Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Федоров А.М. Основы контроля печатных схем

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.13 Mб
Скачать

ных фотохимическим методом в соответствии с рис. 17.

Чтобы результаты испытаний были близкими к фак­ тическим, особое внимание следует уделить обработке испытываемых образцов и умелому обращению с ними.

Удалять фольгу с образцов рекомендуется путем травления в растворе хлорного железа в течение 30 мин (не более) при температуре не выше 37° С. Плотность

6 0 1 7

Рис. 17. Форма образца для определения сопротивления изоляции фольгированного материала

хлорного железа 1,32—1,41 г/смй. По окончании трав­ ления удаляются защитные средства, предохраняю­ щие фольгу, растворителем, не оказывающим влияния на клей. Далее образцы промываются в проточной во­ де в продолжении 10—15 мин, затем погружаются в 5%-ный раствор соляной кислоты и вторично промыва­ ются в проточной воде. Время промывки 15 мин. Пос­ ле этого в 3%-ном растворе аммиака осуществляется нейтрализация, промывка в дистиллированной воде в течение 10 мин и просушивание сжатым воздухом.

Перед началом всех испытаний, описанных ниже, образцы подсушиваются в термостате при температуре

70+2° С в течение

4 ч и выдерживаются

не

менее

6 ч в помещении

 

(температура 2 0 + 5°С

и

относи­

тельная влажность

65+5% ).

 

 

109

При испытаниях сопротивления изоляции

все

ма-

нипуляции с образцами

следует выполнять в

резино­

вых перчатках, лучше

всего в хирургических,

так

как

отпечатки пальцев могут понизить удельное поверхно­ стное сопротивление на три порядка.

Для измерения сопротивления изоляции использу­ ется тераомметр, рабочее напряжение которого состав­

ляет

1 0 0 + 5 В. При испытании

образцов в камере влаж­

ности

измерение

проводят

не позднее

чем

через

3 минуты после извлечения из нее образцов.

Режимы ис­

пытаний и нормы сопротивления изоляции

приведены

в

табл. 26 [2]. Каждое из трех значений должно

быть не

менее тех, которые указаны в таблице.

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

26

 

Сопротивление

изоляции на электродах-гребенках

 

 

 

 

 

С о п р о т и в л е н и е

изоляции

 

 

 

М О м для материалов

 

 

 

 

 

м а р о к

 

 

 

У с л о в и я в ы д е р ж к и о б р а з ц о в

Г Ф -1 -35,

С Ф -1 -3 5 ,

 

 

С Ф -І-5 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

Г Ф -2 -35,

С Ф -2 -3 5 ,

 

 

 

 

Г Ф -І-5 0 ,

С Ф -2 -5 0 ,

 

 

 

 

Г Ф -2 -5 0

С Ф -1 Н -5 0 ,

 

 

 

 

 

С Ф -2 Н -5 0

 

1.После сушки в течение 4 ч при тем­ пературе 70±2°С с последующей вы­

держкой не менее 6 ч

при температу­

 

ре 20±5°С и относительной влажности

10‘

60+5%

не менее

 

ІО3

2. После

выдержки в

течение 24 ±

1 ч

 

при температуре 40±2°С и относитель­

ІО3

ной влажности 95±3% не менее

1,0

Прочность сцепления фольги с основанием. Опреде­ ляется на образце, изготовленном в соответствии с рис. 18 а. К концу полоски, оторванной на 10 мм, при­ крепляется зажим от измерительного устройства. Ис­ пытания проводятся на разрывной машине методом от­ рыва фольги от основания под углом 90°. Для испыта­ ний можно использовать любую разрывную машину, позволяющую измерять переменную нагрузку и обес­ печивающую измерение отрывного усилия в интервале

ПО

■ от 10 до 90% максимального значения рабочей шкалы. Скорость перемещения подвижного зажима — 50±

±2 мм/мин.

