12547

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДВУСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДВУСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО N СОДЕРЖАНИЕ Цель работы 3 Теоретические сведения 4 Описание лабораторного макета 36 Лабораторное задание 36 Порядок выпол...

Русский

2013-05-01

1.15 MB

40 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N2

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

ПРОЦЕССЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ДВУСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

N СОДЕРЖАНИЕ

Цель работы      3

Теоретические сведения      4

Описание лабораторного макета      36

Лабораторное задание      36

Порядок выполнения работы      36

Требования к отчету      37

Контрольные вопросы      37

Технологические операции изготовления ДПП    39

Технологический маршрут изготовления ДПП позитивным ме- 55
тодом с металлорезистом олово-свинец

Технологический маршрут изготовления ДПП методом тентинг 57

Технологический маршрут изготовления ДПП без металлизи- 59
рованных переходов субтрактивным негативным методом

Литература      60

Приложения      61


ЦЕЛЬ РАБОТЫ

  1.  Изучить    характеристики    двухслойных    печатных    плат (ДПП).
  2.  Изучить методы формирования рисунка проводников ДПП.
  3.  Изучить методы формирования межслойных проводников в ДПП.
  4.  Изучить технологические операции и процессы изготовления ДПП.
  5.  Ознакомиться с методами контроля качества ДПП.

Продолжительность работы - 4 часа.


ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Двухслойные печатные платы (ДПП) - наиболее употребляемые конструктивные элементы, с помощью которых обеспечивается:

  •  система печатных проводников для объединения электронных компонентов в конкретную электрическую схему;
  •  размещение электронных компонентов;
  •  монтаж электронных компонентов путем соединения их со хемой связей;
  •  монтаж разъемных соединительных компонентов;
  •  монтаж   дискретных   связей   (проволочных,    кабельных, дрейфовых);
  •  распределение тока питания между электронными компонентами.

Эти функции осуществляются реализацией системы взаимозависимых монтажных, трассировочных, конструкционных, электрических, конструктивно-технологических, эксплуатационных, надежностных и экономических характеристик.

Основные монтажные характеристики двухслойных печатных плат:

количество монтируемых микросхем, разъемных соединителей, резисторов, конденсаторов и т.д.;

количество объединяемых выводов электронных и электрических компонентов;

площадь посадочного места микросхем;

шаг  контактных   площадок  для   присоединения   выводовмикросхем;

вид монтажа выводов компонентов (поверхностный монтаж, монтаж в отверстия);

размещение контактных площадок для монтажа ремонтных проводников;

размещение и форма специальных реперных знаков для автоматизированного совмещения выводов микросхем и контактных площадок;

размещение компонентов на одной или обеих сторонах.

Основные трассировочные характеристики двухслойных печатных плат:

количество каналов для размещения сигнальных проводни
ков;

количество сигнальных проводников;

плотность проводников;

топология посадочных мест микросхем;

длина сигнальных проводников в плате;

количество сквозных отверстий в плате;

плотность сквозных переходов в плате.

Основные конструкционные характеристики двухслойных печатных плат (рис.1):

размер рабочего поля платы;

толщина платы;

величина взаимного рассовмещения слоев;

шаг сквозных переходных отверстий;

размер сквозных переходных отверстий;

размеры проводников и зазоров;

толщина проводников;

топология проводников и межслойных переходов;

топология контактных площадок;

материал проводников;

материал изоляции;

форма контактных площадок для поверхностного монтажа
компонентов;

отношение толщины платы к диаметру сквозного отверстия;

уровень сложности.

Конкретные значения характеристик печатных плат определяются требованиями к устройствам и технологическим уровнем изготовления.

Основные электрические характеристики двухслойных печатных плат:

величина диэлектрической постоянной изоляции;

погонное сопротивление проводников на постоянном токе;

погонная емкость проводников;

погонная индуктивность проводников;

величина постоянного тока питания, распределяемого шинами питания и земли;

равномерность распределения напряжения питания по полю платы;

сопротивление цилиндрического проводника металлизированного сквозного отверстия;

индуктивность соединительных проводников между сквозными   металлизированными   переходами   и   контактными площадками для пайки выводов микросхем.

Движущими мотивами увеличения сложности печатных плат, используемых для производства электронной техники, можно считать:

увеличение функциональной сложности и функциональной
завершенности узлов на печатной плате,

увеличение сложности и разнообразия форм электрических
компонентов, монтируемых на плате.

При этом наблюдается стремление к минимизации габаритов печатных плат за счет:

• повышения плотности монтажа компонентов;

• размещения компонентов на обеих сторонах печатной платы.

Фольгированные диэлектрики.

Одним из основных факторов, определяющих качество и надежность печатных плат, является материал, из которого они изготовлены. Используются диэлектрики марок: СТФ, FR4 и др.

В производстве проводится всесторонний входной контроль и отбраковка диэлектриков перед запуском в работу.

1. Контроль состояния поверхности.

Диэлектрик для печатных плат не должен иметь дефектов, вносящих брак при производстве ДПП, т.е. трещин, складок, пятен, раковин, царапин. Пластмассовая поверхность под фольгой не должна иметь участков с отсутствием смолы, выхода сплетенных волокон, ожогов, инородных материалов.

2. Контроль толщины.

Толщина листа диэлектрика измеряется на индикаторной головке по периметру в 10 точках. За толщину листа принимают среднее арифметическое значение, при этом предельные отклонения не должны превышать ±5%.

3. Проверка устойчивости стеклотекстолита к воздействию расплавленного припоя для оценки термостойкости партии.

Проводится на 2-х образцах, изготовление рисунка - методом травления фольги. Образец не должен расслаиваться, а на фольгированной поверхности не должно быть пузырей после погружения в припой при температуре 260°С .

4. Определение диэлектрической проницаемости.

Из испытуемого листа фотохимическим методом изготавливают 4 образца и замеряют приведенную емкость на приборе типа Е8-4. Затем стравливают фольгу, измеряют толщину диэлектрика и по формуле подсчитывают диэлектрическую проницаемость.

5.Температура стеклования.

Определяется методом термоанализа.

Кроме этих, обязательных для каждой партии анализов, периодически проверяются поступившие диэлектрики на следующие параметры:

прочность на отслаивание фольги,

сопротивление изоляции на электрод ах-гребенках,

поверхностное и объемное удельное сопротивления.

Пленочные фоторезисты

Пленочный фоторезист применяется в производстве печатных плат для получения защитных изображений при формировании проводящего рисунка печатных плат способами: травлением по защитному изображению в медной фольге на диэлектрике, гальваническим и химическим осаждением по рисунку освобождений в рельефе пленочного фоторезиста.

Пленочный фоторезист представляет собой сухой фотополимерный слой заданной толщины, заключенный между двумя прозрачными пленками: лавсановой - основой и полиэтиленовой - защитной, толщиной 25 мкм каждая. Толщина фотополимерного слоя задается в пределах от 15 до 72 мкм.

Поставляется пленочный фоторезист в рулонах, готовый для использования.

Основные достоинства пленочных фоторезистов - это способность:

наслаиваться на плоские подложки с отверстиями без попадания в последние;

обеспечивать воспроизведение четких изображений с глубоким рельефом;

обеспечивать гальваническое формирование  проводящего рисунка в толще фоторезиста без разрастания в ширину, тем самым, сохраняя высокое разрешение;

образовывать защитные завески «тентирование» над металлизированными отверстиями.

Эти фоторезисты имеют одинаковую структуру - фотополимерные слои негативного действия, чувствительные к экспозиции в ультрафиолетовом диапазоне спектра (320 - 400 нм). По способу проявления фоторезисты подразделяются на органопроявляемые и водощелочного проявления.

Создание рисунка проводников на слоях ДПП.

Применяя пленочный фоторезист, получают защитные изображения - маски рисунка схем при различных способах изготовления плат.

Рассмотрим три технологии получения проводящего рисунка двухслойных печатных плат с применением пленочного фоторезиста:

1)на основе субтрактивного негативного метода;

2) субтрактивного « тентинг» метода;

3)на основе субтрактивного метода с применением металло-резиста, позитивного метода.

По субтрактивной технологии рисунок печатных плат получают травлением по защитному изображению в пленочном фоторезисте или по металлорезисту, осажденному на поверхности гальванически сформированных проводников в рельефе пленочного фоторезиста на поверхности фольгированных диэлектриков.

На рисунках 2, 3, 4 приведены варианты технологических схем получения проводящего рисунка печатных плат по субтрактивной технологии с применением пленочного фоторезиста.

Первый вариант (рис.2) - получение проводящего рисунка травлением медной фольги на поверхности диэлектрика по защитному изображению в пленочном фоторезисте при изготовлении двухсторонних плат без переходов.

Второй вариант (рис. 3) - получение проводящего рисунка двухсторонних плат с межслойными переходами, т.е. с металлизированными отверстиями, путем травления медной фольги с гальванически   осажденным слоем меди по защитному изображению рисунка схемы и с защитными завесками над металлизированными отверстиями в пленочном фоторезисте. В этом, так называемом «тентинговом» процессе, или образования завесок, в заготовке фольгированного диэлектрика, сверлятся отверстия и, после химической металлизации стенок отверстий, производят электролитическое доращивание меди в отверстиях и на поверхности фольги фольгированного диэлектрика до требуемой толщины.

После этого наслаивается фоторезист для получения защитного изображения схемы и защитных завесок над металлизированными отверстиями.

По полученному защитному изображению в пленочном фоторезисте производят травление меди с пробельным мест схемы. Образованные фоторезистом завески защищают металлизированные отверстия от воздействия травящего раствора в процессе травления.

В этом процессе используются свойства пленочного фоторезиста наслаиваться на сверленые подложки без попадания в отверстия и образовывать защитные завески над металлизированными отверстиями.

Третий вариант (рис. 4) - вытравливание проводящего рисунка по металлорезисту, осажденному на поверхность медных проводников, сформированных в рельефе пленочного фоторезиста, и на стенки металлизированных отверстий.

