5.1.2. Механічний спосіб

Механічний спосіб виготовлення припускає використання фрезерно-гравірувальних верстатів або інших інструментів для механічного видалення шару фольги з заданих ділянок.

5.2. Металізація отворів

5.3. Нанесення покриттів

Можливі такі покриття як:

• Захисні лакові покриття ("паяльна маска").

• Лудіння.

• Покриття фольги інертними металами (золочення, палладірованіе) і струмопровідними лаками для поліпшення контактних властивостей.

• Декоративно-інформаційні покриття (маркування).

• Класифікація методів конструювання друкованих плат і вузлів.

• При конструюванні РЕА на друкованих платах використовують такі методи.  Моносхемний застосовують для нескладної РЕА. У тому випадку вся електричнасхема розташовується на одній ПП. Моносхемний метод має обмеженезастосування, тому що дуже складні ПП незручні під час налаштування та ремонту РЕА.  Схемно-вузловий метод застосовують при виробництві масової та серійної РЕА.  При цьому методі частина електричної схеми, що має чіткі вхідні тавихідні ланцюга (каскади УВЧ, ППЧ, блоки розгорток і т.п.), розташовується наокремій платі. Ремонтопридатність таких виробів більше. Недолік --складність системи сполучних проводів, що зв'язують окремі плати.  Функціонально-вузловий метод застосовують в РЕА з використанняммікроелектронних елементів. При цьому ПП містить провідники комутаціїфункціональних модулів в єдину схему. На одній платі можна зібрати дужескладну схему. Недолік цього методу - різке збільшення складності ПП. Уряді випадків всі провідники не можуть бути розташовані на одній і навіть обохсторонах плати. При цьому використовують багатошарові друковані плати МПП,об'єднують в єдину конструкцію кілька шарів друкованих провідників,розділених шарами діелектрика. Відповідно до ДСТУ розрізняють триметоду виконання ПП:

• - ручной;

• - підлозі автоматизований;

• - автоматизований;  Кращими є підлозі автоматизований, автоматизованийметоди.

• Процес виготовлення друкованої плати

• У технічному прогресі ЕОМ відіграють значну роль: вони значнополегшують роботу людини в різних галузях промисловості, інженернихдослідженнях, автоматичному управлінні і т.д. Особливостями виробництва  ЕОМ на сучасному етапі є: Використання великої кількостістандартних елементів. Випуск цих елементів у великих кількостях івисокої якості - одне з основних вимог обчислювальногомашинобудування. Масове виробництво стандартних блоків з використаннямнових елементів, уніфікація елементів створюють умови для автоматизації їхвиробництва. Висока трудомісткість складальних і монтажних робіт, щопояснюється наявністю великої кількості з'єднань і складності їх виконаннявнаслідок малих розмірів. Найбільш трудомістким процесом у виробництві ЕОМзаймає контроль операцій і готового виробу. Основним напрямом прирозробки та створення друкованих плат є широке застосуванняавтоматизованих методів проектування з використанням ЕОМ, щозначно полегшує процес розробки і скорочує тривалістьвсього технологічного циклу.

• Основними достоїнствами друкованих плат є:  - Збільшення щільності монтажу і можливість мікро-мініатюризації виробів.  - Гарантована стабільність електричних характеристик.  - Підвищена стійкість до кліматичних і механічних впливів.  - Уніфікація і стандартизація конструктивних виробів.  - Можливість комплексної автоматизації монтажно-складальних робіт.

