Технологические процессы изготовления двуслойных печатных плат методическое руководство


Скачать 476.84 Kb.
НазваниеТехнологические процессы изготовления двуслойных печатных плат методическое руководство
страница1/4
Дата публикации13.04.2013
Размер476.84 Kb.
ТипРуководство
userdocs.ru > Физика > Руководство
  1   2   3   4



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 2

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

ПРОЦЕССЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ДВУСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

ЦЕЛЬ РАБОТЫ


  1. Изучить характеристики двухслойных печатных плат (ДПП).

  2. Изучить методы формирования рисунка проводников ДПП.

  3. Изучить методы формирования межслойных проводников в
    ДПП.

  4. Изучить технологические операции и процессы изготовления ДПП.

  5. Ознакомиться с методами контроля качества ДПП.

Продолжительность работы - 4 часа.

^ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

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

  • система печатных проводников для объединения электрон­ных компонентов в конкретную электрическую схему;

  • размещение электронных компонентов;

  • монтаж электронных компонентов путем соединения их со
    схемой связей;

  • монтаж разъемных соединительных компонентов;

  • монтаж дискретных связей (проволочных, кабельных, шлейфовых);

  • распределение тока питания между электронными компо­нентами.

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

Основные монтажные характеристики двухслойных печатных плат:

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

  • количество объединяемых выводов электронных и электрических компонентов;

  • площадь посадочного места микросхем;

  • шаг контактных площадок для присоединения выводов микросхем;

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

  • размещение контактных площадок для монтажа ремонтных
    проводников;

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

  • размещение компонентов на одной или обеих сторонах.

Основные трассировочные характеристики двухслойных печат­ных плат:

  • количество каналов для размещения сигнальных проводни­ков;

  • количество сигнальных проводников;

  • плотность проводников;

  • топология посадочных мест микросхем;

  • длина сигнальных проводников в плате;

  • количество сквозных отверстий в плате;

  • плотность сквозных переходов в плате.

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



HПС

суммарная толщина печатной платы.


t —

ширина печатного проводника.

HП

толщина печатной платы.

S —

расстояние между краями соседних проводников.

НМ

толщина материала ПП.


l —

расстояние между центрами отверстий.


Ъ —

гарантийный поясок.


hФ

толщина фольги.

D —

Диаметр контактной площадки.


hП

толщина химико-гальванического покрытия

d —

диаметр отверстия.

h

толщина проводящего рисунка.



РИС.1.

  • размер рабочего поля платы;

  • толщина платы;

  • величина взаимного рассовмещения слоев;

  • шаг сквозных переходных отверстий;

  • размер сквозных переходных отверстий;

  • размеры проводников и зазоров;

  • толщина проводников;

  • топология проводников и межслойных переходов;

  • топология контактных площадок;

  • материал проводников;

  • материал изоляции;

  • форма контактных площадок для поверхностного монтажа
    компонентов;

  • отношение толщины платы к диаметру сквозного отверстия;

  • уровень сложности.

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

Основные электрические характеристики двухслойных печат­ных плат:

  • величина диэлектрической постоянной изоляции;

  • погонное сопротивление проводников на постоянном токе;

  • погонная емкость проводников;

  • погонная индуктивность проводников;

  • величина постоянного тока питания, распределяемого ши­нами питания и земли;

  • равномерность распределения напряжения питания по полю
    платы;

  • сопротивление цилиндрического проводника металлизиро­ванного сквозного отверстия;

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

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

    • увеличение функциональной сложности и функциональной
      завершенности узлов на печатной плате;

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

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

  • повышения плотности монтажа компонентов;

  • размещения компонентов на обеих сторонах печатной пла­ты;

Фольгированные диэлектрики.

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

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

1. Контроль состояния поверхности.

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

2. Контроль толщины.

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

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

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

4. Определение диэлектрической проницаемости.

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

5. Температура стеклования.

Определяется методом термоанализа.

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

  • прочность на отслаивание фольги;

  • сопротивление изоляции на электродах-гребенках;

  • поверхностное и объемное удельное сопротивления.


Пленочные фоторезисты

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

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

Поставляется пленочный фоторезист в рулонах, готовый для использования.

Основные достоинства пленочных фоторезистов - это способ­ность:

  • наслаиваться на плоские подложки с отверстиями без попа­дания в последние;

  • обеспечивать воспроизведение четких изображений с глу­боким рельефом;

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

  • образовывать защитные завески «тентирование» над метал­лизированными отверстиями.

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

Создание рисунка проводников на слоях ДПП.

