду причин пока не получили широкого распространения. А вот их "наследников" ожидает большое будущее. Это… пригодная для носки тканая материнская плата компьютера (7). Получить ткань, содержащую токопроводящие волокна и/или оптические волокна оказалось не так уж и сложно. Чуть сложнее оказалось встроить в нее датчики давления, температуры, чипы с датчиками вибрации и др. Не оставили без внимания "умную ткань" и разработчики электронных компонентов. Реальностью сегодняшнего дня стали полимерные транзисторы, изготавливаемые непосредственно на волокнах ткани. Такой же реальностью стали задачи совместимости процессоров и контроллеров различных "умных тканей" по отношению друг к другу, совместимости их программного обеспечения и т.д. Из таких "печатных плат" планируется изготавливать форму американского солдата будущего. Токопроводящие нити, вплетенные в такую ткань, смогут подводить энергию к датчикам, исполнительным механизмам и микроконтроллерам, вплетенным в ту же ткань. Программное обеспечение будет управлять связью внутри "тканой сети" (on-fabric network) и поддерживать передачу радиосигналов ПК, карманному компьютеру или сети Интернет.

Что дальше? Очевидно - жидкая в максимальной степени подвижная печатная плата. Биологический аналог - человеческий мозг. Если же объединить воедино "умную ткань" и "умную броню", то можно получить чуть более близкий аналог (прототип?). Умная броня - это ткань, пропитанная специальной жидкостью STF (Shear Thickening Fluid). Эластичность такой ткани является функцией от скорости механического воздействия на нее. Поэтому она может быть и жесткой, и мягкой Обычно - мягкой, иногда (когда это нужно) - жесткой (8).

Преодоление противоречий

История развития печатных плат, так же как и история развития техники вообще, - есть история неравномерного развития, история появления и разрешения противоречий. Несколько фрагментов из этой истории подробнее.

Печатные платы, изготавливаемые методом металлизации сквозных отверстий, несмотря на их широчайшее применение, обладают очень серьезным недостатком. С конструктивной точки зрения самое слабое звено таких печатных плат - места соединения металлизированных столбиков в переходных отверстиях и проводящих слоев (контактных площадок). Соединение металлизированного столбика и проводящего слоя идет по торцу контактной площадки. Длина такого соединения определяется толщиной медной фольги и обычно составляет 35 мкм и даже менее того. Гальванической металлизации стенок переходных отверстий предшествует стадия химической металлизации. Химическая медь в отличие от гальванической меди более рыхлая. Поэтому соединение металлизированного столбика с торцевой поверхностью контактной площадки происходит через промежуточный более слабый по прочностным характеристикам подслой химической меди. Коэффициент термического расширения стеклотекстолита гораздо больше, чем у меди. При переходе через температуру стеклования эпоксидной смолы разница резко возрастает. При термических ударах, которые по самым разным причинам испытывает печатная плата, это соединение подвергается очень большим механическим нагрузкам и … рвется. Как следствие разрывается электрическая цепь и нарушается работоспособность электрической схемы.

В многослойных печатных платах повышение надежности внутренних переходов достигается введением операции - подтрава (частичного удаления) диэлектрика в переходных отверстиях перед проведением металлизации. В этом случае соединение металлизированных столбиков с контактными площадками осуществляется не только по торцу, но и частично по внешним кольцевым зонам этих площадок.

Более высокой надежности металлизированных переходов многослойных печатных плат удалось добиться при использовании технологии изготовления многослойных печатных плат методом послойного наращивания. Соединения между проводящими элементами печатных слоев в этом способе осуществляются гальваническим наращиванием меди в отверстия слоя изоляции. В отличие от метода металлизации сквозных отверстий в данном случае переходные отверстия заполняются медью целиком. Площадь соединения между проводящими слоями становится гораздо больше, да и геометрия - иная. Разорвать такие соединения не так-то просто. И все-таки эта технология также далека от идеальности. Переход: гальваническая медь - химическая медь - гальваническая медь все равно остается.

Печатные платы, изготовленные методом металлизации сквозных отверстий должны выдерживать не менее 4 (многослойные не менее 3) перепаек. Рельефные печатные платы допускают гораздо большее число перепаек (до 50). По мнению разработчиков, металлизированные переходы в рельефных печатных платах не понижают, а даже повышают их надежность. Чем же вызван такой резкий качественный скачок? Ответ прост. В технологии изготовления рельефных печатных плат проводящие слои и соединяющие их металлизированные столбики реализуются в едином технологическом цикле (одновременно). Поэтому отсутствует переход: гальваническая медь - химическая медь - гальваническая медь. Но, такой высокий результат был получен в результате отказа от самой массовой технологии изготовления печатных плат, в результате перехода к другому конструктиву. Отказаться же от метода металлизации сквозных отверстий по многим причинам не желательно. Как же быть?

Ответственность за образование барьерного слоя на стыке торцов контактных площадок и металлизированных пистонов в основном ложится на технологов. Они же эту проблему смогли и разрешить. Революционные изменения в технологию изготовления печатных плат внесли методы прямой металлизации отверстий (9). Прямая металлизация отверстий исключает стадию химической металлизации, ограничиваясь только предварительной активацией поверхности. Причем процессы прямой металлизации реализуются таким образом, что проводящая пленка образуется только там, где это нужно - на поверхности диэлектрика. Как следствие, барьерный слой в металлизированных переходах печатных плат, изготовленных методом прямой металлизации отверстий, просто отсутствует. Не правда ли, красивый способ разрешения технического противоречия?