Как и во втором варианте, пленочный фоторезист наслаивается на заготовки фольгированного диэлектрика, прошедшие предварительно операции сверления отверстий, металлизации медью стенок отверстий и всей поверхности фольги. В этом процессе защитный рельеф из пленочного фоторезиста получают на местах поверхности фольги, подлежащей последующему удалению травлением.

Проводящий рисунок формируется последовательным осаждением меди и металлорезиста по рисунку освобождений в рельефе пленочного фоторезиста и на поверхность стенок отверстий. После удаления рельефа пленочного фоторезиста незащищенные слои меди вытравливаются.

В этом процессе, как и ранее, используются свойства пленочного фоторезиста наслаиваться на сверленые заготовки без попадания в отверстия, а также образовывать изображения с глубоким рельефом. Это позволяет производить гальваническое наращивание проводников на значительную толщину без разрастания их в ширину. Поэтому обеспечивается высокое разрешение.

Травление по защитному рельефу пленочного фоторезиста проводится в струйной конвейерной установке типа Хемкат 568. Профиль поперечного сечения проводников, сформированный травлением по защитному изображению в фоторезисте, имеет форму трапеции, расположенной большим основанием на поверхности диэлектрика.

Подготовка поверхностей заготовок под наслаивание пленочного фоторезиста с целью удаления заусенцев сверленых отверстий и наростов гальванической меди производится механической зачисткой абразивными кругами на установке типа «Реско» с последующей химической обработкой в растворе персульфата аммония или механической зачисткой водной пемзовой суспензией на установке типа «Билко».

Практически подтверждено, что такие варианты подготовки обеспечивают необходимую адгезию пленочного фоторезиста к медной поверхности подложки и химическую стойкость защитных изображений на операциях проявления и травления. Кроме того, механическая зачистка пемзой дает матовую однородную поверхность с низким отражением света, обеспечивающее более однородное экспонирование фоторезиста.

Травление по защитному рисунку металлорезиста проводится в струйной конвейерной установке травления типа Хемкат 568 в меднохлоридном кислом растворе при скорости травления 35 - 40 мкм/мин.

Время травления определяется максимальной суммарной толщиной фольги с гальванически осажденным на поверхности фольги медным слоем. При травлении медных слоев толщиной 70 мкм заужение проводника за счет бокового подтравливания по отношению к размерам на фотошаблоне составляет 50 мкм. Разброс значений ширины проводников составляет примерно ±15 - 50 мкм. Минимальная устойчиво воспроизводимая ширина зазора в СПФ-2 толщиной 60 мкм -180 - 200 мкм.

Из сказанного следует, что рассматриваемая технология имеет ограничения по разрешению, т.е. минимально воспроизводимая ширина проводников и зазоров порядка 200 - 250 мкм (при толщине проводников 50 мкм).

Для получения логических слоев с металлизированными переходами с более плотным печатным монтажом с шириной проводников 150 мкм и 125 мкм рекомендуется технологический процесс по субтрактивной технологии травлением по металлорезисту (3-й вариант субтрактивной технологии) с использованием диэлектрика типа СПТА-5 с тонкомерной фольгой толщиной 5 - 9 мкм.

В этом случае предварительная металлизация стенок отверстий и поверхности фольги заготовок диэлектрика производится на минимально возможную толщину 8-10 мкм.

Металлорезист ПОС-61 удаляется в травильном растворе Композит 603 в струйной конвейерной установке Zinn-Stripper фирмы Шмид.

При применении в качестве металлорезиста никеля сложность процесса в том, что слой никеля остается на поверхности проводника и несколько шире его медной части. Поэтому применение металлорезиста сплава олово-свинец с последующим его удалением является более технологичным процессом.

Сверление отверстий.

Для сверления ДПП предпочтение отдается станкам, имеющим 80000 - 110000 об/мин шпинделя с воздушным подшипником.

Биение такого шпинделя не превышает 3 мкм.

Для уменьшения вибрации станки устанавливаются на воздушные подушки.

Сверление отверстий малых диаметров (от 0,5 до 0,3 мм) требует выполнения некоторых условий:

  1.  Печатная плата должна быть надежно закреплена.   
  2.  Вакуумный отсос стружки эффективно убирает стружку не
    только с поверхности платы, но и из отверстия.
  3.  Подкладка снизу должна быть предварительно рассверлена,
  4.  Подкладка сверху (лист алюминия 0,2 мм) подкладывается
    только при наличии большого инструментального разброса.
  5.  Временная  пауза между  сверлильными  циклами  должна быть увеличена с 32 миллисекунд до 90 миллисекунд.
  6.  Режим резания должен точно соответствовать конструктивным особенностям печатной платы.

Требования к качеству просверленных отверстий малого диаметра в ДПП:

величина заусенца на краях просверленных отверстий не более 3 5 мкм;

не допускаются разрывы контактных площадок просверленными отверстиями;

количество отверстий для смены сверла определяется путем
измерения величины притупления режущих кромок сверла, которая должна быть не более 25 мкм;

после окончания сверления всех отверстий, заложенных в программу, на технологическом поле сигнального слоя по специальной программе сверлятся 8 контрольных точек, по которым производятся измерения после каждой из технологических операций;

• общая сумма погрешностей после сверления металлизируемых переходных отверстий не должна превышать 60–80 мкм.

Сверление переходных металлизированных отверстий производится твердосплавными сверлами диаметром от 0,3 мм. Частота вращения шпинделя на воздушных подшипниках не менее 80000 об/мин. Величина подачи 30 мм/сек.

Требуются специально изготовленные постоянные подкладки. Постоянная подкладка подвергается сквозному предварительному сверлению сверлом диаметром на 0,2 мм больше, чем это предусмотрено в рабочей программе сверления самого изделия. Требуется также подкладка одноразового применения из фольгированного диэлектрика, толщиной 0,25 мм.

Сверление диэлектриков с особо тонкой фольгой - при сверлении таких диэлектриков применяется защитная маска, предохраняющая поверхность фольги от воздействия прижимного башмака сверлильного станка 25 - 30 кг/см2.

Защитная маска - это подкладка толщиной 0,5 мм из фольгированного диэлектрика, просверленная предварительно по рабочей программе. Может быть изготовлена из органического стекла. Если есть проблемы с инструментальным разбросом, то под маску подкладывается тонкий (0,1 мм) алюминиевый лист.

Требования к качеству отверстий малого диаметра, просверленных в ДПП с соотношением толщина платы/диаметр сверла более чем 10/1:

перпендикулярность отверстия должна гарантировать отсутствие разрыва контактной площадки на противоположной стороне печатной платы;

качество стенки просверленного отверстия может быть неодинаковым на входе и выходе отверстия из печатной платы, однако оно должно быть приемлемым и достаточным для последующей обработки отверстия;

шероховатость  стенок  просверленных  отверстий  должна быть не более 30 мкм;

величина заусенцев на контактных площадках медных слоев не более 10 мкм;

метод извлечения обломка сверла из отверстия должен гарантировать сохранность этого отверстия для дальнейшей его обработки;

при двухстороннем сверлении отверстий величина несовпадения двух просверленных навстречу друг другу отверстий не должна препятствовать вставлению в отверстие стального калибра диаметром на 50 мкм меньше диаметра сверла.

Глубина внедрения в материал платы твердосплавного сверла должна быть меньше длины нарезной части сверла на 2 диаметра сверла.

Разрушение сверла происходит при внедрении его в материал платы на глубину в 13 раз превышающую диаметр сверла.

Сверло ломается при закупоривании стружковыводящей канавки и, таким образом, в большинстве случаев глубина сверления ограничивается длиной нарезной части сверла.

Методы глубокого сверления, которые ограничиваются длиной нарезной части сверла:

  1.  Метод обычного сверления всех отверстий, заложенных в программу, до определенной глубины.

Метод двухстороннего сверления плат.

  1.  Метод многоразового сверления одного и того же отверстия.

Метод сверления, последовательно наращиваемой толщины печатной платы: для первого сверления выбирается толщина, которая надежно, без поломок сверл просверливается на сверлильном станке. Для второго сверления сверху приклеивается плата (или ее часть) такой же толщины и просверливается по той же программе, и так далее. Достоинством метода является очень большая (до 50:1 и больше) глубина сверления и возможность сверхглубокого сверления обычными стандартными сверлами.

При сверлении до глубины 15:1 двухлезвийными сверлами наблюдается инструментальный разброс по поверхности до 20 - 15 мкм и увод сверла на противоположной стороне платы до 5 - 25 мкм. Инструментальный разброс хорошо компенсируется алюминиевым листом 0,15 - 0,2 мм, накладываемым сверху. Увод сверла полностью компенсируется применением трехлезвийных сверл.

Сложные платы с большими толщинами сверлятся поодиночке.

Базовые отверстия двухсторонних плат могут изготавливаться в кондукторах и непосредственно на сверлильных станках.

Качество стенок просверленных отверстий трехлезвийными сверлами мало отличается от качества отверстий, просверленных двухлезвийными сверлами. Трехлезвийные сверла имеют прочную перемычку, хорошо выдерживают обороты шпинделя в 11000 -120000, практически бесшумные в работе, но сложны в перезаточке.

Подготовка поверхности стенок отверстий.

Подготовка межслойного перехода включает следующие этапы:

удаление рыхлых, слабосвязанных с поверхностью стенки сквозного межслойного перехода продуктов сверления,

очистка от загрязнения («наволакивания») полимерным связующим изоляции диэлектрика контактирующих поверхностей проводников, входящих в межслойный переход,

обеспечение адгезии меди с диэлектрической поверхностью межслойного перехода в процессе формирования металлизированного проводника,

сохранение изоляционных свойств диэлектрика в зоне межслойного перехода.

Появление загрязнения в сквозном переходе обусловлено различными процессами физико-механического характера, сопровождающими процесс сверления ДПП.

Условия резания стеклопластика с различными полимерными связующими обладают характерными одинаковыми недостатками:

плохая теплопроводность,

высокое адгезивное воздействие на сверло,

неоднородность структуры (полимерное связующее, медь, стеклоткань).

