Розробка технологічного процесу виготовлення друкованої плати для широкодіапазонний генератора імпульсів

Радіоелектроніка

Хімкінскій технікум космічного енергомашинобудування.

Курсовий проект на тему:

Розробка технологічного процесу виготовлення друкованої плати для широкодіапазонний генератора імпульсів.

Перевірив :_____________ Білецька О. В.

Виконав :____________ Єрохін В. А.

2000

ХІМКІНСКІЙ ТЕХНІКУМ КОСМІЧЕСКОГОЕНЕРГОМАШІНОСТРОЕНІЯ

(найменування технікуму)

ЗАВДАННЯ

ДЛЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТУВАННЯ ПО КУРСУ Виробництво
ЕВМ____________________

УЧАЩЕГОСЯ_IV _КУРСА_ Е 42-97_ГРУППИ

Єрохіна Володимира Олександровича

(ПРІЗВИЩЕ, ІМ'Я ТА ПО БАТЬКОВІ)

Тема завдання та вихідні дані __Вибор і обгрунтування технологічногопроцесу виготовлення друкованої плати для широкодіапазонний генератораімпульсів цифрового вимірювального комплекса.___

При виконанні курсового проекту на вказану тему повинні бутипредставлені:

1.Обьяснітельная записка

Аналіз технічного завдання, загальні правила конструювання, вибір технологічного процесу, вибір матеріалів, розрахункова частина, опис технологічного процесу, розрахунок надійності. < p> 2.Графіческая частина проекту

Лист 1.___Електріческая принципова схема
_______________________

2.___Топологія друкованої плати
__________________________________

____________________________________________________________________________< br>___

Дата видачі _4. 10. 00._______

Термін закінчення _______________

Викладач-керівник курсового проектування

Білецька О. В.

1.Аналіз технічного завдання.

В даному курсовому проекті необхідно зробити вибір і обгрунтуваннятехнологічного процесу виготовлення друкованої плати дляширокодіапазонний генератора імпульсів цифрового вимірювального комплексу.

Даний вимірювальний прилад призначений для експлуатації в нормальнихкліматичних умовах у лабораторних приміщеннях, повинен матипідвищеною якістю і точністю. Аналіз електричної принципової схемипристрої визначив розмір друкованої плати 110х75 мм.

Виготовлення даного вузла орієнтовано на автоматизованевеликосерiйне виробництво.

Вимоги до надійності: напрацювання на відмову не менш 100 тис. годин.

Характеристики даного вузла:

Частота проходження імпульсів 0.1-2? 10 ^ 7 Гц.

Тривалість імпульсів 0.02-10 ^ 5мкс.

Загальна тривалість фронтів 5-8 нс.

Нерівномірність вершини 3%

Амплітуда вихідних імпульсів 4 ± 0.5 В.

Введення.

У виробництві виробів приладобудування, засобів обчислювальної техніки тапобутової ел. радіо апаратури широко застосовуються друковані плати якзасіб, що забезпечують автоматизацію монтажно - складальних операцій,зниження габаритних розмірів апаратури, металоємності і підвищення рядуконструктивних і експлуатаційних якостей вироби.

При виготовленні друкованих плат в залежності від їх конструктивнихособливостей і масштабів виробництва застосовуються різні варіантитехнологічних процесів, в яких використовуються численні хіміко --технологічні операції та операції механічної обробки.

Електронні обчислювальні машини є одним з найбільш важливихзасобів автоматизації виробництва і підвищення якості продукції, а такожслужать основою найбільш перспективних технологій. Ефективне використаннясучасних обчислювальних і керуючих машин визначає рівень науково -технічного прогресу в усіх галузях промисловості, сільському господарстві,наукових дослідженнях і ін
Отримання високонадійних ЕОМ, що містять велику кількість схемних деталей,вирішується шляхом відмови від використання дискретних елементів і заміни їхінтегральними схемами.
Для організації масового виробництва засобів обчислювальної техніки буларозроблена Єдина система електронних обчислювальних машин (ЄС ЕОМ). Вонареалізована на мікроелектронної базі, що забезпечує високіексплуатаційні показники і являє собою сімейство програмно -сумісних машин. Серійний випуск машин ЄС ЕОМ був початий в 1972 р.

