Печатные платы

4.1. Конструирование элементов 1 и 2 уровня иерархии

Типовой элемент замены (ТЭЗ) — конструктивно законченный элемент машины, служащий для электрического объединения ИС и радиокомпонентов, самостоятельный по технологии из­готовления и взаимозаменяемый без подгонки и дополнитель­ной настройки с однотипными ТЭЗ машины. Конструктивная законченность и идентичность технологии изготовления вне зависимости от функционального состава и назначения того или иного типа ТЭЗ одной машины предопределяют общие для этих ТЭЗ конструктивные особенности и общие правила их конструирования.

К ТЭЗ стационарных ЭВМ относят ячейку и модуль — элементы первого уровня конструктивной иерархии.  Рассмотрим общие правила их кон­струирования.

В качестве ТЭЗ в рассматриваемом варианте конст­руктивной иерархии используются ячейки - прямоугольные печатные платы с разъемом (печатным или штыревым) и руч­кой, объединяющие до нескольких десятков микросхем. Недостаток конструкций, применяющих в качестве ТЭЗ ячейки с постоянными габаритными размерами, - наличие неиспользованного объема, так как не все типы ячеек оказы­ваются насыщенными микросхемами. Этого недостатка лишены конструкции, где в качестве ТЭЗ берется модуль - структурная единица уровня I, унифицированная по конструктивным раз­мерам (геометрическим и присоединительным) и имеющая два размера (высоту и ширину) постоянными, а третий размер - изменяющийся от одного типа модуля к другому.

Модуль представляет собой прямоугольную печатную плату, на которой с одной или с обеих сторон в 2-3 ряда рас­полагаются микросхемы. Закрепление модуля на субблоке осуществляют с помощью штырей, перпендикулярных плос­кости платы модуля и монтируемых или на самом модуле, как показано на рисунке, или на базовой плате субблока. Как правило,   контактные   штыри   (или   отверстия   под   них) на модуле располагаются вдоль длинных его сторон. Длина различных типов модулей кратна шагу размещения корпусов микросхем на печатной плате.

Размеры печатных плат

Основные размеры (ПП — высота Н и ширина В — выбираются из печатных плат зоны размеров, приведенной на рис. 2.2. Количество возможных значений размеров Н и В и  сочетаний  их очень  велико.  До 100  мм можно применять любые размеры, кратные 2,5 мм, до 350 мм — кратные 5 мм и свыше 350 мм — кратные 10 мм.

Рис.2.2. Зоны параметров печатных плат

Рекомендуемые материалы

Однако   наиболь­ший размер  должен  быть  не  бо­лее 470 мм в любом направлении. Кроме того, устанавливается ограни­чение  на  отношение   сторон,  оно должно быть не более 1:4.

Поле печатной платы можно разделить на два участка: основной — для монтажа микросхем, вспомогательный — для монтажа остальных конструктивных элементов. Вспомогательный участок, располагающийся по краям вдоль контура платы, в свою очередь делят на подучастки: а, б, в1 и в2 (рис. 2.3.).

Рис.2.3. Схема разбиения поля ячейки на участки и зоны

Основной участок делится на зоны с помощью координатной сетки. Каждая зона предназначена для расположения одной микросхемы. Шаг координатной сетки по умолчанию устанавливается 2,5 мм. Поэтому шаг установки микросхем кратен 2,5 мм, и в масштабе 2:1 расстояние между корпусами ИМС соответственно должно быть не менее 5 мм. Зазаор между корпусами должен быть больше или равен 1,5 мм. Вспомогательный участок а предназначен для размещения на нем разъемов и, в зависимости от количества контактов, должен быть больше или равен 15-27,5 мм. Вспомогательный участок б предназначен для размещения на нем контактных гнезд, ручек и не должен превышать 10 мм. Участки в1 и в2 предназначены для штампов ОТК и технологической зоны. Занимает от 2,5 до 10 мм.

4.2. Классификация ПП

К числу важнейших характеристик материалов печатных плат обычно относят пределы прочности при растяжении и изгибе, мак­симальное удлинение, прочность сцепления фольги, максимальное удлинение при механических нагрузках или воздействии темпера­туры, стойкость к перегибам, максимальную рабочую температуру, допустимое кратковременное воздействие температуры, влагопоглощение, сопротивление изоляции, электрическую прочность, диэлек­трическую проницаемость и потери и др. При анализе характеристик диэлектрических материалов необходимо учитывать также, что ряд прочностных характеристик, коэффициенты термического расшире­ния материалов зависят от геометрических направлений.

4.2.1. Материалы для производства ТЭЗ

Диэлектрическое основание платы представляет собой обычно бумажную (гетинаксы) или текстильную (текстолиты) основу, пропитанную фенольной либо эпоксидной смолой.

Преимущество гетинаксов заключается в том, что они легко поддаются механической обработке, поэтому возможна организация серийного и массового производства. К недостаткам материалов этого типа относятся повышенная чувствительность к влажности и нестабильность размеров. В настоящее время намечается тенденция к использованию эпоксидной невоспламеняющейся бумаги, которая обладает лучшей стабильностью параметров и более приспособлена к автоматизации.

В стеклотекстолитах в качестве основы используют стеклоткань, пропитанную эпоксидной смолой. Они применяются, в основном, для производства ДПП и МПП. Смеси «эпоксидная смола-стеклоткань» придаются определенные характеристики, зависящие от соотношения используемого кол-ва смолы и скорости проведения процесса отвердения. Заданная толщина диэлектрика достигается путем набора определенного кол-ва листов, а с наружных сторон добавляют листы фольгированной меди, которая предварительно подвергаются оксидированию со стороны, входящей в контакт с материалом. Весь комплект помещается между идеально чистыми полированными плитами гидравлического пресса многоярусного типа, оснащенного системой подогрева.

Табл. 4.2.1. Марки и номенклатура некоторых материалов для изготовления печатной платы

Заготовки для жестких печатных плат представляют собой несколько спрессованных слоев стекловолокна (обычно 8 слоев), покрытых медной фольгой. Пространство между слоями заполнено наполнителем. Самый простой способ расположения стеклянных волокон - когда они перпендикулярны друг другу. При различной ориентации волокон в слоях прочностные характеристики материала становятся одинаковыми по всем направлениям. Толщина материала оценивается без учета медной фольги. Толщина фольги одинакова с обеих сторон. Основа – это бумага, стекловолокно, керамика, арамид; наполнитель - фенольная смола, эпоксидная смола, полиэстер, полиимидная смола, бисмалеинимид-триазин, эфир цианата, фторопласт.

4.2.2. Типы печатных плат

По конструктивному исполнению печатные платы подразделяют на односторонние (ОПП), двусторонние (ДПП) и многослойные (МПП). В зависимости от жесткости материала основания, опре­деляемой его характеристиками и толщиной основания, различают гибкие (ГПП) (толщина до 0,5 мм) и жесткие (толщина свыше 0,5 мм) печатные платы. При рассмотрении конструкций ОПП и ДПП, полученных нанесением проводящего рисунка с одной или двух сторон, следует обратить внимание на то, что необходимые электрические соединения в них выполняются с помощью либо металлизированных отверстий, либо контактных площадок. Иногда для лучшего закрепления металлизации (пистонов) в отверстиях производится их зенковка.

Печатные платы без металлизации отверстий просты по конст­рукции и дешевы в изготовлении, однако платы с металлизирован­ными отверстиями более надежны в эксплуатации, так как обеспечивается лучший контакт навесных ИМС и ЭРЭ с провод­никами платы. Двусторонние печатные платы на металлическом основании с нанесенным на него электроизоляционным покрытием применяются, когда нужен хороший теплоотвод, т. е. при исполь­зовании навесных ЭРЭ большой мощности.

Односторонние печатные платы

Эти платы используются исключительно для одностороннего монтажа элементов в гладкие (неметаллизированные) отверстия. Установка элементов на поверхность практикуется обычно в любительских или макетных конструкциях. Весь электрический монтаж осуществляется на одном слое. Общепринято считать первым (верхним) слоем тот, на котором расположены элементы. При двухстороннем размещении элементов за верхний принимается слой, на котором находится соединитеь или иные устройства свешней коммутации (монтажные элементы, колодки, платы и т.д.).

В односторонних печатных платах для трассировки пересекающихся цепей используются перемычки, выполняемые из проволоки (обычно из медной, лужено одножильной). Они представляют собой элементы конструкции, поэтому показываются на чертежах, записываются в спецификации и т.д. Номенклатура перемычек должна быть минимальной.

Односторонние печатные платы обеспечивают самую большую точность выполнения проводящего рисунка и совмещения его с отверстиями и при этом являются наиболее дешевым классом печатных плат. Надежность печатной платы и механическая прочность крепления элементов также не высока. Во избежание отслоения печатных проводников все элементы следует монтировать без зазоров между корпусом элемента и печатной платой. Для повышения прочности крепления элементов возможно изготовления односторонних печатных плат с металлизацией отверстий, но стоимость печатных плат будет сопоставима с двухсторонними. На нашем производстве применяется именно этот метод изготовления.

Односторонние печатные платы, благодаря их дешевизне, используются преимущественно в бытовой аппаратуре.

