Теоретические сведения.

Практическая работа №3,4

ТЕМА. Разработка технологического процесса изготовления печатной платы

Цель работы. Разработать технологический процесс изготовления печатной платы

Теоретические сведения.

1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПЕЧАТНЫМ ПЛАТАМ

Печатные платы — это элементы конструкции, которые состоят из плоских проводников в виде участков металлизированного покрытия, размещенных на диэлектрическом основании и обеспечивающих соединение элементов электрической цепи. Они получили широкое распространение в производстве модулей, ячеек и блоков РЭА благодаря следующим преимуществам по сравнению с традиционным монтажом проводниками и кабелями: 1) увеличение плотности монтажных соединений и возможность микроминиатюризации изделий; 2) получение печатных проводников, экранирующих поверхностей и ЭРЭ в одном технологическом

цикле; 3) гарантированная стабильность и повторяемость электрических характеристик (проводимости, паразитных емкости и индуктивности); 4) повышенная стойкость к климатическим и механическим воздействиям; 5) унификация и стандартизация конструктивных и технологических решений; 6) увеличение надежности; 7) возможность комплексной автоматизации монтажно-сборочных и контрольно-регулировочных работ; 8) снижение трудоемкости, материалоемкости и себестоимости. К недостаткам следует отнести сложность внесения изменений в конструкцию и ограниченную ремонтопригодность. Элементами ПП являются диэлектрическое основание, металлическое покрытие в виде рисунка печатных проводников и контактных площадок, монтажные и фиксирующие отверстия. Они должны соответствовать требованиям ГОСТ 23752-86 и отраслевых стандартов. Диэлектрическое основание ПП или МПП должно быть однородным по цвету, монолитным по структуре и не иметь внутренних пузырей и раковин, посторонних включений, сколов, трещин и расслоений. Допускаются одиночные вкрапления металла, царапины, следы от удаления одиночных невытравленных участков, точечное и контурное просветление, проявление структуры материала,

которые не ухудшают электрических параметров ПП и не уменьшают минимально допустимых расстояний между элементами проводящего рисунка. Проводящий рисунок ПП должен быть четким, с ровными краями, без вздутии, отслоений, подтравливания, разрывов, темных пятен, следов инструмента и остатков технологических, материалов. Допускаются: 1) отдельные местные протравы не более 5 точек на 1 дм2 ПП при условии, что оставшаяся ширина проводника соответствует минимально допустимой по чертежу; 2) риски глубиной не более 25 мкм и длиной до 6 мм; 3) отслоения проводника в одном месте на длине не более 4 мм; 4) остатки металлизации на пробельных участках ПП, не уменьшающие допустимых расстояний между элементами.

Для повышения коррозионной стойкости и улучшения паяемости на поверхность проводящего рисунка наносят электролитическое покрытие, которое должно быть сплошным, без разрывов,

отслоений и подгаров. В отдельных случаях допускаются: 1) участки без покрытия площадью не более 2 мм2 на 1 проводник, но не более 5 на плате; 2) местные наросты высотой не более 0,2 мм;

3) потемнение и неоднородность цвета покрытия, не ухудшающие паяемость; 4) отсутствие покрытия на торцах проводников. При наличии на печатных проводниках критических дефектов

их дублируют объемными (не более 5 проводников для плат размером до 120X180 мм и 10 проводников для плат размером свыше 120X180 мм) .

Монтажные и фиксирующие отверстия должны быть расположены в соответствии с требованиями чертежа и иметь допустимые отклонения, определяемые классом точности ПП. Для повышения

надежности паяных соединений внутреннюю поверхность монтажных отверстий покрывают слоем меди толщиной не менее 25 мкм.