В якості елементної бази використовують надвеликі інтегральнімікросхеми, для розробки яких потрібні потужні системи автоматичногопроектування.
Особливості виробництва ЕОМ на сучасному етапі. Основною особливістювиробництва ЕОМ є використання великої кількості стандартних інормалізованих елементів, інтегральних схем, радіодеталей та ін Випускцих елементів у великих кількостях і високої якості - одне з основнихвимог обчислювального машинобудування. Важливим питанням, що вирішуються вданий час, є масове виробництво стандартних блоків звикористанням нових елементів. Уніфікація окремих елементів створюєумови для автоматизації їх виробництва.
Іншою особливістю є висока трудомісткість складальних і монтажнихробіт, що пояснюється наявністю великої кількості з'єднань і складністю їхвиконання внаслідок малих розмірів контактних з'єднань і високоїщільності монтажу.
Підвищення якості та економічності виробництва багато в чому залежить відрівня автоматизації технологічного процесу. Передумови для широкоїавтоматизації виробництва елементів і блоків ЕОМ забезпечуються високимрівнем технологічності конструкції, широким впровадженням типових і груповихтехнологічних процесів, а також засобів автоматизації.
Автоматизація розвивається в напрямку від автоматизації окремихоперацій (пайка, зварювання та ін) до широкого використання автоматизованихліній.

Особливістю виробництва ЕОМ є також велика трудомісткістьконтрольних операцій. На окремих підприємствах кількість контролерівсягає до 30 ... 40% від загальної кількості робітників. Використовують такі методиконтролю:ручний, неруйнівний, активний.
Продуктивність ручного контролю вкрай низька і не відповідаєсучасним вимогам. Тому виникла необхідність у створеннівисокопродуктивних методів контролю з використанням ЕОМ іавтоматичних вимірювальних пристроїв.
Важливе значення набули методи неруйнівного контролю, якому можнапіддавати 100% виробів на всіх стадіях виробництва.
Дуже ефективні активні методи, контролю, при яких перевіряютьсярежими технологічного процесу, і виключається можливість появишлюбу. Такий контроль здійснюється по ходу технологічного процесу іполегшує впровадження автоматизованих систем управління технологічнимипроцесами (АСУТП) із застосуванням ЕОМ.
Повне вирішення проблеми якості можливо лише на основі системногопідходу до планування, організації, управління проектно-конструкторськимироботами, виробництва, випробувань та експлуатації.

Рішення складних технічних завдань на всіх етапах конструювання і виробництва ЕОМ істотно підвищує вимоги до підготовки інженерів.

Вони повинні володіти комплексом знань, що забезпечують якісне виготовлення всіх компонентів сучасної ЕОМ та її периферійних пристроїв.

2. Загальні правила конструювання друкованих плат.

Товщину двосторонньої друкованої плати визначають товщиною обраного матеріалу, але в основному вона лежить в межах від 1.0 до 1.5 мм.

Для друкованих провідників для двосторонньої друкованої плати допускається щільність струму до 20 А/ММІ. Напруга між провідниками залежить від величини мінімального зазору меду ними. Для друкованих плат, захищених лаком, значення робочої напруги можна вибрати з таблиці.

При цих умовах помітного нагріву провідників не відбувається.
За щільністю малюнка друковані плати поділяються на чотири класи:
Перший і другий характеризуються найменшою щільністю і точністювиготовлення;
Третій характеризується підвищеною щільністю і точністю виготовлення;
Четвертий характеризується високою щільністю і точністю виготовлення.

Клас точності визначається залежно від щільності проводитьмалюнка і вибирається з ряду: 0.65; 0.5; 0.25; 0.15мм. , Тому що з розрахункувідстань між сусідніми елементами складає 0.6 мм. , То обраний другийклас точності.

У друкованій платі при перетині провідників виходить електричнийконтакт. Якщо він не потрібен, необхідно змінювати лінію проведення одного зпровідників, або один з провідників виконувати на іншій стороні плати.
Довжина провідників повинна бути мінімальною. Малюнок провідників повиненнайкращим способом використовувати відведену для нього площу. Длязабезпечення гарантій від пошкодження провідників при обробці мінімальнаширина провідників повинна бути 0,25 мм. При ширині провідника більше 3 ммможуть виникнути труднощі, пов'язані з пайкою. Щоб при пайка нез'явилося містків з припою, мінімальний зазор між провідниками повиненбути 0,5 мм.

За першого класу виконуються плати всіх розмірів, за друге - платирозміром не більше 240х400 мм, за третє - плати розміром не більше 170х170мм.

При виборі розмірів друкованої плати необхідно керуватисянаступними правилами:

1.Печатная плата повинна бути квадратної або прямокутної, а лінійнірозміри сторін кратними.

