Хіміко-механічна обробка отворів включає операції, які проводяться в наступній послідовності:
- Гідроабразивне обдування. Абразивно-водяна пульпа, що містить електрокорунд зернистістю М40 у відношенні з водою 1:4 по масі, проганяється через кожний отвір під тиском 0,4-0,5 МПа в спеціально створеній для цієї мети установці.
- Труїння діелектрика. Обробка в концентрованій сірчаній кислоті при температурі 35-40 °С протягом 0,5-0,7 хв, при цьому глибина труїння виходить в межах 15-20 мкм.
- Двократна промивка в проточній воді з інтенсивним похитуванням плати.
- Сушка теплим повітрям.
- Вторинне гідроабразивне обдування вторинне.
- Промивка в проточній воді.
- Промивка з накладенням ультразвукових коливань.
Застосовуючи базову технологію виробництва БДП, можна
одержати гнучко-жорстку конструкцію плати.
Збірка пакету і пресування всіх елементів конструкції проводяться одночасно.
За допомогою металізованих отворів досягаються міжшарові з'єднання у тому числі і з'єднання з провідниками гнучкого шару.
4.2.5 Адитивний спосіб
Цей спосіб передбачає отримання провідного малюнка з міді завтовшки 25—30 мкм, обложеної хімічним способом (товстошарове хімічне міднення). При цьому шар міді повинен мати густину 8800—8900 кг/м3, чистоту 99,8—99,9 %, електричний опір не більше 0,0188 Ом•мм і еластичність, що характеризується величиною відносного подовження ε= 4÷6 % Міцність зчеплення міді з діелектриком повинна відповідати ОТУ і складати не менше 0,4 Н/3 мм.
Основні переваги адитивного методу наступні: зменшення кількості операцій і відповідно виробничих площ і устаткування; рівномірність шару обложеної міді при співвідношенні товщини плати до діаметру отворів 10: 1; висока густина монтажу, що допускає можливість створення зазорів між провідниками і ширину їх до 0,1 мм; зниження витрати матеріалів унаслідок відсутності труїння; можливість використовування для хімічної металізації солей міді з травильних відходів; можливість повного виправлення дефектних плат після підбурювання міді і повторної металізації.
Технологічні процеси виготовлення друкованої плати визначаються типом вихідного матеріалу і можуть бути представлені в трьох варіантах:
1 з діелектрика з введенням в його склад каталізатором процесу хімічного міднения;
2 на матеріалі СТЕФ з покриттям каталітичною емаллю;
3 з діелектрика для напіваддитивної технології.
1 Вихідним матеріалом для плат служить діелектрик марки СТАМ по ТУ ОЯЩ.503.041-78. Основними операціями технологічного процесу є нарізання заготовок; свердлення отворів; отримання захисного рельєфу; підготовка поверхні; хімічне міднення, попереднє і товстошарове.
Отримання захисного рельєфу здійснюється за допомогою сухого плівкового фоторезисту СПФ-2. З метою підвищення стійкості рисунка до тривалої обробки в лужних розчинах хімічного міднення, плата піддається термообробці в повітряному середовищі при температурі 95±5°С протягом 30хв. Підготовка поверхні полягає в тому, що труїння в сірчанохромній суміші з подальшими промивками і нейтралізацією від залишків CrO24. Активація поверхні проводиться в суміщеному розчині з подальшою обробкою в розчині NaOH (20 г/л).
Попереднє хімічне міднення проводиться в тартратному розчині протягом 15-20 хв. Перед товстошаровим мідненням проводиться термообробка тонкого шару хімічно обложеної міді при 100 °С протягом 1—2 г. Товстошарове хімічне міднення проводиться в трилонатному або тартратному розчині.
2 Вихідним матеріалом для плат служить нефольгований текстоліт СТЕФ-1. Свердленння заготовки з цього матеріалу покривають з фарборозпилювача епоксидною емаллю з наповнювачем, як пігмент
служить двоокис титану TiO2, до якого додано 0,04 % солей паладію. Емаль ЕП-5215 поставляється по ТУ 6-10-11 -19-30-79 (титан IV, окис в рутильній формі, активований паладієм по ТУ 6-09-05—1025—79).
Основні операції технологічного процесу наступні: різання заготівок; свердлення отворів; нанесення емалі ЕП-5215 на поверхню і в отвори; труїння; отримання захисного рисунка; хімічне міднення (попереднє і товстошарове).
Попереднє хімічне міднення проводиться в стандартному розчині, минувши активацію, оскільки каталізатор процесу хімічного міднення знаходиться в шарі емалі. Товстошарове хімічне міднення і отримання захисного рельєфу виконується аналогічно попередньому варіанту.