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

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

  1. на основе субтрактивного негативного метода;

  2. субтрактивного «тентинг» метода;

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

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

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

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

^ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДПП СУБТРАКТИВНЫМ

МЕТОДОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФОТОРЕЗИСТА (СПФ)

^ ЗАГОТОВКА ФОЛЬГИРОВАННОГО ДИЭЛЕКТРИКА

ПОЛУЧЕНИЕ ЗАЩИТНОГО РИСУНКА В СПФ

(НАСЛАИВАНИЕ ЭКСПОНИРОВАНИЕ, ПРОЯВЛЕНИЕ)

ТРАВЛЕНИЕ МЕДНОЙ ФОЛЬГИ В ОКНАХ РИСУНКА ИЗ СПФ

^ УДАЛЕНИЕ ЗАЩИТНОГО РИСУНКА СПФ

РИС.2.
Второй вариант (рис.3) - получение проводящего рисунка двухсторонних плат с межслойными переходами, т.е. с металлизи­рованными отверстиями, путем травления медной фольги с гальва­нически осажденным слоем меди по защитному изображению рисунка схемы и с защитными завесками над металлизированными от­верстиями в пленочном фоторезисте. В этом, так называемом «ентинговом» процессе, или образования завесок, в заготовке фольгированного диэлектрика, сверлятся отверстия и, после химической металлизации стенок отверстий, производят электролитическое доращивание меди в отверстиях и на поверхности фольги фольгированного диэлектрика до требуемой толщины.

^ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДПП МЕТОДОМ "ТЕНТИНГ"

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СУХОГО ПЛЕНОЧНОГО ФОТОРЕЗИСТА

^ ЗАГОТОВКА ФОЛЬГИРОВАННОГО ДИЭЛЕКТРИКА

С ПРОСВЕРЛЕННЫМИ ОТВЕРСТИЯМИ

ХИМИКО-ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ И СТЕНОК ОТВЕРСТИЙ ВСЕЙ

^ НАСЛАИВАНИЕ ПЛЕНОЧНОГО ФОТОРЕЗИСТА

ПОЛУЧЕНИЕ ЗАЩИТНОГО РИСУНКА В СПФ (ЭКСПОНИРОВАНИЕ,ПРОЯВЛЕНИЕ)

ТРАВЛЕНИЕ МЕДНОЙ ФОЛЬГИ В ОКНАХ СПФ

^ УДАЛЕНИЕ ЗАЩИТНОГО РИСУНКА СПФ — СЛОЙ ГО ТОВ.
РИС.3.

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 пробельных мест схемы. Об­разованные фоторезистом завески защищают металлизированные отверстия от воздействия травящего раствора в процессе травления.

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

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

^ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДПП СУБТРАКТИВНЫМ МЕТОДОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТАЛЛОРЕЗИСТА (ОЛОВО-СВИНЕЦ)

^ ЗАГОТОВКИ ФОЛЬГИРОВЙННОГО ДИЭЛЕКТРИКА С ПРОСВЕРЛЕННЫМИ ОТВЕРСТИЯМИ

ХИМИЧЕСКАЯ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ ВСЕЙ ПОВЕРХНОСТИ И СТЕНОК ОТВЕРСТИЙ

^ П0ЛУЧЕНИЕ ЗАЩИТНОГО РИСУНКА В СПФ (НАСЛАИВАНИЕ ЭКСПОНИРОВАНИЕ,ПРОЯВЛЕНИЕ)

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ОСАЖДЕНИЕ СПЛАВА ОЛОВО — СВИНЕЦ В ОКНА СПФ

УДАЛЕНИЕ ЗАЩИТНОГО РИСУНКА СПФ

^ ТРАВЛЕНИЕ МЕДНОЙ ФОЛЬГИ В ОКНАХ РИСУНКА ИЗ МЕТАЛЛОРЕЗИСТА

РИС.4.

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

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

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

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

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

Сверление отверстий.

Для сверления ДПП предпочтение отдается станкам, имею­щим

80000 ─ 110000 об/мин шпинделя с воздушным подшипником.

Биение такого шпинделя не превышает 3 мкм.

Для уменьшения вибрации станки устанавливаются на воз­душные подушки.

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

  1. Печатная плата должна быть надежно закреплена;

  2. Вакуумный отсос стружки эффективно убирает стружку не
    только с поверхности платы, но и из отверстия;

  3. Подкладка снизу должна быть предварительно рассверлена;

  4. Подкладка сверху (лист алюминия 0,2 мм) подкладывается
    только при наличии большого инструментального разброса;

  5. Временная пауза между сверлильными циклами должна
    быть увеличена с 32 миллисекунд до 90 миллисекунд;

  6. Режим резания должен точно соответствовать конструктив­ным особенностям печатной платы.

Требования к качеству просверленных отверстий малого диа­метра в ДПП:

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

    • не допускаются разрывы контактных площадок просверленными отверстиями;



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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

  • шероховатость стенок просверленных отверстий должна
    быть не более 30 мкм;

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




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

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

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

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

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

Методы глубокого сверления, которые ограничиваются дли­ной нарезной части сверла:

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

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

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

Паяльная маска

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

По методу формирования рисунка паяльные маски делятся на два типа:

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

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

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

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

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

  1. сухие паяльные маски;

  2. жидкие паяльные маски.

Сухая паяльная маска (СПМ).