2.5 при довжині 100мм.

5.0 при довжині до 350 мм.

10. при довжині понад 350 мм.

2. Товщина друкованої плати повинна відповідати одному з чисел 0.8,
1, 1.5, 2 мм.

3. Ширина провідників 1 - 2 мм. , А зазор 0.4 - 1 мм.

На основі ел. принципової схеми обраний розмір 110х75 мм.

Монтажні і перехідні металізовані отвори слід виконувати беззенковки, але для забезпечення надійного з'єднання металізованогоотвори з друкованим провідником навколо нього на зовнішніх сторонах друкованоїплати зі сторони фольги роблять контактну майданчик. Контактні майданчикивиконують круглої або прямокутної форми, а контактні площадки,позначають перший висновок активного навісного електрорадіоелементіввиконують за формою відмінною від інших.

Друковані провідники повинні виконуватися прямокутної форми паралельносторонам плати та координатної сітки або під кутом 450 до них. Ширинапровідника повинна бути однаковою по всій довжині. Відстань міжнеізольованими корпусами електрорадіоелементів, між корпусами івисновками, між висновками сусідніх електрорадіоелементів або між висновком ібудь-який струмопровідній деталлю варто вибирати з урахуванням допустимого різницеюпотенціалів між ними і передбачуваного тепловідводу, але не менше 1 мм
(для ізольованих деталей не менше 0,5 мм). Відстань між корпусомелектрорадіоелементів і краєм друкованої плати не менше 1 мм, між висновкомі краєм друкованої плати не менше 2 мм, між провідником і краєм друкованоїплати не менше 1 мм.

На основі розглянутих конструктивних вимог і обмежень буларозроблена топологія друкованої плати.

3. Вибір технологічного процесу.

Проаналізувавши ел. принципову схему, а також топологію буловстановлено, що даний вузол можна виконати на двосторонній друкованоїплаті не потребує високої щільності монтажу.

В даний час для виготовлення односторонніх та двосторонніх друкованихплат найбільшого поширення набули три методи: хімічний,електрохімічний (полуаддітівний), комбінований позитивний.

Хімічний метод широко застосовується у виробництві не тількиодносторонніх друкованих плат, а й для виготовлення внутрішніх шарівбагатошарових друкованих плат, а також гнучких. Основною перевагоюхімічного методу є простота і мала тривалість технологічногоциклу, що полегшує автоматизацію, а недоліком відсутністьметалізованих отворів і низька якість.

Електрохімічний (полуаддітівний) метод дорожче, вимагає великоїкількості спеціалізованого обладнання, менш надійний. Необхіднийголовним чином для виготовлення двосторонніх друкованих плат.

Комбіноване позитивний метод заснований на хімічному іелектрохімічному методах. Дозволяє отримати провідники підвищеноїточності. Перевагою позитивного комбінованого методу в порівнянні знегативним є гарна адгезія провідника, підвищена надійністьмонтажних та перехідних отворів, високі електроізоляційні властивості.
Останнє пояснюється тим, що при тривалій обробці в хімічноагресивних розчинах (розчини хімічного міднення, електроліти та ін)діелектричні підставу захищено фольгою.

Проаналізувавши всі методи, обраний метод комбінований позитивний томув порівнянні з хімічним він володіє кращою якістю виготовлення,досить гарними характеристиками, що необхідно в вимірювальноїапаратурі і є можливість реалізації металізованих отворів,

4. Вибір матеріалів друкованої плати.

Для виготовлення друкованої плати необхідно вибрати такі матеріали:матеріал для діелектричного підстави друкованої плати, матеріал длядрукованих провідників і матеріал для захисного покриття від діївологи. Спочатку визначається матеріал для діелектричного підстави.

Існує велика різноманітність фольгованих міддю шаруватих пластиків.
Їх можна розділити на дві групи:
-на паперовій основі;
-на основі склотканини.

Ці матеріали у вигляді жорстких листів формуються з декількох шарівпаперу або склотканини, скріплених між собою сполучною речовиною шляхомгарячого пресування. Сполучною речовиною звичайно є фенольна смоладля паперу або епоксидна для склотканини. В окремих випадках можуть такожзастосовуватися поліефірні, силіконові смоли або фторопласт. Шаруватіпластики покриваються з одного або обох сторін мідною фольгою стандартноїтовщини.

Характеристики готової друкованої плати залежать від конкретного поєднаннявихідних матеріалів, а також від технології, що включає і механічнуобробку плат.

