3 Технологическая часть

Возможность создания высококачественных и надежных приборов и устройств определяется технологией их производства. При разработке технологии необходимо учитывать требования, предъявляемые к надежности изделия, его массе, габаритным размерам и режимам работы аппаратуры.

Одна из важнейших характеристик, влияющая на точность, качество и себестоимость аппаратуры - технологичность конструкции. Под технологичностью имеется в виду такое качество конструкции изделия, которое позволяет применить прогрессивные методы организации производства, обеспечивающие высокую производительность труда и минимальную себестоимость, при соблюдении всех заданных в техническом задании требований. Высокая технологичность конструкций изделий достигается совместным трудом разработчика, конструктора и технолога.

Основная задача технологической части данного дипломного проекта - разработка наиболее целесообразного производственного процесса, обеспечивающего изготовление блока управления НШР для пайки ПП в полном соответствии с технологическими и эксплуатационными требованиями. Технология изготовления и сборки блока управления НШР для пайки ПП представляет собой набор стандартных операций.

3.1 Выбор и обоснование технологического процесса изготовления блока управления ншр для пайки пп

Основным элементом блока управления НШР для пайки ПП является печатная плата. Печатные платы являются наиболее распространенными коммутационными элементами, несмотря на то, что с развитием микроэлектроники их место стали занимать подложки для микросборок и гибридных интегральных схем.

Существует несколько видов печатных плат: односторонние, двухсторонние и многослойные. Особенности конструкции разрабатываемого блока управления и принцип его действия обуславливают применение двухсторонней печатной платы. Кроме того, достоинствами такого варианта являются: простота и низкая трудоемкость - по сравнению с многослойными печатными платами, а также возможность получения более плотного монтажа элементов, в отличие от односторонних печатных плат. Различают несколько методов изготовления печатных плат.

Субтрактивный метод - где в качестве основания для печатного монтажа используют фольгированный диэлектрик, на котором формируется проводящий рисунок, путем удаления фольги с непроводящих участков (используется позитивный фоторезист). Недостаток этого метода – отсутствие металлизации отверстий и подтравливание проводников и высокий расход меди. Достоинства этого метода - высокая производительность, равномерная толщина металла по всей площади платы, высокая прочность сцепления металла с основанием, простота технологического процесса. Так как в данном методе невозможна металлизация отверстий, при изготовлении блока управления НШР для пайки ПП, его использовать нельзя.

Аддитивный метод, в котором в качестве основания берётся нефольгированный материал, стойкий к воздействию агрессивных сред. Рисунок формируется путем выращивания медных проводников. Достоинства этого метода - малый расход меди, одновременное получение металлизации проводников и отверстий с двух сторон, возможность варьирования толщины проводников, снижение времени травления, возможность изготовления плат более высокого класса точности (минимальный подтрав). Недостатки этого метода - сложность технологического процесса, снижение диэлектрических свойств основания, в связи с интенсивным воздействием электролитов на диэлектрик, снижение прочности сцепления проводников с диэлектрическим основанием, большая номенклатура применяемых материалов. Из-за своей сложности данный метод не подходит для производства блока управления НШР для пайки ПП.

Полуаддитивный метод основан на использовании диэлектриков с наклеенной тонкой металлической фольгой, на которую наносится негативный рисунок. На незащищенные участки фольги электрохимическим методом наращивают нужной толщины проводники, а затем с пробельных участков химическим травлением удаляют фольгу. Достоинства этого метода - небольшой расход меди, по сравнению с аддитивным методом, металлизация отверстий и проводников производится одновременно, увеличение адгезии металла к поверхности платы, по сравнению с аддитивным методом, возможность варьирования толщины проводника, применимость для одно- и двухсторонних печатных плат. Недостатки этого метода - высокая стоимость, высокая длительность процесса наращивания меди.

Также существуют комбинированные методы, которые используют сочетание субтрактивного и аддитивного методов. Соответственно различают комбинированный негативный и комбинированный позитивный методы.

В случае комбинированного негативного метода на заготовку, с нанесенной фольгой, наносится маска (негативный фотошаблон), далее производится травление медной фольги для получения проводника и сверления отверстий, для металлизации которых используется аддитивный метод. Недостатком этого метода является достаточно большая вероятность срыва контактных площадок при сверлении отверстий и, следовательно, невысокий процент выхода годных плат.

Комбинированный позитивный метод также сочетает в себе субтрактивный метод (для формирования проводников путем химического травления медной фольги) и аддитивный метод (химикогальваническая металлизация отверстий). Метод хорошо подходит для изготовления печатных плат третьего и четвертого классов точности, а также двухсторонних печатных плат, где требуется металлизация отверстий. В качестве основания используется фольгированный диэлектрик на котором, после нанесения защитной маски, происходит избирательное наращивание меди до требуемой толщины и осаждение сплава олово-свинец злектрогальваническим методом. Формирование проводников происходит путем химического травления пробельных участков, причем в качестве защитной маски используется осажденный сплав олово - свинец.

Достоинства этого метода - наличие сплошной фольги защищает диэлектрик от вредного воздействия раствора, увеличивается процент выхода годных, исключает необходимость технологических перемычек и специальных приспособлений.

Рассмотрев описанные методы учтем, что последний метод позволяет получать металлизированные переходные отверстия, обеспечивает высокую адгезию проводников к поверхности диэлектрика и высокий процент выхода годных плат. Поэтому для производства плат блока управления НШР для пайки ПП выбираем комбинированный позитивный метод.