УП Технология РЭС и ЭВС 2006_

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮМОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)Технология РЭС и ЭВСУчебное пособие к лабораторным работамУтвержденона заседании редсовета26 сентября 2005 г.МоскваИздательство МАИ2006УДК 621.396.6 (075)Код храненияАвторыВ.Ф. Борисов (работа 4), М.А. Сахаров (работы 5, 6, 7), Л.М. Федотов (работы 1, 2, 3, 6), Г.В. Филин (работа 1), Ю.В. Чайка (работы 2, 6)Технология РЭС и ЭВС: Учебное пособие к лабораторным работам подисциплинам "Технология производства РЭС'' и "Технология ЭВС" /В.Ф.

Борисов, М.А. Сахаров, Л.М. Федотов и др.; Под ред. доцента, канд.техн. наук Л.М. Федотова. — М.: Изд-во МАИ, 2006. — 90 с.: ил.В сборнике приведены семь лабораторных работ, тематически охватывающие основные разделы лекций по курсам “Технология РЭС”, “Технология ЭВС”. Цель лабораторных работ – развить у студентов навыки самостоятельного исследования отдельных технологических задач и закрепить теоретические знания. В описание работ включены сведения, дополняющие и углубляющие лекционный курс.

Детальная проработка теоретических вопросов проводится по дополнительной литературе.Лабораторные занятия знакомят студентов с технологией изготовленияотдельных узлов электронной аппаратуры, с методами анализа технологической точности изделий и оценки основных характеристик процессов изготовления, настройки и контроля на разных уровнях конструктивной иерархии РЭС и ЭВС. Все работы выполняются с использованием персональныхЭВМ. Подробная инструкция использования ЭВМ выдаются студентам вместе с заданием на каждую лабораторную работу.Рецензенты: кафедра «Проектирование и технология производства электронной аппаратуры» МГТУ им.

Н.Э. Баумана (зав. кафедройд-р техн. наук, проф. В.А. Шахнов);канд. техн. наук., доцент Ю.Н. Корниенко© Московский авиационный институт(государственный технический университет), 2006Работа 1. ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССАИЗГОТОВЛЕНИЯ КОММУТАЦИОННЫХ СТРУКТУР РЭА НАОСНОВЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТЦель работы – изучить технологические процессы изготовления печатных плат комбинированным позитивным методом и определить пооперационные изменения погрешности процесса формирования проводников иметаллизации коммутационных отверстий.Краткие теоретические сведения о конструкторско–технологических решениях коммутации на основе печатных плат.Коммутационные структуры РЭА выполняются в виде односторонних(ОПП), двусторонних (ДПП) и многослойных (МПП) печатных плат (ПП) нажестком и гибком основании, а также гибкие печатные кабели (ГПК).Конструкторско–технологические варианты коммутационных структурприведены на рис.

1.1.Наименьшие номинальные значения основных размеров элементовконструкции ПП в зависимости от классов точности (табл. 1.1):t – ширина печатного проводника,S – расстояние между краями соседних элементов проводящего рисунка;b – гарантийный поясок;γ – отношение номинального значения диаметра наименьшего из металлизированных отверстий (d) к толщине печатной платы (H).Условноеобозначениеt, ммS, ммb, ммγТаблица 1.1Номинальное значение основных размеров для классовточности123450,750,450,250,150,100,750,450,250,150,100,300,200,100,050,0250,400,400,330,250,203Рис.1.1Субтрактивный метод. В качестве исходного материала используетсяодно или двухсторонние фольгированные (в основном медью) диэлектрики;после переноса рисунка проводников путем формирования защитной пленкинезащищенные участки удаляют с помощью травления.Аддитивный метод. В качестве заготовки используется нефольгированный диэлектрик, на поверхность которого наносится рисунок схемы (химическим или химико-гальваническим способом).Полуаддитивный метод.

Используется диэлектрик со сверхтонкойфольгой, которая с минимальной погрешностью (из-за подтрава) травится и,далее, линии рисунка схемы гальванически усиливаются.Для реализации каждого из классов (табл. 1.1) или одного из конструкторско-технологических решений (рис. 1.1) используется один или комбинация из указанных методов. Так, для изготовления ОПП как правило, используется субтрактивный метод, позволяющий реализовать ПП до 3-го классаточности.

