12549

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО СОДЕРЖАНИЕ Цель работы3 Теоретические сведения4 Описание лабораторного макета58 Лабораторное задание 58 Порядок выполнения работы58 Треб...

Русский

2013-05-01

1.11 MB

82 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N3

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

СОДЕРЖАНИЕ

Цель работы 3

Теоретические сведения 4

Описание лабораторного макета 58

Лабораторное задание    58

Порядок выполнения работы 58

Требования к отчету  59

Контрольные вопросы 59

Технологические операции изготовления МПП 62
Технологический маршрут изготовления слоев МПП

субтрактивным методом (процесс 1)               70

Технологический маршрут изготовления МПП с

металлорезистом олово-свинец (процесс 2) 71
Технологический маршрут изготовления слоев МПП

полностью аддитивным методом (процесс 3) 73

Литература 74

Приложение 75


ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. Изучить характеристики многослойных печатных плат (МПП).

  1.  Изучить методы формирования рисунка проводников на слоях многослойных печатных плат.
  2.  Изучить методы формирования межслойных проводников в МПП.         .
  3.  Изучить технологические операции и процессы изготовления МПП.

             5. Ознакомиться с методами контроля качества МПП.

Продолжительность работы - 4 часа.


ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

С расширением функциональных возможностей и увеличением сложности электронных устройств, создаваемых на основе микросхем высокого уровня интеграции электронных схем, происходит специализация и интеграция характеристик многослойных печатных плат этих устройств.

Многослойные печатные платы стали многофункциональными интегральными схемами связей, с помощью которых обеспечивается:

система  печатных  связей  для  объединения  электронных
              компонентов в конкретную электрическую схему;

         •     размещение электронных компонентов;

 монтаж электронных компонентов путем соединения их со
              схемой связей;

         •  монтаж разъемных соединительных компонентов;

 монтаж   дискретных   связей   (проволочных,    кабельных,

      шлейфовых);                           

•    передача по связям сигналов с сохранением их формы;

          •    подавление перекрестных наводок между линиями связи;

•    согласование связей печатными согласующими резисторами;            

•    распределение тока питания между электронными компонентами             

          •     подавление помех в цепях земли и питания (фильтрация);

          •     теплопередача для охлаждения микросхем.

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

    Основные монтажные характеристики печатных плат:

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

количество объединяемых выводов электронных и электрических
             компонентов;

площадь посадочного места микросхем;

шаг контактных площадок для присоединения выводов

             микросхем;

         •   вид монтажа выводов компонентов (поверхностный монтаж,

              монтаж в отверстиях);

размещение контактных площадок для монтажа ремонтных
             проводников;

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

устойчивость контактных площадок к многократным пайкам;
         •  размещение компонентов на одной или обеих сторонах.

Основные трассировочные характеристики МПП:

количество линий связи;

         •   количество каналов для размещения сигнальных проводни-
         ков в слое;

количество каналов в центральном сечении платы;

плотность проводников в сигнальном слое;

количество слоев сигнальных проводников;

         •    количество внутренних межслойных переходов в пределах
          пары сигнальных слоев;

        •   топология размещения внутренних переходов и проводни-
         ков в сигнальном слое;

количество внутренних переходных отверстий в плате;

плотность внутренних межслойных переходов;

         •  топология посадочных мест микросхем, соединителей на
         монтажном слое;

         •    максимально возможная длина сигнальных проводников в
плате;

длина сигнальных проводников в плате;

плотность сигнальных связей в плате;

количество сквозных отверстий в плате;

плотность сквозных переходов в плате.

Основные конструкционные характеристики МПП:

•  размер рабочего поля платы;

         •  толщина платы;  

количество слоев проводников;

количество слоев сигнальных проводников;

         •   количество экранных слоев;  

•  количество слоев земли и питания;

         •   величина взаимного рассовмещения слоев;

шаг сквозных переходных отверстий;

шаг внутренних переходных отверстий;

форма и размеры внутренних межслойных переходов;

размер сквозных переходных отверстий;

размеры проводников и зазоров в сигнальных слоях;

форма и размеры освобождений в экранных слоях;

толщина проводников слоев земли и питания;

• топология проводников и межслойных переходов в сиг-
              нальных слоях;

• топология проводников и контактных площадок наружных
               слоев;

материал проводников;

материал изоляции;

толщина изоляции между слоями;

     • толщина изоляции между проводниками внутренних слоев
                    и сквозными межслойными переходами;

     • форма контактных площадок для поверхностного монтажа
                    компонентов;

     • форма и размер контактных площадок в сигнальных слоях
                    для сквозных межслойных переходов;

     •  форма и размер контактных площадок внутренних переходов;   

     • форма контактных площадок в слоях земли и питания для
                  сквозных переходов;

     • отношение толщины платы к диаметру сквозного отверстия;
              •   толщина полоскового пакета с линиями связи,

     • толщина изоляции между соседними шинами земли и питания;
               •   индекс сложности;

      •   уровень сложности.

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

Для примера можно сравнить конструкционные характеристики высокоскоростных плат размером 400 х 450 мм2 для монтажа больших интегральных схем и размером 460 х 540 мм2 для монтажа сверхбольших интегральных схем:

Размер МПП

мм2

400х450

460x540

Толщина МПП

мм

2,5

1       4,0

Число слоев

 шт

12

20

Ширина сигнальных проводников

 мм

0,25

од

Шаг сквозных отверстий

 мм

2,5

2,5

Число каналов в шаге сквозных отверстий  

шаге сквозных отверстий

 шт

1

3

Диаметр освобождения в экранах

 мм

2,3

1,6

Индекс сложности

1,6

24

Уровень сложности

см2

0,2x1012

1,2x1012

Основные электрические характеристики МПП:

      • номинальная величина волнового сопротивления линий связи;       

          •   диапазон разброса величины волнового сопротивления линий

          •  величина коэффициента связи соседних линий;

величина диэлектрической постоянной изоляции;

скорость распространения сигналов в линиях связи,

частотная полоса пропускания линий связи,

погонное сопротивление связей на постоянном токе;

погонная емкость связей;

погонная индуктивность связей;

•   величина сопротивления шин земли и питания;

   •   величина емкости между шинами земли и питания;

     •  величина постоянного тока питания, распределяемого ши-
          нами питания и земли;

        •   равномерность распределения напряжения питания по полю            платы;

     •  сопротивление изоляции между линиями связи и шинами
                        земли питания;

        •    сопротивление изоляции между шинами земли и питания;

    •  сопротивление цилиндрического проводника металлизиро-
        ванного сквозного отверстия;

 • сопротивление цилиндрического проводника металлизиро-
             •   ванного внутреннего переходного отверстия;

          • индуктивность соединительных проводников между сквоз-
                         ными  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;         

• уменьшения физической и электрической длины линий связи.
         Во многих применениях имеется потребность в повышении быстродействия линий связи. Это достигается, прежде всего, уменьшением их длины, уменьшением искажения формы передаваемых сигналов и увеличением скорости распространения сигналов. Для этих целей используется материал с малой диэлектрической постоянной и увеличивается плотность проводников и межслойных переходов.

Плотность монтажа микросхем на печатных платах определяется соотношением площадей посадочного места на плате и площади кристалла. Площадь посадочного места зависит от габаритов микросхемы, количества и геометрии выводов, а также геометрии проводников на поверхности, соединяющих выводы с межслойными переходами.

Плотность связей для корпусированных микросхем оценивается в 60 - 100 см/см , а для бескорпусных микросхем в 300 - 500 см/см .

Монтаж и коммутацию связями микросхем в корпусах со средним числом выводов и шагом выводов 0,625 мм могут обеспечивать высокоплотные печатные платы с 6 - 8 слоями сигнальных проводников, а для монтажа бескорпусных БИС и СБИС с шагом выводов 0,2 - 0,5 мм требуются суперплотные многослойные печатные платы, которые могут быть созданы при реализации предельных возможностей техники печатного монтажа с шириной проводников до 50 мкм. Повышение плотности печатных плат следует рассматривать также в направлении повышения плотности:

экранных слоев,

         •   наружных монтажных слоев,

          •   межслойных переходов в двухсторонних сигнальных слоях,

               • межслойных переходов к контактным площадкам для при-
                  соединения выводов микросхем,

      • контактных площадок для присоединения выводов микро-
         схем.

Для получения в многослойных печатных платах линий с заданным волновым сопротивлением структура платы должна быть такой, что между слоями сигнальных проводников располагаются экранные слои. Последние представляют собой или решетки, т.е. сплошные слои металла с освобождениями для межслойных переходов или сетки проводников. Чередование слоев земли и питания и расположение их рядом дает возможность получения высокочастотной емкости фильтра. Для увеличения величины этой емкости уменьшается до предельно возможного расстояние между слоями. Полезным в этом случае является диэлектрический материал с повышенной диэлектрической постоянной.

Для увеличения плотности монтажа в структуру МПП целесообразно вводить двухсторонние слои с сигнальными слоями с межслойными металлизированными переходами. Это дает также возможность:

уменьшить толщину МПП за счет исключения экранных                        слоев между сигнальными проводниками, образующими ортогональную пару;

уменьшить требуемое число сигнальных слоев в 1,7 - 2 раза.
             Так при 6 сигнальных слоях (три двухсторонних слоя с пе-
             реходами) МПП позволяет эффективно осуществить трас             сирование связей, которое без внутренних переходов может быть реализовано минимум на 10 сигнальных слоях;

уменьшить количество и величину электрических неодно-
            родностей вдоль линии связи, образуемой ортогональными
            участками, расположенными на обеих сторонах только од-
            ной двухсторонней платы за счет уменьшения разброса ве-
           личины волнового сопротивления участков полосковых ли-
            ний и уменьшения длины переходов;

уменьшить количество сквозных отверстий, в результате че-
             го увеличивается плотность и сводится до минимума коли-
            чество торцевых контактов между контактными площадка-
            ми внутренних слоев и металлизацией стенок отверстий;

использовать   унифицированные   фотошаблоны   экранных
             слоев, слоев питания и общих частей сигнальных слоев при
            различной трассировке сигнальных проводников.

Кроме этого двухсторонние слои позволяют несколько уменьшить величину изменения линейных размеров слоев за счет армирующего действия проводников, ортогонально расположенных с обеих сторон диэлектрика.

Фольгированные диэлектрики.

Одним из основных факторов, определяющих качество и надежность ПП, является материал, из которого они изготовлены.

Используются диэлектрики марок: ФТС, СТФ, СТАРГОФ, FR4, СТАЛ, США, СОНФ, ПБМИ, полиимид ПФ, арилокс, фторопласт, стеклоткани СПТ-3-0,03 (0,06) и СТП-4-0,03 (0,06) и др.

Проводится всесторонний входной контроль и отбраковка диэлектриков перед запуском в производство.

1 . Контроль состояния поверхности.

Диэлектрик для печатных плат не должен иметь дефектов, вносящих брак при производстве МПП, 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 диэлектрика должна точно контролироваться для сведения к минимуму потерь сигнала и достижения максимума быстродействия схем.

Толщина листа 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.

] Эта характеристика не входит в технические условия на фоль-гированные диэлектрики, кроме СТАРГОФа. Но для оценки качества партии незаменима. Определяется методом термоанализа.

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

прочность на отслаивание фольги,   

стабильность линейных размеров,

сопротивление изоляции на электродах-гребенках,

поверхностное и объемное удельное сопротивления.

Контроль препрегов

Анализ поступившего со склада препрега начинается с проверки паспортных данных каждого рулона.

1. Содержание летучих веществ.

        3 образца взвешиваются на аналитических весах и помещаются в сушильный шкаф на 10 минут при  t=163°C, а затем сразу же взвешиваются. Процент содержания летучих веществ определяют по формуле:

             

2. Содержание смолы.

Окончательный вес, полученный в предыдущем анализе, используют в качестве начального веса в этом. Тигель с образцом прокаливают в муфельной печи t = 538°С до постоянного веса (15 мин.), чтобы сгорели все углеродные остатки. Когда тигель остынет до комнатной температуры, снова взвешивают.

%   содержания смолы  = 100 %

3. Текучесть смолы.