Залежно від основи і просочувальний матеріалу розрізняють кількатипів матеріалів для діелектричної основи друкованої плати.

Фенольний гетинакс - це паперова основа, просочена фенольною смолою.
Гетінаксовие плати призначені для використання у побутовій апаратурі,оскільки дуже дешеві.

Епоксидний гетинакс - це матеріал на такий же паперовій основі, алепросочений епоксидної смолою.

Епоксидний склотекстоліт - це матеріал на основі склотканини,просочений епоксидної смолою. У цьому матеріалі поєднуються високамеханічна міцність і хороші електричні властивості.

Як правило, шаруваті пластики на Фенольному, а також епоксидноїгетинакс не використовуються в платах з металізованими отворами. Утаких платах на стінки отворів наноситься тонкий шар міді. Так яктемпературний коефіцієнт розширення міді в 6-12 разів менше, ніж уфенольного гетинакс, є певний ризик утворення тріщин вметалізованому шарі на стінках отворів при термоудар, якомупіддається друкована плата в машині для групової пайки.

Тріщина в металізованому шарі на стінках отворів різко знижуєнадійність з'єднання. У разі застосування епоксидного склотекстолітуставлення температурних коефіцієнтів розширення приблизно дорівнює трьом, іризик утворення тріщин в отворах досить малий.

Із зіставлення характеристик підстав випливає, що (за виняткомвартості) снованія з епоксидного склотекстоліту перевершують підставиз гетинакс.

Друковані плати з епоксідног склотекстоліту характеризуються меншоюдеформацією, ніж друковані плати з фенольного і епоксидного гетинакс.
Останні мають ступінь деформації в десять разів більше, ніжсклотекстоліт.

Деякі характеристики різних типів шаруватих пластиків представлені в таблиці.

Порівнявши ці характеристики, робиться висновок, що для виготовленнядрукованої плати з гарними характеристиками слід застосовувати епоксиднийсклотекстоліт.

Як фольги, яка використовується для фольгування діелектричногонебезпідставно можна використовувати мідну, алюмінієву або нікелеву фольгу.
Однак, алюмінієва фольга поступається мідної через погану паяемості, анікелева - через високу вартість. Тому як фольги вибираєтьсямідь.

Мідна фольга випускається різної товщини. Стандартні товщини фольгинайбільш широкого застосування - 17,5; 35; 50; 70; 105 мкм. Під частравлення міді по товщині травітель впливає також на мідну фольгу збоку бічних крайок під фоторезистом, викликаючи так званеподтравліваніе. Щоб його у?? еньшіть зазвичай застосовують більш тонку міднуфольгу товщиною 35 і 17,5 мкм. Тому була вибрана мідна фольга товщиною
35 мкм.

Виходячи з усіх перерахованих вище порівнянь для виготовлення друкованоїплати позитивним комбінованим способом вибирав фольгованийсклотекстоліт СФ-2-35.

Найпоширеніший і дешевий спосіб захисту гетінаксових істеклотекстолітових друкованих плат - покриття їх бакелітовими, епоксидними ііншими лаками або епоксидної смолою. Найбільш стійке до дії вологипокриття з епоксидної смоли, що забезпечує найвищу поверховихопір. Дещо гірше захисні властивості перхлорвінілові, фенольнихі епоксидних лаків. Погано захищає покриття з полістиролу, але на відміну відінших, при приміщенні вироби в нормальні умови воно швидковідновлює свої властивості.

Далі наведені найбільш поширені матеріали, що використовуються длязахисних покриттів.

Лак СБ-1с, на основі фенолформальдегідних смоли, нанесений наповерхню сохне при температурі 600 С протягом 4 год, наносять його до п'ятишарів з сушкою після кожного шару, виходить щільна еластична плівкатовщиною до 140 мкм.

Лак УР-231 відрізняється підвищеною еластичністю, вологостійкістю ітемпературостойкостью, тому може застосовуватися для гнучких основ. Лакготують перед нанесенням відповідно до інструкції і наносять наповерхню пульверизації, зануренням або пензликом. Наносять чотири шаруз сушкою після кожного шару при температурі 18-230 С протягом 1,5 год

Для апаратури, що працює в тропічних умовах, як захиснийпокриття застосовують лак на основі епоксидної смоли Е-4100. Перед покриттям влак додають 3,5% затверджувача № 1, змішують і розводять сумішшю, що складаєтьсяз ацетону, етілцеллозольва і ксилолу до в'язкості 18-20 сек по віскозиметрі
ВЗ-4. Після змішування рідину фільтрують через марлю, складену вкілька шарів. В отриману суміш занурюють чистий висушену апаратуру.
Після кожного занурення струшують надлишки суміші і ставлять сушити на 10мін, таким чином наносять шість шарів. Це покриття має малу усадкоюі щільною структурою.

