23. Основные технологии изготовления печатных плат (субтрактивные, аддитивные, полуаддитивные.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПП

1. субтрактивные

2. аддитивные

3. полуаддитивные

4. комбинированные

СУБТРАКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

• в качестве исходного материала используется фольгированный (медь) изоляционный материал

• формирование печатного рисунка путем удаления части фольги:

• химическое травление

• механическое скрайбирование на основе фрезерования

• лазерное гравирование

ХИМИЧЕСКОЕ ТРАВЛЕНИЕ

Этапы формирования печатного рисунка:

• на поверхности фольги формируют защитную пленку из химически стойкого материала, которая воспроизводит требуемый печатный рисунок

• незащищенные пленкой места фольги стравливаются специальными химическими растворами (хлорное железо)

• при создании защитной пленки используют методы фотолитографии или трафаретной печати.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФОТОЛИТОГРАФИИ

• фотолитография - используются фоторезисты – полимерные вещества, которые изменяют стойкость к химическим растворителям под действием света

• негативные фоторезисты – полимеризуются под действием света, в результате чего теряют способность к растворению

• позитивные фоторезисты – полимерные материалы, разрушающиеся под действием света

• избирательное воздействие света на пленки фоторезистов осуществляется через фотошаблоны (негативы и позитивы), которые воспроизводят топологию печатного рисунка.

ФОТОЛИТОГРАФИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФОТОШАБЛОНА – НЕГАТИВА И ФОТОРЕЗИСТА – НЕГАТИВА

СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРИ ХИМИЧЕСКОМ ТРАВЛЕНИИ

1. вырубка заготовки ПП

2. сверление отверстий

3. очистка поверхности фольги и устранение дефектов

4. нанесение защитной пленки

5. стравливание незащищенных участков фольги

6. удаление защитной пленки

7. сушка платы И нанесение паяльной маски

8. облуживание контактных площадок для установки на плату электронных компонентов методом пайки

9. нанесение маркировки

10. обрезка ПП по контуру

11. электрический контроль

МЕХАНИЧЕСКОЕ СКРАЙБИРОВАНИЕ

• используют конические фрезы с углами 30 и 60 градусов

• требуется высокоточное оборудование для обеспечения допустимой погрешности формирования зазора, так как при обработке заготовок с идеально параллельными сторонами требуется контроль прижима заготовки к рабочему столу фрезерного станка

• Для формирования межслойных соединений используют проволочные перемычки, опаиваемые или опрессовываемые заклепки

ИЛЛЮСТРАЦИЯ ПП, ИЗГОТОВЛЕННОЙ МЕТОДОМ СКРАЙБИРОВАНИЯ

АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Предполагают избирательное формирование токопроводящего печатного рисунка на нефольгированном диэлектрическом основании (осаждение меди). Реализуется избирательное на основе фотолитографии химическое восстановление меди на катализированных участках диэлектрического основания (толстослойная химическая металлизация – ТХМ с толщиной слоя меди 25 мкм). Используют следующие методы:

1. метод переноса - перенос рисунка, предварительно сформированного на металлическом листе, на диэлектрическое основание.

2. трафаретная печать - нанесение токопроводящих паст и красок, вжигание металлических паст в термостойкое диэлектрическое основание из керамики (аналогия с толстыми пленками гис). Пасты - мелкодисперсионные порошки металла (серебро) и легкоплавкого стекла, растворитель и органические связующие вещества. Выжигание путем нагрева до 500-800 ^оС.

3. прецизионное формирование печатного рисунка - вакуумное или ионно-плазменное напыление с масочной защитой (аналог тонкопленочной технологии).

4. тиснение - прессование мелкодисперсионного металлического порошка:

• мелкодисперсионный металлический порошок наносится на всю поверхность подложки, например опудриванием или пульверизацией

• нагретым штампом, рельеф которого повторяет топологию печатного рисунка, порошок впрессовывается в подложку

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ В АДДИТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

1. вырубка заготовки ПП

2. сверление отверстий под металлизацию

3. нанесение фотоактивируемого катализатора на всю поверхность заготовки и в отверстия

4. фотоактивация катализатора через фотошаблон-негатив

5. толстослойное химическое меднение активированных участков ПП

6. отмывка платы

7. сушка ПП

8. нанесение паяльной маски

9. облуживание контактных площадок для последующей установки на плату электронных компонентов методом пайки

10. нанесение маркировки

ПОЛУАДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Сочетают методы субтрактивной и аддитивных технологий. В качестве альтернативы тхм используются более технологичные и производительные электрохимические (гальванические) методы. Особенностью применения гальванических методов для создания печатного рисунка на изоляционном основании является необходимость создания токопроводящего подслоя толщиной 1 мкм.

БАЗОВАЯ ПОЛУАДДИТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

• при помощи фотолитографии по предварительно нанесенному фоторезисту или трафаретному рисунку из защитной краски на токопроводящем подслое создается рельеф будущего печатного рисунка

• в окнах рельефа гальванически наращивается слой меди толщиной 25 мкм, после этого удаляются остатки фоторезиста или краски

обнажившиеся при этом участки подслоя стравливаются