Дисциплина: «Технология электро-приботростроения» Лабораторная работа №3 технологические процессы изготовления многослойных печатных плат


Скачать 153.46 Kb.
НазваниеДисциплина: «Технология электро-приботростроения» Лабораторная работа №3 технологические процессы изготовления многослойных печатных плат
Дата публикации04.07.2013
Размер153.46 Kb.
ТипЛабораторная работа
userdocs.ru > Химия > Лабораторная работа
Министерство образования и науки РФ

Пензенский государственный университет
Кафедра: «Автономные и информационные управляющие системы»

Дисциплина: «Технология электро-приботростроения»

Лабораторная работа №3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

ПРОЦЕССЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

МНОГОСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ


Выполнили студенты группы 10ПА1:

Проверил к.т.н., доц.:

Артамонов Д.В.


Пенза 2012
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.


^ ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1. Какие методы изготовления слоев МПП вы знаете?

Склеивание (прессование):

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;

-формирование пакета, т.е. сборка слоев по чертежу с определенным количеством листов препрега;

-склеивание;

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

^ Травление схемы:

Заготовка травится для удаления меди из пробельных мест( зазоров). Фоторезист, оставшийся на поверхности, предохраняет медь от травления. Вся незащищенная медь удаляется, вскрывая диэлектрическую подложку.

  1. ^ Какие методы формирования межслойных переходов в
    МПП вы знаете?


Сверление отверстий

  1. Какова последовательность формирования рисунка в пленочном фоторезисте и получения рисунка проводников на слоях МПП при изготовлении слоев:

    1. субтрактивным методом,

    2. полностью аддитивным методом (ПАФОС).

-субтрактивным методом;

-полностью аддитивным методом ( ПАФОС)

А) 1. Заготовка фольгированного диэлектрика

2. Получение защитного рисунка в СПФ (Наслаивание, экспонирование, проявление)

3. Травление медной фольги в окнах СПФ

4. Удаление защитного рисунка СПФ - слой готов

5. Лужение медных проводников

Б) 1. Электрохимическое осаждение меди на поверхность носителя

2. Наслаивание СПФ

3. Экспонирование СПФ

4. Проявление рисунка в СПФ

5. Электрохимическое осаждение никеля по рисунку СПФ

6. Электрохимическое осаждение меди по рисунку СПФ

7. удаление СПФ

8. Набор пакета носителей и препрега

9. Прессование пакета

10. Механическое удаление носителей

11. Травление тонкого медного слоя
4. Какова последовательность формирования рисунка поводников наружных слоев МПП при изготовлении:

    • с использованием металлорезиста,

    • методом «завески» (тентинг).

А) 1.Заготовка фольгированного диэлектрика с просверленными отверстиями

2. Химическая и предварительная электрохимическая металлизация всей поверхности и стенок отверстий

3. Получение защитного рисунка в СПФ (наслаивание, экспонирование, проявление)

4. Электрохимическое осаждение олово-свинец в окна СПФ

5. Удаление защитного рисунка СПФ

6. Травление медной фольги в окнах рисунка и удаление металлорезиста

Б) 1.Заготовка фольгированного диэлектрика с просверленными отверстиями

2. Химическая и предварительная электрохимическая металлизация всей поверхности и стенок отверстий

3. Наслаивание пленочного фоторезиста

4. Получение защитного рисунка в СПФ (экспонирование, проявление)

5. Травление медной фольги в окнах СПФ

6. Удаление защитного рисунка СПФ

      1. Как производится совмещение рисунка проводников и межслойных переходов в МПП?

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.

      1. ^ Как производится склеивание слоев в многослойный пакет?

В процесс склеивания слоев входят основные операции:

-подготовка слоев перед склеиванием;

-формирование пакета, т.е. сборка слоев по чертежу с определенным количеством листов препрега;

-склеивание;

А) прессование с малым давлением

Б) прессование с давлением отверждения

В) Охлаждение под давлением

      1. ^ Что вы знаете о сверлении отверстий в печатных платах?

