Л. А. Яцюк

Виробництво плат друкованого монтажу

Конспект лекцій

Київ 2006

Зміст

Вступ 6

1. Конструктивно-технологічні вимоги до друкованих плат та їх класифікація. 6

1.1. Основні визначення та терміни. 6

1.2 Класифікація друкованих плат 7

1.3. Загальні вимоги до друкованих плат. 8

2. Конструкційні матеріали для виготовлення друкованих плат. 9

2.1. Загальні вимоги до матеріалів. 9

2.2. Матеріали для виготовлення одношарових друкованих плат. 10

2.3. Матеріали для виготовлення багатошарових друкованих плат. 11

2.4. Матеріали для виготовлення гнучких друкованих плат. 12

2.5. Мідна фольга для виготовлення друкованих плат. 12

3. Методи виготовлення друкованих плат. 13

3.1. Класифікація методів виготовлення одношарових друкованих плат. 13

3.2. Субтрактивний метод виготовлення друкованих плат. 13

3.2.1. Субтрактивний негативний метод 14

3.2.2. Субтрактивний позитивний метод. 16

3.3. Адитивний метод виготовлення друкованих плат. 17

3.3.1. Напрямки подальшого розвитку адитивного методу. 18

3.4. Електрохімічний метод виготовлення друкованих плат. 19

3.4.1. Використання електрохімічного методу для виготовлення друкованих плат на металевій основі. 20

3.5. Комбінований метод виготовлення друкованих плат. 21

3.5.1. Негативний комбінований метод. 22

3.5.2. Базовий позитивний комбінований метод. 24

3.5.3. Позитивний комбінований метод з використанням тонкомірної фольги (напівадитивна технологія). 25

3.5.4. Виготовлення двобічних друкованих плат з перехідними з’єднаннями з паяльною маскою і підвищеною густиною монтажу. 25

3.6. Виготовлення багатошарових друкованих плат методом металізації наскрізних отворів. 27

3.6.1. Виготовлення БДП методом металізації наскрізних отворів з використанням діелектриків з тонкомірную фольгою. 30

3.7. Виготовлення гнучких друкованих плат. 31

3.7.1. Виготовлення гнучких друкованих кабелів. 31

3.7.2. Виготовлення гнучких друкованих плат з використанням струмопровідних паст. 32

4. Нанесення захисного рельєфу у виробництві друкованих плат. 33

4.1. Метод фотохімічного друку. 33

4.1.1. Нанесення захисного рельєфу з використанням рідких фоторезистів. 34

4.1.2. Нанесення захисного рельєфу з використанням сухих плівкових фоторезистів. 36

4.2. Нанесення захисного рельєфу методом трафаретного друку. 39

4.2.1. Сіткові матеріали для виготовлення трафаретних друкованих форм. 39

4.2.2. Трафаретні друкарські фарби. 41

4.2.3. Виготовлення трафаретних друкованих форм (ТДФ). 41

4.2.3.1. Виготовлення ТДФ з використанням рідкої світлочутливої композиції “ФОТОСЕТ-Ж”. 42

4.2.3.2. Виготовлення ТДФ з використанням плівкового резисту типу ФП. 43

4.2.3.3. Виготовлення ТДФ методом впресовування СПФ в металеву сітку. 43

4.2.4. Обладнання дільниць трафаретного друку. 44

5. Хімічна металізація у виробництві друкованих плат. 45

5.1. Активація діелектриків у виробництві друкованих плат. 45

5.1.1. Двохстадійний процес активації діелектриків. 46

5.1.2. Активація діелектриків у суміщеному розчині (пряме активування). 47

5.1.3. Регенерація паладію із відпрацьованих розчинів активування. 48

5.2. Хімічне осадження міді. 49

5.2.1. Причини нестабільності розчинів хімічного міднення. 50

5.2.2. Розчині для хімічного міднення друкованих плат. 51

5.2.3. Утилізація відпрацьованих розчинів хімічного міднення. 53

5.2.4. Обладнання для хімічного міднення друкованих плат. 54

6. Гальванічні процеси у виробництві друкованих плат. 54

6.1. Гальванічне міднення. 55

6.1.1. Електроліти для міднення друкованих плат. 55

6.1.2. Аноди. 59

6.1.3. Очищення електролітів міднення від органічних домішок. 59

6.1.4. Особливості технологічного процесу міднення друкованих плат. 60

6.1.5. Контроль якості мідного покриття на друкованих платах. 61

6.2. Гальванічне нанесення сплаву олово-свинець на друковані плати. 62

6.2.1. Способи зближення потенціалів виділення окремих компонентів сплаву. 63

6.2.2. Електроліти для гальванічного нанесення сплаву ПОС-61. 64

6.2.3. Особливості технологічного процесу гальванічного нанесення сплаву ПОС-61. 66

