Міністерство освіти Республіки Білорусь
Заклад освіти «Білоруський державний університет
інформатики і радіоелектроніки »
Кафедра ЕТТ
РЕФЕРАТ
На тему:
«ТЕХНОЛОГІЯ БАГАТОШАРОВИХ ДРУКОВАНИХ ПЛАТ»
МІНСЬК, 2008
Багатошарова друкована плата складається з ряду склеєних друкованих шарів, в яких знаходяться сигнальні провідники, перехідні отвори, екрани, шини харчування, контактні площадки або виступи для приєднання висновків елементів. Зберігаючи всі переваги друкованого монтажу, МПП мають додаткові переваги:
· Більш висока питома щільність друкованих провідників і контактних площадок (20 і більше шарів);
· Зменшення довжини провідників, що забезпечує значне підвищення швидкодії (наприклад,
швидкість обробки даних в ЕОМ);
· Можливість екранування ланцюгів змінного струму;
· Більш висока стабільність параметрів друкованих провідників під впливом зовнішніх умов.
Недоліки МПП:
· Більш жорсткі допуски на розміри в порівнянні з ОПП та ДПП;
· Велика трудомісткість проектування і виготовлення;
· Застосування спеціального технологічного обладнання;
· Ретельний контроль всіх операцій;
· Висока вартість і низька ремонтопридатність.
Основні способи отримання МПП класифікують за методом створення електричних міжшарових сполук (рис. 1).
рис. 1. Основні способи отримання МПП
У першій групі методів електричний зв'язок між провідниками, розташованими на різних шарах плати, здійснюється за допомогою механічних детелей: штифтів, заклепок, пістонів, пружних пелюсток. МПП виготовляється з декількох ДПП шляхом пресування, в отвори вставляються попередньо облуженние штифти, які потім під дією електричного струму, що проходить через штифт, розігріваються, утворюючи за допомогою припою електричне з'єднання з друкованими провідниками (рис. 2, а). В отвори можуть вставлятися також заклепки, пістони, які облужіваются по торцях і развальцовиваются (рис. 2, б). З'єднання можуть здійснюватися на дотичних фланців пістонів, а також шляхом з'єднання попередньо відбортованого контактних майданчиків пістоном, що зменшує розміри пакету (рис. 2, в). Ці методи дуже трудомісткі, погано піддаються автоматизації та не забезпечують високої якості міжшарових сполук.
рис. 2. Міжшарові з'єднання механічними деталями
Метод виступаючих висновків характеризується тим, що при його здійсненні міжшарові сполуки утворюються за рахунок висновків, виконаних з смужок мідної фольги, виступаючих з кожного друкованого шару і проходять через перфоровані отвори в діелектричних міжшарових прокладках. Висновки відгинаються на зовнішню сторону МПП і закріплюються пайкою в спеціальних колодках. Метод включає наступні операції (рис. 5.21):
· Виготовлення заготовок з склотканини і мідної фольги (нарізка в розмір);
· Перфорування склотканини;
· Склеювання заготовок перфорованого діелектрика з мідною фольгою;
· Отримання захисного малюнка схеми окремих верств;
· Травлення міді з пробільних місць;
· Пресування пакету МПП;
· Отгібка висновків на колодки і закріплення їх;
· Облуживание поверхні висновків, механічна обробка плати по контуру;
· Контроль, маркування.
При цьому методі використовується більш товста мідна фольга (до 80 мкм), плати допускають установку тільки ІМС з планарними висновками. Кількість шарів не перевищує 20. Переваги методу - висока жорсткість і надійність міжшарових сполук, недоліки - складність механізації процесу розведення виступаючих висновків та їх закріплення на платі, а також установки навісних елементів.
Метод відкритих контактних майданчиків заснований на створенні електричних міжшарових сполук за допомогою висновків навісних елементів або перемичок через технологічні отвори, що забезпечують доступ до контактних площадок, і включає наступні операції (рис. 5.22):
· Отримання заготовок фольгированного матеріалу;
· Нанесення захисного малюнка схеми на кожен шар;
· Травлення міді з пробільних місць і видалення резиста;
· Пробивання отворів у шарах;
· Пресування пакету МПП;
· Облуживание контактних майданчиків, виконання електричних з'єднань.
У шарах вирубуються отвори: для штирьових висновків круглі, для планарних прямокутні. Для збільшення площі контакту діаметр майданчиків роблять більше діаметра отворів. МПП є ремонтопридатність, так як припускається перепайка висновків ЕРЕ. Кількість шарів - до 12.
