Разработка технологического процесса изготовления печатной платы для широкодиапазонного генератора импульсов

Химкинскийтехникум космическогоэнергомашиностроения.

Курсовойпроект на тему:

Разработкатехнологическогопроцесса изготовленияпечатной платыдля широкодиапазонногогенератораимпульсов.

Проверил:_____________БелецкаяО. В.

Выполнил:____________Ерохин В. А.

2000г.

ХИМКИНСКИЙТЕХНИКУМКОСМИЧЕСКОГОЭНЕРГОМАШИНОСТРОЕНИЯ

(наименованиетехникума)

ЗАДАНИЕ

ДЛЯКУРСОВОГОПРОЕКТИРОВАНИЯПО КУРСУ ПроизводствоЭВМ____________________

УЧАЩЕГОСЯ_IV _КУРСА_Э 42-97_ГРУППЫ

ЕрохинаВладимираАлександровича

(ФАМИЛИЯ,ИМЯ И ОТЧЕСТВО)

Темазадания и исходныеданные __Выбори обоснованиетехнологическогопроцесса изготовленияпечатной платыдля широкодиапазонногогенератораимпульсовцифровогоизмерительногокомплекса.___

При выполнениикурсовогопроекта науказанную темудолжны бытьпредставлены:

1.Обьяснительнаязаписка

Анализтехническогозадания, общиеправила конструирования,выбор технологическогопроцесса, выборматериалов,расчетнаячасть, описаниетехнологическогопроцесса, расчетнадежности.

2.Графическаячасть проекта

Лист 1.___Электрическаяпринципиальнаясхема _______________________

2.___Топологияпечатной платы __________________________________

_______________________________________________________________________________

Дата выдачи _4. 10. 00._______

Срок окончания _______________

Преподаватель-руководителькурсовогопроектирования Белецкая О.В.

1.Анализтехническогозадания.

В данномкурсовом проектенеобходимопроизвестивыбор и обоснованиетехнологическогопроцесса изготовленияпечатной платыдля широкодиапазонногогенератораимпульсовцифровогоизмерительногокомплекса.

Данныйизмерительныйприбор предназначендля эксплуатациив нормальныхклиматическихусловиях влабораторныхпомещениях,должен обладатьповышеннымкачеством иточностью.Анализ электрическойпринципиальнойсхемы устройстваопределилразмер печатнойплаты 110х75 мм.

Изготовлениеданного узлаориентированона автоматизированноекрупносерийноепроизводство.

Требованияк надежности:наработка наотказ не менее100 тыс. часов.

Характеристикиданного узла:

Частотаследованияимпульсов 0.1-2∙10^7 Гц.

Длительностьимпульсов 0.02-10^5мкс.

Длительностьфронтов 5-8 нс.

Неравномерностьвершины 3%

Амплитудавыходных импульсов 4 ±0.5 В.

Введение.

В производствеизделий приборостроения,средств вычислительнойтехники и бытовойэл. радио аппаратурышироко применяютсяпечатные платыкак средство,обеспечивающиеавтоматизациюмонтажно –сборочныхопераций, снижениегабаритныхразмеров аппаратуры,металлоемкостии повышенияряда конструктивныхи эксплутационныхкачеств изделия.

При изготовлениипечатных платв зависимостиот их конструктивныхособенностейи масштабовпроизводстваприменяютсяразличныевариантытехнологическихпроцессов, вкоторых используютсямногочисленныехимико – технологическиеоперации иоперации механическойобработки.

Электронныевычислительныемашины являютсяодним из наиболееважных средствавтоматизациипроизводстваи повышениякачества продукций,а также служатосновой наиболееперспективныхтехнологий.Эффективноеиспользованиесовременныхвычислительныхи управляющихмашин определяетуровень научно-техническогопрогресса вовсех отрасляхпромышленности,сельскомхозяйстве,научных исследованияхи др.

ПолучениевысоконадежныхЭВМ, содержащихбольшое числосхемных деталей,решается путемотказа отиспользованиядискретныхэлементов изамены ихинтегральнымисхемами.