Виходячи з перерахованих вище порівнянь обраний для захисного покриття віддії вологи лак УР-231.

6. Опис технологічного процесу виготовлення друкованої плати комбінованим позитивним способом.

Технологічний процес виготовлення друкованої плати комбінованимпозитивним методом складається з наступних операцій:
1. Різання заготовок
2. Пробивання базових отворів
3. Підготовка поверхні заготовок
4. Нанесення сухого плівкового фоторезиста
5. Нанесення захисного лаку
6. Свердління отворів
7. Хімічне міднення
8. Зняття захисного лаку
9. Гальванічна затягування
10. Електролітичне міднення та нанесення захисного покриття

ПОС-61
11. Зняття фоторезиста
12. Травлення друкованої плати
13. Освітлення друкованої плати
14. Розплавлення друкованої плати
15. Механічна обробка

Далі розглянута кожна операція більш докладно.

6.1. Різання заготовок.

Фольговані діелектрики випускаються розмірами 1000-1200 мм, томупершою операцією практично будь-якого технологічного процесу єрізання заготовок. Для різання фольгованих діелектриків використовують роликовіодноножові, многоножевие і прецизійні гільйотинні ножиці. Наодноножові роликових ножицях можна отримати заготовки розміром від 50 х 50до 500 х 900 мм при товщині матеріалу 0,025-3 мм. Швидкість різання плавнорегулюється в межах 2-13,5 м/хв. Точність різання (1,0 мм. Длявидалення пилу, що утворюється при різанні заготовки, ножиці обладнаніпилососом. У даному технологічному процесі будемо застосовувати одноножовіроликові ножиці при швидкості різання 5 м/хв.

З листів фольгованого діелектрика одноножові роликовими ножицяминарезаєтся заготовки необхідних розмірів з припуском на технологічне полепо 10 мм з кожного боку. Далі з торців заготовки необхідно знятинапилком задирки щоб уникнути пошкодження рук під час технологічногопроцесу. Якість зняття задирок визначається візуально.

Різання заготовок не повинна викликати розшаровування діелектричногопідстави, утворення тріщин, відколів, а також подряпин на поверхнізаготовок.

6.2. Пробивання базових отворів.

Базові отвори необхідні для фіксації плати під частехнологічного процесу. Свердління отворів є різновидоммеханічної обробки. Це одна з найбільш трудомістких і важливих операцій. Привиборі свердлувального обладнання необхідно враховувати наступні основніособливості: виготовлення кількох тисяч отворів у зміну, необхідністьзабезпечення перпендикулярних отворів поверхні плати, обробка платбез задирок. При свердлінні найважливішими характеристиками операції є:конструкція свердлувального верстата, геометрія свердла, швидкість різання ішвидкість осьової подачі. Для правильної фіксації свердла використовуютьсяспеціальні високоточні кондуктори. Крім того, необхідно забезпечитимоментальне видалення стружки із зони свердління. Як відомосклотекстоліт є високоабразівним матеріалом, тому необхіднозастосовувати твердосплавні свердла. Застосування свердел з твердого сплавудозволяє значно підвищити продуктивність праці при свердленні іполіпшити чистоту обробки отворів. У більшості випадків заготівлісвердлять в пакеті, висота пакету до 6 мм.

У даному технологічному процесі заготівлі свердлять в пакеті насвердлильні верстати З-106. Швидкість обертання свердла при цьому повинна бути вмежах 15 000-20 000 об/хв, а осьова швидкість подачі свердла - 5-10мм/хв Заготівлі збираються в кондуктора, закріплюються і на свердлильноверстаті просверліваются базові отвори.

6.3. Підготовка поверхні заготовок.

Від стану поверхні фольги і діелектрика багато в чому визначаєтьсяадгезія наносяться згодом покриттів. Якість підготовки поверхнімає важливе значення як при нанесенні фоторезиста, так і при осадженніметалу.

Широко використовують хімічні та механічні способи підготовкиповерхні або їх поєднання. Консерваційні покриття легко знімаютьсяорганічним розчинником, з наступним промиванням у воді і сушінням.
Окисно плівки, пилові й органічні забруднення видаляютьсяпослідовної промиванням в органічних розчинниках (ксилолі, бензолі,хладон) і водних розчинах фосфатів, соди, їдкого натру.

