Конспект из 10 лекций, преподаватель Добряков Виктор Александрович (5)

Посмотреть архив целиком

ТЕМА 5

ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПП


При рассмотрении методов изготовления ПП мы коротко останавливались на схемах технологических процессов субтрактивной и аддитивной технологии включая следующие основные типовые технологические операции:

  1. -заготовительные операции;

  2. -образование монтажных и переходных отверстий;

  3. -подготовка поверхности заготовок;

  4. -химическая металлизация;

  5. -гальваническая металлизация;

  6. -формирование рисунка схемы (нанесение рисунка и травление пробельных мест, оплавление металлорезиста и горячее облуживание);

  7. -финишные операции.


1. ЗАГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ


К заготовительным операциям относят

  • раскрой заготовок

  • разрезку материала

  • выполнение базовых отверстий на заготовках


При раскрое заготовок необходимо предусматривать припуск на технологическое поле.

Для ОПП и ГПП припуск составляет 2-5мм. Для МПП и ДПП технологическое поле должно иметь 20-30мм.

Технологическое поле используется для совмещения слоев и базирования плат в процессе образования переходных и монтажных отверстий), а также для маркировки ПП и технологических проверок.

Раскрой заготовок (обычно 500х700мм) должен предусматривать минимальные отходы материала.

Малогабаритные платы (до 100мм) размещают на групповой заготовке с расстоянием 5-10мм между ними для последующей разрезки.


Разрезка материала может осуществляться с помощью штамповки, гильотинных и роликовых ножниц.

В крупносерийном производстве разрезку материала выполняют штамповкой в специальных штампах с одновременной пробивкой базовых отверстий на технологическом поле.

Вырубные штампы изготавливают из металлокерамических твердых сплавов марок ВК-15 или ВК-20.

В серийном и мелкосерийном производстве получили широкое распространение одно- и много- ножевые роликовые ножницы, на которых материал сначала режется на полосы, а затем на заготовки.

Современные установки имеют скорость резания 1,5-2,0 м/мин в зависимости от толщины материала (0,1-3 мм).

Разрезку основных и вспомогательных материалов (кабельная бумага, прокладочная стеклоткань) для МПП в мелкосерийном и единичном производстве осуществляют с помощью гильотинных ножниц.

Базовые отверстия могут быть получены методом штамповки (пробивки) или сверлением. Диаметр базовых отверстий 4-6 мм. Точность выполнения базовых отверстий и их взаимное расположение зависит от класса точности монтажа ПП :

Классы 1 2 3


Предельное отклонение

межцентрового расстояния (мм) + 0,05 + 0,03 +0,02

При изготовлении ПП 1 класса базовые отверстия получают методом штамповки.

Точность для 2 и 3 классов обеспечивают сверлением базовых отверстий на станках с ЧПУ.

Один из вариантов таких станков -"Шмоль" ФРГ позволяет в 2-3 раза повысить производительность операции, исключает при этом ошибки оператора и гарантирует высокую точность.


2. ОБРАЗОВАНИЕ МОНТАЖНЫХ И ПЕРЕХОДНЫХ ОТВЕРСТИЙ


Существует два метода: пробивка и сверление.


Пробивку отверстий на специальных штампах производят в тех случаях, когда отверстия в дальнейшем не подвергаются металлизации (она невозможна из-за неровностей в стенках отверстий).

Для улучшения качества пробивки и предохранения фольги от повреждения между штампом и заготовкой располагают прокладку из картона, которая обеспечивает равномерный прижим материала в зоне пробивки и предохраняет пуансоны от налипания на них стружки.

Для уменьшения усилия пробивки и повышения чистоты среза заготовку предварительно нагревают до 80-100С.

Несмотря на высокую производительность штамповки, качество получаемых отверстий в слоистых пластиках не удовлетворяет требованиям к металлизируемым отверстиям.


Сверление обеспечивает более высокое качество отверстий и одновременно их высокую точность.

Получение отверстий сверлением возможно на одно шпиндельных и многошпиндельных станках.

При сверлении "вручную" используется разметка или оптическое наведение сверла на центр контактной площадки.

Переход на обработку отверстий до образования рисунка схемы, а также стремление сократить объем ручного труда привели к использованию сверлильных станков с ЧПУ. Управляющие носители (перфолента, магнитная лента) для станка с ЧПУ получают либо с помощью программатора, вручную "скалывая" координаты отверстий с фотошаблона, либо автоматически при использовании САПР для конструирования печатных плат.

Программатор представляет собой установку с прецизионным координатным столом на шариковых направляющих или воздушной подушке, на котором закрепляют фотошаблон или эталон платы. Установка снабжена оптической системой с выводом изображения рисунка на увеличивающий экран, системами управления, отсчета размеров и т.п.


3. ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВОК


Подготовку поверхности осуществляют на многих этапах ТП производства ПП.

Например: подготовка поверхности фольги диэлектрика, подготовка поверхности металлизированных поверхностей, подготовка диэлектрических поверхностей с проводящим рисунком и т.д.

