Сверление отверстий.

Для сверления ДПП предпочтение отдается станкам, имею­щим

80000 ─ 110000 об/мин шпинделя с воздушным подшипником.

Биение такого шпинделя не превышает 3 мкм.

Для уменьшения вибрации станки устанавливаются на воз­душные подушки.

Сверление отверстий малых диаметров (от 0,5 до 0,3 мм) тре­бует выполнения некоторых условий:

1. Печатная плата должна быть надежно закреплена;

2. Вакуумный отсос стружки эффективно убирает стружку не только с поверхности платы, но и из отверстия;

3. Подкладка снизу должна быть предварительно рассверлена;

4. Подкладка сверху (лист алюминия 0,2 мм) подкладывается только при наличии большого инструментального разброса;

5. Временная пауза между сверлильными циклами должна быть увеличена с 32 миллисекунд до 90 миллисекунд;

6. Режим резания должен точно соответствовать конструктив­ным особенностям печатной платы.

Требования к качеству просверленных отверстий малого диа­метра в ДПП:

• величина заусенца на краях просверленных отверстий не более 3 5 мкм;

• не допускаются разрывы контактных площадок просверленными отверстиями;

• количество отверстий для смены сверла определяется путем измерения величины притупления режущих кромок сверла, которая должна быть не более 25 мкм;

• после окончания сверления всех отверстий, заложенных в программу, на технологическом поле сигнального слоя по специальной программе сверлятся 8 контрольных точек, по которым производятся измерения после каждой из технологических операций.

Подготовка поверхностей заготовок под наслаивание пленоч­ного фоторезиста с целью удаления заусенцев сверленых отверстий и наростов гальванической меди производится механической зачи­сткой абразивными кругами на установке типа «Реско» с после­дующей химической обработкой в растворе персульфата аммония или механической зачисткой водной пемзовой суспензией на уста­новке типа «Билко».

Практически подтверждено, что такие варианты подготовки обеспечивают необходимую адгезию пленочного фоторезиста к медной поверхности подложки и химическую стойкость защитных изображений на операциях проявления и травления. Кроме того, механическая зачистка пемзой дает матовую однородную поверх­ность с низким отражением света, обеспечивающее более однород­ное экспонирование фоторезиста.

Травление по защитному рисунку металлорезиста проводится в струйной конвейерной установке травления типа Хемкат 568 в меднохлоридном кислом растворе при скорости травления 35-40 мкм/мин.

Время травления определяется максимальной суммарной тол­щиной фольги с гальванически осажденным на поверхности фольги медным слоем. При травлении медных слоев толщиной 70 мкм заужение проводника за счет бокового подтравливания по отношению к размерам на фотошаблоне составляет 50 мкм. Разброс значений ширины проводников составляет примерно ±15 - 50 мкм. Мини­мальная устойчиво воспроизводимая ширина зазора в СПФ-2 тол­щиной 60 мкм - 180 - 200 мкм.

Из сказанного следует, что рассматриваемая технология имеет ограничения по разрешению, т.е. минимально воспроизводимая ши­рина проводников и зазоров порядка 200 - 250 мкм (при толщине проводников 50 мкм).

Для получения логических слоев с металлизированными пере­ходами с более плотным печатным монтажом с шириной проводни­ков 150 мкм и 125 мкм рекомендуется технологический процесс по субтрактивной технологии травлением по металлорезисту (3-й вари­ант субтрактивной технологии) с использованием диэлектрика типа СПТА-5 с тонкомерной фольгой толщиной 5-9 мкм.

В этом случае предварительная металлизация стенок отвер­стий и поверхности фольги заготовок диэлектрика производится на минимально возможную толщину 8-10 мкм.

Металлорезист ПОС-61 удаляется в травильном растворе Композит 603 в струйной конвейерной установке Zinn-Stripper фир­мы Шмид.

• общая сумма погрешностей после сверления металлизируе­мых переходных отверстий не должна превышать 60 80 мкм.