Видалення оксидного шару товщиною не менше 0,5 мкм виробляютьмеханічним очищенням крацевальнимі щітками або абразивними валками.
Недолік цього способу - швидке зажіріваніе очищають валків, а відтак, іочищає поверхні. Часто для видалення оксидної плівки застосовуютьгідроабразивну обробку. Висока якість зачистки одержують при обробцірозпорошеної абразивної пульпою. Гідроабразивне обробка видаляє з фольгизадирки, що утворюються після свердління, і очищає внутрішні мідні торціконтактних майданчиків в отворах багатосторонніх друкованих плат від епоксидноїсмоли.

Висока якість очищення отримують при поєднанні гідроабразивногообробки з використанням водної суспензії і крацеванія. На цьому принципіпрацюють установки для зачистки бічних поверхонь заготовок і отворівдрукованих плат нейлоновими щітками і пемзовой суспензією.

Обробка поверхні проводиться обертаються латунними щіткамиструмені технологічного розчину. Установка може обробляти заготовкимаксимальним розміром 500х500 мм при їх товщині 0,1-3,0 мм, частотаобертання щіток 1200 об/хв, зусилля стиснуті плат до щіток 147 Н.

Хімічне видалення оксидної плівки (декапірованіе) найбільш ефективноздійснюється в 10%-му розчині соляної кислоти.
До якості очищення фольгований поверхні пред'являють високівимоги, тому що від цього багато в чому залежать адгезія фоторезиста іякість малюнка схеми.

У даному технологічному процесі підготовка поверхні заготовокпроводиться декапірованіем заготовок у 5% соляної кислоти і знежиреннямвіденської вапном. Для цього необхідно помістити заготовки на 15 сек на 5% --ий розчин соляної кислоти при температурі 180-250 С, потім промитизаготовки протягом 2-3 хв у холодній проточній воді при температурі 180 -
250 С, далі зачистити заготовки віденської вапном протягом 2-3 хв, зновузаготовки промити у холодній проточній воді при температурі 180-250 С впротягом 2-3 хв, потім декапіровать заготовки на 5%-му розчині соляноїкислоти протягом 1-3 сек при температурі 180-250 С, знову промитизаготовки в холодній проточній воді протягом 1-2 хв при температурі 20 (20
C, промити заготовки в дистильованої воді при температурі 20 (20 C впротягом 1-2 хв, і потім сушити заготовки стисненим повітрям при температурі
180-250 С до повного їх висихання. Після всіх цих операцій необхіднопроконтролювати якість зачистки поверхні фольги. Контроль робітник.

6.4. Нанесення сухого плівкового фоторезиста.

Від фоторезиста дуже часто потрібна висока роздільна здатність, а цедосягається тільки на однорідних, без проколів плівках фоторезистом,які мають гарне зчеплення з фольгою. Ось чому пред'являються такі високівимоги до попередніх операцій. Необхідно звести до мінімуму зміствологи на платі або фоторезист, так як вона може стати причиною проколівабо поганої адгезії. Всі операції з фоторезистом потрібно проводити в приміщенніпри відносній вологості не більше 50%. Для видалення вологи з поверхніплати застосовують сушку в термошкаф.

У залежності від застосовуваного фоторезиста існують декілька методівнанесення фоторезиста на поверхню фольгованого діелектрика. Рідкийфоторезист наноситься методом занурення, поливу, розбризкуванням,електростатичним розпиленням з подальшою сушкою при температурі 400 С вцентрифузі до повного висихання. Така сушка забезпечує рівномірністьтовщини шару. Сухі плівкові фоторезист наносяться ламінуванням.

При застосуванні рідкого фоторезиста необхідно забезпечувати високурівномірність шару, що наноситься із заготівлі та виключати втрату фоторезиста.
Відомі установки нанесення рідкого фоторезиста валковим способом зподальшою сушкою теплонагревателямі. Цей спосіб забезпечує рівномірнутовщину фоторезиста на заготовках з попередньо просвердленимиотворами.

Більш продуктивною є заготівля нанесення рідкого фоторезистаспособом повільного витягування заготовки із заданою швидкістю з обсягуфоторезиста. При цьому забезпечується товщина шару, що наноситься фоторезиста в
3-4 мікрон. Така установка може обробляти заготовки розмірами від 70х80 ммдо 500х500 мм, при обсязі ванни 0,35 м3, швидкості витягування заготовки
0,143-0,430 м/хв, температурі сушіння 35-1200 С, часу сушки 20 хв іпродуктивності 75 шт/год

Для підвищення захисних властивостей рідкого фоторезиста після експонуванняі прояви проводять його термічне дублення. Для цієї мети використовуютьшафи з електрокалорифера. При температурі нагріву камери до 150 0 С циклдублення триває 4-4,5 год Більш ефективним є застосування установокдублення фоторезиста в розплаві солей.

