5 (Конспект из 10 лекций, преподаватель Добряков Виктор Александрович)

2015-12-21СтудИзба

Описание файла

Файл "5" внутри архива находится в следующих папках: Конспект из 10 лекций, преподаватель Добряков Виктор Александрович, Лекции по технологии. Документ из архива "Конспект из 10 лекций, преподаватель Добряков Виктор Александрович", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технология производства рэс" из 7 семестр, которые можно найти в файловом архиве МАИ. Не смотря на прямую связь этого архива с МАИ, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "технология производства рэс" в общих файлах.

Онлайн просмотр документа "5"

Текст из документа "5"

ТЕМА 5

ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПП

При рассмотрении методов изготовления ПП мы коротко останавливались на схемах технологических процессов субтрактивной и аддитивной технологии включая следующие основные типовые технологические операции:

  1. -заготовительные операции;

  2. -образование монтажных и переходных отверстий;

  3. -подготовка поверхности заготовок;

  4. -химическая металлизация;

  5. -гальваническая металлизация;

  6. -формирование рисунка схемы (нанесение рисунка и травление пробельных мест, оплавление металлорезиста и горячее облуживание);

  7. -финишные операции.

1. ЗАГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ

К заготовительным операциям относят

  • раскрой заготовок

  • разрезку материала

  • выполнение базовых отверстий на заготовках

При раскрое заготовок необходимо предусматривать припуск на технологическое поле.

Для ОПП и ГПП припуск составляет 2-5мм. Для МПП и ДПП технологическое поле должно иметь 20-30мм.

Технологическое поле используется для совмещения слоев и базирования плат в процессе образования переходных и монтажных отверстий), а также для маркировки ПП и технологических проверок.

Раскрой заготовок (обычно 500х700мм) должен предусматривать минимальные отходы материала.

Малогабаритные платы (до 100мм) размещают на групповой заготовке с расстоянием 5-10мм между ними для последующей разрезки.

Разрезка материала может осуществляться с помощью штамповки, гильотинных и роликовых ножниц.

В крупносерийном производстве разрезку материала выполняют штамповкой в специальных штампах с одновременной пробивкой базовых отверстий на технологическом поле.

Вырубные штампы изготавливают из металлокерамических твердых сплавов марок ВК-15 или ВК-20.

В серийном и мелкосерийном производстве получили широкое распространение одно- и много- ножевые роликовые ножницы, на которых материал сначала режется на полосы, а затем на заготовки.

Современные установки имеют скорость резания 1,5-2,0 м/мин в зависимости от толщины материала (0,1-3 мм).

Разрезку основных и вспомогательных материалов (кабельная бумага, прокладочная стеклоткань) для МПП в мелкосерийном и единичном производстве осуществляют с помощью гильотинных ножниц.

Базовые отверстия могут быть получены методом штамповки (пробивки) или сверлением. Диаметр базовых отверстий 4-6 мм. Точность выполнения базовых отверстий и их взаимное расположение зависит от класса точности монтажа ПП :

Классы 1 2 3

Предельное отклонение

межцентрового расстояния (мм) + 0,05 + 0,03 +0,02

При изготовлении ПП 1 класса базовые отверстия получают методом штамповки.

Точность для 2 и 3 классов обеспечивают сверлением базовых отверстий на станках с ЧПУ.

Один из вариантов таких станков -"Шмоль" ФРГ позволяет в 2-3 раза повысить производительность операции, исключает при этом ошибки оператора и гарантирует высокую точность.

2. ОБРАЗОВАНИЕ МОНТАЖНЫХ И ПЕРЕХОДНЫХ ОТВЕРСТИЙ

Существует два метода: пробивка и сверление.

Пробивку отверстий на специальных штампах производят в тех случаях, когда отверстия в дальнейшем не подвергаются металлизации (она невозможна из-за неровностей в стенках отверстий).

Для улучшения качества пробивки и предохранения фольги от повреждения между штампом и заготовкой располагают прокладку из картона, которая обеспечивает равномерный прижим материала в зоне пробивки и предохраняет пуансоны от налипания на них стружки.

Для уменьшения усилия пробивки и повышения чистоты среза заготовку предварительно нагревают до 80-100С.

Несмотря на высокую производительность штамповки, качество получаемых отверстий в слоистых пластиках не удовлетворяет требованиям к металлизируемым отверстиям.