Двухсторонние печатные платы

Известны две разновидности двухсторонних ПП (ДПП): без металлизации и с металлизацией сквозных отверстий. Платы без металлизации по многим параметрам соответствуют односторонним платам. Но из-за наличия еще одного слоя (в данном случае - первого) повышается трассировочная способность ПП и в определенной степени плотность компоновки элементов. Серьезная проблема таких плат - обеспечение электрических переходов между слоями, для чего применяются заклепки, проволочные перемычки или пайка выводов элементов с двух сторон ПП. Все это резко усложняет монтаж и в целом повышает стоимость устройства. Платы такой разновидности обычно используются в любительских и макетных устройствах.

Платы с металлизацией переходных отверстий имеют высокую трассировочную способность, обеспечивают высокую плотность монтажа элементов и хорошую механическую прочность их крепления. Эти ПП допускают монтаж элементов на поверхности и являются наиболее распространенными в производстве радиоэлектронных устройств.

Многослойные печатные платы состоят из спрессованных слоев, изолированных друг от друга изоляционной основой, например стеклотканью, пропитанной эпоксидной смолой. Они делятся на две группы: с межслойными соединениями, когда соединение слоев осу­ществляется объемными деталями (штырями, заклепками, перемыч­ками и др.) или с помощью химико-гальванической металлизации; без межслойных соединений. На плате могут быть сквозные и переходные отверстия, обеспечивающие электрическую связь между слоями.

Точность изготовления печатных плат зависит от комплекса технологических характеристик и с практической точки зрения определяет основные параметры элементов печатной платы. В первую очередь это относится к минимальной ширине проводников, минимальному зазору между элементами проводящего рисунка (все это выполнено из меди) и к ряду других параметров

4.2.3. Точность печатных плат

ГОСТ 23.751-86 предусматривает пять классов точности печатных плат, и в конструкторской документации на печатную плату должно содержаться указание на соответствующий класс, который обусловлен уровнем технологического оснащения производства. Поэтому выбор класса точности всегда связан с конкретным производством. Попытка решить эту задачу в обратном порядке может привести к тому, что Ваш проект не будет реализован.

Табл.4.5. Параметры классов точности изготовления печатных плат

Где t - ширина печатного проводника;

S - расстояние между краями соседних элементов проводящего рисунка;

b - гарантированный поясок;

f - отношение номинального значения диаметра наименьшего из металлизированых отверстий, к толщине печатной платы.

Выпуск печатных плат 2-го и 1-ro классов осуществляется на рядовом оборудовании, а иногда даже на оборудовании, не предназначенном для изготовления печатных плат. Такие ПП с невысокими (и даже с низкими) конструктивными параметрами предназначены для недорогих устройств с малой плотностью монтажа. К этому классу относятся печатные платы любительского и макетного уровня, часто единичного или мелкосерийного производства.

Печатные платы 4-го класса выпускаются на высокоточном оборудовании, но требования к материалам, оборудованию и помещениям ниже, чем для пятого класса.

Изготовление печатных плат 5-ro класса требует применения уникального высокоточного оборудования, специальных (как правило, дорогих) материалов, безусадочной фотопленки и даже создания в производственных помещениях «чистой зоны» с термостатированием. Таким требованиям отвечает далеко не каждое производство. Но ПП небольшого размера могут выполняться по пятому классу на оборудовании, обеспечивающем получение плат четвертого класса. Комплексно решить все эти проблемы удается только на реальном производстве.

Печатные платы 3-ro класса - наиболее распространенные, поскольку, с одной стороны, обеспечивают достаточно высокую плотность трассировки и монтажа, а с другой — для их производства требуется рядовое, хотя и специализированное, оборудование.

4.3. Конструкционные материалы, применяемые для изготовления печатных плат

В качестве конструкционных материалов печатных плат обычно используются фольгированные и нефольгированные слоистые диэ­лектрики (пластики) различного типа и толщины.

Фольгированные диэлектрики представляют собой электроизоля­ционные основания, плакированные обычно электролитической мед­ной фольгой с оксидированным гальваностойким слоем, приле­гающим к электроизоляционному основанию. В зависимости от назначения фольгированные диэлектрики могут быть односторон­ними и двусторонними и иметь толщину от 0,06 до 3,0 мм.

Нефольгированные диэлектрики, предназначенные для полуад­дитивного и аддитивного методов производства плат, имеют на поверхности специально нанесенный адгезивный слой, который слу­жит для лучшего сцепления химически осаждаемой меди с диэлек­триком.

Большинство печатных плат для технических средств ЭВМ в настоящее время изготавливают субстрактивным методом (травление фольгированного диэлектрика).

В табл. 4.7 приведен ряд марок применяемых фольгированных диэлектриков.

Диэлектрическое основание платы представляет собой обычно бумажную (гетинаксы) или текстильную (текстолиты) основу, про­питанную фенольной либо эпоксидной смолой.

Преимущество гетинаксов заключается в том, что они легко поддаются механической обработке, поэтому возможна организация серийного и массового производства. К недостаткам материалов этого типа относятся повышенная чувствительность к влажности и нестабильность размеров.

В настоящее время намечается тенденция к использованию эпоксидной невоспламеняющейся бумаги, которая обладает лучшей стабильностью параметров и более приспособлена к автоматизации.

В стеклотекстолитах в качестве основы используют стеклоткань, пропитанную эпоксидной смолой. Они применяются, в основном, для производства ДПП и МПП.

Смеси «эпоксидная смола-стеклоткань» придаются определенные характеристики, зависящие от соотношения используемого кол-ва смолы и скорости проведения процесса отвердения. Заданная толщина диэлектрика достигается путем набора определенного кол-ва листов, а с наружных сторон добавляют листы фольгированной меди, которая предварительно подвергаются оксидированию со стороны, входящей в контакт с мате­риалом. Весь комплект помещается между идеально чистыми пол­ированными плитами гидравлического пресса многоярусного типа, оснащенного системой подогрева.

К числу важнейших характеристик материалов печатных плат обычно относят пределы прочности при растяжении и изгибе, мак­симальное удлинение, прочность сцепления фольги, максимальное удлинение при механических нагрузках или воздействии темпера­туры, стойкость к перегибам, максимальную рабочую температуру, допустимое кратковременное воздействие температуры, влагопоглощение, сопротивление изоляции, электрическую прочность, диэлек­трическую проницаемость и потери и др. При анализе характеристик диэлектрических материалов необходимо учитывать также, что ряд прочностных характеристик, коэффициенты термического расшире­ния материалов зависят от геометрических направлений.

Медная фольга имеет толщину преимущественно 35 и 50 мкм.

Для увеличения плотности соединений при субстрактивном мето­де формирования проводящего рисунка МПП (ширина линий 125...150 мкм) в последнее время все чаще используется тонкая фольга толщиной 5 и 10 мкм. Однако производство такой фольги связано с определенными трудностями. Поэтому обычно, если тре­буется наименьшая ширина линии проводящего рисунка, применяют аддитивные или полуаддитивные методы.

Из других материалов, используемых при изготовлении печатных плат, наиболее широко применяют никель и серебро в качестве металлического резиста, для обеспечения пайки, сварки. Кроме того, используется целый ряд других металлов и сплавов (например, олово — висмут, олово — индий, олово — никель и т. д.), назна­чение которых — обеспечение избирательной защиты или низкого контактного сопротивления, улучшение режимов пайки. Дополни­тельные покрытия, увеличивающие электропроводность печатных проводников, в большинстве случаев выполняют гальваническим осаждением, реже — способами вакуумной металлизации и горячего лужения.

В отличие от жестких печатных плат гибкие платы могут применяться как в стационарном режиме пайки, так и в динамическом. Если в первом случае ГПП подвергаются перегибам только во время производства и монтажа, то во втором они подвергаются постоянному или периодическому воздействию напряжения изгиба в результате качающего, сочленяющего или скручивающего усилия. Поэтому одна из важнейших характеристик ГПП (при сохранении всех остальных требований к ее материалам) — высокая устойчивость диэлектрических материалов ГПП к механическим воздействиям, т. е. к снятию и отслоению печатных проводников от основания. Эта устойчивость характеризуется числом перегибов на определен­ном радиусе и адгезией металлической фольги к диэлектрику. Ос­новные материалы для ГПП: лавсан фольгированный (ЛФ-1) и полиимид фольгированный (ПФ-1, ПФ-2). Полиимид обладает наи­лучшими характеристиками (за исключением стоимости) и является самым распространенным диэлектриком для ГПП. При необходи­мости обеспечения низкой стоимости чаще всего используется лав­сан.

До недавнего времени фольгированные диэлектрики на основе эпоксидно-фенольных смол, а также применяемые в ряде случаев диэлектрики на основе полиимидных смол удовлетворяли основным требованиям изготовителей печатных плат. Необходимость улучше­ния теплоотвода от ИМС и БИС, требования низкой диэлектриче­ской проницаемости материала платы для быстродействующих схем, важность согласования коэффициентов термического расширения материала платы, корпусов ИМС и кристаллоносителей, широкое внедрение современных методов монтажа привели к необходимости разработки новых материалов. Широкое применение в современных конструкциях технических средств ЭВМ находят МПП на основе керамики. Применение керамических подложек для изготовления печатных плат обусловлено прежде всего использованием высоко­температурных способов создания проводящего рисунка с мини­мальной шириной линий, однако используются и другие преиму­щества керамики (хорошая теплопроводность, согласование по ко­эффициенту термического расширения с корпусами ИМС и носи­телями и т. п.). При изготовлении керамических МПП наиболее широко используется толстопленочная технология.

В керамических основаниях в качестве исходных материалов широко применяются оксиды алюминия и бериллия, а также нитрид алюминия и карбид кремния.