Используя терминологию ТРИЗ можно сказать, что в данном случае техническое противоречие задачи было разрешено стандартным методом (разнесение противоречивых требований в пространстве). Тот же метод, стал основой для преодоления технического противоречия другой изобретательской задачи, также имеющей отношение к металлизации переходных отверстий (10). Металлизируемые отверстия могут стать слабым звеном печатных плат по другой причине. Толщина покрытия стенок переходных отверстий в идеале должна быть равномерной по всей их высоте. Иначе вновь возникают проблемы с надежностью. Физико-химия процессов нанесения гальванических покрытий противодействует этому. Толщина покрытия в глубине отверстия обычно меньше, чем у поверхности. Причины самые разные: неравномерная плотность тока, катодная поляризация, недостаточная скорость обмена электролита и др. В современных печатных платах диаметр переходных металлизируемых отверстий уже перешагнул отметку 100 мкм, а соотношение высоты к диаметру отверстия в отдельных случаях достигает 20:1. Ситуация предельно усложнилась. Физические методы (использование ультразвука, увеличение интенсивности обмена жидкости в отверстиях печатных плат и др.) уже исчерпали свои возможности. Начинает играть существенную роль даже вязкость электролита. Как быть?

Традиционно эта задача решалась благодаря использованию электролитов с выравнивающими добавками, которые адсорбируются в тех областях, где выше плотность тока. Сорбция таких добавок пропорциональна плотности тока. Добавки создают барьерный слой, противодействуя избыточному осаждению гальванического покрытия на острых кромках и прилегающих к ним областях (ближе к поверхности печатной платы).

Иное решение этой задачи теоретически было известно давно, а практическое воплощение получило совсем недавно - после того, как был освоен промышленный выпуск импульсных источников питания большой мощности. Этот способ основан на использовании импульсного (реверсного) режима питания гальванических ванн. Большую часть времени подается прямой ток. При этом происходит осаждение покрытия. Меньшую часть времени подается обратный ток. При этом происходит растворение осажденного покрытия. Неравномерная плотность тока (больше у острых углов) в данном случае приносит только пользу. По этой причине растворение покрытия происходит в первую очередь и в большей степени у поверхности печатной платы. В этом техническом решении используется целый "букет" приемов разрешения технических противоречий: использовать частично избыточное действие, использовать вред в пользу, переход от непрерывного процесса к импульсному, сделать наоборот и др. Да и полученный результат соответствует этому "букету". При определенном сочетании продолжительности прямых и обратных импульсов даже имеется возможность получить толщину покрытия в глубине отверстия больше, чем у поверхности печатной платы. Поэтому такая технология оказалась незаменимой для заполнения металлом глухих переходных отверстий (достояния современных печатных плат), благодаря которым плотность межсоединений в печатных платах увеличивается примерно в два раза.

Проблемы, связанные с надежностью металлизированных переходов в печатных платах, носят локальный характер. Следовательно, противоречия, возникающие в процессе их развития, по отношению к печатным платам в целом также не носят всеобщего характера. Хотя, такие печатные платы и занимают львиную долю рынка всех печатных плат.

Всеобщий характер носят другие противоречия, с которыми уже в течение столетия с переменным успехом сражаются разработчики и изготовители печатных плат. Эти противоречия возникают в процессе микроминиатюризации печатных плат - линии развития печатных плат, вытекающей из действия закона перехода технических систем на микроуровень.

Переход на микроуровень

Главная тенденция развития современной электронной техники - стремление к микроминиатюризации и повышению функциональности ее компонентов. Постоянное совершенствование изделий микроэлектроники и рост степени интеграции микросхем сопровождаются постоянным ростом плотности расположения элементной базы. Увеличение плотности расположения элементной базы требует того же самого от проводников печатной платы - носителя этой элементной базы. В связи с этим возникает множество задач, которые необходимо решать. О двух таких задачах (проблемах) и способах их решения подробнее.

Первая проблема затрагивает область профессиональных интересов автора. Как обеспечить изоляцию в таких сверхупакованных печатных платах? Уровень изоляции однозначно связан с расстоянием между токопроводящими элементами. Чем оно меньше, тем абсолютные характеристики диэлектрических свойств подложки должны быть выше. А они уже сейчас на пределе. Кроме того, эти же диэлектрические характеристики также однозначно связаны с влажностью окружающей среды. Влага - неизбежно присутствует в окружающей среде. Чем выше влажность, тем диэлектрические характеристики хуже. Причем, при переходе "вниз" эта чувствительность повышается. Печатные платы превращаются в своеобразные датчики влажности окружающей среды. Как быть?

Самые первые способы изготовления печатных плат были основаны на приклеивании проводников из медной фольги к поверхности диэлектрической подложки. Предполагалось, что ширина проводников и зазоры между проводниками измеряются миллиметрами. В этом варианте такая технология была вполне работоспособной. Последующая миниатюризация электронной техники потребовала создания иных методов изготовления печатных плат, основные варианты которых (субтрактивные, аддитивные, полуаддитивные, комбинированные) используются и поныне. Использование таких технологий позволило реализовать печатные платы с размерами элементов, измеряемых десятыми долями миллиметра.

Достижение уровня разрешения в печатных платах примерно 0,1 мм (100 мкм) стало знаковым событием. С одной стороны произошел переход "вниз" еще на один порядок. С другой стороны произошел своеобразный качественный скачок. Почему? Диэлектрической подложкой большинства современных печатных плат является стеклотекстолит - слоистый пластик с полимерной матрицей, армированной стеклотканью. Уменьшение зазоров между проводниками печатной платы привело к тому, что они стали соизмеримы с толщиной стеклянных нитей или толщиной узлов переплетения этих нитей в стеклоткани. И ситуация, когда проводники "замыкаются" такими узелками стала вполне реальной. Как следствие, стало реальным образование своеобразных капилляров в стеклотекстолите, "замыкающих" эти проводники. Капилляры, в конечном счете, приводят к ухудшению уровня изоляции между проводниками печатных плат в условиях повышенной влажности. А если быть точнее, даже в условиях обычной влажности. Конденсация влаги в капиллярных структурах стеклотекстолита происходит даже в нормальных условиях. Влага всегда снижает уровень сопротивления изоляции.