Дляорганизациимассовогопроизводствасредств вычислительнойтехники быларазработанаЕдиная системаэлектронныхвычислительныхмашин (ЕС ЭВМ).Она реализованана микроэлектроннойбазе, что обеспечиваетвысокие эксплуатационныепоказателии представляетсобой семействопрограммно-совместимыхмашин. Серийныйвыпуск машинЕС ЭВМ был начатв 1972 г.

Вкачестве элементнойбазы используютсверхбольшиеинтегральныемикросхемы,для разработкикоторых требуютсямощные системыавтоматическогопроектирования.

ОсобенностипроизводстваЭВМ на современномэтапе. ОсновнойособенностьюпроизводстваЭВМ являетсяиспользованиебольшого количествастандартныхи нормализованныхэлементов,интегральныхсхем, радиодеталейи др. Выпускэтих элементовв больших количествахи высокогокачества — одноиз основныхтребованийвычислительногомашиностроения.Важным вопросом,решаемым внастоящеевремя, являетсямассовое производствостандартныхблоков с использованиемновых элементов.Унификацияотдельныхэлементовсоздает условиядля автоматизацииих производства.

Другой особенностьюявляется высокаятрудоемкостьсборочных имонтажныхработ, чтообъясняетсяналичиембольшого числасоединенийи сложностьюих выполнениявследствиемалых размеровконтактныхсоединенийи высокой плотностимонтажа.

Повышениекачества иэкономичностипроизводстваво многом зависитот уровняавтоматизациитехнологическогопроцесса. Предпосылкидля широкойавтоматизациипроизводстваэлементови блоков ЭВМобеспечиваютсявысоким уровнемтехнологичностиконструкции,широким внедрениемтиповых и групповыхтехнологическихпроцессов, атакже средствавтоматизации.

Автоматизацияразвиваетсяв направленииот автоматизацииотдельныхопераций (пайка,сварка и др.) кширокомуиспользованиюавтоматизированныхлиний.

ОсобенностьюпроизводстваЭВМ являетсятакже большаятрудоемкостьконтрольныхопераций. Наотдельныхпредприятияхколичествоконтролеровдостигает до30 ...40% от общегочисла рабочих.Используютследующиеметоды контроля:

ручной,неразрушающий,активный.

Производительностьручного контролякрайне низкаи не отвечаетсовременнымтребованиям.Поэтому возникланеобходимостьв созданиивысокопроизводительныхметодов контроляс использованиемЭВМ и автоматическихизмерительныхустройств.

Важноезначение приобрелиметоды неразрушающегоконтроля,которому можноподвергать100% изделий навсех стадияхпроизводства.

Весьмаэффективныактивные методы,контроля,при которыхпроверяютсярежимы технологическогопроцесса, иисключаетсявозможностьпоявлениябрака. Такойконтрольосуществляетсяпо ходу технологическогопроцесса иоблегчаетвнедрениеавтоматизированныхсистем управлениятехнологическимипроцессами(АСУТП) с применениемЭВМ.

Полное решениепроблемы качествавозможно лишьна основе системногоподхода кпланированию,организации,управлениюпроектно-конструкторскимиработами,производству,испытаниями эксплуатации.

Решениесложных техническихзадач на всехэтапах конструированияи производстваЭВМ существенноповышает требованияк подготовкеинженеров. Онидолжны обладатькомплексомзнаний, обеспечивающихкачественноеизготовлениевсех компонентовсовременнойЭВМ и ее периферийныхустройств.

2.Общие правилаконструированияпечатных плат.

Толщинудвухстороннейпечатной платыопределяюттолщиной выбранногоматериала, нов основном оналежит в пределахот 1.0 до 1.5 мм.

Для печатныхпроводниковдля двухстороннейпечатной платыдопускаетсяплотность токадо 20 А/ммІ. Напряжениемежду проводникамизависит отвеличены минимальногозазора медуними. Для печатныхплат, защищенныхлаком, значениерабочего напряженияможно выбратьиз таблицы.

Зазор, мм
Uраб,В

При этихусловиях заметногонагрева проводниковне происходит.

По плотностирисунка печатныеплаты делятсяна четыре класса:

Первыйи второй характеризуютсянаименьшейплотностьюи точностьюизготовления;

Третийхарактеризуетсяповышеннойплотностьюи точностьюизготовления;

Четвертыйхарактеризуетсявысокой плотностьюи точностьюизготовления.

