Пирогова Е.В.- Проектирование и технология печатных плат (1072331), страница 68
Текст из файла (страница 68)
Излучение лазера проникает через металлическое покрытие, вызывает мгновенное испарение полиимида, приводящее к удалению металла с поверхности; 5) синхронное перемещение загоп>вки и хромовой маски при помощи отдельных координатных столов на соседний участок поверхности и его лазерная обработка; 6) химическое осаждение меди, никеля или золота на сформированный проводящий рисунок заготовки ПП, и получение проводников шириной более 15 мкм и толщиной порядка нескольких микрометров.
6.6З. Паяльная маска Паяльная маска предназначена для защиты всей поверхности ПП кроме контактных площадок от воздействия расплавленного припоя и флюса при групповых процессах пайки ЭРИ и ПМК и проводники от перегрева. Паяльная маска наносится на всю поверхность ПП за исключением контактных площадок и металлизированных отверстий, которые при групповых процессах пайки ЭРИ будут контактировать с расплавленным припоем.
Таким образом, обеспечивается значительная экономия припоя, так как припой во время пайки не осаждается на печатные проводники. Кроме того, паяльная маска защищает стеклоэпоксидную основу ПП, которая не обладает высокой теплостойкостью при температурах пайки (250+ 10) 'С, от поверхностной деструкции диэлектрика.
Паяльные маски по способу формирования рисунка бывают двух основных типоьч ° наносимые через трафарет (способ трафаретной печати); ° фотопроявляемые (фотолитографический способ). 340 Глава 5. Оепавпые этапы аэгвтввлепал печатных плат Нанесение паяльной маски в виде жидкого эпоксидного композига через трафарет, отверждаемой термически или ультрафиолетовым излучением, имеет ограниченную точность порядка (+0,38) мм (0,015") и низкую разрешающую способность. Низкая точность трафаретной печати объясняется тем, что необходимо обеспечить определенное расстояние (дистанцию отрыва) между ПП и трафаретом для получения четкого несмазанного изображения. Наличие этого зазора приводит к прогибу трафарета во время продавливания маски через него и ограничивает точность нанесения.
Трафаретный способ печати используют при изготовдлении ПП общего применения. Фотопроявляемая паяльная маска бывает жидкой (1.к!п1! РЬого 1п айеаЫе — 1.Р1) и сухой (Огу 01ш зо1деппазк — ОРИ). Наносимая в жидком состоянии паяльная маска лучше, чем сухая пленочная, защищает проводники, особенно при высокой плотности рисунка. Точность нанесения маски фотолитографическим способом составляет (+О,! 3) мм (0,005").
Фотопроявляемые паяльные маски применяют в прецизионных ПП, когда требуется высокая точность нанесения рисунка. Однако фото- проявляемые паяльные маски требуют более сложных химических процессов и больших затрат. Из жидких паяльных масок в настоящее время применяют: ° однокомпонентную защитную паяльную маску (Л~ 1200 1.Ч фирмы Соа1ез С!гсий Ргодас! УФ-отверждения, которая наносится сеткографическим способом на медную поверхность толщиной 12...15 мкм на сеткографических полуавтоматах или автоматах. Она устойчива к припою или горячему лужению НА!.
в течение 1О с при Г= 260 'С; класс горючести — Ч-0 по (Л.94; сопротивление изоляции 5 1О" Ом; ° двухкомпонентную жидкую фоточувствительную защитную паяльную маску 1шайесиге ХЧ-501 ТБМ фирмы Соа1ез С!гсп!1 Ргос$ас1,— термоотверждаемая, водо-щелочного проявления, наносится сеткографическим способом и после термического отверждения образует полуматовую повсрхность; ° двухкомпонентную жидкую фоточувствительную защитную паяльную маску ОРЖ.5600, фирмы ТОК и др. Для нанесения жидкой паяльной маски используют специальные установки для нанесения, например, НХПЗКТЕК ЕАЯУ-РК(НТ 1827 — для ПП размером до 500 х 700 мм (9100 долл.), а для сушки — установки конвейерной конвекционной сушки ПП, покрытых жидкой защитной паяльной маской, например,"Н.ГПЗКТЕК ТНЕКМО-МАТ1С 1 2/О А(ЗТ.
МОО. 2727, производительностью !05 ПП/ч (75 000 долл.), а также конвекционные сушильные печи для разных размеров ПП. .В настоящее время также применяются сухие защитнь1е фотографические маски, например: ° Оупашазк КМ фирмы Яир!еу — сухая пленочная глянцевая темно-зеленая паяльная маска на основе эпоксидных смол, водо-щелочного проявления, УФ-отверждения с последующим термическим. Применяется только для жестких ПП. Толщина — 62,5; 75; 100 мкм.
Выбор толщины маски зависит от толщины проводников; Иамееемае зам!итиого реев«4а и деле»мое доведи ма ПП 341 СПФ вЂ” «Защита», Россия (ТУ16-504.049) толщиной до 100 мкм— для защиты проводников от обслуживания при пайке волной припоя и др. Возможны два варианта нанесения паяльной маски: 1) после операции оплавления сплава олово — свинец — этот процесс называется «маска поверх оплавленного припоя» или «зо!бег таза очег !1п-1еаб» (БМОТ1:процесс); 2) после удаления травильного резиста с токопроводящих участков.
