4.4. Способы формирования рисунка и создания токопроводящего покрытия в печатных платах

По способу формирования рисунка и создания токопроводящего покрытия методы изготовления печатных плат разделяются на две группы: субстрактивные и аддитивные (рис. 4.6).

В субстрактивных методах (основных) в качестве основания для печатных плат используютсяфольгированные диэлектрики, на которых проводящий рисунок формируется путемхимического уда­ления фольги с непроводящих участков. Дополнительная хими­ко-гальваническая металлизация монтажных отверстий привела к созданиюкомбинированных методовизготовления печатных плат. Эта группа методов занимает доминирующее положение, так как для их реализации разработаны высококачественные материалы с уменьшенной толщиной фольги и автоматизированные линии про­изводства.

Рис 4.6. Классификация методов изготовления печатных плат

Аддитивные методы основанына избирательном осаждениитокопроводящего покрытия на диэлектрическое основание. По сравнению с субстрактивными они обладают следующимипреимуще­ствами: повышают плотность печатного монтажа (ширина провод­ников и пробельных участков составляет 0,13...0,15 мм и менее); устраняют подтравливание элементов печатного монтажа; экономят медь, химикаты для травления и снижают затраты на нейтрализацию сточных вод; упрощают технологический процесс благодаря устра­нению ряда технологических операций; улучшают равномерность толщины металлизированного слоя в отверстиях; уменьшают дли­тельность производственного процесса и повышают его экономич­ность. Несмотря на описанные преимущества применение адди­тивных методов в массовом производствеограничено низкой ско­ростью процесса химической металлизации, интенсивным воздей­ствием электролитов на диэлектрик, трудностью получения метал­лических покрытий с высокой адгезией к основанию.

По способу создания токопроводящего покрытияаддитивные ме­тоды разделяются нахимические (аддитивные) и химико-гальванические (полу­аддитивные).При химическом методе на каталитически активных участках поверхности заготовки происходит химическое восстанов­ление ионов металла для обеспечения толщины покрытия в мон­тажных отверстиях не менее 25 мкм. В разработанных растворах скорость осаждения меди составляет примерно 4...4 мкм/ч, и для получения необходимой толщины процесс продолжается длительное время.Более производительнымявляетсяхимико-гальванический метод, при котором химическим способом выращивают тонкий (1...5 мкм) слой меди по всей поверхности платы или используют фольгированный диэлектрик с тонкомерной фольгой и химической металлизацией монтажных отверстий, а затем на подготовленную поверхность в соответствии с необходимым рисунком осаждают медь электрохимическим способом. Удаление тонкого слоя металла с пробельных участков происходит в результате его химического трав­ления по всей поверхности заготовки.

Основное влияние на разрешающую способность и точность из­готавливаемых печатных плат оказывает способ формирования ри­сунка печатного монтажа.Выбор способа определяется также конструкцией платы, производительностью оборудования и эконо­мичностью процесса. Из всего множества на практике применяются только три способа получения рисунка платы: офсетная печать, сеткография и фотопечать.

Способ офсетной печати состоит в изготовлении печатной фор­мы, на поверхности которой формируется рисунок платы. Форма закатывается трафаретной краской с помощью специального валика, а затем печатный цилиндр, покрытый слоем офсетной резины, переносит краску с формы на подготовленную поверхность основания платы (рис. 4.7). Данный способ характеризуется высокой произ­водительностью, применим в условиях массового и крупносерийного производства. К его недостаткам относятся высокая стоимость обо­рудования, необходимость использования квалифицированного об­служивающего персонала и трудность изменения рисунка платы.

Рис 4.7. Схема получения ри­сунка печатной платы методом офсетной печати:

1 — офсетный валик; 2 — валик для нанесения краски; 3 — краска; 4 — прижимной валик; 5 — устройство для на­несения краски (поднято); 6 — диэлектрик; 7 — медная фоль­га; в — основание; 9 — клише.

Сеткографическийспособоснован на нанесении специальной трафаретной краски на плату путем продавливания ее резиновой лопаткой (ракелем) через сетчатый трафарет, на котором необхо­димый рисунок образован ячейками сетки, открытыми для прохождения краски (рис. 4.8). Закрепление краски на заготовке осуще­ствляется длительной сушкой в - конвейерных печах горячим (323...455 К) воздухом или под действием инфракрасного излучения. Способ обеспечивает высокую производительность и экономичен в условиях массового производства. Точность размеров проводников не хуже ±0,1 мм.

Рис. 4.4. Схема получения ри­сунка печатной платы методом сеткографии:

1 — ракель; 2 — направление движения; 3 — рама; 4 — фик­сатор подложки; 5 — подложка; 6 — основание; 7 — трафаретная краска; 8 — трафарет; 9 — нанесенный рисунок; 10 — зазор.

Способ фотопечати состоит в контактном копировании рисунка печатного монтажа с фотошаблона на основание, покрытое фото­резистом, аналогично процессу фотолитографии в ИМС. Способ используется при изготовлении плат с наивысшей точностью вы­полнения проводящего рисунка.