23. Специфические операции при изготовлении многослойных печатных плат.
Получение заготовок печатных плат
Заготовки ПП получают из листа фольгированного или нефольгированного материала стандартных размеров путем резки на гильотинных или роликовых ножницах, дисковыми фрезами или штамповкой. Фрезерование применяют в мелкосерийном многономенклатурном производстве. Проводят раскрой листа на полосы и каждой полосы — на отдельные заготовки. Заготовка должна иметь технологическое поле, на котором располагаются базовые (фиксирующие), технологические отверстия, тест-купон и которое по завершении изготовления ПП удаляют штамповкой, фрезерованием или скрайбированием (рис. 8.17). Тест-купон — часть заготовки ПП, которая служит для оценки качества изготовления ПП, прошедшая с ней все технологические операции и отделяемая перед испытаниями. Базовые и технологические отверстия можно получить пробивкой одновременно при вырубке заготовки ПП из полосы; пробивкой в заготовке ПП, полученной резкой; сверлением на настольных сверлильных станках заготовок, полученных резкой.
Получение монтажных и переходных отверстий
в печатных платах
Эта операция является одной из наиболее важных в производстве ПП всех типов, так как: обеспечивает качество получения токопроводящего слоя в отверстиях после их металлизации и надежность электрических параметров ПП; обеспечивает точность совмещения токопроводящих рисунков схемы, расположенных на противоположных сторонах ДПП или разных слоях МПП;
брак на этой операции является необратимым. В связи с этим к качеству выполнения отверстий предъявляют следующие требования: цилиндрические отверстия должны быть с гладкими стенками;
отверстия должны быть без заусенцев; предельные отклонения центров отверстий относительно узлов координатной сетки должны составлять ±0,015 мм; отсутствие деструкции диэлектрика в отверстиях и размазывания (наволакивания) смолы по стенкам отверстий, так как это препятствует
осаждению меди и приведет к разрыву электрической цепи; точность сверления отверстий ±(0,12 или 0,08) мм.
Сверление монтажных и переходных отверстий. На качество сверления оказывают влияние конструкция сверлильного станка, геометрия и материал сверла, точность позиционирования, способ закрепления ПП на столе станка, скорость резания, точность осевой подачи при сверлении и обратном ходе сверла, способ удаления стружки и пр.
Лазерное сверление. При воздействии излучения на обрабатываемую заготовку ПП происходит испарение или взрывное разрушение материала. Лазерным сверлением в ПП могут быть получены сквозные отверстия диаметром менее 50 мкм в фольгированных и нефольгированных заготовках ПП, глухие отверстия диаметром до 25 мкм, глубиной менее 50 мкм в одностороннем фольгированном диэлектрике.
Подготовка поверхности. Основной целью этапа подготовки поверхности является удаление заусенцев, смолы и механических частиц из отверстий, получение необходимой шероховатости поверхности, активирование поверхности перед химическим меднением, удаление оксидов, масляных пятен, пыли, грязи. На этом этапе применяют механическую обработку дисковыми щетками, щеточную или струйную обработку абразивами, химическую подготовку, перманганатную очистку, электрохимическую обработку, плазмохимическое травление. Каждый из способов подготовки обладает преимуществами и недостатками, поэтому при выборе того или иного способа обработки необходимо учитывать все параметры ТП.
Металлизация печатной платы
Основным назначением процесса металлизации ПП является получение токопроводящих участков ПП (проводников, металлизированных отверстий, контактных площадок, концевых разъемов, ламелей и пр.), защита их от растравливания на операции травления меди с пробельных мест и от
окисления для обеспечения паяемости ПП. Для получения металлических покрытий в производстве ПП применяют: химическую металлизацию; гальваническую металлизацию; магнетронное напыление.
Получение защитного рельефа
Нанесение защитного рельефа заключается в процессе переноса изображения рисунка печатных проводников на материал основания ПП, который осуществляют фотохимическим, сеткографическим, офсетным способом и лазером. Защитный рельеф может быть негативным и позитивным. Выбор способа получения защитного рельефа зависит от класса точности ПП, ширины проводников и расстояний между ними, размеров контактных площадок, точности получения размеров печатных элементов.