Образцы в форме квадрата со стороной 100 мм вырезаются таким образом, что одна диагональ параллельна основе стеклоткани, а другая диагональ параллельна утку. Образцы скрепляются вместе и взвешиваются. Масса навески должна быть 20 г. Собранный пакет помещают в предварительно нагретый пресс и выдерживают 15 мин. Из середины полученного образца вырубается квадрат со стороной 70 мм и взвешивается. Текучесть вычисляется по формуле:

          , где

Ml - первичный вес образцов, М2 - вес после прессования.


Значения всех анализируемых 3-х параметров должны быть в пределах требований технических условий.

Наиболее важным технологическим параметром является время гелеобразования связующего, т.е. период, в течение которого смола переходит из твердого состояния через жидкое к гелеобразному. При выборе режима прессования главное - правильно определить момент приложения высокого давления. В противном случае неизбежны дефекты прессования:

плохая связь между слоями;

вздутие внутри печатной платы;

мелкие пузырьки.

Первоначально широкое распространение получил метод, рекомендованный МЭК по вытягиванию нитей смолы при нагреве пакета препрега в прессе. Разработан метод определения времени гелеобразования, основанный на измерении активного сопротивления смолы в препреге, помещенном между двумя датчиками, изготовленными из фольгированного диэлектрика. Результаты измерений обрабатываются персональным компьютером и выводятся на принтер. На кривой виден четкий минимум - это время гелеобразования.

После всех анализов по результатам выбирают режим прессования и проводят опытную запрессовку. Состав опытной запрессовки: 3 листа препрега с заранее промеренной толщиной, 3 листа, облицованные фольгой с 2-х сторон.

После прессования проводится анализ спрессованного препрега. При правильно выбранном режиме прессования, полностью отвердевший препрег обладает всеми свойствами базового диэлектрика, а по некоторым параметрам (сопротивление изоляции, стабильность линейных размеров) превосходит его.

Проверяют:

процент усадки по толщине для обеспечения прецизионной
толщины пакета;

диэлектрическую проницаемость, определяющую волновое
сопротивление линий связи пакета;

процент содержания смолы, не менее 45%;

температуру стеклоперехода для корректировки в случае
необходимости режима прессования МПП.

Визуально определяют монолитность, отсутствие микропустот и пузырей.

Пленочные фоторезисты

Пленочный фоторезист применяется в производстве печатных плат для получения защитных изображений при формировании проводящего рисунка печатных плат.

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 способности:

  •  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 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 пленочные фоторезисты подразделяются на органопроявляемые и водощелочного проявления.

Создание рисунка проводников на слоях МПП.

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

Рассмотрим две технологии получения проводящего рисунка слоев многослойных печатных плат с применением пленочного фоторезиста:

  1.  на основе субтрактивных методов,
  2.  на основе полностью аддитивного формирования.

Субтрактивная технология получения рисунка слоев МПП

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

На рисунках 1, 2, 3 приведены варианты технологических схем получения проводящего рисунка печатных плат по субтрактивной технологии с применением пленочного фоторезиста.

Первый вариант (рис.1). Получение проводящего рисунка травлением медной фольги на поверхности диэлектрика по защитному изображению в пленочном фоторезисте при изготовлении односторонних и двухсторонних слоев многослойных плат (МПП).

Технологическая схема изготовления слоев субтрактивным методом с использованием сухого пленочного фоторезиста

Второй вариант (рис.2). Получение проводящего рисунка двухсторонних слоев МПП и слоев с межслойными переходами, т.е. с металлизированными отверстиями, путем травления медной фольги с гальваническим 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 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 в 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.

Технологическая схема изготовления слоев методом «тентинг» с использованием сухого пленочного фоторезиста

Третий вариант (рис.3). Применяется, в основном, при получении верхних слоев МПП путем вытравливания 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 получают на местах поверхности металлизированной фольги, подлежащей последующему удалению травлением.

Технологическая схема изготовления слоев субтрактивным методом с использованием металлорезиста (олово-свинец)

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.

Профиль поперечного сечения проводников, сформированный травлением по защитному изображению в фоторезисте, имеет форму трапеции, расположенной большим основанием на поверхности диэлектрика.

Анализ замеров ширины линий после травления медной фольги по защитному изображению в пленочном фоторезисте показал, что интервал разброса значений замеров увеличивается с увеличением толщины фольги. Например, при травлении фольги толщиной 20 мкм интервал разброса ширины порядка 30 мкм, а при травлении фольги толщиной 50 мкм разброс составляет 60 мкм. Искажения ширины медных проводников по отношению к размерам ширины изображений последних в фоторезисте и на фотошаблоне - негативе смещаются в сторону минусовых значений, особенно для больших толщин фольги (35 мкм, 50 мкм).

Экранные слои МПП изготавливаются на фольгированных диэлектриках с толщиной фольги 20 мкм и 35 мкм травлением фольги по защитному изображению в пленочном фоторезисте.

Двухсторонние логические слои с переходами изготавливаются по «тентинговому» процессу: в заготовках фольгированного диэлектрика толщиной 0,18 мм или 0,23 мм с толщиной фольги 20 мкм сверлятся отверстия диаметром 0,5 мм. После химической металлизации стенок отверстий производится электролитическое доращивание меди в отверстиях и по поверхности фольги на толщину 30 мкм.

Разброс толщины электолитически осажденного слоя по поверхности фольги в заготовках размером 500 х 500 мм составляет 17 - 20 мкм. Максимальная суммарная толщина фольги с металлизированным слоем по краям заготовки составляет 65-70мкм.

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».

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, обеспечивающая более однородное экспонирование фоторезиста.

Для получения изображений используется пленочный фоторезист СПФ-2 толщиной 60 мкм. Толщина фоторезиста диктуется требованиями целостности защитных завесок над отверстиями на операциях проявления и травления, проводимых разбрызгиванием растворов под давлением 1,6-2 атм. и более. Фоторезисты толщиной менее 45 - 50 мкм на этих операциях над отверстиями разрушаются. Так же, для обеспечения надежного «тентинга», диаметр контактной площадки должен быть в 1,4 раза больше диаметра отверстия. Минимальный поясок изображения контактной площадки (ширина между краем контактной площадки и отверстием) должен быть не менее 0,5 мм для СПФ Ристон I и 0,7 мм для СПФ-2.

Травление по защитному рисунку проводится в струйной конвейерной установке травления типа Хемкат 568 в медно-хлоридном кислом растворе при скорости травления 35-40 мкм/мин. Время травления определяется максимальной суммарной толщиною 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 при серийном изготовлении плат в заводских условиях.

Такая точность изготовления проводников (±50 мкм) заложена в конструкторскую документацию на платы. Следовательно, при этой технологии получения печатных элементов в готовых слоях или платах заданной шириной, необходимо в размеры изображений на фотошаблоне вводить величину заужения, т.е. к номинальному значению ширины проводника прибавлять величину заужения. Например, если ширина проводника и зазора в готовом слое должны быть 250 мкм, то на фотошаблоне изображение ширины проводника должно быть 300 мкм, а зазора 200 мкм.

Минимальная устойчиво воспроизводимая ширина зазора в СПФ-2 толщиною 60 мкм - 180 - 200 мкм.

Из вышеизложенного следует, что такая субтрактивная 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 200 мкм и менее, например, 150 мкм и 125 мкм используется технологический процесс по субтрактивной технологии травлением по металлорезисту (3-й вариант субтрактивной технологии) с использованием диэлектрика 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.

Условия получения изображения в пленочном фоторезисте отличны от условий процесса «тентинга». А именно, для получения изображений используются пленочные фоторезисты с более высоким разрешением и гальваностойкостью, например, Ристон I.

Подготовка поверхности подложки под наслаивание пленочного фоторезиста из-за небольшой толщины фольги и металлизированного слоя и во избежание их повреждения, проводится химическим способом, обезжириванием кашицей венской извести с последующей обработкой в 10% растворе соляной кислоты. Фоторезист наслаивается по специально подобранному режиму: при низкой скорости наслаивания 0,5 м/мин, низкой температуре нагрева валков 115°С±5°С, на подогретые до температуры 60-80°С заготовки.


При экспонировании изображения используются установки с точечным источником света моделей типа «Колайт» и «HMW-201», обеспечивающие высококоллимированный интенсивный световой поток на рабочую поверхность копировальной рамы, с автоматическим дозированием и контролем световой энергии.

Фотошаблоны - позитивы имеют резкость края изображения 3 - 4 мкм вместо 7-8 мкм у фотошаблонов, применяемых при получении изображений с разрешением 200 - 250 мкм.     

Проявление изображений проводится в установках проявления - процессорах типа В-24 и С-2-50 фирмы Шмид в стабилизированном трихлорэтане.

Для удаления следов органики с медной поверхности подложки в каналах освобождений в рельефе пленочного фоторезиста проводится обработка в окислителе - в 20% растворе серной кислоты в течение 2-х минут с последующей промывкой в воде и калориферной сушкой в конвейерной струйной установке типа ГГМ 1240002, после чего для повышения гальваностойкости защитного изображения проводится световое дубление в светокопировальных рамах по режимам экспонирования.

Проводящий рисунок формируется в рельефе пленочного фоторезиста последовательным гальваническим осаждением меди на толщину 40-50 мкм и никеля на толщину 3-5 мкм или вместо никеля ПОС-61 толщиной 9 мкм.

После удаления фоторезиста производится травление медной фольги с металлизированным слоем суммарной толщиной 15 мкм с пробельных мест схемы. Для этого применяется травильная установка типа Хемкат-547 с медно-аммиачным травильным раствором.

В варианте использования металлорезиста ПОС-61 последний удаляется в травильном растворе Композит 603 в струйной конвейерной установке Zinn-Stripper фирмы Шмид.

При анализе шлифов, заужение проводников по металлорезисту никелю у оснований составляет в среднем 30 мкм, а в узком сечении в среднем до 37 мкм; в случае травления по сплаву ПОС-61 у оснований составляет в среднем порядка 16 мкм, а в узком сечении -в среднем 28 мкм.

При применении в качестве металлорезиста никеля сложность процесса в том, что слой никеля остается на поверхности проводника и несколько шире его медной части. В этом случае заужение медного проводника нельзя учесть в размерах на фотошаблоне по следующей причине. При увеличении ширины изображения проводника на фотошаблонах будет увеличиваться ширина проводников по никелевому слою и уменьшаться ширина зазора между проводниками в готовых слоях плат.   

Поэтому применение металлорезиста сплава олово-свинец с последующим его удалением является более технологичным процессом, чем применение металлорезиста никеля.

Из изложенного выше можно сделать вывод: изготовление
слоев по субтрактивной технологии с применением диэлектриков с
тонкой медной фольгой толщиной 5-9 мкм обеспечивает получение проводящего рисунка с минимальной шириной проводников и
зазоров между ними порядка 140 - 150 мкм. /

Технология формирования проводящего рисунка слоев МПП методом ПАФОС

Для изготовления высокоплотных плат с шириной проводников и зазоров 100 - 125 мкм в слоях МПП используется метод ПАФОС. Это полностью аддитивный электрохимический метод, по которому проводники и изоляция между ними (диэлектрик) формируются аддитивно, т.е. гальваническим осаждением проводников и формированием изоляции прессованием только в необходимых местах.

Метод ПАФОС, как аддитивный метод, принципиально отличается от субтрактивного тем, что металл проводников наносится, а не вытравливается.

По методу ПАФОС проводящий рисунок формируется гальваническим осаждением тонкого слоя никеля толщиной 3 мкм и меди толщиной 40 - 50 мкм по рисунку освобождений в рельефе пленочного фоторезиста, полученного на временных «носителях» - листах из нержавеющей стали, поверхность которых предварительно покрывается гальванически осажденной медной шиной толщиной 2-20 мкм. В защитном рельефе пленочного фоторезиста производится также нанесение адгезионных слоев на верхнюю поверхность сформированных проводников. После этого пленочный фоторезист удаляется, и проводящий рисунок на всю толщину впрессовывается в препрег или другой диэлектрик. Прессованный слой вместе с припрессованной медной шиной механически отделяется от поверхности носителей.

В случае слоев без межслойных переходов медная шина стравливается (схема процесса приведена на рис.4).

При изготовлении двухсторонних слоев с межслойными переходами перед травлением тонкой медной шины проводятся операции получения межслойных переходов металлизацией отверстий с контактными площадками, после чего медные шины стравливаются.