Поскольку в современной радиоэлектронной аппаратуре такие печатные платы стали уже обыденностью, можно прийти к выводу, что разработчикам базовых материалов для печатных плат все же удалось разрешить эту проблему традиционными методами. А вот справятся ли они со следующим знаковым событием? Очередной качественный скачок уже произошел. В работе (11) рапортуется о том, что специалистами компании "Samsung" освоена технология изготовления печатных плат с шириной проводников и зазорами между ними 8 - 10 мкм. А ведь это уже толщина не стеклянной нити, а стекловолокна! Разнопотенциальные проводники в таких печатных платах могут "замыкаться" уже капиллярами, реализованными на границе раздела этих волокон и полимерной матрицы стеклотекстолита. Это проблема сегодняшнего дня.

Какой же следующий качественный скачок нам следует ожидать в ближайшем будущем? Если развитие в области конструирования базовых материалов для печатных плат не пойдет по иному сценарию, то ответ очевиден. Очередной переход количества в качество может произойти, когда зазоры между проводниками печатных плат сравняются с линейными размерами элементов надмолекулярной структуры полимерной матрицы. На первый взгляд не совсем понятно, о какой надмолекулярной структуре можно вести речь в трехмерных полимерах. В качестве полимерной матрицы в стеклотекстолитах используются пространственные (сшитые) полимеры с молекулярной массой близкой к бесконечности. Но механизм их образования такой, что предполагает наличие в конечном полимере областей с большей и с меньшей упорядоченностью и/или разряженностью полимерной сетки (12). Причем, чаще всего реализуются такие структуры, где своеобразные ядра имеют более высокую степень сшивки, а разделяющие их прослойки - меньшую. В образование неоднородностей полимерной сетки дополнительный вклад вносит еще и дефектность структурообразования, свойственная всем реальным полимерам.

Рискну заявить, что возможные варианты нетрадиционного решения этих сегодняшних и завтрашних проблем уже существуют. Это собственные разработки автора по полимеризационному наполнению диэлектрических подложек печатных плат. Суть этой технологии заключается в том, что макро- и микродефекты в диэлектрической подложке печатной платы заполняются жидкостью, которая при последующей термообработке способна превращаться в диэлектрик (полимер) с отличными электроизоляционными свойствами (13, 14). Как следствие, улучшаются и диэлектрические характеристики подложки в целом. Полимеризационное наполнение позволяет устранить (заполнить) дефектные полости, локализованные на границе раздела: стекло - эпоксидная смола в диэлектрических подложках печатных плат. Оказалось, что оно способно и на большие "подвиги". С таким же успехом полимеризационное наполнение позволяет устранять дефекты надмолекулярной структуры эпоксидной полимерной матрицы, те самые, которые будут лимитировать уровень диэлектрических свойств печатных плат завтрашнего дня.

Задача обеспечения изоляции в сверхмалых зазорах между проводниками настоящих и, особенно, будущих печатных плат сложна. Какими методами она будет решаться традиционными, либо нетрадиционными и будет ли решена - покажет время. Не менее сложна другая задача: как получить в печатных платах сверхмалые (сверхузкие) проводники. По целому ряду причин в технологиях изготовления печатных плат массовое использование получили субтрактивные методы. В субтрактивных методах рисунок электрической схемы формируется путем удаления ненужных фрагментов фольги. Пауль Эйслер отработал технологию травления медной фольги хлорным железом еще в годы второй мировой войны. "Cоавтором" этой технологии, очевидно, была его жена. Все эксперименты по отработке технологии проводились на кухне - на ее рабочем месте. Столь непритязательная технология используется радиолюбителями до сих пор. Промышленные технологии недалеко ушли от этой "кухонной" технологии. Разве что, изменился состав травильных растворов, и появились элементы автоматизации процесса.

Принципиальный недостаток абсолютно всех технологий травления заключается в том, что травление идет не только в желаемом направлении (по направлению к поверхности диэлектрика), но и в не желаемом в поперечном направлении. Боковой подтрав проводников соизмерим с толщиной медной фольги (около 70 %). Обычно вместо идеального профиля проводника получается гибоподобный профиль. Когда ширина проводников велика, а в самых простых печатных платах она измеряется даже миллиметрами, на боковой подтрав проводников попросту закрывают глаза. Если же ширина проводников соизмерима с их высотой или даже меньше ее (реалии сегодняшнего дня), то "боковые устремления" ставят под сомнение применимость таких технологий.

На практике величину бокового подтрава печатных проводников в какой то степени удается уменьшить. Это достигается увеличением скорости травления; использованием струйного облива (струи травителя совпадают с желаемым направлением - перпендикулярно плоскости листа); другими способами. Но, когда ширина проводника приближается к его высоте, эффективность таких усовершенствований становится явно недостаточной.

Шаг вперед позволило сделать использование в технологиях изготовления печатных плат базовых материалов с тонкомерной фольгой, например СТПА-5. Противоречивые требования к толщине фольги (должна быть толстой и должна быть тонкой) в данном случае было разрешено разнесением этих требований во времени. В момент травления толщина маленькая, следовательно, подтрав проводников невелик. Необходимая по конструктивным требованиям толщина проводника получается в результате последующего гальванического наращивания меди. Уменьшение толщины медной фольги от обычной (35 - 50 мкм) до 5 мкм позволило реализовать технологию изготовления печатных плат 4 - 5 классов точности. (4 классу точности соответствует ширина проводников и зазорам между ними 0,15 мм, 5 классу точности - 0,10 мм).