Покрытие должно быть сплошным, без включений, пластичным, с мелкокристаллической структурой и прочно сцепленным с диэлектрическим основанием. Оно должно выдержать токовую нагрузку 250 А/мм2 в течение 3 с при нагрузке на контакты 1 ... . . . 1,5 Н и четыре (для МПП — три) перепайки выводов без изменения внешнего вида, подгаров и отслоений. После циклического воздействия изменения температур сопротивление перехода металлизированного отверстия не должно отличаться более чем на 20% от значения сопротивления в нормальных климатических условиях. Допускаются в отверстиях точечные неметаллизированные участки диаметром не более 0,2 мм. Число таких отверстий на плате не должно превышать 0,3% от общего числа. При недопустимом повреждении металлизированные отверстия восстанавливают с помощью пустотелых заклепок, и их число не должно превышать 2% от общего числа отверстий, но не более 10 шт. на ПП. Переходные несквозные металлизированные отверстия между наружными и внутренними слоями МПП должны быть заполнены смолой в процессе прессования, которая не должна иметь газовых включений и натекать на контактные площадки. Контактные площадки представляют собой участки металлического покрытия, которые соединяют печатные проводники с металлизацией монтажных отверстий. Их площадь должна быть такой, чтобы не было разрывов при сверлении и остался гарантийный поясок меди шириной не менее 50 мкм. Разрывы контактных площадок не допускаются, так как при этом уменьшаются токонесущая

способность проводников и адгезия к диэлектрику. Допускается частичное отслоение отдельных (до 2%) контактных площадок вне зоны проводников и их ремонт с помощью эпоксидного

клея. Контактные площадки монтажных отверстий должны равномерно смачиваться припоем за время 3 ... 5 с и выдерживать не менее трех (МПП — двух)' перепаек без расслоения диэлектрика,

вздутий и отслаивания.

Технологический процесс изготовления ПП не должен ухудшать электрофизические и механические свойства применяемых конструкционных материалов. Сопротивление .изоляции между двумя рядом расположенными элементами ПП при минимальном расстоянии между ними 0,2 ... 0,4 мм не должно быть для стеклотекстолита меньше: а) 10 000 МОм при нормальных климатических условиях (температура 25±1°С, относительная влажность 65+15%, атмосферное давление 96 ... 104 кПа); б) 1000 Мом после воздействия (2 ч) температуры —60±2°С и 300 МОм после воздействия (2 ч) температуры ±85+2 °С; в) 20 МОм после пребывания 4 сут. в камере с относительной влажностью 93+3 % при температуре 40+2 °С, 5 МОм —после 10 сут. и 1 МОм—после 21 сут.; восстановление первоначального значения сопротивления изоляции должно происходить в течение суток. Электрическая прочность изоляции при том же расстоянии между элементами проводящего рисунка не нарушается при напряжениях: 700 В в нормальных условиях; 500 В после воздействия относительной влажности 93±3% при температуре 40+2°С в течение 2 сут.; 350 и 150 В после воздействия пониженного давления 53,6 и 0,67 кПа соответственно. Для внутренних слоев МПП указанные значения испытательного напряжения увеличиваются на 15%.

В процессе производства возникает деформация ПП, которая приводит к их изгибу и скручиванию, затрудняющих последующую сборку. Величина деформации определяется механической прочностью фольгированных диэлектриков, характером напряженного состояния после стравливания фольги, правильностью режимов нагрева и охлаждения. На платах толщиной 0,8 мм и менее деформация не контролируется, при толщинах 1,5 ... 3 мм деформация на 100 мм длины не должна превышать, мм: для МПП — 0,4 . . . 0,5, для ДПП на стеклотекстолите—0,5.. .0,8, на гетинаксе — 0,5.. .0,9, для ОПП на стеклотекстолите — 0,6.. .0,9, на гетинаксе — 0,6. ..1,5. При воздействии на ПП повышенной температуры 260 ... 290°С в течение 10 с не должно наблюдаться разрывов проводящего покрытия, отслоений от диэлектрического основания.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ И МЕТОДОВ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

В зависимости от числа нанесенных печатных проводящих слоев ПП разделяются па одно-, двусторонние и многослойные. Односторонние печатные платы (ОПП) выполняются на слоистом прессованном или рельефном литом основании без металлизации или с металлизацией монтажных отверстий. Платы па слоистом диэлектрике просты по конструкции п экономичны в изготовлении. Их применяют для монтажа бытовой радиоаппаратуры, блоков питания и устройств техники связи. Низкие затраты, высокие технологичность и нагревостойкость имеют рельефные (трехмерные) литые ПП, на одной стороне которых расположены элементы печатного монтажа, а на другой — объемные элементы (корпуса соединителей, периферийная арматура для крепления деталей и ЭРЭ, теплоотводы и др.). В этих платах за один технологический цикл получается вся конструкция с монтажными отверстиями и специальными углублениями для расположения ЭРЭ, монтируемых на поверхность. В настоящее время технология рельефных ПП интенсивно развивается.