Проводящий рисунок, утопленный в стеклоткань и сверху защищенный слоем никеля, при травлении медной шины не подвергается воздействию травильного раствора. Поэтому форма, размеры и точность проводящего рисунка определяются формой и размерами освобождений в рельефе пленочного фоторезиста, т.е. процессами фотохимии.

Лучшее качество подготовки поверхности медной шины на  «носителях» обеспечивается зачисткой водной суспензией пемзы.   Однако, механическая зачистка не всегда применима, т.к. иногда вызывает  разрушение  медной   шины,   особенно   на  «носителях» больших размеров, например, 500 х 600 мм.

 Поэтому обычно применяется химическая подготовка обработкой в растворе персульфата аммония на струйных конвейерных установках.

Эта подготовка обеспечивает адгезию и химическую стойкость защитных изображений на операциях гальванического формирования проводящего рисунка и щелочного оксидирования в случае применения пленочного фоторезиста Ристон I.

При режиме наслаивания пленочного фоторезиста на небольшой скорости - 0,5 м/мин и при температуре нагрева, валков 115°С ±5°С на подогретые заготовки до температуры 60 - 80°С, достигается лучшая адгезия пленочного фоторезиста к поверхности медной шины. Этот результат обеспечивается за счет лучшего прогрева и размягчения пленочного фоторезиста и заполнения им поверхностных микро неровностей медной шины.

Условия проведения операции экспонирования для получения изображений в пленочном фоторезисте с разрешением 100 -125 мкм:

* Фотошаблоны должны иметь высокие оптические характеристики:
оптическая   плотность   прозрачных   полей   0,1   ед.оп.   плотности,

непрозрачные  полей  не   менее   3-3,5   ед.оп.   плотности,   резкость   края изображения не более 3-4 мкм.

* Экспонирование изображений должно проводиться на установках с
точечным   источником   света   с   высококоллимированным   интенсивным
световым потоком, с автоматическим дозированием и контролем световой
энергии.   Температура нагрева копировальной поверхности в  процессе
экспонирования не должна превышать более чем на 3-5°С температуры
помещения (температура помещения 21±1°С).

* Проявление   изображений   должно   проводиться    в    струйных
установках с форсунками среднего и высокого давления, типа
моделей процессоров В-24 ,С-2-50 фирмы Шмид.

После проявления изображений с целью удаления следов органики с поверхности медной шины в узких каналах рисунка освобождений в рельефе пленочного фоторезиста следует проводить обработку в окислителе, в 20% растворе серной кислоты в течение 2-х минут.

Последовательность проведения операций обработки в окислителе та же, как в случае получения изображений высокоплотных схем по субтрактивной технологии с применением диэлектрики с тонкомерной фольгой.

Подбор режимов получения и проявления изображений в пленочных фоторезистах проводится на соответствие критериям качества. Качественные изображения должны иметь ровные и четкие края, однородные по цвету, блестящую и твердую для пальцев рук поверхность защитного рельефа, отсутствие «кромки» по краям изображений, полное удаление фоторезиста с неэкспонированных участков, минимальное искажение ширины проводников и зазоров между ними относительно соответствующих размеров на фотошаблонах, иметь химическую стойкость на операциях гальванической металлизации и щелочного оксидирования.

Оценка качества изображения проводится визуально под микроскопом при увеличении не менее 50 крат.

При обеспечении необходимых условий проведения процессов получения изображений в пленочных фоторезистах:

1). Ширина гальванически сформированных проводников в фоторельефе пленочных фоторезистов на высоте между уровнями от 0,2 до 0,7 толщины фоторезиста равна ширине изображения проводника на фотошаблоне.

Интервал разброса замеров не превышает 25-30 мкм.

2). Искажения ширины проводников на поверхности подложки относительно размеров на фотошаблоне в среднем составляют от
10 мкм до 25 мкм.

3). Суммарный интервал разброса ширины проводников по
всей высоте фоторельефа не превышает 40 - 50 мкм.

4). Профиль фоторельефа пленочного фоторезиста зависит от применяемой модели светокопировальной установки.

При экспонировании на установках со сканирующим источником света типа Gyrex-905 или с точечным источником света, но с большим разогревом копировальной поверхности, например, на установке модели «Колайт» - боковые стенки фоторельефа, вогнутые вглубь фоторельефа.

При экспонировании на установках с совершенной экспонирующей системой, обеспечивающей высокую коллимацию высокоинтенсивных световых лучей и отсутствие нагрева рабочей копировальной поверхности, а именно, на модели HMW-201 и OPTI-BEAM 7100, фоторельеф имеет ровные боковые стенки с малым наклоном к поверхности подложки (примерно под углом 85 градусов).

Получение наружных слоев МПП

Прессованные пакеты многослойных плат имеют на поверхности медную фольгу, обычно толщиной 20 мкм или 35 мкм. Технологическая схема получения проводников наружных слоев МПП с межслойными переходами (сквозными металлизированными отверстиями) по технологической последовательности выполнения операций похожа на приведенный выше третий вариант субтрактивной технологии, т.е. проводящий рисунок наружных слоев получают травлением по металлорезисту, осажденному на поверхность гальванически сформированных проводников в рельефе пленочного фоторезиста и на стенки металлизированных отверстий.

Согласно технологической схеме предварительная металлизация сверленых пакетов многослойных плат по поверхности фольги
или медной шины и по поверхности стенок отверстий производится
на толщину 7 - 20 мкм.

Толщина предварительной металлизации диктуется требованиями, с одной стороны, сохранения межслойных переходов при последующих операциях обработки, с другой стороны - требованиями минимальной толщины медных слоев, подлежащих травлению (с целью уменьшения бокового подтрава проводников). Остальная часть проводника одновременно с увеличением толщины металлизации на стенках отверстий формируется последовательным гальваническим осаждением меди на толщину 30 мкм и металлорезиста ПОС-61 на толщину 16-20 мкм. Последовательность формирования проводников верхних слоев МПП приведена на рис.5.

Технологическая схема изготовления МПП субтрактивным методом с использованием металлорезиста (олово-свинецу)

Для того чтобы проводящий рисунок не наращивался выше фоторельефа, используются толстые фоторезисты, в частности, СПФ-2 толщиной 60 мкм. Гальванически сформированная часть печатных элементов определяется размерами освобождений в фоторельефе.

При правильно подобранных режимах получения изображения в пленочном фоторезисте ширина проводника по металлорезисту равна размерам изображения на фотошаблоне.

В процессе травления происходит одновременное травление выступающих проводников с боков. Величина бокового подтрава соизмерима с глубиной травления, т.е. суммарной толщине медных слоев и составляет в рассматриваемом варианте 30-40 мкм. После травления по бокам проводников имеет место нависание металлорезиста, как указывалось раньше для случая применения тонкой фольги.

При оплавлении металлорезиста ПОС-61 за счет поверхностного натяжения расплавленного припоя - медные проводники покрываются ПОС-61 с заполнением пазух и выравниванием бокового профиля. Размер печатного элемента по ширине уменьшается примерно на суммарную величину нависания металлорезиста по двум сторонам.

Для плат, изготовленных по субтрактивной технологии среднее значение ширины проводников, на готовых МПП после оплавления припоя, изготовленных по субтрактивной технологии, «на 75-80 мкм меньше чем на фотошаблоне.

Аналогичен вышеизложенному для внутренних слоев метод «тентинг» для изготовления наружных слоев МПП.

Система базирования

От системы базирования во многом зависит выбор величины элементов рисунка, зазоров между ними, типа и габаритов платы и, в конечном счете, надежности и стоимости изделия.

Оснастка участка прессования выбирается с точки зрения возможности с ее помощью собирать МПП с максимальной точностью. Она включает:

  •  оснастку сверления и пробивки базовых отверстий в заготовках (кондуктора, штампы);
  •  оснастку для прессования МПП (прессформы).

В кондукторах выполняются сверлением отверстий во вспомогательных материалах, точность сверления может быть не выше d + 0,1 мм.

Пробивка баз в кондукторах и штампах выполняется с точностью d (+0,005..+0,015) мм.

Межцентровое расстояние при этом между двумя отверстиями
-±(0,01-0,02) мм.  

Неперпендикулярность осей двух пар отверстий ±(0,03..0,04).

Следует отметить, что сборка может вносить дополнительную
погрешность ±(0,01.. 0,02) мм. .

При размере баз диаметром 5 мм в штампах выполняется:

пуансон диаметром 5,01-0,002

матрица диаметром 5,01+0,002

В прессформах точность совмещения прессуемых в пакет слоев зависит от каленых втулок, запрессованных в нижнюю плиту пресс формы.

Внутренний диаметр во втулках выполняется диаметром 5,01+0,005.

Внешний диаметр 10 мм под запрессовку в плиту выполняется диаметром 10 гб для стальной плиты или диаметром 10 и 8 для дюралевой плиты прессформы. Штифты при этом диаметром 10-0,005.

При запрессовке диаметр втулки усаживается в среднем на 7-9 мкм, после чего внутренний диаметр укладывается в размер диаметром 5 Н7 (+0,012).

Прессформы со стальными плитами эксплуатируются для габаритов не более 250 х 300 мм, штифты в них разнесены по контуру.

При этом втулки выполнялись диаметром 5 Н7, а штифты диаметром 4,95-0,01.

Для прецизионных МПП снизить величину несовмещения слоев можно за счет изменения положения нулевого базового отверстия.

Таким положением «0» целесообразно выбирать центр слоя.

В результате величина несовмещения будет в два раза меньше усадки материала, так как последняя распространяется от центра во все стороны к периферии слоя.

Все три базовые отверстия располагаются на продольной оси симметрии.

Центральное отверстие выполняется диаметром 5 Н7 (+0,012), центральный штифт диаметром 5 -0,005, - 0,01. Два краевых отверстия - пазы с шириной 5 Н7 при плоских штифтах.

Теперь при прессовании слои имеют свободу перемещения от центра к периферии по X и У, поворот слоя гарантированно ограничен по большой стороне.

Кроме прессования такое же базирование принято на операциях изготовления рабочих фотошаблонов, экспонирования и сверления, т.е. сквозное базирование на весь техпроцесс.

Базирование имеет ряд преимуществ:

  •  снижение влияния усадки материала в два раза;   
  •  можно ввести поправку при изготовлении фотошаблонов
    или сверловке, условно усадка изменяется по линейному закону от центра «0»;
  •  облегчена сборка пакета при прессовании;
  •   прост процесс контроля погрешностей фотошаблона и слоя,
    т.к. «О» микроскопа совмещается с центром центральной
    базы
    .    

Кроме названной оснастки, при изготовлении прецизионных МПП применяется сквозная оснастка метода «ПАФОС» - носитель.

Для слоев габаритом 200х 250 мм применим носитель габаритом 260 х 340 мм из нержавеющей стали толщиной 1 мм, в котором расточены три базовых отверстия: центральное - диаметром 5 Н7 и два крайних паза шириной 5 Н7.

Введение в техпроцесс «ПАФОС» новой оснастки - носителя потребовало создания нового оборудования:

  •  установки щелочной очистки носителей от эпоксидной смолы;
  •  станка зачистки поверхности носителей;
  •  станка зачистки фольги с торцов носителя;
  •  штампов изготовления базовых шайб.

Прессование МПП.

Основной отличительной технологической операцией изготовления МПП от ДПП является операция склеивания отдельных слоев прессования.

Склеивание отдельных слоев в монолитную структуру является наиболее ответственным моментом в процессе изготовления многослойных плат. Качество выполнения этой операции определяет как механические характеристики МПП, так и ее функциональную надежность при последующей эксплуатации.

В процесс склеивания слоев входят основные операции:

  •  подготовка слоев перед склеиванием;
  •  формование пакета, т.е. сборка слоев по чертежу с определенным количеством листов препрега;
  •  склеивание.

Последовательность прессования представлена на рис.6.

Рассмотрим более подробно весь процесс и исходные компоненты, а также факторы, влияющие на качество склеивания.

Для склеивания отдельных слоев применяется прокладочная стеклоткань - препрег: стеклянная ткань, пропитанная связующим, состоящим из эпоксидной смолы и отвердителя.

Потребители получают полуполимеризованную стеклоткань в стадии «В», т.е. подсушенную до отлипа, но сохраняющую свою склеивающую способность.