Основным недостатком керамических плат является ограничен­ность их размеров (обычно не более 150x150 мм), что обусловлено в основном хрупкостью керамики, а также сложностью достижения необходимого качества.

Формирование проводящего рисунка (проводников) осуществля­ется трафаретной печатью. В качестве материалов проводников в керамических платах подложечного вида (рис. 4.5, а) используются пасты, состоящие из металлических порошков, органического свя­зующего вещества и стекла. Для проводниковых паст, которые должны обладать хорошей адгезией, способностью выдерживать мно­гократную термообработку, низким удельным электрическим сопро­тивлением, применяются порошки благородных металлов: платины, золота, серебра. Экономические факторы заставляют применять также пасты на основе композиций: палладий — золото, платина — серебро, палладий — серебро и др.

Изоляционные пасты изготавливаются на основе кристаллизую­щихся стекол, стеклокристаллических цементов, стеклокерамики. В качестве материалов проводников в керамических платах пакет­ного вида (рис. 4.5, б) используются пасты, изготовленные на основе порошков тугоплавких металлов: вольфрама, молибдена и др. В качестве основания заготовки и изоляторов применяются ленты из сыров керамики на основе оксидов алюминия и бериллия, карбида кремния, нитрида алюминия.

Металлические жесткие основания, покрытые диэлектриком, ха­рактеризуются (как и керамические) высокотемпературным вжиганием в подложку толстопленочных паст на основе стекол и эмалей. Особенности плат на металлическом основании — повышенная теплопроводность, конструкционная прочность и ограничения по быстродействию из-за сильной связи проводников с металлическим основанием.

Широкое применение находят пластины из стали, меди, титана, покрытые смолой или легкоплавким стеклом. Однако наи­более совершенным по комплексу показаний является анодирован­ный алюминий и его сплавы с достаточно толстым слоем оксида. Анодированный алюминий применяется также для тонкопленочной многослойной разводки плат.

Перспективно применение в печатных платах оснований со слож­ной составной структурой, включая металлические прокладки, а также оснований из термопластиков.

Основания из фторопласта со стекловолокном используются в быстродействующих схемах. Различные композиционные основания из кевлара и кварца» а также медь — инвар — медь используются в тех случаях, когда необходимо иметь термический коэффициент расширения, близкий к коэффициенту расширения оксида алюми­ния, например в случае монтажа на плату различных керамических кристаллоносителей (микрокорпусов). Сложные подложки на основе полиимида используются главным образом в мощных схемах или при высокотемпературных применениях печатных плат.

4.4. Способы формирования рисунка и создания токопроводящего покрытия в печатных платах

По способу формирования рисунка и создания токопроводящего покрытия методы изготовления печатных плат разделяются на две группы: субстрактивные и аддитивные (рис. 4.6).

В субстрактивных методах (основных) в качестве основания для печатных плат используются фольгированные диэлектрики, на которых проводящий рисунок формируется путем химического уда­ления фольги с непроводящих участков. Дополнительная хими­ко-гальваническая металлизация монтажных отверстий привела к созданию комбинированных методов изготовления печатных плат. Эта группа методов занимает доминирующее положение, так как для их реализации разработаны высококачественные материалы с уменьшенной толщиной фольги и автоматизированные линии про­изводства.

Рис 4.6. Классификация методов изготовления печатных плат

Аддитивные методы основаны на избирательном осаждении токопроводящего покрытия на диэлектрическое основание. По сравнению с субстрактивными они обладают следующими преимуще­ствами: повышают плотность печатного монтажа (ширина провод­ников и пробельных участков составляет 0,13...0,15 мм и менее); устраняют подтравливание элементов печатного монтажа; экономят медь, химикаты для травления и снижают затраты на нейтрализацию сточных вод; упрощают технологический процесс благодаря устра­нению ряда технологических операций; улучшают равномерность толщины металлизированного слоя в отверстиях; уменьшают дли­тельность производственного процесса и повышают его экономич­ность. Несмотря на описанные преимущества применение адди­тивных методов в массовом производстве ограничено низкой ско­ростью процесса химической металлизации, интенсивным воздей­ствием электролитов на диэлектрик, трудностью получения метал­лических покрытий с высокой адгезией к основанию.

По способу создания токопроводящего покрытия аддитивные ме­тоды разделяются на химические (аддитивные) и химико-гальванические (полу­аддитивные). При химическом методе на каталитически активных участках поверхности заготовки происходит химическое восстанов­ление ионов металла для обеспечения толщины покрытия в мон­тажных отверстиях не менее 25 мкм. В разработанных растворах скорость осаждения меди составляет примерно 4...4 мкм/ч, и для получения необходимой толщины процесс продолжается длительное время. Более производительным является химико-гальванический метод, при котором химическим способом выращивают тонкий (1...5 мкм) слой меди по всей поверхности платы или используют фольгированный диэлектрик с тонкомерной фольгой и химической металлизацией монтажных отверстий, а затем на подготовленную поверхность в соответствии с необходимым рисунком осаждают медь электрохимическим способом. Удаление тонкого слоя металла с пробельных участков происходит в результате его химического трав­ления по всей поверхности заготовки.

Основное влияние на разрешающую способность и точность из­готавливаемых печатных плат оказывает способ формирования ри­сунка печатного монтажа. Выбор способа определяется также конструкцией платы, производительностью оборудования и эконо­мичностью процесса. Из всего множества на практике применяются только три способа получения рисунка платы: офсетная печать, сеткография и фотопечать.

Способ офсетной печати состоит в изготовлении печатной фор­мы, на поверхности которой формируется рисунок платы. Форма закатывается трафаретной краской с помощью специального валика, а затем печатный цилиндр, покрытый слоем офсетной резины, переносит краску с формы на подготовленную поверхность основания платы (рис. 4.7). Данный способ характеризуется высокой произ­водительностью, применим в условиях массового и крупносерийного производства. К его недостаткам относятся высокая стоимость обо­рудования, необходимость использования квалифицированного об­служивающего персонала и трудность изменения рисунка платы.

Рис 4.7. Схема получения ри­сунка печатной платы методом офсетной печати:

1 — офсетный валик; 2 — валик для нанесения краски;  3 — краска; 4 — прижимной валик; 5 — устройство для на­несения краски (поднято); 6 — диэлектрик; 7 — медная фоль­га; в — основание; 9 — клише.

Сеткографический способ основан на нанесении специальной трафаретной краски на плату путем продавливания ее резиновой лопаткой (ракелем) через сетчатый трафарет, на котором необхо­димый рисунок образован ячейками сетки, открытыми для прохождения краски (рис. 4.8). Закрепление краски на заготовке осуще­ствляется длительной сушкой в - конвейерных печах горячим (323...455 К) воздухом или под действием инфракрасного излучения. Способ обеспечивает высокую производительность и экономичен в условиях массового производства. Точность размеров проводников не хуже ±0,1 мм.

Рис. 4.4. Схема получения ри­сунка печатной платы методом сеткографии:

1 — ракель; 2 — направление движения; 3 — рама; 4 — фик­сатор подложки; 5 — подложка; 6 — основание; 7 — трафаретная краска; 8 — трафарет; 9 — нанесенный рисунок; 10 — зазор.

Способ фотопечати состоит в контактном копировании рисунка печатного монтажа с фотошаблона на основание, покрытое фото­резистом, аналогично процессу фотолитографии в ИМС. Способ используется при изготовлении плат с наивысшей точностью вы­полнения проводящего рисунка.

4.5. Типовые процессы изготовления печатных плат

Базовые технологические процессы изготовления ОПП и ДПП состоят из набора типовых технологических операций. Выбор опе­раций определяется требованиями, предъявляемыми к готовым пе­чатным платам, производительностью оборудования, условиями про­изводства и экономической эффективностью процесса. Ниже рас­смотрены назначение и основные методы выполнения технологиче­ских операций изготовления печатных плат.

Входной контроль материалов на предприятии—изготовителе печатных плат служит для обеспечения гарантированного качества получаемой продукции. При этом опре­деляется соответствие физико-механических и эксплуатационных свойств материалов техническим условиям. Контролю подвергается каждая партия поступающего диэлектрика, фоторезиста, трафарет­ной печатной краски. Качество диэлектрических материалов оце­нивают визуально или путем проведения специальных испытаний. При визуальном осмотре проверяется отсутствие на поверхности фольги и диэлектрика трещин, царапин, проколов и других видимых дефектов. Электроизоляционные и механические свойства контро­лируются по стандартным методикам.

При изготовлении заготовок их размеры определяются требованиями чертежа и наличием по всему периметру заготовки технологического поля. На последнем выполняются фиксирующие отверстия для базирования деталей в процессе изготов­ления и тестовые элементы. Ширина технологического поля не превышает 10 мм для ОПП и ДПП и 20...30 мм для МПП. Мало­габаритные платы размещают на групповой заготовке с расстоянием между ними 5... 10 мм.

Получают заготовки различными методами, выбор которых оп­ределяется типом производства. В крупносерийном и массовом про­изводстве раскрой листового материала осуществляют штамповкой на кривошипных или эксцентриковых прессах с одновременной пробивкой фиксирующих отверстий. В серийном производстве за­готовки получают путем резки на роликовых ножницах, а в мел­косерийном и единичном — на гильотинных ножницах и фре­зерованием по контуру дисковыми пилами. Фиксирующие отверстия диаметром примерно 4...6 мм выполняют штамповкой или сверле­нием с высокой точностью (±0,01...0,05) мм.

