Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“Московский киновидеоинститут”

Факультет (филиал)______ специальность (направление)________

Кафедра ________________________________________________________

Дисциплина Основы конструирования и технологии производства РЭС

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к расчетной работе на тему:

Конструкторско-технологический процесс проектирования функционального узла, расположенного на печатной плате

Студент______________________________________________

подпись, дата инициалы и фамилия

Группа___ ______шифр___________________________________

Обозначение курсовой работы _____________________________________________

Работа защищена на оценку________________________________________________

Руководитель работы_____________________________________Зерний Ю.В.______

подпись, дата инициалы и фамилия

МОСКВА 2011 г.

Введение

Данная расчетная работа знакомит студента с основами конструирования и технологии производства печатных плат.

Печатные платы применяются практически во всех отраслях народного хозяйства, и потребность в них постоянно возрастает. Опережающие темпы развития микроэлектроники требуют непрерывного повышения их технического уровня, который определяется ростом плотности монтажа электрорадиоизделий (ЭРИ), повышением требований к надежности, увеличением частоты следования импульсов, обеспечением помехозащищенности и др. Реализация этих требований зависит от достижений в области конструирования и развития технологии производства ПП. Это в свою очередь приводит к необходимости разработки новых конструкций и технологических процессов их изготовления.

В данной работе необходимо выбрать метод изготовления двухслойных печатных плат (следует использовать материалы методических указаний «Печатные платы»), провести необходимые расчеты для проектирования печатной платы (конструкторский расчёт).

Задание на курсовую работу

1 Выбор метода изготовления печатных плат

Разнообразие методов изготовления печатных плат ставит задачу выбора оптимальной схемы процесса с целью воспроизведения рисунка заданного класса точности. Для такого выбора можно руководствоваться рядом критериев, оговоренных в ГОСТ 23751. Попытаемся оценить и сравнить возможности наиболее распространенных схем производства, исходя из одного из критериев: точности воспроизведения рисунка – проводника и зазора. Рассмотрим четыре базовых схем:

• Тентинг-метод с прямой металлизацией;

• Комбинированный позитивный метод с прямой металлизацией;

• Комбинированный позитивный метод с химической металлизацией;

• Полуадитивный метод с дифференциальным травлением.

Принципиальная разница между этими процессами – толщина вытравливаемого металла.

Тентинг метод с прямой металлизацией.

Тентинг-метод – самый дешевый и быстрый процесс изготовления печатных плат, при котором помимо металлизации отверстий происходит металлизация всей поверхности. Для тентинг-метода необходимо использовать толстопленочные фоторезисты (50 мкм), чтобы после проявления они смогли выдержать напор струй травящих растворов.

Схема тентинг-метода представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема изготовления печатных плат тентинг-методом

Комбинированный позитивный метод позволяет воспроизводить более тонкие проводники за счет меньшей толщины вытравливаемого металла. Толщина используемых в этом методе фоторезистов определяется лишь тем, что толщина рельефа должна быть больше толщины наращиваемой в этом рельефе металлизации (проводников). Схема процесса представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема изготовления печатных плат комбинированным позитивным методом

Нужно принять во внимание, что при травлении меди по металлорезисту включается в работу гальваническая пара медь–металлорезист (олово — свинец) и подтравливание может занять больше времени. Но использование интенсивного струйного травления с большим напором струй может нейтрализовать это явление.

Полуаддитивный метод с дифференциальным травлением позволяет воспроизводить еще более тонкие проводники, чем вышеуказанные методы. На нефольгированный диэлектрик осаждают минимальный слой меди, чтобы обеспечить возможность дальнейшей металлизации проводников и отверстий. И так как вытравливается только этот минимальный слой (около 3 мкм), то величина подтравов минимальна (до 2 мкм), что позволяет воспроизводить проводники малой ширины. В этом случае воспроизведение рисунка определяется преимущественно толщиной используемого фоторезиста, толщина которого должна создать рельеф для металлизации, чтобы она не «выплескивалась» за границы трассы. Поэтому и в этом методе вынуждены применять относительно «толстый» фоторезист толщиной около 30 мкм.

Рисунок 3 – Схема полуаддитивного метода с дифференциальным травлением

Сравнение методов приведено в таблице 1.

Таблица 1 – Сравнение методов изготовления печатных плат.

Полуаддитивный метод с дифференциаль- ным травлением, Pattern Plating	Комбинированный позитивный метод с прямой металлизацией	Комбинированный позитивный метод с химической металлизацией и гальван. затяжкой	Тентинг –метод с общей металлизацией поверхности заготовки	Слои
1	2	3	4	5
	18 мкм	18 мкм	18 мкм	Фольга
3 мкм		6 мкм	35 мкм	Общая металлизация поверхности
30 мкм	40 мкм	40 мкм	50 мкм	Фоторезист
25 мкм	35 мкм	35 мкм		Металлизация рисунка
	15 мкм	15 мкм		Металлорезист
3 мкм	18 мкм	24 мкм	53 мкм	Глубина травления меди
0,04/0,04	0,075/0,075	0,085/0,085	0,13/0,13	Проводник/зазор
2…3	1,2…1,3	1,3…1,4	1,0	Относительная стоимость основного производства
8…10	3…4	2…3	1	Относительная стоимость инженерного обеспечения
2	1,1	1,2	1	Относительный объем прямых издержек

В таблице 2 указаны достоинства и недостатки приведенных методов.

Таблица 2 – Достоинства и недостатки методов изготовления ПП

Метод	Достоинства	Недостатки
Полуаддитивный с дифференциальным травлением	Высокое разрешение, меньшие расходы за счет отсутствия нанесения и удаления резиста	Стоимость электрохимических операций, сложность управления дифференциальным травлением
Комбинированный позитивный	Высокое разрешение, хорошая надежность изоляции, хорошая адгезия	Подтравливание проводников, высокая стоимость
Комбинированный негативный	Сложности технологического характера при изготовлении, низкое качество изоляции и металлизированных отверстий.
Тентинг-метод	Меньшая стоимость по сравнению с комбинированным позитивным методом, экологичность	Меньшая разрешающая и трассировочная способность.