3 Вихідним матеріалом служить діелектрик СТЕК або СТЕФ-1-2ЛК. Основними операціями технологічного процесу при цьому є нарізання заготівок; свердлення отворів; підготовка поверхні; активація; отримання захисного рельєфу; хімічне міднення попереднє і товстошарове.
Істотною особливістю даного технологічного процесу є відділення операції активації від хімічного міднення, внаслідок чого хімічне відновлення міді відбувається на ділянках, вільних від захисного рисунка, тобто в отворах і на провідниках.
Підготовка поверхні відбувається так само, як і в напіваддитивній технології: заготовки піддаються знежиренню, набуханню адгезійного шару і труїння в суміші СгО3 + Н2SО4.
Активація проводиться в суміщеному розчині, причому йому передує занурення в розчин, що містить 75-80 г/л NaOH. Після промивки в уловлювачі проводиться сушка шляхом легкого обдування повітрям. Хімічне міднення проводиться в розчинах, як і в попередніх варіантах.
Одним з варіантів адитивного методу є процес під назвою «фотоформ», або фотоселективна металізація. Технологічний процес виготовлення друкованої плати, розроблений для умов лабораторного або дослідного виробництва, складається з наступних операцій: свердлення отворів в заготовках з матеріалу типа СТЕК або СТЕФ-1-2ЛК; підготовки поверхні діелектрика (знежирення, труїння); нанесення фотоактиватора (фотопромотора) і його підсушки експонуванням провідного малюнка на плату; проявки малюнка у ванні хімічного міднення; видалення фотоактиватора з незасвічених місць; товстошарового хімічного міднення; відмивання плати від залишків електролітів.
Ключовою операцією процесу є нанесення фотоактиваторів на плату. Фотоактиватором при цьому служать вельми складні по складу розчини, в яких містяться з'єднання міді або заліза. Склад фотоактиваторів ще недостатньо відпрацьований для виробничих умов, проте деякі з них рекомендовані в літературних джерелах і представляють вельми складні суміші органічних речовин.
Під дією ультрафіолетового світла, що проходить через фотошаблон фотоактиватор розкладається і на експонованих ділянках утворюється ледве помітний для ока провідний рисунок з продуктів розпаду фотоактиватора, що виконують роль каталізаторів процесу відновлення міді при хімічному мідненні.
Таким чином, при виконанні наступної операції відбувається утворення рисунка з тонкого шару хімічно відновленої міді. Збільшення шару міді до товщини 25 мкм відбувається у ванні товстошарогового хімічного міднення.
Для забезпечення паяння електрорадіоелементів плату необхідно піддати покриттю сплавом ПОС гарячим способом. Звичайно прийнята техніка лудіння в даному випадку непридатна, оскільки шар припою досягає значної товщини, що може викликати утворень «містків» між
провідниками. Покриття необхідно проводити по методиці, що передбачає після занурення плати в розплавлений припій обдування їх гарячим повітрям з метою вигладжування шару припою і видалення його надлишків.
В установках для виконання цієї операцій плати, піддані флюсуванню, проходять зону підігріву з метою видалення вологи і пом'якшення термоударів, що викликає викривлення при зануренні в розплавлений припій, час витримки плати в розплавленому припої не повинен перевищувати 4 с. Основна частина установки - повітряні ножі - призначена для рівномірної подачі гарячого повітря по всій довжині плати. Товщина шару припою на платі в середньому складає близько 8 мкм.
Оглянувши усе вищерозглянуте, згідно до ТЗ для виготовлення друкованої плати я вибрав комбінований позитивний метод, тому як він має такий ряд переваг, як висока надійність монтажу, висока ремонтоздатність. Але цей метод має такі недоліки: велика витрата міді і порушення екології і навколишнього середовища. Ці недоліки усуваються за допомогою комп'ютерних технологій, при яких провідники на друкованій платі виконуються методом фрезирування фольги. Також цей метод частіше використовують для малих партій пристроїв, це також можна вважати перевагою.
