Чтобы при травлении проводники и контактные площадки не стравливались их необходимо покрыть защитным металлическим покрытием. Существует различные металлические покрытия (в основном сплавы), применяемые для защитного покрытия. В данном технологическом процессе применяется сплав олово-свинец. Сплав олово-свинец стоек к воздействию травильных растворов на основе персульфата аммония, хромового ангидрида и других, но разрушается в растворе хлорного железа, поэтому в качестве травителя раствор хлорного железа применять нельзя.

Для нанесения защитного покрытия необходимо промыть платы дистиллированной водой в течение 1-2 мин при температуре 18-25⁰ С, затем произвести гальваническое покрытие сплавом олово-свинец в растворе борфтористоводородной кислоты, борной кислоты, мездрового клея, нафтохинондисульфоновой кислоты, 25%-ного аммиака, металлического свинца, металлического олова, гидрохинона и дистиллированной воды в течение 12-15 мин при температуре 20±2⁰ С, промыть платы в горячей проточной воде в течение 1-2 мин при температуре 50±5⁰ С, промыть платы в холодной водопроводной воде в течение 1-2 мин при температуре 20±2⁰ С, сушить платы сжатым воздухом в течение 2-3 мин при температуре 20±2⁰ С, удалить ретушь ацетоном с поля платы, контролировать качество покрытия (покрытие должно быть сплошным без подгара, не допускаются механические повреждения, отслоения и вздутия).

6.11 . Снятие фоторезиста.

Перед операцией травления фоторезист с поверхности платы необходимо снять. При большом объеме выпуска плат это следует делать в установках снятия фоторезиста (например, АРС-2.950.000). При небольшом количестве плат фоторезист целесообразней снимать в металлической кювете щетинной кистью в растворе хлористого метилена.

В данном технологическом процессе фоторезист снимаетсять в установке снятия фоторезиста АРС-2.950.000 в течение 5-10 мин при температуре 18-25⁰ С, после этого необходимо промыть платы в холодной проточной воде в течение 2-5 мин при температуре 18-25⁰ С.

6.12. Травление печатной платы.

Травление предназначено для удаления незащищенных участков фольги с поверхности платы с целью формирования рисунка схемы.

Существует несколько видов травления: травление погружением, травление с барботажем , травление разбрызгиванием, травление распылением. Травление с барботажем заключается в создании в объеме травильного раствора большого количества пузырьков воздуха, которые приводят к перемешиванию травильного раствора во всем объеме, что способствует увеличению скорости травления.

Существует также несколько видов растворов для травления: раствор хлорного железа, раствор персульфата аммония, раствор хромового ангидрида и другие. Чаще всего применяют раствор хлорного железа.

Скорость травления больше всего зависит от концентрации раствора. При сильно- и слабоконцентрированном растворе травление происходит медленно. Наилучшие результаты травления получаются при плотности раствора 1,3 г/см³. Процесс травления зависит также и от температуры травления. При температуре выше 25⁰ С процесс ускоряется, но портится защитная пленка. При комнатной температуре медная фольга растворяется за 30 сек до 1 мкм.

В данном технологическом процессе в качестве защитного покрытия использован сплав олово-свинец, который разрушается в растворе хлорного железа. Поэтому в качестве травильного раствора применяется раствор на основе персульфата аммония.

В данном случае применяется травление с барботажем. Для этого необходимо высушить плату на воздухе в течение 5-10 мин при температуре 18-25⁰ С, при необходимости произвести ретушь рисунка белой краской НЦ-25, травить платы в растворе персульфата аммония в течение 5-10 мин при температуре не более 50⁰ С, промыть платы в 5%-ном растворе водного аммиака, промыть платы в горячей проточной воде в течение 3-5 мин при температуре 50-60⁰ С, промыть платы в холодной проточной воде в течение 2-5 мин при температуре 18-25⁰ С, сушить платы на воздухе в течение 5-10 мин при температуре 18-25⁰ С, контролировать качество травления (фольга должна быть вытравлена в местах, где нет рисунка. Оставшуюся около проводников медь подрезать скальпелем. На проводниках не должно быть протравов).

6.13. Осветление печатной платы.

Осветление покрытия олово-свинец проводится в растворе двухлористого олова, соляной кислоты и тиомочевины. Для этого необходимо погрузить плату на 2-3 мин в раствор осветления при температуре 60-70⁰ С, промыть платы горячей проточной водой в течение 2-3 мин при температуре 55±5⁰ С, промыть платы холодной проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 18±5⁰ С, промыть платы дистиллированной водой в течение 1-2 мин при температуре 18±5⁰ С.

6.14. Оплавление печатной платы.

