Технология многослойных печатных плат

исходного материала особое внимание следует уделять опреде­ лению прочности сцепления медной фольги с изоляционным ос­ нованием и внешнему виду диэлектрика. Текстура наполнителя (стеклоткани) должна быть равномерно покрыта связующим — смолой, иначе при травлении фольги травильный раствор прони­ кает под печатный проводник и происходит отслоение проводни­ ка. При использовании материалов, имеющих пузырьки воздуха, ражовины и непропрессовки, химические растворы проникают в свободные полости, значительно снижается сопротивление изо­ ляции. Следует обращать внимание на качество нанесения смолы, что особенно важно в тех случаях, когда необходимо использо­ вать минимальное число слоев стеклоткани (ограничена толщи­ на 1МПП). При неравномерном нанесении смолы на прокладоч­ ную стеклоткань смола не успевает распределиться по всей по­ верхности платы и при прессовании может произойти частичное смещение печатных проводников и образование складок на на­ ружных слоях. На внутренних слоях такое смещение может при­ вести к нарушению целостности цепей.

Подготовка поверхности слоев перед прессованием была уже описана. Поверхность слоев МПП считается отмытой, если зна­ чение сопротивления изоляции в любых двух точках слоя после нахождения его в камере в течение 1 ч при влажности среды 95.. . 98% и температуре 20±5° С составляет не менее 1000 МОм. Опыт показал, что после отмывки слоев и достижения указанно­

лее 24 ч, то следует произвести повторную подготовку их поверх­ ности с контролем чистоты отмывки.

Совмещение. Отдельные слои МПП по базовым отверстиям совмещаются, и последующее прессование (склеивание) выполня­ ется на специальном приспособлении. Нижнюю и верхнюю пли­ ты приспосабления изготовляют из стали марки Ст20 и норма­ лизуют, чтобы избежать коробления. Толщина плит выбирается 15.. . 20 мм в зависимости от габаритных размеров изготавлива­ емой платы. Плиты шлифуют по обеим плоскостям, направля­ ющие колонки обеспечивают их полную параллельность. Большая толщина плит позволяет периодически шлифовать рабочие по­ верхности. В торцах плит имеются отверстия для введения тер­ мопар. Габаритные размеры нижней плиты должны быть боль­ ше прокладочных листов на 30 ... 50 мм с каждой стороны по пе­ риметру, так как при прессовании возможно вытекание значи­ тельного количества смолы, которая, затвердевая, затрудняет разъем плит. Фиксирующие штыри для совмещения слоев платы устанавливаются в нижнюю плиту по прессовой посадке. Число их зависит от выбранной технологии и размера плат. Расстояние между центрами штырей должно быть выдержано с той же точ­ ностью, что и расстояние между реперными знаками для совме­ щения фотошаблонов. Точность изготовления штырей по диамет­ ру, а также точность их установки на нижней плите обеспечива­

цсенная под платой, служит рефлектором. Когда сигнал, генери­ руемый преобразователем, сканирует поверхность платы, он филь­ труется ею, попадает на алюминиевую пластину, отражающую сигнал в направлении платы, принимается тем же преобразова­ телем и подается на регистрирующее устройство. Наличие пузы­ рей в плате приводит к ослаблению или полному отсутствию сиг­ нала. В качестве рефлектора используется стекло, на его более ровной поверхности легче обнаружить самые незначительные де­ фекты.

Качество прессования контролируется также средствами ин­ фракрасной техники. Инфракрасный метод основан на фотоэлек­ трической регистрации тепловых полей, возникающий в издели­ ях при их нормальном функционировании или в результате внеш­ него нагрева. Отличительной особенностью многослойных поли­ мерных структур является сравнительно большая толщина, ма­ лая теплопроводность и ограниченные температуры нагрева при облучении. Среди возможных инфракрасных методов контроля был взят двусторонний метод, основанный на вводе теплового пучка с одной стороны изделий, переносе его сквозь слои и по­ следующей регистрации теплового рельефа на обратной стороне изделия фотоэлектронной системой. Температурный перепад меж­

дефекта и обратно пропорционален теплопроводности дефектной прослойки. Проведенные исследования показали, что искусствен­ но образованные воздушные включения, имитирующие дефекты типа «непроклей», обнаруживались размером 0,2 0,5 мм и от­ четливо проявились на дефектограмме.

Общей предупредительной мерой является исключение загряз­ нений и тщательная очистка. Источником загрязнений может быть не только окружающая среда, нЬ и само производственное оборудование. Так, ухудшают качество МПП смазка, применя­ емая для того, чтобы предотвратить залипание плит пресса, и гидравлическая жидкость. Возможно даже загрязнение заготовок крафт-бумагой, используемой при сборке пакета МПП для прес­ сования. В силу всех указанных причин рекомендуется на всех стадиях транспортирования и обработки соблюдать условия, близ­ кие к условиям чистых комнат в полупроводниковом производст­ ве. В качестве критерия правильности выбора режимов, как пра­ вило, используют устойчивость пробных запрессовок к термоуда­ ру в горячем масле и характер разлома образца.

Для снятия напряжений, возникающих в пакете в процессе прессования и вызывающих затем коробление платы, заготовку МПП можно подвергать дополнительной тепловой обработке. Для этого после обрезки облоя заготовку наглухо зажимают между двумя жесткими пластинами и помещают на 30... 40 мин в печь, разогретую до 120... 130° С. Спустя указанное время печь выклю­ чают и заготовки в сжатом состоянии составляют в закрытой пе­ чи для охлаждения.

8.МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

Впроизводстве ПП до 60% трудозатрат падает на механиче­ скую обработку: резку листового материала, формирование кон­ тура плат и отверстий всевозможной конфигурации, обработку отверстий, используемых после металлизации для электрических переходов между слоями. Процесс обработки плат по контуру изу­

чен довольно полно. Работы развиваются в направлении автома­ тизации процесса и повышения износостойкости инструмента. Для резки фольгированных диэлектриков и прокладок используются роликовые одно- и многоножевые и гильотинные ножницы. Раз­ меры заготовок рассчитываются с учетом оптимального размеще­ ния слоя ПП, технологического припуска для последующих опе­ раций (30 мм) и необходимости минимального расходования ма­ териала. Листы исходного материала разрезаются на роликовых ножницах. Режущие элементы ножниц изготовлены из твердого сплава, поэтому они обеспечивают высокую стойкость, произво­ дительность (до 720 заготовок/ч) и надежность в работе. Полу­ чение заготовок слоев осуществляется штамповкой на кривошип­ ных прессах марки К2324 или К117Е. Предельные отклонения заготовок составляют ± 2 мм. Базовые и технологические отвер­ стия в заготовках слоев также получаются штамповкой на кри­ вошипных прессах. Для формирования контура плат и фрезеро­ вания окон в ПП используется станок, работающий по копиру.

Наиболее сложный и трудоемкий процесс в механической об­ работке ПП — это формирование отверстий, подлежащих метал­ лизации. От сверления зависит качество металлизации, т. е. на­ дежность межслойных соединений. Применяемые в настоящее вре­ мя для производства МПП эпоксидные пластики характеризуют­ ся тем, что в них трудно выполнять отверстия с помощью штам­ повки, поэтому используется, главным образом, сверление от­

верстий.

Сверление отверстий. В ПП из гетинакса или стеклотекстоли­ та отверстия получают сверлами из быстрорежущей стали Р18.

ПО