Недоліки методу: можливість попадання клею на контактні площадки при склеюванні шарів і трудомісткість його видалення скальпелем; труднощі автоматизації процесу пайки висновків у заглибинах; відсутність електричного зв'язку між шарами; низька щільність монтажних з'єднань.
Метод металізації наскрізних отворів характеризується тим, що збирають пакет з окремих шарів фольгированного діелектрика (зовнішніх - одностороннього, внутрішніх - з готовими друкованими схемами) і міжшарових склеюються прокладок, пакет пресують, а міжшарові з'єднання виконують шляхом металізації наскрізних отворів. Технологічний процес включає наступні операції (рис. 5.23):
· Отримання заготовок фольгированного діелектрика і міжшарових склеюються прокладок;
· Отримання малюнка друкованої схеми внутрішніх шарів фотохімічним способом аналогічно ДПП;
· Пресовані пакету МПП при температурі 160-180 ° С і тиску 2-5 МПа;
· Свердління отворів у пакеті;
· Отримання захисного малюнка схеми зовнішніх шарів фотоспособом;
· Нанесення шару лаку;
· Подтравливания діелектрика в отворах в суміші сірчаної і плавикової кислот у співвідношенні 4:1 при
температурі (60 ± 5) ° С протягом 10-30 с. При цьому розчиняється смола склопластиків і стеклоткань склеюючих прокладок усунення слідів наволакивания смоли, оголення контактних майданчиків і збільшення площі контактування;
· Хімічна меднение наскрізних отворів;
· Видалення шару лаку;
· Гальванічне міднення отворів і контактних площадок до товщини 25-30 мкм в отворах;
· Нанесення металевого резиста гальванічним шляхом (сплави Sn-Pb, Sn-Ni);
· Видалення захисного шару малюнка і травлення міді з пробільних місць;
· Освітлення (оплавлення) металевого резиста;
· Механічна обробка МПП (зняття технологічного припуску);
· Контроль та маркування.
Якість МПП, виготовлених методом металізації наскрізних отворів, значною мірою залежить від надійності міжшарових сполук - торців контактних майданчиків з металізованими отворами. Надійне з'єднання утворюється при видаленні зі стінок отворів плівки епоксидної смоли, наволаківаемой при свердлінні. Найбільш поширений спосіб очищення отворів перед металізацією - хімічне подтравливания діелектрика стінок отворів. Для цього використовуються розчини кислот або їх суміші, однак суміші кислот схильні проявляти продукти травлення в порах діелектрика. За кордоном найбільшого поширення набув спосіб травлення діелектрика не в суміші кислот, а спочатку в сірчаної, а потім у плавикової. При підвищенні температури розчину з 30 до 60 ° С глибина подтравливания діелектрика збільшується від 2-5 до 40-50 мкм, а при збільшенні часу впливу травяна розчину з 1 до 5 хв глибина подтравливания зростає від 25-50 до 100-120 мкм.
У зв'язку з тим, що для подтравливания використовуються агресивні розчини (суміш гарячих концентрованих кислот), що вимагають постійного контролю і подальшої нейтралізації оброблених заготовок, був запропонований спосіб сухого плазмового травлення. Він забезпечує хорошу адгезію міді в отворах, короткий цикл обробки і відсутність побічних ефектів. В якості реагенту використовується низькотемпературна плазма із суміші газів, наприклад кисню і фреону при температурі 50-350 ° С і тиску 0,13-260 ГПа. Плазма містить вільні радикали (до 90) та іони (1%). Рекомендується перед травленням попередній підігрів плат до 50-70 ° С. Плазма перетворює епоксидну смолу в летюча речовина, легко видаляється з отворів. Ніяких промивок і сушіння при плазмовому методі не потрібно. Цей процес сухої і повністю автоматизований. При обробці кожна МПП поміщається в простір між двома паралельно розташованими алюмінієвими пластинами-електродами. Електроди мають отвори, які збігаються з отворами в МПП.
Метод металізації наскрізних отворів є основним і найбільш перспективним у виробництві МПП, так як не має обмеження кількості шарів, легко піддається автоматизації і забезпечує найбільшу щільність друкованого монтажу. Він дозволяє виготовляти МПП, придатні для розміщення на них елементів з планарними і штирові висновками. Більше 80% всіх МПП, вироблених у світі, виготовляється цим методом.