Оплавление печатной платы производится с целью покрытия проводников и металлизированных отверстий оловянно-свинцовым припоем. Наиболее часто применяют конвейерную установку инфракрасного оплавления ПР-3796.

Для оплавления печатных плат необходимо высушить платы в сушильном шкафу КП-4506 в течение 1 часа при температуре 80±5⁰ С, затем флюсовать платы флюсом ВФ-130 в течение 1-2 мин при температуре 20±5⁰ С, выдержать платы перед оплавлением в сушильном шкафу в вертикальном положении в течение 15-20 мин при температуре 80±5⁰ С, подготовить установку оплавления ПР-3796 согласно инструкции по эксплуатации, загрузить платы на конвейер установки, оплавить плату в течение 20мин при температуре 50±10⁰ С, промыть платы от остатков флюса горяче проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 50±10⁰ С, промыть плату холодной проточной водой в течение 1-2 мин при температуре 20±5⁰ С, промыть плату дистиллированной водой в течение 1-2 мин при температуре 20±5⁰ С, сушить платы в течение 45 мин при температуре 85±5⁰ С в сушильном шкафу КП-4506, контролировать качество оплавления на поверхности проводников и в металлизированных отверстиях визуально.

Проводники должны иметь блестящую гладкую поверхность. Допускается на поверхности проводников наличие следов кристаллизации припоя и частично непокрытые торцы проводников.

Не допускается отслаивание проводников от диэлектрической основы и заполнение припоем отверстий диаметром большим 0,8 мм. Не допускается наличие белого налета от плохо отмытого флюса на проводниках и в отверстиях печатной платы.

6.15. Механическая обработка.

Механическая обработка необходима для обрезки печатных плат по размерам (отрезка технологического поля) и снятия фаски. Существует несколько способов механической обработки печатных плат по контуру. 

Бесстружечная обработка печатных плат по контуру отличается низкими затратами при использовании специальных инструментов. При этом исключается нагрев обрабатываемого материала. Обработка осуществляется дисковыми ножницами. Линия реза должна быть направлена так, чтобы не возникло расслоения материала. Внешний контур односторонних печатных плат при больших сериях формируется на скоростных прессах со специальным режущим инструментом. Многосторонние печатные платы бесстружечным методом не обрабатываются, так как велика возможность расслоения. 

Механическая обработка печатных плат по контуру со снятием стружки осуществляется на специальных дисковых пилах, а также на станках для снятия фаски. Эти станки снабжены инструментами или фрезами из твердых сплавов или алмазными инструментами. Скорость резания таких станков 500-2 000 мм/мин. эти станки имеют следующие особенности: высокую скорость резания, применение твердосплавных или алмазных инструментов, резка идет с обязательным равномерным охлаждением инструмента, обеспечение незначительных допусков, простая и быстрая замена инструмента.

Широко используют широкоуниверсальный фрезерный станок повышенной точности типа 675П. На станке выполняют фрезерные работы цилиндрическими, дисковыми, фасонными, торцовыми, концевыми, шпоночными и другими фрезами.

В данном технологическом процессе обрезка платы производится с помощью дисковых ножниц, а снятие фасок - на станке для снятия фасок типа ГФ-646. Для этого необходимо обрезать платы на дисковых ножницах, снять фаски на станке для снятия фасок ГФ-646, промыть платы в горячей воде с применением стирально-моющего средства "Лотос" в течение 2-3 мин при температуре 55+/-5 С, затем промыть платы в дистиллированной воде в течение 1-2 мин при температуре 20+/-2 С, сушить платы в сушильном шкафу КП 4506. После этого следует визуально проконтролировать печатные платы на отслаивание проводников.  

7. Расчет надежности.

Расчет надежности дает приблизительную оценку времени в течении кото­рого устройство будет работать без сбоев, т. е. время до первого отказа или вы­хода его из строя.

Надежность - это способность устройства выполнять все за­данные функ­ции в определенных условиях эксплуатации при со­хранении значений основных параметров в течение заданного времени.

Интенсивность отказов элементов.

Наименование элементов	Число элементов шт.	Интенсивность отказов 10^-6	Общая интен­сивность отказов 10^-6
Резисторы
Транзисторы
Диоды
Конденсаторы неэлектрол.
Микросхемы
Разъемы
Пайки
Итого:

1. Вероятность безотказной работы – это вероятность того, что в пределах заданной наработки, т.е. заданного интервала времени, отказ объекта не возникнет.

где: t – время испытания. (ч.)

λ – интенсивность отказов. (1/ч.)

2. Средней наработкой до отказа, т.е. время в течении ко­торого не произойдет ни одного отказа. Величина обратная интенсивности отказа.