Нанесение защитной паяльной маски
Защитная паяльная маска наносится на всю поверхность ПП за исключением контактных площадок и металлизированных отверстий, которые при групповых процессах пайки элементов будут контактировать с расплавленным припоем. Таким образом обеспечивается значительная экономия припоя, так как припой во время пайки не осаждается на печатные проводники. Защитные маски наносят сеткографическим способом (для ПП общегоприменения) с использованием эпоксидных композиций или фотохимическим способом, например, с применением СПФ (для прецизионных ПП). Точность нанесения защитной паяльной маски сеткографическим способом составляет ±0,4 мм. Такая низкая точность трафаретной печати объясняется тем, что необходимо обеспечить определенное расстояние между ПП и трафаретом для получения четкого несмазанного изображения.
Травление меди с пробельных мест
Травление — химический процесс удаления меди с незащищенных резистом участков. Результатом выполнения этой операции является рисунок печатных элементов (проводников, контактных площадок и пр.), точность выполнения которых влияет на электрические характеристики ПП. Следует учитывать, что брак на этой операции (растравливание проводников, уменьшение ширины, площади поперечного сечения, подтравливание проводников и пр.) является необратимым.
Оплавление
При проведении операции оплавления осуществляется: превращение пористого гальванического покрытия олово-свинец (ОС) в мелкозернистое покрытие; защита боковых стенок проводников от коррозии и электрокоррозии; повышение коррозионной стойкости покрытия; повышение способности к пайке и увеличение срока сохранения паяемости ПП; устранение «навесов» металла по кромкам проводников; исключение из технологического процесса операции горячего облуживания. Применяют жидкостное или инфракрасное (ИК) оплавление. ИК-оплавление экологичнее, пожаробезопаснее и чище жидкостного оплавления.
Обработка по контуру
При выполнении этой операции удаляется технологическое поле, ПП приобретает размеры, заданные в конструкторской документации. Обработка по контуру осуществляется штамповкой, фрезерованием; обработкой дисковой или алмазной пилой; лазерной обработкой (для прецизионных ПП) и скрайбированием. Гетинакс и стеклотекстолит штампуют, как и при получении заготовок ПП с подогревом или без него. Предельная толщина заготовок, штампуемых без подогрева: гетинакс всех марок при вырубке ПП простой формы — 1,5 мм, сложной формы — 1 мм; стеклотекстолит всех марок при вырубке ПП простой формы — 2 мм, сложной формы — 1,5 мм. При толщине материала, превышающей указанную, необходим подогрев заготовок.
Прессование
Операция прессования, т. е. соединения отдельных сигнальных слоев (односторонних и двусторонних) в монолитную конструкцию при помощи склеивающих прокладок, осуществляется в ТП получения многослойных ПП. Прессование всех сигнальных слоев осуществляется одновременно с помощью прокладочной стеклоткани (препрег), пропитанной недополимеризованной термореактивной смолой в пресс-форме. Пресс-форма состоит из двух стальных плит; в нижней плите имеется несколько штырей для фиксации и базирования пакета слоев МПП при прессовании.
Пакет МПП (рис. 8.26) состоит из заготовок сигнальных слоев, переложенных прокладочной стеклотканью, расположенных в середине пакета, а также из нескольких слоев кабельной бумаги и
электроизоляционной триацетатной пленки, прилегающих к верхней и нижней плите прессформы.
Контроль
Операцию контроля ПП проводят с целью проверки целостности проводников, установления наличия коротких замыканий между проводниками, проверки качества изоляции. В мелкосерийном многономенклатурном производстве операцию контроля осуществляют в основном вручную. В серийном и массовом производстве контроль осуществляется на полуавтоматических и автоматических тестовых установках, имеющих оптическую систему контроля и управляемых от компьютера.
