Травление

Хлорное железо (FeCl3) — пожалуй, самый известный и популярный реактив. Сухое хлорное железо растворяется в воде до тех пор, пока не будет получен насыщенный раствор золотисто-желтого цвета (для этого потребуется порядка двух столовых ложек на стакан воды). Процесс травления в этом растворе может занять от 10 до 60 минут. Время зависит от концентрации раствора, температуры и перемешивания. Перемешивание значительно ускоряет протекание реакции. В этих целях удобно использовать компрессор для аквариумов, который обеспечивает перемешивание раствора пузырьками воздуха. Также реакция ускоряется при подогревании раствора. По окончании травления плату необходимо промыть большим количеством воды, желательно с мылом (для нейтрализации остатков кислоты). К недостаткам данного раствора следует отнести образование в процессе реакции отходов, которые оседают на плате и препятствуют нормальному протеканию процесса травления, а также сравнительно низкую скорость реакции.

Очистка заготовки, сверловка, нанесение флюса, лужение

После завершения травления и промывки платы необходимо очистить ее поверхность от защитного покрытия. Сделать это можно каким-либо органическим растворителем, например, ацетоном.

Далее необходимо просверлить все отверстия. Делать это нужно остро заточенным сверлом при максимальных оборотах электродвигателя. В случае, если при нанесении защитного покрытия в центрах контактных площадок не было оставлено пустого места, необходимо предварительно наметить отверстия (сделать это можно, например, шилом). Прижимное усилие в процессе сверления не должно быть слишком большим, чтобы на обратной стороне платы не образовывались бугорки вокруг отверстий. Обычные электродрели практически не подходят для сверления плат, поскольку, во-первых, имеют низкие обороты, а во-вторых, обладают достаточно большой массой, что затрудняет регулирование прижимного усилия. Удобнее всего для сверления плат использовать электродвигатели типа ДПМ-35Н и им подобные с насаженным на их вал небольшим цанговым патроном. После сверловки нужно обработать отверстия: удалить все зазубрины и заусенцы. Сделать это можно наждачной бумагой.

Следующим этапом является покрытие платы флюсом с последующим лужением. Можно использовать специальные флюсы промышленного изготовления (лучше всего смываемые водой или вообще не требующие смывания) либо просто покрыть плату слабым раствором канифоли в спирте. Лужение можно производить двумя способами: погружением в расплав припоя либо при помощи паяльника и металлической оплетки, пропитанной припоем. В первом случае необходимо изготовить железную ванночку и заполнить ее небольшим количеством сплава Розе или Вуда. Расплав должен быть полностью покрыт сверху слоем глицерина во избежание окисления припоя. Для нагревания ванночки можно использовать перевернутый утюг или электроплитку. Плата погружается в расплав, а затем вынимается с одновременным удалением излишков припоя ракелем из твердой резины.

5.3 Конструкторский расчет ПП (3 КЛАСС ТОЧНОСТИ И Т Д.)

Чертёж печатной платы приведён в приложении В, сборочный чертёж – в приложении Г, спецификация – в приложении Д.

Печатные платы по плотности проводящего рисунка делятся на 3 класса. Первый класс характеризуется наименьшей плотностью проводящего рисунка; второй и третий класс характеризуется высокой и повышенной плотностями проводящего рисунка.

Таблица 5.1 Минимальные значения геометрических параметров печатных плат

Наименование параметра	Условное обозначение	Размеры проводящего рисунка, мм
Ширина проводника	T	0,25
Расстояние между проводниками, контактными площадками, проводником и контактной площадкой	S	0,25
Расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки	bm	0,05
Отношение минимального диаметра металлизированного отверстия к толщине платы	J	0,400

Исходя из того, что минимальный диаметр вывода элемента, устанавливаемого на печатную плату, составляет 0,4 мм, следует, что с учетом допуска 0,5 мм минимальный диаметр отверстия на плате составит 0,5 мм. Следовательно, максимальная толщина платы будет равна

и составит 1,25 мм. Исходя из стандартного ряда и учитывая вышеприведенное соотношение, выберем толщину платы 1,5мм.

Минимальный диаметр контактной площадки выбирают исходя из условия сохранения целостности контактной площадки при сверлении платы.

Минимальный эффективный диаметр контактной площадки равен:

,

где d_max –максимальный диаметр просверленного отверстия (1,1 мм),

_отв – погрешность расположения отверстия (мм), определяется как _отв = _О + _Б и учитывает неточности сверления станка и погрешности базирования платы на станке.

_КП – смещение центра контактной площадки (мм), зависит от точности расположения рисунка на шаблоне, погрешности экспонирования, погрешности расположения базовых отверстий и находится так:

_КП = _Ш + _Э + 0,5 ( _П + _З ) = 0,095 мм,

b_m – расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки.

В итоге получаем:

мм

Минимальный диаметр контактных площадок для двусторонних печатных плат рассчитываем по формуле:

,

где h_f – толщина наращенной гальванической меди (0,05 мм)

h_nM – толщина предварительно осажденной меди (0,006 мм)

h_p – толщина металлического резиста (0,02 мм)

мм

Рассчитаем минимальную ширину проводника:

,

Подставляя в эту формулу значения, получим

= 0.354 мм.

Найдем минимальные значения диаметров контактных площадок и ширины проводников на шаблоне:

Подставляя в эти формулы значения, получим

мм

мм

=0,05 мм .

Найдем максимальные значения диаметров контактных площадок и ширины проводников на шаблоне:

Подставляя в эти формулы значения, получим

мм

мм

Найдем максимальное значение диаметров контактных площадок при экспонировании:

Подставляя в эту формулу значения, получим

мм

Таблица 5.2 Предельные значения выбранных технологических параметров

Наименование коэффициента	Обозначение	Величина
Толщина предварительно осажденной меди, мм	hnM	0.006
Толщина металлического резиста, мм	hp	0.020
Погрешность расположения отверстия относительно координатной сетки, обусловленная точностью сверлильного станка, мм	О	0,060
Погрешность базирования плат на сверлильном станке, мм	Б	0,020
Погрешность расположения относительно координатной сетки на фотошаблоне:
Контактной площадки, мм	Ш	0,05
Проводника, мм	Шt	0,03
Погрешность расположения печатных элементов при экспонировании на слое, мм	Э	0,020
Погрешность расположения контактной площадки на слое из-за нестабильности его линейных размеров, % от толщины	М	0-0,100
Погрешность расположения базовых отверстий на заготовке, мм	З	0,020
Погрешность положения базовых отверстий фотошаблона, мм	П	0,030
Погрешность диаметра отверстия после сверления, мм		0,020
Погрешность изготовления окна фотошаблона, мм		0,050
Погрешность диаметра контактной площадки фотокопии при экспонировании рисунка, мм		0,020