63593 (588986), страница 7

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

Текст из файла (страница 7)

Недостатком электрохимических способов является длительное воздействие химических реагентов на материал платы (около 120 мин в течение цикла изготовления). Этот недостаток устраняет метод гальванического переноса, когда на временном основании (обычно пластина из нержавеющей стали) создается схема печатных проводников, адгезия которых с основанием незначительна. Эта схема переносится на постоянное основание из диэлектрика, поверхность которого для создания шероховатости подвергается дополнительной обработке с нанесением слоя клея БФ-2. Перенос осуществляется путем совмещения временного основания с изоляционным. Под давлением проводники приклеиваются к плате. Этот метод, однако, не нашел широкого применения вследствие сложности процесса и низкой производительности.

Основное преимущество электрохимических методов заключается в возможности металлизации отверстий одновременно с получением проводников. При этом применяется достаточно простое оборудование и обеспечивается рациональное расходование металла. Недостатками метода являются низкая рассеивающая способность (0,5—0,8 линий/мм) и низкая прочность сцепления проводников с основанием (1 МПа).

Электрохимические методы находят применение главным образом в опытном и мелкосерийном производстве — при изготовлении двусторонних печатных плат с большим числом переходов.

9.3 Комбинированный метод

Комбинированный метод печатного монтажа заключается в получении проводников путем травления фольгированного диэлектрика и металлизации отверстий электрохимическим способом (табл. 9.3.1). Травление медной фольги с пробельных участков производят или до металлизации отверстий (негативный процесс) или после металлизации отверстий (позитивный процесс).

При негативном процессе диэлектрик находится в менее благоприятных условиях. Вследствие воздействия растворов и электролитов ухудшается сцепление диэлектрика с фольгой.

Таблица 9.3.1

Основные этапы технологического процесса изготовления печатных плат комбинированным способом.

Негативный процесс	Позитивный процесс
Резка заготовки из фольгированного диэлектрика. Пробивка или сверление технологических отверстий. Снятие заусенцев по периметру заготовки
Подготовка поверхности фольги: зачистка, обезжиривание, травление, декапирование, промывка
Нанесение на влажностные заготовки светочуствительной эмульсии (два слоя) на основе поливинилового спирта
Экспонирование изображения схемы проводников с негатива	Экспонирование изображения схемы проводников с позитива
Проявление схемы. Химическое и термическое дубление. Ретуширование схемы для устранения дефектов эмульсионного слоя
Травление хлорным железом	Нанесение двух слоев защитного лака для предохранения поверхности фольги при химической обработке
Снятие задубленного слоя в растворе щавелевой кислоты	Сверление отверстий по рисунку схемы или по кондуктору. Продувка отверстий для удаления стружки и пыли
Нанесение защитного лака	Химическая обработка отверстий (активирование) и химическое меднение)
Сверление отверстий, подлежащих металлизации, зенковка с двух сторон. Продувка отверстий для удаления стружки и пыли	Снятие защитного слоя лака
Химическая обработка отверстий (активирование и химическое меднение)	Гальваническое меднение схемы. Ретуширование схемы
Снятие защитного слоя. Обезжиривание	Гальваническое серебрение схемы
Декапирование в соляной кислоте	Снятие задубленного слоя. Травление в растворе хлорного железа
Механическая зачистка (крацевка). Промывка
Покрытие проводников сплавом Розе (32% РЬ; 16% Sn; 52% Bi)
Покрытие лакофлюсом на основе полиэфирной смолы (два слоя) Сушка при 70—80 °С в течение двух часов
Механическая обработка по контору
Окончательный контроль

При позитивном процессе диэлектрик находится в более благоприятных условиях, так как фольга предохраняет его от действия электролита. Однако в этом случае происходит пассивация поверхности металла внутри отверстий при травлении фольги. Наличие пассивной пленки затрудняет пайку, так как металл не смачивается припоем.

Комбинированный способ особенно целесообразно применять при использовании в качестве оснований фольгированного стеклотекстолита.

Комбинированные методы широко применяются при производстве двусторонних печатных плат.

Контроль плат производят после основных операций технологического процесса, что обеспечивает быстрое обнаружение и устранение причин брака. Качество фотооригинала, негатива, диапозитива и нанесение схемы проверяют визуально.

Причинами брака при нанесении защитного слоя могут быть: повышенная или пониженная вязкость эмульсии, слишком высокая температура сушки или воды при проявлении и др.

Типичными причинами брака при получении проводников электрохимическими методами являются плохая подготовка поверхности, недостаточная или избыточная плотность тока и другие, а химическими — истощение травящего раствора, недостаточное или избыточное время травления и др.

После механической обработки плата проверяется на наличие трещин и сколов на краях платы и в отверстиях, отслоение печатных проводников в зоне отверстий, по качеству поверхности и короблению платы.

Готовую плату проверяют визуально. Печатные проводники должны быть четкими — с ровными краями, без вздутий, заусениц, отслаивания. Целостность электрических цепей устанавливают методом прозвонки.