Класс точностиопределяетсяв зависимостиот плотностипроводящегорисунка и выбираетсяиз ряда: 0.65; 0.5; 0.25;0.15мм. , т.к. из расчетарасстояниемежду соседнимиэлементамисоставляет0.6 мм. , то выбранвторой классточности.

В печатнойплате при пересечениипроводниковполучаетсяэлектрическийконтакт. Еслион не нужен,необходимоизменять линиюпроведенияодного изпроводников,либо один изпроводниковвыполнять надругой сторонеплаты. Длинапроводниковдолжна бытьминимальной.Рисунок проводниковдолжен наилучшимспособом использоватьотведеннуюдля него площадь.Для обеспечениягарантий отповрежденияпроводниковпри обработкеминимальнаяширина проводниковдолжна быть0,25 мм. При ширинепроводникаболее 3 мм могутвозникнутьтрудности,связанные спайкой. Чтобыпри пайке непоявилосьмостиков изприпоя, минимальныйзазор междупроводникамидолжен быть0,5 мм.

По первомуклассу выполняютсяплаты всехразмеров, повторому - платыразмером неболее 240х400 мм, потретьему - платыразмером неболее 170х170 мм.

При выбореразмеров печатнойплаты необходиморуководствоватьсяследующимиправилами:

1.Печатнаяплата должнабыть квадратнойили прямоугольной,а линейныеразмеры сторонкратными.

2.5 при длине100мм.

5.0 при длинедо 350 мм.

10. при длинесвыше 350 мм.

2. Толщинапечатной платыдолжна соответствоватьодному из чисел 0.8, 1, 1.5, 2 мм.

3. Ширинапроводников1 – 2 мм. , а зазор 0.4 – 1 мм.

На основеэл. принципиальнойсхемы выбранразмер 110х75 мм.

Монтажныеи переходныеметаллизированныеотверстияследует выполнятьбез зенковки,но для обеспечениянадежногосоединенияметаллизированногоотверстия спечатным проводникомвокруг негона наружныхсторонах печатнойплаты со стороныфольги делаютконтактнуюплощадку. Контактныеплощадки выполняюткруглой илипрямоугольнойформы, а контактныеплощадки,обозначающиепервый выводактивногонавесногоэлектрорадиоэлементавыполняют поформе отличнойот остальных.

Печатныепроводникидолжны выполнятьсяпрямоугольнойформы параллельносторонам платыи координатнойсетки или подуглом 45⁰к ним. Ширинапроводникадолжна бытьодинаковойпо всей длине.Расстояниемежду неизолированнымикорпусамиэлектрорадиоэлементов,между корпусамии выводами,между выводамисоседнихэлектрорадиоэлементовили между выводоми любой токопроводящейдеталью следуетвыбирать сучетом допустимойразностьюпотенциаловмежду ними ипредусматриваемоготеплоотвода,но не менее 1мм (для изолированныхдеталей неменее 0,5 мм). Расстояниемежду корпусомэлектрорадиоэлементоми краем печатнойплаты не менее1 мм, между выводом и краем печатнойплаты не менее2 мм, между проводникоми краем печатнойплаты не менее1 мм.

Наоснове рассмотренныхконструктивныхтребованийи ограниченийбыла разработанатопологияпечатной платы.

3.Выбор технологическогопроцесса.

Проанализировавэл. принципиальнуюсхему, а такжетопологию было установлено,что данный узелможно выполнитьна двухстороннейпечатной платене требующейвысокой плотностимонтажа.

В настоящеевремя дляизготовленияодностороннихи двустороннихпечатных платнаибольшеераспространениеполучили триметода: химический,электрохимический(полуаддитивный), комбинированнопозитивный.

Химическийметод широкоприменяетсяв производствене толькоодностороннихпечатных плат,но и для изготовлениявнутреннихслоев многослойныхпечатных плат,а также гибких.Основнымпреимуществомхимическогометода являетсяпростота ималая длительностьтехнологическогоцикла, что облегчаетавтоматизацию,а недостаткомотсутствиеметаллизированныхотверстий инизкое качество.

Электрохимический(полуаддитивный) метод дороже,требует большогоколичестваспециализированногооборудования,менее надежен.Необходимглавным образомдля изготовлениядвустороннихпечатных плат.