Для експонування малюнка схеми рекомендуються установки з рівномірнимсвітловим потоком по всій площі світлокопіювання, невисокою робочоїтемпературою ламп для запобігання перегріву фотошаблони.

Зростаючі вимоги до точності і якості схем, необхідністьавтоматизації процесів і зростання обсягів випуску плат призвели до заміни рідкихфоторезистом сухим плівковим фоторезистом (СПФ). Широке впровадженнясухопленочних фоторезистом призвело до того, що всі провідні підприємства -виробники друкованих плат в даний час мають в своєму розпорядженні всім необхіднимтехнологічним та контрольним обладнанням для їх застосування.

СПФ складається з шару полімерного фоторезиста, розміщеного між двомазахисними плівками. Для забезпечення можливості нанесення сухопленочнихфоторезистом на автоматичному обладнанні плівки поставляються в рулонах.
На поверхню заготовки СПФ наноситься в установках ламінування. Адгезія
СПФ до металевої поверхні заготовок забезпечується розігрівом плівкифоторезиста на плиті до розм'якшення з наступним притисненням припротягуванні заготівлі між валками. Установка забезпечена термопарою іприладом контролю температури нагріву плівки фоторезиста. На установціможна наносити СПФ на заготовки шириною до 600 мм зі швидкістю їхпроходження між валками 1,0-3,0 м/хв. Фоторезист нагрівається дотемператури 110-1200 С. В процесі нанесення одну захисну плівку зфоторезиста видаляють, у той час як інша залишається і захищає фоторезист ззовнішнього боку.

У даному технологічному процесі застосовується сухий плівковий фоторезист
СПФ-2, що наноситься на ламінаторе КП 63.46.4.

У даному випадку малюнок схеми отримують методом фотодруку. Для цьогоперед нанесенням фоторезиста заготовку необхідно витримати в сушильномушафі при температурі 75 (50 С протягом 1 години, потім послідовно нанеобхідну бік заготовки завдати фоторезист, обрізати ножицяминадлишки по краях плати, звільнити базові отвори від фоторезиста,витримати заготовки при неактінічном освітленні протягом 30 хв притемпературі зібрати пакет з фотошаблони та плати, експонувати заготовки вустановці експонування КП 6341, знову витримати заготовки принеактінічном освітленні протягом 30 хв при температурі 18 (20 С, проявитизаготовку в установці прояви АРС-2.950.000, потім промити плати вмильному розчині, промити заготовки в холодній проточній воді протягом 1-2хв при температурі 20 (20 С, декапіровать заготовки на 20%-ном розчинісірчаної кислоти протягом 1 хв при температурі 20 (20 С, знову промитизаготовки в холодній проточній воді протягом 1-2 хв при температурі
20 (20 С, сушити заготовки стисненим повітрям. Після цього слідпроконтролювати виявлений малюнок. Після експонування заготовки,перед проявом, необхідно видалити плівку, що захищає фоторезист.

6.5. Нанесення захисного лаку.

Лак наноситься для того, щоб захистити поверхню плати від процесухімічного міднення. Лак зазвичай наноситься зануренням у ванну з лаком,поливом плати з нахилом в 10-150 або розпиленням з пульверизатора. Потімплата сушиться в сушильній шафі при температурі 60-1500 С протягом 2-3 год
Температура сушіння задається гранично допустимої температурою для навіснихелектрорадіоелементів, встановлених на друковану плату.

Лак для захисного покриття повинен мати такі свойст: високоювологостійкістю, гарними діелектричними параметрами (малимидіелектричної проникністю і тангенсом кута діелектричних втрат),температуростойкостью, хімічної інертністю і механічною міцністю.

При виборі лаку для захисного покриття слід також враховувати властивостіматеріалів, використаних для виготовлення підстави друкованої плати і дляприклеювання провідників, щоб при полімеризації покриття не відбулосязміни властивостей цих матеріалів.

Існують різні лаки для захисного покриття, такі як лак СБ-1с наоснові фенолформальдегідних смоли, лак Е-4100 на основі епоксидної смоли,лак УР-231 та інші.