Маршрутний лист операцій
| № операції | Найменування операції | Необхідне устаткування | Розряд | Норма часуT | |||
| 1 | Нарізка заготовок | Ножиці гільйотинні ОА085 | 2 | 1,2 | |||
| 2 | Свердлення базових отворів | Свердлильний верстат „Мультифор” | 2 | 1,1 | |||
| 3 | Очищення поверхні заготовки | Установка гідроабразивної очищення Ю.108626 | 2 | 2,5 | |||
| 4 | Декопіювання | Установка промивання та декопіювання Ю.108620 | 2 | 1,5 | |||
| 5 | Сушка | Шафа сушильна ФКШ -50 ПП.92.02.26142 | 3 | 12 | |||
| 6 | Нанесення фоторезисту | Установка нанесення фоторезисту „Ламінатор” КМЗ.289.003 | 2 | 1,5 | |||
| 7 | Суміщення та експонування | Установка суміщення та експонування УПЕ-9001-М | 3 | 2,5 | |||
| 8 | Зняття лавсанової плівки | Стіл робочий ГОСТ 116003-84, пінцет ГОСТ 4.585-83 | 2 | 1,0 | |||
| 9 | Прояв фоторезисту | Установка прояву СПФ „Процесор” | 3 | 1,9 | |||
| 10 | Промивання | Ванна для промивання | 3 | 1,6 | |||
| 11 | Задублення фоторезисту | Шафа термодубління ФСШ-50 | 3 | 1,5 | |||
| 12 | Контроль ОТК | Стіл робочий ГОСТ 116003-84, мікроскоп | 4 | 1,3 | |||
| 13 | Нанесення лаку ХВЛ | Установка нанесення та сушіння лаку | 2 | 1,5 | |||
| 14 | Сушіння лаку ХВЛ | Установка нанесення та сушіння лаку | 3 | 7,1 | |||
| 15 | Свердління монтажних отворів | Свердлильний верстат „Мультифор” | 2 | 2,5 | |||
| 16 | Активація | Автоматична лінія АГ – 38 | 3 | 2,5 | |||
| 17 | Сенсибілізація | Автоматична лінія АГ – 38 | 3 | 2,5 | |||
| 18 | Хімічне осадження міді | Автоматична лінія АГ – 38 | 3 | 2,6 | |||
| 19 | Видалення лаку ХВЛ | Установка зняття ХВЛ „Уніком” | 2 | 1,8 | |||
| 20 | Гальванічне осадження міді | Автоматична лінія АГ – 38 | 3 | 2,5 | |||
| 21 | Гальванічне осадження (олово свинець) | Автоматична лінія АГ – 38 | 3 | 2,5 | |||
| 22 | Промивання | Ванна для промивання | 3 | 1,6 | |||
| 23 | Видалення фоторезисту | Автоматична лінія АГ – 38 | 3 | 1,9 | |||
| 24 | Труїння плати | Установка труїння друкованих плат ТАУ 2М | 3 | 1,4 | |||
| 25 | Промивання | Ванна для промивання | 3 | 1,6 | |||
| 26 | Сушіння | Шафа сушильна ФКШ -50 ПП.92.02.26142 | 3 | 12 | |||
| 27 | Обрізка плати по контуру | Ножиці роликові ОА085 | 2 | 1,9 | |||
| 28 | Контроль електричних параметрів | Стіл робочий ГОСТ 116003-84; тестер ЦЧ 353 | 4 | 1,7 | |||
| 29 | Контроль ОТК | Стіл робочий ГОСТ 116003-84; тестер ЦЧ 353 | 4 | 1,3 | |||
| 30 | Формування виводів елементів | Напівавтомат формування та лудіння виводів ПАФ-1 | 3 | 1,1 | |||
| 31 | Лудіння виводів елементів | Напівавтомат формування та лудіння виводів ПАФ-1 | 3 | 1,0 | |||
| 32 | Встановлення елементів | Напівавтомат установки елементів | 3 | 1,4 | |||
| 33 | Монтаж елементів | Установка пайки УП-2М НГО.054.21 | 3 | 1,2 | |||
| 34 | Видалення флюсу | Автоматична установка видалення флюсу | 3 | 1,4 | |||
| 35 | Контроль | Стіл робочий ГОСТ 116003-84 | 4 | 1,3 | |||
| 36 | Установка та монтаж пристрою в корпус | Стіл робочий ГОСТ 116003-84 | 4 | 3,6 | |||
| 37 | Контроль на функціонування | Блок живлення лабораторний БП-1; випробувальний стенд | 4 | 3,0 | |||
| 38 | Налагодження та регулювання | Стіл монтажний СМ-3, тестер, осцилограф С1-55А | 4 | 4,0 | |||
| 39 | Контроль ОТК | Стіл робочий ГОСТ 116003-84 | 4 | 1,1 | |||
| 40 | Пакування | Пакувальний автомат | 4 | 1,2 | |||
5 РОЗРАХУНОК НАДІЙНОСТІ