Сверление отверстий, подлежащих металлизации, является одной из важных операций в

производстве печатных плат, так как от ее выполнения зависит качество металлизации и точность

совмещения проводящих рисунков схемы.

Для сверления слоев и пакетов МПП предпочтение отдается станкам, имеющим 80 000-110 000 об\мин шпинделя с воздушным подшипником. Для уменьшения вибрации станки устанавливаются на воздушные подушки.

1. Печатная плата должна быть закреплена

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

3. Подкладка снизу должна быть предварительно просверлена

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

      1. ^ Как производится химическая и гальваническая металлизация стенок внутренних отверстий в слоях и сквозных отверстий в МПП?

Получение металлического проводящего рисунка, как в отверстиях, так и на поверхности

диэлектрических материалов осуществляется обычно в две стадии. Вначале диэлектрик металлизуется

химическим (бестоковым) способом, а затем на полученный тонкий слой металла осаждается медь

гальваническим способом до необходимой толщины металлического слоя. В так называемых

аддитивных методах изготовления печатных плат проводящий рисунок получают за одну операцию

химической металлизации, осаждая достаточно толстый слой металла, не прибегая к гальваническим

процессам.

Способом химической металлизации можно осаждать различные металлы: серебро, медь, никель,

кобальт и др., однако наиболее экономичным является процесс химического меднения, который

обеспечивает также хорошее сцепление металла с диэлектриком и необходимую электропроводность.

      1. ^ Как производится нанесение жидкой защитной паяльной
        маски на поверхность МПП?


А) метод трафаретной печати через чистую ( без маски) сетку, этот метод является малопроизводительным и используется в мелкосерийном производстве.

Б) метод полива в режиме «занавеса», этот метод требует специального оборудования, создающего падающий ламинарный поток – «занавес», и используется в крупносерийном производстве.

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

      1. ^ Какие методы нанесения паяемого покрытия на контактные площадки МПП вы знаете?

По методу формирования рисунка паяльные маски делятся на два типа:

а) Паяльные маски, рисунок которых формируется методом трафаретной печати. Как правило, это составы на эпоксидной основе, отверждаемые термически или УФ- излучением. Недостатки: низкая разрешающая способность и необходимость использования сеткографического трафарета.

Б) 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.

1) сухие паяльные маски

2) жидкие паяльные маски.

      1. ^ Как наносится маркировка на поверхность МПП?

Маркировка – операция, заключающаяся в нанесении на поверхность МПП специальной краской обозначении 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.

Трафаретная печать:

1) Заготовка фольгированного диэлектрика

2) Получение защитного рисунка краски сеткографической печатью

3) Травление медной фольги в окнах рисунка из краски

4) Удаление защитного рисунка краски

5) Лужение медных проводников

      1. ^ Назовите автоматизированные методы контроля качества
        металлизированных переходов?


Совершенствование конструкции переходов проводится для обеспечения:

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

  2. увеличения площади контактирования проводников и металлизации отверстия;

  3. увеличения толщины металлизации в отверстии;

  4. согласования толщины соединяемых элементов конструкции перехода;

  5. стабилизации структуры стенок отверстий на стадии подготовки под металлизацию;

  6. использования диэлектрика с высокой температурой стеклоперехода.

      1. Назовите виды испытаний МПП, в том числе, автоматизированные?

Испытание МПП на устойчивость к тепловым воздействиям проводятся с целью определения степени ухудшения качества межслойных переходов во время и после тепловых воздействий, аналогичных реальным воздействиям на платы в процессе изготовления и эксплуатации.

Для контроля целостности цепей и регистрации разрывов непосредственно вовремя термовоздействий на МПП разработано 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.

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

Автоматическое перемещение платы из ванны с холодной жидкостью и погружая ее в ванну с горячей жидкостью – термоудар нагрева, далее перемещение платы из горячей ванны и погружение ее в ванну с холодной жидкостью - термоудар охлаждения.

