Комбинированный позитивный метод состоит из следующих операций:

·        получение контура заготовки;

·        подготовка поверхности заготовки;

·        нанесение позитивного рисунка схемы;

·        нанесение защитного слоя лака (эмаль ХСЭ, ХСЛ) для предохранения химически активных растворов при химической металлизации, количество слоев 2-3, нанесение окунанием, поливом или с помощью краскораспылителей, сушка в сушильных печах в течение 20-40 мин при 60-80 °С;

·        сверление отверстий в плате;

·        химическое меднение отверстий; толщина слоя 1-2 мкм; скорость 20-30 мкм/ч;

·        гальваническое меднение до толщины 25-30 мкм, удаление защитного слоя лака;

·        нанесение металлического резиста для защиты проводников и отверстий от травления (гальваническое покрытие сплавами олово-свинец) толщиной 20-25 мкм;

·        удаление фоторезиста;

·        травление пробельных мест;

·        оплавление металлического резиста - необходимо для удаления припоя из покрытий и улучшения паяемости покрытия.

Гальванически нанесенный металлический резист сплав олово-свинец имеет пористую структуру, быстро окисляется, теряет способность к пайке. Для устранения этих недостатков проводят оплавление резиста с помощью ИК излучения в жидкости (глицерине) или газе. В результате покрытие приобретает структуру металлургического сплава и при толщине 8-15 мкм приобретает хорошую паяемость;

·     контроль платы, маркировка.

При изготовлении заготовок их размеры определяются согласно требованиям чертежа и наличию по всему периметру технологического поля, на котором выполняются фиксирующие отверстия для базирования деталей в процессе изготовления и текстовые элементы. Ширина технологического поля не превышает 10 мм. Получают заготовки различными методами в зависимости от типа производства. В крупносерийном и массовом производстве раскрой листового материала осуществляют штамповкой на кривошипных или эксцентриковых прессах с одновременной пробивкой фиксирующих отверстий. При этом коэффициент использования материала должен быть высоким, а контур не иметь трещин и расслоений. Качество заготовки определяется правильным выбором зазора между пуансоном и матрицей, геометрией рабочих частей штампа, усилием вырубки, а также применением подогрева (60-100 °С), который рекомендуется в тех случаях, когда платы имеют сложный наружный контур с резкими выступами и толщину свыше 2 мм.

В качестве инструмента применяют вырубные штампы, рабочие элементы которых изготовлены из инструментальной легированной стали марок X12M, X12Ф1 или металлокерамического твердого сплава марок ВК-15, ВК-20. Стойкость штампов при вырубке заготовок из стеклотекстолита 1,5-2 тыс. ударов.

Подготовка поверхности заготовки включает очистку исходных материалов от оксидов, жировых пятен, смазки и других загрязнений, специальную обработку диэлектриков, а также контроль качества выполнения операции. В зависимости от характера и степени загрязнений очистку проводят механическими, химическими, электрохимическими, плазменными методами и их сочетанием. Для удаления оксидного слоя с поверхности фольги используют механическую очистку абразивными кругами, крацевальными металлическими щетками, щетками из капрона или нейлона, на которые подается абразивная суспензия.

Для очистки монтажных отверстий от наволакивания смолы и других загрязнений и для увеличения производительности при обработке ПП применяют гидроабразивную обработку или чистку вращающимися щетками из синтетического материала с введенными в его состав абразивными частицами. Образование шероховатой поверхности после механической обработки способствует растеканию флюса и припоя, т.к. риски являются мельчайшими капиллярами.

Химическая обработка заключается в обезжиривании, травлении. Обезжиривание изделия проводят в растворах щелочей или органических растворителей: ацетоне, бензине, четыреххлористом углероде и т.д. путем протирки, погружения, распыления, обработки в паровой фазе или в УЗ ванне. Современное оборудование для очистки имеет блочно-модульную конструкцию с программным управлением. Оно снабжается устройствами для регенерации моющих веществ и сушки изделий. Удаление оксидных пленок осуществляется в растворах кислот и щелочей. Наиболее эффективно удаление оксидной пленки осуществляется в 10 %-ном растворе соляной кислоты.

Высокое качество и производительность обеспечиваются плазменной очисткой ПП, которая устраняет использование токсичных растворителей, кислот и щелочей, а следовательно, и их вредное воздействие на обслуживающий персонал, материалы обработки и окружающую среду. Установка плазмохимической обработки с программным управлением УПХО-П предназначена для удаления диэлектрика с торцов контактных площадок. Карусельный принцип позволяет обрабатывать при одной загрузке до 8 плат размером 400х800, 16 плат размером 500х500 или 64 платы размером 220х170 мм. Плазмообразующий газ, состоящий из кислорода (70 %) и тетрафторметана, подается в камеру со скоростью 600-900 см2 /мин. Давление в камере 20-40 Па, рабочая частота плазмотрона 10-15 МГц, длительность операции очистки пакета 10-16 мин.

Контроль качества подготовки металлических поверхностей ПП проводят по полноте смачивания их водой. Состояние диэлектрических поверхностей проверяют микроскопическими исследованиями, измерением величины шероховатости, проведением пробной металлизации и оценкой прочности сцепления металлического слоя с основанием.