Удаление рыхлых, слабосвязанных с поверхностью стенки сквозного межслойного перехода продуктов сверления не вызывает большого затруднения, поскольку имеется много методов и оборудования для выполнения данной операции. Намного сложнее обстоит дело с очисткой от полимерного связующего контактирующих поверхностей.

Необходимость удаления «наволакивания» обусловлена следующими основными причинами:

«наволакивание»   препятствует   электрическому   контакту между проводниками, выходящими в межслойный переход, и формируемым цилиндрическим проводником,

полимерное «наволакивание» в процессе пайки или оплавления может подвергнуться деструкции с выделением газообразных продуктов.

Для всех полимерных материалов существует характеристика, которая для термопластов называется «температура стеклования», а для реактопластов - «температура размягчения» Тст . Для большинства эпоксидных композиций отечественного производства Тст лежит в диапазоне 80 - 120°С, а деструкция эпоксидных полимеров начинается со 180°СВ процессе сверления ДПП сверло может достигать температуры 360°С,в результате этого полимерное связующее разогревается, приобретает высокую эластичность и адгезионную способность.

В ходе разогрева полимерное связующее может быть модифицировано, что приведет к изменению химических связей и изменению структуры, и может вызвать большие осложнения при удалении «наволакивания». Помимо очистки контактирующей поверхности проводника, входящего в сквозной межслойный переход, необходимо удалить часть полимерного связующего с диэлектрической стенки сквозного межслойного перехода, поскольку в момент сверления тонкий слой изоляции диэлектрика подвергается термическому воздействию.

Другим аспектом подготовки контактирующих поверхностей является обеспечение адгезии химической меди к поверхности сквозного перехода. Это достигается с помощью механических методов, поскольку после удаления полимерного связующего образуются рыхлые продукты. Использование любых методов подготовки контактирующих поверхностей не должно ухудшать сопротивление изоляции в зоне межслойного перехода за счет возникновения металлизированных капилляров.

Имеющиеся в настоящее время методы подготовки контактирующих поверхностей можно разделить на следующие группы:

  1.  Механическая подготовка
  2.  Химическая подготовка

Механическая очистка, куда входят обработка абразивом в водной среде, ультразвуковая отмывка, обработка струями воды высокого давления, в двухсторонних платах применяется с целью удаления рыхлых или слабосвязанных с поверхностью стенки отверстия продуктов сверления.

Наибольшее распространение из механических методов получил метод гидроабразивной обработки, суть которого заключается в создании водной пульпы электрокорунда или пемзы в определенном соотношении и подачи их с помощью сжатого воздуха или насоса через форсунки на обрабатываемые отверстия. Сама очистка осуществляется за счет кинетической энергии абразивных частиц. Этот метод хорошо применять в тех случаях, когда сквозные межслойные переходы имеют большой диаметр и толстую медную фольгу наружных слоев. Однако в случае перехода к ДПП со сквозными малыми переходами и тонкой фольгой наружных слоев появляются явления «наклепа» фольги, создающие экранирующий эффект над отверстием межслойного перехода. Это приводит к следующему:

а) трудно полностью удалить абразивные частицы;

б) при химической обработке растворы труднее удалимы.

Прогрессивным методом считается применение струй воды высокого давления (более 60 бар), поскольку здесь отсутствует эффект «наклепа», нет необходимости удаления абразивного порошка. Этот метод наиболее применим для глубоких сквозных отверстий. Но в случае тонкомерной фольги, толщиной 5-12 мкм, необходимо контролировать состояние фольги наружных слоев с тем, чтобы избежать необратимых разрушений.

Из химических методов в настоящее время наибольшее развитие и распространение получили следующие:

  1.  Подготовка поверхностей с помощью серной и фтористоводородной кислот как в смеси, так и раздельно;

Подготовка с использованием хромового окислителя;

  1.  Подготовка с использованием щелочного раствора перман-
    ганата калия.

В России наибольшее распространение получил метод с использованием кислот, тогда как за рубежом большое распространение получил метод с использованием хромосодержащего окислителя. Однако, необходимо отметить, что в настоящее время усиленно рекламируется перманганатный метод.

Однако необходимо помнить, что химические методы не являются универсальными, а направлены на один, или максимум на два типа полимерных связующих, что существенно снижает их эффективность, особенно при создании ДПП на новых материалах.

Помимо этого выявлено, что химические методы очень сложно использовать при очистке глубоких отверстий. Это обусловлено тем, что глубокие отверстия приобретают свойства капилляров, а это в свою очередь, затрудняет удаление из них раствора и приводит к различным дефектам. Кроме того, скорость травления в кислотных травителях является трудно управляемым процессом, так за несколько секунд может быть стравлено свыше 60 мкм эпоксидного диэлектрика. На скорость травления влияет плотность и концентрация кислот, температура и степень полимеризации связующего изоляции диэлектрика.

При этом может происходить проникновение травящего раствора за счет капиллярных сил внутрь изоляции диэлектрика по границе раздела полимерное связующее - стеклоткань. Здесь предположителен следующий механизм: во время сверления происходит расщепление между полимерным связующим и стеклотканью, из-за плохого удаления аппрета в эту полость проникают сначала насыщенные пары травителя, которые и увеличивают размеры этого капилляра. В процессе металлизации по этому капилляру осаждается медь, что приводит к образованию паразитных емкостей, снижению сопротивления изоляции диэлектрика в зоне сквозного перехода вплоть до образования короткого замыкания.

Химическая металлизация.

Основные требования к химически осажденной меди:

  1.   мелкозернистость;
  2.   низкие напряжения;
  3.   абсолютное покрытие отверстий;
  4.   высокая адгезия, практически исключающая отслаивание;
  5.   отсутствие дегазации.

Современные ванны химического меднения обеспечивают эти требования. Полное покрытие отверстий осуществляется в широком интервале концентраций формалина и щелочи. Такие ванны обеспечивают постоянную скорость металлизации независимо от плотности загрузки. Они характеризуются прежде всего низким содержанием ингредиентов и значительным сокращением добавок (стабилизаторов, ускорителей, очистителей зерен).

Все это способствует получению наиболее чистых осадков меди.

Для получения такой меди необходимо не только мастерство химического осаждения, но и знание инженерных деталей процесса. Ключевые из них следующие:

  1.  Применение системы стабилизирования.
  2.  Хорошая циркуляция раствора ванны.
  3.  Использование чистых химикатов и концентратов.
  4.  Применение автоматизированного дозирования для добавления химикатов.
  5.  Непрерывная автоматизированная система анализа.

6) Точный контроль плотности раствора.

Система стабилизирования включает в себя:

фильтрацию раствора;

барботаж воздухом;

охлаждение раствора химического меднения после работы и
нагрев его перед работой;

• использование эффективных стабилизаторов.

Первоначально медные растворы химической металлизации поверхности стенок отверстий были так называемого типа тонкого наращивания, разработанные для температурного интервала 25 -30С, и осаждения от 0,25 до 0,5 мкм.

На платах затем гальванически наращивалась медь до 5- 7 мкм перед формированием рисунка в резисте.

Сейчас часто используются систем среднего наращивания от 2,0 до 3,0 мкм меди, вследствие чего исключается необходимость гальваники перед формированием рисунка в резисте.

Последовательность прогрессивной технологии химического меднения Circuposk 3000 следующая:

  1.   Кондиционер/разбухание.
  2.   Промотер.
  3.   Кондиционер/нейтрализатор.
  4.   Микротравление.
  5.   Предварительное погружение.
  6.   Катализатор.
  7.   Химмеднение.

Кондиционер: это стадия разбухания зпоксида - сильнощелочной раствор и содержит органические растворители. Целью является воздействие на эпоксид и размягчение или набухание смолы. Кроме того, удаляются все оставшиеся обломки стекловолокна. Промотер – это концентрированный щелочной перманганатный раствор, являющийся сильным окислителем. Его функция - воздействовать на эпоксид и удалить смолу, которая может быть размазана по поверхности медных торцов. Воздействие должно создать небольшое обратное травление и текстурированную структуру в виде сот эпоксидной поверхности.

Такая  текстурированная   поверхность  является  физическим средством для последующего осаждения меди. Нейтрализатор: это кислый раствор, разработанный для удаления остатков двуокиси марганца, которые образовались на стенках отверстий, и для нейтрализации оставшегося раствора перманганата.

Кондиционер или кондиционер-нейтрализатор: это кислый раствор (рН = 2,0), содержащий органические катафорезные агенты, адсорбирующиеся на стенку отверстия. Иногда предыдущий нейтрализатор добавляется в ванну для промывки перед кондиционированием и это помогает продлить срок службы раствора кондиционирования. Микротравление: адсорбированная органика от предыдущего этапа покрывает всю плату, включая медные поверхности и торцы. Микротравление воздействует на медь, обеспечивая микрошероховатость поверхности, и тем самым удаление с меди органики. Без этого этапа наблюдается плохая адгезия меди к меди. Предварительное погружение: это кислый раствор, его функция защитить катализатор.

Катализатор: это слабокислотный коллоидный раствор. Коллоид сформирован из солей палладия и олова и представляет собой маленькие частицы палладия, окруженные солью хлорида олова. Его функция - позволить олову адсорбировать на катафорезный кондиционированный агент, присутствующий на стенке отверстия. Акселератор: соли олова, окруженные палладием некаталитичны.

Акселератор представляет собой кислотную среду, предназначенную для растворения олова и открытия палладия. Следует отметить, что для этой системы требуется тщательный контроль времени и концентрации для предотвращения удаления палладиевого катализатора со стенки отверстия. Отсутствие контроля может привести к различным степеням плохого покрытия. Следует заметить, что вследствие амфотерности олова могут быть использованы и щелочные растворы. Химмеднение: это щелочной раствор, предназначенный для селективного осаждения меди на катализированную палладием поверхность.

Отдельное осаждение будет иметь место и на протравленных медных торцах.

Осаждается 2 - 2,5 мкм меди за 30 минут.

После удаление заусенцев и замазывания торцов процесс начинается со стадии кондиционера. Кондиционирование вызывает адсорбцию катафорезного органического слоя.

Олово, окружающее палладий, притягивается как всякая коллоидная частица к катафорезной пленке и осаждается во время катализации. В идеале внешняя оболочка олова удаляется во время акселерации.

При акселерации олово также удаляется с мест, близких к ка-тафорезному слою, вследствие чего теряется часть палладия, и создается ситуация образования микропустот. Эти пустоты имеют тенденцию смыкания (мостирования) при осаждении меди.

Первоначально, поверхность некаталитическая, но при удалении внешней оболочки олова открывается палладий, и поверхность меди катализируется.

Нейтрализация удаляет все остатки перманганата на двуокиси марганца, что исключает его воздействие на последующих стадиях. Раствор должен быть кислым.

Весьма существенное влияние на качество металлизации оказывает чистота воды и химических реагентов. Многие предприятия вместо дистиллированной или деионизованной воды используют для приготовления и пополнения технологических растворов водопроводную воду, что недопустимо. Для промывки ДПП рекомендуется применять дистиллированную или деионизованную воду.

Гальваническая металлизация.

Трудности процесса гальванической металлизации сохранить хорошее отношение распределения толщины слоя от середины отверстия до поверхности с отношением не хуже 0,8:1 и обеспечить малый разброс толщины покрытия на всей поверхности. В этом процессе работают с обычными сернокислыми медными электролитами с типичным составом:

180 - 200 г/л серной кислоты

20-25 г/л меди

60 - 100 mg/L хлорида

блескообразователь и т.д.

плотность тока 2-6 А/дм2

Для ДПП с малыми диаметрами сквозных отверстий (большим отношением толщины платы к диаметру отверстия) требуются модифицированные электролиты с типичными показателями:

200 - 220 g/L серной кислоты

10-15 g/L меди

30 - 80 mg/L хлорида

специальные органические добавки

плотность тока 0,3 -1 А/дм2.

Точно так же нужна оптимизация экранов (проводящих - непроводящих), распределения катодов и анодов , чтобы достичь хорошего результата.

Паяльная маска

Введение в конструкцию ДПП паяльной маски является обязательным условием, т.к. обычная стеклоэпоксидная основа ДПП не обладает достаточной теплостойкостью к температурам пайки ПМ (220-240 о С), и без паяльной маски за время необходимое для проведения техпроцесса пайки (0,5 - 2,5 мин.) может происходить поверхностная деструкция материала диэлектрика.

По методу формирования рисунка паяльные маски делятся на два типа:

1. Паяльные маски, рисунок которых формируется методом трафаретной печати.

Как правило, это составы на эпоксидной основе, отверждаемые термически или УФ излучением. При относительной дешевизне основным их недостатком является низкая разрешающая способность и необходимость использования сеткографического трафарета.

2. Паяльные маски, рисунок которых формируется фотолитографическим методом (их еще называют фоторезистивные паяльные маски).

Эти паяльные маски позволяют формировать рисунок любой сложности и в последнее время получили наибольшее распространение.

В свою очередь фоторезистивные паяльные маски по методу нанесения делятся на два типа:

  1.  сухие паяльные маски;
  2.  жидкие паяльные маски.

Сухая паяльная маска (СПМ).

СПМ выпускается в виде пленки толщиной 50, 75, 100 и 150 мкм и по свойствам и методам использования очень похожа на сухой пленочный фоторезист (СПФ), используемый для получения рисунка ДПП. СПМ имеет, однако, два существенных отличия, определяющие особенности ее нанесения, формирования и использования:

  1.  СПМ является конструкционным материалом и должна вы
    держивать не только технологические, но и эксплуатацион
    ные воздействия во время всего срока эксплуатации ДПП.
  2.  СПМ наносится на рельеф, образованный сформированным
    наружным слоем ДПП.

Для нанесения СПМ необходимо специальное оборудование -т.н. вакуумный ламинатор - особое устройство с вакуумной подогреваемой камерой, обеспечивающее плотное прилегание толстой пленки СПМ на рельеф ДПП. Толщина СПМ выбирается из условия прокрытия необходимой высоты рельефа.

   Hспф = 0,7hрельефа

Следует всегда иметь в виду, что основной проблемой при нанесении СПМ является ее адгезия к поверхности ДПП, поэтому перед ламинированием поверхность ПП должна быть тщательно очищена от всякого рода органических и неорганических загрязнений. Надо также помнить, что адгезия СПМ к покрытиям, изменяющим агрегатное состояние в процессе технологических обработок или эксплуатационных воздействий может резко ухудшаться. Речь идет в первую очередь о покрытиях оловянно-свинцовыми и другими легкоплавкими припоями. Предпочтительным является нанесение СПМ на «голую» медь, допустимым - на никель, золото.

После ламинирования следуют стандартные операции экспонирования и проявления. Существуют СПМ, как органического, так и водно-щелочного проявления. Последние получают все более широкое распространение в связи с более простой процедурой регенерации промывочных вод и утилизации проявочных растворов.

После формирования рисунка паяльная маска подвергается операции задубливания, которая заключается в окончательной полимеризации материала СПМ для набора им в полном объеме защитных свойств, обеспечивающих механическую, термическую и климатическую защиту поверхности ДПП от технологических и эксплуатационных воздействий. Окончательное задубливание может быть термическим или смешанным: термическим и УФ.

К недостаткам СПМ можно отнести ограничение по разрешающей способности:

0,3 мм - для толстых (100-150 мкм) пленок СПМ;

0,2 мм - для тонких (50-75 мкм) пленок СПМ.
Этого недостатка лишены жидкие паяльные маски.
Жидкие паяльные маски (ЖПМ).

От СПМ ЖПМ отличается только способом нанесения, обеспечивающим покрытие ДПП равномерным тонким слоем. Для ЖПМ применяют два способа нанесения:

  1.  методом трафаретной печати через чистую (без маски) сетку - этот метод является мало производительным и используется в мелкосерийном производстве;
  2.  методом полива в режиме «занавеса» - этот метод требует специального оборудования, создающего падающий ламинарный поток - «занавес», и используется в крупносерийном производстве.

ЖПМ наносится тонким слоем 20-30 мкм и в связи с этим практически не имеет ограничений по разрешению при всех ныне мыслимых рисунках монтажного слоя.

Остальные операции: экспонирование, проявление, окончательное задубливание - аналогичны СПМ.

Горячее лужение (оплавление).

Операция заключается в нанесении паяемого покрытия на КП, к которым в дальнейшем будут присоединены выводы компонентов,   j Покрытие должно быть равномерным, чтобы не нарушить дозировку припоя на КП, и сохраняющим паяемость в течение всего времени межоперационного хранения ДПП. Производится эта операция окунанием ДПП в расплавленный припой (как правило, оловянно-свинцовую эвтектику - ПОС-61) на несколько секунд, а затем протаскиванием платы между двумя узкими соплами, через которые продувается горячий воздух, сдувающий излишки припоя с поверхности ДПП и из отверстий. Толщина покрытия и равномерность его определяется правильным выбором расстояния до сопел и их наклоном относительно плоскости платы.

При субстрактивном способе изготовления платы, с использованием олово-свинца в качестве металлорезиста, то же назначение имеет операция оплавления, которая производится до нанесения паяльной маски.

При описываемых операциях ДПП подвергается значительному термическому воздействию, близкому к термоудару, что приводит к проявлению скрытых дефектов, заложенных на предыдущих этапах изготовления. Т.о. эти операции можно считать методом 100% технологических испытаний, обеспечивающих отбор плат с повышенной надежностью и эксплуатационной стойкостью.

Маркировка.

Операция, заключающаяся в нанесении на поверхность ДПП специальной краской обозначений компонентов и их посадочных мест. Наносится методом трафаретной печати. Качество определяется допустимым разрешением по толщине линий (0,15 мм минимум), размером выполняемых шрифтов (1,3 мм минимум) и достигается оптимальным выбором вязкости краски и параметров сетки.

По содержанию маркировка необходима в большей степени при наладке, ремонте, визуальном контроле узлов, собранных на ДПП. Однако в малосерийном производстве, когда размещение компонентов на ДПП (особенно плотной) производится полуавтоматически или вручную, наличие маркировки существенно облегчает процедуру размещения компонентов

Электрический контроль ДПП.

Основные требования к системам контроля связей плат сводятся к следующим:

• универсальность контактного устройства, т.е. возможность контроля плат с расположением контрольных точек в любых узлах заданной координатной сетки в пределах максимального поля контроля;

параметрический контроль сопротивлений связи и изоляции
цепей с индивидуальным заданием допустимых значений этих параметров для каждой цепи в программе контроля (таблица цепей);

полное, исчерпывающее диагностическое описание выявленных дефектов, т.е. указание номера дефектной цепи (по конструкторской документации) и реальных координат всех точек, разъединенных в результате обрыва цепи, указание номеров цепей, между которыми имеется КЗ и т.д.;

объем контролируемого монтажа системы должен соответствовать максимально  возможному количеству контроль ных точек на плате;

достаточно высокая производительность контроля, обеспечивающая требуемый уровень производства;

высокие эксплуатационные качества, надежность, технологичность, удобство технического обслуживания.

Одним из путей решения поставленной задачи использование специализированных тестеров - установки типа МРР 3964HV фирмы MANIA (ФРГ), которые по многим своим параметрам удовлетворяет поставленным требованиям. В этой установке используется бескабельное, непосредственное соединение контактного поля с коммутаторным блоком, имеющим вид куба. Задействованное контактное поле установки охватывает площадь 500 х 600 мм, на которой с помощью специального адаптера размещаются 48000 щупов в шаге 2,5 мм. Пределы контролируемых параметров системы: 5 Ом для сопротивления связи (при токе 300 мА) и 100 МОм для сопротивления изоляции при напряжении 100 - 150 В. При этом скорость контроля - порядка 400 точек в секунду. Недостатками данной системы являются отсутствие индивидуально программируемого параметрического контроля сопротивления связей при относительно высоком общем пороговом уровне и недостаточно информативное описание обнаруженных дефектов (отсутствие номеров цепей, состава отрезков оборванных цепей, представление адресов точек в только условных координатах и др.).

