3.4 Комбинированный метод изготовления печатных плат

При изготовлении двусторонних печатных плат в радиотехнической и других отраслях промышленности нашёл широкое применение комбинированный метод. Впромышленности достаточно распространены оба варианта этого метода; негативный и позитивный, каждый из которых имеет как свои достоинства, так и недостатки.

При негативном методе экспонирование рисунка схемы производится с фото негатива. После экспонирования выполняется травление рисунка, затем сверление отверстий платы. Металлизация отверстий ведётся в специальных контактирующих приспособлениях.

При позитивном методе экспонирование рисунка схемы производится

с фото позитива. После экспонирования производится сверление и металлизация отверстий. Затем рисунок схемы и металлический слой в отверстиях защищаются слоем гальванического серебра или другого металла, стойкого к травителю для меди, после чего производится травление незащищённой меди.

Негативный вариант изготовления печатных плат всё больше уступает место позитивному, основные преимущества которого заключаются в следующем:

1. исключается возможность срыва контактных площадок при сверлении отверстий;

2. не требуется применение специальных контактирующих приспособлений при металлизации отверстий;

3. снижается вредное действие химических растворов на изоляционное основание и на прочность сцепления фольги с основанием платы.

Технологическая схема процесса изготовления печатных плат комбинированным позитивным методом состоит из следующих операций:

1. обезжиривание поверхности заготовки платы;

2. нанесение светочувствительной эмульсии (фоторезиста);

3. экспонирование рисунка схемы (фотопечать);

4. проявление рисунка;

5. дубление фоторезиста;

6. нанесение защитной плёнки лака;

7. сверление отверстий в плате;

8. электрохимическая металлизация отверстий;

9. гальваническое наращивание защитного металла;

10. удаление защитного слоя фоторезиста;

11. травление рисунка схемы;

12. осветление защитного слоя металла.

Из приведённой схемы процесса видно, что при позитивном варианте

комбинированного метода функции защитного слоя в процессе травления выполняет гальваническое покрытия, тогда как при негативном варианте эту функцию выполняет слой за дубленого фоторезистора.

Схема технологического процесса изготовления двусторонних печатных плат комбинированным позитивным методом представлена на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 - Схема технологического процесса изготовления двусторонних печатных плат комбинированным позитивным методом

Технологический процесс изготовления печатных плат комбинированным методом достаточно разработан и в значительной мере оснащён специальным инструментом и необходимым оборудованием.

Для более чёткого представления о процессе рассмотрим, как выполняются отдельные основные операции.

Подготовка поверхности заготовок механическим способом обычно выполняется вручную зачисткой венской известью в смеси с маршаллитом. Процесс зачистки ведётся с помощью хлопчатобумажного тампона.

Химический способ заключается в обезжиривании поверхности в растворе тринатрийфосфата и кальцинированной соды.

Нанесение фоторезиста осуществляется методом окунания или полива заготовки с последующим центрифугированием на стандартных центрифугах. Также существует метод медленного вытягивания заготовки из раствора фоторезиста с последующей сушкой в сушильном шкафу.

Экспонирование рисунка схемы (фотопечать) производится групповым методом в специальных вакуумных рамах с двусторонней засветкой.

Проявляется изображение рисунка схемы вручную с помощью хлопчатобумажного тампона в кювете или под струёй тёплой воды.

Фоторезистивный слой проявляется в тёплой воде. Контролируется проявление окрашиванием эмульсии в растворе метилвиолета. Дубление проявленного слоя производится в растворе хромового ангидрида.

После того как проявлен рисунок на плате, последнюю передают на операцию сверления, предварительно нанеся на нее защитную плёнку лака для предохранения проводников печатной платы от химически активных растворов при химической металлизации отверстий в плате.

Сверление отверстий, подлежащих металлизации, весьма ответственная технологическая операция, так как от качества обработки отверстий зависит качество выполнения всех дальнейших химических и гальванических операций, а главное, и качество готовой платы. Для сверления и зенкования отверстий применяются координатно-сверлильные, одно- и многошпиндельные станки с пантографом или программным управлением.

После сверления выполняется операция металлизации отверстий. Качество печатных плат во многом зависит от качества металлизации отверстий. Вначале проводится сенсибилизация и активация поверхности отверстий, подлежащих металлизации, а затем химическая металлизация.

Химическая металлизация проводится в специальных установках, где предусмотрены следующие операции:

• химическое обезжиривание заготовок с последующей промывкой и сушкой воздухом;

• сенсибилизация заготовок в растворе двухлористого олова с последующей промывкой и сушкой тёплым воздухом;

• активация заготовок в растворе хлористого палладия с последующей промывкой в ванне и сушкой тёплым воздухом.

После химической металлизации выполняется операция гальванической металлизации. Эта операция, как правило, выполняется на специальных автоматических линиях.

После того как выполнена операция меднения, необходимо весь рисунок печатной схемы защитить от травления.

Для защиты рисунка схемы от травления чаще всего применяют гальванические покрытия серебром, палладия или оловоникелем.