На практике боковой подтрав проводников в печатных платах получается чуть больше, чем он мог быть в идеальном случае. Причина этого заключается в том, что необходимо гарантированно удалить медь со всех "пробельных" мест печатной платы. Поэтому процесс травления приходится проводить чуть больше времени, чем это нужно. Увеличение времени травления, а, следовательно, и увеличение подтрава проводников связано и с другой реальностью. Установлено, что при травлении печатных плат методом струйного облива травящая жидкость располагается на поверхности печатной платы неравномерно. В центре печатной платы образуется своеобразная лужица. Как следствие, где-то (на переферии печатной платы или групповой заготовки) получается недотрав, а где-то (в центре) перетрав. Недавно появились сообщения о разработке высокоинтеллектуальных установок травления, в которых реализуется селективное струйное травление печатных плат. Подача травильной жидкости в отдельных форсунках регулируется с учетом образов печатных плат и их расположения в камере, заранее заложенных в память компьютера. На центральную часть заготовки подается меньше травящей жидкости, чем в периферийные зоны. Использование таких "умных" установок, очевидно, поможет еще на 10 - 20 % уменьшить конечную величину бокового подтрава проводников. А как же быть с 6 и 7 классами точности изготовления печатных плат?

Идеальный вариант - искать решение "на стороне". Почему бы не получить такую медную фольгу, скорость травления которой во взаимоперпендикулярных направлениях разнится? Вариантов решения этой задачи просматривается много. На первый взгляд, достаточно реализовать анизотропную кристаллическую структуру меди в фольге. Но, увы, такой подход пока еще не реализован на практике. Другой вариант , - использовать анизотропные травители. В микротехнологиях (в микроэлектронике) такие травители (anisotropic etching) реалии сегодняшнего дня (15).

Одно из решений этой задачи было предложено в СССР Ф.П. Галецким еще в 1982 году (16). Речь идет о технологии изготовления печатных плат методом ПАФОС (полностью аддитивное формирование отдельных слоев). В этой технологии проводящий рисунок сначала формируется на временных носителях - листах из нержавеющей стали, поверхность которых покрывается гальванически осажденной медной шиной. На этих листах формируется защитный рельеф пленочного фоторезиста. Проводники получают гальваническим осаждением тонкого слоя никеля и меди во вскрытые в фоторезисте рельефы. После удаления пленочного фоторезиста проводящий рисунок впрессовывается в диэлектрик. Прессованный слой вместе с медной шиной механически отделяется от поверхности временных носителей. В слоях без межслойных переходов медная шина стравливается. При изготовлении двухсторонних слоев с межслойными переходами (двухсторонних печатных плат) перед травлением медной шины создаются межслойные переходы посредством металлизации отверстий.

Преимущество этого метода заключается в том, что проводящий рисунок, утопленный в диэлектрик и защищенный сверху слоем никеля, при удалении медной шины не подвергается травлению. Поэтому форма, размеры и точность проводящего рисунка определяются рисунком рельефа, который использовался для получения проводников, то есть процессами фотолитографии. Профиль проводников, получаемых по этой технологии, близок к идеальному. В данной технологии центр тяжести при решении задачи смещается из области химии, а травление - это химический процесс, в область фотолитографии. Достижения в области фотолитографии и лазерного экспонирования позволяют реализовать в печатных платах проводники и зазоры между ними величиной 50 мкм и менее. Работы Ф.П. Галецкого в какой то степени опередили свое время. Упоминаемые выше современные достижения специалистов компании "Samsung" (8 - 10 мкм) реализуются по технологии, которая как две капли воды похожа на метод ПАФОС.

Еще более высокий уровень разрешения можно получить, используя иные физические или физико-химические методы, активно используемые в микроэлектронике. Это сфокусированные лучи: электронный (Electron Beam Machining), лазерный (Laser Beam Machining), ионный (Ion Beam Machining). Это микроэлектроэрозионная (Micro Electro Discharge Machining) или микроэлектрохимическая (Micro Electro Chemical Machining) обработка (15). Лазерное гравирование уже используется в технологиях изготовления печатных плат, но из-за дороговизны процесса пока это всего лишь экзотика.

Местное качество

Прием разрешения технических противоречий "использовать местное качество" в отличие от других более удачливых не подрос до уровня закона развития технических систем. Но, еще не вечер…

Чаще всего применение этого приема диктуется экономическими факторами. Он широко используется изготовителями базовых материалов (диэлектрических подложек) для печатных плат в стремлении удешевить свою продукцию. Это стремление материализуется следующим образом: материалы (компоненты) улучшенного качества используются там, где это больше всего нужно. Так в стеклотекстолитах стеклоткань используется только в поверхностном слое, а для наполнения внутренних слоев применяют более дешевый стеклохолст (2). Другой вариант - ближе к поверхности используется стеклоткань более высокого качества, чем во внутренних слоях и т.д.

В современных многослойных печатных платах для изготовления наружных слоев используются диэлектрики с иным полимерным связующим (полиимид), чем во внутренних слоях (эпоксидная смола). В данном случае причины реализации именно такого технического решения диаметрально противоположны. Это решение только удорожает печатную плату, но… дает множество других полезных преимуществ имеющих прямое отношение к таким понятиям, как микроминиатюризация и интеграция.