• Умови експлуатації ЕОМ можуть бути різними, вони залежать в основному відкліматичних впливів, які необхідно враховувати при виборіматеріалів і конструктивних особливостей ЕОМ, крім того, вони визначаютьпрограму та обсяг контрольних випробувань. Для визначення впливу навколишньогосередовища на роботу ЕОМ розглядають наступні зони клімату: помірну,тропічну, арктичну, морську. Для ракетної та космічної апаратуривраховують специфіку великих висот.  Виходячи з цього найбільш підходящим, є спосіб виготовленняпристрої на друкованій платі (ТЕЗ 2го рівня. Так як друкована платаволодіє великою поверхнею і буде швидше охолоджуватися, вона маєперевагу перед іншими технологіями.  Типи виробництва: (Таблиця 1.)  - Одиничним називається таке виробництво, при якому виріб випускається одиничними екземплярами. Характеризується: Малої номенклатурою виробів, малим обсягом партій, Універсальним оснащення цехів, Робочими високої кваліфікації.  - Серійне - характеризується обмеженою номенклатурою виробів, що виготовляються повторюваними партіями порівняно невеликим обсягом випуску. Залежно від кількості виробів в партії розрізняють: дрібно середньо і крупно серійні виробництва.  - Універсальне - використовує спеціальне обладнання, яке розташовується за технологічними групами, Технічна оснастка універсальна, Кваліфікація робітників середня.  Масове виробництво характеризується: вузькою номенклатурою і великимоб'ємом виробів, що виготовляються безперервно; використанням спеціальноговисокопродуктивного обладнання, що поставлена по поточномупринципом. У цьому випадку транспортують пристроєм є конвеєр.  Кваліфікація робітників низька. Також різною може бути серійність:  (Таблиця 2.)  В залежності від габаритів, ваги та розміру річної програми випускувиробів визначається тип виробництва.  Тип виробництва і відповідні йому форми організації робіт визначаютьхарактер технологічного процесу та його побудову. Так як за умовоютехнічного завдання обсяг виробництва дорівнює 100 виробів на рік, товиробництво має бути среднесерійним.

• Порівняльні характеристики методів виробництва і обгрунтування застосованого в даному проекті.

• Достоїнствами ПП є:  - Збільшення щільності монтажу.  - Стабільність і повторюваність електричних характеристик.  - Підвищена стійкість до кліматичних впливів.  - Можливість автоматизації виробництва.

• Всі ПП поділяються на наступні класи:a) Опп - одностороння друкована плата.  Елементи розташовуються з одного боку плати. Характеризується високоюточністю виконуваного малюнка.

• b) ДПП - двостороння друкована плата.  Малюнок розташовується з двох сторін, елементи з одного боку. ДПП наметалевому підставі використовуються в могутніх пристроях.

• c) МПП - багатошарова друкована плата.  Плата складається з чергуються ізоляційних шарів з провідним малюнком.  Між шарами можуть бути чи відсутніми міжшарових з'єднання.

• d) ГПП - гнучка друкована плата.  Має гнучке підстава, аналогічна ДПП.

• e) ППП - дротова друкована плата.  Поєднання ДПП з провідним монтажем з ізольованих проводів.

• Переваги МПП:  - Зменшення розмірів, збільшення щільності монтажу.  - Скорочення трудомісткості виконання монтажних операцій.

• металізація наскрізних отворів .

• Даний метод заснований на тому, що шари між собою з'єднуються наскрізними,металізованими отворами.  Переваги:  Простий ТП.  Висока щільність монтажу.  Велика кількість шарів.

• Попарно пресування.

• Застосовується для виготовлення МПП з парною кількістю шарів.  Переваги:  Висока надійність.  Простота ТП.  Допускається встановлення елементів як з штирові так і з планарними висновками.

• Метод пошарового нарощування.

• Заснований на послідовному нарощуванні шарів.  Переваги:  Висока надійність.

• МПП виготовляють методами побудованими на типових операціях використовуванихпри виготовленні ОПП та ДПП. Виходячи з міркувань технологічностівиробництва, я обираю метод металізації наскрізних отворів, так як віннайбільш підходить до вибраної мною схемі среднесерійного виробництва. Такяк на среднесерійном виробництві використовується автоматизація виробництва,для розробки креслень плати я використав програми автоматичноїтрасування P-CAD, яка створила 4 шару плати розміром 160 (180 мм. Зцього виходить один двосторонній шар і два односторонніх шару длязовнішніх шарів. Вихідні файли системи P-CAD дозволяють значноавтоматизувати подальший технологічний процес у таких складнихопераціях як міжшарових свердління отворів.

• Складання блок схеми типового техпроцесу.

• Правильно розроблений ТП повинен забезпечити виконання всіх вимог,зазначених у кресленні та ТУ на виріб, високу продуктивність. Вихіднимиданими для проектування технологічного процесу є: кресленнядеталі, складальні креслення, спеціалізація деталей, монтажні схеми, схемискладання виробів, типові ТП.