Метод попарного пресування характеризується тим, що внутрішні шари МПП виготовляються на одній стороні заготівлі з двостороннього фольгованого діелектрика, міжшарові з'єднання - шляхом хіміко-гальванічної металізації отворів у заготовках, отримані шари пресуються, а малюнок на зовнішніх сторонах плати виконується комбінованим позитивним методом.
У конструкції МПП немає прямої електричного зв'язку між внутрішніми шарами багатошарової структури, вона здійснюється через зовнішні шари. Складність переходів не дає можливості одержати високу щільність друкованого монтажу. Число шарів МПП - не більше чотирьох. Технологічний процес включає наступні операції (рис. 5.24):
· Отримання заготовок;
· Нанесення захисного малюнка схеми внутрішніх шарів;
· Травлення міді з пробільних місць і видалення захисного малюнка;
· Виконання міжшарових електричних з'єднань між внутрішніми і зовнішніми шарами хіміко-
гальванічної металізацією;
· Пресування пакету МПП (металізовані отвори переходів заповнюються смолою, щоб уникнути
їх руйнування при травленні);
· Свердління отворів і нанесення захисного малюнка схеми зовнішніх шарів;
· Хімічна меднение наскрізних отворів;
· Гальванічне міднення та нанесення металевого резиста;
· Травлення міді на зовнішніх шарах;
· Освітлення металевого резиста;
· Механічна обробка;
· Контроль, маркування.
Попарним пресуванням виготовляються МПП, на яких розміщуються навісні елементи з планарними і штирові висновками. Недоліки методу - низька продуктивність, неможливість отримання великого числа шарів і високої щільності друкованого монтажу.
Метод пошарового нарощування характеризується тим, що при його здійсненні міжшарові з'єднання виконують суцільними мідними переходами (стовпчиками міді), розташованими у місцях контактних майданчиків. Технологічний процес включає такі операції:
· Отримання заготовок склотканини та фольги;
· Перфорування діелектрика;
Заклад освіти «Білоруський державний університет
інформатики і радіоелектроніки »
Кафедра ЕТТ
РЕФЕРАТ
На тему:
«ТЕХНОЛОГІЯ БАГАТОШАРОВИХ ДРУКОВАНИХ ПЛАТ»
МІНСЬК, 2008
Багатошарова друкована плата складається з ряду склеєних друкованих шарів, в яких знаходяться сигнальні провідники, перехідні отвори, екрани, шини харчування, контактні площадки або виступи для приєднання висновків елементів. Зберігаючи всі переваги друкованого монтажу, МПП мають додаткові переваги:
· Більш висока питома щільність друкованих провідників і контактних площадок (20 і більше шарів);
· Зменшення довжини провідників, що забезпечує значне підвищення швидкодії (наприклад,
швидкість обробки даних в ЕОМ);
· Можливість екранування ланцюгів змінного струму;
· Більш висока стабільність параметрів друкованих провідників під впливом зовнішніх умов.
Недоліки МПП:
· Більш жорсткі допуски на розміри в порівнянні з ОПП та ДПП;
· Велика трудомісткість проектування і виготовлення;
· Застосування спеціального технологічного обладнання;
· Ретельний контроль всіх операцій;
· Висока вартість і низька ремонтопридатність.
Основні способи отримання МПП класифікують за методом створення електричних міжшарових сполук (рис. 1).
рис. 1. Основні способи отримання МПП
У першій групі методів електричний зв'язок між провідниками, розташованими на різних шарах плати, здійснюється за допомогою механічних детелей: штифтів, заклепок, пістонів, пружних пелюсток. МПП виготовляється з декількох ДПП шляхом пресування, в отвори вставляються попередньо облуженние штифти, які потім під дією електричного струму, що проходить через штифт, розігріваються, утворюючи за допомогою припою електричне з'єднання з друкованими провідниками (рис. 2, а). В отвори можуть вставлятися також заклепки, пістони, які облужіваются по торцях і развальцовиваются (рис. 2, б). З'єднання можуть здійснюватися на дотичних фланців пістонів, а також шляхом з'єднання попередньо відбортованого контактних майданчиків пістоном, що зменшує розміри пакету (рис. 2, в). Ці методи дуже трудомісткі, погано піддаються автоматизації та не забезпечують високої якості міжшарових сполук.