Двусторонние печатные платы (ДПП) имеют проводящий рисунок на обеих сторонах диэлектрического или металлического основания. Электрическая связь слоев печатного монтажа осуществляется с помощью металлизации отверстий. Двусторонние ПП обладают повышенной плотностью монтажа и надежностью соединений. Они используются в измерительной технике, системах управления и автоматического регулирования. Расположение элементов печатного монтажа на металлическом основании позволяет решить Проблему теплоотвода в сильноточной и радиопередающей аппаратуре.

Многослойные печатные платы (МПП) состоят из чередующихся слоев изоляционного материала и проводящего рисунка, соединенных клеевыми прокладками в монолитную структуру путем прессования. Электрическая связь между проводящими слоями выполняется специальными объемными деталями, печатными элементами или химико-гальванической металлизацией. По сравнению с ОПП и ДПП они характеризуются повышенной надежностью и плотностью монтажа, устойчивостью к механическим и климатическим воздействиям, уменьшением размеров и числа контактов. Однако большая трудоемкость изготовления, высокая точность рисунка и совмещения отдельных слоев, необходимость тщательного контроля на всех операциях, низкая ремонтопригодность, сложность технологического оборудования и высокая стоимость позволяют применять МПП для тщательно отработанных конструкций электронно-вычислительной, авиационной и космической аппаратуры.

Гибкие печатные платы (ГПП) оформлены конструктивно как ОПП .или ДПП, но выполняются на эластичном основании толщиной 0,1 ... 0,5 мм. Они применяются в тех случаях, когда плата

после изготовления подвергается вибрациям, многократным изгибам или ей после установки ЭРЭ необходимо придать компактную изогнутую форму. Разновидностью ГПП являются гибкие печатные кабели (ГПК), которые состоят из одного или нескольких непроводящих слоев с размещенными печатными проводниками . Толщина ГПК колеблется от 0,06 до 0,3 мм. Они широко применяются для межсоединений узлов и блоков РЭА, так как занимают меньшие объемы и легче круглых жгутов и кабелей, а их производство может осуществляться непрерывно на рулонном материале.

Проводные печатные платы представляют собой диэлектрическое основание, па котором выполняются печатный монтаж или его отдельные1 элементы (контактные площадки, шины питания и заземлении), а необходимые электрические соединения проводят изолированными проводами диаметром 0,1 ... ... 0,2 мм. Эти платы нашли применение па этапах макетирования,

разработки опытных образцов, в условиях мелкосерийного производства, когда проектирование и изготовление МПП неэкономично. Трехслойная проводная плата эквивалентна по монтажу восьми-, одиннадцатислойной МПП. При этом сокращается количество необходимой технологической оснастки (фотошаблонов) и применяемых операций.

В соответствии с ГОСТ 23751—86 для ПП установлены пять классов плотности монтажа: первый, допускающий минимальную ширину проводников и расстояние между ними 0,75 мм; второй,

для которого эти параметры равны 0,45 мм; третий, допускающий минимальные размеры 0,25 мм; четвертый — 0,15 мм и пятый— 0,10 мм.

Методы изготовления ПП (рис. 9.3) разделяют на две группы: субтрактивные и аддитивные. В субтрактивных методах (subtratio — отнимание) в качестве основания для печатного монтажа используются фольгированные материалы . Формируется проводящий рисунок путем удаления фольги с непроводящих участков. Дополнительная химико-гальваническая металлизация монтажных отверстий привела к созданию комбинированных методов изготовления ПП.