Сверление обеспечивает более высокое качество отверстий и одновременно их высокую точность.

Получение отверстий сверлением возможно на одно шпиндельных и многошпиндельных станках.

При сверлении "вручную" используется разметка или оптическое наведение сверла на центр контактной площадки.

Переход на обработку отверстий до образования рисунка схемы, а также стремление сократить объем ручного труда привели к использованию сверлильных станков с ЧПУ. Управляющие носители (перфолента, магнитная лента) для станка с ЧПУ получают либо с помощью программатора, вручную "скалывая" координаты отверстий с фотошаблона, либо автоматически при использовании САПР для конструирования печатных плат.

Программатор представляет собой установку с прецизионным координатным столом на шариковых направляющих или воздушной подушке, на котором закрепляют фотошаблон или эталон платы. Установка снабжена оптической системой с выводом изображения рисунка на увеличивающий экран, системами управления, отсчета размеров и т.п.

3. ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВОК

Подготовку поверхности осуществляют на многих этапах ТП производства ПП.

Например: подготовка поверхности фольги диэлектрика, подготовка поверхности металлизированных поверхностей, подготовка диэлектрических поверхностей с проводящим рисунком и т.д.

Подготовка поверхности включает:

  • механическую, химическую или комбинированную очистку поверхности от окислов, остатков смазки и других загрязнений

  • щелочное обезжиривание поверхности моющими средствами

  • водную промывку

  • сушку поверхности

  • контроль качества поверхности

Механизированную механическую очистку поверхности производят вращающимися капроновыми или нейлоновыми щетками с подачей абразивной смеси. Тонкие слои МПП очищают струями абразивной смеси. При изготовлении ПП аддитивным и полуаддитивным методами необходимо не только очистить поверхность диэлектрика, но и придать заданную шероховатость с помощью набухания поверхностного слоя адгезии и последующего вытравливания частиц каучука с поверхности.

Качество подготовки поверхности под металлизацию контролируют путем определения прочности сцепления металлического покрытия с диэлектриком на технологическом поле плат.

4. ХИМИЧЕСКАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ ДИЭЛЕКТРИКА

Включает последовательность химических операций осаждения меди в качестве подслоя для гальванической металлизации или в качестве основного слоя путем толстослойного химического меднения для аддитивного метода.

При формировании основного слоя гальваническим методом создается тонкий слой меди 0,25-1мм, который используется в качестве подслоя для последующей гальванической металлизации (субтрактивный и полуаддитивный методы изготовления ПП).

Химическое осаждение токопроводящего подслоя необходимо для подключения заготовки плат к катоду электрической ванны при гальваническом осаждении.

  • Для придания диэлектрику способности металлизации производят сенсибилизацию и активацию поверхности.

Сенсибилизация - формирование на поверхности диэлектрика пленки ионов двухвалентного олова Sn+2, являющихся восстановителем для ионов активатора металлизации. Платы обрабатывают в растворе двухлористого олова SnCL и соляной кислоты HCL с соотношением 1:4 в течение 5-7мин, а затем промывают в дисцилированной воде. В результате образуется устойчивая пленка - гидрооксид соли.

Активация - обработка поверхности растворами солей благородных металлов (преимущественно палладия Pd). При этом на поверхности создается тонкая пленка металлического палладия, способствующая последующему осаждению меди.

Химическое осаждение происходит вследствие восстановления ионов двухвалентной меди Cu из ее комплексных солей на активированных поверхностях. Активатор обеспечивает центры кристаллизации.

В состав растворов для химической металлизации входят:

  • соли меди ( источник двухвалентных ионов Cu )

  • соли никеля - для более прочного сцепления меди с диэлектриком

  • комплексообразователь - предотвращает выпадение гидроокиси металла в осадок.

  • формалин - восстановитель

  • сода - для повышения скорости меднения

  • различные добавки (стабилизаторы ) - улучшают качество медного слоя.

Для химического осаждения применяют растворы с высокой концентрацией (Vосаждения  5мкм/час) и слабоконцентрированные (Vосаждения  1мкм/час).

Процесс идет с плавным покачиванием ПП для улучшения промывания и удаления образующегося водорода. Слой меди должен быть плотным, мелкозернистым, без разрывов и царапин, светло-розового цвета. Слой имеет в своем составе 99,8% меди.