рис. 2. Міжшарові з'єднання механічними деталями
Метод виступаючих висновків характеризується тим, що при його здійсненні міжшарові сполуки утворюються за рахунок висновків, виконаних з смужок мідної фольги, виступаючих з кожного друкованого шару і проходять через перфоровані отвори в діелектричних міжшарових прокладках. Висновки відгинаються на зовнішню сторону МПП і закріплюються пайкою в спеціальних колодках. Метод включає наступні операції (рис. 5.21):
· Виготовлення заготовок з склотканини і мідної фольги (нарізка в розмір);
· Перфорування склотканини;
· Склеювання заготовок перфорованого діелектрика з мідною фольгою;
· Отримання захисного малюнка схеми окремих верств;
· Травлення міді з пробільних місць;
· Пресування пакету МПП;
· Отгібка висновків на колодки і закріплення їх;
· Облуживание поверхні висновків, механічна обробка плати по контуру;
· Контроль, маркування.
При цьому методі використовується більш товста мідна фольга (до 80 мкм), плати допускають установку тільки ІМС з планарними висновками. Кількість шарів не перевищує 20. Переваги методу - висока жорсткість і надійність міжшарових сполук, недоліки - складність механізації процесу розведення виступаючих висновків та їх закріплення на платі, а також установки навісних елементів.
Метод відкритих контактних майданчиків заснований на створенні електричних міжшарових сполук за допомогою висновків навісних елементів або перемичок через технологічні отвори, що забезпечують доступ до контактних площадок, і включає наступні операції (рис. 5.22):
· Отримання заготовок фольгированного матеріалу;
· Нанесення захисного малюнка схеми на кожен шар;
· Травлення міді з пробільних місць і видалення резиста;
· Пробивання отворів у шарах;
· Пресування пакету МПП;
· Облуживание контактних майданчиків, виконання електричних з'єднань.
У шарах вирубуються отвори: для штирьових висновків круглі, для планарних прямокутні. Для збільшення площі контакту діаметр майданчиків роблять більше діаметра отворів. МПП є ремонтопридатність, так як припускається перепайка висновків ЕРЕ. Кількість шарів - до 12.
Недоліки методу: можливість попадання клею на контактні площадки при склеюванні шарів і трудомісткість його видалення скальпелем; труднощі автоматизації процесу пайки висновків у заглибинах; відсутність електричного зв'язку між шарами; низька щільність монтажних з'єднань.
Метод металізації наскрізних отворів характеризується тим, що збирають пакет з окремих шарів фольгированного діелектрика (зовнішніх - одностороннього, внутрішніх - з готовими друкованими схемами) і міжшарових склеюються прокладок, пакет пресують, а міжшарові з'єднання виконують шляхом металізації наскрізних отворів. Технологічний процес включає наступні операції (рис. 5.23):
· Отримання заготовок фольгированного діелектрика і міжшарових склеюються прокладок;
· Отримання малюнка друкованої схеми внутрішніх шарів фотохімічним способом аналогічно ДПП;
· Пресовані пакету МПП при температурі 160-180 ° С і тиску 2-5 МПа;
· Свердління отворів у пакеті;
· Отримання захисного малюнка схеми зовнішніх шарів фотоспособом;
· Нанесення шару лаку;
· Подтравливания діелектрика в отворах в суміші сірчаної і плавикової кислот у співвідношенні 4:1 при
температурі (60 ± 5) ° С протягом 10-30 с. При цьому розчиняється смола склопластиків і стеклоткань склеюючих прокладок усунення слідів наволакивания смоли, оголення контактних майданчиків і збільшення площі контактування;
· Хімічна меднение наскрізних отворів;
· Видалення шару лаку;
· Гальванічне міднення отворів і контактних площадок до товщини 25-30 мкм в отворах;
· Нанесення металевого резиста гальванічним шляхом (сплави Sn-Pb, Sn-Ni);
· Видалення захисного шару малюнка і травлення міді з пробільних місць;
· Освітлення (оплавлення) металевого резиста;
· Механічна обробка МПП (зняття технологічного припуску);
· Контроль та маркування.
Якість МПП, виготовлених методом металізації наскрізних отворів, значною мірою залежить від надійності міжшарових сполук - торців контактних майданчиків з металізованими отворами. Надійне з'єднання утворюється при видаленні зі стінок отворів плівки епоксидної смоли, наволаківаемой при свердлінні. Найбільш поширений спосіб очищення отворів перед металізацією - хімічне подтравливания діелектрика стінок отворів. Для цього використовуються розчини кислот або їх суміші, однак суміші кислот схильні проявляти продукти травлення в порах діелектрика. За кордоном найбільшого поширення набув спосіб травлення діелектрика не в суміші кислот, а спочатку в сірчаної, а потім у плавикової. При підвищенні температури розчину з 30 до 60 ° С глибина подтравливания діелектрика збільшується від 2-5 до 40-50 мкм, а при збільшенні часу впливу травяна розчину з 1 до 5 хв глибина подтравливания зростає від 25-50 до 100-120 мкм.