Смола, пропитывающая стеклоткань, при нагревании разжижается, превращается в гель, а затем наступает полимеризация, после которой смолу уже невозможно расплавить нагреванием.

Препрег, поступающий с заводов-изготовителей, имеет ряд технических характеристик: содержание летучих, нанос смолы, текучесть, но в настоящее время практически нет показателя времени гелеобразования - важнейшего фактора выбора режима прессования.

Время гелеобразования - это время перехода смолы, расплавленной из жидкого состояния в твердое, т.е. начало образования химических связей смолы и отвердителя.

В зависимости от задач технологии, оборудования, можно проводить «горячее» или «холодное» прессование, т.е. помещать прессформы с пакетами MПП  в горячие или холодные плиты пресса.

Время геля при анализе препрега определяют по выбранному методу прессования. Соответственно выбирается режим прессования. Момент приложения второго давления является определяющим для качества изоляции

МПП. Необходимо производить приложение второго давления в момент перехода смолы в состояние геля.

Если приложить давление, когда смола находится в жидком состоянии, то значительное количество смолы будет выдавлено и прокладочная стеклоткань будет обессмолена, что не обеспечит качественной склейки МПП. Если приложить второе давление после геля, то будет много пустот от неушедших летучих и плохая связь между слоями.

На прессах типа Burkle с автоматическим поиском точки текучести можно проверять совпадение времени геля по анализу и реальное течение процесса в пакете МПП при прессовании.

Температура прессования выбирается в зависимости от скорости отверждения и колеблется от 165°С до 185°С.

Увеличение времени выдержки прессования до 2-х часов,
поднимает температуру стеклования диэлектрика на 10-15°С, дальнейшее увеличение времени прессования улучшения качества изоляции не дает.

Недостаточная продолжительность прессования ведет к увеличению брака - готовые изделия обладают способностью к вздутию, короблению, пониженной влагостойкости и наволакиванию смолы в отверстиях на медные торцы при сверлении.

Прокладочная стеклоткань, применяющаяся для склеивания МПП, должна храниться в холодильнике или камере с температурой 10-12°С и влажностью -25%. Принято хранящуюся в холодильнике стеклоткань перед прессованием выдерживать на воздухе (~2 часа) при относительной влажности 50%, но этим не достигается полное удаление влаги.

Остатки влаги внутри склеивающих прокладок являются причиной относительно частых расслоений МПП, кроме того, влага вскипает во время прессования и выталкивает размягченную смолу в облой. Таким образом, одной из причин увеличенного и вспененного облоя (помимо раннего времени подачи 2 давления) является повышенная увлажненность препрега и диэлектрика. Для сушки прокладываемой стеклоткани нельзя применять нагрев, т.к. он изменяет технологические свойства связующего - текучесть и время геля. Можно использовать лишь способы сублимации: выдержка в сухих камерах и вакуумирование.

Наилучший вариант - после нарезки и пробивки базовых отверстий поместить препрег в камеру и изымать непосредственно перед сборкой МПП, т.к. ресорбция влаги препрегом и внутренними слоями МПП происходит очень быстро, ~30 минут.

Слои для МПП представляют собой обычные печатные платы, выполненные на тонких ф/диэлектриках с 1 или 2-х сторонним расположением проводников. МПП состоят из экранных слоев (слоев питания) и слоев сигнальных с переходными соединениями или без них.

Подготовка слоев перед склеиванием обычно состоит из очистки поверхности от возможных органических и неорганических загрязнений путем обработок в декапирующих и моющих растворах или растворителях с тщательной последующей промывкой в дистиллированной или деионизованной воде и термообработки с максимально возможной температурой для данного диэлектрика.

После подготовки слои подвергаются обязательной сушке в сушильном шкафу при t - 90°С в течение 2-х час.

Для повышения прочности сцепления слоев с препрегом производится дополнительная обработка слоев.

Для односторонних слоев - обработка пемзой для создания шероховатой поверхности со стороны диэлектрика, т.к. односторонний диэлектрик с полимерной стороны имеет глянцевую поверхность, которая имеет тенденцию к отслоению при изготовлении МПП на последующих операциях.

На слоях, имеющих большую поверхность меди, проводится оксидирование, повышающее адгезионные свойства медной фольги.

После проведения всех операций идет выборочный контроль чистоты отмывки - на сопротивление изоляции.

Окончательная сушка слоев проводится непосредственно перед прессованием, особенно во влажные дни.

Нарезка вспомогательных материалов - кабельной бумаги и триацетатной пленки может производиться заблаговременно. Кабельная бумага режется в габарит прессформы, а триацетатная пленка на 3-4 см больше с каждой стороны для предотвращения затеков смолы на прессформу и плит пресса при растекании смолы.

Базовые отверстия в бумаге пробиваются заранее, а в триацетатной пленке незадолго до прессования, т.к. она усаживается и при посадке на штыри базовые отверстия подрываются и на поверхности МПП получаются деформированные базовые отверстия, которые препятствуют получению качественного рисунка наружного слоя.

Точность пробивки базовых отверстий в пленке, бумаге и стеклоткани различна.

Для триацетатной пленки требуется большая точность, т.к. они деформируют качество базовых отверстий. А стеклоткань формирует отверстие в соответствии с имеющейся оснасткой - точностью посадки прокладочных листов на фиксирующие штыри.

Прессформы и прокладочные листы должны быть очищены от
натеков смолы в отверстиях и по поверхности, что гарантирует от
наличия неплоскостности (клина) при прессовании. Данные операции должны проводиться после каждой запрессовки.

Формирование пакета, состоящего из слоев, листов прокладочной стеклоткани, формирующей изоляцию межслойную, и вспомогательных деталей, обеспечивающих условия нормального склеивания, производится с учетом требуемой толщины будущей МПП.

Расчет толщины МПП обычно выполняют предварительно замерив:

  •  толщины слоев ф/диэлектрика, т.к.он имеет разброс по номинальной толщине в соответствии с ТУ до ±30%;
  •  толщины основы прокладочной стеклоткани;
  •  определив число листов прокладочной стеклоткани.

При этом соблюдается следующее правило: для формирования межслойной изоляции следует использовать, как минимум, два листа прокладочной стеклоткани. Толщина листов прокладочной стеклоткани, толщина слоев и число листов прокладочной стеклоткани между слоями должны быть указаны в чертеже МПП.

При сборке пакета необходимо выполнить следующие переходы:

- на нижнюю плиту со штифтами установить съемную плиту, для предупреждения прилипания смолы к штифтам необходимо смазать их противоадгезионным составом, например раствором ЕКГ;

  •  на   поверхность   съемной   плиты   уложить   триацетатную
    пленку; пакет кабельной бумаги - служит «подушкой», выравнивающей давление при склеивании;
  •  триацетатная  пленка;
  •  полированную плиту из нержавеющей стали - служит основой, формирующей поверхности, изъяны которой воспроизводятся на поверхности наружных слоев МПП, поэтому контроль чистоты ее поверхности должен производиться особенно тщательно;

    триацетатная пленка;

  •  пакет МПП, собранный по структуре с учетом толщин слоев;
  •  триацетатная пленка;
  •  полированная плита;
  •  триацетатная пленка  -  кабельная  бумага  -  триацетатная пленка;
  •  съемная плита.

В зависимости от толщины МГШ в одну прессформу можно поместить до 2-х МГШ, если позволяет высота штырей, но больше нежелательно, т.к. будет неравномерный прогрев пакетов МГШ и особенно при горячем прессовании, средний пакет МГШ прогреется несколько позже и приложение второго давления произойдет при различных состояниях расплавленной смолы в пакетах.

Все вспомогательные материалы, слои, прокладочную стеклоткань надевают фиксирующими отверстиями на штыри прессформы. Необходимо следить, чтобы прокладочная стеклоткань, листы триацетатной пленки и слои одевались на штыри с небольшим натягом и ни в коем случае не изгибались. Допускается подрезка отверстий на листах кабельной бумаги и прокладочной стеклоткани с целью устранения гофра.

После сборки пакета в прессформу идет загрузка в пресс.

Для получения качественно спрессованных МГШ необходимы пресса:      

  •  с высокой точностью поддержания температуры плит пресса;
  •  с высокой точностью поддержания давления в процессе прессования;
  •  с возможностью автоматического многоступенчатого поднятия давления.

Более качественно осуществляется прессование на вакуумных прессах.

К преимуществам вакуумного прессования относятся:

  •  удаление воздуха, содержащегося между слоями и препрегом;
  •  более полное удаление летучих при более низкой температуре, что дает возможность удалить их до начала загустевания смолы (при вакууме снижается точка кипения растворителей);
  •  снижение удельного давления на 20% (увеличивается % содержания смолы в спрессованном препреге).

В качестве общих положений процесса склеивания можно отметить следующие:

1). Равномерность нагрева пакета, более высокая при его за       грузке в холодные плиты, т.к. прогрев происходит по мере повышения температуры на обогревных плитах и неравномерность температуры плит пресса сглаживается теплопроводностью плит и приспособления для склеивания. Но производительность процесса склеивания снижается.

2). Во время прогрева пакета не следует допускать максимального давления, т.к. при достижении температуры начала текучести смолы ее течение (под высоким давлением) может вызвать сдвиг проводников. Правильнее, если на период прогрева пакета до температуры на 10-15°С выше начала размягчения смолы плиты пресса просто сомкнуть на прессформах или дать минимальное давление.

3). Верхний предел температуры нагрева пакета определяет скорость реакции полимеризации. Он должен быть ниже температуры деструкции полимера не менее чем на 10-20°С. С увеличением верхнего предела температуры возрастает скорость отверждения и получается более рыхлая структура.

4). Величина давления, прикладываемого к пакету, определяет течение смолы и равномерность заполнения ею пустот между проводниками слоев. Излишне высокое давление вызывает слишком большое выдавливание смолы при достижении ею максимума текучести, на недостаточном давлении не обеспечивается равномерность заполнения пустот рельефа. Оптимальным считается давление, при котором в процессе прессования величина облоя 5-10 мм.

5). Суммарное время склеивания определяется временем достижения максимальной температуры склеивания, временем выдержки при максимальной температуре и скоростью охлаждения пакета. Время выдержки при максимальной температуре зависит от скорости полимеризации смолы.

6). Охлаждение склеенного пакета рекомендуется выполнять, не снимая давления (даже на короткое время). Скорость охлаждения выбирается производителем. Температура, при которой производится разъем прессформ должна быть не выше 40°С.

Для снятия напряжений в МПП после прессования используется либо дополнительное термокондиционирование, либо проводится длительное охлаждение в прессе и разъем прессформ через 12 часов после съема с пресса.       Обрезка облоя производится по шаблону, для сохранения постоянных размеров спрессованной МПП, что необходимо участкам сверления и гальваники.

Контроль качества спрессованных МПП невозможен без разрушения пакета, в связи с чем большое значение приобретает контроль и соблюдение режима склеивания, т.е. технологическая дисциплина. В качестве косвенного контроля рекомендуется контроль величины облоя и замеры толщины спрессованной МПП, которые должны соответствовать расчетной.

Сверление отверстий.

Для сверления слоев и пакетов МПП предпочтение отдается станкам, имеющим 80 000 - 110 000 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 сигнальных слоях МПП:

  •  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. Обычный сигнальный слой имеет толщину 0,25 мм. Таким образом, при сверлении, например, 800 отверстий общая длина сверления составляет 0,2 м;

• 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, вплоть до склеивания сигнального слоя в пакете МПП;

• общая сумма погрешностей после сверления металлизируемых переходных отверстий в сигнальном слое не должна
превышать 60-80 мкм.

Базовые технологические отверстия диаметром 5 мм растачиваются в сменной подкладке на расточном станке. Базовые технологические отверстия изделия (сигнальный слой МПП) формируется на прессформе. Подкладка и сигнальный слой МПП совмещаются при помощи технологических штырей на базовых элементах стола сверлильного станка. Метод универсален. Применяется для сверл всех диаметров. Глубина сверления выбирается минимальной, чтобы уменьшить количество поломок сверл.

Для сверления сквозных отверстий требуется специально изготовленная постоянная подкладка. 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 0,25 мм толщиной.