Отнюдь не экономическими причинами руководствовался и автор, разрабатывая технологию полимеризационного наполнения подложек печатных плат. Получение технического эффекта было главной целью этой разработки. А еще точнее - получение максимального эффекта при минимальных затратах, минимальных изменениях в технической системе. Полимеризационное наполнение значительно улучшает диэлектрические характеристики подложки печатной платы. Всегда ли, а точнее везде ли это нужно? В одно и/или двухсторонних печатных платах за обеспечение необходимого уровня сопротивления изоляции максимальную ответственность несет поверхностный слой стеклотекстолита. Обеспечение максимального уровня поверхностного сопротивления изоляции гораздо важнее, чем обеспечение максимального уровня объемного сопротивления изоляции. Исходя из этого факта, изготовители базовых материалов экономят на качестве материалов, используемых для их "внутренней начинки". Исходя из этого же факта и по целому ряду других причин, полимеризационное наполнение используется также для "улучшения" поверхностного слоя диэлектрической подложки.

В многослойных печатных платах очень важно обеспечить высокий уровень сопротивления изоляции между питающими слоями и пронизывающими их металлизированными переходными отверстиями. С учетом этого полимеризационное наполнение может осуществляться на стадии, предшествующей металлизации этих отверстий. При этом "усиление" диэлектрической подложки происходит вновь избирательно в кольцевых зонах вокруг переходных отверстий - именно там, где это больше всего нужно. Можно привести еще много других примеров, но собственные технические решения, думаю, гораздо убедительнее.

Прогноз (на этот раз не из области печатных плат): не пора ли подумать о повышении статуса этого приема?

Повышение идеальности

Прекрасными иллюстрациями действия закона повышения идеальности технических систем, являются современные тенденции развития оборудования для прессования многослойных печатных плат. Для печатных плат это надсистема, но все же… Так в работе (17) отмечается, что наблюдается постепенный переход на прессование многослойных печатных плат без прессформ. Это позволяют делать системы совмещения слоев с бондажированием пакета слоев. Прессформы нет, а функция выполняется. Появилась новая система нагрева - нагрев непрерывной ленты фольги внешних слоев многослойной печатной платы, по которой пропускают большие токи (до 2000 А). Используются внутренние ресурсы системы. Нагревателя, как такового нет, а функция нагрева выполняется.

Повешение идеальности наблюдается и в самих печатных платах. Увеличивается их функциональность. В соответствии с законом повышения идеальности технических систем наблюдается процесс сращивания (интегрирования) печатных плат и элементной базы. Некоторые элементы электрических схем (индуктивности, емкости, сопротивления) изготавливаются методами печати непосредственно в процессе изготовления печатных плат. В частных случаях (для получения на внутренних слоях многослойных печатных плат резисторов) используют специальную двухслойную фольгу, состоящую из меди и резистивного материала. Идеальность этого решения заключается в том, что планарные радиоэлементы получаются одновременно с формированием рисунка схемы (само собой), не требуя дополнительных материальных и трудовых затрат. Выполнение многоуровневых межсоединений в многослойных структурах современных печатных плат (сквозных, слепых, глухих) позволяет увеличить коэффициент использования площади внутренних слоев многослойных печатных плат и разместить эти элементы внутри печатной платы.

Дальнейшим развитием этого процесса стало встраивание в печатные платы кристаллов микросхем с обеспечением нужных межсоединений, сенсорных датчиков, микродатчиков магнитного потока (18 - 20). Еще более эффективным и, главное, гораздо более завершенным процессом стало встраивание элементной базы в самый современный вариант печатной платы - в "умную ткань" (смотрите выше). В данном случае удалось от фрагментарного введения в печатную плату отдельных радиоэлементов перейти к функционально законченному изделию.

Дробление - объединение

Микроминиатюризация и интеграция (дробление и объединение) - два противоположных процесса, которые, как это ни странно, осуществляются в радиоэлектронике в единых временных рамках. В первую очередь такое странное сочетание характерно для изделий микроэлектроники, тех изделий, носителями которых являются печатные платы. На первый взгляд одно - исключает другое. На второй одно - дополняет другое. Уровень разрешения изделий микроэлектроники измеряется уже нанометрами. Как следствие в небольшом объеме удается разместить все больше и больше функционально законченных электрических схем.

"Сборка" электрических схем из отдельных радиоэлементов, похоже, уже канула в лета. Передатчики, приемники, усилители и др. крупные "блоки" электронных схем могут быть реализованы в пределах одной микросхемы. Индивидуальные радиоэлементы используются преимущественно для согласования их характеристик. Реальностью сегодняшнего дня становится реализация в пределах одной микросхемы функционально законченных устройств - устройств, характеризующихся комплексом потребительских свойств (компьютеров, сотовых телефонов и др.).

Согласование - рассогласование

Остановимся преимущественно на первой части этого закона. В печатных платах она наиболее актуальна. Печатная плата - совокупность множества материалов, обладающих различными физическими свойствами, согласовать которые хочешь этого или не хочешь - необходимо. Фольгированный стеклотекстолит (исходный материал для получения большинства печатных плат) состоит как минимум из трех материалов с диаметрально противоположными свойствами: медь (металл), эпоксидная смола (полимер), стекло (смесь неорганических соединений).

Для того, чтобы печатная плата была способна удовлетворять множеству требований, эти материалы и/или свойства этих материалов следует согласовать. А это непростая задача, поскольку требования зачастую противоречат друг другу. Более того, улучшение какой-то одной характеристики, как правило, ведет к ухудшению другой характеристики диэлектрика.