Комбинированнопозитивныйметод основанна химическоми электрохимическомметодах. Позволяетполучить проводникиповышеннойточности.Преимуществомпозитивногокомбинированногометода по сравнениюс негативнымявляется хорошаяадгезия проводника,повышеннаянадежностьмонтажных ипереходныхотверстий,высокие электроизоляционныесвойства. Последнееобъясняетсятем, что придлительнойобработке вхимическиагрессивныхрастворах(растворы химическогомеднения, электролитыи др.) диэлектрическоеоснованиезащищено фольгой.

Проанализироваввсе методы,выбран методкомбинированнопозитивныйт.к. по сравнениюс химическимон обладаетлучшим качествомизготовления,достаточнохорошимихарактеристиками,что необходимов измерительнойаппаратуреи есть возможностьреализацииметаллизированныхотверстий,

4.Выбор материаловпечатной платы.

Для изготовленияпечатной платынеобходимовыбрать следующиематериалы:материал длядиэлектрическогооснованияпечатной платы,материал дляпечатных проводникови материал длязащитногопокрытия отвоздействиявлаги. Сначалаопределяетсяматериал длядиэлектрическогооснования.

Существуетбольшое разнообразиефольгированныхмедью слоистыхпластиков. Ихможно разделитьна две группы:

-на бумажнойоснове;

-на основестеклоткани.

Эти материалыв виде жесткихлистов формируютсяиз несколькихслоев бумагиили стеклоткани,скрепленныхмежду собойсвязующимвеществом путемгорячего прессования.Связующимвеществомобычно являютсяфенольная смоладля бумаги илиэпоксиднаядля стеклоткани.В отдельныхслучаях могуттакже применятьсяполиэфирные,силиконовыесмолы или фторопласт.Слоистые пластикипокрываютсяс одной илиобеих сторонмедной фольгойстандартнойтолщины.

Характеристикиготовой печатнойплаты зависятот конкретногосочетанияисходных материалов,а также оттехнологии,включающейи механическуюобработку плат.

В зависимостиот основы ипропиточногоматериаларазличаютнесколько типовматериаловдля диэлектрическойосновы печатнойплаты.

Фенольныйгетинакс - этобумажная основа,пропитаннаяфенольнойсмолой. Гетинаксовыеплаты предназначеныдля использованияв бытовой аппаратуре,поскольку оченьдешевы.

Эпоксидныйгетинакс - этоматериал натакой же бумажнойоснове, нопропитанныйэпоксиднойсмолой.

Эпоксидныйстеклотекстолит- это материална основестеклоткани,пропитанныйэпоксиднойсмолой. В этомматериалесочетаютсявысокая механическаяпрочность ихорошие электрическиесвойства.

Как правило,слоистые пластикина фенольном,а также эпоксидномгетинаксе неиспользуютсяв платах сметаллизированнымиотверстиями.В таких платахна стенки отверстийнаноситсятонкий слоймеди. Так кактемпературныйкоэффициентрасширениямеди в 6-12 разменьше, чем уфенольногогетинакса,имеется определенныйриск образованиятрещин в металлизированномслое на стенкахотверстий притермоударе,которому подвергаетсяпечатная платав машине длягрупповойпайки.

Трещина вметаллизированномслое на стенкахотверстий резкоснижает надежностьсоединения.В случае примененияэпоксидногостеклотекстолитаотношениетемпературныхкоэффициентоврасширенияпримерно равнотрем, и рискобразованиятрещин в отверстияхдостаточномал.

Из сопоставленияхарактеристикоснованийследует, что(за исключениемстоимости )снования изэпоксидногостеклотекстолитапревосходятоснования изгетинакса.

Печатныеплаты из эпоксидногстеклотекстолитахарактеризуютсяменьшей деформацией,чем печатныеплаты из фенольногои эпоксидногогетинакса.Последние имеютстепень деформациив десять разбольше, чемстеклотекстолит.

Некоторыехарактеристикиразличных типовслоистых пластиковпредставленыв таблице.

Тип	Максимальнаярабочая температура,0C	Времяпайки при 2600С, сек	Сопротивлениеизоляции, МОм	Объемноесопротивление,МОм	Диэлектрическаяпостоянная,
Фенольныйгетинакс
Эпоксидныйгетинакс
Эпоксидныйстеклотекстолит

Сравнив этихарактеристики,делается вывод, что для изготовленияпечатной платыс хорошимихарактеристикамиследует применятьэпоксидныйстеклотекстолит.