Сверление диэлектриков с особо тонкой фольгой применяется защитная маска, предохраняющая поверхность фольги от воздействия прижимного башмака сверлильного станка 25-30 кг/см . 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. Такой метод позволяет получить качественное сверление особо тонких диэлектриков, не увеличивая существенно толщины сверления.

Требования к качеству отверстий малого диаметра, просверленных в МПП 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 не
одинаковым на входе и выходе отверстия из печатной платы, однако оно должно быть приемлемым и достаточным для последующей обработки отверстия в плазме;

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.
  2.   Метод двухстороннего сверления плат.
  3.   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 15-25 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 многослойных плат формируются на пресс-форме.

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

В платах с большими толщинами смена сверла - через 600 - 400 отверстий.

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

Подготовка поверхности стенок отверстий.

Подготовка сквозного 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 сквозной межслойный переход;

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

сохранение   изоляционных   свойств   диэлектрика   в   зоне
сквозного межслойного перехода.

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

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 сквозной 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°С.

В процессе сверления МПП 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 сквозного 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;

3). Плазмохимическая подготовка.

С появлением плазмохимической очистки все эти методы условно можно разделить на «мокрые» и «сухие».         

Для МПП механические методы подготовки применяются только в комплексе либо с «мокрыми», либо с «сухими» методами. 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 MПП с малыми сквозными переходами и тонкой фольгой наружных слоев появляются явления «наклепа» фольги, создающие экранирующий эффект над отверстием межслойного перехода. Это приводит к следующему:

a) трудно полностью удалить абразивные частицы;

b) 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 из бежать 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 перманганата 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, который пока широкого распространения не получил.     

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 МПП 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.

Аналогичные дефекты просматриваются и у других химических методов очистки, поэтому они не пригодны при изготовлении высокоплотных МПП с большим отношением толщины к диаметру. Кроме этого, все эти методы являются очень токсичными для персонала и требуют соблюдения специальных условий работы и оборудования. Вследствие высокой коррозийной активности срок службы оборудования ограничен. Помимо этого, встает много проблем с утилизацией отработанных растворов, которые обладают высокой экологической опасностью: как кислотные травители содержат фенолы, а другие соли тяжелых металлов, такие как хром и марганец. Исходя из всего сказанного выше, более безопасным и более технологичным является метод плазмохимической подготовки. Начиная с 1975 года, идет постоянный поиск улучшения оборудования и технологии подготовки контактирующих поверхностей плазмохимическим методом.

Но побочные эффекты не дали возможность сразу и широко
применить этот метод.

Плазма образуется при внешнем электрическом воздействии с помощью различного рода газовых разрядов в сильных постоянных и переменных электрических и постоянных магнитных полях. Характерная частота переменного электрического поля - от единиц килогерц до единиц гигагерц. В зависимости от фирмы и типа оборудования используются все эти частоты. Так фирма «Техникс-Плазма» ФРГ для моделей (3017Е; 3027Е; 3067Е) использует частоту 40 - 45 кГц, а в моделях 3007S - 2,45 ГГц. Использование тех или иных частот обязывает внимательно относиться к времени обработки, поскольку увеличение частоты приводит к резкому разогреву диэлектрика за счет диэлектрических потерь. При протекании плазменного процесса в ограниченном объеме реактора происходит как ионизации, так и рекомбинация. Кроме того, плазма обладает различными видами излучений, где не последнее место занимает ультрафиолет.

Суть плазмохимической очистки или подготовки составляет процесс плазмохимического травления (ПХТ) полимерного связующего диэлектрика: основу процессов плазмохимического травления составляют химические реакции энергетических частиц плазмы с материалом на его поверхности. Инициирование таких реакций возможно только при наличии высокой химической активности частиц плазмы. Для проведения этой очистки применяется газоразрядная плазма, использующая в качестве газовой среды кислород и фреон. Под действием высокочастотного электрического поля молекулы кислорода и фреона переходят из стабильного состояния в возбужденное и при этом образуются: активные молекулы, активные атомы, свободные радикалы, ионы, электроны.

В процессе плазмохимического травления более 90% активных частиц составляют свободные радикалы, которые и представляют собой главный источник реакционной способности плазмы. Число ионов, участвующих в процессе, не превышает нескольких процентов от числа радикалов, следовательно, процесс протекает по радикальному механизму.       

Подготовка контактирующих поверхностей заключается в следующем:

1 yoai механическое удаление рыхлых, слабосвязанных остатков продуктов сверления;

2  yoai  разрушение полимерного связующего на контактирующих поверхностях;

3   уоаi  механическое удаление остатков полимерного связующего после разрушения.

Обычно в России для исполнения этой схемы используют гидроабразивное оборудование и установки кислотного травления. Однако наиболее оптимальным является оборудование, использующее струи  высокого давления, фирм «Шмид» и «Реско».

Помимо модуля струй высокого давления в эти установки входят модули с абразивными валками и блоком ультразвуковой отмывки и блоком сушки на выходе.

Эти установки позволяют снимать заусенцы после сверления и удалять окисленный или ингибирированный слой с поверхности фольги. Для разрушения полимерного связующего и подготовки контактирующих поверхностей используется установка 3067Е фирмы «Техникс-Плазма». Эта установка обладает высокими технологическими характеристиками. Разработаны методики для подбора оптимального технологического режима. Суть методик заключается в том, что при разных технологических режимах полимерное связующее удаляется с разной скоростью и по разнице веса, переведенного на процент потери массы дается заключение об его эффективности. Существенным является то, что процент потери массы должен превышать процент влагопоглощения на данный конкретный диэлектрический материал.

Плазмохимическая обработка обладает универсальностью. За счет подбора режима травлению подвергаются эпоксидные композиции, метилметакрилаты, полиимиды, а также фторопласты. При определении технологических режимов, куда входит определение соотношения рабочих газов кислород/фреон 14, мощность, передаваемая в реактор, время обработки, установлено, что для большинства эпоксидных композиций максимум травления приходится на соотношение кислорода к фреону, как 80% к 20%, рабочее давление 0,2 - 0,3  Мбар, мощность 3,0-3,3 кВА и время от 15 до 40 минут.

Выбор времени плазмохимической подготовки зависит от толщины наволакивания полимерного связующего.

В связи с этим разработана классификация качества сверления: величина наволакивания. Оценка качества сверления

до 2  мкм - ОТЛИЧНО

до 5 мкм-  хорошо

до 6 мкм -  удовлетворительно

до 8 мкм -  неудовлетворительно

          свыше 8 мкм -  совершенно неудовлетворительно

Наволакивание свыше 5 мкм нежелательно.

В реальном производстве бывают случаи, когда величина наволакивания превышает толщину 5 мкм, тогда цикл повторяют и, как правило, все очищается.       

После разрушения полимерного связующего на контактирующих поверхностях необходимо удалить остатки продуктов реакции и подготовить поверхность стенки сквозного перехода под химическую металлизацию. Для этой цели используется установка «Комби-Браш». Создаваемое ею давление воды около 100 бар позволяет эффективно очищать сквозной межслойный переход от различных видов загрязнений.

Современные методы подготовки контактирующих поверхностей в высокоплотных МПП базируются на комбинированном методе с применением гидромеханической очистки струями высокого давления и плазмохимической очистки.

Химическая металлизация.

Первоначально медные растворы были так называемого типа тонкого наращивания, разработанные для температурного интервала 25-30°С, и осаждения от 0,25 до 0,5 мкм. На платах затем гальванически наращивалась медь от 5 до 7 мкм перед формированием рисунка.

В настоящее время введены системы среднего наращивания -от 2,0 до 3,0 мкм меди, вследствие чего исключается необходимость гальваники перед формированием рисунка.

Последовательность химического меднения Circuposit 3000 следующая:

Кондиционер/разбухание

Промотер

Кондиционер/нейтрализатор

Микротравление

Предварительное погружение

Катализатор

Химмеднение.

Основные требования к химически осажденной меди:

  1.  мелкозернистость;
  2.  низкие напряжения;
  3.  абсолютное покрытие отверстий;

4.  высокая адгезия, практически исключающая отслаивание;

    5.  отсутствие дегазации.

Ванны химического меднения Circuposit 3000 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.

Добиться высококачественного контроля и обеспечить стабильность ванны без эффективной фильтрации практически невозможно. Грязь или нерастворимые частицы могут действовать как центры кристаллизации, на которых инициируется беспорядочное выделение меди, ведущее к самопроизвольному разложению раствора. Непрерывная фильтрация является одним из действенных способов предотвращения этого разложения и сокращения времени на последующую очистку ванн и коммуникаций. Для снижения энергии активации и, соответственно, замедления скорости реакций металлизации полезно охладить раствор меднения на 2-3 °С.

Во время хранения ванны желательна непрерывная циркуляция или легкая аэрация ванны воздухом. Как показывает опыт работы, на каждые 190-200 л раствора, как минимум, необходим один фильтрующий патрон высотой 250 мм и размером пор не более 15 мкм.

Важным моментом, контролирующим реакцию химического меднения, является применение стабилизирующих компонентов, предотвращающих разложение раствора.

Относительное удлинение высококачественной меди составляет 6-8%, прочность на разрыв 35-40 кг/см2., после сушки в течение 1 часа при температуре 120°С относительное удлинение возрастает до 12 - 15%.

Такую медь можно получить при скорости осаждения 3-4 мкм/час

Для этого необходима комбинация таких свойств, как устойчивость, предельная плотность загрузки и постоянная скорость осаждения.

Предельную загрузку можно менять в довольно широких пределах путем изменения кратности циркуляции раствора. Для этого корректировку ведут не в рабочей ванне, а в отдельном отсеке рабочей ванны (вспомогательная или циркуляционная ванна), через который циркулирует определенная часть раствора из рабочей ванны. В нем раствор аэрируется сжатым воздухом, освобождается от растворенного в нем водорода, подпитывается корректирующими растворами и после фильтрации возвращается в рабочую ванну. Это дает возможность увеличить адгезию слоя химической меди в 1,5 - 2 раза и скорость металлизации в 2-2,5 раза.

Циркуляция раствора способствует и лучшему удалению водорода из зоны реакции, что уменьшает степень наводораживания покрытия и повышает его качество. Это особенно важно при щелочном активаторе, когда адсорбируется органический комплекс палладия и формирование ядер палладия последует за восстановительной деструкцией водородной связи с выделением водорода. В этом случае палладиевая частица, обильно заряженная водородом, вводится в ванну меднения и ускоряет процесс рекомбинации и десорбции, особенно в начальной фазе меднения, значительно снижая время индукционного периода начала реакции. Конечно, такая ванна с комбинированной системой активатора и восстановителя дает металлизацию высшего качества при условии быстрого удаления водорода из зоны реакции. Поэтому очень важно, чтобы все частички палладия были покрыты медью, так как в обнаженном состоянии они выделяют абсорбированный водород. Количество частиц пал-ладия размером 5 - 30 нм может достигать 10-15 на 1 см2 и непрерывное газообразование, в свою очередь, приведет к образованию микроканалов по всей толщине гальванического покрытия. Это усилит проникновение влаги к внутренней поверхности покрытых отверстий и слою химической меди, вызывая окисление ее и образование окисной пленки. При этом общее поперечное сечение проводников уменьшается и увеличивается их электрическое сопротивление. После продолжительных термоциклов в некоторый момент сопротивление изменится от долей миллиома до десятков миллиом и электрическая цепь отказывает. Наличие изолированного водорода (так называемая окклюзия) возникает вследствие повышения скорости осаждения. Тогда водород до начала десорбционного процесса окружается растущей пленкой меди. Пузырьки водорода, во-
первых, препятствуют сплошному осаждению меди и, во-вторых,
когда они лопаются на этих микроучастках, образуются солевые
включения. При эксплуатации под воздействием атмосферной влаги
на этих участках образуется электролит, который распространяется
по микроканалам стеклопластика, снижая сопротивление изоляции
вплоть до отказа платы. Там, где медь полностью покрывает палла-
дий, микропустоты не образуются и, следовательно, раствор не по
падает между осаждаемой медью и стенкой отверстия. Поэтому
пайка в этом случае будет протекать быстрее, так как нагревается
только медь. А там, где имеется захваченная влага, она будет удли-
няться.