На каждой полоске определяется минимальное ус­

тойчивое значение. За результат испытаний принимает­ ся минимальное из четырех значений, которое . должно быть не ниже указанного в табл. 27 [2].

Минимальные значения, возникающие за счет инер­ ционности машины, в расчет не принимаются.

 

 

Т а б л и ц а 27

Прочность сцепления

фольги с

основанием

 

 

Т о л щ и н а ,

П р о ч н о с т ь с ц е ­

М а р к и м а т е р и а л о в

млі

п л е н и я , гс}3

м м

ГФ-1-35, ГФ-2-35

і,5—з;о

220

 

ГФ-1-50

1,0—3,0

 

ГФ-2-50

1,5—3,0

 

 

СФ-1-35, СФ-2-35

0,8-3,0

300

 

СФ-1-50, СФ-2-50

0,5-3,0

 

 

СФ-1Н-50, СФ-2Н-50

0,8—1,5

400

 

2,0—3,0

350

Стойкость к воздействию расплавленного припоя. Проверяется на двух образцах, изготовленных в соот­ ветствии с рис. 18 б. Время выдержки в припое и тем­ пература для каждой марки материала устанавливает­ ся согласно табл. 28 [2].

В ванночке для испытаний на поверхности зеркала припоя ПОС-61 (ГОСТ 1499—70) поддерживается пе­ репад температуры не выше 2° С,- устанавливаемая толщина припоя не менее 50 мм.

Замеряется температура на глубине 5 мм любым методом, обеспечивающим погрешность не более ±3° С.

Накануне испытания образцы протираются тальком и погружаются в припой плашмя таким образом, что­ бы обратная сторона не была покрыта припоем.

При испытании фольгированного гетинакса толщи­ ной 1,0 мм и фольгированного стеклотекстолита тол­ щиной 0,5 мм на образцы перед испытанием наклады­ ваются бумажные маски, имеющие пять расположең-

1U

ных равномерно пар отверстий диаметром 5 мм. Маски накладываются так, чтобы отверстия на них совпадали с медными полосками на образце. Изготавливаются маски из пропиточной бумаги (ГОСТ 3441—63).

Результаты испытаний окажутся положительными в том случае, если на фольгированной поверхности ви-

3:0, 3:о,2 3:0,2 3:Ц2

10-0.5

10:0.5

ч [ W , Л сГ ’/іо А

10

Т 1 іо

н

к

50-1

 

Ч5:і

а)

б )

Рис. 18. Форма образцов для испытания фольгированного материала:

а — н а п р о ч н о с т ь с ц е п л е н и я ф о л ь г и с о с н о в а н и е м , б — н а с т о й к о с т ь к р а с п л а в л е н н о м у п р и п о ю

зуально не будет обнаружено вспучивание и отслаива­ ние фольги.

Проверка стрелы прогиба. Осуществляется на це­ лых листах фольгированных материалов. Когда фоль­ гированный материал хранился длительное время, его необходимо выдержать в течение 48 ч при темпера­

туре

15—35° С и относительной влажности .45—75%.

К

верхней

поверхности листа, положенного вогну­

той стороной

кверху на ровную горизонтальную плиту,

в направлении

наибольшей кривизны листа, приклады­

вается легкая

линейка. Замер производится либо на

Температура

расплавленного припоя

Т а б л и ц а 28

 

и время выдержки испытываемых образцов

М а р к а м а т е р и а л о в

Т о л щ и н а ,

 

Т е м п е р а т у р а

В р ем я в о з ­

мм

 

п р и п о я , °С

д е й с т в и я

 

 

 

 

 

п р и п о я , с

ГФ-1-35, ГФ-2-35

1.5—

3,0

245± 5

 

ГФ-1-50

1 .0 -

1,5

 

ГФ-2-50

1,5

 

260 ±5

5 + 0,5

ГФ-1-50, ГФ-2-50

2.0—3,0

 