У зв'язку з тим, що для подтравливания використовуються агресивні розчини (суміш гарячих концентрованих кислот), що вимагають постійного контролю і подальшої нейтралізації оброблених заготовок, був запропонований спосіб сухого плазмового травлення. Він забезпечує хорошу адгезію міді в отворах, короткий цикл обробки і відсутність побічних ефектів. В якості реагенту використовується низькотемпературна плазма із суміші газів, наприклад кисню і фреону при температурі 50-350 ° С і тиску 0,13-260 ГПа. Плазма містить вільні радикали (до 90) та іони (1%). Рекомендується перед травленням попередній підігрів плат до 50-70 ° С. Плазма перетворює епоксидну смолу в летюча речовина, легко видаляється з отворів. Ніяких промивок і сушіння при плазмовому методі не потрібно. Цей процес сухої і повністю автоматизований. При обробці кожна МПП поміщається в простір між двома паралельно розташованими алюмінієвими пластинами-електродами. Електроди мають отвори, які збігаються з отворами в МПП.
Метод металізації наскрізних отворів є основним і найбільш перспективним у виробництві МПП, так як не має обмеження кількості шарів, легко піддається автоматизації і забезпечує найбільшу щільність друкованого монтажу. Він дозволяє виготовляти МПП, придатні для розміщення на них елементів з планарними і штирові висновками. Більше 80% всіх МПП, вироблених у світі, виготовляється цим методом.
Метод попарного пресування характеризується тим, що внутрішні шари МПП виготовляються на одній стороні заготівлі з двостороннього фольгованого діелектрика, міжшарові з'єднання - шляхом хіміко-гальванічної металізації отворів у заготовках, отримані шари пресуються, а малюнок на зовнішніх сторонах плати виконується комбінованим позитивним методом.
У конструкції МПП немає прямої електричного зв'язку між внутрішніми шарами багатошарової структури, вона здійснюється через зовнішні шари. Складність переходів не дає можливості одержати високу щільність друкованого монтажу. Число шарів МПП - не більше чотирьох. Технологічний процес включає наступні операції (рис. 5.24):
· Отримання заготовок;
· Нанесення захисного малюнка схеми внутрішніх шарів;
· Травлення міді з пробільних місць і видалення захисного малюнка;
· Виконання міжшарових електричних з'єднань між внутрішніми і зовнішніми шарами хіміко-
гальванічної металізацією;
· Пресування пакету МПП (металізовані отвори переходів заповнюються смолою, щоб уникнути
їх руйнування при травленні);
· Свердління отворів і нанесення захисного малюнка схеми зовнішніх шарів;
· Хімічна меднение наскрізних отворів;
· Гальванічне міднення та нанесення металевого резиста;
· Травлення міді на зовнішніх шарах;
· Освітлення металевого резиста;
· Механічна обробка;
· Контроль, маркування.
Попарним пресуванням виготовляються МПП, на яких розміщуються навісні елементи з планарними і штирові висновками. Недоліки методу - низька продуктивність, неможливість отримання великого числа шарів і високої щільності друкованого монтажу.
Метод пошарового нарощування характеризується тим, що при його здійсненні міжшарові з'єднання виконують суцільними мідними переходами (стовпчиками міді), розташованими у місцях контактних майданчиків. Технологічний процес включає такі операції:
· Отримання заготовок склотканини та фольги;
· Перфорування діелектрика;
· Наклеювання перфорованої заготівлі діелектрика на фольгу;
· Гальванічна металізація отвори і хіміко-гальванічна металізація другий зовнішньої поверхні заготовки;
· Нанесення захисного малюнка схеми і травлення міді;
· Гальванічне нарощування міді в отворах і хіміко-гальванічна металізація зовнішньої поверхні діелектрика;
· Травлення міді з пробільних місць;
· Отримання багатошарової структури шляхом багаторазового повторення операцій хіміко-гальванічної металізації і травлення;
· Напрессовиваніе діелектрика;
· Отримання захисного малюнка друкованого монтажу зовнішнього шару;
· Травлення міді з пробільних місць і облуживание припоєм;
· Механічна обробка;
· Контроль та маркування.