ПП высокого, особенно 5-го класса точности, реализуется на основе полуаддитивных методов.Изучаемый в данной работе типовой процесс изготовления ДПП комбинированным позитивным методом основан на комбинации субтрактивнойи аддитивной обработки заготовки ПП.Подробное пооперационное описание комбинированного позитивногометода изготовления ДПП приведено в приложении 1, структурная схемапроцесса изготовления приведена на рис. 1.2.Геометрический размер проводящих элементов печатной платы (контактных площадок и проводников) задается при проектировании.

Заданнаявеличина воспроизводится на операциях технологического процесса с по4грешностью, характеризующей точность той или иной операции. Суммарнаяпогрешность является геометрической суммой погрешностей, накапливаемых на отдельных операциях, формирующих рассматриваемый геометрический размер элемента.Размер чертежа является как бы абсолютно точным размером. Погрешности этого размера возникают при изготовлении фотошаблона, при формировании защитной маски на заготовке печатной платы, при операциях формирования проводника по защитной маски (нанесение химической и гальванической меди, нанесение защитного покрытия олово-свинец, травлениемеди с пробельных мест).Погрешности воспроизведения геометрического размера, напримерширины проводника, являются характеристиками качества выполнения технологического процесса в целом и составляющих его операций.

Анализ технологического процесса предполагает определение случайной и систематической составляющих погрешности ширины проводника, а также сверленияи металлизации отверстий на всех операциях их формирования.Для определения систематической и случайной составляющих погрешности j-й операции технологического процесса следует измерить значениеширины проводника на n идентичных по размеру элементах топологического рисунка, расположенных на разных участках заготовок.

По измереннымзначениям определить среднее значение размераtj =1 n⋅ ∑ tij ,n i =1и среднеквадратичное отклонение (случайную составляющую) размеров j–йоперации по формулеσt j =1 n(tij − t j )2 ,∑n − 1 i =1где n – количество измерений идентичных по ширине участков рисунка наобразцах каждой технологической операции.51.Изготовлениезаготовок2. Выполнениебазовых отверстий4. Подготовка поверхности фольги5.

Химическоемеднение7. Нанесение рисунка схемы8. Гальваническоемеднение10. Удаление слояфоторезиста11. Травление меди13. Оплавлениепокрытия оловосвинец14. Обработкаконтура, сверление крепежныхотверстий16. Контроль17. Нанесение технологического защитного покрытияРис.1.263. Сверлениеотверстий6.Предварительное гальваническоемеднение9. Гальваническоенанесение сплаваолово-свинец12. Осветлениеповерхности покрытия15. Маркировка18.

УпаковкаДля характеристики систематической погрешности при выполнении j-йоперации следует сравнить среднее значение размера элементов топологии вj–й операции и среднее значение размера элементов топологии в предыдущей (j-1)–й операции∆ t j = t j − t j −1 .Для определения погрешности изготовления фотошаблона в качествеt j −1 следует подставлять номинальное значение размера топологическогоэлемента по чертежу. Если номинальный размер неизвестен, допустимопредположить нулевое значение систематической погрешности фотошаблона в силу высокой точности оптических методов его изготовления. Случайная составляющая измеренных по фотошаблону размеров элементов топологического рисунка обусловлена как погрешностями при изготовлении фотошаблона, так и погрешностями измерения размеров с помощью микроскопа.Порядок выполнения работы1.

Ознакомиться с описанием прибора для измерения геометрическихразмеров элементов печатных плат.2. Распределить представленные образцы по операциям, на которыхформируется геометрический размер элемента печатной платы: операцииизготовления фотошаблонов, формирования защитной маски, химического игальванического нанесения меди, нанесение защитного покрытия оловосвинец и при травлении меди с пробельных мест.3. Выбрать по заданию преподавателя n проводников, контактныхплощадок, переходных отверстий или иных элементов топологического рисунка одинаковой ширины, расположенных на разных образцах заготовок.Число n должно быть не менее 10, количество разных заготовок должнобыть максимальным.

Допускаются измерения ширины нескольких проводников, расположенных на разных участках одной заготовки.4. Произвести измерение размера выбранных элементов топологического рисунка и рассчитать систематическую и случайную составляющиепогрешности j-й операции.

Методика измерений с помощью микроскопаМБС-2 сводится к следующему. Плату или заготовку поместить на предметный столик микроскопа. Пользуясь механизмом диоптрийной наводки окуляра, добиться резкого изображения окулярной шкалы. Установить увеличе7ние объектива микроскопа максимальным, но так, чтобы измеряемый топологический элемент целиком помещался в переделах окулярной шкалы(уменьшение увеличения объектива ведет к росту относительной погрешности отсчета размеров по окулярной шкале).