Подготовка поверхности заготовки включает очистку исходных материалов от оксидов, жировых пятен, смазки и других загрязнений, специальную обработку диэлектриков, а также контроль качества выполнения операций. В зависимости от характера и степени загрязнений очистку проводят механиче­скими, химическими, электрохимическими, плазменными и другими методами или их сочетанием.

Контроль качества подготовки металлических поверхностей за­готовок оценивают по полноте смачивания их водой. Состояние диэлектрических поверхностей проверяют путем микроскопических исследований, измерения шероховатости, проведения пробной ме­таллизации и оценки прочности ее сцепления с основанием.

Получение защитного рисунка на поверхности платы в виде печатных элементов и пробельных мест осуществляется способами фотопечати, сеткографии и офсетной пе­чати. Полученный рисунок контролируется' визуально, а также с помощью различных оптических приборов на отсутствие дефектов. При обнаружении незначительных дефектов (пор, трещин, отвер­стий) их ретушируют лаком, а при невосстанавливаемом браке наносят повторно.

Сенсибилизация и активирование поверхности применяются для придания диэлектрическому материалу способности к металлизации, т. е. формирования на нем каталитически активного слоя.

Химическое меднение — это первый этап металлизации поверхностей заготовок и стенок монтажных отвер­стий.

Гальваническая металлизация применяется для усиления слоя химической меди, нанесения металлического резиста, создания на концевых печатных контактах специальных покрытий из палладия, золота, серебра, родия или сплавов на их основе. Гальваническое меднение проводят сразу после химического.

Травление меди — это процесс избирательного ее удаления с непроводящих (пробельных) участков для формирования проводящего рисунка печатного монтажа. Его проводят в растворе на основе хлорного железа, персульфата аммония, хлорной меди, перекиси водорода, хромового ангидрида, хлорида натрия. Выбор травильного раствора определяется типом применяемого рез иста, скоростью травления, размерами бокового подтравливания, возмож­ностью регенерации и экономичностью всех стадий процесса. Наи­большее распространение в производстве печатных плат получили травильные растворы на основе хлорного железа. Они отличаются высокой и равномерной скоростью травления, малым боковым под-травливанием, высокой четкостью получаемых контуров, незначи­тельным содержанием токсичных веществ, экономичностью.

Обработка монтажных отверстий производится с высокой точностью на специализированных одно-шпиндельных и многошпиндельных сверлильных станках с ЧПУ. От качества выполнения этой операции зависит качество последу­ющих операций металлизации, а следовательно, и качество платы в целом. Сверление отверстий выполняют специальными спираль­ными сверлами из металлокерамических твердых сплавов.

Металлорезист наносят комбинированным позитивным фотохи­мическим методом. Он предназначен для защиты рисунка печатного монтажа при травлении, что обеспечивает более высокое качество изделий, чем при использовании фоторезистов, а также улучшает и сохраняет паяемость контактных поверхностей. В качестве ме-таллорезиста применяют золото, серебро, никель, олово и сплавы на их основе. Широкое применение в промышленности вследствие своей экономичности получили сплавы олово — свинец, олово — никель, олово — висмут и некоторые другие. Их наносят на по­верхности заготовок электрохимическим способом.

Обработка заготовок по контуру производится после полного изготовления платы. Чистовой контур получают штамповкой, обработкой на гильотинных ножницах, на станках с прецизионными алмазными пилами и фрезерованием. Для исключения повреждения рисунка платы при групповой обра­ботке пакета заготовок между ними прокладывают картон, а пакет помещают между прокладками из листового гетинакса.

Выходной контроль платы предназначен для определения степени ее соответствия требованиям чертежа и техническим условиям. Осуществляется выходной контроль внеш­него вида, инструментальный контроль геометрических размеров, а также оценка точности выполнения отдельных элементов, проверка металлизации отверстий, определение целостности токопроводящих цепей и сопротивления изоляции. Чаще других встречаются такие дефекты, как короткое замыкание между элементами печатного монтажа, разрыв токопроводящих цепей, отслоение элементов пе­чатного монтажа от диэлектрического основания, выход отверстия за пределы контактной площадки, коробление плат и др. Некоторые из этих дефектов определяются визуально.

Геометрические характеристики платы — толщина, диаметр от­верстий, расстояние между центрами, параметры коробления, га­баритные размеры и смещение отверстий — контролируются с помощью стандартизованных инструментов.

Проверку металлизации монтажных отверстий осуществляют раз­рушающим (на шлифах) или нейтрализующим методом, а экспрес­сную проверку — путем измерения омического сопротивления кон­тактного перехода.

Последовательность выполнения операций типовых технологи­ческих процессов изготовления ДПП представлена на рис. 4.9.

Изготовление МПП основано главным образом на типовых тех­нологических процессах получения ОПП и ДПП и некоторых спе­цифических операциях, таких, как прессование отдельных слоев в монолитную структуру, создание межслойных соединений и т. п. Однако требования к точности выполнения каждого слоя повыша­ются, так как необходимо обеспечить их совмещение в структуре. Это в свою очередь приводит к повышению требований к качеству применяемой технологической оснастки, точности и надежности выполнения отдельных операций. В технологическом процессе уве­личивается количество контрольных операций, повышается степень их автоматизации и достоверность получаемой информации.

Особенности технологии изготовления МПП рассмотрим на при­мере МПП, получаемых методом металлизации сквозных отверстий. Он характеризуется тем, что при его осуществлении межслойные соединения в многослойной структуре образуются с помощью хи­мико-гальванической металлизации монтажных отверстий, соеди­няющих наружные и внутренние слои МПП.

Технологический процесс изготовления МПП методом металли­зации сквозных отверстий начинается с получения заготовок внут­ренних и наружных слоев из одностороннего фольгированного диэлектрика, а также склеивающих слоев из прокладочной стек­лоткани, в которой с высокой точностью пробивают фиксирующие отверстия. На заготовках внутренних слоев фотохимическим нега­тивным способом формируют параллельно рисунок печатного мон­тажа. В отдельных вариантах для МПП используется и двусторонний фольгированный диэлектрик, в этом случае на заготовках внутрен­них слоев могут быть выполнены межслойные соединения в виде металлизированных отверстий. Склеивающие прокладки получают прессованием нескольких слоев стеклоткани.

Заготовки очищают от загрязнений, на склеивающие прокладки

наносят клей БФ-4, а затем все их собирают в соответствии с чертежом в пакет и прессуют. Прессование является одной из важнейших операций изготовления МПП, которая обеспечивает качество изделий, и производится в специальной пресс-форме с плоскопараллельными плитами, обеспечивающими точное совмеще­ние и фиксацию слоев с помощью направляющих штырей. Для равномерного прогрева прессуемого пакета и выравнивания его по толщине с двух сторон пресс-формы закладываются выравнивающие подушки, состоящие из слоев кабельной бумаги и триацетатной пленки.

Дальнейшая обработка МПП аналогична изготовлению двусто­ронних печатных плат.

Рис. 4.9. Схема технологического процесса изготовления ДПП комбинированным методом

1 — медная фольга; 2 — диэлектрик.

4.6. Тенденции совершенствования конструкций и технологии печатных плат

За последние годы резко возросла конструктивная сложность навесных элементов, монтируемых на печатные платы. Наряду с традиционными корпусами ИМС на платы устанавливаются корпуса БИС и СБИС с большим количеством выводов (до ста и более) и уменьшенным шагом их расположения, носители кристаллов как с выводами, так и безвыводные, многокристальные микросборки, спе­циальные микроминиатюрные разъемные соединители и др. Все шире используется метод монтажа установочных элементов на по­верхности, в том числе с применением ленточных носителей. В ряде случаев бескорпусные кристаллы БИС монтируются непосред­ственно на печатные платы. Поэтому при создании ЭВМ актуальны проблемы, связанные с дальнейшим развитием технологии печатных плат, уменьшением размеров проводников, контактных площадок и отверстий при обеспечении необходимых электрических характе­ристик, с повышением плотности размещения конструктивных эле­ментов. В частности, предусматривается: повышение плотности монтажных элементов до шага планарных выводов 0,5 мм; повы­шение трассировочной емкости сигнальных слоев МПП до 3—4 проводников между монтажными отверстиями; уменьшение ширины проводников до 0,1 мм, а диаметров контактных площадок — до 0,3 мм и др.

Все больше межсоединений элементов размещается на печатных платах. По данным американских изготовителей ЭВМ, если в ап­паратуре третьего поколения на долю печатных плат приходилось до одной трети общей длины всех соединений, то в ЭВМ четвертого поколения — не менее 70%. В табл. 4.8 приведены сравнительные данные, характеризующие затраты на соединения в ЭВМ.