      1. ^ Что вы знаете об автоматизации визуального контроля печатных плат?

Величину деформации определяют с помощью калибровочной щели, образуемой двумя

параллельными плитами, длина которых превышает длину заготовок. Расстояние между плитами

регулируется. Для проверки величины деформации заготовка пропускается через щель. При

деформации, выше установленной, заготовка застревает в щели.

      1. ^ Какие материалы применяются для изготовления слоев
        субтрактивным методом?


Пленочный фоторезист

Олово – Свинец

      1. Какие материалы применяются для склеивания слоев в
        МПП?


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

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.

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


1. механическая подготовка

2. химическая подготовка

3. плазмохимическая подготовка

Химическая:

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

Подготовка с использованием хромового окислителя

Подготовка с использованием щелочного раствора перманганата калия.

^ Вакуумный отсос

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

      1. Назовите и поясните основные характеристики МПП?

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:

  1. номинальная величина волнового сопротивления линий связи;

  2. диапазон разброса величины волнового сопротивления линий связи;

  3. величина коэффициента связи соседних линий;

  4. величина диэлектрической постоянной изоляции;

  5. скорость распространения сигналов в линиях связи,

  6. частотная полоса пропускания линий связи,

  7. погонное сопротивление связей на постоянном токе;

  8. погонная емкость связей;

  9. погонная индуктивность связей;

  10. индуктивность шин земли и питания;

  11. величина сопротивления шин земли и питания;

  12. величина емкости между шинами земли и питания;

  13. величина постоянного тока питания, распределяемого шинами питания и земли;

  14. равномерность распределения напряжения питания по полю платы;

  15. сопротивление изоляции между линиями связи и шинами земли питания;

  16. сопротивление изоляции между шинами земли и питания;

  17. сопротивление цилиндрического проводника металлизированного сквозного отверстия;

  18. сопротивление цилиндрического проводника металлизированного внутреннего переходного отверстия;

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

    1. ^ Назовите преимущества МПП с внутренними межслойными переходами?

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

Объективность оценки качества металлизации межслойных переходов ДПП в значительной степени определяет правильность оценки уровня надежности и экономические показатели производства.
^ 24.С какой технологической операции снят данный образец?

Удаление СПФ с заготовок

25.Назовите характерные признаки данной операции?

На плате должна быть чётко прорисована поверхность из проводников без каких-либо повреждений


ПРИЛОЖНИЕ

Таблица 1

^ ТАБЛИЦА ДЛЯ ЗАПИСИ РЕЗУЛЬТАТОВ НАБЛЮДЕНИЙ

Процесс изготовления слоёв МПП субтрактивным негативным способом.


Номер

образца

Номер операции в тех маршруте

Наименование операции

Характерные признаки

операции

Оборудование и материалы

1

1

Изготовление заготовок с базами

От системы базирования во многом зависит выбор величины элементов рисунка, зазоров между ними, типа и габаритов платы изделия

-оснастка сверления и пробивки базовых отверстий в заготовках(кондуктора, штампы);

- оснастка для прессования МПП (пресс-форма)

2

3

Получение рисунка схемы слоев из СПФ (наслаивание, экспонирование, проявление)

Слой СПФ должен быть сплошным без складок, пузырей, посторонних включений;

Размеры элементов должны соответствовать норме

Сушильная печь, установка проявления

3

4

Контроль и ретушь рисунка схемы из СПФ

Изображение должно быть глянцевым, чётким, без смещения и потерь деталей изображения

Микроскоп МБС-2, скапель, эмаль НЦ-25, ацетон

4

5

Травление меди в освобождении рисунка из СПФ

Рисунок должен быть чётким, без рваных краёв, вздутий, отслоений, разрывов, протравов

Установка травления, камера травления, медь хлорная

5

6

Удаление СПФ с заготовок

На плате должна быть чётко прорисована поверхность из проводников без каких-либо повреждений

Вытяжной шкаф, ацетон, тампон ваты, микроскоп МБС-2

6

8

Оксидирование поверхности проводников на слоях

Покрытие должно быть сплошным, цвет от темно-коричневого до чёрного, бронзового цвета

Установка оксидирования, изопропан, серная кислота, промывка, различные химические вещества


ПРИЛОЖНИЕ

Таблица 2

^ ТАБЛИЦА ДЛЯ ЗАПИСИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Процесс изготовления слоёв МПП субтрактивным негативным способом.