Нанесение защитного покрытия производят либо в тех же гальванических автоматах, в которых ведут меднение, либо в отдельно стоящей гальванической ванне. Толщина покрытия должна получиться 10…12 мкм, что достаточно для надёжной защиты схемы в процессе травления.

После нанесения защитного слоя на печатную плату слой светочувствительной эмульсии, выполнив свои функции, становится ненужным. Эмульсия раздубливается и удаляется.

После удаления эмульсии платы поступают на операцию травления ри-

сунка схемы. Если травление происходит на агрегате одностороннего травления, то каждую плату приходится пропускать в агрегате два раза для травления сначала одной, а затем другой стороны. Этого можно избежать, применяя агрегаты двустороннего травления.

В агрегатах подобного типа применена конструкция звёздочного транспортёра, построенного по типу рольганга. Такая конструкция позволяет

расположить форсунки для подачи травящего раствора не только сверху, но и снизу платы, что существенно увеличивает производительность данной операции.

Для травления чаще всего используют раствор хлорного железа при температуре 25…50 ⁰С, время травления, как правило, не превышает 10…15 мин. Однако хлорное железо имеет большой коэффициент подтравливания, поэтому при плотных печатных схемах с узкими печатными проводниками (0,5 мм) применяют другие травящие растворы с более низким коэффициентом подтравливания.

После тщательной промывки от остатков травящего раствора и сушки выполняется операция осветления серебра.

После промывки в горячей воде и сушки платы проходят механическую доработку; затем обработку по контуру и вскрытие отверстий, не подлежащих металлизации. На платы методом сеткографии наносят маркировку. Печатные проводники покрываются слоем консервирующего лака.

Готовые платы проходят стопроцентный визуальный контроль. Электрические параметры проверяются выборочно. Климатические испытания, порядок их проведения и требования выполняют в соответствии с частными техническими условиями.

Вывод по разделу

В данном разделе рассмотрены вопросы технологии изготовления печатных плат для сборки принципиальных электронных схем проектируемых устройств.

Заключение

В дипломном проекте я разработал качественную и конкурентно способную автоматическую систему управления стеклоочистителем для автомобиля LADA «Priora». Датчик дождя активируется при переключении рычага управления стеклоочистителей в режим прерывистой работы. Остальные режимы остаются без изменений. Режимы работы (дождь/снег/стандарт) переключается кнопкой на датчике. Кроме этого имеется четыре уровня чувствительности. В целом работа датчика дождя оправдывает ожидания.

Список литературы

1. Капелинский А.В., Москалев В.В., Подколодный Е. «Электронные и микропроцессорные системы автомобилей и тракторов». - М., 2003.

2. Климов В.А. Анализ факторов, влияющих на надежность и качество электрооборудования автомобилей и тракторов: учеб. пособие для студ. спец. 140607.65.- М., 2008.

3. Правила устройства электроустановок (ПУЭ), изд. 7, 2001 - 2004 г.г.

4. Варварин В. К. Выбор и наладка электрооборудования, Справочное пособие, М., 2013.

5. Дмитриев А.В. Электрооборудование автомобилей, тракторов и комбайнов: Учебное пособие. М.: Транспорт, 2011. 199 с.

6. .Дмитриев М.Н. Практикум по электрооборудованию тракторов, автомобилей, комбайнов. М.: Ника, 2006. 114 с.

7. .Роговцев В.Л., Пузанков А.Г., Олдфильд В.Д. Устройство и эксплуатация автотранспортных средств: Учебник. М.: Транспорт, 2011. 430с.

8. .Румянцев С.И. Ремонт автомобилей: Учебник. М.: Машиностроение 2001. 230 с.

9. Шестопалов С.К. Устройство, техническое обслуживание и ремонт легковых автомобилей: Учеб. Для нач. проф. Образования: Учеб. Пособие для сред. Проф. Образования. М.: ПрофОбрИздат, 2011. 544 с.

10. Сарбаев В.И. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. ? Ростов н/Д: «Феникс», 2004.

11. Вахламов В.К. Техника автомобильного транспорта. ? М.: «Академия», 2011.

12. Барашков И.В. Бригадная организация технического обслуживания и ремонта автомобилей. - М.: Транспорт, 1998.

13. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электрооборудования автомобилей. Методическое пособие для курсового проектирования/ В.П. Шеховцов — М.: ФОРУМ: ИНФА-М, 2011. - 214с.

14. Правила устройства электроустановок: Все действующие разделы ПУЭ-6 ПУЭ-7, с изм. И доп., по состоянию на 15 августа 2012.- Новосибирск: Сиб. унив. Изд-во, 2012.-854с.

15. Интернет сайт www.клуб-лада.рф/

16. Интернет сайт www.lkforum.ru/

17. Интернет сайт http://avtolektron.ru/

18. Интернет сайт http://vazgarage.ru/

19. Интернет сайт http://www.auto-bk.ru/

20. Интернет сайт http://autolada.ru/