Табл. 4.4. Сравнительные данные по затратам на межсоединения

Способ соединения

Примерные стоимостные коэффициенты затрат на одно соединение

Проводник кремниевой пластины   1---4

БИС

Печатный проводник платы 30... 120

Краевые разъемы плат         100...500

Коаксиальная линия  2500...3500

Как видно из таблицы, стоимость соединений различных видов колеблется в пределах двух порядков, причем наиболее целесооб­разной и экономичной является прокладка как можно большего числа межсоединений на кристалле (это обстоятельство и служит одной из основных причин развития СБИС). Однако в случае, когда экономические возможности на определенном уровне исчерпаны (в настоящее время ограничивающим фактором являются затраты на проектирование СБИС), приемлемо расположение межсоединений если не на одной (идеальное решение), то хотя бы на минимальном количестве плат. Вследствие этого одним из направлений развития конструкций ЭВМ является увеличение размеров применяемых плат. С другой стороны, гораздо проще выполнять раскладку печатных проводников на малой плате, нежели на большой, поэтому исполь­зуется также и второй путь — увеличение числа коммутационных слоев. Прослеживается определенная тенденция и к увеличению числа сквозных отверстий для межслойных соединений, а также плотности размещения этих отверстий. На рис. 4.10 показаны раз­личные типы таких отверстий: скрытые (между двумя внутренними слоями), глухие (между верхним и внутренним слоями) и обычные сквозные. Использование скрытых переходных отверстий освобож­дает наружную поверхность печатной платы благодаря повышенной плотности упаковки. В табл. 4.9 приведены характеристики неко­торых МПП, применяемых в конструкциях ЭВМ.

Наиболее перспективной технологией изготовления крупноформатных МПП с  высокоплотным монтажом является аддитивная технология. Она позволяет реализовывать проводники и зазоры между ними шириной порядка 100 мкм. Широко используются также полуаддитивные технологические методы изготовления МПП, позволяющие достаточно легко приспосабливать технологическое оборудование, используемое для субстрактивных методов. Это дает возможность значительно снижать стоимость изготовления МПП.

Новые конструкции печатных плат часто имеют сложную струк­туру (рис. 4.11). На стеклоэпоксидном основании монтируются мик­роминиатюрные проводники, подобные коаксиальным проводам и имеющие точно управляемый импеданс. При этом резко уменьша­ются перекрестные помехи и сводятся к минимуму искажения сиг­налов из-за отражения. Между двумя отверстиями диаметром 0,46 мм, расположенными на расстоянии 1,52 мм друг от друга, находятся три проводника с волновым сопротивлением около 50 Ом.

Рис. 4.10. Металлизированные от­верстия для межслойных соедине­ний в МПП:

1 — сквозное; 2 — глухое; 3 — скрытое

Рис. 4.11. Сечение печатной платы для монтажа ИМС на арсениде галлия: 1 — герметизирующий слой эпоксидной смолы; 2 — проводные межсоединения; 3 — центральные жилы коаксиальных проводников; 4 — экран; 5 — заземленный гальванически осажденный слой; 6 — адгезив; 7, 8 — слои питания; 9 — металлизированное отверстие с контактными площадками; 10 — стеклоэпоксидный промежуточный изоляционный слой; 11 — материал основания

4.3. Получение рисунка печатной платы

Основными методами получения защитного рисунка печатной платы являются фотопечать и трафаретная печать.

Фотопечать. Фотопечать представляет собой способ нанесения изображения рисунка печатных проводников на материал основа­ния, покрытый светочувствительным слоем (фоторезистом), экспо­нируемым через фотошаблон с требуемым изображением.

Фотошаблон рисунка печатной платы — это негативное или по­зитивное изображение требуемого рисунка в масштабе 1:1 на стек­лянной фотопластинке или пленочном материале, полученное путем фотографирования с оригиналов рисунка печатной платы.

Оригинал рисунка печатной платы представляет собой изобра­жение технологического слоя платы, выполненное в увеличенном масштабе, обычно в позитивном изображении. При этом рисунок оригинала соответствует рисунку чертежа платы по степени почер­нения (проводники и контактные площадки черные, а пробельные места белые). Если на плате имеются экраны, занимающие боль­шую площадь, то оригиналы рисунка печатной платы выполняют в негативном изображении (рисунок оригинала противоположен ри­сунку печатной платы по степени почернения).

Для получения оригиналов рисунка печатной платы применяют вычерчивание, наклеивание липкой ленты, резание по эмали и дру­гие способы.

Вычерчивание оригинала печатной платы произ­водят на специальной чертежной бумаге с помощью сдвоенных рейс­федеров, плакатных перьев, лекал и др. Для ускорения процесса вычерчивания рекомендуется на бумагу предварительно нанести типографским способом координатную сетку. Вследствие высокой трудоемкости и низкой точности этот способ используется редко.

Наклеивание липкой ленты значительно сокращает трудоемкость изготовления оригинала печатной платы. При этом на бумагу с координатной сеткой, наклеенную на недеформирующуюся основу (стекло, алюминий и др.), наносят центры монтажных отвер­стий и контактные площадки, а проводники получают приклеивани­ем непрозрачной липкой ленты.

Резание по эмали применяют для плат, требующих высо­кой точности выполнения проводников. Толщина слоя эмали, нано­симого на заготовки из стекла, составляет 30...50 мкм. Эмаль нано­сят краскораспылителем в несколько слоев. После сушки заготовку устанавливают на стол координатографа. Головка, в которой за­креплен резец, может перемещаться по координатным осям и про­резать контуры элементов печатной схемы с точностью ±0,05 мм. Надрезанную эмаль удаляют пинцетом. Если оригинал изготовляют в позитивном изображении, то ее удаляют с пробельных мест. Вы­сокая точность изготовления оригинала печатной платы позволяет применять сравнительно небольшое увеличение при его изготовлении и получать фотошаблоны более высокой точности (в 4...10 раз), чем при ручном способе.

Для определения размеров оригинала печатной платы при фо­тографировании и для совмещения фотошаблонов на технологиче­ском поле оригинала печатной платы выполняют кресты и дру­гие реперные знаки. Кресты, выполненные по углам (рис. 4.8, а), предназначены для проверки точности соблюдения заданного мас­штаба уменьшения при фотографировании. Два из них, располо­женные по диагонали или по большой стороне, используют в даль­нейшем для пробивки базовых отверстий, а пятый крест — для ориентирования. При изготовлении печатных плат, не требующих высокой точности, допускается использование при фотографирова­нии в качестве базового размер между наиболее удаленными кон­тактными площадками (размер Л).

Рис. 4.4. Пример выполнения фотооригинала:

а — односторонней  печатной  платы;   б — тест-платы;   с — диаметр  контактной

площадки   под   отверстие   минимального   диаметра;   d — диаметр   контактной

площадки под отверстие максимального размера

На технологическом поле платы могут предусматриваться сле­дующие элементы для контроля параметров печатной платы (рис. 4.8, б): 1 — для определения числа перепаек; 2 — для контроля прочности сцепления фольги с диэлектриком; 3—для контроля сопротивления изоляции между отверстиями; 4 — для контроля сопротивления изоляции между проводниками.

Недостатком рассмотренных методов получения фотошаблонов является необходимость масштабного фотографирования. Этот не­достаток устраняется при получении требуемой схемы в масштабе 1 :1 непосредственно на фотопластинке сканирующим световым лучом с помощью координатографа. Последний позволяет наносить изображения прямолинейных линий шириной 0,25...4 мм и контакт­ные площадки различной конфигурации. Рисунок печатного монта­жа кодируется и переносится на перфоленту, которая помещается в, считывающее устройство координатографа. Информация одного кадра вводится в блок управления, где преобразуется в импульсы для шаговых двигателей. Последние работают раздельно, переме­щая координатный стол по оси х или у. При совместной работе двигателей стол перемещается под углом 45°. Точность установки координат ±25 мкм. Форму и размеры контактных площадок оп­ределяют диафрагмы. Сменные диски содержат от 16 до 32 различ­ных по конфигурации диафрагм. Требуемые размеры и яркость све­тового луча обеспечивается оптической головкой.

Рис. 4.9. Схема системы автоматизированного проектирования печатных плат

Наиболее целесообразным является получение оригиналов фото­шаблонов в системах автоматизированного проектирования печат­ных плат (рис. 4.9).

Фоторезисты представляют собой тонкие пленки органических растворов, которые должны обладать свойствами после экспониро­вания полимеризоваться и переходить в нерастворимое состояние. Основные требования, предъявляемые к фоторезистам, — высокая разрешающая способность, светочувствительность, устойчивость к воздействию травителей и различных химических растворов, хоро­шая адгезия с поверхностью изделия.

Под разрешающей способностью фоторезиста понимается число линий, которое можно нанести на один миллиметр поверхности пла­ты с расстоянием между ними, равным их ширине. Разрешающая способность зависит от вида фоторезиста и толщины слоя. При тон­ких слоях она больше, чем при толстых.

По способу образования рисунка фоторезисты делятся на нега­тивные и позитивные (рис. 4.10).

Участки негативного фоторезиста, находящиеся под прозрачны­ми участками фотошаблона, под действием света получают свойст­во не растворяться при появлении. Участки фоторезиста, располо­женные под непрозрачными местами фотошаблона, легко удаляют-г ся при проявлении в растворителе. Таким образом создается' рельеф, представляющий собой изображение светлых элементов фотошаблона (рис. 4.10, а).

Рис.     4.10.   Образование   за­щитного слоя фоторезиста: а — негативного:       б — позитивного;

1 — фотошаблон; 2 — фоторезист; 3 — плата

Негативные фоторезисты изготовляют на основе поливинилово­го спирта.  Их широко применяют вследствие отсутствия токсичных составляющих, высокой разрешающей способности (до 50 линий/мм), прос­тоте проявления и низкой стоимости. Недостатком этих фоторезистов явля­ется невозможность хранения более 3 ... 5 ч заготовок с нанесенным слоем, так как последний задубливается не только под действием света, но и в темноте. Кроме того, с понижением влажности и температуры окружаю­щей среды уменьшается механическая прочность светочувствительного слоя и его адгезия с фольгой.

