Технологические процессы изготовления многослойных печатных плат методическое руководство


НазваниеТехнологические процессы изготовления многослойных печатных плат методическое руководство
страница1/4
Дата публикации14.04.2013
Размер0.62 Mb.
ТипРуководство
userdocs.ru > Физика > Руководство
  1   2   3   4
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

ПРОЦЕССЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

МНОГОСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ


МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

  1. Изучить характеристики многослойных печатных плат
    (МПП).

  2. Изучить методы формирования рисунка проводников на
    слоях многослойных печатных плат.

  3. Изучить методы формирования межслойных проводни­ков в MПП.

  4. 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 отверстия);

  • 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 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 сигнальных 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.

Конкретные значения характеристик печатных плат опреде­ляются требованиями к устройствам и технологическим уровнем из­готовления.
Основные электрические характеристики МПП:

  • номинальная величина волнового сопротивления линий свя­зи;

  • диапазон разброса величины волнового сопротивления ли­ний связи;

  • 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;

  • индуктивность шин земли и питания;

  • величина сопротивления шин земли и питания;

  • величина емкости между шинами земли и питания;

  • величина постоянного тока питания, распределяемого ши­нами 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 металлизиро­ванного сквозного отверстия;

  • сопротивление цилиндрического проводника металлизиро­ванного внутреннего переходного отверстия;

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

^ Фольгированные диэлектрики.

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

Используются диэлектрики марок: ФТС, СТФ, СТАРГОФ, FR4, СТАП, СТПА, 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.

^ 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.



^ 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:



M1 - 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.
^ 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:

  • на основе субтрактивных методов,

  • 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 с формированных 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).

^ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СХЕМА ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛОЕВ СУБТРАКТИВНЫМ

МЕТОДОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СУХОГО ПЛЕНОЧНОГО ФОТОРЕЗИСТА



заготовки фольгированного диэлектрика

получение защитного рисунка в спф (наслаивание, экспонирование, проявление)

травление медной фольги в окнах спф удаление защитного рисунка спф — ^ СЛОЙ ГОТОВ.

РИС.1.

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 электроли-

тическое доращивание меди в отверстиях и на поверхности фольги-рованного 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.

^ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОА СХЕМА ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛОЕВ МЕТОДОМ "ТЕНТИНГ" С

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СУХОГО ПЛЕНОЧНОГО ФОТОРЕЗИСТА

заготовки фольгированного диэлектрика с просверленными отверстиями

^ ХИМИКО − ЗЛЕКТРОХИМИЧЕСКЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ ВСЕЙ ПОВЕРХНОСТИ И СТЕНОК ОТВЕРСТИЙ

НАСЛАИВАНИЕ ПЛЕНОЧНОГО ФОТОРЕЗИСТА

ПОЛУЧЕНИЕ ЗАЩИТНОГО РИСУНКА В СПФ С (ЭКСПОНИРОВАНИЕ, ПРОЯВЛЕНИЕ)

^ ТРАВЛЕНИЕ МЕДНОЙ ФОЛЬГИ В ОКНАХ СПФ

УДАЛЕНИЕ ЗАЩИТНОГО РИСУНКА СПФ — СЛОЙ ГОТОВ.

РИС.2.

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.
  1   2   3   4

Похожие:

Технологические процессы изготовления многослойных печатных плат методическое руководство iconТехнологические процессы изготовления двуслойных печатных плат методическое руководство
Двухслойные печатные платы (дпп) наиболее употребляе­мые конструктивные элементы, с помощью которых обеспечивает­ся
Технологические процессы изготовления многослойных 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 многослойных печатных плат методическое руководство iconДисциплина: «Технология электро-приботростроения» Лабораторная работа...
Изучить технологические процессы изготовления фотошаблонов для производства пп и мпп
Технологические процессы изготовления многослойных печатных плат методическое руководство iconМетодическое руководство цель работы изучить технологические процессы...
Изучить технологические процессы изготовления фотошаб­лонов для производства пп и мпп
Технологические процессы изготовления многослойных 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 многослойных 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 многослойных 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 многослойных 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 многослойных печатных плат методическое руководство iconКурсовая работа по дисциплине «Разработка систем автоматизированного проектирования»
Тема: «Трассировка межсоединений печатных плат с использованием роевого алгоритма»
Технологические процессы изготовления многослойных 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