Измеряемый размер

Ед. изм.

Минимальная

величина

Максимальная

величина

Ширина проводника

мм

0,36

0,36

Ширина контактной площадки

мм

1,55

1,55

Ширина зазора

между проводниками

мм

0,9

5,25

Ширина зазора

между проводниками и контактными площадками

мм


0,4


5,3

Ширина зазора

между контактными площадками

мм


0,06


6

Похожие:

Дисциплина: «Технология электро-приботростроения» Лабораторная работа №3 технологические процессы изготовления многослойных печатных плат iconДисциплина: «Технология электро-приботростроения» Лабораторная работа...
Изучить технологические процессы изготовления фотошаблонов для производства пп и мпп
Дисциплина: «Технология электро-приботростроения» Лабораторная работа №3 технологические процессы изготовления многослойных печатных плат iconТехнологические процессы изготовления многослойных печатных плат методическое руководство
С расширением функциональных возможностей и увеличени­ем сложности электронных устройств, создаваемых на основе мик­росхем высокого...
Дисциплина: «Технология электро-приботростроения» Лабораторная работа №3 технологические процессы изготовления многослойных печатных плат iconТехнологические процессы изготовления двуслойных печатных плат методическое руководство
Двухслойные печатные платы (дпп) наиболее употребляе­мые конструктивные элементы, с помощью которых обеспечивает­ся
Дисциплина: «Технология электро-приботростроения» Лабораторная работа №3 технологические процессы изготовления многослойных печатных плат iconМетодическое руководство цель работы изучить технологические процессы...
Изучить технологические процессы изготовления фотошаб­лонов для производства пп и мпп
Дисциплина: «Технология электро-приботростроения» Лабораторная работа №3 технологические процессы изготовления многослойных печатных плат iconКурсовая работа по дисциплине «Разработка систем автоматизированного проектирования»
Тема: «Трассировка межсоединений печатных плат с использованием роевого алгоритма»
Дисциплина: «Технология электро-приботростроения» Лабораторная работа №3 технологические процессы изготовления многослойных печатных плат iconОсновные технологические операции изготовления пп
При рассмотрении методов изготовления пп мы коротко останавливались на схемах технологических процессов субтрактивной и аддитивной...
Дисциплина: «Технология электро-приботростроения» Лабораторная работа №3 технологические процессы изготовления многослойных печатных плат iconЛабораторная работа №6 Тема : Текстовый процессор Word
Цель работы : Изучить основные технологические операции и процессы в среде текстового редактора Word для создания разнообразных текстовых...
Дисциплина: «Технология электро-приботростроения» Лабораторная работа №3 технологические процессы изготовления многослойных печатных плат iconПо дисциплине Технология мехатронного производства
Автоматизированные и автоматические технологические процессы в машиностроении. Система качественных и количественных характеристик...
Дисциплина: «Технология электро-приботростроения» Лабораторная работа №3 технологические процессы изготовления многослойных печатных плат iconВопросы к экзамену по учебной дисциплине «Технологические процессы в сервисе»
Технологические прцессы на стоа. Назначение, варианты последовательности выполнения работ в зависимости от заказанной услуги
Дисциплина: «Технология электро-приботростроения» Лабораторная работа №3 технологические процессы изготовления многослойных печатных плат iconМетодическое руководство цель работы изучить методы формирования...
Однослойные печатные платы (O1LL1) наиболее употребляе­мые конструктивные элементы бытовой и промышленной техники, с помощью которых...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


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