Подготовка поверхности включает:

  • механическую, химическую или комбинированную очистку поверхности от окислов, остатков смазки и других загрязнений

  • щелочное обезжиривание поверхности моющими средствами

  • водную промывку

  • сушку поверхности

  • контроль качества поверхности

Механизированную механическую очистку поверхности производят вращающимися капроновыми или нейлоновыми щетками с подачей абразивной смеси. Тонкие слои МПП очищают струями абразивной смеси. При изготовлении ПП аддитивным и полуаддитивным методами необходимо не только очистить поверхность диэлектрика, но и придать заданную шероховатость с помощью набухания поверхностного слоя адгезии и последующего вытравливания частиц каучука с поверхности.

Качество подготовки поверхности под металлизацию контролируют путем определения прочности сцепления металлического покрытия с диэлектриком на технологическом поле плат.


4. ХИМИЧЕСКАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ ДИЭЛЕКТРИКА


Включает последовательность химических операций осаждения меди в качестве подслоя для гальванической металлизации или в качестве основного слоя путем толстослойного химического меднения для аддитивного метода.

При формировании основного слоя гальваническим методом создается тонкий слой меди 0,25-1мм, который используется в качестве подслоя для последующей гальванической металлизации (субтрактивный и полуаддитивный методы изготовления ПП).

Химическое осаждение токопроводящего подслоя необходимо для подключения заготовки плат к катоду электрической ванны при гальваническом осаждении.

  • Для придания диэлектрику способности металлизации производят сенсибилизацию и активацию поверхности.

Сенсибилизация - формирование на поверхности диэлектрика пленки ионов двухвалентного олова Sn+2, являющихся восстановителем для ионов активатора металлизации. Платы обрабатывают в растворе двухлористого олова SnCL и соляной кислоты HCL с соотношением 1:4 в течение 5-7мин, а затем промывают в дисцилированной воде. В результате образуется устойчивая пленка - гидрооксид соли.

Активация - обработка поверхности растворами солей благородных металлов (преимущественно палладия Pd). При этом на поверхности создается тонкая пленка металлического палладия, способствующая последующему осаждению меди.

Химическое осаждение происходит вследствие восстановления ионов двухвалентной меди Cu из ее комплексных солей на активированных поверхностях. Активатор обеспечивает центры кристаллизации.

В состав растворов для химической металлизации входят:

  • соли меди ( источник двухвалентных ионов Cu )

  • соли никеля - для более прочного сцепления меди с диэлектриком

  • комплексообразователь - предотвращает выпадение гидроокиси металла в осадок.

  • формалин - восстановитель

  • сода - для повышения скорости меднения

  • различные добавки (стабилизаторы ) - улучшают качество медного слоя.

Для химического осаждения применяют растворы с высокой концентрацией (Vосаждения 5мкм/час) и слабоконцентрированные (Vосаждения 1мкм/час).

Процесс идет с плавным покачиванием ПП для улучшения промывания и удаления образующегося водорода. Слой меди должен быть плотным, мелкозернистым, без разрывов и царапин, светло-розового цвета. Слой имеет в своем составе 99,8% меди.

Химическое меднение производят в специальных автооператорных линиях с набором ванн, изготовленных из химически стойких материалов. Контроль процессов производится с помощью ЭВМ, которая анализирует параметры ТП и с помощью исполнительных устройств корректирует его.


5 ГАЛЬВАНИЧЕСКАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ


Применяется для:

  • предварительного увеличения тонкого слоя химической меди до толщины 5-8мкм с целью последующего нанесения проводящего рисунка схемы,

  • образование проводящего рисунка схемы с толщиной меди в отверстиях толщиной - 25мкм;

  • нанесения металлорезиста ( сплава олово-свинец) - 8-20мкм, с целью защиты проводящего рисунка при травлении плат,

  • защиты от коррозии и обеспечение хорошей проводимости;

  • создания специальных покрытий (защитных) на концевых печатных контактах. Обычно используют благородные металлы (палладий, золото и т.д.) толщиной 2-5мкм.

Основой электролита является водный раствор солей, осаждающих металл ввиде положительных ионов. Необходимые для восстановления электроны поступают от внешнего источника тока. Под действием внешнего напряжения ионы металла движутся к катоду, присоединяя по пути электроны, и осаждаются на катоде как нейтральные атомы Cu + 2eCu

Металлизируемые платы подвешиваются на специальные подвески (тоководы) и помещаются в ванну с электролитом между двумя анодами (если осаждается медь, то аноды медные).

Для предотвращения образования шлама (продуктов разрушения анода) аноды помещают в специальные чехлы из хлориновой ткани. В качестве катода используется металлизированная часть платы. Контакты электродов должны находиться выше уровня электролита в ванне.


Случайные файлы

Файл
183807.rtf
13840.rtf
7002-1.rtf
ref-14000.doc
47503.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.