СФ-1-35, СФ-2-35

0,8—1,0

 

245 + 5

 

СФ-1-50, СФ-2-50

1.5—3,0

 

260

±5

 

0,5—1,0

3,0

245 ±5

 

 

1.5—

260 ±5

 

СФ-1Н-50, СФ-2Н-50

0,8—1,0

 

245 ±5

10±0,5

 

1,5—3,0

 

265 ±5

 

 

 

всем расстоянии между двумя противоположными кра­ ями, либо на длине 1 м. Максимальное расстояние между поверхностью листа и краем приложенной ли­ нейки является стрелой прогиба.

Результат измерения стрелы прогиба испытываемо­ го листа в миллиметрах в пересчете на длину 1 м не должен превышать величину Кі, вычисляемую по фор­ муле:

 

Кр Is

 

(30)

 

10002

где: Кр — допустимая

величина стрелы прогиба соглас­

но ГОСТа

на материал, мм;

I — расстояние,

на котором замеряется стрела

прогиба, мм.

В случае необходимости фольгированный материал может быть проверен и по другим параметрам в соот­ ветствии с ГОСТом или техническими условиями.

Результаты анализов и контрольных испытаний за­ носятся работниками центральной заводской лабора­ тории в испытательный лист. В нем за подписью на­ чальника лаборатории дается заключение о том, что материал соответствует ГОСТу или техническим усло­ виям.

Если данные входного контроля неудовлетворитель­ ные, материал бракуется. Лаборатория входного конт-

113

роля составляет на него рекламационный акт, который направляется коммерческой службе для дальнейшего оформления и предъявления претензий поставщику. Забракованные материалы хранятся в изоляторе брака до тех пор, пока не будет решен вопрос по существу рекламации.

Сертификат и испытательный лист служат основа­ нием для запуска материала в производство.

От каждой партии фольгированного материала от­ бирается один контрольный лист, сохраняемый до окончания технологической переработки данной пар­ тии. В случае обнаружения на различных этапах изго­ товления плат скрытых дефектов качество поставлен­

ной партии определяется по контрольному листу.

4

4 - 2 . ОЦЕНКА ФОТООРИГИНАЛОВ И ФОТОШАБЛОНОВ

К основным качественным показателям, характери­ зующим фотооригиналы и фотошаблоны, относятся: геометрическая точность изображений печатных схем на основах фотооригиналов и фотошаблонов, необходи­ мая для точности двустороннего совмещения печатных плат; четкость формирования изображений элементов печатных схем с высокой разрешающей способностью; сохранение фотооригиналами и фотошаблонами гео­ метрических размеров при длительном хранении и экс­

плуатации.

фотооригиналов — это точность

выполне­

Точность

ния

центров

отверстий, предназначенных для

установ­

ки

выводов

радиоэлементов и базовых элементов, ис­

пользуемых для фотографирования и совмещения нега­ тивов.

Изображение на фотооригинале печатных проводни­ ков, контактных площадок и экранов должно отличать­ ся контрастностью, не иметь просветов, подтеков, сма­ занных линий и пятен. Надо, чтобы края проводников, контактных площадок и экранов были четкими и ров­ ными, чтобы в центре каждой площадки был незачер­ ненный кружок минимального размера (0,3—0,5) X М для установки сверла, недопустимо, чтобы площадки имели острые углы. Переходы таких площадок в пе­ чатные проводники должны быть плавными. Уменьше­

ние ширины проводников и

свободных мест, сквозная

ІИ

'

Прорезка ватмана и заклейка прорезанных мест не раз­ решаются.

Контролируя фотооригинал, следует проверить, со­ ответствует ли рисунок, с учетом требований действу­ ющего технологического процесса изготовления печат­ ных плат, чертежу. Ширина контактных площадок, печатных проводников и зазоры между ними контроли­ руются с помощью измерительной лупы 10х (ГОСТ 8309—57). Расстояние между базовыми элементами проверяется контрольной линейкой.

При контроле фотооригиналов на прозрачном осно­ вании используется стол с подсветом.

Если фотооригинал изготовлен методом наклеива­ ния липкой ленты, смещение, вздутие и отслаивание этой ленты от поверхности основания фотооригинала-, образование складок на наклеенной ленте недопу­ стимы.

Когда фотооригинал изготавливается резанием по эмали, контроль на соответствие чертежу, с учетом технологических допусков, необходимо осуществлять, не снимая оригинал со стола координатографа. При этом с помощью колонковой кисти допускается исправ­ ление эмалью мелких дефектов. После снятия фотоори-

.гикала со стола поверхность с нанесенным на нее изо­ бражением необходимо очистить, пользуясь для этого беличьей кистью № 12—14. Обратная сторона протира­ ется, бязевым тампоном. Далее проверяются расстоя­ ния между центрами контактных площадок, ширина проводников, зазоры между ними в узких местах, диа­ метры площадок и расположение контрольных элемен­ тов.

Фотооригинал проходит контроль перед каждым из­ готовлением фотошаблонов печатных плат.

Материалы, используемые в качестве основы для фотооригиналов и фотошаблонов, подвергаются дефор­ мации вследствие воздействия атмосферных условий и времени хранения. Это — нежелательный фактор. Де­ формация— причина брака плат и частых переделок рабочих фотошаблонов.

Точность фотооригиналов во многом зависит от то­ го, как они хранятся до запуска в производство. Поэто­ му необходимо систематически контролировать усло­ вия их хранения и использования.

115

Фотооригиналы нужно хранить в полиэтиленовых мешках при температуре 25+10° С и относительной влажности 60—80%, вдали от отопительных систем. Фотооригиналы на стеклянной основе хранятся в вер­ тикальном положении в специальной таре, на винипрозе — в горизонтальном. Свертывание и изгибание фо­ тооригиналов не допускается, в процессе работы их не­ обходимо оберегать от действия прямых солнечных лучей.

При контроле фотошаблонов размеры изображения элементов печатных плат должны соответствовать фо­ тооригиналу, выполненному по конкретному чертежу с учетом требований технологического процесса. Конт­ роль осуществляется штриховым метром второго раз­ ряда (линейка КЛ). Изображение должно быть черно­ белым, контрастным. Диффузионная оптическая плот­ ность черных полей должна составлять не менее Д—3, прозрачных участков — не более 0,19 единицы оптиче­ ской плотности по денситометру ДФЭ № 10. Недопу­ стимо, чтобы черные и прозрачные участки имели пят­ на, царапины, полосы, разрывы, точки, а также ореолы и размытости линий. Нанесенное изображение не должно отслаиваться от основания.

Дефекты негатива бывают обычно двух видов; это или темные точки на прозрачных участках, вызываю­ щие так называемые проколы резиста, или светлые участки на проводниках. Черные точки на прозрачных участках удаляются со стороны эмульсии, светлые уча­ стки на темных полях исправляют путем ретуширова­ ния.

Проверяя контрольные фотошаблоны на соответ­ ствие чертежу, следует пользоваться микроскопами УИМ-21, УИМ-23 или горизонтальным компаратором ИЗА-2.

Перед запуском в производство фотошаблонов, из­ готовленных на пленке, их нужно контролировать на соответствие линейным размерам. Рабочие фотошабло­ ны не должны коробиться, давать усадку или подвер­ гаться иным деформациям, не предусмотренным техни­ ческими условиями или ГОСТом на данный материал.

Фотошаблоны, фотопленка хранятся в несгораемых шкафах или в специальных металлических ящиках. Помещение для хранения должно быть сухим (относи-

Пб

тельная влажность 65—80%, температура 18—30° С). Необходимо, чтобы шкафы располагались на расстоя­ нии не менее 1,5 м от отопительных приборов.

Запрещается хранить фотопленку, негативы (диапо­ зитивы) там, где происходит проявление, фиксирование и промывка, а также в шкафах вместе с химикатами.

4 — 3. ОЦЕНКА РИСУНКА СХЕМЫ

 

Качество полученного

рисунка

закладывается на

всех операциях технологического процесса,

предшест­

вующих травлению и в

процессе

самого

травления.

При этом определяющее значение принадлежит режи­

мам'

обработки, которые чаще всего подбираются опыт­

ным

путем применительно к конкретному производству,

а также используемому

фольгированному диэлектрику.

Контроль рисунка

печатной схемы

заключается в

оценке качества нанесения изображения

до травления

и рисунка, полученного после него. Гарантия высокого

качества

рисунка при изготовлении

— соблюдение и

регулярная

проверка технологических

режимов.

Подготовка поверхности

заготовок фольгированною

диэлектрика — это основа,

от успешного выполнения

которой во многом зависит качество выполнения после­ дующих операций. Результатом неполной очистки по­ верхности перед нанесением фоторезиста могут быть плохая адгезия, проколы, неполное травление, отслаи­ вание и прочие дефекты. Все ручные операции над пла­ той с самого начала нужно проводить в чистых перчат­ ках. Отпечатки пальцев «въедаются» в поверхность и являются причиной отслаивания резиста или гальвани­ ческого покрытия.

Независимо от способа подготовки (механического, химического), на поверхности фольги не должно быть окисной пленки и грубых следов обработки абразивны­ ми материалами (полос, царапин). Заготовка должна хорошо смачиваться водой.

Нанесение изображения на заготовку — один из важ­ нейших моментов в процессе получения рисунка. При­ чинами брака при-этом могут быть нарушения режи­ мов. В случае применения сеткографического способа нанесения рисунка к таким нарушениям следует отнес­ ти: повышенную или пониженную вязкость кислото­

117

упорного состава, вызывающую прерывистость или рас­ плывание изображения; попадание кислотоупорного состава на пробельные участки заготовок и т. п.

Если угол наклона ракеля правильный, сетка отде­ ляется от заготовки на расстоянии около 2 см от раке­ ля. Если отрыв происходит на большем расстоянии, краску необходимо разбавить или увеличить зазор ме­ жду сеткой и заготовкой.

Вязкость краски проверяется в процессе работы, опытным путем, так как проверка вискозиметром за­ труднительна.

Когда краска очень густая или плохо перетерта, она трудно продавливается через сетку, быстро засоряет трафарет и выводит его из строя; когда слишком жид­ кая, то изображение получается расплывчатым, а слой краски — тонким, расстояния между краями элементов рисунка сокращаются.

Точность полученного рисунка во многом зависит от того, каково качество трафарета. Изготовление трафа­ ретов требует точного соблюдения технологического процесса, высокого качества применяемых материалов, определенных навыков в работе. Отсутствие хотя бы одного из этих факторов вызывает брак.

В результате использования прямого метода изго­ товления трафаретов чаще всего возникают-следующие дефекты:

1. Рисунок плохо проявляется. Причины — недоста­ точная плотность диапозитива или передержка при экс­ понировании, высокая температура сушки светочувст­ вительного слоя или длительное время хранения сетки с нанесенным слоем до экспонирования, засвечивание -светочувствительного слоя, плохой прижим при экспо­ нировании, использование очень старой эмульсии, нека­ чественное обезжиривание сетки;

2. Плохое сцепление копировального слоя с сеткой. Это — результат неудовлетворительной подготовки сет­ ки, неравномерности или излишней толщины светочув­ ствительного слоя, малого содержания солей хрома в эмульсии, недостаточной прозрачности диапозитива или крайне малого времени экспонирования, завышен­ ной температуры сушки трафарета.

При изготовлении трафаретов методом переноса возможны следующие дефекты:

118