Позитивный фоторезист под дейст­вием облучения изменяет свои свойст­ва таким образом, что при обработке в проявителях растворяются его облу­ченные участки, а необлученные (находящиеся под непрозрачны­ми участками фотошаблона) остаются на поверхности платы (рис. 4.10, б).

Для позитивных фоторезистов применяют материалы на основе диазосоединений, которые состоят из светочувствительной полимер­ной основы (новолачной смолы), растворителя и некоторых других компонентов. По адгезионной и разрешающей способности они пре­восходят негативные фоторезисты, но имеют более высокую стои­мость и содержат токсичные растворители. Разрешающая способ­ность позитивных фоторезистов составляет до 350 линий/мм. До­стоинством позитивного фоторезиста является отсутствие дубления при хранении заготовок с нанесенным светочувствительным слоем.

В технологическом процессе производства печатных плат приме­няют жидкие и сухие фоторезисты.

Жидкие фоторезисты наносят погружением (окунанием), поли­вом с центрифугированием, накатыванием ребристым роликом й другими способами.

Погружение (рис. 4.11, а) является самым простым способом, который дает возможность получить слой фоторезиста на двух сто­ронах платы.

Сухие резисты получили большее распространение, так как они более технологичны и просты в использовании.

Метод фотопечати обеспечивает высокую разрешающую способность, позволяющую получать проводники шириной и расстоянием между ними 0,1 мм.

Рис.   4.13.   Нанесение   защитного   слоя через трафарет: а — принципиальная    схема;   б — схема   автомата.

Трафаретная печать (сеткографический метод).

Метод основан на получении необходимого рисунка схемы на поверхности медной фольги путем продавливания защитной краски резиновым ракелем через сетчатый трафарет. Сетки для трафаретов изготовляют из капроновых или лавсановых нитей. Более высокая точность рисун­ка схемы получается при использовании сетки из фосфористой брон­зы или нержавеющей стали диаметром 35...40 мкм. Размер ячейки трафарета составляет 60...80 мкм. Металлическая сетка выдержи­вает большое число оттисков и применяется в серийном про­изводстве. Недостатками ее по сравнению с шелковой сеткой являются малая эластичность и склонность к окислению. Требуемый рисунок на трафа­рете получается с помощью фоторезистов. Открытые участ­ки сетки трафарета соответст­вуют рисунку печатной платы.

Краска для защитного слоя должна обладать высокой кис-лотостойкостью, хорошей ад­гезией с платой, минимальным временем сушки и сметанооб-разной консистенцией. Жид­кая краска дает расплывчатое изображение, а густая трудно продавливается через трафа­рет. Печатные свойства крас­ки и их адгезионная способ­ность зависят от связующего вещества, в качестве-которого используют различные смолы ами.    В состав краски

входят также растворители (керосиновая фракция, уайт-спирит и др.), разбавитель и компоненты, улучшающие вязкость, плас­тичность, растекаемость и адгезионные свойства краски. Наибо­лее широко используют краску СТ3.12—51 и гальваностойкую краску СТ3.13.

При нанесении краски вручную .(рис. 4.13, а) плату 4 устанав­ливают по базовым технологическим отверстиям и наносят некото­рое количество краски, обеспечивающее образование валика 2 вдоль всей длины шпателя 1 при его движении по трафарету 3. Волна краски перед шпателем является своеобразным резервуаром, обес­печивающим с некоторым избытком весь процесс печати. Отпеча­танную плату помещают в сушилку. Сушку осуществляют до тех пор, пока плату можно будет взять в руки без опасения повредить оттиск. В случае двусторонней платы таким же образом наносят схему с другой стороны платы.

Машинная печать предусматривает осуществление тех же опе­раций, что и ручная. Движение шпателя, подача резиста и подъем трафарета автоматизированы. Платы подаются на рабочую пози­цию (рис. 4.13, б) из магазина 1 столом 2, снабженным вакуум­ным присосом. Вакуумный насос 11 включается переключателем 10. Движением стола управляет кулачок 8, сидящий на распредели­тельном валу 9. Сетчатый трафарет 5, закрепленный в рамке, мо­жет перемещаться в вертикальном направлении от кулачка 7. Ра­бочий ход ракеля 3 осуществляется при движении стола от кулач­ка 6. В конце рабочего хода ракель поворачивается вокруг оси 4, вакуум снимается и плата с нанесенным рисунком направляется на сушку.

Получение рисунка схемы методом трафаретной печати на 60% дешевле, чем фотохимическим.

Однако метод трафаретной печати имеет малую разрешающую способность, которая определяется размером ячеек в сетке (обычно 0,08 мм). Так как краска растекается, то разрешающая способность уменьшается до 0,10...0,15 мм. Трафаретную печать используют в том случае, если ширина проводников и расстояние между ними более 0,3 мм, точность переноса изображений не выше 0,1 мм.

Типичные дефекты трафаретной' печати — поры и проколы в слое нанесенного резиста, неровные края проводников, неравно­мерная толщина. Основными причинами дефектов являются запы­ленность помещения, несоответствующая вязкость резиста, износ трафарета, царапины на трафарете, возникающие от твердых час­тиц, попадающих в краску. На свойство красок существенно влия­ют климатические условия на участке   (температура,  влажность).

4.4. Химические и гальванические процессы изготовления печатных плат

Основное назначение химических и гальванических процессов заключается в металлизации монтажных отверстий и защите ри­сунка печатной платы при травлении.

Типовой технологический процесс химической и гальванической металлизации печатных плат (ГОСТ 23770—79) состоит из этапов подготовки поверхности, сенсибилизации, активации, химического и гальванического меднений, гальванического осаждения сплава SnPb.

Подготовка поверхности монтажных отверстий печатных плат заключается в гидроабразивной обработке, подтравливании ди­электрика в отверстиях серной кислотой и фтористым водородом, промывки в проточной воде.

Сенсибилизация (повышение чувствительности к меди) осущест­вляется в растворе двухлористого олова, соляной кислоты и метал­лического олова в течение 5...7 мин с последующей промывкой в дистиллированной воде. В результате сенсибилизации на поверхности стенок отверстий адсорбируется пленка ионов двухлористого олова, являющаяся восстановителем для палладия.

Рис.   4.4.   Схема  гальваниче­ского меднения печатных плат

Активация проводится в водном растворе двухлористого палла­дия и аммиака в течение 5...7 мин. Металлический палладий служит центром кристаллизации при химическом меднении. Для сокраще­ния технологического цикла и улучшения качества металлизации используют совмещенный активирующий раствор, в состав которо­го входят соли палладия и олова.

Химическое меднение состоит в восстановлении меди на активи­рованных поверхностях из раствора, в который входят соли меди, никеля, формалина, соды и др. Вре­мя осаждения слоя меди толщи­ной 0,25 ...0,5 мкм составляет 15... 20 мин. Для облегчения удаления водорода, выделяющегося в процес­се меднения, и для лучшего смачи­вания отверстий раствором процесс ведется с плавным покачиванием плат или с наложением ультразву­кового поля. Осадки меди в этом случае имеют более плотную струк­туру, что объясняется лучшими ус­ловиями для удаления водорода, закрывающего поверхность диэлектрика.

Гальваническую металлизацию применяют для увеличения тон­кого слоя меди, полученного при химической металлизации до тол­щины 5...8 мкм, и последующего образования проводящего рисунка схемы с толщиной меди в отверстиях 25 мкм.

Гальваническое меднение требует замкнутого контура проводя­щих покрытий, которое осуществляется технологическими провод­никами, прошивкой отверстий медной проволокой и применением специальных рамок. Медь наращивают в сернокислом,, борфтористо-водородном и других электролитах. При продолжительном воздействии электролита на изоляционное основание возможно ухудшение его диэлектрических свойств.

Нанесение гальванических покрытий осуществляют в ваннах (рис. 4.14).

Плату 4 зажимают в металлической рамке и подвешивают на шине 1, установленной в ванне 2 с электролитом. Шину подключа­ют к отрицательному источнику тока, а электроды 3, изготовлен­ные из электролитической меди, — к положительному источнику тока. На плате, которая является катодом, осаждается медь. Для получения хорошего покрытия на стенках отверстий предусматри­вается перемещение рамки, что обеспечивает постоянное обновле­ние электролита в отверстиях.

Важным технологическим параметром является рассеивающая способность процесса, от которой зависит отношение толщины покрытия в отверстии к толщине покрытия на поверхности платы. Так как это отношение не может быть больше единицы, то необхо­димо наносить более толстый слой на поверхность платы, чтобы получить слой заданной толщины в отверстии.

Гальваническое осаждение сплава «олово — свинец» толщиной 4...20 мкм производится с целью предохранения проводящего рисунка при травлении плат и обеспечения хорошей паяемости. Возможно применение специальных покрытий (палладий, золото и др.) толщиной 4...5 мкм. Осаждение гальванических сплавов бо­лее сложно, что вызвано необходимостью поддержания определен­ного состава покрытия. Адгезия гальванического покрытия зави­сит от качества подготовки поверхности для металлизации и со­блюдения режимов процесса.

Травление является химическим процессом, при котором участки медной фольги, не защищенные резистом, удаляются с поверхности диэлектрического основания, а участки, покрытые резистом, сохра­няются и формируют рисунок печатной платы. В качестве резиста используются фоторезист, трафаретная краска или устойчивый к воздействию травителей гальванически нанесенный слой оловянно-свинцового сплава (припоя) или благородных металлов. Процесс травления включает в себя предварительную очистку, собственно травление металла, очистку после травления и удаления фоторе­зиста.

