Технологические процессы изготовления многослойных печатных плат методическое руководство


НазваниеТехнологические процессы изготовления многослойных печатных плат методическое руководство
страница3/4
Дата публикации14.04.2013
Размер0.62 Mb.
ТипРуководство
userdocs.ru > Физика > Руководство
1   2   3   4

^ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ИЗГОТОВЛЕНИЯ МПП СУБТРАКТИВНЫМ МЕТОДОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТАЛЛОРЕЗИСТА (ОЛОВО―СВИНЕЦ)

спрессованный пакет мпп

^ С ПРОСВЕРЛЕННЫМИ ОТВЕРСТВИЯМИ

ХИМИЧЕСКАЯ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ ВСЕЙ ПОВЕРХНОСТИ И СТЕНОК ОТВЕРСТИЙ

ПОЛУЧЕНИЕ ЗАЩИТНОГО РИСУНКА В СПФ

(наслаивание экспонирование, проявление)

^ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ОСАЖДЕНИЕ СПЛАВА ОЛОВО — СВИНЕЦ В ОКНА СПФ

удаление защитного рисунки СПФ

удаление травление медной фольги в окнах рисунка из металлорезиста

РИС.5.
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 металлоре-зиста, 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 Ml 111 с максимальной точностью.

Она включает:

  • оснастку сверления и пробивки базовых отверстий в заго­товках (кондуктора, штампы);

  • оснастку для прессования МПП (пресс-формы).

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 пресс-формах 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 r6 для стальной плиты или диаметром 10 и 8 для дю­ралевой плиты пресс-формы. 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).

Пресс-формы со стальными плитами эксплуатируются для га­баритов не более 250 × 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. «0» микроскопа совмещается с центром центральной
    базы;

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

Для слоев габаритом 200 × 250 мм применим носитель габари­том 260 × 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 процессе 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 пресс-формы с пакетами МПП 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 Си 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 МОП, 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 дистиллированной 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 пресс-формы, а триацетатная пленка на 3-4 см больше с каждой стороны для предотвращения за­теков смолы на пресс-форму 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 неплскостности (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 МШ1.

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 МПП в одну прессформу можно поместить до 2-х МПП, если позволяет высота штырей, но больше нежелательно, т.к. будет неравномерный прогрев пакетов МПП и особенно при горячем прессовании, средний пакет МПП 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 ММПП 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 за­грузке 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/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. 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 прессформе.

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 МПП с малыми сквоз­ными переходами и тонкой фольгой наружных слоев появляются явления «наклепа» фольги, создающие экранирующий эффект над отверстием межслойного перехода. Это приводит к следующему:

  1. трудно полностью удалить абразивные частицы;

    1. при химической обработке растворы труднее удалимы.
      Прогрессивным методом считается применение струй воды

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

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

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

  2. Подготовка с использованием хромового окислителя;

  3. Подготовка с использованием щелочного раствора перманганата калия.

^ 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
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