Интенсивная хорошая циркуляция раствора ванны, снижение скорости осаждения, «отжиг» путем горячей промывки или сушки-меры, которые помогают достичь необходимого качества химической меди.

Весьма существенное влияние на качество металлизации оказывает чистота воды и химических реагентов. Недопустимо применение для приготовления и пополнения технологических растворов водопроводной воды. Для промывки печатных плат рекомендуется применять дистиллированную или деионизованную воду.

Гальваническая металлизация.

Трудности процесса гальванической металлизации сохранить
хорошее отношение распределения толщины слоя от середины отверстия до поверхности в 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 мг/л хлорида

блескообразователь и т.д.

плотность тока 2-6 А/дм .

Для МПП с малыми диаметрами сквозных отверстий (боль
шим отношением толщины платы к диаметру отверстия) требуются
модифицированные электролиты с типичными показателями 200-
220 г/л серной кислоты

  •  15 г/л меди

30-80 мг/л хлорида         

специальные органические добавки   

плотность тока 0,3-1 А/дм2.  

Чтобы достичь хорошего результата нужна оптимизация экранов (проводящие - непроводящие) и распределения катодов и анодов.

Паяльная маска

Введение в конструкцию МПП паяльной маски является обязательным условием, т.к. обычная стеклоэпоксидная основа МПП не обладает достаточной теплостойкостью к температурам пайки ПМ (220-240°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, отвер-
              ждаемые термически или УФ излучением. При относитель
               ной дешевизне основным их недостатком является низкая
              разрешающая способность и необходимость использования
               сеткографического трафарета.

2) Паяльные маски, рисунок которых формируется фотолито
              графическим методом (их еще называют фоторезистивные
             паяльные маски). Эти паяльные маски позволяют формиро
             вать рисунок любой сложности, и в последнее время полу
            чили наибольшее распространение.

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

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

Горячее лужение.  

Операция заключается в нанесении паяемого покрытия на КП, к которым в дальнейшем будут присоединены выводы компонентов. 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 МПП.

Основные требования к системам контроля связей плат нового
поколения 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 кон-
троля;

             • 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 выяв    ленных 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 соответ-
 ствовать максимально возможному количеству контрольных точек на плате;

достаточно высокая производительность контроля, обеспе-
              чивающая требуемый уровень производства;

высокие эксплуатационные качества, надежность, техноло-
             гичность, удобство технического обслуживания.

Одним из путей решения поставленной задачи использование
специализированного тестера - установки типа МРР 3964
HV фирмы
MANIA (ФРГ), которая по многим своим параметрам удовлетворяет
поставленным требованиям, являясь одной из лучших зарубежных
систем. В этой установке используется бескабельное, непосредст-
венное соединение контактного поля с коммутаторным блоком,
имеющим вид куба. Задействованное контактное поле установки
охватывает площадь 500 х 600 мм, на которой с помощью специаль-
ного адаптера размещаются 48000 щупов в шаге 2,5 мм. Пределы
контролируемых параметров системы: 5 Ом для сопротивления свя-
зи (при токе 300 мА) и 100 МОм для сопротивления изоляции при
напряжении 100 - 150 В. При этом скорость контроля - порядка 400
точек в секунду.

Качество металлизированных переходов определяется измерением сопротивления проводника (Rмо)- металлического цилиндра перехода. Для этого с помощью одной пары контактов пропускается ток, а с помощью второй пары контактов измеряется падение напряжения (см. рисунок 7).

Организация автоматизированного контроля качества металлизации отверстий в МПП и слоях является сложной технической задачей.

Автоматические установки типа АКМО 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).

Зондовые головки установки УКМС содержат два клиновидных контакта с плоско - параллельными торцами. Используются варианты контактов с протяженностью торцевых ребер 0,6 мм - для контактных площадок переходных отверстий на слоях, и 1,2 мм -для сквозных отверстий диаметром 0,7 мм в готовых МПП. 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 МПУ-16- 3 осуществляется с помощью электронного устройства, аналогичного применяемому в предыдущих моделях установок УКМС, однако, в схему устройства введены дополнения, позволяющие производить на одном отверстии четыре измерения с коммутацией функций зондов и получать на выходе наряду с индивидуальными значениями измерений среднее значение, являющееся интегральной характеристикой качества металлизации.

В установке УКМС в качестве измерителя используется цифровой вольтметр типа В7 - 21. Наименьший нижний 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 МГШ и 10 -15% для переходных отверстий в слоях. Производительность контроля на данной установке равна 10-12 отверстий в минуту.

При выборочном контроле качества металлизации отверстий крупноформатных Ml 111, содержащих порядка 30000 отверстий, а также в их слоях со значительно меньшим числом переходных отверстий, проверке подвергаются обычно 100 - 200 отверстий и в случае отсутствия завышенных сопротивлений плата признается годной. Для слоев, как правило, такая проверка оказывается достаточной. Что касается готовых МТШ, то ввиду очень большого количества отверстий даже при хорошем общем уровне металлизации возможно появление отдельных отверстий с недопустимо слабой металлизацией. Поэтому признано целесообразным в готовых МПП (по крайней мере в начальный период освоения производства таких плат) контролировать все 100% отверстий. Выполнение такой работы вручную с помощью полуавтоматической установки практически неприемлемо из - за слишком большой затраты времени (порядка 10 рабочих смен).

Испытания МПП.

Изучение причин отказов связей в МПП показывает, что в основном эти отказы вызваны разрывами в районе соединений межслойных переходов. Наиболее часто разрывы появляются в сквозных металлизированных отверстиях. По частоте возникновения разрывов на первом месте стоят районы углов на выходах отверстий, на втором месте - районы соединения внутренних слоев с металлизацией стенок отверстий. Не редки также случаи разрыва 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 утоньшением металлизации, а также
низкой пластичностью меди.

Указанные причины также способствуют образованию отказов и в первых двух видах.

Рассмотрим конструктивные особенности критических районов межслойных переходов и способы увеличения их надежности. Основное внимание должно быть уделено увеличению площади контактов и совершенствованию их формы с целью увеличения устойчивости к механическим нагрузкам. В широко используемом в последнее время способе увеличения площади контактных поверхностей на стенках в просверленных отверстиях стравливается не только смола, но также стекловолокна на глубину до 30 - 50 мкм. Этим стремятся открыть боковые поверхности контактных площадок и образовать замковое соединение контактной площадки и металлизации стенки отверстия.

Совершенствования конструкции переходов проводится в обеспечение:

уменьшения толщины диэлектрика, сквозь который осуще-
             ствляется переход, для уменьшения величины расширения;

увеличения площади контактирования внутренних провод-
             ников и металлизации отверстия;

увеличения толщины металлизации в отверстии и в прово-
             дящих слоях, выступающих в отверстия;

согласования толщины соединяемых элементов конструк-
             ции перехода;

стабилизации структуры стенок отверстий на стадии подго-
              товки под металлизацию;

увеличения содержания стеклоткани в зоне сквозных отвер-
             стий;

увеличения степени полимеризации смолы во всем объеме
            диэлектрика.

Уменьшение напряжений в элементах переходов использованием метода ПАФОС достигается не только увеличением толщины площадок, но также за счет:

•  увеличения  жесткости  контактных  площадок  введением
             слоев никеля;

        •  увеличения толщины металлизации стенок отверстия до 40 -
             50 мкм без ухудшения точности сигнальных проводников,
            так как они формируются до металлизации отверстий;

             •   утапливания части КП в изоляцию, что уменьшает объем
                          смолы под ними;

     •   электрохимического формования  высокопластичных   

         контактных площадок.    

               

Автоматизация испытаний печатных плат.

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

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

Такие испытания необходимо проводить систематически в процессе изготовления высоконадежных МПП, 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 МПП, т.е. заданием программ испытаний.

Для контроля целостности цепей и регистрации разрывов непосредственно во время термовоздействий на МПП используется специальное устройство контроля цепей. Это устройство обеспечивает непрерывное наблюдение одновременно за 180 цепями МПП, 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 МПП на термоциклирование применяется установка, в которой используется терморадиационный нагрев плат и охлаждение потоком воздуха, продуваемого через рабочий объем камеры, что позволяет нагревать и охлаждать МПП 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 за
данное время;

- нагрев платы до установленной температуры, выдержка за
данное время и охлаждение до комнатной температуры;

- автоматическое отключение нагрева платы и включение ох-
лаждения в момент появления в испытуемой цепи разрыва и вклю-
чение 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 на большом числе плат позволяет 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.

Применяется также установка испытания плат на термоцикли-рование, работающая на принципе конвекционного нагрева плат в воздушном пространстве между двумя горячими плитами, нагреваемыми распределенной системой электронагревателей. Охлаждение МПП 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 МПП контролирует появление отказов и фиксирует отдельно кратковременные и отдельно постоянные разрывы, с указанием адреса цепи.

Устойчивость металлизированных переходов в МПП к воздействию термоударов эффективно исследовать на автоматизированной установке испытаний тепловыми ударами.

Тепловые воздействия осуществляются с использованием им-
мерсионной 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 МПП.

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 МПП; количества слоев; рисунка экранов; уровня технологических проблем при выбранной плотности; требований к необходимым материалам и состояния их разработки и изготовления, возможности обеспечения; контроля качества МПП 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 многослойной печатной платы с внутренними металлизированными переходами (мпп) можно с помощью модели, представленной в виде:

Nск - количество контактов с внутренними слоями в сквозных
металлизированных отверстиях; -

Nвн - количество переходов через внутренние металлизированные отверстия;

          Ncn - количество сквозных металлизированных отверстий;

Nки- количество кольцевых изоляционных зазоров между слоями земли-питания и металлизацией сквозных отверстий;

             Nсв -  количество связей;

ск- интенсивность отказа соединения торца контактной площадки внутреннего слоя с металлизацией сквозных отверстий;

сп - интенсивность отказа перехода через металлизированное сквозное отверстие;

вн - интенсивность отказа перехода через металлизированное
внутреннее отверстие;     


ки- интенсивность отказа изоляции между проводником земли питания и металлизацией сквозного отверстия;

св - интенсивность отказа связи из-за искажения формы сигнала выше допустимого.

Основной вклад в надежность МПП вносят металлизирован-
ные переходы и изоляционные зазоры. В радиоэлектронных устрой-
ствах сложность печатных плат увеличивается. Соответственно рас-
тет число структурных элементов, определяющих надежность. Для
сохранения надежности МПП на требуемом уровне необходимо
значительно увеличивать надежность каждого структурного
 элемента. 

Высокая надежность многослойных 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   содержатся:    образцы    после   различных   операций техпроцесса   создания   слоев   и   многослойного   пакета   многослойной печатной платы. Образцы имеют коды, соответствующие кодам операций.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАДАНИЕ

Домашняя работа:

  1.  Ознакомится с описанием лабораторной работы;
  2.  Подготовить 2 экземпляра формы Таблицы 1 и 1 экземпляр  формы таблицы 2;
  3.  Таблицы 2 для записи результатов (смотри Приложение);
  4.  Выполнить пункты 1-2 требований к отчету;
  5.  Изучить теоретические сведения;
  6.  Подготовиться к ответам на контрольные вопросы.    

Работа в лаборатории:

1. Изучить   последовательность   операций   изготовления   слоев   и многослойных печатных плат;

2. Ознакомиться с перечнем основных материалов и оборудования в производстве многослойных печатных плат.

  1.  Составить   последовательность   образцов   в   соответствии    с технологическим маршрутом изготовления слоев МПП;
  2.  Составить    последовательность   образцов   в   соответствии    с технологическим маршрутом изготовления многослойного пакета МПП.
  3.  Визуально   оценить   качество   металлизации   на   микрошлифе (поперечное сечение) сквозного перехода в МПП.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомьтесь    с    описанием    технологических    операций    и технологическим маршрутом изготовления слоев МПП - процесс 1, а так же многослойного пакета МПП процесс 2.

2. Определите наименование операций, выполненных для слоев и пакета МПП.

              3.   Укажите характерные признаки каждой операции.

 4. Укажите обнаруженные и возможные дефекты, основные виды и причины брака каждой операции.

               5. Результаты выполнения работы занести в форму Таблицы 1
(Приложение), в которой наименования операций и их но
мера запишите в соответствии и в последовательности их расположения в маршрутной карте.