Если учесть, что один год составляет 8760 часов, то полу­чаем, что данный генератор импульсов проработает до первого отказа 12 лет.

5. Расчетная часть.

Рассчитываются размеры элементов печатного монтажа для платы размером

110х75 и класса точности 2.

элемент	диаметр вывода мм.	Расстояние между выводами
Микросхемы К155
резисторы МЛТ
конденсаторы
транзисторы
диоды

1. Определение значения диаметра монтажного отверстия:

d=dЭ+r+|ΔdH.O|=

где: dЭ- максимальное значение диаметра вывода навесного элемента.

r- разность между минимальным значением диаметра отверстия и максимального значения диаметра вывода устанавливаемого элемента (велечену r рекомендуется выбирать в зависимости от допусков на диаметры выводов установленных элементов). Выбирается в пределах 0.1-0.4 мм.

ΔdM.O- нижнее предельное отклонение номинального значения диаметра отвестия.

Предпочтительные размеры монтажных отверстий выбирают из ряда

0.7; 0.9; 1.1; 1.3; 1.6 мм. Следовательно выбирается размер 0.9 мм.

1. Определение значения ширины проводника:

t=tМ.Д+|ΔtН.О|=

где: tМ.Д- минимально допустимая ширина проводника.

ΔtH.O- нижнее предельное отклонение ширины проводника.

Номинальные значения основных параметров рисунка печатной платы в узком месте для каждого класса точности приведены в таблице (1) для свободного места значения этих параметров должны быть в два раза больше, следовательно t=

1. Определение значения расстояния между соседними элементами проводящего рисунка :

S=SМ.Д+ΔtВ.О=

где: SМ.Д- минимальное допустимое расстояние между соседними элементами проводящего рисунка.

ΔtB.O- верхнее предельное отклонение ширины проводника.

Для свободного места S=

4. Определение размера отверстия подвергающегося металлизации для:

dM=dЭ+(0.14….0.3)= Выбираем

Диаметр сверления отверстия под металлизацию:

dCB=dM+(0.1….0.15)=

Предел отклонения диаметров монтажных и переходных отверстий мм. (1)

Размер отв мм.	Наличие металлизации.	Класс точности.
		1	2	3	4
≥1.0	нет
	есть
<1.0	нет
	есть

Предельное отклонение ширины проводника от номинального значения. (2)

Наличие покрытия	Класс точности.
	1	2	3	4
Без покрытия
С покрытием.

Диаметральное значение позиционного допуска расположения центров отверстий относительно номинального положения мм. δd. (3).

Размер большой стороны платы.	Класс точности.
	1	2	3	4
L≤180
180
L>360

Диаметральное значение позиционного допуска расположения контактных площадок относительно номинального значения мм. δp. (4)

Вид платы.	Размер большой стороны.	Класс точности.
		1	2	3	4
ОПП ДПП	L≤180 180 L>360
МПП

Номинальные значения размеров основных параметров элементов конструкции печатной платы для узкого места мм.(5).

Условные обозначения	Класс точности.
	1	2	3	4
t S bH bB J

j- отношение диаметра металлизированного отверстия к толщине платы.

Диаметры монтажных и переходных отверстий (6).

Номинальный диаметр.		Максимальный диаметр вывода навесного элемента.
Монтажные неметаллизированные отверстия.	Монтажные и переходные металлизированные отверстия с учетом металлизации.

8. Техника безопасности.

К работе с оборудованием допускаются лица, достигшие восемнадцатилетнего возраста, и прошедшие инструктаж по технике безопасности на данном оборудование на рабочем месте.

Все технологические операции необходимо выполнять в соответствии с инструкциями.

Операции резка, сверление, механическая обработка необходимо выполнять в защитных очках, халате х/б ТУ 17.543-70 и перчатках.

Операции связанные с химическими растворами необходимо выполнять в халате кислостойком ГОСТ 12.4.015-76, перчатках резиновых, перчатках хирургических ГОСТ 12.4.029-76, фартуке прорезиненном.

В случае попадания раствора на кожу пораженное место срочно промыть.

Помещения должны быть оборудованы вытяжными устройствами.

Список использованной литературы.

1. “Микросхемы и их применение” М. А. Бедрековский 1987г.

2. “Основы конструирования радиоэлектронных устройств.” И. К. Аксенов.

А. А. Мельников. 1986г.

1. “Основы проектирования сборочных единиц ЭВМ.” Б. О. Ольхов. 1980г.

2. “Справочник по печатным схемам.” Б. Н. Файзулаев, В. Н. Квасницкий. 1972г

3. “Конструирование и микроминиатюризация ЭРА.” А. Я. Кузенин. 1985г.