ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 75
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Нижегородский государственный технический университет
им. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА
Кафедра Физика и технология материалов и компонентов электронной техники
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Производство печатных плат
РУКОВОДИТЕЛЬ
Мочалов Г.М
СТУДЕНТ
Тюрина А.А.
2011 г.
Содержание
печатная плата
Введение
. Материалы для изготовления печатных плат
. Основные этапы изготовления печатных плат
.1 Изготовление оригиналов и фотошаблонов ПП
.2 Получение заготовок ПП
.3 Получение монтажных и переходных отверстий
.4 Подготовка поверхности ПП
.5 Металлизация ПП
.6 Нанесение защитного рельефа и паяльной маски на ПП
.7 Травление меди с пробельных мест
.8 Оплавление сплава олово-свинец
.9 Обработка ПП по контуру
.10 Маркировка ПП
.11 Испытания ПП
.12 Контроль
. Выводы
. Список литературы
Введение
Печатные платы широко применяются в бытовой технике, аппаратуре средств связи, вычислительной технике, в системах автоматизации, контрольно-измерительной аппаратуре, в медицинском приборостроении, в автомобильной промышленности, в других областях промышленной электронике, в авиационной, космической промышленности, в спецтехнике, в городском коммунальном хозяйстве (для средств контроля расхода воды, газа, электричества, топлива и пр., экологического контроля воды, воздуха, земли по радиационным, физическим, механическим и химическим параметрам).
Одной из проблем в настоящее время является разработка и производство печатных плат, соответствующих мировому современному уровню для обеспечения конкурентоспособности печатных плат, которая определяется их качеством, надежностью и безопасностью эксплуатации. Проблема осложняется постоянным ростом функциональной и конструктивной сложности электрорадиоизделий (ЭРИ), устанавливаемых на печатных платах, а также процессом миниатюризации электронной аппаратуры, отстованием технологических возможностей межэлементной коммутации. Таким образом, конструкция и технология сборки электронных модулей на печатной плате требует от производителя постоянного совершенствования конструкции и технологии.
Для создания полноценного современного производства печатных плат и электронных модулей требуемых объемов и уровня сложности необходимо восстановление и развитие всей инфраструктуры производства печатных плат:
· фольгированных диэлектриков;
· фотоматериалов;
· фоторезиста;
· химикатов;
· оборудования;
· сверл, а также организовать обучение специалистов, операторов.
Необходимо обеспечить снабжение производства энергией, водой, обработку и регенерацию отходов производства и др.
Для восстановления индустрии печатных плат в полном объеме потребуется много времени и капиталовложений. Для этого в первую очередь необходимо профессионально оценить реальное техническое состояние предприятий, на основе этих оценок разработать технические проекты создания новых и планы реконструкции существующих предприятий, восстановить базу подготовки молодых специалистов, операторов и др.
Разнообразие областей применения печатных плат, объектов их установки, условий эксплуатации, элементной базы, электрических требований, надежности, стоимости требует большого разнообразия конструкций печатных плат и, соответственно, технологических процессов их изготовления, так как каждый метод изготовления, так как каждый метод изготовления печатных плат обладает определенными технологическими возможностями и позволяет получить рисунок печатных элементов (проводников, контактных площадок и пр.) определенных размеров и точности, т.е. определенного класса точности печатных плат. Поэтому разработчик печатных плат должен владеть методами проектирования, конструирования, технологии изготовления печатных плат и сборки функциональных узлов на печатной плате.
Прогресс в области создания новых технологий межсоединений идет двумя путями:
· совершенствованием процессов изготовления многослойных печатных плат;
· созданием двусторонних печатных плат, эквивалентных многослойных печатных плат с повышенной плотностью межсоединений в слое.
Оба направления считаются перспективными.
Технологический процесс изготовления печатной платы - сложный многооперационный процесс (порядка 50 операций) с использованием большого количества оборудования (до 40-50 единиц), производственных площадей, требующий не только узкоспециализированных специалистов в области химии, физики, схемотехники, программирования, конструирования электронной аппаратуры, организации производства, но и специалистов широкого профиля, представляющих все проблемы и пути комплексного решения вопросов, стоящих в настоящее время в производстве печатных плат.
.
Материалы для изготовления печатных плат
Создание современной электронной аппаратуры неразрывно связано с разработкой и освоением новых материалов. От свойств используемых материалов зависят как перспективность и конкурентоспособность электронной аппаратуры в целом, так и конкретные характеристики печатной платы.
Базовые и расходные материалы ПП
К базовым ПП относятся:
· фольгированные или нефольгированные диэлектрики, керамические и металлические (с поверхностным диэлектрическим слоем) материалы, из которых изготавливают основание ПП;
· изоляционный прокладочный материал, используемый для склеивания слоев МПП.
Для защиты поверхности ПП, МПП, ГПП, ГПК и ГЖП от внешних воздействий применяют полимерные защитные лаки и покрывные защитные пленки.
Требования к базовым материалам для изготовления ПП определяются:
· условиями эксплуатации;
· электрическими, механическими, экономическими и другими требованиями к ПП;
· типом ПП;
· конструкцией ПП;
· методом изготовления ПП;
· условиями сборки и монтажа ячеек и др.