Этот процесс называется «маска поверх открытой меди» или «зо1дег таза очег Ьаге соррег» (ЗМОВС-процесс). В первом варианте при пайке ЭРИ волной припоя происходит расплавление припоя, находящегося под маской, а также вспучивание и разрушение самой защитной маски. Кроме того, существует вероятность образования перемычек припоя между соседними проводниками при высокой плотности монтажа Преимуществом ЗМОТ1;процесса является более надежная зашита проводников оплавленным припоем, которая необходима для ПП, работающих в условиях повышенной влажности. Во втором варианте (БМОВБ-процесс) таких проблем не существует, так как под защитной маской нет припоя.
Печатные платы для поверхностного монтажа обь|чно изготавливают по ЗМОВЗ-технологии. Это связано с высокой плотностью монтажа, необходимостью предотвращения растекания маски и ее смещения на контактные площадки. Применение ЗМОВБ-процесса связано также с жесткими экологическими ограничениями по свинцу, необходимостью очистки отработанной воды при применении свинца и затратами на приобретение соответствующего оборудования.
Нанесение сухой паяльной маски производят на ламинаторах. Например, вакуумный ламинатор марки 1Ут'ХАСИМ Зо1дег Маяк фирмы Тл)око! (Англия) для нанесения защитной маски СПФ состоит из ламинатора и вакуумной установки; ширина ламинирования составляет до 610 мм, толщина материала — до 6 мм; скоростью нанесения — дд 5 м/мин, цикл вакуумирования — 20 с.
Пленка полностью облегает выступающие провсдники и исключается проникновение влаги в зазоры между ФР и основанием ПП. При изготовлении ФШ необходимо, чтобы диаметр «окна», образовавшегося после проявления, был больше диаметра КП (табл. 5.22). Табееаа Д22 Зависимость дмамюра «окав» от диаметра моотажвото отворотив 34л Глава 5, Осавваыв эаитаы азготповлваия аввааиакк алапз 5.1.
Травление меди с пробельных мест Травление в производстве ПП вЂ” процесс химического разрушения металла (в основном меди) в результате действия жидких или газообразных травителей на участки поверхности заготовки незащищенные защитной маской (травильным резистом). Травление представляет собой сложный окислительно-восстановительный процесс, который применяют для формирования проводящего рисунка ПП путем удаления меди с незащищенных травильным резистом участков. Это одна из основных операций изготовления ПП, так как на ней происходит формирование рисунка печатных элементов (проводников, контактных площадок и пр.), точность выполнения которых влияет на электрические характеристики ПП.
Кроме того, брак на этой операции (растравливание проводников, уменьшение ширины за счет подтравливания проводников, площади поперечного сечения и пр.) является необратимым. Одним из дефектов при травлении является боковое подтравливание проводников и контактных площадок (рис. 5.39). Рис. 5.39. Сечение проводника после травления: 1 — ширина проводника по рабочему ФШ; 2 — ширина проводника; 3 — осккаение мсталлорезиста; 4 — материал основания; 5 — под- травливание; б — разрастание; у — нависание; 8 — проводник Величина боковощ подтравливания оценивается фактором травления, который представляет собой отношение толщины проводника 8 к величине подтравливания проводника 5.
Величина псдтравливания составляет примерно 40...70% от толщины медного слоя, что приводит к зауживанию проводников и нависанию травильного резиста. Эти явления необходимо учитывать при конструировании, в частности, при выборе толщины медной фольги. Применение материалов с тонкомерной медной фольгой (5 мкм) значительно снижает боковое подтравливание.
В качестве травильных радистов применяют. ° трафаретную краску, которая наносится сеткографическим способом; ° фоторезист (СПФ или жидкий) — фотохимический слособ нанесения; ° металлорезист (олово — свинец, олово, свинец, золото и др.), который наносится электрохимическим способом. Основными этапами процесса химического травления являются: ° подготовка поверхности для удаления остатков недопроявленного фоторезиста, жировых пятен, оксидных слоев для обеспечения равномерности травления меди; давление меди с иребеевяасх меев ° химическое травление, в котором главную роль играет травильный раствор, как окислитель; я промывка; ° осветление поверхности металлорезиста (при необходимости) в рас- творах на основе кислот или тиомочевины; ° удаление защитного слоя фоторезиста, трафаретной краски или метаплорезиста (в БМОВБ-процессах); способ удаления определяется типом травильного резиста: растворы соляной кислоты, перекиси водорода, органические распюрители с дополнительным механическим воздействием щетками.
Химическое травление меди может выполняться несколькими способами: ° погружением в травильный раствор; недостатки: большое подтравливание проводников, так как раствор воздействует со всех сторон; низкая производительность; ° наплескиванием травильного раствора; недостаток — низкий коэф- фициент использования раствора; ° струйное травление; достоинства: высокая скорость травления, активное использование всего раствора, незначительное подтравливание, так как раствор воздействует почти перпендикулярно поверхности заготовки и практически не попадает сбоку на торцы проводников; недостаток — разное качество травления на верхней и нижней сторонах заготовки вследствие неодинаковых условий динамического воздействия раствора (сверху — пленка, снизу — капли); ° травление на установках с вертикальным положением заготовки во время травления; достоинства: высокое качеспю при травлении затотовок с минимальными размерами элементов печатного монтажа; недостаток — необходимость использования платодержателей.
В результате химического травления участки меди, незащищенные травильным резистом, вытравливаются травильным раствором, и на заготовках остаются только токопроводяшие учаспси (рис. 5.40). Для получения тонких проводников толщиной 0,08...0,05 мм, необходимых для монтажа ПМК с малым шагом выводов, возможно применение полуаддитивного метода с днфференциальныы травлением, практически исключающим боковое псдтравливание проводников. Сущность его заключается в том, что поверхность проводников на операции травления не защищена травильным резистом, и медь стравливается на толщину фольги (или нанесенного подслоя химической меди) на 5 мкм по всей поверхности ПП.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