Качество металлизированных отверстий контролируется измерением сопротивления четырехзондовым методом - с помощью пропускания тока (два зонда) и измерения падения напряжения (два других зонда). Сопротивление проводника металлизированного перехода (RМО) зависит от геометрии отверстия, качества металлизации (толщина, трещины и др.) и свойств металлического покрытия.

Смотри рис. 5. Организация автоматизированного контроля качества металлизации отверстий в ДПП и слоях является сложной технической задачей.

Используются автоматические установки типа АКМО (АКМО-1), которые позволяют производить полуавтоматический контроль металлизации отверстий в платах среднего формата - размером не более 200 х 250 мм. На полуавтоматических установках с ручной подачей плат и зондов (УКМС) можно проверять платы несколько большего размера (до 450 мм). Производительность установок АКМО - 50 отверстий в минуту явно недостаточно для 100% контроля плат.

Зондовые головки установки УКМС содержат два клиновидных контакта с плоскопараллельными торцами. Используются варианты контактов с протяженностью торцевых ребер 0,6 мм - для контактных площадок переходных отверстий малого диаметра, и 1,2 мм - для сквозных отверстий диаметром 0,7 мм.

При контроле верхние зонды устанавливаются на проверяемое отверстие вручную с помощью рычажной подачи, а после их фиксации на контактной площадке производится подача нижней головки с помощью шагового двигателя, включаемого ножной педалью. Отвод этой головки производится автоматически после распечатки результата измерения. Автоматический запуск измерения и регистрации результата цифропечатающим устройством типа МПУ16 – 3 осуществляется с помощью электронного устройства, аналогичного применяемому в предыдущих моделях установок УКМС, однако, в схему устройства введены дополнения, позволяющие производить на одном отверстии 4 измерения с коммутацией функций зондов и получать на выходе наряду с индивидуальными значениями измерений среднее значение, являющееся интегральной характеристикой качества металлизации.

В установке УКМС - 3 в качестве измерителя используется цифровой вольтметр типа В7 - 21. Нижний наименьший предел измерения, который могут быть получен при скорости одного измерения 0,5 с, равен 10 мкОм. При скорости измерения 60 мс нижний предел равен 100 мкОм. Разброс значений сопротивления, получаемый на одном отверстии из-за невоспроизводимости точек контактирования зондов, составляет 5 - 10% для сквозных отверстий ДПП и 10 - 15% для переходных отверстий малого диаметра. Производительность контроля на данной установке равна 10-12 отверстий в минуту.

Автоматизация видеоконтроля.

Визуальный контроль, наряду с методами электрического контроля, является традиционным методом контроля в производстве печатных плат.

В отличие от методов электрического контроля методы визуального контроля позволяют выявлять не только обрывы или закоротки проводников, но также различные дефекты, связанные с локальными изменениями ширины проводников или зазоров по диэлектрику, остаточные вкрапления проводника на диэлектрике, дырки в проводниках и т.д.

Наиболее полно указанные преимущества позволяют реализовать себя в производстве двухслойных печатных плат с высокой плотностью расположения элементов, поскольку в этом случае вопрос о точности воспроизведения рисунка принимает первостепенное значение. Поэтому в последние годы, в связи с повышением уровня технологии изготовления печатных плат, все большая часть объема работ по контролю выполняется с привлечением визуальных методов.

Однако с повышением сложности контролируемых плат про*! цесс визуального контроля значительно усложняется. При контроле высокоплотных слоев оператору необходимо применять различные оптические приборы, что приводит к более быстрой утомляемости оператора, и как следствие к снижению производительности и надежности контроля. Так, если при контроле плат с проводниками шириной 300 мкм оператор пропускает меньше 5% дефектов, то при контроле плат с шириной 100 мкм эта величина уже возрастает до 50%. Наиболее отрицательно снижение достоверности контроля проявляет себя в производстве печатных плат, где требования к достоверности контроля становятся наиболее жесткими.

Таким образом, складывается ситуация, что с повышением уровня технологии производства печатных плат объем работ по визуальному контролю возрастает, а выполнять эти работы на необходимом уровне становится все труднее. Реальный путь преодоления этих противоречий - это автоматизация визуального контроля, то есть исключение из процедуры контроля оператора.

Автоматизация визуального контроля предполагает решение двух основных проблем - это формирование изображения контролируемого объекта, представление его в удобном для цифровой обработки виде и обработка этого изображения с целью выявления дефектов.

Первая из этих проблем решается в автоматизированных системах видеоконтроля с привлечением средств технического зрения, а вторая с использованием методов искусственного интеллекта.

Важным преимуществом методов визуального контроля, а следовательно, и систем АВК, является возможность контроля продукции на различных этапах технологического процесса, начиная от изготовления фотошаблонов и заканчивая ДПП. Они могут быть проконтролированы как после травления, то есть на этапе сформированного проводящего рисунка, так и этапе рисунка, сформированного в слое фоторезиста.

Это позволяет выявлять и устранять дефекты на ранних стадиях производства, когда экономические потери могут быть значительно меньше, чем при обнаружении брака в готовой плате.

Использование в системах АВК вычислительных средств дает возможность проводить статистическую обработку больших массивов данных, несущих информацию о дефектах. Системы АВК приобретают качественно новые свойства. Появляется возможность классификации дефектов, анализа их повторяемости и выявления на основании этих данных различных отклонений в технологическом процессе.

Испытания ДПП.

Изучение причин отказов связей в ДПП показывает, что в основном эти отказы вызваны разрывами в районе соединений межслойных переходов. По частоте возникновения разрывов на первом месте стоят районы углов на выходах отверстий, на втором - разрыв самой металлизации на стенках отверстий. Последний вид отказов обусловлен, как правило, сильной шероховатостью стенок, недостаточной выравнивающей способностью электролита меднения, наличием непрокрытых или со значительно протяженным или местным утонынением металлизации, а также низкой пластичностью меди.

Указанные причины также способствуют образованию отказов и в первом виде.

Совершенствования конструкции переходов проводится в обеспечение:

уменьшения толщины диэлектрика, сквозь который осуществляется переход, для уменьшения величины расширения;

увеличения площади контактирования проводников и металлизации отверстия;

увеличения толщины металлизации в отверстии;

согласования толщины соединяемых элементов конструкции перехода;

стабилизации структуры стенок отверстий на стадии подготовки под металлизацию;

использование диэлектрика с высокой температурой стеклоперехода.

Автоматизация испытаний печатных плат.

Испытание ДПП на устойчивость к тепловым воздействиям проводятся с целью определения степени ухудшения качества межслойных переходов во время и после тепловых воздействий, аналогичных реальным воздействиям на платы в процессе изготовления, наладки и эксплуатации изделий. Другая цель таких испытаний -выявить дефекты, которые снижают надежность и определить конструктивно-технологические способы повышения надежности с учетом существующего уровня качества материалов и оборудования.

Объективность оценки качества металлизации межслойных переходов ДПП в значительной степени определяет правильность оценки уровня надежности и экономические показатели производства.

Такие испытания необходимо проводить систематически в процессе изготовления высоконадежных ДПП, а также как специспытания.

Увеличение объема и оперативности получения информации о качестве металлизированных переходов может дать автоматизация испытаний.

Наибольшая эффективность достигается автоматизацией контроля и регистрации состояния цепей с металлизированными переходами в течение всего периода испытаний, а также автоматизацией дозирования и смены видов воздействий на ДПП, т.е. заданием программ испытаний.

Для контроля целостности цепей и регистрации разрывов непосредственно во время термовоздействий на ДПП разработано специальное устройство контроля цепей. Это устройство обеспечивает непрерывное наблюдение одновременно за 180 цепями ДПП, помещенными в камерах тепла и холода, и позволяет регистрировать кратковременные и постоянные разрывы цепей. Разрывом считается увеличение сопротивления цепи более 230 Ом при постоянном разрыве или 120 Ом при кратковременном разрыве цепи.

Для автоматизации испытаний ДПП на термоциклирование используется установка, в которой используется терморадиационный нагрев плат и охлаждение потоком воздуха, продуваемого через рабочий объем камеры, что позволяет нагревать и охлаждать ДПП в автоматическом режиме.

Платы могут испытываться в интервале температур от комнатной до +200°С. Время нагрева платы до предельной температуры 4 минуты, время охлаждения платы до комнатной температуры 7 минут. Циклы нагрева-охлаждения повторяются в зависимости от заданной программы, определяющей режим работы установки. Предусмотрено три режима работы:

нагрев платы до установленной температуры и выдержка заданное время;

нагрев платы до установленной температуры, выдержка заданное время и охлаждение до комнатной температуры;

автоматическое отключение нагрева платы и включение охлаждения в момент появления в испытуемой цепи разрыва и включение нагрева в момент восстановления цепи при охлаждении.

Последний режим, названный условно «самоциклы» автоматически управляется характером поведения места отказа в цепи при термовоздействиях. Такое «самоциклирование» продолжается до тех пор, пока кратковременный разрыв связи, т.е. такой, когда связь восстанавливается (при определенной более низкой температуре), не перейдет в постоянный разрыв, т.е. когда связь не восстанавливается при охлаждении до комнатной температуры.

Изучение характера изменения сопротивления цепи с металлизированными переходами в режиме самоциклирования па большом числе плат позволило выявить особенности механизма перемежающихся отказов сквозных и внутренних переходных отверстий, а также сделать вывод о возможности локализации кратковременных отказов с помощью устройства, работающего в режиме нагрева платы до температуры, несколько превышающей температуру разрыва цепи. Последняя определяется во время работы устройства в режиме самоциклов.

Разработана также установка испытания плат на термоциклирование, работающая на принципе конвекционного нагрева плат в воздушном пространстве между двумя горячими плитами, нагреваемыми распределенной системой электронагревателей. Охлаждение ДПП осуществляется выдвижением их из зоны нагрева и обдувом воздухом из окружающей среды. В блоке управления имеется счетчик термоциклов, регистратор текущей и заданной температуры в камере. Блок регистрации разрывов в цепях испытуемых ДПП контролирует появление отказов и фиксирует отдельно кратковременные и отдельно постоянные разрывы, с указанием адреса цепи.