Использование наполнителей позволило значительно улучшить физико-механические свойства подложки. Использование в качестве наполнителя слоев стеклоткани, а не просто стекловолокна, позволило существенно уменьшить коэффициент термического расширения (КТР) стеклотекстолита в плоскости листа. Поэтому разрывы проводников печатных плат, лежащих "в плоскости" - большая редкость. В направлении, перпендикулярном плоскости листа, остаются несвязанные прослойки из эпоксидной смолы не связанные стеклотканью. Поэтому КТР стеклотекстолита в этом направлении значительно больше. Кроме того, этот коэффициент существенно увеличивается при температуре выше температуры стеклования эпоксидной смолы. Как следствие, при термических ударах очень сильно расширяющийся стеклотекстолит разрывает значительно менее склонный к расширению металлизированный столбик, связывающий проводники на двух сторонах печатной платы, а в многослойных печатных платах еще и внутренние слои. Для решения этой задачи используются традиционные решения - стремятся как можно выше поднять температуру стеклования полимерной матрицы (эпоксидной смолы). Однако желаемого уровня согласования в этом направление пока не получено.

Принципиально новый подход - использование в качестве наполнителя полимерной матрицы подложки… полимера. Полимерный наполнитель (волокна ароматического полиамида - кевлара) в продольном направлении имеет даже отрицательный по отношению к полимерной матрице подложки КТР (21). При использовании таких базовых материалов удается получить высокую стабильность линейных размеров слоев, из которых изготавливаются многослойные печатные платы. А это очень важно для очень сложных и насыщенных печатных плат. Таким способом удается снять элементы рассогласования отдельных слоев многослойных печатных плат, вносимые неизбежными колебаниями температуры окружающей среды. К сожалению, в другом направлении (перпендикулярно плоскости листа) использование в качестве наполнителя кевлара проблемы несогласованности КТР не снимает.

Не снимает оно и другой проблемы - общей для всех композиционных материалов: наличие границы раздела фаз, а, следовательно, и наличие макро- и микродефектов на этой границе. Как следствие, для таких материалов характерны пористость, повышенное водопоглощение и на финише значительное снижение диэлектрических характеристик, особенно, при повышенной влажности окружающей среды. Согласование (связывание) полимерной матрицы и наполнителя обычно осуществляется с использованием веществ-посредников (аппретов) (22). В общем случае это химические соединения, содержащие как минимум две функциональные группы, одна из которых способна взаимодействовать с наполнителем, а другая - с полимерной матрицей. В лучшем варианте природа этого взаимодействия - химическая связь. Вновь о полимеризационном наполнении. Его использование позволяет повысить эффективность этого взаимодействия не на химическом, а на топологическом уровне. В основе такого взаимодействия лежит образование взаимопроникающих полимерных сеток полимера наполнителя и полимерной матрицы диэлектрической подложки печатной платы (23). Химических связей нет, а чтобы разъединить эти две полимерные сетки химические связи все-таки нужно порвать!

До сих пор мы говорили о внутренних проблемах печатных плат. Не меньше, а даже больше проблем у печатных плат возникает в связи с необходимостью согласования с надсистемой и в первую очередь с элементной базой. Согласование КТР радиоэлементов (особенно элементов для поверхностного монтажа) и КТР подложки печатной платы не менее сложная задача, чем внутренние согласования в самой печатной плате.

Надсистема диктует свои условия печатным платам. Микроминиатюризация элементной базы привела к тому, что печатные платы изменились не только внешне, но и внутренне. О внешних изменениях мы уже говорили. Проводники печатных плат и зазоры между ними приходится рассматривать уже под микроскопом. Но этого оказалось явно недостаточно. Произошли и серьезные внутренние изменения (24). Появление элементной базы в микрокорпусах с малым шагом выводов потребовало создания высокоплотных многослойных печатных плат (high density printed circuit). В конструкциях печатных плат появились глухие микропереходы (bliend microvia), внутренние или скрытые микропереходы (buriend microvia), скрытые сквозные металлизированные отверстия. Глухие микропереходы выполняются между наружным и ближайшими внутренними (перераспределительными) слоями, а скрытые микропереходы и скрытые сквозные отверстия - между внутренними слоями многослойных печатных плат.

Изменения в конструкциях потребовали проведения изменений в технологиях их изготовления. Для изготовления высокоинтегрированных многослойных печатных плат используется технология наращивания (built-up technology). Эта технология является комбинацией методов металлизации сквозных отверстий и послойного наращивания. Основа этой технологии - изготовление многослойной печатной платы и наращивание на нее последовательности слоев с микропереходами. Так, структура "2 + 4 + 2" означает, что на основу (4-х слойную печатную плату) с обеих сторон наращено по два слоя с микропереходами.

Технология наращивания обеспечила большую экономию площади для трассировки благодаря:

- малой ширине проводников внутренних слоев,

- малым диаметрам микроотверстий,

- разнообразию вариантов размещения глухих и скрытых отверстий,

- размещению глухих отверстий в контактных площадках, на которые монтируются элементы,

- использованию для коммутации элементной базы в микрокорпусах (BGA, CSP, COB) не только наружных, но и ближайших внутренних слоев.

Проявление закона согласования - рассогласования можно рассмотреть и на ином уровне. Применение элементов поверхностного монтажа (SMD-компонентов) позволило уменьшить толщину печатных узлов и тем самым уменьшить габариты изделий электронной техники. На этом фоне в прямом и переносном смысле выделялись трансформаторы и дроссели. В соответствии с тем же законом изобретатели "постучали по приподнятым шляпкам этих гвоздей". В результате появились планарные трансформаторы, в которых многослойные печатные платы заменили проволочные обмотки (25).