Аддитивные (additio — прибавление) методы основаны на избирательном осаждении токопроводящего покрытия на диэлектрическое основание, на которое предварительно может наноситься слой клеевой композиции. По сравнению с субтрактивными они обладают следующими преимуществами: 1) однородностью структуры, так как проводники и металлизация отверстий получаются в едином химико-гальваническом процессе; 2) устраняют подтравливание элементов печатного монтажа; 3) улучшают равномерность толщины металлизированного слоя в отверстиях; 4) повышают плотность печатного монтажа (ширина проводников составляет 0,13 ... 0,15 мм); 5) упрощают ТП из-за устранения ряда операций (нанесения защитного покрытия, травления); 6) экономят медь, химикаты для травления и затраты на нейтрализацию сточных вод; 7) уменьшают длительность производственного цикла.

Несмотря на описанные преимущества, применение аддитивного метода, в массовом производстве ПП ограничено низкой производительностью процесса химической металлизации, интенсивным

воздействием электролитов на диэлектрик, трудностью получения металлических покрытий с хорошей адгезией. Доминирующей в этих условиях является субтрактивпая технология, особенно с переходом на фольгированные диэлектрики с тонкомерной фольгой (5 и 18 мкм).

Основными методами, применяемыми в промышленности для создания рисунка печатного монтажа, являются офсетная печать, сеткография и фотопечать. Выбор метода определяется конструкцией ПП, требуемой точностью и плотностью монтажа, производительностью оборудования и экономичностью процесса. Метод офсетной печати состоит в изготовлении печатной формы, на поверхности которой формируется рисунок слоя. Форма закатывается валиком трафаретной краской, а затем офсетный цилиндр переносит краску с формы на подготовленную поверхность основания ПП . Метод применим в условиях массового и крупносерийного производства с минимальной шириной проводников и зазоров между ними 0,3 ... 0,5 мм (платы 1 и 2 классов плотности монтажа) и с точностью воспроизведения изображения ±0,2 мм. Его недостатками являются высокая стоимость оборудования, необходимость использования квалифицированного обслуживающего персонала и трудность изменения рисунка платы.

Сеткографический метод основан на нанесении специальной краски на плату путем продавливания ее резиновой лопаткой (ракелем) через сетчатый трафарет, на котором необходимый рисунок образован ячейками сетки, открытыми для продавливания. Метод обеспечивает высокую производительность и экономичен в условиях массового производства. Точность и плотность монтажа аналогичны предыдущему методу.

Самой высокой точностью (±0,05 мм) и плотностью монтажа, соответствующими 3—5 классу (ширина проводников и зазоров между ними 0,1—0,25 мм), характеризуется метод фотопечати.

Он состоит в контактном копировании рисунка печатного монтажа с фотошаблона на основание, покрытое светочувствительным слоем (фоторезистом).

Однослойные ПП и ГПК изготавливают преимущественно субтрактивным сеточно-химическим или аддитивным методом, а ДПП и ГПП — химико-гальваническим аддитивным или комбинированными фотохимическими (негативным или позитивным) методами.

Метод оконтуривания Прототипы печатных плат могут быть изготовлены без применения фотохимических процессов - методом фрезерования. Основное преимущество механического метода - высокая оперативность и простота реализации.

Механическое изготовление плат происходит полностью на одном станке и включает следующие этапы:

- подготовка управляющего файла для станка с ЧПУ;

- автоматическая сверловка заготовки;

- фрезерование изолируюущих каналов;

- металлизация переходных отверстий.

3. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Механическая обработка включает раскрой листового материала на полосы, получение из них заготовок, выполнение фиксирующих, технологических, переходных и монтажных отверстий, получение чистового контура ПП. Размеры заготовок определяются требованиями чертежа и наличием по всему периметру технологического поля, на котором выполняются фиксирующие отверстия для базирования деталей в процессе изготовления и тестовые элементы. При прессовании МПП на технологическом поле образуется зона некачественной пропрессовки пакета, которая удаляется при обработке контура. Ширина технологического поля не превышает 10 мм для ОППи ДППи 20 ... 30 мм для МПП. Малогабаритные платы размером до 100 мм размещают на групповой заготовке площадью не менее 0,05 м2 с расстоянием 5 ... 10 мм между ними. Размеры заготовок вспомогательных материалов (кабельная бумага, триацетатная пленка), используемых при изготовлении МПП, должны превышать на 55 ... 60 мм размеры заготовок из основного материала.