6.2.4. Контроль якості покриття сплавом ПОС-61. 66

6.2.5. Освітлення і оплавлення покритя сплавом ПОС-61. 67

6.2.6. Видалення покриття сплавом ПОС-61 із друкованих роз’ємів плат. 69

6.3. Гальванічні покриття роз’ємів друкованих плат. 69

6.3.1. Гальванічне нанесення золотих покриттів. 69

6.3.2. Гальванічне нанесення паладієвих покриттів. 71

6.3.3. Гальванічне нанесення срібних покриттів. 71

6.3.4. Обладнання для нанесення гальванічних покриттів на роз’єми друкованих плат. 72

7. Травлення міді у виробництві друкованих плат. 72

7.1. Розчини на основі хлорного заліза. 73

7.2. Кислі розчини на основі хлорної міді (хлорно-мідний кислий розчин). 75

7.3. Лужні травильні розчини на основі хлорної міді. 76

7.4. Розчини на основі персульфату амонію. 77

7.5. Перекисні сульфатні розчини. 78

8. Основні напрямки удосконалення технології виготовлення друкованих плат. 79

8.1. Організація маловідходних гальванохімічних операцій. 79

8.2. Організація безвідходних гальванохімічних операцій. 80

8.3. Організація маловідходної технології нанесення захисного рельєфу. 81

8.4. Пряма металізація діелектриків у виробництві друкованих плат. 82

8.5. Фінішні покриття у виробництві друкованих плат. 84

Список літератури: 87

Вступ

Друкована плата являє собою ізоляційну основу з одного чи обох сторін якої розташовані струмопровідні смужки металу у відповідності з електричною схемою. Друковані плати призначені для монтажу електрорадіоелементів, а також для комутації окремих блоків приладів між собою. Друковані плати широко використовуються для виготовлення різноманітної радіоелектронної апаратури, засобів радіолокації, бортового обладнання літаків, ракет, космічних апаратів і т.ін.. Останнім часом друковані плати використовуються для виготовлення обчислювальної техніки.

Застосування друкованих плат дозволяє значно зменшити габаритні розміри пристроїв, зменшити їх металоємність, полегшує складання та настроювання апаратури, покращує її експлуатаційні властивості.

1. Конструктивно-технологічні вимоги до друкованих плат та їх класифікація.

1.1. Основні визначення та терміни.

Друкований провідник - ділянка металізованого шару, який нанесено на ізоляційну основу в який еквівалентний звичайному провіднику.

Друкований елемент - резистори, конденсатори, котушки індуктивності, які нанесені на ізоляційну основу у вигляді металевих покриттів.

Друкований монтаж - схема друкованих провідників, які забезпечують електричне з’єднання елементів схеми.

Друкована схема - сукупність друкованого монтажу та друкованих елементів, які пройшли всі стадії виготовлення.

Друкований вузол - сукупність друкованої схеми та навісних електрорадіоелементів, які закріплені і пройшли всі стадії виготовлення.

Базовий отвір (фіксуючий отвір) - отвір на друкованій платі, призначений для точного установлення плати в процесі її виготовлення.

Монтажний отвір - отвір на друкованій платі, призначений для монтажу електрорадіоелементів. В однобічних друкованих платах ці отвори не металізуються.

Металізований отвір - отвір на друкованій платі, на стінки якого нанесений шар металу і який служить для перехідного з’єднання та для монтажу.

Монтажна площадка - металізована ділянка, яка прилягає до монтажного отвору, має електричний контакт з друкованим провідником і забезпечує електричне з’єднання навісних електрорадіоелементів з друкованим монтажем.

Технологічний провідник - допоміжний друкований провідник, який забезпечує електричне з’єднання окремих друкованих провідників у процесі виготовлення плати і який в подальшому вилучають.

Пробільна ділянка - місце на друкованій платі, на якому відсутня металізація.

Оригінал друкованої схеми - креслення, яке виконане у визначеному масштабі і призначене для репродукції.

Позитив (негатив) друкованої схеми - фото зображення на плівці у масштабі 1:1 отримане з заданою точністю і призначене для виготовлення друкованої плати та оснастки.

Підтравлювання - зменшення площі поперечного перерізу друкованих провідників у результаті дії травильних розчинів.

1.2 Класифікація друкованих плат

Друковані плати можуть виготовлятися на керамічній основі, на твердій (жорсткій) і на гнучкій діелектричній основі.

Плати на твердій основі поділяються на одношарові та багатошарові. Одношарові плати можуть бути однобічними та двобічними з перехідними з’єднаннями за допомогою металізованих отворів.

Плати на гнучкій основі поділяються на однобічні та двобічні з перехідними з’єднаннями.

Багатошарові друковані плати складаються з тонких , розташованих почергово, ізоляційних шарів з нанесеними на них струмопровідними рисунками. Електричні з’єднання у багатошарових платах здійснюється за допомогою металізованих наскрізних отворів.

Однобічні друковані плати є найбільш поширені і використовуються для виготовлення нескладної радіоелектричної апаратури.

Двобічні друковані плати з перехідними з’єднаннями використовуються для виробництва більш складної радіоелектричної апаратури.

Багатошарові друковані плати використовуються як комутуючі вузли при виготовленні складної радіоелектричної апаратури та засобів обчислювальної техніки.