Технологические процессы изготовления пп

Лекция №19. Технологические процессы изготовления ПП. Часть 2.

Таблица 2.8. Основные операции ТП изготовления ДПП на

фольгированном основании комбинированным позитивным методом

Для изготовления ДПП по 4 и 5 классу точности на нефольгированном основании применяют в основном электрохимический (полуаддитивный) метод, а также аддитивный, фотоформирование, тентинг-метод, с использованием активирующих паст.

В таблице 2.9. приведены основные этапы изготовления ДПП на нефольгированном основании электрохимическим методом.

Основное отличие от комбинированного позитивного метода заключается в использовании нефольгированного диэлектрика с обязательной активацией его поверхности или диэлектрика слофодит с фольгой 5 мкм.

Разрешающая способность этого метода выше, чем у комбинированного. Это объясняется малым боковым подтравливанием, которое равно толщине стравливаемого слоя и составляет всего 5 мкм. Метод обеспечивает высокую точность рисунка, хорошее сцепление проводников с основанием и устраняет неоправданный расход меди, который доходит до 80% при использовании фольгированных диэлектриков.

Таблица 2.9. Основные этапы ТП изготовления ДПП на

нефольгированном основании электрохимическим методом

Особенностью тентинг-метода изготовления ПП является то, что металлизируется вся поверхность и отверстия заготовки, при этом не используются экологически агрессивные процессы осаждения металлорезиста. Нанесение паяльной маски производится на медную поверхность; защита рисунка схемы при травлении меди с пробельных мест обеспечивается пленочным фоторезистом, который закрывает проводники и отверстия, создавая укрытие от травильных растворов. Для получения защитного рельефа (изображения) рисунка схемы используют пластичные сухие пленочные фоторезисты толщиной 40-50 мкм. Образованные фоторезистом завески защищают металлизированные отверстия от воздействующего под давлением 1,62-2,02×10⁵ Па травящего раствора в процессе струйного травления ПП. Поэтому для сохранения целостности завесок и исключения их попадания в отверстия применяют фоторезисты толщиной не менее 40-50 мкм. Травлении рисунка проводится в кислых растворах хлорида меди, что облегчает их регенерацию и утилизацию. Для изготовления ДПП и слоев МПП используют двусторонние фольгированные диэлектрики с толщиной медной фольги не более 18 мкм. Для обеспечения надежной защиты отверстий диаметр контактной площадки выполняют в 1,4 раза больше диаметра отверстия.

Основными преимуществами тентинг-метода являются: сравнительно небольшая продолжительность технологического цикла; в нем не используются щелочные медно-хлористые травильные растворы, содержащие аммонийные соединения. Улучшенные экологические показатели производства и экономичность технологического процесса.

Рост степени интеграции микросхем ведет к увеличению выделяемой ими теплоты. Отвод тепла в процессе эксплуатации – одна из важнейших конструкторских задач. Решить ее можно при использовании  ПП на металлическом основании из алюминия, стали, титана или меди толщиной 0,1-0,3 мм. Токопроводящие участки ПП получают электрохимическим или аддитивным методами. При этом необходимо обеспечить надежную электрическую изоляцию проводников от металлического материала основания.

Многослойные печатные платы состоят из нескольких сигнальных слоев, разделенных изоляционными прокладками и при необходимости слоями электропитания и экранирования. Вследствие высокой плотности размещения печатных проводников МПП обладают высокой трассировочной способностью. К достоинствам применения МПП относятся возможность передачи наносекундных сигналов без существенных искажений и потерь, высокую устойчивость к внешним воздействиям, снижение количества внешних контактов. К недостаткам МПП относятся высокая стоимость, повышенная трудоемкость проектирования и изготовления, высокие требования к исходным материалам и точности изготовления печатных проводников и переходных отверстий.

При изготовлении МПП применяются методы открытых контактных площадок, попарного прессования, послойного наращивания рисунка и МПП с выступающими выводами. Базовым техпроцессом для МПП является метод металлизации сквозных отверстий, этапы выполнения которого приведены в табл.2.10.       

Таблица 2.10. Основные этапы ТП изготовления МПП

методом металлизации сквозных отверстий

Заготовки из фольгированного диэлектрика отрезают с припуском на сторону 30 мм. После снятия заусенцев по периметру и в отверстиях поверхность фольги зачищают и обезжиривают.

Рисунок схемы внутренних слоев выполняют химическим методом. Базовые отверстия получают пробивкой, ориентируясь на метки совмещения, расположенные на технологическом поле. Полученные заготовки собирают в пакет, перекладывая их склеивающими прокладками из стеклоткани. содержащими до 50% термоактивной эпоксидной смолы. Совмещение отдельных слоев происходит по базовым отверстиям.

Прессование пакета осуществляется горячим способом. Приспособление с пакетом слоев устанавливают на плиты пресса, подогретые до 120°С. Первый цикл прессования осуществляют при давлении 0,5 МПа и выдержке 15-20 мин. Затем температуру повышают до 150-160°С, а давление - до 4-6 МПа. При этом давлении плата выдерживается из расчета 10 мин. на каждый миллиметр толщины платы. Охлаждение ведется без снижения давления.

Сверление отверстий выполняют с нанесением с обеих сторон заготовки защитного слоя лака. Для устранения загрязнений отверстия подвергаются гидроабразивному воздействию, что позволяет удалить заусенцы на фольге и очистить от эпоксидной смолы торцы контактных площадок внутренних слоев. После очистки и обезжиривания плату промывают в горячей и холодной проточной воде. Затем выполняются химическая и предварительная электролитическая металлизация отверстий и операции для получения рисунка наружных слоев. При окончательной электролитической металлизации необходимо получить равномерное по толщине покрытие в отверстиях с толщиной слоя меди 25 мкм. Все наружные поверхности платы, не защищенные фоторезистом, и отверстия покрывают защитным сплавом "олово-свинец". После этого фоторезистивную маску удаляют.

Схему проводников на наружных слоях получают травлением. Механическая обработка по контуру, получение конструктивных отверстий и пазов осуществляются на фрезерных, координатно-сверлильных и других станках. После окончательного контроля платы подвергают консервированию флюсом ФКСП (канифоль и спирт этиловый).