Выбор метода получения заготовок определяется типом производства. В крупносерийном и массовом производстве раскрой листового материала осуществляют штамповкой на кривошипных или эксцентриковых прессах с одновременной пробивкой фиксирующих

отверстий на технологическом поле. В качестве инструмента применяют вырубные штампы, рабочие элементы которых изготовлены из инструментальных легированных сталей марок Х12М и Х12Ф1 (ГОСТ5950—73) или металлокерамического твердого сплава марок ВК15 и ВК20 (ГОСТ 3882—74). Стойкость штампов из инструментальной стали при вырубке заготовок из гетинакса толщиной 1,5 мм составляет 8 ... 10 тыс. ударов, при вырубке заготовок из стеклотекстолита—1,5—2 тыс. ударов.

Заготовки ПП в единичном и мелкосерийном производстве получают разрезкой на одно- и многоножевых роликовых или гильотинных ножницах. Применяемые ножи должны быть установлены параллельно друг другу с минимальным зазором 0,01 ... ... 0,03 мм по всей длине реза. Фиксирующие отверстия диаметром 4 ... 6 мм выполняют штамповкой или сверлением с высокой точностью (0,01 ... 0,05 мм). Для сверления используют универсальные станки, в которых точность достигается применением кондукторов, или специальное полуавтоматическое оборудование, которое в одном цикле с обработкой пакета заготовок предусматривает пневматическую установку штифтов, фиксирующих пакет. Резание ведут спиральными сверлами из быстрорежущей стали (ГОСТ 4010—77)

или твердых сплавов (ГОСТ 22736—77, 17274—71) при скорости 30 ... 50 м/мин и подаче 0,03 ... 0,07 мм/об. Биение сверла при обработке не должно превышать 0,03 мм. Повышение точности сверления фиксирующих отверстий достигается их развертыванием

при скорости 10. ..30 м/мин и ручной подаче инструмента. Аналогичными методами выполняют и технологические отверстия, которые используют для предотвращения смещения заготовок слоев МПП в процессе прессования, но к точности их обработки не предъявляются такие жесткие требования, как к точности обработки фиксирующих отверстий, по которым идет совмещение заготовок с фотошаблонами и отдельных слоев в пакете. Монтажные и переходные отверстия получают также штамповкой и сверлением. Металлизированные монтажные и переходные отверстия обрабатывают с высокой точностью на специализированных одно- и многошпиндельных сверлильных станках с ЧПУ. Эти станки имеют координатный стол с автоматической системой позиционирования, сверлильные шпиндели с бесступенчатым регулированием скорости и систему ЧПУ позиционного типа.

Чистовой контур ПП получают штамповкой, отрезкой на гильотинных ножницах или на специальных станках с прецизионными алмазными пилами, фрезерованием.

Характеристики оборудования для чистовогой обработки контура и сверлильных станков с ЧПУ приведены в таблицах 1 и 2.

4. ТЕХНОЛОГИЯ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Формирование токопроводящих элементов ПП осуществляется двумя основными методами: химическим и электрохимическим. Химическая металлизация используется в качестве основного слоя при изготовлении плат аддитивным методом или как подслой перед гальваническим осаждением в комбинированных методах. Процесс химической металлизации основан на окислительно-восстановительной реакции ионов металла из его комплексной соли в определенной среде, при которой необходимые для восстановления

катионов металла электроны получают в результате окисления специальных веществ, называемых восстановителями. На диэлектрике реакция восстановления протекает при наличии на его поверхности каталитически активного слоя. Для придания диэлектрику способности к металлизации производят операции сенсибилизации и активирования.

После активирования и промывки платы поступают на химическое меднение, которое проводится в одном из растворов, приведенных в таблице 3.

5. ФОРМИРОВАНИЕ РИСУНКА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Нанесение рисунка схемы; на ПП необходимо для получения защитной маски требуемой конфигурации при осуществлении процессов металлизации и травления. Наиболее распространены в промышленности сеткографический (офсетной печати) и фотохимический методы.

Сеткографический метод получения рисунка ПП основан на применении специальных кислотостойких быстросохнущих красок, которые после продавливания через трафарет закрепляются на поверхности заготовки в результате испарения растворителя. Основными видами специальных трафаретных красок являются следующие: СТ3.12 — защитные щелочесмываемые; СТЗ.12.51— защитные щелочесмываемые, быстросохнущие; СТЗЛЗ—защитные гальваностойкие, смываемые органическим растворителем (хлористым метиленом).

Для получения маркированных знаков используются краски серии ТНП (трафаретные невпитывающиеся пентафталевые) и СТ3.19.

Качество наносимого защитного слоя в значительной степени определяется вязкостью используемых трафаретных красок. Ее оптимальная величина устанавливается исходя из температуры, номера сетки, характера изображения, наличия орошения формы и др. При оптимальном значении вязкости краска не должна самопроизвольно растекаться ни по печатной форме, ни по заготовке, но легко и равномерно должна растекаться под воздействием ракеля и продавливаться сквозь отверстия печатающих элементов формы.

Ракель обычно изготавливают из листовой маслобензостойкой резины или полиуретана толщиной около 8 мм и высотой не менее 25 мм. Тщательно отполированная поверхность ракеля обеспечивает высокое качество.

Заготовка в станках трафаретной печати устанавливается с технологическим зазором 2 ... 3 мм. Увеличение зазора приводит к повышению четкости рисунка, но одновременно повышается износ сетки. Постепенный отрыв сетки от заготовки в процессе нанесения рисунка уменьшает и его искажение, и износ сетки. Нанесение защитной краски через сетчатый трафарет осуществляется вручную или автоматическим оборудованием, которое

включает загрузочное устройство, машину для рихтовки плат, сеткографический станок, сушильную печь, накопитель готовых изделий. Загрузка ПП в станок происходит посредством ленточного конвейера подъемно-спускающего типа. Подведенная им заготовка фиксируется в рабочей зоне па штифтах с точностью ±25 мкм и закрепляется при помощи вакуумной системы. Синхронно краскодозирующим устройством краска подается в зону обработку, а ракель автоматически продавливает ее через ячейки трафарета. В системе управления ракелем, регулируется угол наклона, скорость движения, давление и диапазон хода. Время, затрачиваемое на один цикл печатания, составляет 5 ... 7 с. Смена трафарета и настройка станка на новый тип плат производится по контрольному'

шаблону. Для этого печатный стол перемещается с точностью ±0,05 мм по двум координатам с помощью микрометрических винтов и поворачивается вокруг вертикальной оси на угол 7 ... 10°. Время смены и настройка не превышают 15 мин. Разработаны модели станков для одновременного нанесения рисунка на две стороны заготовки. В них ПП устанавливается вертикально. Основные характеристики отечественного и зарубежного технологического оборудования для сеткографии приведены в таблице 4.

Срок хранения отпечатанных плат в условиях производства составляет 3 . . . 5 суток. После этого удаление краски становится затруднительным. Снимают трафаретную краску 3 . . . 5 %- ным раствором горячей (40 . . . 60°С) щелочи в течение 10 . . . 20с. Раствор подается на заготовки устройствами струйного типа. Аналогично промываются сетчатые трафареты после работы.

Фотографический метод предусматривает нанесение на подготовленную поверхность заготовки ПП специальных светочувствительных материалов — фоторезистов, которые разделяются на егативные и позитивные. Негативные фоторезисты образуют при воздействии света защитные маски вследствие реакции фотополимеризации, при этом облученные участки остаются на плате, а необлученные удаляются при проявлении. В позитивных фоторезистах под действием света происходит фотодеструкция органических

молекул, вследствие чего облученные участки удаляются при проявлении. Фоторезисты могут быть жидкими и сухими (пленочными). Жидкие фоторезисты значительно дешевле пленочных, и для работы с ними требуется несложное оборудование. Применение пленочных фоторезистов значительно упрощает ТП (исключаются операции сушки, дубления, ретуширования), он легко поддается автоматизации, обеспечивает равномерное нанесение защитных слоев при наличии монтажных отверстий. Основные типы фоторезистов, выпускаемых промышленностью, приведены в таблице 6.