Травление печатных плат с рисунками, защищен­ными сплавами на основе олова-свинца или .благородных металлов, производится в растворах на основе хлорной меди (ГОСТ 23727— 79). Такие растворы имеют низкую стоимость, просты в приготовле­нии и легко удаляются с платы после травления. Если рисунок пла­ты защищен печатными красками, то травление производится в железомедном хлоридном растворе.

Травление набрызгиванием производится в ваннах (рис. 4.15, а). Плата 2 закрепляется в обойме и устанавливается в ванне 6 на небольшом расстоянии от поверхности травильного рас­твора 5. Сетка 3 защищает ротор 4 от случайного попадания деталей.

Травильный раствор 5 набрызгивается на плату вращающимися лопастями ротора, установленного на дне ванны. По ходу процесса • концентрация раствора изменяется и содержание ванны необходимо своевременно корректировать.

Травление набрызгиванием обеспечивает равномерное удаление фольги и малое ее подтравливание. Однако этим методом можно обрабатывать одновременно небольшое количество плат при невы­сокой скорости травления.

Струйное травление обеспечивает высокую производи­тельность. Травитель под высоким давлением через систему сопл распыляется на поверхность платы (рис. 4.15, б). С поверхностью платы постоянно соприкасается свежий раствор, поступающий из сопла, что обеспечивает высокую скорость травления. Этот метод является универсальным и обеспечивает травление с высокой раз­решающей способностью.

Время травления сокращается при повышении температуры рас­твора (до 40°С), увеличении силы удара струи травильного раство­ра о поверхность платы и количества воздуха, подаваемого в рас­твор. В зависимости от перечисленных факторов время травления фольги толщиной 35 мкм может составлять 4... 12 мин.

Рис. 4.15. Травление фольги:

а — набрызгиванием;    б — распылением;    в — проводники    после    травления  (1 — фоторезист, 2 — фольга)

Травящий раствор действует со всех сторон и вызывает нежела­тельные боковые подтравливания (рис. 4.15, в), которые оценива­ются коэффициентом травления K—v/A, где v — толщина фольги; А — боковое подтравливание.

Для уменьшения подтравливания следует применять тонкую (18 мкм) или сверхтонкую (5 Мкм) фольгу.

Защитный слой трафаретной краски или фоторезиста снимают в щелочных растворах. Для снятия некоторых красок используется дополнительное механическое воздействие вращающихся щеток. После травления необходима тщательная промывка в горячей про­точной воде для удаления травителя.

4.5. Типовые технологические процессы изготовления печатных плат

Все процессы изготовления печатных плат можно разделить на субтрактивные, аддитивные и полуаддитивные.

Субтрактивный процесс (subtractio — отнимать) полу­чения проводящего рисунка заключается в избирательном удалении участков проводящей фольги путем травления; аддитивный процесс (additio — прибавлять) — в избирательном осаждении проводящего материала на нефольгированный материал основания;

полуаддитивный процесс предусматривает предваритель­ное нанесение тонкого (вспомогательного) проводящего покрытия, впоследствии удаляемого с пробельных мест.

В соответствии с ГОСТ 23751—86 конструирование печатных плат следует осуществлять с учетом следующих методов изготовле­ния: химического для ОПП, ГПК; комбинированного позитивного (для ДПП, ГПП); электрохимического (полуаддитивного) для ДПП; металлизации сквозных отверстий для МПП. Все рекоменду­емые методы (кроме полуаддитивного) являются субтрактивными.

Химический метод, или метод травления фольгированного диэлектрика. Метод заключается в том, что на медную фольгу, приклеенную к диэлектрику, на­носят позитивный рисунок схе­мы проводников. Последую­щим травлением удаляется ме­талл с незащищенных участ­ков и на диэлектрике получа­ется требуемая электрическая схема проводников.

Рис.   4.17.  Основные  этапы  получения проводников фотохимическим методом

Наиболее распространен­ными вариантами этого мето­да являются фотохимический и сеточно-химический, которые отличаются способом нанесе­ния защитного слоя    (фотопечать или трафаретная печать). Схема типового технологического процесса изготовления печатных плат химическим методом пока­зана на рис. 4.16.

Основными этапами получения проводников являются (рис. 4.17) подготовка поверхности, нанесение слоя фоторезиста, экспо­нирование, проявление схемы, травление фольги, удаление фото­резиста.

Подготовку поверхности фольги выполняют вращаю­щимися латунными или капроновыми щетками. На поверхность фольги наносят смесь маршаллита и венской извести. В результате зачистки желательно получение шероховатости фольги в пределах Ra 2,5...1,25 мкм, что обеспечивает хорошую адгезию фоторезиста и легкое удаление его при проявлении.

Независимо от механической зачистки во всех случаях проводят химическую очистку фольги и нефольгированных поверхностей пла­ты. Ее выполняют в щелочных растворах с последующей промывкой в деионизованной воде. Для нейтрализации остатков щелочи и уда­лении слоя оксидов платы подвергают декапированию в растворе соляной и серной кислот.

Качество очистки влияет на все последующие операции техноло­гического процесса. Результатом плохой очистки могут явиться про­колы, неполное травление меди, отслаивание, недостаточная адгезия фоторезиста и другие дефекты.

Нанесение слоя фоторезиста осуществляют на подго­товленную поверхность фольги (рис. 4.17, а) слоя фоторе­зиста 2 и производят его сушку в течение 15...20 мин при темпера­туре 65°С (рис. 4.17, б).

Экспонирование осуществляют при помощи фотошаблона 3 с негативным изображением схемы в вакуумной светокопиро­вальной раме для засвечивания. В качестве источника света ис­пользуют дуговые ртутные и люминесцентные лампы (рис. 4.17, в). Для получения резкого изображения необходим плот­ный контакт между фотошаблоном и фоторезистом.

Проявление схемы состоит в вымывании растворимых участков фоторезиста, находившихся под темными местами негати­ва. Для фоторезистов негативного действия в качестве проявителей используют спиртовые смеси и др. Время проявления (4...3 мин) за­висит от толщины фоторезиста.

Проявление целесообразно выполнять в двух ваннах. В первой ванне удаляется большая часть фоторезиста, а во второй ванне про­изводится тонкое проявление. Загрязнение проявителя во второй ванне будет незначительным, и действие его в течение большого времени будет стабильным.

Качество полученного слоя можно контролировать путем погру­жения платы в раствор с красителем. Окраска дает возможность визуально определить наличие дефектов в слое фоторезиста. Одна­ко она может снизить кислотоупорность фоторезистивного слоя.

Неизбежные дефекты эмульсионного слоя устраняются ретуши­рованием (обычно эмалью НЦ-25). При этом закрывают точечные отверстия, разрывы, а также удаляют излишки фоторезиста. Трудо­емкость ретуширования зависит от количества дефектов и составля­ет в среднем 10 мин на плату. Снижение трудоемкости ретуширова­ния возможно за счет повышения чистоты и обеспыленности окру­жающей среды.

Полученный защитный слой 4 (рис. 4.17, г) можно подвергать химическому дублению в растворе ангидрида и тепловому дубле­нию (выдержка в термостате при t = 60°C в течение 40...60 мин). Необходимость операции задубливания определяется в каждом от­дельном случае, так как она уменьшает адгезию фоторезиста.

Дальнейшие этапы являются общими для плат, изготовляемых фотохимическим и сеточно-химическим методами.

Травление представляет собой процесс удаления слоя метал­ла для получения нужного рисунка схемы 5 (рис. 4.17, д). Про­цесс травления включает в себя предварительную очистку, собст­венно травление металла, очистку после травления и удаления фоторезиста или краски (рис. 4.17, е).

Механическая обработка платы заключается в штамповании или фрезеровании по контуру и получении отверстий. Для удале­ния пыли и грязи плату обдувают сжатым воздухом.

Химические методы при сравнительно простом технологическом процессе обеспечивают высокую прочность сцепления проводников с основанием (2 МПа), равномерную толщину проводников и их высокую электропроводность. Время химических воздействий на плату в процессе изготовления составляет »=>25 мин. Недостатком химических методов является низкая прочность в местах установки выводов, так как отверстия не металлизируются.

Комбинированный позитивный метод (табл. 4.1). Этот метод применяют для изготовления ДПП и ГПП с металлизированными Отверстиями на двустороннем фольгированном диэлектрике. Прово­дящий рисунок получают субтрактивным методом, а металлизацию отверстий осуществляют электрохимическим методом (рис. 4.18). Поверхность обеих сторон платы / и отверстия 2 подвергают хими­ческому и предварительному гальваническому меднению для полу­чения слоя меди толщиной 5...7 мкм (рис. 4.18, а). После подготов­ки металлизированных поверхностей на них создается негативное изображение схемы проводников 3 (рис. 4.18, б). Это изображе­ние может быть получено с помощью сеткографической краски или сухого пленочного фоторезиста.

Таблица 4.1

На наружные поверхности, не защищенные резистивной мас­кой, и в отверстия осаждается слой меди 4, толщина которого в отверстиях должна быть не менее 25 мкм. Гальваническое осажде­ние меди выполняется на заготовке платы, имеющей сплошной слой фольги, которая защищает поверхность диэлектрика и обеспечи­вает электрический контакт всех элементов схемы. Металлизиро­ванные поверхности покрываются защитным слоем сплава «олово— свинец», толщина которого не менее 10 мкм. Покрытие этим сплавом хорошо защищает медь от травления и после нанесения этого покрытия участки медной фольги, покрытые ранее фоторезистом, удаляются травлением. После травления на плате остается требуе­мый рисунок схемы 5, образованный облуженной медной фольгой (рис. 4.18, в).