В качествефольги, используемойдля фольгированиядиэлектрическогооснования можноиспользоватьмедную, алюминиевуюили никелевуюфольгу. Однако,алюминиеваяфольга уступаетмедной из-заплохой паяемости,а никелевая- из-за высокойстоимости.Поэтому в качествефольги выбираетсямедь.

Меднаяфольга выпускаетсяразличнойтолщины. Стандартныетолщины фольгинаиболее широкогоприменения- 17,5; 35; 50; 70; 105 мкм. Во времятравления медипо толщинетравительвоздействуеттакже на меднуюфольгу со стороныбоковых кромокпод фоторезистом,вызывая такназываемоеподтравливание.Чтобы его уменьшитьобычно применяютболее тонкуюмедную фольгутолщиной 35 и17,5 мкм. Поэтомубыла выбранамедная фольгатолщиной 35 мкм.

Исходяиз всех вышеперечисленныхсравнений дляизготовленияпечатной платыпозитивнымкомбинированнымспособом выбиранфольгированныйстеклотекстолитСФ-2-35.

Самыйраспространенныйи дешевый способзащиты гетинаксовыхи стеклотекстолитовыхпечатных плат- покрытие ихбакелитовыми,эпоксиднымии другими лакамиили эпоксиднойсмолой. Наиболеестойко к действиювлаги покрытиеиз эпоксиднойсмолы, обеспечивающеесамое высокоеповерхостноесопротивление.Несколько хужезащитные свойстваперхлорвиниловых,фенольных иэпоксидныхлаков. Плохозащищает покрытиеиз полистирола,но в отличиеот остальных,при помещенииизделия в нормальныеусловия онобыстро восстанавливаетсвои свойства.

Далееприведенынаиболеераспространенныематериалы,применяемыедля защитныхпокрытий.

Лак СБ-1с,на основефенолформальдегиднойсмолы, нанесенныйна поверхностьсохнет притемпературе60⁰ С втечение 4 ч, наносятего до пятислоев с сушкойпосле каждогослоя, получаетсяплотная эластичнаяпленка толщинойдо 140 мкм.

Лак УР-231отличаетсяповышеннойэластичностью,влагостойкостьюи температуростойкостью,поэтому можетприменятьсядля гибкихоснований. Лакприготовляютперед нанесениемв соответствиис инструкциейи наносят наповерхностьпульверизацией,погружениемили кисточкой.Наносят четыреслоя с сушкойпосле каждогослоя при температуре18-23⁰ С втечение 1,5 ч.

Для аппаратуры,работающейв тропическихусловиях, вкачестве защитногопокрытия применяютлак на основеэпоксиднойсмолы Э-4100. Передпокрытием влак добавляют3,5% отвердителя№ 1, смешиваюти разводятсмесью, состоящейиз ацетона,этилцеллозольваи ксилола довязкости 18-20 секпо вискозиметруВЗ-4. После смешиванияжидкость фильтруютчерез марлю,сложенную внесколькослоев. В полученнуюсмесь погружаютчистую высушеннуюаппаратуру.После каждогопогружениястряхиваютизлишки смесии ставят сушитьна 10 мин, такимобразом наносятшесть слоев.Это покрытиеобладает малойусадкой и плотнойструктурой.

Исходя извышеперечисленныхсравненийвыбран длязащитногопокрытия отдействия влагилак УР-231.

6.Описаниетехнологическогопроцесса изготовленияпечатной платыкомбинированнымпозитивнымспособом.

Технологическийпроцесс изготовленияпечатной платыкомбинированнымпозитивнымметодом состоитиз следующихопераций:

1. Резка заготовок

2. Пробивкабазовых отверстий

3. Подготовкаповерхностизаготовок

4. Нанесениесухого пленочногофоторезиста

5. Нанесениезащитного лака

6. Сверловкаотверстий

7. Химическоемеднение

8. Снятие защитноголака

9. Гальваническаязатяжка

10. Электролитическоемеднение инанесениезащитногопокрытия
    ПОС-61

11. Снятие фоторезиста

12. Травлениепечатной платы

13. Осветлениепечатной платы

14. Оплавлениепечатной платы

15. Механическаяобработка

Далее рассмотренакаждая операцияболее подробно.