6. ТРАВЛЕНИЕ МЕДИ С ПРОБЕЛЬНЫХ МЕСТ

Травление представляет собой сложный окислительно-восстановительный процесс, который применяют для формирования проводящего рисунка печатного монтажа путем удаления меди с непроводящих (пробельных) участков. Травление выполняют химическим или электрохимическим способом. Для химического процесса разработаны и используются в промышленности многочисленные составы на основе хлорного железа, персульфата аммония, хлорной меди, хромовой кислоты, перекиси водорода, хлорита натрия и др. Выбор травильного раствора определяется следующими факторами, типом применяемого резиста (таблица 3), скоростью травления, величиной бокового подтравливания, сложностью оборудования, возможностью регенерации и экономичностью всех стадий процесса. Состав и технологические характеристики растворов для травления приведены в таблице 7.

После удаления меди с пробельных участков ПП промывают оборотной (используемой дли разбавления растворов в модулях травления), а затем холодной проточной водой. Если на поверхности металлических резистов (особенно Sn—Pb) в результате химического взаимодействия с травителем образуются нерастворимые соединения, вызывающие потемнение и ухудшение их паяемости, то их осветляют при температуре 18...25°С в течение 3... 5 мин. Растворы осветления готовят на основе кислот и тиомочевины, например (г/л): соляная кислота — 50...60, тиомочевина — 90... 100, этиловый спирт — 5...6, моющее средство «Прогресс» или другое поверхностно-активное вещество—1 ... 10.

7. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Подготовительные операции предназначены для обеспечения Подготовительные операции предназначены для обеспечения качества при выполнении основных процессов формирования элементов печатного монтажа. Они включают очистку исходных материалов и монтажных отверстий от окислов, жировых пятен, смазки, пленок и других загрязнений, активирование поверхностей проводящего рисунка, специальную обработку диэлектриков, а также контроль качества подготовки. В зависимости от характера и степени загрязнений очистку (активирование) проводят механическими, химическими, электрохимическими, плазменными методами и их сочетанием. Выбор технологического оборудования для подготовительных операций определяется серийностью производства.

Механическая подготовка в условиях мелкосерийного производства осуществляется вручную смесью венской извести и шлифпорошка под струей воды. Экономически оправдано применение механизированных и автоматических конвейерных линий в условиях крупносерийного и массового производства. Инструментом на этих линиях служат абразивные круги, капроновые или нейлоновые щетки, на которые подается абразивная суспензия. В некоторых зарубежных установках для зачистки используются круги из нетканого нейлона, насыщенные мелкодисперсным порошком карборунда

или алунда, которые для устранения перегрева обильно смачивают водой. Для очистки монтажных отверстий от наволакивания смолы и других загрязнений широко применяются установки гидроабразивной обработки , в которых платы со скоростью 0,2 ... 0,4 м/мин проходят рабочую, промывную и сушильную камеры установки. В рабочей

камере через инжекторные форсунки, качающиеся вокруг оси с частотой 35. ..100 циклов в минуту, под давлением 0,5 ... 0,7 МПа подается пульпа, состоящая из абразивного порошка (24А, 63С) и воды, которая производит эффективную очистку. Подача воды под давлением 1 ... 1,2 МПа обеспечивает тщательную промывку отверстий в следующей камере. Сушка заготовок осуществляется сжатым воздухом.

Ручная химическая и электрохимическая подготовка поверхности проводится в ваннах с различными растворами (таблица 8).

Практическая часть

1.Получить вариант задания

2. Разработать технологический процесс.

3. Оформить маршрутную карту.

Контрольные вопросы.

1. Виды печатных плат.

2. Методы изготовления печатных плат.

3. Конструкционные материалы, применяемые для изготовления печатных плат.

4. Механическая обработка печатных плат.

5. Методы получения рисунков печатных проводников.

6. Методы получения печатных проводников.

7. Контроль печатных плат.

Литература

1. Ушаков Н.Н. Технология производства ЭВМ.- М.: Высш.шк.,1991г.

2. Технология и автоматизация производства радиоэлектронной аппаратуры ./под редакцией А.П.Достанко. – М.: Радио и связь,1989г.

3. І.Ш. Невлюдов Основи виробництва електронних апаратів. – «Компанія СМІТ», Харків, 2006г.