Рис. 4.4. Основные этапы получения проводников комбинированным позитивным методом

Процесс экспонирования двусторонней печатной платы показан на рис. 4.19. В пластину 6 из оргстекла запрессованы два штифта 1. На плату 5, имеющую фольгу 4 с двух сторон, нанесен фоторезист 3. На штифты устанавливают фотошаблон одной стороны платы, а сверху устанавливают другой шаблон 4.

Изображение проявляют под душем при t=40...50°С с легким протиранием поверхности губкой. Процесс проявления ускоряет­ся при наложении ультразвуковых колебаний. Набухание пленки является диффузионным процессом внедрения низкомолекулярно­го раствора в высокомолекулярный слой светочувствительной эмульсии. Диффузия в ультразвуковом поле сильно ускоряется за счет акустических микропотоков. Кавитационные пузырьки прони­кают в образовавшиеся поры и отрывают копировальный слой от поверхности платы.

Удаление продуктов растворения осуществляется акустически­ми течениями, что ускоряет процесс проявления во много раз. При этом плата меньше находится в растворе.

Проверка после проявления осуществляется внешним осмотром. Рисунки должны быть четкими и ровными, без подтеков и наплывов эмульсии.

При получении проводников возникают эффекты их разрастания и подтравливания. Если толщина металлического покрытия превы­шает толщину слоя резиста, то начинается боковой рост покрытия с такой же скоростью, что и рост толщины основного покрытия, что приводит к образованию грибообразного сечения проводника (рис. 4.20). После покрытия вдоль всего проводника образуются нависаюш.ие хрупкие края из сплава SnPb. Обламываясь, они образу­ют тонкие заусенцы размером 25...50 мкм, которые трудно обнару­жить невооруженным глазом. Такие заусенцы необходимо удалить, так" как Они могут вызвать замыкание соседних проводников.

tttttttttt

Рис.     4.19.     Экспонирование двусторонней   печатной   платы

Рис.   4.20   Сечение  проводни­ков

а — разрастание, б — подтравлива­ние, 1 — сплав «олово — свинец»; 2 — металлизация, 3 — фоторезист; 4 — фольга, 5 — основание печат­ной платы

Электрохимический (полуаддитивный) метод. Данный метод применяют для изготовления ДПП с высокой плотностью токопроводящего рисунка (табл. 4.1). Основное отличие от комбинирован­ного позитивного метода заключается в использовании нефольгированного диэлектрика СТЭФ.1-2ЛК с обязательной активацией его поверхности или диэлектрика слофодит с фольгой 5 мкм.

Разрешающая способность электрохимического полуаддитивно­го метода выше, чем комбинированного позитивного. Это объясня­ется малым боковым подтравливанием, которое равно толщине стравливаемого слоя и при полуаддитивном методе 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.

Метод металлизации сквозных отверстий. Метод применяют для изготовления МПП (рис. 4.21). Основные операции технологиче­ского процесса получения печатных проводников показаны на рис. 4.24.

Заготовки из фольгированного диэлектрика отрезают с при­пуском 30 мм на сторону (рис 4.22, а). После снятия заусенцев по периметру заготовок и в отверстиях поверхность фольги защищают на крацевальном станке и обезжиривают механически (смесью вен­ской извести и наждачного порошка) или химически (путем обра­ботки в соляной кислоте и хромовом ангидриде).

Рисунок схемы внутренних слоев (рис. 4.22,6) вы­полняют химическим методом. При этом противоположная сторона платы не должна иметь механических повреждений и подтравливания фольги. 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% гермореактивной эпоксидной смолы. Совмещение отдельных слоев произво­дят по базовым отверстиям.

Рис.   12 21.  Схема типового технологического процесса

изготовления   МПП   методом    металлизации   сквозных

отверстий

Прессование пакета (рис. 4.22, в) осуществляется горя­чим способом. Приспособление с пакетом слоев устанавливают на плиты пресса, подогретые до 120...130°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.

Рис. 4.24. Основные этапы получения печатных проводников МПП

а – изготовление заготовок фольгированного материала и стеклоткани; б – получение рисунка схемы внутренних слоев; в – прессование МПП; г – сверление отверстий, предварительная металлизация, получение рисунка схемы наружных слоев МПП; д – окончательная металлизация отверстий, нанесение защитного покрытия; е – травление меди с пробельных мест

Важным моментом в процессе прессования является приложе­ние максимального давления именно в тот момент, когда смола пе­реходит в состояние геля. Если приложить давление, когда смола находится в жидком состоянии, значительное количество ее будет выдавлено и в готовой плате образуются пустоты. Если приложить давление после того, когда смола из состояния геля перейдет в твердое состояние, между слоями возникает плохая связь.

Для определения состояния геля ведут наблюдение за кромкой пакета. Через несколько минут на ней после предварительного сжа­тие появляется и начинает пузыриться смола. Момент, когда смола перестанет пузыриться (обычно через 1...2 мин), соответствует на­ступлению геля. В это время надо приложить полное давление. Воздух, находящийся между слоями, проходит через размягченную смолу и выходит наружу. Частично он задерживается у краев, об­разуя пустоты, которые удаляются при обрезке краев платы. Во избежание коробления после обрезки краев рекомендуется плату зажать между двумя пластинами и поместить на 40 мин в печь при t=125°С.

Сверление отверстий выполняют на станках с ЧПУ. Перед свер­лением на обе стороны заготовки наносят защитный слой лака. В процессе механической обработки платы загрязняются. Для уст­ранения загрязнения отверстия   подвергаются   гидроабразивному воздействию, что позволяет удалить заусенцы на фольге, образую­щиеся при сверлении, и очистить от эпоксидной смолы торцы кон­тактных площадок внутренних слоев. При большом числе отверстий целесообразно применять ультразвуковую очистку, которая обеспе­чивает интенсивное перемешивание раствора за счет акустических течений и повышенную способность проникновения раствора в мель­чайшие отверстия. После очистки и обезжиривания плату промыва­ют в горячей и холодной проточной воде. Затем выполняются химическая и предварительная электролитическая ме­таллизации отверстий и опера­ции для получения рисунка на­ружных слоев (рис. 4.22, г). При окончательной электроли­тической металлизации необходи­мо получить равномерное по тол­щине покрытие в отверстиях с тол­щиной слоя меди не менее 25 мкм (рис. 4.22, д). 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 (рис. 4.22, е). Для обеспечения равномерного травления по­верхность фольги зачищают смесью венской извести и наждачного порошка.

Вследствие травления фольги в отверстиях многослойных плат остается большое количество шлака, который удаляют путем очист­ки при воздействии ультразвуковых колебаний.

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).

Метод металлизации сквозных отверстий с внутренними перехо­дами (рис. 4.23). Этот метод отличается от рассмотренного выше наличием дополнительных операций, связанных со сверлением от­верстий в отдельных слоях платы и их металлизацией.

Рис.   4.23.   Многослойная   печат­ная плата с внутренними перехо­дами:

1 — проводник; 2 — межслойный ди­электрик; 3 — внутренний металлизиро­ванный переход; 4 — металлизирован­ный переход между наружными сло­ями

Рекомендация для Вас - Коэффициент ранговой корреляции.

Технологический процесс изготовления печатных плат субтрактивными методами имеет ряд недостатков: значительный расход медной фольги; боковое подтравливание, ухудшающее механические и электрические характеристики печатных плат; высокая трудоемкость изготовления и ограниченные возможности повышения
плотности монтажа.

С внедрением МПП рост плотности монтажа происходит за счет увеличения числа слоев, а плотность печатного рисунка слоев практически оставалась на прежнем уровне. По технологическим осо­бенностям увеличение числа слоев больше 10...12 является нецеле­сообразным. Многослойные печатные платы обладают высокими техническими и эксплуатационными характеристиками, однако их проектирование и производство сопряжены с большими трудно­стями.

Полуаддитивные методы изготовления позволяют повысит плотность печатного монтажа, значительно уменьшить подтравливание проводников и сократить количество операций технологиче­ского процесса. Стоимость таких плат на 20% ниже стоимости ДПП, изготовленных субтрактивными методами. Основной пробле­мой является повышение качества материалов и технологического оборудования.

Заключительный этап производства печатных плат — контроль механических и электрических свойств. Перед контролем платы подвергаются воздействию нагрузок, которые моделируют условия эксплуатации и транспортировки (удары, вибрации, тепловые воз­действия и др.).

При контроле механических свойств проверяют наличие тре­щин и царапин на металлической фольге, форму отдельных эле­ментов платы, качество соединений проводников с контактными площадками, неплоскостность платы, толщину и непрерывность слоя меди в отверстиях, степень подтравливания проводников, величину адгезии проводников и др. Контроль может быть раз­рушающий (например, изготовление и оценка шлифов) и неразрушающий (визуальный, радиационный и др.).

При контроле электрических свойств, проверяется наличие всех электрических соединений и изоляции между проводниками. Дефекты изоляции возникают вследствие образования перемычек (остатки меди после травления), уменьшения расстояния между проводниками из-за погрешностей оригинала рисунка.