               6.  В соответствии с вариантом задания нужно визуально оце-
нить качество металлизации межслойного перехода.

Результаты наблюдений занести в форму Таблицы 2 (Приложение 1).

Методические указания.

При формировании рисунка слоев МПП и наружных слоев многослойного пакета фоторезист может иметь цвет от светлоголу-бого до темносинего и темнозеленого оттенка. Резист-защита (паяльная маска) на наружных слоях МПП 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 светлорозового цвета, наблюдающегося в реальном производстве МПП.

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 слоев и паке
та МПП; .

                        5)  результаты выполнения заданий, сведенные в таблицы.

                                   КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1.  Какие методы изготовления слоев МПП Вы знаете?
  2.  Какие методы формирования межслойных переходов в МПП Вы знаете?
  3.   Какова последовательность формирования рисунка в пле-
    ночном фоторезисте и получения рисунка проводников на слоях МГШ при изготовлении слоев:

субтрактивным методом,

полностью аддитивным методом (ПАФОС).

4. Какова последовательность формирования рисунка повод-                ников наружных слоев МПП при изготовлении :

с использованием металлорезиста,

методом «завески» (тентинг).

  1.  Как производится  совмещение рисунка  проводников  и
    межслойных переходов в МПП?
  2.  Как производится склеивание слоев в многослойный пакет?      
  3.  Что Вы знаете о сверлении отверстий в печатных платах?
  4.  Как производится химическая и гальваническая металлизация стенок   внутренних отверстий в слоях и сквозных отверстий в МПП?
  5.  Как производится нанесение жидкой защитной паяльной
    маски на поверхность МПП?
  6.  Какие методы нанесения паяемого покрытия на контактные площадки МПП Вы знаете?
  7.  Как наносится макировка на поверхность МПП?
  8.  Назовите автоматизированные методы контроля качества металлизированных переходов.
  9.  Назовите виды испытаний МПП, в том числе, автоматизированные.
  10.  Что Вы знаете об автоматизации визуального контроля печатных плат?
  11.  Какие материалы применяются для изготовления слоев
    субтрактивным методом?

Какие материалы применяются для склеивания слоев в МПП?

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

Назовите и поясните основные характеристики МПП.

  1.  Нарисуйте эскиз структуры 10-слойной печатной платы с отдельными слоями земли, питания и сигнальных проводников:

с внутренними переходами между сигнальными слоями и сквозными переходами,

только со сквозными переходами.

  1.  Назовите преимущества МПП с внутренними межслойными переходами.
  2.  Назовите отличительную особенность структуры МПП с
    сигнальными линиями связи, имеющими заданное волновое сопротивление.
  3.  Назовите основные факторы ограничения увеличения габаритов МПП.

связанные со свойствами материалов,

связанные с производственными возможностями.

  1.  Охарактеризуйте формулу расчета надежности МПП.
  2.  С какой технологической операции снят данный образец?
  3.  Назовите характерные признаки данной операции?


ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛОЕВ И ПАКЕТОВ МПП

ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ СЛОЕВ И ПЛАТ ДЛЯ СПФ

Контроль поверхности слоев и МПП производится визуально. На слоях не должно быть заломов, заусенцев, рисок, смолы, деформированных базовых отверстий, на МПП не должно быть набросов рисок, вмятин. Торцы должны быть ровными и гладкими.

Подготовка поверхности слоев и плат под СПФ производится на пемзоструйной установке «Комби-Скраб». Заготовки из тонких фольгированных диэлектриков и слои обрабатываются на «спутниках». Обезжиривание и снятие окисной пленки.

Промывка. Обработка струями пемзовой суспензии. Промывка деионизованной водой. Сушка. Выходной контроль качества поверхности слоев, плат: поверхность слоев и плат должна быть розовой, без затеков, окисленных участков, равномерно матовой. Хранение плат и слоев, поступающих на участок допускается не более 10 дней, обработанных не более 1 час.

ПОЛУЧЕНИЕ РИСУНКА СХЕМЫ СЛОЕВ И МПП ИЗ СПФ

Платы и слои должны быть розовые без окислов, затеков, набросов. Нанесение СПФ: Подогрев 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 РФШ с заготовкой, кнопки 5мм, по «0» отметкам в соответствии со структурой поместить в установку экспонирования ORC HMW-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-ВЩ 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.

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.    

ПОЛУЧЕНИЕ АДГЕЗИОННОГО СЛОЯ

Химическое оксидирование, установка Блек Оксид: обезжиривание - кондиционер 811, изопропанол, серная кислота, 25-45°С. Промывка. Травление: калий надсернокислый, натрий кислый сернокислый, серная кислота, 25-45°С.

Промывка. Предоксидирование: натр едкий, 18-25°С. Оксидирование: калий надсернокислый, натр едкий, 60-65°С. Промывка горячая. Промывка деионизованной водой. Сушка 50-60°С. Покрытие должно быть сплошным. Цвет от темно-коричневого до черного. Допускаются участки с покрытием бронзового цвета.

КОМПЛЕКТОВАНИЕ СЛОЕВ В ПАКЕТ МПП ПЕРЕД ПРЕССОВАНИЕМ

Скомплектовать слои в плату по структуре. Пробить номера (пробойник).

ФИНИШНАЯ ОТМЫВКА СЛОЕВ И ПЛАТ

Линия финишной подготовки ВНМ 1.240.006 НС.

Обезжиривание: моющее средство ОП7-ОП10 40-50°С, струйная промывка раствором ПВА с рециркуляцией. Струйная промывка горячей водой с рециркуляцией 40-50°С. Промывка ПП горячей деионизованной водой с применением УЗ с рециркуляцией 40-50°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.

ПРЕССОВАНИЕ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЛАТ

Проверить комплектацию пакета слоев, наличие маркировки на внешних слоях.

Контролировать толщину слоев (измерительная головка).

Проверить соответствие структуры и комплектующих. Отмывка слоев: линия финишной отмывки ВЫМ-1-240-006. Сушка слоев: печь КП-4506.

Подготовка стеклоткани: нарезать стеклоткань, провести визуальный контроль заготовок. Пробить базовые отверстия (сверлильный станок, кондуктор, вытяжной шкаф). Подготовка кабельной бумаги и триацетатной пленки: нарезать заготовки, пробить базовые отверстия - сверлильный станок, кондуктор.

Подготовка прессформ: очистить прессформу, очистить прокладочные листы, очистить штыри.

Сборка пакета Ml ill: собирать согласно структуре с корректировкой по толщине листа препрега (при прецизионном пакете). Прессформа, штыри.

Прессование МПП - включить пресс LAM/V-175 и ввести программу.

Загрузить прессформы в телегу загрузочного устройства пресса.

Прессовать пакет МПП - нагрев до 170 С. Цикл. Охлаждение. Выгрузить прессформу. Разборка прессформ: вибрационное устройство выбивки штырей «Бюркле».

Механическая обработка спрессованных пакетов МПП: обрезать облой (гильотинные ножницы КС-820).

Замерить толщину пакета по периметру (микрометр).

СВЕРЛЕНИЕ МЕТАЛЛИЗИРУЕМЫХ ОТВЕРСТИЙ В ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЕ

Сверлильный станок Марк-6.

Установить на фиксирующие штыри стола сверлильного станка. Установить сверху сменяемую подкладку. Установить на штыри МПП (нуль координат в левом нижнем углу). Установить на штыри сверху МПП вторую сменяемую подкладку.

Включить станок, установить гибкий магнитный диск в дисковод пульта управления. Набрать на пульте необходимые команды управления. Произвести сверление многослойной печатной платы.

После окончания сверления снять платы со стола станка. Произвести очистку просверленных отверстий промышленным пылесосом.

ПОДГОТОВКА МПП К МЕТАЛЛИЗАЦИИ

Проверить качество сверловки (микроскоп МБС-2) МПП (величина и количество заусенцев).

Обработка в установке Комби-Бруш. Скорость конвейера 1,5-2
м/мин. Провести зачистку поверхности МПП и снять заусенцы.
Провести обработку струями высокого давления (вода деионизован-
ная). Сушка. Стенки отверстий должны быть чистыми от шлама.

Плазмохимическая обработка (установка плазмохимической очистки 3067): закрепить МПП на направляющих и загрузить в вакуумный реактор. Осуществить прогрев и сушку в азоте.

Провести травление в смеси кислород-фреон 14-20 минут.

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

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

ХИМИЧЕСКАЯ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ  МЕТАЛЛИЗАЦИЯ

МПП должны иметь очищенные торцы, в отверстиях не должно быть шлама, поверхность очищена от заусенцев. Слои с чистой розовой поверхностью без вмятин и царапин (Микроскоп МБС-2).

Химическое меднение: Линия Д-810 . Обезжиривание. Промыть в проточной 2-х каскадной ванне. Обработка в растворе кондиционера N 231. Промыть в проточной 2-х каскадной ванне. Подтравливание поверхности. Промыть в проточной 2-х каскадной ванне. Обработка в растворе смеси солей - натрий кислый сернокислый. Активировать: палладий хлористый, олово двухлористое, натрий кислый сернокислый, натрий хлористый, кислота соляная. Промыть в деионизованной воде в 2-х каскадной ванне. Обработать в растворе ускорителя. Промыть в проточной воде в 2-х каскадной ванне. Меднить химически: медь сернокислая, едкий натр, сегнетовая соль, формалин стабилизатор. Промыть в проточной 3-х каскадной ванне. Декапировать.

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

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

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/дм2. 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/дм2 - 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 борфтори-стый (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 10-30°С. Аноды из сплава ПОС-61 (61 % олова, 39 % свинец). Аноды помещать в чехлы. Катодная плотность тока 3-5 А/дм2. Скорость осаждения при КП 5 А/дм2 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.

ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ ПОД ПАЯЛЬНУЮ МАСКУ

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

Не допускается: диаметр базового отверстия не соответст-
вующий чертежу, наличие изоляционных лент; рассовмещение ри
сунка 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 трафареной 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 13-14 мм.

Скорость движения ракелей 3 м/мин. Зазор между трафаретом и ракелем 6 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 непрокрытие 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 СОз, 3% р-р H2SO4 . Сушка: шкаф сушильный ДПТМ 3623000. Проверить качество проявления визуально. На неэкспонированных участках фоторезист должен быть полностью удален. В случае обнаружения брака резист удаляется со
гласно рекомендациям фирмы «
Ozatec».

 

ДУБЛЕНИЕ ПАЯЛЬНОЙ МАСКИ

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

Включить шкаф и нагреть до заданной температуры 145±5°С. 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 реперным 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).

РЕКОМЕНДАЦИИ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.

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

  •  Наружные слои МПП, сконструированных по 1-3 классу точности применением диэлектриков с толщиной фольги 35 и 50 мкм, изготавливать, изготавливать, используя  сухие пленочные фоторезисты толщиной не менее 40 мкм.
  •  Внутренние слои МПП той же точности без переходных отверстий,   изготавливать,  используя  жидкие  фоторезисты, трафаретные краски и СПФ толщиной 20-25 мкм.
  •  Внутренние слои MПП с переходными отверстиями той же точности с применением СПФ толщиной не менее 50 мкм.
  •  Наружные слои MПП и внутренние слои МПП 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.
  •  Внутренние слои МПП без переходных отверстий той же
    точности изготавливать, используя сухой пленочный фото
    резист толщиной 20-25 мкм.


ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МАРШРУТ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛОЕВ МПП СУБТРАКТИВНЫМ НЕГАТИВНЫМ МЕТОДОМ. (ПРОЦЕСС 1)

ФОЛЬГИРОВАННЫЙ ДИЭЛЕКТРИК

Операция 1

ия 1

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЗАГОТОВОК С БАЗАМИ

Операция 2

ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВОК ПОД СПФ

Операция 3

ПОЛУЧЕНИЕ РИСУНКА СХЕМЫ СЛОЕВ ИЗ СПФ (НАСЛАИВАНИЕ, ЭКСПОНИРОВАНИЕ, ПРОЯВЛЕНИЕ)

Операция 4

КОНТРОЛЬ И РЕТУШЬ РИСУНКА СХЕМЫ ИЗ СПФ

Операция 5

ТРАВЛЕНИЕ МЕДИ В ОСВОБОЖДЕНИЯХ РИСУНКА ИЗ СПФ

Операция 6

УДАЛЕНИЕ СПФ С ЗАГОТОВОК

Операция 7

КОНТРОЛЬ И ПОДЧИСТКА СЛОЕВ

Операция 8

ОКСИДИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ПРОВОДНИКОВ НА СЛОЯХ

ФОТОШАБЛОН

(негатив)  

               ГОТОВЫЕ СЛОИ


ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МАРШРУТ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МПП ПОЗИТИВНЫМ МЕТОДОМ С МЕТАЛЛОРЕЗИСТОМ ОЛОВО-СВИНЕЦ (ПРОЦЕСС 2)

Операция 9

КОМПЛЕКТОВАНИЕ СЛОЕВ МПП ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ

Операция 10

ФИНИШНАЯ ОТМЫВКА КОМПЛЕКТА СЛОЕВ

Операция 11

ПРЕССОВАНИЕ ПАКЕТА МПП

Операция 12

КОНТРОЛЬ СПРЕССОВАННОЙ МПП

Операция 13

СНЯТИЕ ОКСИДНОГО СЛОЯ

Операция 14

СВЕРЛЕНИЕ ^ЛЕГАЛИЗИРУЕМЫХ ОТВЕРСТИЙ

Операция 15

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА И ПОЗИЦИОННОЙ ТОЧНОСТИ ОТВЕРСТИЙ

Операция 16

ПОДГОТОВКА К МЕТАЛЛИЗАЦИИ

Операция 17

ХИМИЧЕСКАЯ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ ВСЕЙ ПОВЕРХНОСТИ И ОТВЕРСТИЙ

Операция 18

ВЫРАВНИВАНИЕ МИКРОНЕРОВНОСТЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОСЛЕ МЕТАЛЛИЗАЦИИ

Операция 2

ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ ПОД СПФ

Операция 19

КОНТРОЛЬ МЕТАЛЛИЗАЦИИ

Операция 3

ПОЛУЧЕНИЕ РИСУНКА СХЕМЫ НАРУЖНЫХ СЛОЕВ ИХ СПФ

Операция 4

КОНТРОЛЬ И РЕТУШЬ

Операция 20

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ МЕДНЕНИЕ

Операция 21

ЭЛЕКХИМИЧЕСКОЕ ОСАЖДЕНИЕ СПЛАВА ОЛОВО-СВИНЕЦ В ОКНА СПФ

Операция 6

УДАЛЕНИЕ СПФ

Операция 22

КОНТРОЛЬ, РЕТУШЬ И ПОДЧИСТКА ПО СПЛАВУ ОЛОВО-СВИНЕЦ

Операция 23

ТРАВЛЕНИЕ МЕДИ НЕЗАЩИЩЕННОЙ ОЛОВО-


СВИНЦОМ

Операция 24

ХИМИЧЕСКОЕ УДАЛЕНИЕ СПЛАВА ОЛОВО-СВИНЕЦ

Операция 10

ОТМЫВКА МПП

Операция 25

КОНТРОЛЬ МПП ВИЗУАЛЬНЫЙ И РАЗМЕРНЫЙ

Операция 26

КОНТРОЛЬ МПП ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ

Операция 14

СВЕРЛЕНИЕ НЕМЕТАЛЛИЗИРУЕМЫХ ОТВЕРСТИИ

Операция 27

ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ МПП ПОД ПАЯЛЬНУЮ МАСКУ

1

Операция 28

НАНЕСЕНИЕ ПАЯЛЬНОЙ МАСКИ

Операция 29

ЭКСПОНИРОВАНИЕ ПАЯЛЬНОЙ МАСКИ

Операция 30

ПРОЯВЛЕНИЕ ПАЯЛЬНОЙ МАСКИ

Операция 31

ДУБЛЕНИЕ ПАЯЛЬНОЙ МАСКИ ВИЗУАЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ

Операция 32

ТЕРМО-ВАКУУМНАЯ ОБРАБОТКА МПП

Операция 33

ФЛЮСОВАНИЕ

Операция 34

ГОРЯЧЕЕ ЛУЖЕНИЕ МОНТАЖНЫХ ПЛОЩАДОК, НЕЗАЩИЩЕННЫХ ПАЯЛЬНОЙ МАСКОЙ

)ет  {-

Операция 10

ОТМЫВКА МПП

Операция 35

МАРКИРОВКА

Операция 36

СУШКА

Операция 37

ВЫХОДНОЙ ВИЗУАЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ

Операция 38

МЕХОБРАБОТКА ПО КОНТУРУ

Операция 39

ВЫХОДНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ

Операция 40

ОФОРМЛЕНИЕ И УПАКОВКА

ГОТОВЫЕ МПП


ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МАРШРУТ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛОЕВ МПП ПОЛНОСТЬЮ АДДИТИВНЫМ МЕТОДОМ («ПАФОС»). (ПРОЦЕСС 3)

ОБИВАЮЩАЯ СТЕКЛОТКАНЬ (ПРЕПРЕГ)

Операция 2

ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ НОСИТЕЛЕЙ (ЛИСТОВ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ)     

Операция 20

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ОСАЖДЕНИЕ СПЛОШНОГО ТОНКОГО СЛОЯ МЕДИ НА ПОВЕРХНОСТЬ НОСИТЕЛЕЙ

Операция 3

ПОЛУЧЕНИЕ РИСУНКА СХЕМЫ СЛОЕВ ИЗ СПФ

Операция 4

КОНТРОЛЬ И РЕТУШЬ РИСУНКА СХЕМЫ ИЗ СПФ

Операция 21

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ОСАЖДЕНИЕ ТОНКОГО СЛОЯ НИКЕЛЯ В ОКНАХ РИСУНКА ИЗ СПФ

1

Операция 20

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ОСАЖДЕНИЕ МЕДИ ЗАДАННОЙ ТОЛЩИНЫ В ОКНАХ РИСУНКА ИЗ СПФ

1

Операция 6

УДАЛЕНИЕ СПФ С НОСИТЕЛЕЙ

Операция 11

ПРЕССОВАНИЕ НОСИТЕЛЕЙ С ПРОВОДНИКАМИ С НАБОРОМ СКЛЕИВАЮЩИХ ПРОКЛАДОК (ПРЕПРЕГА)

Операция 3 8

МЕХАНИЧЕСКОЕ РАССЛАИВАНИЕ НОСИТЕЛЕЙ ОТ СЛОЕВ С ПРОВОДНИКАМИ, УТОПЛЕННЫМИ В ИЗОЛЯЦИЮ

Операция 5

ТРАВЛЕНИЕ СПЛОШНОГО ТОНКОГО СЛОЯ МЕДИ С ПОВЕРХНОСТИ СЛОЕВ

ФОТОШАБЛОН

(позитив)

ГОТОВЫЕ СЛОИ (позитив)

Образцы не прилагаются

            ЛИТЕРАТУРА

1. Ф.П.Галецкий     Печатные платы быстродействующих устройств.

          Москва, Санкт-Петербург, 1993 г.

2. Ф.П.Галецкий      Многослойные монтажные платы связей ЭВМ.

         Сборник «Электронная вычислительная техника», выпуск 1,

          Москва ,  «Радио и связь», 1987 г.

3.         Конструкция и технология изготовления многослойных печатных
                    плат   быстродействующих   ЭВМ.   Сборник   докладов.   Москва,
                    1991г.


                                           ПРИЛОЖЕНИЕ

                             Форма таблицы 1

ТАБЛИЦА ДЛЯ ЗАПИСИ РЕЗУЛЬТАТОВ НАБЛЮДЕНИЙ

Процесс         __________________Вариант______________                      

                          (наименование)

Номер образца

Номер операции в тех-маршруте

Наименование операции

Характерные признаки операции

Оборудование и материалы


ПРИЛОЖЕНИЕ

 Форма таблицы 2

ТАБЛИЦА ДЛЯ ЗАПИСИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Образец _________Процесс __

                        (код)

Измеряемый размер

Ед.

изм.

минимальная величина

максимальная величина

Ширина проводника

мкм

Ширина зазора между проводниками

мкм

Ширина зазора между проводником и стенкой металли-

ммкм

.

зированного отверстия

Толщина слоя металла:

на поверхности

мкм

на входе отверстия

мкм

в середине отверстия

мкм

на выходе отверстия

мкм


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65710. Комп’ютерний комплекс моделювання динаміки фізіологічного стану людини при роботі у приміщенні 360 KB
  Забезпечення належних умов праці на робочому місці безпека технологічних процесів санітарнопобутові умови праці та створення комфортних умов перебування людини у приміщенні набувають особливого значення оскільки більшу частину свого часу людина проводить саме в приміщенні.
65711. ПУБЛІЧНИЙ КОНТРОЛЬ ЗА ДІЯЛЬНІСТЮ ОРГАНІВ ДЕРЖАВНОЇ ВЛАДИ: ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГІЧНИЙ АНАЛІЗ 199 KB
  Одним із ефективних засобів розвитку та функціонування сучасного постмодерного суспільства є налагодження діалогу між державою та громадянином між відповідними гілками влади політичними партнерами культурами та цивілізаціями.
65712. Податкова політика російського царату в українському селі у другій половині ХІХ – на початку ХХ ст.: історичний аспект 143.5 KB
  Трансформаційні процеси в аграрному секторі економіки України кінця ХХ – початку ХХІ ст. стимулюють зростання значного інтересу як дослідників-фахівців, так і широкої громадськості до специфічних особливостей перебігу аграрних перетворень, що мали місце в українському селі у минулому.
65713. Теплоізоляційні матеріали на основі модифікованих лужних алюмосилікатних композицій, здатних до спучування 927 KB
  Отже враховуючи все вищезазначене особливої актуальності набуває питання щодо розробки принципово нових видів теплоізоляційних матеріалів на основі модифікованих лужних алюмосилікатних композицій здатних до спучування які можуть бути виготовлені з використанням недорогої...
65714. РОЗВИТОК ТВОРЧИХ ЗДІБНОСТЕЙ УЧНІВ ОСНОВНОЇ ШКОЛИ ЗАСОБАМИ ГРАФІЧНИХ ЗАДАЧ З КРЕСЛЕННЯ 184 KB
  Звідси виникає перше протиріччя суть якого проявляється у важливості і значущості розвитку творчих здібностей школярів і відсутності методичної основи забезпечення цього процесу на засадах розв’язування творчих графічних задач на уроках креслення.
65715. Особистісна реалізованість людини в онтогенезі 382 KB
  Мета дослідження теоретико-методологічне обґрунтування та емпіричне вивчення феномену особистісної реалізованості людини в онтогенезі. Відповідно до зазначеної мети поставлено такі завдання: здійснити теоретичний аналіз...
65716. Патогенез і терапія псоріазу з різним ступенем тяжкості ендогенної інтоксикації та артеріальної гіпертензії 529.5 KB
  Виявлення захворювання серцевосудинної системи у хворих на псоріаз уже на початкових стадіях має велике практичне значення тому що розширює перспективи ефективної вторинної профілактики. Обраний напрямок досліджень пов'язаний з науковою діяльністю і входить...
65717. МОЖЛИВОСТІ ЧЕРЕЗСТРАВОХІДНОЇ ТА ТРАНСТОРАКАЛЬНОЇ ЕХОКАРДІОГРАФІЇ ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ ТЕРМІНУ АНТИКОАГУЛЯНТНОЇ ТЕРАПІЇ У ХВОРИХ НА ФІБРИЛЯЦІЮ-ТРІПОТІННЯ ПЕРЕДСЕРДЬ НЕКЛАПАННОЇ ЕТІОЛОГІЇ 1.04 MB
  Одним з найбільш небезпечних ускладнень у хворих ФП є розвиток тромбоемболічних ускладнень ТЕУ. Але підготовка хворих до відновлення синусового ритму продовжує залишатися актуальною проблемою: рекомендовані терміни терапії непрямими антикоагулянтами довготривалі...
65718. Перестрахування як механізм забезпечення фінансової стійкості страхової компанії 372 KB
  Одним з найбільш дієвих багатофункціональних та раціональних інструментів здатних забезпечити стабільну діяльність страхової компанії виступає перестрахування оскільки лібералізація світового ринку фінансових послуг надає можливість проводити як розміщення так і прийняття ризиків в межах країни та за кордоном.