23.Конструкционные материалы для производства печатных плат. Контроль параметров.
Для изготовления ПП используются слоистые диэлектрики, состоящие из наполнителя и связующего вещества (синтетической смолы, которая может быть термореактивной или термопластичной).
Большинство диэлектриков выпускается промышленностью с проводящим покрытием из тонкой медной электролитической фольги. В качестве основы в слоистых пластиках используют электроизоляционную бумагу (гетинакс) или чаще стеклянную ткань (стеклотекстолит). Их пропитывают фенольной или фенолоэпоксидной смолой.
Фольгирование диэлектриков с одной или с двух сторон осуществляют прессованием при температуре 160...180°С и давлении 5...15 МПа. Фольгированные слоистые диэлектрики поставляются в виде листов толщиной 0,06... 3 мм. Их используют при субтрактивных методах изготовления ПП и MПП.
Гетинакс, представляющий собой спрессованные слои электроизоляционной бумаги, пропитанные фенольной смолой, или стеклотекстолиты марки СФ, представляющие собой спрессованные слои стеклоткани, пропитанные эпоксифенольной смолой с содержанием смолы 40 %, в качестве прокладок (СПТ-3) для прессования МПП используют ткань из стеклянного волокна марки Э, пропитанную недополимеризованной термореактивной эпоксидной смолой, обладая удовлетворительными электроизоляционными свойствами в нормальных климатических условиях, хорошей обрабатываемостью и низкой стоимостью, нашел применение в производстве бытовой РЭА. Преимущество гетинаксов заключается в том, что они легко поддаются механической обработке, поэтому возможна организация серийного и массового производства. К недостаткам материалов этого типа относятся повышенная чувствительность к влажности и нестабильность размеров. В настоящее время намечается тенденция к использованию эпоксидной невоспламеняющейся бумаги, которая обладает лучшей стабильностью параметров и более приспособлена к автоматизации.
Стеклотекстолиты обладающие лучшими техническими характеристиками используют для ПП, эксплуатирующихся в сложных климатических условиях. Они отличаются широким диапазоном рабочих температур (—60 ... +150°С), низким (0,2...0,8%) водопоглощением, высокими значениями объемного и поверхностного сопротивлений, стойкостью к короблению. Для улучшения прочности сцепления металлического покрытия с основанием на его поверхность наносят тонкий (50... 100 мкм) полуотвержденный клеевой слой (например, эпоксикаучуковую композицию). В стеклотекстолитах в качестве основы используют стеклоткань, пропитанную эпоксидной смолой. Они применяются, в основном, для производства ДПП и МПП. Смеси «эпоксидная смола-стеклоткань» придаются определенные характеристики, зависящие от соотношения используемого кол-ва смолы и скорости проведения процесса отвердения. Заданная толщина диэлектрика достигается путем набора определенного кол-ва листов, а с наружных сторон добавляют листы фольгированной меди, которая предварительно подвергаются оксидированию со стороны, входящей в контакт с материалом. Весь комплект помещается между идеально чистыми полированными плитами гидравлического пресса многоярусного типа, оснащенного системой подогрева.
Заготовки для жестких печатных плат представляют собой несколько спрессованных слоев стекловолокна (обычно 8 слоев), покрытых медной фольгой. Пространство между слоями заполнено наполнителем. Самый простой способ расположения стеклянных волокон - когда они перпендикулярны друг другу. При различной ориентации волокон в слоях прочностные характеристики материала становятся одинаковыми по всем направлениям. Толщина материала оценивается без учета медной фольги. Толщина фольги одинакова с обеих сторон. Основа — это бумага, стекловолокно, керамика, арамид; наполнитель - фенольная смола, эпоксидная смола, полиэстер, полиимидная смола, бисмалеинимид-триазин, эфир цианата, фторопласт.
Соединение отдельных слоев MППl осуществляют специальными склеивающими прокладками, которые изготавливают из стеклоткани, пропитанной недополимеризованной эпоксидной смолой. Содержание смолы в прокладках должно быть в пределах 42...52%, а летучих веществ — не более 0,75 %.
Армированные фольгированные пленки из фторопласта-4 (ФАФ-4Д) и полиэфирные пленки (ПЭТФ)используются для производства печатных кабелей.
Полиимидные пленки обладают более высокой термостабильностью (до 250°С), прочностью на растяжение, несгораемостью, радиационной стойкостью, а также способностью к равномерному травлению в щелочных растворах, но высокая стоимость и водопоглощение ограничивают их широкое применение коммутационными ДПП и МПП в микроэлектронной аппаратуре.
Требования к материалам (подвергаются контролю)
Физико-механические свойства конструкционных материалов должны удовлетворять требованиям, установленным техническими условиями на их производство, и обеспечивать качественное изготовление ПП в соответствии с типовыми технологическими процессами. Слоистые пластики при производстве и эксплуатации ПП должны обладать высокой химической и термической стойкостью, минимальной деформацией, влагопоглощением не более 0,2…0,8 % и не должны выделять вредных примесей в окружающую среду. Поверхностное сопротивление диэлектриков при 40° С и относительной влажности 93 % в течение 4 суток должно быть не менее 1010 Ом и восстанавливаться до исходного значения через 1…2 ч после нахождения материала в нормальных условиях. Удельное объемное сопротивление при тех же условиях должно составлять не менее 5…1011 Ом.см и также восстанавливаться в нормальных условиях.
Поверхность листов должна быть ровной и гладкой, без пузырей и посторонних включений, на фольге не допускаются оксидные пленки и вещества, не поддающиеся травлению, на диэлектрике не разрешается наличие пятен, следов смазки, не заполненных смолой участков стеклоткании т. д. Диэлектрик и фольга не должны повреждаться при термоударе (260° С) в течение 5…20 с (в зависимости от марки материала). После
стравливания фольги с тонких диэлектриков линейная деформация основания не должна превышать 0,03…0,1 %. Фольгированные диэлектрики должны обладать заданной прочностью сцепления фольги с диэлектриком, определяемой усилием отрыва полоски фольги шириной 3 мм от диэлектрического основания (в зависимости от марки материала от 12 до 78 Н), теплостойкостью в течение 1000 ч при сохранении не менее 50 % прочно-
сти сцепления, стойкостью к воздействию травителей, растворителей и химикатов, применяемых при гальванических процессах.