Устойчивость металлизированных переходов в ДПП к воздействию термоударов эффективно исследовать на автоматизированной установке испытаний тепловыми ударами. Тепловые воздействия осуществляются с использованием иммерсионной теплопередачи в двух ваннах с кремнеорганической жидкостью. Цикл испытаний заключается в автоматическом перемещении платы из ванны с холодной жидкостью и погружения ее в ванну с горячей жидкостью -термоудар нагрева, далее перемещение платы из горячей ванны и погружение ее в ванну с холодной жидкостью - термоудар охлаждения. Практически осуществляется пара термоударов.

Температурный диапазон горячей ванны задается программно в диапазоне от +20°С до +280°С, а холодной ванны 25±2°С. Время выдержки в горячей ванне можно задавать от 5 сек до 35 сек с интервалом 5 сек, а в холодной ванне от 1 мин до 8 мин с интервалом 1 мин.

Время автоматического переноса из горячей ванны в холодную не более 16 сек.)

Надежность ДПП.

В обеспечение высокой надежности печатных плат требуется особая программа обеспечения качества печатных связей как на этапе разработки конструкции и технологии, так и на этапе изготовления опытного образца и серийного производства. Необходимо постоянно проверять правильность принятого решения в части: плотности и геометрии проводников; плотности и геометрии переходов; размера ДПП; количества слоев; рисунка экранов; уровня технологических проблем при выбранной плотности; требований к необходимым материалам и состояния их разработки и изготовления, возможности обеспечения; контроля качества ДПП в процессе изготовления или при сборке и эксплуатации; возможности создания такой же системы межсоединений (с эквивалентными электрическими и топологическими свойствами) при другой, более простой, конструкции и технологии изготовления; сведение до минимума расхода материалов и количества операций при изготовлении; технической реализуемости закладываемых допусков; выполняемости и степени обоснованности отступлений от требований стандартов; компетентности требований нормативных документов; какими средствами или методами обеспечивать установленные показатели технологичности и надежности; степени сложности в освоении технологии изготовления новых конструктивных решений; использования новой технологии; технологической базы предыдущих устройств; этапности перехода на новую технологию; сравнение (процент выхода годных, процент отказов и т.д.) разных способов аппаратной реализации операций и определения степени критичности операций.

В конструкции связей используется много разнородных материалов (медь, стекло, смола), а в технологии изготовления много процессов.

Многостороннее взаимодействие между материалами, процессами и внешними воздействиями влияет на надежность связей.

Обеспечение высокой надежности связей должно базироваться на определении физических и химических причин ненадежности. Требуется проводить анализ механизмов образования дефектов и отказов, их взаимовлияние и зависимость от конструкции, технологии, условий испытаний и эксплуатации.

По результатам анализа необходимо формировать конкретные конструктивно-технологические методы устранения или существенного уменьшения ненадежности. Сопоставление статистических данных о дефектах и отказах на разных этапах совершенствования конструкции, технологии и эксплуатации связей должно служить средством количественной оценки эффективности выбранных методов и средств нововведений.

Оценивать интенсивность отказов двухслойной печатной платы с металлизированными переходами (дпп) можно с помощью модели, представленной в виде:

дпп  = Ncп cп + Nизиз,

Где Ncп - количество сквозных металлизированных отверстий;

сп - интенсивность отказа перехода через металлизированное сквозное отверстие;

Nиз - количество изоляционных зазоров между проводниками;

из - интенсивность отказа изоляции между двумя проводниками.

Основной вклад в надежность ДГШ вносят металлизированные переходы и изоляционные зазоры. В радиоэлектронных устройствах сложность печатных плат увеличивается. Соответственно растет число структурных элементов, определяющих надежность. Для сохранения надежности ДПП на требуемом уровне необходимо значительно увеличивать надежность каждого структурного элемента.

Высокая надежность двухслойных печатных плат может быть обеспечена путем: оптимизации конструкции; оптимизации процессов изготовления; жесткого контроля материалов и процессов; испытания тест-свидетелей (тест-плат, тест-купонов); достоверной корреляцией надежности плат и результатов испытаний тест-свидетелей.


ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО МАКЕТА

Лабораторный макет состоит из набора кассет с образцами и лупы. В кассетах содержится набор образцов после различных операций трех техпроцессов изготовления двухслойных печатных плат. Образцы имеют коды, соответствующие кодам операций.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАДАНИЕ

Домашняя работа:

  1.  Ознакомится с описанием лабораторной работы;

Подготовить 3 экземпляра формы Таблицы 1 и 1 экземпляр
формы Таблицы 2 для записи результатов (смотри Приложение);

  1.  Выполнить пункты 1-3 требований к Отчету;
  2.  Изучить теоретические сведения;
  3.  Подготовиться к ответам на контрольные вопросы.

Работа в лаборатории:

  1.  Изучить последовательность операций изготовления двух
    слойных печатных плат;
  2.  Ознакомиться с перечнем основных материалов и оборудования в производстве двухслойных печатных плат.
  3.  Составить последовательность образцов в соответствии с
    маршрутной картой процесса изготовления Д1111 без металлизированных переходов субтрактивным негативным методом.
  4.  Составить последовательность образцов в соответствии с маршрутной картой процесса изготовления ДПП с металлизированными переходами методом «тентинг». Составить последовательность образцов в соответствии с маршрутной картой процесса изготовления ДПП субтрактивным позитивным методом.
  5.  Визуально оценить качество проводников и зазоров ДПП.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

  1.  Ознакомьтесь с описанием техпроцесса и маршрутной картой изготовления ДПП - процесс I, процесс 2 и процесс 3.
  2.  Определите   наименование   операций,   выполненных   для ДПП.
  3.  Укажите характерные признаки каждой операции.

Укажите обнаруженные и возможные дефекты, основные виды и причины брака каждой операции. Результаты выполнения работы занести в форму Таблицы 1  , в которой наименования операций и их номера запишите в соответствии и в последовательности их расположения в маршрутной
карте.

В соответствии с вариантом задания нужно визуально оценить качество проводников и зазоров ДПП. Результаты наблюдений занести в форму Таблицы 2 .

Методические указания.

При формировании рисунка слоев ДПП фоторезист может иметь цвет от светло-голубого до темно-синего и темно-зеленого оттенка. Резист-защита (паяльная маска) на ДПП может иметь цвет от светло-зеленого до изумрудного в зависимости от марки резиста и фирмы изготовителя. Цвет на функциональные характеристики не влияет, поэтому не может быть браковочным признаком.

Поверхность медных слоев со временем под воздействием примесей воздуха может окисляться и поэтому может отличаться от светло-розового цвета, наблюдающегося в реальном производстве ДПП.

ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Отчет должен содержать:

  1.  Титульный лист.
  2.  Цель работы.
  3.  Краткие сведения по применяемым основным материалам.
  4.  Краткие сведения по технологии изготовления ДПП.
  5.  результаты выполнения заданий, сведенные в таблицы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1.  Какие методы изготовления ДПП Вы знаете?

Какова последовательность формирования проводников на слоях ДПП при изготовлении субтрактивным негативным методом?

Какова последовательность формирования проводников на слоях ДПП при изготовлении субтрактивным методом «тентинг»?

Какова последовательность формирования проводников на
слоях ДДП при изготовлении субтрактивным позитивным
методом?

Как производится совмещение рисунка проводников и меж-
слойных переходов в ДПП?

Что Вы знаете о сверлении отверстий в печатных платах?

Как производится химическая и гальваническая металлизация стенок отверстий в ДПП?

Как производится нанесение защитной паяльной маски на поверхность ДПП:

жидкой,

пленочной?

9.Какие методы нанесения паяемого покрытия на контактные
площадки ДПП Вы знаете?

10.Как наносится маркировка на поверхность ДПП?

11 .Назовите автоматизированные методы контроля качества металлизированных переходов.

12.Назовите виды испытаний ДПП, в том числе, автоматизированные.

13.Что Вы знаете об автоматизации визуального контроля печатных плат?

14.Какие материалы применяются для изготовления ДПП субтрактивным методом?

15.Какие способы очистки и подготовки стенок отверстий под металлизацию Вы знаете?

16.Назовите и поясните основные характеристики ДПП.

17.Назовите основные факторы ограничения увеличения габаритов ДПП:

связанные со свойствами материалов,

связанные с производственными возможностями. 18.Охарактеризуйте формулу расчета надежности ДПП.

19.С какой технологической операции снят данный образец?
20.Назовите характерные признаки данной операции?

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДПП

ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВОК ДЛЯ СПФ

Контроль поверхности производится визуально. Не должно быть заломов, заусенцев, рисок, смолы, деформированных базовых отверстий. Торцы фольги должны быть ровными и гладкими.

Подготовка поверхности под СПФ производится на пемзоструйной установке «Комби-Скраб». Заготовки из тонких фольгированных диэлектриков обрабатываются на «спутниках». Обезжиривание и снятие окисной пленки. Промывка. Обработка струями пемзовой суспензии. Промывка деионизованной водой. Сушка. Выходной контроль качества поверхности: поверхность должна быть розовой, без затеков, окисленных участков, равномерно матовой. Хранение заготовок, поступающих на участок, допускается не более 10 дней, обработанных не более 1 час.

ПОЛУЧЕНИЕ РИСУНКА СХЕМЫ СЛОЕВ ИЗ СПФ

Заготовки должны быть розовые без окислов, затеков, набросов. Нанесение СПФ:

Подогреть заготовки - сушильная печь, 60-80°С.

Нанести СПФ - ламинатор HRL-650, 105+5°С. Все операции с СПФ и наслоенными заготовками проводить при неактиничном освещении - желтом или оранжевом. Слой СПФ должен быть сплошным без складок, пузырей, посторонних включений и отслоений.

Максимальное время межоперационного хранения 5 суток в темном месте.

Экспонирование: совместить фотошаблон с заготовкой, кнопки 5мм, по «0» отметкам в соответствии со структурой. Поместить в установку экспонирования ORCHMW-201B.