Пошаровим нарощуванням отримують МПП, на яких розміщують тільки навісні елементи з планарними висновками. Недоліком даного методу є нетехнологічність конструкції, так як не можна використовувати фольговані діелектрики і необхідно вести послідовний цикл виготовлення багатошарової структури. Вартість виготовлення МПП висока. Переваги методу - можливість отримання великого числа шарів (5 і більше) і найнадійніші міжшарові контактні з'єднання. Результати якісного порівняння МПП, виготовлених різними методами, наведені в табл. 1.
До базових технологічних процесів отримання МПП відносяться пресування пакету, механічна обробка і контроль. Пресування пакету МПП є одним з найважливіших процесів виготовлення МПП, тому що від якості його виконання залежать електричні і механічні характеристики готової МПП. Технологічний процес пресування складається з наступних операцій: підготовка поверхні шарів перед пресуванням; суміщення окремих верств МПП з базових отворів та складання пакету; пресування пакета.
Таблиця 1 - Порівняльна характеристика методів виготовлення МПП
Примітка. Н - низька; С - середня; В - висока.
Для підготовки поверхні шарів до пресування застосовують механічну зачистку абразивами, знежирення поверхні органічними розчинниками і легке декапирование фольги. При пресуванні екранів з великими ділянками фольги її поверхню оксидируют для кращої адгезії при склеюванні. Текстура наповнювача (прокладок з склотканини) повинна бути рівномірно просякнута смолою, інакше при травленні хімічні розчини проникають у вільні порожнини і знижують тим самим опір ізоляції.
Поєднання окремих верств МПП з базових отворів здійснюють у спеціальному пристосуванні (рис. 5), що складається з верхньої 1 і нижньої плит 5, виготовлених зі сталі. Товщина плит складає 15-20 мм і залежить від габаритів виготовляється плати. Плити шліфують по обох площинах, направляючі колонки 2 забезпечують їх повну паралельність. У торцях плит виконують отвори для термопар 4. Габаритні розміри нижньої плити повинні бути більше прокладкових листів на 30-50 мм з кожного боку по периметру, так як. при пресуванні можливо витікання значної кількості смоли. Фіксуючі штирі 3 розташовують через 100-150 мм по периметру плати в межах технологічного поля.
Для пресування МПП використовують спеціалізовані багатоярусні гідравлічні преси, обладнані системами нагріву, охолодження плит і підтримки температури з точністю ± 3 ° С, регуляторами подачі тиску з точністю близько 3%. Нагрівання плит преса здійснюють або перегрітою парою, або електрикою. Для прискореного охолодження в плити вбудовують колектори для подачі проточної водопровідної води.
На якість пресування істотно впливає плинність смоли і час її полімеризації. Основним чинником у процесі пресування є правильно вибраний момент докладання максимального тиску. Якщо створити тиск до початку полімеризації смоли, то значне її кількість буде видавлено, а якщо після полімеризації, то виходить погана проклейка шарів, що призводить до розшарування. При великій швидкості зростання температури основні реакції затвердіння проходять швидко, продукт виходить тендітним, неоднорідним, зі значними внутрішніми напругами. Зі зменшенням швидкості нагріву механічні властивості діелектрика поліпшуються.
Збірку пакету МПП здійснюють у режимах "холодного" і "гарячого" пресування. При першому режимі прес-форму з МПП поміщають між холодними плитами преса, в якому відбувається її подальший нагрів до необхідної температури зі швидкістю 15 ° С / хв. На першій стадії пресування створюють незначний тиск на пакет (0,15-0,2 МПа), а коли смола загусає при температурі 130-140 ° С, тиск піднімають до 5-8 МПа. Остаточне затвердіння триває протягом 40 хв, потім плити преса швидко охолоджують водою і, коли температура в пакеті знизиться до 40 С, прес розкривають і витягують готовий пакет (рис. 6). При "гарячому" пресуванні плити нагрівають до 160-170 ° С, це прискорює процес пресування, подальше нагрівання ведуть із швидкістю 15-50 ° С / хв.
Для зняття напружень, що виникають у пакеті в процесі пресування і викликають потім жолоблення плати, після обрізки облоя МПП піддають додатковій тепловій обробці. Для цього її наглухо затискають між двома жорсткими пластинами і поміщають на 30-40 хв у термошафу при температурі 120-130 ° С, потім залишають у печі до повільного остигання.
Встановлені режими пресування вимагають постійного коректування в залежності від зміни технологічних властивостей склеюються прокладок склотканини. Тому склотканина періодично перевіряють на утримання сполучною смоли, її плинності, часу полімеризації. Для більш точного контролю часу прикладання максимального тиску при пресуванні пакета вимірюють електричний опір сполучною смоли з допомогою датчика, що представляє собою електроди у формі гребінки, отриманої на фольгованих діелектриків. Електричний опір падає з 10 5 МОм до 1 МОм в момент повного розплавлення смоли, а потім зростає в процесі її полімеризації.