Где-то далеко

К чему же может привести раздельное и/или совместное действие законов развития технических систем? С отдельными законами разобраться проще. А вот что получится в итоге наложения тенденций, соответствующих разным законам развития, число которых на данный момент уже приближается к двадцати (26), - задача со многими неизвестными. Развитие событий по каждой отдельной линии может происходить с разной скоростью. Не исключены и резкие отклонения (повороты) в том или ином направлении, связанные с новыми, еще не существующими изобретениями и открытиями. А развитие таких направлений, как, например нанотехнология, делает вполне реальными любые самые нереальные на данный момент явления и эффекты. К сожалению, на развитие событий в технике оказывает существенное влияние еще и человеческий (субъективный) фактор. Но, несмотря на это, попробуем все-таки спрогнозировать основные тенденции развития печатных плат.

Из рассмотрения последовательности: точка - линия - плоскость - объем, следует, что большая часть объектов нашего исследования находится на финишной стадии (объем) в состоянии раздумья: " Что же делать дальше?". Мы же можем им подсказать, что неплохо было бы перейти от пространственно упорядоченной (плоскостной) компоновки ее основных элементов (проводников) к хаотичному расположению. Другой (или параллельный?) вариант развития событий - придание динамичности внутреннему объему печатных плат.

А еще лучше - придать динамичность и поверхности, ограничивающей объем печатных плат. К максимально подвижным (жидким печатным платам) подводит нас логика развития событий в области повышения динамичности печатных плат. Это отдаленная перспектива. Чуть более приближена к настоящему дню комбинация из предельно гибких тканых печатных плат и жидкого наполнителя. Кстати, похожий вариант уже был опробован автором на практике в обычных (твердых) печатных платах (27). Свободный внутренний объем (пористость) печатных плат заполнялась жидким диэлектриком. Тем самым уменьшались водопоглощение и улучшались диэлектрические характеристики подложки печатной платы. Гибкими такие печатные платы не становились, а вот их влагостойкость, так необходимая при эксплуатации в жестких условиях, существенно повышалась.

На данном этапе развития объектов исследования уже реально происходит размывание границы между двумя понятиями "печатная плата" и "печатный узел". Радиоэлементы стремятся внутрь печатной платы, а печатная плата, приспосабливаясь (согласуясь) с этим устремлением, поглощает их. Это направление развития соответствует закону повышения идеальности технических систем. Отдаленная перспектива очевидна - слияние печатных плат и изделий микроэлектроники в единое целое.

Сочетание двух противоположных процессов: микроминиатюризация и интеграция (дробление - объединение) приводит к тому, что все более сложные законченные функциональные устройства могут быть реализованы в пределах изделий микроэлектроники. В данном варианте развития событий печатная плата в какой-то степени даже исчезает. Отпадает необходимость в одной из основных ее функций - осуществление электрических соединений между радиоэлементами. Носителем функционально законченной микросборки в принципе может быть любой конструктивный элемент.

К такому же выводу можно прийти, основываясь в своих рассуждениях вновь на действии закона повышения идеальности технических систем. Формулировка идеального конечного результата (ИКР) будет такова: печатной платы нет, а ее функция выполняется…

Микроминиатюризация, а в последнее время даже наноминиатюризация, стали достоянием современной электроники. Процесс наноминиатюризации печатных плат видимо не имеет предела. На данный момент отдельные элементы печатных плат измеряются уже микронами - находятся на подступах к нанометрам. Впереди - область, занятая ныне микроэлектроникой. Не пройдет и десяток лет, как продукты микроэлектроники освободят эту нишу для своих носителей. А для освоения этой ниши, очевидно, придется использовать материалы, конструкции и технологии, заимствованные из производства микросхем.

Что же дальше? Да, как это ни печально, но в отдаленной перспективе понятие печатная плата в современном понимании этого слова видимо исчезнет. В перспективе виден гибрид, облик которого гораздо ближе к изделию микроэлектроники, чем к печатной плате в современном ее виде.

А если смотреть дальше, то и изделия современной твердотельной микроэлектроники ждут нелегкие времена. Закон Мура, согласно которому плотность упаковки элементов микроэлектроники должна удваиваться каждые 1,5 - 2 года, уже не выполняется. 65-нанометровые технологии стали реальностью микроэлектроники сегодняшнего дня (28). Но разработчики электроники уже давно мысленно находятся в иных "мирах" Взоры направлены на химические, биологические и иные устройства, реализуемые на уровне атомов и молекул.

Поэтому, если смотреть еще дальше, то можно прийти и к той самой точке, которую мы пропустили выше, рассматривая историю пространственного развития печатных плат сразу с линии. Потомки печатных плат в своем эволюционированном виде могут превратиться в точку, завершив тем самым эволюционную петлю своего развития.

Профессия "технолог" - быть или не быть?

Суждено ли превратиться в точку или же даже в отрицательную величину созидателю этой сложнейшей техники - человеку? Вытеснение человека из технических систем (в данном случае из технической системы производства печатных плат) происходит повсеместно. Автоматизация технологических процессов - веление времени. И никого этим не удивить. Гораздо интереснее иной аспект этой проблемы.

Дело в том, что в основе большей части технологий изготовления печатных плат лежат так называемые "мокрые" процессы (нанесение гальванических покрытий, нанесение химических покрытий, травление и др.). В большинстве своем это очень сложные нестационарные химические процессы. Технологические параметры (в первую очередь концентрации полезных и вредных составляющих растворов) изменяются во времени и очень быстро. Особенно это характерно для процессов химической металлизации, основа которых - окислительно-восстановительные реакции. Следовательно, необходим постоянный контроль технологических растворов по множеству параметров и постоянная их корректировка. Умная автоматика не всегда способна справиться с такой задачей. Тогда к ней на помощь приходит человек - технолог. Главная задача этого человека - обеспечить на выходе гарантированно высокое качество продукции (в данном случае печатных плат). Для этого ему приходится использовать свой интеллект.