6.1.Резка заготовок.

Фольгированныедиэлектрикивыпускаютсяразмерами1000-1200 мм, поэтомупервой операциейпрактическилюбого технологическогопроцесса являетсярезка заготовок.Для резкифольгированныхдиэлектриковиспользуютроликовыеодноножевые,многоножевыеи гильотинныепрецизионныеножницы. Наодноножевыхроликовыхножницах можнополучить заготовкиразмером от50 х 50 до 500 х 900 мм притолщине материала0,025-3 мм. Скоростьрезания плавнорегулируетсяв пределах2-13,5 м/мин. Точностьрезания ±1,0мм. Для удаленияпыли, образующейсяпри резаниизаготовки,ножницы оборудованыпылесосом. Вданном технологическомпроцессе будемприменятьодноножевыероликовыеножницы прискорости резания5 м/мин.

Из листовфольгированногодиэлектрикаодноножевымироликовыминожницаминарезаетсязаготовкитребуемыхразмеров сприпуском натехнологическоеполе по 10 мм скаждой стороны.Далее с торцовзаготовкинеобходимоснять напильникомзаусенцы воизбежаниеповреждениярук во времятехнологическогопроцесса. Качествоснятия заусенцевопределяетсявизуально.

Резка заготовокне должна вызыватьрасслаиваниядиэлектрическогооснования,образованиятрещин, сколов,а также царапинна поверхностизаготовок.

6.2. Пробивкабазовых отверстий.

Базовыеотверстиянеобходимыдля фиксацииплаты во времятехнологическогопроцесса. Сверловкаотверстийявляетсяразновидностьюмеханическойобработки. Этоодна из самыхтрудоемкихи важных операций.При выборесверлильногооборудованиянеобходимоучитыватьследующиеосновные особенности:изготовлениенесколькихтысяч отверстийв смену, необходимостьобеспеченияперпендикулярныхотверстийповерхностиплаты, обработкаплат без заусенцев.При сверленииважнейшимихарактеристикамиоперации являются:конструкциясверлильногостанка, геометриясверла, скоростьрезания и скоростьосевой подачи.Для правильнойфиксации сверлаиспользуютсяспециальныевысокоточныекондукторы.Кроме того,необходимообеспечитьмоментальноеудаление стружкииз зоны сверления.Как известностеклотекстолитявляетсявысокоабразивнымматериалом,поэтому необходимоприменятьтвердосплавныесверла. Применениесверл из твердогосплава позволяетзначительноповыситьпроизводительностьтруда при сверлениии улучшитьчистоту обработкиотверстий. Вбольшинствеслучаев заготовкисверлят в пакете,высота пакетадо 6 мм.

В данномтехнологическомпроцессе заготовкисверлят в пакетена сверлильномстанке С-106. Скоростьвращения сверлапри этом должнабыть в пределах15 000-20 000 об/мин, а осеваяскорость подачисверла - 5-10 мм/минЗаготовкисобираютсяв кондукторе,закрепляютсяи на сверлильномстанке просверливаютсябазовые отверстия.

6.3.Подготовкаповерхностизаготовок.

От состоянияповерхностифольги и диэлектрикаво многомопределяетсяадгезия наносимыхвпоследствиипокрытий. Качествоподготовкиповерхностиимеет важноезначение какпри нанесениифоторезиста,так и при осажденииметалла.

Широкоиспользуютхимическиеи механическиеспособы подготовкиповерхностиили их сочетание.Консервирующиепокрытия легкоснимаютсяорганическимрастворителем,с последующейпромывкой вводе и сушкой.Окисные пленки,пылевые иорганическиезагрязненияудаляютсяпоследовательнойпромывкой ворганическихрастворителях(ксилоле, бензоле,хладоне) и водныхрастворахфосфатов, соды,едкого натра.