• Блок схема типового техпроцесу. 

• Опис ТП.

• Метод металізації наскрізних отворів застосовують при виготовленні МПП.  Заготівлі з фольгованого діелектрика відрізають з припуском 30 мм насторону. Після зняття задирок по периметру заготовок і в отворах,поверхню фольги захищають на крацевальном верстаті і знежирюють хімічносоляною кислотою у ванні. Малюнок схеми внутрішніх шарів виконують придопомоги сухого фоторезиста. При цьому протилежна сторона плати повинна немати механічних ушкоджень і подтравліванія фольги. Базові отвориотримують висвердлюванням на універсальному верстаті з ЧПУ. Орієнтуючись намітки сполучення, розташовані на технологічному полі. Отриманізаготовки збирають в пакет. Перекладаючи їх складаються прокладками зсклотканини, що містять до 50% термореактивною епоксидної смоли.  Поєднання окремих шарів проводиться з базових отворів. Пресуванняпакету здійснюється гарячим способом. Пристосування з пакетами верстввстановлюють на плити преса, підігріті до 120 ... 130 (С. Перший циклпресування здійснюють при тиску 0,5 МПа і видержке15 ... 20 хвилин. Потімтемпературу підвищують до 150 ... 160 (С, а тиск - до 4 ... 6 МПа. При цьомутиск витримується плата з розрахунку 10 хвилин на кожен міліметртовщини плати. Охолодження ведеться без зниження тиску. Свердлінняотворів проводиться на універсальних верстатах з ЧПУ СМ-600-Ф2. У процесімеханічної обробки плати забруднюються. Для усунення забрудненняотвори піддають гідроабразивного впливу. При великій кількостіотворів доцільно застосовувати ультразвукову очищення. Післязнежирення й очищення плату промивають в гарячій і холодній воді. Потімвиконується хімічну і гальванічну металізації отворів. Післяцього видаляють маску. Механічна обробка по контуру, отриманняконструктивних отворів і Т.Д. здійснюють на універсальних, координатно -свердлильних верстатах (РМ-600-Ф2) сумісних з САПР. Вихідний контрольздійснюється автоматизованим способом на спеціальному стенді, девідбувається перевірка працездатності плати, тобто її електричнихпараметрів. Потім йде операція гальванічного осадження міді. Операціяпроводиться на авто операторної лінії АГ-44. На тонкий шар осідає мідьдо потрібної товщини. Після цього відбувається контроль на товщину міді іякість її нанесення. Далі проводитися обробка по контуру ПП. Цяоперація проводитиметься на верстаті CМ-600-Ф2 з насадкою у вигляді дискової фрезиза ГОСТ 20320-74. У цій операції видаляється непотрібний склотекстоліт покраях плати і підгонка до потрібного розміру. Потім методом сеткографііпроводитися маркування ПП. операція проводитиметься на верстаті CДC-1,який необхідним штампом зробить відбиток на ПП маркування. Весь циклвиробництва ПП закінчується контролем плати. Тут використовуєтьсяавтоматизуються перевірка на спеціальних стендах.

• Вибір матеріалу.

• для виробництва багатошарових друкованих плат використовуються різнісклотекстоліти за умовою технічного завдання пристрій повинен працюватив умовах з підвищеною температурою для виробництва внутрішніх шарівплати використовується двосторонній фольгований склотекстоліт зпідвищеної теплостійкістю СТФ-2. Для зовнішніх шарів друкованої плативикористовується аналогічний односторонній фольгований склотекстоліт зпідвищеної теплостійкістю СТФ-1.

• Основні характеристики:

• Фольгований склотекстоліт СТФ:  Товщина фольги 18-35 мм.  Товщина матеріалу 0.1-3 мм.  Діапазон робочих температур -60 +150 с (.  Напруга пробою 30Кв/мм.

• Фоторезист СПФ2:  Тип негативний.  Роздільна здатність 100-500.  Проявник метілхлороформ.  Розчин видалення хлористий метилен.

• Основи безпеки виробництва друкованих плат.