Время экспонирования подбирается согласно методике. При экспонировании должны обеспечиваться: равномерная освещенность заготовок, исключающая наличие воздуха между эмульсией фотошаблона и фоточувствительным слоем, температура заготовки не более 35°С. Удалить защитную лавсановую пленку.

Проявить рисунок схемы: установка проявления СПФ-ВШ, КМ-8.

Выборочно из каждой партии изделий замерить размеры элементов. Размер должен быть не более +20 мкм при негативном изображении и не менее -15 мкм для позитивного изображения.

КОНТРОЛЬ И РЕТУШЬ РИСУНКА СХЕМЫ, ЗАЩИЩЕННОЙ СПФ

Изображение должно быть глянцевым, четким, без смещения и потерь деталей изображения. Не должно быть царапин, сколов, кромки по краю рисунка по цвету отличной от изображения. На неэкспонированных участках фоторезист должен быть полностью удален.

Определить места несоответствия требованиям, предъявляемым к изображению - отретушировать, подчистить, (микроскоп МБС-2, скальпель, эмаль НЦ-25, ацетон).

Остатки СПФ удалить скальпелем.

ТРАВЛЕНИЕ МЕДИ ПО СПФ

Визуально не допускается наличие жировых загрязнений.

Травление меди с заготовок со схемой рисунка, защищенной СПФ: установка травления «Кемкат-568», 40+2°С. Камера травления - медь хлорная, по металлу 75 - 140 г/л. Промыть водопроводной водой. Рисунок должен быть четким, без рваных краев, вздутий, отслоений, разрывов, протравов. Допускаются отдельные неровности, не ухудшающие минимально допустимые размеры элементов.

УДАЛЕНИЕ СПФ С ЗАГОТОВОК

Снять ретушь: вытяжной шкаф, ацетон, тампон ваты.

Удаление СПФ: установка снятия СПФ ГГМ1254001 - 1-я камера КОН 1,5% , 45-50°С, 2-я камера 45-50°С, 3-я камера - вода водопроводная 10-22°С, 4-я камера промывка 18-22°С. Камера сушки - воздух 40-50°С. Проверить полноту удаления.

Микроскоп МБС-2.

КОНТРОЛЬ И ПОДЧИСТКА РИСУНКА СХЕМЫ ТРАВЛЕНЫХ СЛОЕВ

Рисунок должен быть четким, без рваных краев, отслоений, обрывов, подтравов. На экранных слоях не должно быть белесости диэлектрика, остатков краски, фоторезиста, меди в освобождениях, а также освобождений диаметром меньше допустимого и деформированных (стол с подсветкой). Определить места несоответствия требованиям, предъявляемым к изображению. Нестравленную медь удалять скальпелем или резаком.

Проверить геометрические размеры рисунка схемы - установка «Визекс».

Геометрические размеры рисунка схемы должны соответствовать чертежу.

КОНТРОЛЬ ПЛАТ, ОТПЕЧАТАННЫХ ТЕНТИНГ МЕТОДОМ

Края рисунка схемы должны быть ровными, без сколов и отслаивания фоторезиста.

Зазоры хорошо проработаны. На поле платы не должно быть недопроявленных мест (МБС-2). Найти места несоответствующие требованиям, предъявляемым к изображению. Рисунок схемы отретушировать эмалью НЦ-25. Недопроявленные места расчистить. При наличии смещения замерить позиционную точность элементов проводящего рисунка.

СВЕРЛЕНИЕ МЕТАЛЛИЗИРУЕМЫХ ОТВЕРСТИЙ В ЗАГОТОВКАХ ДПП.

Сверлильный станок типа Марк-6.

Установить фиксирующие штыри стола сверлильного станка. Установить сверху сменяемую подкладку. Установить на штыри заготовку ДПП (нуль координат в левом нижнем углу). Установить на штыри сверху заготовки ДПП вторую сменяемую подкладку. Включить станок, установить гибкий магнитный диск в дисковод пульта управления. Набрать на пульте необходимые команды управления. Произвести сверление двухслойной печатной платы. После окончания сверления снять плату со стола станка.

Произвести очистку просверленных отверстий промышленным пылесосом.

КОНТРОЛЬ ОТВЕРСТИЙ

Замерить позиционную точность отверстий относительно базы - установка «Визекс.

Провести контроль отверстий после сверловки (МБС-2). Отверстия должны быть без сколов, вырывов, рваных краев. Не должно быть окислов и жировых пятен.

Провести контроль отверстий после обработки на установке «Комби Браш». В отверстиях не должно быть рыхлых остатков после сверления (МБС-2).

Провести контроль отверстий после плазмохимической подготовки. Торцы отверстий должны быть полностью очищены от наволакивания полимерного связующего (МБС-2).

ПОДГОТОВКА ЗАГОТОВОК ДПП К МЕТАЛЛИЗАЦИИ

Проверить качество сверловки (микроскоп МБС-2) ДПП (величина и количество заусенцев). Обработать в установке Комби-Бруш. Скорость конвейера 1,5-2 м/мин.

Провести зачистку поверхности ДПП и снять заусенцы. Провести обработку струями высокого давления (вода деионизованная). Сушка. Стенки отверстий должны быть чистыми от шлама.

Плазмохимическая обработка (установка плазмохимическоЙ очистки 3067): закрепить ДПП на направляющих и загрузить в вакуумный реактор, осуществить прогрев и сушку в газообразном азоте. Провести травление в смеси кислород-фреон ,14 - 20 минут.

Промыть отверстия плат струями высокого давления (Установка Комби Бруш), вода деионизованная.

Торцы меди в отверстиях плат должны быть очищены от смолы, поверхность без окислов.

ХИМИЧЕСКАЯ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ

Заготовки ДПП должны иметь очищенные торцы, в отверстиях не должно быть шлама, поверхность очищена от заусенцев. Чистая, розовая поверхность без вмятин и царапин (Микроскоп МБС-2).

Химическое меднение: Линия Д-810. Обезжирить. Промыть в проточной 2-х каскадной ванне. Обработать в растворе кондиционера N 231. Промыть в проточной 2-х каскадной ванне. Подтравливить поверхность. Промыть в проточной 2-х каскадной ванне. Обработать в растворе смеси солей - натрий кислый сернокислый . Активировать: палладий хлористый, олово-двухлористое, натрий кислый сернокислый, натрий хлористый, кислота соляная. Промыть в деио-низованной воде в 2-х каскадной ванне. Обработать в растворе ускорителя. Промыть в проточной воде в 2-х каскадной ванне. Мед-нить химически: медь сернокислая, едкий натр, сегнетовая соль, формалин стабилизатор. Промыть в проточной 3-х каскадной ванне. Декапировать.

Меднить электролитически (предварительная затяжка): медь сернокислая, кислота соляная, блескообразующая добавка Slotoloc. Промыть в проточной 2-х каскадной ванне. Сушка - 70°С.

Поверхность заготовок и стенки отверстий должны быть полностью прокрыты медью, поверхность - не иметь шлама (Микроскоп МБС-2).

КОНТРОЛЬ ПЛА Т ПОСЛЕ ХИМИЧЕСКОГО МЕДНЕНИЯ

После операции химического меднения отверстия должны быть полностью прокрыты, на поверхности плат и в отверстиях не должно быть шлама, отслоений и вздутий.

КОНТРОЛЬ ПЛАТ ПОСЛЕ ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ЗАТЯЖКИ

Покрытие должно быть без набросов, отслоений, подгара, цвет покрытия от светло-розового. Отверстия должны быть полностью прокрыты, чистые без остатков порошка от пемзы.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ МЕДНЕНИЕ ДО УСТАНОВЛЕННОЙ ТОЛЩИНЫ

Визуальный контроль плат на отсутствие вмятин, царапин и коробления.

Монтаж на подвески. Защита базовых отверстий. Электрохимическое меднение: линия STS Д-811/2: обезжирить - электропозит PC клинер, 45-50°С. Промыть водой в проточной 2-х каскадной ванне. Подтравить - циркупозит 3330, 23-25 С, скорость травления 0,5 мкм/мин. Промыть водой в проточной 2-х каскадной ванне.

Декапировать - кислота серная.

Электролитическое меднение - медь сернокислая 5-ти водная, кислота серная.

Суммарная толщина меди в отверстиях не менее 25 мкм. Катодная плотность тока 0,5-2,0 А/дм . Отношение анодной поверхности к катодной 2:1. Аноды медные марки АМФ с содержанием фосфора 0,03-0,06%, помещенные в хлориновые мешки. Непрерывная фильтрация, горизонтальное качание, воздушное перемешивание. Скорость осаждения меди, при 1 А/дм - 12 мкм/час. Промыть водой в проточной 2-х каскадной ванне.

Промыть в горячей воде, вода деионизованная - 65-75°С.

Сушка горячим воздухом, 65-75 С. Демонтаж с подвесок.

Покрытие должно быть светло-розового цвета (лупа х8). Не допускаются набросы дендритов, подгары, отслоения, вздутия, рыхлая медь, шероховатость (микроскоп МБС-2).

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ НАНЕСЕНИЕ СПЛАВА ОЛОВО-СВИНЕЦ

Линия типа АГ-44 или АГ-38 . Активировать, кислота борфто-ристоводородная (50-100г/л). Нанести сплав олово-свинец, олово борфтористое (в пересчете на металл 25-30 г/л), свинец борфтористый (в пересчете на металл 15-18 г/л), кислота борфтористоводородная (свободная) 80-100 г/л), Синтанол ДС-10 (10% раствор, 60 мл), добавка ДС-натрий (10% - мл). Температура 10-ЗО°С. Аноды из сплава ПОС-61 (61 % олова, 39 % свинец). Аноды помещать в чехлы. Катодная плотность тока 3-5 А/дмг. Скорость осаждения при КП 5 А/дм 2 мкм за мин. Отношение анодной поверхности к катодной от 1:1 до 2:1. Толщина сплава олово - свинец на поверхности от 10 до 16 мкм. Время устанавливается в зависимости от электролита и рабочей плотности тока. Соотношение осадков - от 56 до 66% олова и от 44 до 34 % свинца. Промыть в сборнике с дистиллированной водой 0,5 - 1 мин.