Основными требованиями к базовым материалам для изготовления ПП являются:
· хорошие электроизоляционные свойства;
· высокая механическая прочность;
· высокая термостойкость;
· устойчивость к агрессивным технологическим средам;
· хорошая обрабатываемость;
· стабильность электрических и механических параметров ПП при климатических воздействиях;
· низкая стоимость и др.
Фольгированные и нефольгированные диэлектрики состоят из наполнителя и связующего (фенольной, эпоксифенольной, эпоксидной и др. смолы). В качестве наполнителя используют бумагу, стеклоткань, стекловолокно и пр.
Фольгированные диэлектрики на основе стеклоткани состоят:
· из стеклоткани, изготовленной из нитей, например, алюмоборосиликатного стекла;
· из смолы, используемой для пропитывания стеклоткани (определяет характеристики материала), модификацией которой получают необходимые механические и электрические характеристики фольгированных диэлектриков;
· из фольги, используемой в качестве металлического покрытия фольгированных материалов (медной, алюминиевой, резистивной, в частности, нихромовой и др.).
Нефольгированные диэлектрики выпускают двух типов:
· с адгезионным (клеевым) слоем, например, эпоксикаучуковой композиции толщиной 50…100 мкм на поверхности диэлектрика, который наносят для повышения прочности сцепления осаждаемой в процессе изготовления ПП меди химическим способом;
· с введенным в объем диэлектрика катализатором, способствующим осаждению химической меди.
Керамические материалы характеризуются:
· стабильностью электрических и геометрических параметров;
· стабильной высокой механической прочностью в широком диапазоне температур;
· высокой теплопроводностью;
· низким влагопоглощением и пр.
Недостатками керамических материалов являются длительный цикл изготовления, большая усадка материала, хрупкость, высокая стоимость и пр.
Металлическое основание изготавливают из алюминия, титана, стали или меди. Их применяют в теплонагруженных ПП для улучшения отвода теплоты от ЭРИ и ПМК, в ЭА с большой токовой нагрузкой, работающей при высоких температурах, а также для повышения жесткости ПП, выполненных на тонком основании.
К технологическим (расходным) материалам для изготовления ПП относятся фоторезисты, специальные трафаретные краски, защитные маски, электролиты меднения, травления и пр. Требования к ним определяются конструкцией ПП и технологическим процессом (ТП) изготовления. Фоторезисты должны обеспечивать необходимую разрешающую способность при получении рисунка схемы и соответствующую химическую стойкость. Травильные растворы должны быть совместимы с применяемым при травлении резистом, быть нейтральными к изоляционным материалам, иметь высокую скорость травления и пр. Все материалы должны быть экономичны и безопасны для окружающей среды.
.
Основные этапы изготовления печатных плат
.1 Изготовление оригиналов и фотошаблонов ПП
Оригиналы и фотошаблоны (ФШ) необходимы для создания рисунка ПП (проводников, контактных площадок и пр.) в соответствии с электрической принципиальной схемой. Изготовление ПП начинается с изготовления комплекта ФШ (или шаблонов), поэтому их качеству и точности придается очень большое значение, так как от этого зависит результат всего производственного цикла, на каждом этапе которого происходит потеря точности исходного рисунка.
Оригинал рисунка ПП - изображение рисунка ПП, выполненное с необходимой точностью в увеличенном заданном масштабе (2:1; 4:1 и др.) на картоне (ранее), стекле или синтетической пленке.
Оригинал рисунка ПП содержит все проводники и контактные площадки, выполненные в заданном масштабе с соблюдением размеров, расстояний между ними и координат расположения их на ПП, а также контур готовой ПП, тестовые отверстия, маркировочные знаки и другие элементы, т.е. все элементы печатного монтажа, которые должны быть воспроизведены в виде рисунка из меди или алюминия при изготовлении ПП. После изготовления оригинала рисунка ПП его уменьшают до истинных размеров путем фотографирования, за счет чего снижается погрешность оригинала, и эти уменьшенные копии используются в качестве ФШ.
Фотошаблон рисунка ПП - фотографическое воспроизведение оригинала масштаба 1:1 на высокостабильной основе (пленке или стекле) или инструмент, используемый для копирования имеющегося на нем изображения с помощью света (рис. 1).
Фотошаблон устанавливают на поверхность ПП, на которую предварительно нанесена светочувствительная пленка. Изображение с ФШ на ПП переносится способом контактной печати экспонированием УФ-излучением. На ФШ имеются рабочая зона, технологическое поле и контрольные знаки.
По назначению ФШ делятся на эталонные (хранятся в архиве в горизонтальном положении) и рабочие (являются копиями эталонных, их заменяют новыми копиями эталонных при выходе рабочих ФШ из строя).
Эталонный ФШ - ФШ, предназначенный для последующего изготовления рабочих ФШ.
Рабочий ФШ - ФШ, используемый в производстве для копирования имеющейся на нем топологии при помощи света на заготовку ПП.