СПМ выпускается в виде пленки толщиной 50, 75, 100 и 150 мкм и по свойствам и методам использования очень похожа на су­хой пленочный фоторезист (СПФ), используемый для получения рисунка Д1Ш. СПМ имеет, однако, два существенных отличия, оп­ределяющие особенности ее нанесения, формирования и использо­вания:

  1. СПМ является конструкционным материалом и должна вы­
    держивать не только технологические, но и эксплуатацион­
    ные воздействия во время всего срока эксплуатации ДПП.

  2. СПМ наносится на рельеф, образованный сформированным
    наружным слоем ДПП.


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

hСПФ = 0,7 hРЕЛЬЕФА

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

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

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

К недостаткам СПМ можно отнести ограничение по разре­шающей способности:

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

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

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

  1. методом трафаретной печати через чистую (без маски) сет­ку - этот метод является мало производительным и исполь­зуется в мелкосерийном производстве;

  2. методом полива в режиме «занавеса» - этот метод требует
    специального оборудования, создающего падающий ламинарный поток - «занавес», и используется в крупносерийном производстве.

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

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

Горячее лужение (оплавление).

Операция заключается в нанесении паяемого покрытия на КП, к которым в дальнейшем будут присоединены выводы компонентов. 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, то эти операции можно считать методом 100% технологических испытаний, обеспечивающих отбор плат с повышенной надежностью и эксплуатационной стойкостью.

Маркировка.

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

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

Электрический контроль ДПП.

Основные требования к системам контроля связей плат сво­дятся к следующим:

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

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

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

  • объем контролируемого монтажа системы должен соответствовать максимально возможному количеству контроль­ных точек на плате;

  • достаточно высокая производительность контроля, обеспечивающая требуемый уровень производства;

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

Одним из путей решения поставленной задачи использование специализированных тестеров - установки типа МРР 3964HV фир­мы MANIA (ФРГ), которые по многим своим параметрам удовле­творяет поставленным требованиям. В этой установке используется бескабельное, непосредственное соединение контактного поля с коммутаторным блоком, имеющим вид куба. Задействованное кон­тактное поле установки охватывает площадь

500 × 600 мм, на кото­рой с помощью специального адаптера размещаются 48000 щупов в шаге 2,5 мм. Пределы контролируемых параметров системы: 5 Ом для сопротивления связи (при токе 300 мА) и 100 МОм для сопро­тивления изоляции при напряжении 100 - 150 В. При этом скорость контроля - порядка 400 точек в секунду. Недостатками данной сис­темы являются отсутствие индивидуально программируемого пара­метрического контроля сопротивления связей при относительно вы­соком общем пороговом уровне и недостаточно информативное описание обнаруженных дефектов (отсутствие номеров цепей, со­става отрезков оборванных цепей, представление адресов точек в только условных координатах и др.).

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

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






  1   2   3   4

Похожие:

Технологические процессы изготовления двуслойных печатных плат методическое руководство iconТехнологические процессы изготовления многослойных печатных плат методическое руководство
С расширением функциональных возможностей и увеличени­ем сложности электронных устройств, создаваемых на основе мик­росхем высокого...
Технологические процессы изготовления двуслойных печатных плат методическое руководство iconДисциплина: «Технология электро-приботростроения» Лабораторная работа...
Изучить технологические процессы изготовления фотошаблонов для производства пп и мпп
Технологические процессы изготовления двуслойных печатных плат методическое руководство iconМетодическое руководство цель работы изучить технологические процессы...
Изучить технологические процессы изготовления фотошаб­лонов для производства пп и мпп
Технологические процессы изготовления двуслойных печатных плат методическое руководство iconДисциплина: «Технология электро-приботростроения» Лабораторная работа...
Качество выполнения этой операции определяет как механические характеристики мпп, так и ее функциональную надежность при последующей...
Технологические процессы изготовления двуслойных печатных плат методическое руководство iconМетодическое руководство цель работы изучить методы формирования...
Однослойные печатные платы (O1LL1) наиболее употребляе­мые конструктивные элементы бытовой и промышленной техники, с помощью которых...
Технологические процессы изготовления двуслойных печатных плат методическое руководство iconОсновные технологические операции изготовления пп
При рассмотрении методов изготовления пп мы коротко останавливались на схемах технологических процессов субтрактивной и аддитивной...
Технологические процессы изготовления двуслойных печатных плат методическое руководство iconВопросы к экзамену по учебной дисциплине «Технологические процессы в сервисе»
Технологические прцессы на стоа. Назначение, варианты последовательности выполнения работ в зависимости от заказанной услуги
Технологические процессы изготовления двуслойных печатных плат методическое руководство icon1 Технологические процессы работы транспортных судов: определения,...
В работе транспортных судов различают 3 вида технологических процессов: рейс; круговой рейс; оборот
Технологические процессы изготовления двуслойных печатных плат методическое руководство iconКурсовая работа по дисциплине «Разработка систем автоматизированного проектирования»
Тема: «Трассировка межсоединений печатных плат с использованием роевого алгоритма»
Технологические процессы изготовления двуслойных печатных плат методическое руководство iconЗадача трассировка печатных плат. Есть плата текстолитовая многослойная...
...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница