Способы формирования рисунка и создания токопроводящего покрытия в печатных платах

По способу формирования рисунка и создания токопроводящего покрытия методы изготовления печатных плат разделяются на две группы:

• субстрактивные

• аддитивные

Рис22.1. Классификация методов изготовления печатных плат

В субстрактивных методах (основных) в качестве основания для печатных плат используются фольгированные диэлектрики, на которых проводящий рисунок формируется путем химического уда­ления фольги с непроводящих участков. Дополнительная хими­ко-гальваническая металлизация монтажных

отверстий привела к созданию комбинированных методов изготовления печатных плат. Эта группа методов занимает доминирующее положение, так как для их реализации разработаны высококачественные материалы с уменьшенной толщиной фольги и автоматизированные линии про­изводства.

Аддитивные методы основаны на избирательном осаждении токопроводящего покрытия на диэлектрическое основание. По сравнению с субстрактивными они обладают следующими преимуще­ствами: повышают плотность печатного монтажа (ширина провод­ников и пробельных участков составляет 0,13...0,15 мм и менее); устраняют подтравливание элементов печатного монтажа; экономят медь, химикаты для травления и снижают затраты на нейтрализацию сточных вод; упрощают технологический процесс благодаря устра­нению ряда технологических операций; улучшают равномерность толщины металлизированного слоя в отверстиях; уменьшают дли­тельность производственного процесса и повышают его экономич­ность. Несмотря на описанные преимущества применение адди­тивных методов в массовом производстве ограничено низкой ско­ростью процесса химической металлизации, интенсивным воздей­ствием электролитов на диэлектрик, трудностью получения метал­лических покрытий с высокой адгезией к основанию.

По способу создания токопроводящего покрытия аддитивные ме­тоды разделяются на химические (аддитивные) и химико-гальванические (полу­аддитивные). При химическом методе на каталитически активных участках поверхности заготовки происходит химическое восстанов­ление ионов металла для обеспечения толщины покрытия в мон­тажных отверстиях не менее 25 мкм. В разработанных растворах скорость осаждения меди составляет примерно 4...4 мкм/ч, и для получения необходимой толщины процесс продолжается длительное время. Более производительным является химико-гальванический метод, при котором химическим способом выращивают тонкий (1...5 мкм) слой меди по всей поверхности платы или используют фольгированный диэлектрик с тонкомерной фольгой и химической металлизацией монтажных отверстий, а затем на подготовленную поверхность в соответствии с необходимым рисунком осаждают медь электрохимическим способом. Удаление тонкого слоя металла с пробельных участков происходит в результате его химического трав­ления по всей поверхности заготовки.

Основное влияние на разрешающую способность и точность из­готавливаемых печатных плат оказывает способ формирования ри­сунка печатного монтажа. Выбор способа определяется также конструкцией платы, производительностью оборудования и эконо­мичностью процесса. Из всего множества на практике применяются только три способа получения рисунка платы: офсетная печать, сеткография и фотопечать.

Способ офсетной печати состоит в изготовлении печатной фор­мы, на поверхности которой формируется рисунок платы. Форма закатывается трафаретной краской с помощью специального валика, а затем печатный цилиндр, покрытый слоем офсетной резины, переносит краску с формы на подготовленную поверхность основания платы (рис.22.2 ). Данный способ характеризуется высокой произ­водительностью, применим в условиях массового и крупносерийного производства. К его недостаткам относятся высокая стоимость обо­рудования, необходимость использования квалифицированного об­служивающего персонала и трудность изменения рисунка платы.

Рис 22.2. Схема получения ри­сунка печатной платы методом офсетной печати:

1 — офсетный валик; 2 — валик для нанесения краски; 3 — краска; 4 — прижимной валик; 5 — устройство для на­несения краски (поднято); 6 — диэлектрик; 7 — медная фоль­га; в — основание; 9 — клише.

Сеткографический способ основан на нанесении специальной трафаретной краски на плату путем продавливания ее резиновой лопаткой (ракелем) через сетчатый трафарет, на котором необхо­димый рисунок образован ячейками сетки, открытыми для прохождения краски (рис. 22.3). Закрепление краски на заготовке осуще­ствляется длительной сушкой в - конвейерных печах горячим (323...455 К) воздухом или под действием инфракрасного излучения. Способ обеспечивает высокую производительность и экономичен в условиях массового производства. Точность размеров проводников не хуже ±0,1 мм.

Рис. 22.3. Схема получения ри­сунка печатной платы методом сеткографии:

1 — ракель; 2 — направление движения; 3 — рама; 4 — фик­сатор подложки; 5 — подложка; 6 — основание; 7 — трафаретная краска; 8 — трафарет; 9 — нанесенный рисунок; 10 — зазор.

Способ фотопечати состоит в контактном копировании рисунка печатного монтажа с фотошаблона на основание, покрытое фото­резистом, аналогично процессу фотолитографии в ИМС. Способ используется при изготовлении плат с наивысшей точностью вы­полнения проводящего рисунка.

Лекция № 23 : « Типовые процессы изготовления печатных плат».

I. Типовые процессы изготовления печатных плат.

1. Входной контроль.

2. Изготовление заготовок.

3. Подготовка поверхности заготовки.

4. Получение защитного рисунка.

5. Химическое медненин.

6. Гальваническаяметаллизация.

7. Травление меди.

8. Обработка монтажных отверстий.

9. Обработка заготовок по контуру.

10. Выходной контроль.

II. Изготовление МПП.

1. Схема технологического процесса.