У даному технологічному процесі в якості захисного покриттязастосовується лак СБ-1с. Для нанесення лаку на поверхню заготовкинеобхідно занурити заготовки в кювету з лаком на 2-3 сек, температура лакуповинна бути в межах 18-250 С, а потім треба сушити заготовки втермошкаф КП 4506 протягом 1,5 годин при температурі 1200 С.

6.6. Свердління отворів.

Найбільш трудомісткий і складний процес у механічній обробці друкованихплат - отримання отворів під металізацію. Їх виконують головним чиномсвердлінням, так як зробити отвори штампуванням в застосовуваних длявиробництва плат склопластику важко. Для свердління склопластиківвикористовують твердосплавний інструмент спеціальної конструкції. Застосуванняінструменту із твердого сплаву дозволяє значно підвищитипродуктивність праці при свердленні і зенкування і поліпшитичистоту обробки отворів. Найчастіше свердла виготовляють зтвердоуглеродістих сталей марки У-10, У-18, У-7. В основному використовують дві форми свердла: сложнопрофільние і циліндричні. Такяк склотекстоліт є високоабразівним матеріалом, то стійкість сверл невелика. Так, наприклад, стійкість тонких сверл - близько 10 000свердління.

При виборі свердлувального обладнання необхідно враховувати такіособливості, як виготовлення кількох мільйонів отворів в зміну,діаметр отворів 0,4 мм і мен?? ше, точність розташування отворів 0,05 ммі вище, необхідність забезпечення абсолютно гладких і перпендикулярнихотворів поверхні плати, обробка плат без задирок і так далі.
Точність і якість свердління залежить від конструкції верстата і свердла.

В даний час використовують кілька типів верстатів для свердліннядрукованих плат. В основному це багатошпиндельні високооборотні верстати зпрограмним керуванням, на яких крім свердління отворів у друкованихплатах одночасно виробляється і зенкування або свердління отворів упакеті без зенкування.

Широко застосовується також одношпіндельних полуавтомат, який можепрацювати як з проектором, так і з щупом. На верстаті можна оброблятизаготовки плат максимальним розміром 520х420 мм при товщині пакета 12 мм.
Частота обертання шпинделя 15 000-30 000 об/хв (змінюється поступово).
Максимальний діаметр свердління 2,5 мм.

Більш продуктивним є четирехшпіндельний верстат зпрограмним керуванням, на якому можна одночасно обробляти одну,дві або чотири (в залежності від розміру) друкованих плат за заданоюпрограмі. Верстат забезпечує частоту обертання шпинделя 10 000-40 000об/хв, максимальну подачу шпинделя 1000 об/хв, товщину плати або пакета
0,1-3,0 мм, діаметр свердління 0,5-2,5 мм. Регулювання частоти обертанняшпинделя безступінчата.

Розроблено спеціальний напівавтоматичний верстат з програмнимуправлінням, призначений для свердління і двостороннього зенкуванняотворів у МПП. Верстат має позиційну систему програмного управління зрелейним блоком і контактним зчитуванням. Напівавтомати має два шпинделя --свердлильний і зенковальний. Частота обертання першого безступінчато можезмінюватися в межах 0-33 000 об/хв, другого шпиндель має постійнучастоту обертання 11 040 об/хв. На верстаті можливо вести обробку платрозміром 350х220 мм, товщиною 0,2-4,5 мм. Максимальний діаметр свердління
2,5 мм, зенкування - 3,0 мм. Швидкість подачі шпинделів: свердлувального - 1960мм/хв, зенковального - 1400 мм/хв.

Удосконалення свердлувального обладнання для друкованих плат ведетьсяу наступних напрямках: збільшення числа шпинделів; підвищення швидкостіїх подачі і частоти обертання; спрощення методів фіксації плат на столі іїх поєднання; автоматизації зміни свердла; зменшення крокупереміщення; збільшення швидкості приводу; створення систем, що запобігаютьсвердління отворів по незапрограмованих координаті з повторнимсвердлінням за колишньою координаті; переходу на безпосереднє управлінняверстата від ЕОМ.

Свердління не виключає можливості отримання отворів і штампуванням,якщо це допускається умовами якості або визначається формою отворів.
Так, штампуванням доцільно виготовляти отвори в односторонніхплатах які не потребують високої якості під висновки елементів і в шарах МПП,виготовляються методом відкритих контактних майданчиків, де перфораційнівікна мають прямокутну форму.

У даному технологічному процесі свердління отворів проводитьсяна одне