Для пресування МПП застосовують спеціалізовані багатоярусні гідравлічні преси, обладнані системами нагріву і охолодження плит, пристроями для регулювання технологічних режимів. Преси забезпечують площинність і паралельність плит в межах 0,1 мм , Час нагрівання плит до робочої температури 20 хв, точність підтримки температури на їх площині ± 3 ° С, тиску ± 3%. Підвищення продуктивності пресування досягається на автоматичних лініях (наприклад, модель S75 MRT-372C-XXG фірми Pasadena Hydraulies, США), в яких за заданою програмою прес-форми з робочою пакетами МПП пневматичним автооператором переміщуються з позиції завантаження в нагріті плити гідравлічного преса. Плити стискають пакети в прес-формах при низькому тиску протягом заданого часу, а потім автоматично перемикаються на високий тиск. У позицію завантаження встановлюється наступна партія прес-форм. Після витримки заданого таймером часу полімеризації сполучною смоли в пакетах МПП гарячі і холодні плити розмикаються, а автооператор переміщує пройшли стадію полімеризації пакети з гарячих плит преса в холодні для їх охолодження при заданому тиску. Одночасно на позицію пресування подається наступна прес-форма з позиції завантаження, після чого плити затискаються і цикл повторюється.
ЛІТЕРАТУРА
1. Левін А.П., Сватікова Н.Е. Розрахунок віброміцності конструкції РЕА. - М.: МІРЕА, 2003.
2. Мевіс А.Ф., Несвіжський В.Б., Фефер А.І. Допуски і посадки деталей радіоелектронної апаратури: Довідник / За ред. О.А. Луппова. - М.: Радіо і зв'язок, 2004. - 152 с.
3. Ненашев А.П. Конструювання радіоелектронних засобів: Учеб. для радіотехніч. спец. вузів - Мн.: Висш.шк., 2002. - 432 с.
· Гальванічна металізація отвори і хіміко-гальванічна металізація другий зовнішньої поверхні заготовки;
· Нанесення захисного малюнка схеми і травлення міді;
· Гальванічне нарощування міді в отворах і хіміко-гальванічна металізація зовнішньої поверхні діелектрика;
· Травлення міді з пробільних місць;
· Отримання багатошарової структури шляхом багаторазового повторення операцій хіміко-гальванічної металізації і травлення;
· Напрессовиваніе діелектрика;
· Отримання захисного малюнка друкованого монтажу зовнішнього шару;
· Травлення міді з пробільних місць і облуживание припоєм;
· Механічна обробка;
· Контроль та маркування.
Пошаровим нарощуванням отримують МПП, на яких розміщують тільки навісні елементи з планарними висновками. Недоліком даного методу є нетехнологічність конструкції, так як не можна використовувати фольговані діелектрики і необхідно вести послідовний цикл виготовлення багатошарової структури. Вартість виготовлення МПП висока. Переваги методу - можливість отримання великого числа шарів (5 і більше) і найнадійніші міжшарові контактні з'єднання. Результати якісного порівняння МПП, виготовлених різними методами, наведені в табл. 1.
До базових технологічних процесів отримання МПП відносяться пресування пакету, механічна обробка і контроль. Пресування пакету МПП є одним з найважливіших процесів виготовлення МПП, тому що від якості його виконання залежать електричні і механічні характеристики готової МПП. Технологічний процес пресування складається з наступних операцій: підготовка поверхні шарів перед пресуванням; суміщення окремих верств МПП з базових отворів та складання пакету; пресування пакета.
Таблиця 1 - Порівняльна характеристика методів виготовлення МПП
| Показник | Метод виготовлення | |||||
| механічними деталями | попарним пресуванням | відкритих контактних майданчиків | виступаючих висновків | пошарового нарощування | металізацією наскрізних отворів | |
| Кількість шарів | 6 | 4 | 12 | 5 | 15 | 20 |
| Щільність друкованого монтажу | Н | З | Н | З | З | У |
| Надійність міжшарових сполук | Н | З | У | У | У | З |
| Стійкість до зовнішніх впливів | З | З | З | У | У | З |
| Ремонтопридатність | Н | Н | У | З | З | Н |
| Технологічна собівартість | У | З | З | У | У | З |
Для підготовки поверхні шарів до пресування застосовують механічну зачистку абразивами, знежирення поверхні органічними розчинниками і легке декапирование фольги. При пресуванні екранів з великими ділянками фольги її поверхню оксидируют для кращої адгезії при склеюванні. Текстура наповнювача (прокладок з склотканини) повинна бути рівномірно просякнута смолою, інакше при травленні хімічні розчини проникають у вільні порожнини і знижують тим самим опір ізоляції.
