- •«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?
Контрольные вопросы
-
Какие методы изготовления дпп Вы знаете?
Существуют 3 метода изготовления ДПП. Первый метод – субтрактивный метод с использованием фоторезиста, второй – метод «Тентинг» с использованием сухого пленочного фоторезиста, третий – субтрактивный метод с использованием металлорезиста (олово-свинец).
-
Какова последовательность формирования проводников на слоях дпп при изготовлении субтрактивным негативным методом?
Последовательность формирования проводников следующая:
- подготавливаются заготовки фольгированного диэлектрика с просверленными отверстиями
- производится химическая и предварительная электрохимическая металлизация всей поверхности и стенок отверстий
- производится получение защитного рисунка в СПФ (наслаивание, экспонирование, проявление)
- проводится электрохимическое осаждение сплава олово-свинец в окна СПФ
- далее производится удаление защитного рисунка СПФ
- последнее действие – травление медной фольги в окнах рисунка из металлорезиста.
-
Какова последовательность формирования проводников на слоях дпп при изготовлении субтрактивным методом «тентинг»?
Последовательность формирования проводников следующая:
- подготавливается заготовка фольгированного диэлектрика
- проводится химико-электрохимическая металлизация поверхности и стенок отверстий
- производится наслаивание пленочного фоторезиста
- далее следует получение защитного рисунка в СПФ (экспонирование, проявление)
- производится травление медной фольги в окнах СПФ
- последнее действие – удаление защитного рисунка СПФ.
-
Какова последовательность формирования проводников на слоях дпп при изготовлении субтрактивным позитивным методом?
Последовательность формирования проводников следующая:
- подготавливается заготовка фольгированного диэлектрика
-производится получение защитного рисунка в СПФ (наслаивание, экспонирование, проявление)
-далее следует травление медной фольги в окнах рисунка СПФ
- последний этап – удаление защитного рисунка СПФ.
-
Как производится совмещение рисунка проводников и межслойных переходов в дпп?
Операция совмещения рисунка проводников и межслойных переходов носит название «экспонирование». Процесс экспонирования следующий: необходимо совместить фотошаблон с заготовкой, кнопки 5мм, по «0» отметкам в соответствии со структурой. Поместить в установку экспонирования.
Время экспонирования подбирается согласно методике. При экспонировании должны обеспечиваться: равномерная освещенность заготовок, исключающая наличие воздуха между эмульсией фотошаблона и фоточувствительным слоем, температура заготовки не более 35°С. Удалить защитную лавсановую пленку.
Проявить рисунок схемы: установка проявления СПФ.
Выборочно из каждой партии изделий замерить размеры элементов. Размер должен быть не более +20 мкм при негативном изображении и не менее -15 мкм для позитивного изображения.
-
Что Вы знаете о сверлении отверстий в печатных платах?
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.
Травление по защитному рисунку металлорезиста проводится в струйной конвейерной установке травления в меднохлоридном кислом растворе при скорости травления 35-40 мкм/мин.
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.
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.