Ушаков_ТПЭВМ (562163), страница 20

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 20)

позитивным методом

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. 12.20). После покрытия вдоль всего проводника образуются нависающие 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 соседний проводников.

Электрохимический (полуаддитивный) метод. Данный метод применяют для изготовления ДПП с высокой плотностью токопроводящего рисунка (табл. 12.1). Основное отличие от комбинирован­ного позитивного метода заключается в использовании нефольгиро-ванного 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. 12.21). Основные операции технологиче­ского процесса получения печатных проводников показаны на рис. 12.22.

Заготовки из фольгированного диэлектрика отрезают с при­пуском 30 мм на сторону (рис. 12.22, 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. 12.22, б) 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 50% термоактивной эпоксидной смолы.

Прессование пакета (рис. 12.22, в) осуществляется горя­чим способом. Приспособление с пакетом слоев устанавливают на плиты пресса, подогретые на 120…130°С. Первый цикл прессования осуществляется про давлении 0,5 МПа и выдерживает 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 каждой миллиметр толщины платы. Охлаждение ведется без снижения давления.

Рис. 12.21. Схема типового технологического процесса изготовления МПП методом металлизации сквозных отверстий

Совмещение отдельных слоев произво­дят по базовым отверстиям.

Рис. 12.22. Основные этапы получения печатных проводников МПП:

а - изготовление заготовок фольгированного материала и стеклоткани; б - получение рисунка схемы внутренних слоев; в - прессование многослойной печатной платы; 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 сжатия 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. 12.22, г).

При окончательной электроли­тической металлизации необходи­мо получить равномерное по тол­щине покрытие в отверстиях с тол­щиной слоя меди не менее 25 мкм (рис. 12.22, д). Все наружные, по­верхности платы, не защищенные фоторезистом, и отверстия покры­вают защитным сплавом «оло­во - свинец». После этого фоторезистивную маску удаляют.

Рис. 12.23. Многослойная печат­ная плата с внутренними перехо­дами:

1 - проводник; 2 - межслойный ди­электрик;

3 – внутренний металлизиро­ванный переход;

4 - металлизированный переход между наружными сло­ями

Схему проводников на наружных слоях получают травлени­ем (рис. 12.22, 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. 12.23). Этот метод отличается от рассмотренного выше наличием дополнительных операций, связанных со сверлением от­верстий в отдельных слоях платы и их металлизацией.

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.

Автоматизированные устройства контроля. Для контроля электрических свойств печатных плат широко применяют автоматизи­рованные устройства контроля с использованием ЭВМ.

Структурная схема установки для автоматизированного конт­роля печатных плат приведена на рис. 12.24. Установка фиксиру­ет обрыв цепи и короткие замыкания проводников, обеспечивает подключение 1024 контрольных точек [7].

Программное обеспечение построено на базе микроЭВМ, на­копителя на гибком магнитном диске (ГМД), дисплея и устрой­ства печати. В состав программного обеспечения входят управ­ляющая программа, оперативная система управления режимами, программа контроля установки. Тест контроля предусматривает выдачу команд управления после подключения к контактному устройству (КУ): коммутатора точек (КТ) и приборов (КП), ис­точников тока и напряжения (ИТН), измерительной системы (ИС) и алфавитно-цифрового преобразователя (АЦП).

Заключение о годности платы формируется управляющей про­граммой, которая проверяет правильность передачи информа­ции через КП в ИС и сохраняет информацию до получения резуль­татов измерения. После окончания контроля выдается сообщение о годности платы на терминал. В процессе работы установки осу­ществляется самоконтроль измерительной системы с помощью эталонной платы и испытательной программы.

Оптические методы контроля. Эти методы являются весьма перспективными, позволяют обнаружить дефекты любого типа и обеспечивают высокую производительность контроля. Они яв­ляются. бесконтактными, так как контролируется не сама ПП, а ее изображение. При этом проверяются ширина проводников и расстояние между ними, наличие разрывов и замыканий проводни­ков, отслоение проводников от подложки. Общим для всех оптических методов контроля является наличие источника излучения, освещающего ПП, и приемника, преобразующего оптический сиг­нал в электрический. Основной задачей контроля ПП является получение изображения рисунка проводников с необходимой контрастностью. Методы контроля различаются способом сравнения контролируемого объекта с эталоном, а также формой представ­ления эталона (в дискретной или аналоговой форме).

Характеристики

Список файлов книги