Нанесение рисунка схемы необходимо при осуществлении процессов металлизации и травления. Рисунок должен иметь четкие границы с точным воспроизведением узких линий, быть стойким к травильным растворам, не загрязнять платы и электролиты, легко сниматься после выполнения своих функций.

Перенос рисунка печатного монтажа на фольгированный диэлектрик осуществляется следующими методами: фотографическим, сеткографическим, офсетной печати.

Фотографический метод позволяет получить минимальную ширину проводников и расстояний между ними 0,1-0,15 мм с точностью воспроизведения до 0,01 мм. Этот метод включает нанесение фоторезиста на подготовленную поверхность заготовки, экспонирование через фотошаблон, проявление рисунка, дубление, контроль качества рисунка, ретуширование и удаление фоторезиста.

Фоторезисты разделяются на два типа: негативные и позитивные. Негативные под действием излучения образуют защитные участки рельефа. В результате фотополимеризации и задубливания освещенные участки перестают растворяться и остаются на поверхности подложки. Позитивные передают баз изменений рисунок фотошаблона, при обработке экспонированные участки разрушаются и вымываются. Позитивные фоторезисты имеют более высокую разрешающую способность, чем негативные.

Фоторезист (ФР) может быть жидким и сухим (пленочным). Жидкие ФР значительно дешевле пленочных и для работы с ними требуется несложное оборудование. Прост в нанесении (центрифуга). Но жидкий ФР имеет малый срок хранения. Пленочные ФР значительно упрощают тех. процесс: исключаются процессы сушки, дублирования, ретуширования. Он обеспечивает равномерное нанесение защитных слоев при наличии монтажных отверстий.

При использовании жидких фоторезистов заготовки ПП с нанесенным светочувствительным слоем подвергаются сушке - сначала в стационарных печах в течение 10-15 мин при 50 °С, а затем в конвейерных печах в течение 3-5 мин при 70 °С. Для повышения защитных свойств фоторезиста на основе ПВС после экспонирования и проявления проводят его окрашивание в метилвиолете, термическое дубление при 150 °С в течение 4 - 4,5 ч и химическое дубление в растворе хромового ангидрида. Фоторезист с участков схемы, не подвергшихся экспонированию, удаляется после травления или нанесения металлического резиста в растворе щелочи (для ПВС) или повторной засветкой (для ФП-383). Выполнение перечисленных операций при получении защитного рисунка в массовом производстве проводится на автоматических конвейерных линиях, состоящих из отдельных секций и модулей.

При использовании сухих пленочных фоторезистов технология образования защитного рисунка ПП значительно упрощается и полностью автоматизируется. Наносят СПФ посредством ламинатора, а проявляют его на установках струйного типа. Процесс включает последовательное прохождение секций предварительного проявления в струях раствора, окончательное проявление в струях чистого растворителя, промывку водой и сушку сжатым воздухом. Аналогично действует и установка снятия сухого пленочного фоторезиста [ ].

Защитный рисунок методом сеткографии получают продавливанием краски через сетчатый трафарет вручную или на автоматическом оборудовании, которое состоит из загрузочного устройства, машины для термической рихтовки плат, сеткографического станка, сушильной печи и накопителя готовых изделий. Загрузка ПП в станок происходит посредством ленточного конвейера подъемно-опускаемого типа. Подведенная им заготовка фиксируется в рабочей зоне на штифтах с точностью ±25 мкм и закрепляется с помощью вакуумной системы на расстоянии 1-3 мм от сетчатого трафарета. Синхронно дозирующим устройством краска подается в зону обработки, а ракель автоматически продавливает ее через ячейки трафарета. В системе управления ракелем регулируются угол наклона, скорость движения, величина давления и диапазон хода. Время, затрачиваемое на один цикл печатания, составляет 5-7 с. Закрепление краски на заготовке осуществляется длительной сушкой, а удаление - промывкой в растворителе.

Полученный рисунок ПП контролируется визуально, а также посредством различных оптических приборов, регистрирующих дефекты. Незначительные дефекты (поры, трещины, отслоения) в случае их обнаружения ретушируются лаком, а при невосстанавливаемом браке рисунок на ПП наносят повторно.

В дипломном проекте используется фотографический метод получения позитивного рисунка.

Сверление отверстий в плате производится на специальных одно- и многошпиндельных сверлильных станках с ЧПУ. Оптимальная частота вращения шпинделя составляет 12000-45000 оборот/мин. Скорость резания 25-50 м/мин. Для обработки отверстий используются специальные сверла из металлокерамических твердых сплавов ВК-6М, ВК-8М. Их стойкость при обработке фольгированных стеклотекстолитов составляет 3-7 тыс. отверстий, при наличии лакового покрытия на ПП стойкость инструмента уменьшается в 2-3 раза. Увеличение температуры в зоне обработки при сверлении приводит к наволакиванию размягченной смолы на кромки контактных площадок, препятствующему металлизации отверстий. Для устранения этого недостатка применяются охлаждающие агенты не содержащие смазок (вода, водяной туман); двойное сверление. Однако эти методы малоэффективны в условиях массового производства. Наиболее эффективным средством признана последующая гидроабразивная обработка.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23