Поєднання окремих верств МПП з базових отворів здійснюють у спеціальному пристосуванні (рис. 5), що складається з верхньої 1 і нижньої плит 5, виготовлених зі сталі. Товщина плит складає 15-20 мм і залежить від габаритів виготовляється плати. Плити шліфують по обох площинах, направляючі колонки 2 забезпечують їх повну паралельність. У торцях плит виконують отвори для термопар 4. Габаритні розміри нижньої плити повинні бути більше прокладкових листів на 30-50 мм з кожного боку по периметру, так як. при пресуванні можливо витікання значної кількості смоли. Фіксуючі штирі 3 розташовують через 100-150 мм по периметру плати в межах технологічного поля.
Для пресування МПП використовують спеціалізовані багатоярусні гідравлічні преси, обладнані системами нагріву, охолодження плит і підтримки температури з точністю ± 3 ° С, регуляторами подачі тиску з точністю близько 3%. Нагрівання плит преса здійснюють або перегрітою парою, або електрикою. Для прискореного охолодження в плити вбудовують колектори для подачі проточної водопровідної води.
| 1 - верхня плита; 2 - направляюча колонка, 3 - фіксує палець, 4 - отвір для термопари; 5 - нижня плита; Рис. 5. Пристосування для пресування пакету МПП | 1, 2 - нагрівання; 3 - початок полімеризації, 4 - полімеризація під тиском, 5 - охолодження Рис. 6. Режим пресування пакету МПП |
Збірку пакету МПП здійснюють у режимах "холодного" і "гарячого" пресування. При першому режимі прес-форму з МПП поміщають між холодними плитами преса, в якому відбувається її подальший нагрів до необхідної температури зі швидкістю 15 ° С / хв. На першій стадії пресування створюють незначний тиск на пакет (0,15-0,2 МПа), а коли смола загусає при температурі 130-140 ° С, тиск піднімають до 5-8 МПа. Остаточне затвердіння триває протягом 40 хв, потім плити преса швидко охолоджують водою і, коли температура в пакеті знизиться до 40 С, прес розкривають і витягують готовий пакет (рис. 6). При "гарячому" пресуванні плити нагрівають до 160-170 ° С, це прискорює процес пресування, подальше нагрівання ведуть із швидкістю 15-50 ° С / хв.
Для зняття напружень, що виникають у пакеті в процесі пресування і викликають потім жолоблення плати, після обрізки облоя МПП піддають додатковій тепловій обробці. Для цього її наглухо затискають між двома жорсткими пластинами і поміщають на 30-40 хв у термошафу при температурі 120-130 ° С, потім залишають у печі до повільного остигання.
Встановлені режими пресування вимагають постійного коректування в залежності від зміни технологічних властивостей склеюються прокладок склотканини. Тому склотканина періодично перевіряють на утримання сполучною смоли, її плинності, часу полімеризації. Для більш точного контролю часу прикладання максимального тиску при пресуванні пакета вимірюють електричний опір сполучною смоли з допомогою датчика, що представляє собою електроди у формі гребінки, отриманої на фольгованих діелектриків. Електричний опір падає з 10 5 МОм до 1 МОм в момент повного розплавлення смоли, а потім зростає в процесі її полімеризації.
Для пресування МПП застосовують спеціалізовані багатоярусні гідравлічні преси, обладнані системами нагріву і охолодження плит, пристроями для регулювання технологічних режимів. Преси забезпечують площинність і паралельність плит в межах
ЛІТЕРАТУРА
1. Левін А.П., Сватікова Н.Е. Розрахунок віброміцності конструкції РЕА. - М.: МІРЕА, 2003.
2. Мевіс А.Ф., Несвіжський В.Б., Фефер А.І. Допуски і посадки деталей радіоелектронної апаратури: Довідник / За ред. О.А. Луппова. - М.: Радіо і зв'язок, 2004. - 152 с.
3. Ненашев А.П. Конструювання радіоелектронних засобів: Учеб. для радіотехніч. спец. вузів - Мн.: Висш.шк., 2002. - 432 с.