ФИНИШНАЯ ОТМЫВКА ДПП.

Линия финишной подготовки ВНМ 1.240.006 НС.

Обезжиривание: моющее средство ОП7-ОП10 40-50оС, струйная промывка раствором ПВА с рециркуляцией. Струйная промывка горячей водой с рециркуляцией 40-50°С. Промывка ДПП горячей деионизованной водой с применением УЗ с рециркуляцией, 40-50е С. Сушка в установке ГСМ. Модули сушки с горячим сжатым воздухом, 50-60°С.

Сушка: шкаф сушильный ДПТМ 60-90°С. Вакуумная сушка: установка вакуумной сушки УВС-150, 90-120 С. Вакуумную сушку производить, если сопротивление изоляции не обеспечивается отмывкой.

Все операции отмывки, сушки и последующие операции проводить в х/б перчатках.

ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ ПОД ПАЯЛЬНУЮ МАСКУ

Подготовка поверхности плат (с покрытием Си). Проверить заготовки визуально.

Не допускается: - диаметр базового отверстия не соответствующий чертежу,

• наличие изоляционных лент;

•рассовмещение рисунка фотошаблона с рисунком платы.

Зачистить платы. Установка фирмы Schmid «Combi- scrab», кассета. Скорость конвейера 0,8 м/мин.

НАНЕСЕНИЕ ЖИДКОЙ ПАЯЛЬНОЙ МАСКИ

Нанесение жидкой паяльной маски Ozatec. Приготовить резист. Поместить плату на рабочий стол установки трафаретной печати F-700. Установить трафарет. Установить ракели на вал установки. Ракели должны быть закреплены ровно, без перекоса.

Угол наклона ракелей 75 градусов. Зазор между трафаретами и платой  3-14 мм.

Скорость движения ракелей 3 м/мин. Зазор между трафаретом и ракелем   мм.

Нанесение резиста проводить за 1 полный цикл (проход ракеля вперед-назад).

Снять плату со стола установки. Слой резиста должен быть равномерным, без посторонних включений. Не допускается непро-крытие на рабочем поле платы.

Сушить: установка сушки, 75-80°С. Отмыть трафарет (ацетон).

ЭКСПОНИРОВАНИЕ ПАЯЛЬНОЙ МАСКИ

Протереть рабочую поверхность фотошаблона и платы. Смонтировать фотошаблоны с заготовками и закрепить кнопками. Наложить фотошаблоны эмульсионной стороной к заготовке, совместив их по базовым отверстиям.

Поместить заготовку в установку экспонирования. Режим экспонирования выбирается согласно рекомендациям фирмы-изготовителя фоторезиста. Экспонировать.

Демонтировать заготовку.

ПРОЯВЛЕНИЕ ПАЯЛЬНОЙ МАСКИ

Проявление паяльной маски «Ozatec» LSF60. Включить установку проявления КМ-4. Установить на регуляторе скорости конвейера установки значение 6 (0,2 м/мин).

Проявить: 1% р-р Na СО3, 3% р-р H2SO4. Сушка: шкаф сушильный ДПТМ 3623000. Проверить качество проявления визуально. На неэкспонированных участках фоторезиста должен быть полностью удален. В случае обнаружения брака резист удаляется согласно рекомендациям фирмы «Ozatec».

ДУБЛЕНИЕ ПАЯЛЬНОЙ МАСКИ

Дубление паяльной маски «Ozatec». Поместить платы в нагревательный шкаф.

Включить шкаф и нагреть до заданной температуры 145+5С. Дубить. Выключить шкаф. Открыть шкаф и остудить до комнатной температуры. Вынуть платы.

МАРКИРОВКА

Обезжирить платы (ацетон). Сушить. Поместить плату на рабочий стол установки трафаретной печати Futura F-700. Установить трафарет на установку внешней стороной к плате. На рабочей стороне трафарета рисунок должен читаться.

Совместить трафарет с рисунком печатной платы по репер-ным знакам. Раму трафарета закрепить. Установить ракели на вал установки. Ракели должны быть закреплены без перекоса, рабочая плоскость ракелей должна быть параллельна трафарету. Установить рабочие режимы. Зазор между платой и трафаретом 12-13 мм, скорость движения ракелей 4,8 м/мин. Маркировать: краска маркировочная ТНПФ84 белая. Снять плату со стола установки. Проверить качество маркировки.

Изображение должно быть четким, читаемым, равномерным, без посторонних включений. Допускается попадание краски на контактные площадки на ширину линии 250 мкм. Не допускаются непрокрытия. В случае некачественной маркировки допускается отмыть платы от краски ацетоном и повторить маркировку.

Сушить: установка сушки G-86, 60°С. Отмыть трафарет (уайт-спирит).

ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ВИЗУАЛЬНЫЙ И РАЗМЕРНЫЙ КОНТРОЛЬ ПЛАТ

Контроль плат, защищенных СПФ после горячего лужения. Покрытие СПФ должно быть гладким, без трещин, вспучиваний, сколов, не должно быть смещения рисунка схемы. В плате не должно быть пузырей и расслаивания диэлектрика.

Контроль плат после оплавления. На оплавленных платах не должно быть наплывов, перемычек сплава, дающих КЗ или уменьшающих минимально допустимый зазор между элементами рисунка схемы. МБС-2.

Окончательный контроль плат на соответствие чертежу.

РЕКОМЕНДАЦИИ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Выбор метода изготовления конкретной ГСП определяет изготовитель на основе конструктивно - технологических характеристик платы с учетом следующих рекомендаций.

• ДПП без металлизированных отверстий по 1-3 классу точности с применением диэлектриков с толщиной фольги 35 и 50 мкм  изготавливать, используя жидкие фоторезисты и трафаретные краски.

ДПП, сконструированных по 1-3 классу точности примененнием диэлектриков с толщиной фольги 35 и 50 мкм, изготавливать, изготавливать, используя сухие пленочные фоторезисты толщиной не менее 40 мкм.

ДПП, с переходными отверстиями, сконструированные по 4-5 классу точности с применением диэлектриков с толщиной фольги от 5 до 20 мкм, изготавливать, используя сухие пленочные фоторезисты толщиной 50 мкм.

Блок- схемы наиболее применяемых технологических процессов изготовления ДПП приведены на рис. 6 - 13.





ЛИТЕРАТУРА

  1.  Ф.П.Галецкий     Печатные платы быстродействующих устройств. Москва, Санкт-Петербург, 1993 г.
  2.  Конструкция и технология изготовления многослойных печатных
    плат   быстродействующих   ЭВМ.   Сборник   докладов.   Москва,
    1991г.


PAGE  1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11179. Пошук необхідної інформації для проекту. Методи проектування (метод фокальних об’єктів).Практична робота: Складання ескізу проектного виробу 41 KB
  Тема уроку: Пошук необхідної інформації для проекту. Методи проектування метод фокальних об’єктів.Практична робота: Складання ескізу проектного виробу. Мета: згідно теми проекту вибрати аналогпрототип та вдосконалити його характеристики; виховувати бережливе ставл...
11180. Оздоблення виробів різьбленням 123.5 KB
  Тема. Оздоблення виробів різьбленням Мета: ознайомити учнів з тригранновиїмковим різьбленням навчити виконувати найпростіші елементи різьблення; виховувати бережливе ставлення до обладнання та інструментів; розвивати логічне мислення моторику рухів. Обладнання:...
11181. Основні типи креслярських ліній. Розміри на кресленнях, поняття – ескіз та креслення. Практична робота 56 KB
  Тема уроку 4: Основні типи креслярських ліній. Розміри на кресленнях поняття – ескіз та креслення. Практична робота. Мета: Навчальна: сформувати знання вміння та навички креслення рамки і оформляти креслення. Виховна: виховувати в учнів культуру праці точність вико...
11182. Технологія вирощування кущових декоративних рослин 72.5 KB
  Тема 4.1. Технологія вирощування кущових декоративних рослин. Мета: ознайомити учнів з властивостями декоративних кущових рослин їх місцем і роллю у створенні сприятливих умов для праці та відпочинку декоративному оформленні території правилами безпечної праці під ча...
11183. Практична робота. Технологічний процес виготовлення проектованого виробу 42.5 KB
  Тема уроку: Практична робота. Технологічний процес виготовлення проектованого виробу. Мета: вдосконалити уміння виконувати технологічні операції при обробці конструкційних матеріалів; виховувати бережливе ставлення до обладнання та інструментів; розвивати логіч...
11184. Сталь як конструкційний матеріал. Сортовий прокат. Випрямляння металевих заготовок. Розмічальні роботи 80.5 KB
  Тема уроку: Сталь як конструкційний матеріал. Сортовий прокат. Випрямляння металевих заготовок. Розмічальні роботи. Штангенциркуль. Різання слюсарною ножівкою. Мета: виявити рівень теоретичних знань з розділу проектування виробів; ознайомити з контрольновимірю...
11185. Технологічні процеси ручної і механічної обробки деталей виробів. ТВ-6, призначення та використання. 52 KB
  Тема: Технологічні процеси ручної і механічної обробки деталей виробів. ТВ6 призначення та використання. Правила безпечної роботи на верстаті. Мета: ознайомити учнів з можливостями будовою та кінематичною схемою ТВ 6; виховувати бережливе ставлення до обладнання та і...
11186. Дослідження та розробка комп’ютерно- інтегрованої системи управління нафтопереробкою 1.25 MB
  Традиційні процеси автоматизації нафтогазової промисловості діляться на три основні напрямки: автоматизація видобутку нафти (газу), автоматизація переробки нафти (газу), автоматизація транспортування нафти (газу). Варто виділити напрямок переробки нафти (газу), як один з найбільш складних і відповідальних процесів.
11187. Использование информационных технологий в образовательном процессе 2.08 MB
  Изучение учебно-методической литературы по программным продуктам по алгебре. Разработка методики решения математических задач с использованием ресурса «Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов». Обучение учащихся использованию ресурса «Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов». Составление перечня задач для самостоятельной работы.