Сверление переходных металлизированных отверстий произ­водится твердосплавными сверлами диаметром от 0,3 мм. Частота вращения шпинделя на воздушных подшипниках не менее 80000 об/мин. Величина подачи 30 мм/сек.

Требуются специально изготовленные постоянные подкладки. Постоянная подкладка подвергается сквозному предварительному сверлению сверлом диаметром на 0,2 мм больше, чем это преду­смотрено в рабочей программе сверления самого изделия. Требуется также подкладка одноразового применения из фольгированного ди­электрика толщиной 0,25 мм.

Сверление диэлектриков с особо тонкой фольгой - при свер­лении таких диэлектриков применяется защитная маска, предохра­няющая поверхность фольги от воздействия прижимного башмака сверлильного станка 25-30 кг/см².

Защитная маска - это подкладка толщиной 0,5 мм из фольги­рованного диэлектрика, просверленная предварительно по рабочей программе. Может быть изготовлена из органического стекла. Если есть проблемы с инструментальным разбросом, то под маску подкладывается тонкий (0,1 мм) алюминиевый лист.

Требования к качеству отверстий малого диаметра, просвер­ленных в ДПП с соотношением толщина платы/диаметр сверла бо­лее чем 10/1:

• перпендикулярность отверстия должна гарантировать от­сутствие разрыва контактной площадки на противополож­ной стороне печатной платы;

• качество стенки просверленного отверстия может быть не одинаковым на входе и выходе отверстия из печатной платы, однако оно должно быть приемлемым и достаточным для последующей обработки отверстия;

• шероховатость стенок просверленных отверстий должна быть не более 30 мкм;

• величина заусенцев на контактных площадках медных сло­ев не более 10 мкм;

• метод извлечения обломка сверла из отверстия должен га­рантировать сохранность этого отверстия для дальнейшей его обработки;

• при двухстороннем сверлении отверстий величина несовпа­дения двух просверленных навстречу друг другу отверстий не должна препятствовать вставлению в отверстие стально­го калибра диаметром на 50 мкм меньше диаметра сверла.

Глубина внедрения в материал платы твердосплавного сверла должна быть меньше длины нарезной части сверла на 2 диаметра сверла.

Разрушение сверла происходит при внедрении его в материал платы на глубину в 13 раз превышающую диаметр сверла.

Сверло ломается при закупоривании стружковыводящей ка­навки и, таким образом, в большинстве случаев глубина сверления ограничивается длиной нарезной части сверла.

Методы глубокого сверления, которые ограничиваются дли­ной нарезной части сверла:

1. Метод обычного сверления всех отверстий, заложенных в программу, до определенной глубины;

2. Метод двухстороннего сверления плат;

3. Метод многоразового сверления одного и того же отвер­стия.

Метод сверления, последовательно наращиваемой толщины печатной платы: для первого сверления выбирается толщина, кото­рая надежно, без поломок сверл просверливается на сверлильном станке. Для второго сверления сверху приклеивается плата (или ее часть) такой же толщины и просверливается по той же программе, и так далее. Достоинством метода является очень большая (до 50:1 и больше) глубина сверления и возможность сверхглубокого сверле­ния обычными стандартными сверлами.

При сверлении до глубины 15:1 двухлезвийными сверлами наблюдается инструментальный разброс по поверхности до 20 - 15 мкм и увод сверла на противоположной стороне платы до 15 - 25 мкм. Инструментальный разброс хорошо компенсируется алюми­ниевым листом 0,15 - 0,2 мм, накладываемым сверху. Увод сверла полностью компенсируется применением трехлезвийных сверл.

Сложные платы с большими толщинами сверлятся поодиноч­ке.

Базовые отверстия двухсторонних плат могут изготавливаться в кондукторах и непосредственно на сверлильных станках.

Качество стенок просверленных отверстий трехлезвийными сверлами мало отличается от качества отверстий, просверленных двухлезвийными сверлами. Трехлезвийные сверла имеют прочную перемычку, хорошо выдерживают обороты шпинделя в 11000 -120000, практически бесшумные в работе, но сложны в перезаточке.