В последние годы за рубежом прослеживается тенденция перехода на так называемые "концентраты". Поставляются концентраты с кодовыми названиями А, В и т.д. Что представляют собой эти А и В по химическому и компонентному составу - обычно не указывается. Дается инструкция, как ими пользоваться. Гарантируется, что при правильном ее применении технологический процесс может осуществляться долго, устойчиво и практически без вмешательства человека. Смешать в нужном соотношении А и В и загрузить в автоматическую линию способен кто угодно. Как следствие, надобность в интеллекте - исчезает. Аналогичные тенденции начинают прослеживаться и в России. Зарубежные технологии, как сорока на хвосте, приносят их к нам. Поэтому делается вывод, что необходимость в такой профессии, как технолог, за рубежом уже отпала, а в ближайшем будущем "рудиментарный отросток" видимо отпадет и у нас (8). Так ли это?

Действительно, вытеснение человека из технологического процесса (как он будет называться, если технологов не будет?) соответствует объективным законам развития техники. А вот исчезнут ли они вообще, как класс, это вопрос спорный.

Дело в том, что интеллектуальный вклад в технологию в данном случае "делается заранее" - на стадии разработки этой технологии (в другой надсистеме). А закон вытеснения человека из технических систем в целом все равно соблюдается. Правда, не в идеальном варианте, а на уровне "шаг назад от ИКР". Технологи остаются в надсистеме - на уровне разработки технологий. Но это очень высококвалифицированные технологи. Как следствие, численность этой "популяции" становится значительно меньше, а качество выше.

Мой прогноз: профессии "технолог" - быть!

Литература

1. Политехнический словарь. Редкол.: А.Ю. Ишлинский и др. - М.: Советская энциклопедия, 1989.

2. Медведев А.М. Печатные платы. Конструкции и материалы. - М.: Техносфера, 2005.

3. Из истории технологий печатных плат. Электроника: НТБ, 2004, № 5.

4. Новинки электронной техники. Фирма Intel возвещает эру трехмерных транзисторов. Альтернатива традиционным планарным приборам // Электроника-НТБ, 2002, № 6.

5. Истинно трехмерные микросхемы - первое приближение // Компоненты и технологии, 2004, № 4.

6. Мокеев М.Н., Лапин М.С. Технологические процессы и системы производства тканых монтажных плат и шлейфов. - Л.: ЛДНТП., 1988.

7. Володарский О. Мне идет этот компьютер? Электроника, вплетенная в ткань, становится модной // Электроника: НТБ, 2003, № 8.

8. Http://www.news.pravda.ru/index.html

9. Медведев А.М. Технология производства печатных плат. - М.: Техносфера, 2005.

10. Медведев А.М. Импульсная металлизация печатных плат // Компоненты и технологии. Приложение: Технологии в электронной промышленности, 2005, № 4.

11. Ватанабе Риочи. Замечательная идея от фирмы Samsung // Компоненты и технологии. Приложение: Технологии в электронной промышленности, 2005, № 5.

12. Химическая энциклопедия: в 5 т.: т. 4 / Редкол.: Зефиров Н.С. и др. - М.: Большая Российская энцикл., 1995.

13. Http://www.urazaev.narod.ru

14. Уразаев В.Г. Влагозащита печатных узлов. - М.: Техносфера, 2006.

15. Цветков Ю. Микротехнология - универсальная основа производства современной электроники // Компоненты и технологии. Приложение? Технологии в электронной промышленности, 2005, № 4.

16. Галецкий Ф.П. Способ изготовления многослойных печатных плат. А.с. СССР № 970737, 1982.

17. Медведев А.М. Оборудование для производства печатных плат. По стендам "Экспо-Электроники 2002" // Электронные компоненты, 2002, № 4.

18. Медведев А.М. Летняя конференция - 2005 Европейского института печатных схем // Компоненты и технологии. Приложение: Технологии в электронной промышленности, 2005, № 4.

19. Http://lmis2.epfl.ch/articles/pdt/16.pdf

20. Ляйзинг Г., Штар Й. Тенденции развития печатных плат // Компоненты и технологии. Приложение: Технологии в электронной промышленности, 2005, № 5.

21. Http://www.fashionlook.ru/glossary/index.phtml?fnt=show&id=108

22. Справочник по композиционным материалам. Под ред. Д. Любина. Пер. с англ. - М.: Машиностроение, 1988.

23. Уразаев В.Г. Все взаимопроникает, все… // Компоненты и технологии. Приложение: Технологии в электронной промышленности, 2005, № 1.

24. Пирогова Е.В. Проектирование и технология печатных плат. - М.: Форум, 2004.

25. Макаров В., Рушихин А. Применение планарных трансформаторов и плат на алюминиевой подложке в современных импульсных источниках электропитания. Компоненты и технологии. Приложение: Силовая электроника, 2004, № 1.

26. Петров В. Серия статей "Законы развития систем" // Http://www.trizland.ru/trizba.php?id=108

27. Уразаев В.Г. Влагозащита печатного монтажа. Обзор методов // Http://www.ELECTRONICS.ru/244.html

28. Алферов Ж.И. Полупроводниковая электроника в России. Состояние и перспективы развития // Электроника: НТБ, 2003, № 4. -

Обсуждение

Другие материалы

© 2008 ООО «Электроконнект»

-

О компании

-

Контакты

-

Срочное изготовление печатных плат

-

Комплектация и монтаж печатных плат

-

e-mail: order@pselectro.ru

Design by NooLab