Контроль электрических и механических характеристик платы осуществляется при тех условиях внешнего воздействия, в которых будет работать плата. При этом используются термобарокамеры, камеры влажности, холода и комплексные стенды. Режимы проверки устанавливаются техническими условиями.

Для проверки электрической прочности используются пробойно-испытательные установки с плавной регулировкой входного напряжения, которое увеличивают с постоянной скоростью до возникновения пробоя.

Низкое сопротивление изоляции получается из-за загрязнения поверхности флюсом. Этот дефект можно обнаружить, если проверку производить в условиях повышенной влажности. При этом флюс образует токопроводящие соединения.

Прочность сцепления проводников проверяют на заготовках печатной платы. В отдельных случаях на печатной плате предусматривают контрольную полоску длиной 10 мм и шириной 2 мм, к которой сплавом Вуда припаивается серьга. Отрыв серьги осуществляется на разрывной машине или специальных установках. Постоянство угла отрыва (90°) обеспечивается применением специальных приспособлений.

10. ТЕХНОЛОГИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО МОНТАЖА

Особенностью современного производства электронных устройств является все более широкое применение больших и сверхбольших интегральных схем (БИС и СБИС). При этом существенно возрастает количество выводов каждой схемы, расстояния между выводами уменьшаются с 2,5мм до 0,625мм и менее [13].

Установка многовыводных корпусов БИС И СБИС на печатные платы технически и экономически более эффективна не в сквозные отверстия, а на контактные площадки, расположенные на поверхности печатных плат.

Этим объясняется все боле широкий переход от монтажа компонентов в отверстия (PTH - Plated Through Hole) к технологии поверхностного монтажа (SMT - Surface Mount Technology).

Вместе с тем, в большинстве серийных электронных блоков применяют как поверхностный монтаж, так и монтаж в отверстия. Это связано с тем, что конструкции ряда компонентов не пригодны для поверхностного монтажа. В устройствах, работающих в условиях ударных и вибрационных перегрузок, предпочитают монтаж в отверстия из-за более надежного крепления компонентов.

Навесные компоненты для поверхностного монтажа, намного меньше, чем их традиционные эквиваленты, которые монтируются в отверстия. Вместо длинных выводов, как у корпусов, монтируемых в отверстия, они имеют очень короткие выводы или просто внешние контактные площадки. Такие компоненты закрепляются на верхней (или нижней) стороне коммутационной платы при совмещении их выводов или внешних контактов с контактными площадками.

Преимущества SMT:

• меньшие размеры компонентов приводят к уменьшению размеров плат. Это уменьшает себестоимость. Типичное SMT преобразование уменьшает пространство на плате до 30 % размера за счет отсутствия отверстий.

• большее количество функциональных возможностей компоновки SMT элементов.

• компоненты могут легко размещаться с обеих сторон платы, что увеличивает плотность размещения.

• меньшая масса изделия и более низкий профиль изделия могут улучшать вибро- и ударопрочностные свойства.

• Некоторые более новые компоненты доступны только в SMT корпусах.

1. Недостатки SMT:

• платы с SMT компонентами требуют специальной разработки и автоматизированного проектирования;

• у печатных плат SMT высокие требования к допускам и качеству изготовления;

• применение SMT компонентов для изготовления печатных плат является экономически оправданным при наличии оборудования автоматизации сборки;

• Некоторые разработки требуют применения DIP компонентов. Для сборки таких плат приходиться применять автоматическую установку SMT компонентов, что увеличивает издержки на выполнение дополнительных сборочных шагов. В таких случаях, есть такие платы, реализация которых на DIP компонентах имела бы меньшую стоимость сборочной операции.

• При применении SMT появляются дополнительные издержки на программирование процесса автоматизации сборки и изготовление трафаретов.

10.1 Типы SMT сборок

В электронной промышленности существует шесть общих типов SMT сборки, каждому из которых соответствует свой порядок производства. Когда разработчик выбирает тип сборки, его целью должна быть минимизация числа операций, так как каждая операция увеличивает промышленную стоимость. Существует специальный стандарт (National Technology Roadmap for Electronic), в котором представлены основные виды сборок, разбитые по классам.

Существуют следующие схемы поверхностного монтажа:

• Тип 1 - монтируемые компоненты установлены только на верхнюю сторону;

• Тип 2 - монтируемые компоненты установлены на обе стороны платы;

• Класс А - только through-hole (монтируемые в отверстия) компоненты;

• Класс В - только поверхностно монтируемые компоненты (SMD);

• Класс С - смешанная: монтируемые в отверстия и поверхностно монтируемы компоненты;

• Класс Х - комплексно-смешанная сборка: through-hole, SMD, fine pitch, BGA;

• Класс Y - комплексно-смешанная сборка: through-hole, surface mount, Ultra fine pitch, CSP

• Класс Z - комплексно-смешанная сборка: through-hole, Ultra fine pitch, COB, Flip Chip, TCP;

1. Варианты схем поверхностного монтажа:

2. 1. SMT - Только верхная сторона

Рис 10.1.1 – Установка SMT элементов на одну сторону платы

Характеристики

Список файлов ВКР