• Одним з найбільш поширених методів створення електричних ланцюгів врадіоелектронної, електронно-обчислювальної та електротехнічної апаратуриє застосування друкованого монтажу, що реалізується у вигляді односторонніх,двосторонніх і багатошарових друкованих платах.

• Обсяг апаратури на друкованих платах та їх виробництво у вітчизнянійпромисловості та за кордоном неухильно збільшується. Саме тому знаннянебезпечних і шкідливих факторів виробництва, що виникають при виготовленнідрукованих плат, є однією з неодмінних умов підготовкифахівців електронної промисловості.

• До заготівельним операцій відносять розкрій заготовок, розрізкуматеріалу і виконання базових отворів і виготовлення шарів на друкованихплатах.

• У великосерійному виробництві розрізку матеріалу виконують методомштампування в спеціальних штампах на ексцентрикових пресах з одночасноюпробивкою базових отворів на технологічному полі. У серійному тамалосерійному виробництві широкого поширення набули одно-імногоножевие роликові ножиці, на яких матеріал розрізається спочатку насмуги заданої ширини, а потім на заготовки. Розрізку основних ідопоміжних матеріалів (прокладочний склотканини, кабельного паперу іін), необхідних при виготовленні багатошарових друкованих плат вмалосерійному та одиничному виробництві, здійснюють за допомогою гільйотиннихножиць.

• Таким чином, виконання заготівельних операцій з розкрою матеріалусполучений з небезпекою пошкодження рук працюючого у випадку потрапляння їх узону між пуансоном і матрицею, зокрема верхнім і нижнім ножемгільйотинних ножиць, при ручній подачі матеріалу.

• Найбільшу небезпеку становить робота преса в автоматичномурежимі, що вимагає великої напруги, уваги та обережності працюючого,так як будь-яке уповільнення руху робочого може призвести до травматизму.  Щоб уникнути потрапляння рук робітника в небезпечну зону застосовують системудвурукого включення, при якому прес включається тільки післяодночасного натискання обома руками двох пускових кнопок.

• В пресах і ножицях з ножними педалями для запобігання випадковимвключень педаль захищають або роблять запірної. Часто, крім цього, небезпечнузони біля преса захищають за допомогою фотоелементів, сигнал від якихавтоматично зупиняє прес, якщо руки робочого опинилися в небезпечнійзоні. При ручній подачі заготовок необхідно застосовувати спеціальніпристосування: пінцети, гачки і т.д.

• Радикальним вирішенням питання безпеки є механізація іавтоматизація подачі і видалення заготовок з штампу, у тому числі звикористанням коштів робототехніки.

• Базові отвори отримують різними методами в залежності від класудрукованих плат. На друкованих платах першого класу базові отвори отримуютьметодом штампування з одночасною вирубкою заготовок. Базові отвори назаготовках плат другого і третього класів отримують свердлінням вуніверсальних кондукторів з подальшим розгортанням. В даний час всерійному та великосерійному виробництві традиційне свердління базовихотворів по кондуктору на універсальних свердлильних верстатах поступилося місцемсвердленню на спеціалізованих верстатах (наприклад, модель AB-2 фірми  "Schmoll", ФРН). Таким чином, верстати в одному циклі з свердліннямпередбачають встановлення фіксують штифтів, щільно що входять допросвердлений отвір і скріплюють пакет з 2-6 заготовок. Щоб уникнутитравм при роботі на свердлильних верстатах необхідно стежити за тим, щобвсі ремені, шестерні та вали, якщо вони розміщені в корпусі верстата?? доступнідля дотику, мали жорсткі нерухомі огорожі. Рухомі частини імеханізми обладнання, що вимагають частого доступу для огляду, захищаютьсязнімними або відкриваються пристроями огорожі. У верстатах безелектричної блокування повинні бути вжиті заходи, що виключають можливістьвипадкового або помилкового їх включення під час огляду.

• Щоб уникнути захоплення одягу і волосся робочого його одяг повинен бутизаправлена так, щоб не було вільних кінців; обшлаги рукавів слідзастебнути, волосся прибрати під бере.

• утвориться при свердленні, різанні матеріалу заготовок друкованих платпил необхідно видаляти за допомогою промислових пилососів.