Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Методы изготовления печатных плат
|
|
В настоящее время применяют следующие методы изготовления печатных плат:
с у б с т р а к т и в н ы е, при которых проводящий рисунок образуется за счет удаления проводящего слоя с участков поверхности, образующих непроводящий рисунок (пробельные места);
а д д и т и в н ы е, при которых проводящий рисунок получают нанесением проводящего слоя заданной конфигурации на непроводящее основание плат;
п о л у а д д и т и в н ы е, при которых проводящий рисунок получают нанесением проводящего сдоя на основание с предварительно нанесенным тонким (вспомогательным) проводящим покрытием, впоследствии удаляемым с пробельных мест.
Название методов изготовления печатных плат основаны на сочетании способов получения рисунка печатного монтажа и способов получения токопроводящего слоя (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 – Классификация печатных плат по конструкторскому исполнению
В ОСТ 4.ГО. 010. 209 приняты следующие методы изготовления ПП.
Химический метод изготовления травлением фольги с незащищенных мест применяется для ОПП, ГПК и внутренних сдоев МПП.
Комбинированный позитивный метод, основанный на сочетании химико-гальванического способа металлизации отверстий, контактных площадок и проводников со способом химического травления фольги с пробельных мест, применяется для ДПП первого, второго класса.
Электрохимический (полуаддитивный) метод изготовления путем химическо-гальванического предварительного диэлектрика, гальванического наращения токопроводящих участков и химического травления слоя предварительного меднения с пробельных мест применяется для ДПП третьего класса.
Для изготовления МПП рекомендуется метод металлизации сквозных отверстий. При этом печатный монтаж на внутренних слоях получают химическим методом.
В классификации приведены аддитивный метод и метод фотоформирования, не включенные в ОСТ – 4. ГО. 010.209, но являющиеся перспективными для производства ПП четвертого пятого класса.
Метод фотоформирования – восстановление на поверхности нефольгированного диэлектрика из водных растворов солей металлов ионов, образующих рисунок толщиной 0, 2…0, 5 мм, и последующее химическое осаждение слоя меди. Различные модификации метода связаны с различными способами формирования рисунка – фотоосаждение металлов, проявление и восстановление ионов, формирование лучом лазера. Метод применяется для изготовления ОПП и ДПП.
Аддитивный метод – химическое осаждение меди в зоне токопроводящих участков на нефольгированный диэлектрик с введенным катализатором и адгезивным слоем – применяется для изготовления ОПП и ДПП.
Последовательность технологических процессов изготовления ОПП, ГПК и ДПП различными методами приведена в таблицах 2.1 и 2.2. Анализируя последовательность операций, следует отметить, что монтажные отверстия сверлят до нанесения рисунка печатного монтажа (исключение – химический метод). Это требует применения сверлильных станков с программным управлением и точного базирования заголовок плат на станке.
Таблица 2.1 – Последовательность технологических процессов. Изготовление ОПП и ГПК
| Основные технологические операции | Субтрактивный метод | Аддитивный метод | ||
| ОПП | ГПК | |||
| ОПП | ||||
| Входной контроль диэлектрика Получение заготовок Образование базовых отверстий Активация поверхности диэлектрика Фотосенбилизация диэлектрика Создание защитного рельефа Химическая металлизация диэлектрика Термообработка платы Травление меди с пробельных мест | + + + – – + – – + | + + – – – + – – + | + + + + + + + + – |
Продолжение таблицы 2.1.
| Удаление защитного рельефа Образование необходимых отверстий Подготовка поверхности платы перед склеиванием Приклеивание защитной пленки (лавсана) Травление лавсана в зоне выводов Обработка контура Маркировка платы Нанесение защитного покрытия на плату Лужение выводов Контроль печатной платы | + + – – – + + + – + | + – + + + + + – + + | – + – – – + + + – + |
| Применение: «+» – наличие операции; «–» – отсутствие операции. |
Таблица 2.2 – Последовательность технологических процессов изготовления ДПП
| Основные технологические операции | Комби-нированный метод | Полуаддитивный метод | Адитивный метод | Фотоформирование | |
| на диэлектрике | на метали-ческом основа-нии | ||||
| Входной контроль диэлектрика Получение заготовок Образование базовых отверстий Образование отверстий под металлизацию Нанесение диэлектрического покрытия Сенситилизация и активация поверхности диэлектрика Химическая металлизация диэлектрика | + + + + – – + | + + + + – + + | + + + + + + + | + + + + – – – | + + + + – + – |
Продолжение таблицы 2.2.