Химическое меднение производят в специальных автооператорных линиях с набором ванн, изготовленных из химически стойких материалов. Контроль процессов производится с помощью ЭВМ, которая анализирует параметры ТП и с помощью исполнительных устройств корректирует его.

5 ГАЛЬВАНИЧЕСКАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ

Применяется для:

  • предварительного увеличения тонкого слоя химической меди до толщины 5-8мкм с целью последующего нанесения проводящего рисунка схемы,

  • образование проводящего рисунка схемы с толщиной меди в отверстиях толщиной - 25мкм;

  • нанесения металлорезиста ( сплава олово-свинец) - 8-20мкм, с целью защиты проводящего рисунка при травлении плат,

  • защиты от коррозии и обеспечение хорошей проводимости;

  • создания специальных покрытий (защитных) на концевых печатных контактах. Обычно используют благородные металлы (палладий, золото и т.д.) толщиной 2-5мкм.

Основой электролита является водный раствор солей, осаждающих металл ввиде положительных ионов. Необходимые для восстановления электроны поступают от внешнего источника тока. Под действием внешнего напряжения ионы металла движутся к катоду, присоединяя по пути электроны, и осаждаются на катоде как нейтральные атомы Cu + 2eCu

Металлизируемые платы подвешиваются на специальные подвески (тоководы) и помещаются в ванну с электролитом между двумя анодами (если осаждается медь, то аноды медные).

Для предотвращения образования шлама (продуктов разрушения анода) аноды помещают в специальные чехлы из хлориновой ткани. В качестве катода используется металлизированная часть платы. Контакты электродов должны находиться выше уровня электролита в ванне.

Процесс проходит при напряжении 6в плотности тока 1,5-5А/кв дм

. Скорость осаждения Vосажд.= 0,5-1мкм/мин.

Правильное соотношение между площадями печатной платы и площадями анодов Sанода= (2-3)*Sпеч.пл. позволяет достигнуть необходимой равномерности по толщине металлизации.

Адгезия покрытия зависит от качества подготовки поверхности (чистоты) и соблюдения заданных режимов работы.

Качество покрытий проверяется визуально под микроскопом на увеличивающих телевизионных установках.

6. ФОРМИРОВАНИЕ РИСУНКА СХЕМЫ -

включает:

  • нанесение рисунка,

  • травления меди с пробельных мест

  • оплавление металлорезиста.

НАНЕСЕНИЕ РИСУНКА

Существует три метода нанесения рисунка:

  1. сеткографический;

  2. фотохимический;

  3. фотоформирование.

Вследствие жестких требований, предъявляемых к рисунку (четкость границ, устойчивость к травлению, не загрязнять платы и т.п.) в производственных помещениях должны выдерживаться следующие режимы:

влажность 65-75%

температура 18-25 С

СЕТКОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД - используется для изготовления ПП 1 класса (0,5мм- 0,1мм).

Рисунок наносится химически стойкой краской через сетчатый трафарет с помощью ракеля (маленькая резиновая лопатка). После травления меди с пробельных мест удаляется либо химически (растворители), либо механически с помощью гидроабразивного раствора подаваемого под давлением.

Средства механизации и автоматизации процесса получения рисунка этим методом включают загрузочные устройства, сеткографические станки и автоматы, конвейерные сушильные печи.

Отечественный автомат сеткографической печати (АШ-1)

3.209.001 имеет следующие характеристики:

производительность - 250 650 отпечатков в час

размеры полезного формата - min 185x230мм max 500х500мм

потребляемая мощность 4,0 кВт

точность воспроизведения рисунка - 0,05 мм

Существуют зарубежные станки Uni Tron (США), Si-Automat (Италия), которые имеют производительность до 500-1500 оттисков в час.

Для сушки применяют инфракрасные и ультрафиолетовые сушильные печи.

Применяется в крупносерийном производстве.

ФОТОХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД позволяет получать ПП по 3 классу (ширина-0,15мм, точность-0,03мм).

На подготовленную поверхность платы (слоя) наносят светочувствительный фоторезист, который затем экспонируют через фотошаблон и проявляют, в результате чего образуется заданный рисунок схемы.

С экономической точки зрения этот метод менее рентабелен по сравнению с сеткографическим, но позволяет получить большую разрешающую способность.

Применяется в опытном и мелкосерийном производстве при изготовлении плат высокой плотности монтажа.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5057
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее