- •«Изучение технологических процессов изготовления двухслойных печатных плат»
- •Теоретическая часть.
- •Пленочные фоторезисты
- •Создание рисунка проводников на слоях дпп.
- •Технологическая схема изготовления дпп методом "тентинг" с использованием сухого пленочного фоторезиста
- •Технологическая схема изготовления дпп субтрактивным методом с использованием металлорезиста (олово-свинец)
- •Сверление отверстий.
- •Паяльная маска
- •Испытания дпп.
- •Контрольные вопросы
- •Какие методы изготовления дпп Вы знаете?
- •Какова последовательность формирования проводников на слоях дпп при изготовлении субтрактивным негативным методом?
- •Какова последовательность формирования проводников на слоях дпп при изготовлении субтрактивным методом «тентинг»?
- •Какова последовательность формирования проводников на слоях дпп при изготовлении субтрактивным позитивным методом?
- •Как производится совмещение рисунка проводников и межслойных переходов в дпп?
- •Что Вы знаете о сверлении отверстий в печатных платах?
- •Как производится химическая и гальваническая металлизация стенок отверстий в дпп?
- •Как производится нанесение защитной паяльной маски на поверхность дпп:
- •Какие методы нанесения паяемого покрытия на контактные площадки дпп Вы знаете?
- •Как наносится маркировка на поверхность дпп?
- •Назовите автоматизированные методы контроля качества металлизированных переходов.
- •Назовите виды испытаний дпп, в том числе, автоматизированные.
- •Что Вы знаете об автоматизации визуального контроля печатных плат?
- •Какие материалы применяются для изготовления дпп субтрактивным методом?
- •Какие способы очистки и подготовки стенок отверстий под металлизацию вы знаете?
- •Назовите и поясните основные характеристики дпп.
- •Назовите основные факторы ограничения увеличения габаритов дпп:
- •Охарактеризуйте формулу расчета надежности дпп.
- •С какой технологической операции снят данный образец?
- •Назовите характерные признаки данной операции?
Сверление отверстий.
Для сверления ДПП предпочтение отдается станкам, имеющим
80000 ─ 110000 об/мин шпинделя с воздушным подшипником.
Биение такого шпинделя не превышает 3 мкм.
Для уменьшения вибрации станки устанавливаются на воздушные подушки.
Сверление отверстий малых диаметров (от 0,5 до 0,3 мм) требует выполнения некоторых условий:
-
Печатная плата должна быть надежно закреплена;
-
Вакуумный отсос стружки эффективно убирает стружку не только с поверхности платы, но и из отверстия;
-
Подкладка снизу должна быть предварительно рассверлена;
-
Подкладка сверху (лист алюминия 0,2 мм) подкладывается только при наличии большого инструментального разброса;
-
Временная пауза между сверлильными циклами должна быть увеличена с 32 миллисекунд до 90 миллисекунд;
-
Режим резания должен точно соответствовать конструктивным особенностям печатной платы.
Требования к качеству просверленных отверстий малого диаметра в ДПП:
-
величина заусенца на краях просверленных отверстий не более 3 5 мкм;
-
не допускаются разрывы контактных площадок просверленными отверстиями;
-
количество отверстий для смены сверла определяется путем измерения величины притупления режущих кромок сверла, которая должна быть не более 25 мкм;
-
после окончания сверления всех отверстий, заложенных в программу, на технологическом поле сигнального слоя по специальной программе сверлятся 8 контрольных точек, по которым производятся измерения после каждой из технологических операций.
Подготовка поверхностей заготовок под наслаивание пленочного фоторезиста с целью удаления заусенцев сверленых отверстий и наростов гальванической меди производится механической зачисткой абразивными кругами на установке типа с последующей химической обработкой в растворе персульфата аммония или механической зачисткой водной пемзовой суспензией на установке типа.
Практически подтверждено, что такие варианты подготовки обеспечивают необходимую адгезию пленочного фоторезиста к медной поверхности подложки и химическую стойкость защитных изображений на операциях проявления и травления. Кроме того, механическая зачистка пемзой дает матовую однородную поверхность с низким отражением света, обеспечивающее более однородное экспонирование фоторезиста.
Травление по защитному рисунку металлорезиста проводится в струйной конвейерной установке травления в меднохлоридном кислом растворе при скорости травления 35-40 мкм/мин.
Время травления определяется максимальной суммарной толщиной фольги с гальванически осажденным на поверхности фольги медным слоем. При травлении медных слоев толщиной 70 мкм заужение проводника за счет бокового подтравливания по отношению к размерам на фотошаблоне составляет 50 мкм. Разброс значений ширины проводников составляет примерно ±15 - 50 мкм. Минимальная устойчиво воспроизводимая ширина зазора в СПФ-2 толщиной 60 мкм - 180 - 200 мкм.
Из сказанного следует, что рассматриваемая технология имеет ограничения по разрешению, т.е. минимально воспроизводимая ширина проводников и зазоров порядка 200 - 250 мкм (при толщине проводников 50 мкм).
Для получения логических слоев с металлизированными переходами с более плотным печатным монтажом с шириной проводников 150 мкм и 125 мкм рекомендуется технологический процесс по субтрактивной технологии травлением по металлорезисту (3-й вариант субтрактивной технологии) с использованием диэлектрика типа СПТА-5 с тонкомерной фольгой толщиной 5-9 мкм.
В этом случае предварительная металлизация стенок отверстий и поверхности фольги заготовок диэлектрика производится на минимально возможную толщину 8-10 мкм.
Металлорезист ПОС-61 удаляется в травильном растворе в струйной конвейерной установке.
-
общая сумма погрешностей после сверления металлизируемых переходных отверстий не должна превышать 60 80 мкм.
Сверление переходных металлизированных отверстий производится твердосплавными сверлами диаметром от 0,3 мм. Частота вращения шпинделя на воздушных подшипниках не менее 80000 об/мин. Величина подачи 30 мм/сек.
Требуются специально изготовленные постоянные подкладки. Постоянная подкладка подвергается сквозному предварительному сверлению сверлом диаметром на 0,2 мм больше, чем это предусмотрено в рабочей программе сверления самого изделия. Требуется также подкладка одноразового применения из фольгированного диэлектрика толщиной 0,25 мм.
Сверление диэлектриков с особо тонкой фольгой - при сверлении таких диэлектриков применяется защитная маска, предохраняющая поверхность фольги от воздействия прижимного башмака сверлильного станка 25-30 кг/см2.
Защитная маска - это подкладка толщиной 0,5 мм из фольгированного диэлектрика, просверленная предварительно по рабочей программе. Может быть изготовлена из органического стекла. Если есть проблемы с инструментальным разбросом, то под маску подкладывается тонкий (0,1 мм) алюминиевый лист.
Требования к качеству отверстий малого диаметра, просверленных в ДПП с соотношением толщина платы/диаметр сверла более чем 10/1:
-
перпендикулярность отверстия должна гарантировать отсутствие разрыва контактной площадки на противоположной стороне печатной платы;
-
качество стенки просверленного отверстия может быть не одинаковым на входе и выходе отверстия из печатной платы, однако оно должно быть приемлемым и достаточным для последующей обработки отверстия;
-
шероховатость стенок просверленных отверстий должна быть не более 30 мкм;
-
величина заусенцев на контактных площадках медных слоев не более 10 мкм;
-
метод извлечения обломка сверла из отверстия должен гарантировать сохранность этого отверстия для дальнейшей его обработки;
-
при двухстороннем сверлении отверстий величина несовпадения двух просверленных навстречу друг другу отверстий не должна препятствовать вставлению в отверстие стального калибра диаметром на 50 мкм меньше диаметра сверла.
Глубина внедрения в материал платы твердосплавного сверла должна быть меньше длины нарезной части сверла на 2 диаметра сверла.
Разрушение сверла происходит при внедрении его в материал платы на глубину в 13 раз превышающую диаметр сверла.
Сверло ломается при закупоривании стружковыводящей канавки и, таким образом, в большинстве случаев глубина сверления ограничивается длиной нарезной части сверла.
Методы глубокого сверления, которые ограничиваются длиной нарезной части сверла:
-
Метод обычного сверления всех отверстий, заложенных в программу, до определенной глубины;
-
Метод двухстороннего сверления плат;
-
Метод многоразового сверления одного и того же отверстия.
Метод сверления, последовательно наращиваемой толщины печатной платы: для первого сверления выбирается толщина, которая надежно, без поломок сверл просверливается на сверлильном станке. Для второго сверления сверху приклеивается плата (или ее часть) такой же толщины и просверливается по той же программе, и так далее. Достоинством метода является очень большая (до 50:1 и больше) глубина сверления и возможность сверхглубокого сверления обычными стандартными сверлами.
При сверлении до глубины 15:1 двухлезвийными сверлами наблюдается инструментальный разброс по поверхности до 20 - 15 мкм и увод сверла на противоположной стороне платы до 15 - 25 мкм. Инструментальный разброс хорошо компенсируется алюминиевым листом 0,15 - 0,2 мм, накладываемым сверху. Увод сверла полностью компенсируется применением трехлезвийных сверл.
Сложные платы с большими толщинами сверлятся поодиночке.
Базовые отверстия двухсторонних плат могут изготавливаться в кондукторах и непосредственно на сверлильных станках.
Качество стенок просверленных отверстий трехлезвийными сверлами мало отличается от качества отверстий, просверленных двухлезвийными сверлами. Трехлезвийные сверла имеют прочную перемычку, хорошо выдерживают обороты шпинделя в 11000 -120000, практически бесшумные в работе, но сложны в перезаточке.