| Гальваническая металлизация платы Фотосенбилизация диэлектрика Создание защитного рельефа Активация поверхности диэлектрика Химическая металлизация диэлектрика Гальваническая металлизация рисунка Нанесение металлорезиста на рисунок Удаление защитного рельефа Термообработка платы Травление меди с пробельных мест Оплавление металлорезиста Обработка контура Маркировка платы Контроль печатной платы Нанесение защитного технологического покрытия | + – + – – + + + – + + + + + + | + – + – – + + + – + + + + + + | + – + – – + + + – + + + + + + | – – + + + – – + + – – + + + + | – + + – + – – – + – – + + + + |
Наиболее трудоемкими являются комбинированный позитивный и электрохимический методы. Предварительную химико-гальваническую металлизацию (наращивание) – только на токопроводящих участках (отверстия, КП, проводники). В комбинированном позитивном и электрохимическом методах печатный монтаж перед травлением меди с пробельных мест защищают гальванически осажденным металлорезистом (олово-свинец), который затем оплавляют.
Нанесение рисунка на заготовку с просверленными монтажными отверстиями требует применения сухого пленочного фоторезиста при фотохимическом способе или сеточно-графического способа получения рисунка (жидкий фоторезист не приемлем). Для совмещения рисунка контактных площадок с центрами монтажных отверстий необходимо точное базирование фотошаблона (трафарета) относительно заготовки платы.
По количеству основных этапов аддитивный метод и метод фотоформирования близки к химическому методу изготовления ОПП. Если сравнивать трудоемкость методов изготовления ДПП и принять трудоемкость комбинированного позитивного метода за 100%, то трудоемкость электрохимического метода составит 90%, аддитивного метода ≈ 70%, метода фотоформирования ≈ 60%.
На рисунке 2.2 приведена схема технологического процесса изготовления ДПП химико-гальваническим аддитивным методом.
Геометрические параметры и точность печатного монтажа непосредственно зависит от метода изготовления (рисунок 2.3, 2.4). При химическом и гальваническом способах осаждении меди происходит увеличение размеров токопроводящих участков за счет разращивания. Если пробельные места защищены краской (толщина 5-7 мкм), то разращивание будит большим и примерно соизмеримо с толщиной осаждаемого слоя меди. Если пробельные места защищены сухими пленочными фоторезисторами (толщина 40-60 мкм), то разращивание осаждаемой меди будит минимальным.
Входной контроль нефольгированного диэлектрика
Получение заготовок
 |
Нанесение адгезива методом погружения и его подго-
товка
 | |||
 | |||
Сверление и очистка отверстий
 |
Сенсибилизация и активизация всей поверхности
| |||
 | |||
Химическое меднение I5-20 мин; гальваническая
затяжка при ik=I…3 А/дм2 10…12 мин;
термообработка при 100…1200 С 1ч
 | |||
 | |||
Создание защитного рельефа:
сеткография, фотопечать
| |||
 | |||
Гальваническое усиление
 |
Удаление защитного рельефа
 |
Травление меди
 |
Обработка контура, создание неметаллизирован-
ных отверстий
 | |||
 |
Маркировка, выходной контроль, нанесения
защитного технологического покрытия,
упаковка
Рисунок 2.2 – Схема технологического процесса изготовления ДПП химико-гальваническим аддитивным методом
Рисунок 2.3 – Изменение геометрии печатного монтажа для комбинированного позитивного метода изготовления ДПП с фотохимическим способом получения рисунка
Рисунок 2.4 – Изменение геометрии монтажа при электрохимическом методе с фотохимическим способом получения рисунка
Травление меди с пробельных мест сопровождается подтравливанием токопроводящих участков на величину, соизмеримую с глубиной травления. Подтравливание уменьшает эффективные размеры проводников и контактных площадок.
При электрохимическом методе изготовления величина подтравливания меньше, чем при комбинированном позитивном, так как слой меди в пробельных местах имеет толщину 5-8 мкм (получен химико-гальванической металлизацией нефольгированного диэлектрика или применение материала слофадит с толщиной фольги 5 мкм).
При химическом способе осаждения токопроводячего слоя на нефольгированный диэлектрик подтравливание отсутствует, а разращивание зависит от стойкости маски в щелочной среде ванны меднения (аддитивный метод) и исходной геометрии активированных участков диэлектрика в методе фотоформирования.
Производственный опыт показывает, что комбинированный позитивный метод позволяет получить, например, минимальную ширину проводников до 0, 25 мм, электрохимический метод – до 0, 15 мм, метод фотоформирования – до 0, 08 мм. Следует также учитывать, что при гальваническом осаждении толщина слоя меди в отверстиях меньше, чем на поверхности, а на периферии платы больше, чем в центре платы. Поэтому принимают, что минимальная толщине гальванической меди в отверстиях в центре ПП должна быть не мене, чем 25 мкм.