Удалениеоксидного слоятолщиной неменее 0,5 мкмпроизводятмеханическойочисткойкрацевальнымищетками илиабразивнымивалками. Недостатокэтого способа- быстрое зажириваниеочищающихвалков, а затем,и очищающейповерхности.Часто для удаленияоксидной пленкиприменяютгидроабразивнуюобработку.Высокое качествозачистки получаютпри обработкераспыленнойабразивнойпульпой. Гидроабразивнаяобработкаудаляет с фольгизаусенцы,образующиесяпосле сверления,и очищает внутренниемедные торцыконтактныхплощадок вотверстияхмногостороннихпечатных платот эпоксиднойсмолы.

Высокоекачество очисткиполучают присочетаниигидроабразивнойобработки сиспользованиемводной суспензиии крацевания.На этом принципеработают установкидля зачисткибоковых поверхностейзаготовок иотверстийпечатных платнейлоновымищетками и пемзовойсуспензией.

Обработкаповерхностипроизводитсявращающимисялатуннымищетками в струетехнологическогораствора. Установкаможет обрабатыватьзаготовкимаксимальнымразмером 500х500мм при их толщине0,1-3,0 мм, частотавращения щеток1200 об/мин, усилиеподжатия платк щеткам 147 Н.

Химическоеудаление оксиднойпленки (декапирование)наиболее эффективноосуществляетсяв 10 %-ном растворесоляной кислоты.

К качествуочистки фольгированнойповерхностипредъявляютвысокие требования,так как от этогово многом зависятадгезия фоторезистаи качестворисунка схемы.

В данномтехнологическомпроцессе подготовкаповерхностизаготовокпроизводитсядекапированиемзаготовок в5% соляной кислотыи обезжириваниемвенской известью.Для этого необходимопоместитьзаготовки на15 сек в 5%-ный растворсоляной кислотыпри температуре18⁰-25⁰С, затем промытьзаготовки втечение 2-3 минв холоднойпроточной водепри температуре18⁰-25⁰С, далее зачиститьзаготовкивенской известьюв течение 2-3 мин,снова промытьзаготовки вхолодной проточнойводе при температуре18⁰-25⁰С в течение 2-3мин, затемдекапироватьзаготовки в5%-ном растворесоляной кислотыв течение 1-3 секпри температуре18⁰-25⁰С, опять промытьзаготовки вхолодной проточнойводе в течение1-2 мин при температуре20±2⁰C, промыть заготовкив дистиллированнойводе при температуре 20±2⁰C в течение 1-2 мин,и затем сушитьзаготовкисжатым воздухомпри температуре18⁰-25⁰С до полногоих высыхания.После всех этихопераций необходимопроконтролироватькачество зачисткиповерхностифольги. Контрольрабочий.

6.4. Нанесениесухого пленочногофоторезиста.

От фоторезистаочень частотребуетсявысокое разрешение,а это достигаетсятолько на однородных,без проколовпленках фоторезистов,имеющих хорошеесцепление сфольгой. Вотпочему предъявляютсятакие высокиетребованияк предыдущимоперациям.Необходимосвести до минимумасодержаниевлаги на платеили фоторезисте,так как онаможет статьпричиной проколовили плохойадгезии. Всеоперации сфоторезистомнужно проводитьв помещениипри относительнойвлажности неболее 50 %. Дляудаления влагис поверхностиплаты применяютсушку в термошкафах.

В зависимостиот применяемогофоторезистасуществуютнесколькометодов нанесенияфоторезистана поверхностьфольгированногодиэлектрика.Жидкий фоторезистнаноситсяметодом окунания,полива, разбрызгиванием,электростатическимраспылениемс последующейсушкой притемпературе40⁰ С вцентрифугедо полноговысыхания.Такая сушкаобеспечиваетравномерностьтолщины слоя.Сухие пленочныефоторезистынаносятсяламинированием.

При применениижидкого фоторезистанеобходимообеспечиватьвысокую равномерностьнаносимогослоя по заготовкеи исключатьпотерю фоторезиста.Известны установкинанесенияжидкого фоторезиставалковым способомс последующейсушкой теплонагревателями.Этот способобеспечиваетравномернуютолщину фоторезистана заготовкахс предварительнопросверленнымиотверстиями.

Болеепроизводительнойявляется заготовкананесенияжидкого фоторезистаспособом медленноговытягиваниязаготовки сзаданной скоростьюиз объемафоторезиста.При этом обеспечиваетсятолщина наносимогослоя фоторезистав 3-4 мкм. Такаяустановка можетобрабатыватьзаготовкиразмерами от70х80 мм до 500х500 мм,при объемеванны 0,35 м³,скорости вытягиваниязаготовки0,143-0,430 м/мин, температуресушки 35-120⁰С, времени сушки20 мин и производительности75 шт/ч.

Для повышениязащитных свойствжидкого фоторезистапосле экспонированияи проявленияпроводят еготермическоедубление. Дляэтой цели используютшкафы с электрокалорифером.При температуренагрева камерыдо 150 ⁰С цикл дублениядлится 4-4,5 ч. Болееэффективнымявляется применениеустановокдубления фоторезистав расплавесолей.

Для экспонированиярисунка схемырекомендуютсяустановки сравномернымсветовым потокомпо всей площадисветокопирования,невысокойрабочей температуройламп для предотвращенияперегревафотошаблона.

Возрастающиетребованияк точности икачеству схем,необходимостьавтоматизациипроцессов ирост объемоввыпуска платпривели к заменежидких фоторезистовсухим пленочнымфоторезистом(СПФ). Широкоевнедрениесухопленочныхфоторезистовпривело к тому,что все ведущиепредприятия-изготовителипечатных платв настоящеевремя располагаютвсем необходимымтехнологическими контрольнымоборудованиемдля их применения.

СПФ состоитиз слоя полимерногофоторезиста,помещенногомежду двумязащитнымипленками. Дляобеспечениявозможностинанесениясухопленочныхфоторезистовна автоматическомоборудованиипленки поставляютсяв рулонах. Наповерхностьзаготовки СПФнаносится вустановкахламинирования.Адгезия СПФк металлическойповерхностизаготовокобеспечиваетсяразогревомпленки фоторезистана плите доразмягченияс последующимприжатием припротягиваниизаготовки междувалками. Установкаснабжена термопаройи приборомконтроля температурынагрева пленкифоторезиста.На установке можно наноситьСПФ на заготовкишириной до 600мм со скоростьюих прохождениямежду валками1,0-3,0 м/мин. Фоторезистнагреваетсядо температуры110-120⁰ С.В процессенанесения однузащитную пленкус фоторезистаудаляют, в товремя как другаяостается изащищает фоторезистс наружнойстороны.

В данномтехнологическомпроцессе применяетсясухой пленочныйфоторезистСПФ-2, наносимыйна ламинатореКП 63.46.4.

В данномслучае рисуноксхемы получаютметодом фотопечати.Для этого переднанесениемфоторезистазаготовкунеобходимовыдержать всушильном шкафупри температуре75±5⁰С в течение 1часа, затемпоследовательнона необходимуюсторону заготовкинанести фоторезист,обрезать ножницамиизлишки покраям платы,освободитьбазовые отверстияот фоторезиста,выдержатьзаготовки принеактиничномосвещении втечение 30 минпри температуресобрать пакетиз фотошаблонаи платы, экспонироватьзаготовки вустановкеэкспонированияКП 6341, снова выдержатьзаготовки принеактиничномосвещении втечение 30 минпри температуре18±2⁰С, проявитьзаготовку вустановкепроявленияАРС-2.950.000, затемпромыть платыв мыльном растворе,промыть заготовкив холоднойпроточной водев течение 1-2 минпри температуре20±2⁰ С,декапироватьзаготовки в20%-ном растворесерной кислотыв течение 1 минпри температуре20±2⁰ С,снова промытьзаготовки вхолодной проточнойводе в течение1-2 мин при температуре20±2⁰ С,сушить заготовкисжатым воздухом.После этогоследует проконтролироватьпроявленныйрисунок. Послеэкспонированиязаготовки,перед проявлением,необходимоудалить пленку,защищающуюфоторезист.

6.5. Нанесениезащитного лака.

Лак наноситсядля того, чтобызащитить поверхностьплаты от процессахимическогомеднения. Лакобычно наноситсяокунанием вванну с лаком,поливом платыс наклоном в10-15⁰ илираспылениемиз пульверизатора.Затем платасушится в сушильномшкафу при температуре60-150⁰ С втечение 2-3 ч.Температурасушки задаетсяпредельнодопустимойтемпературойдля навесныхэлектрорадиоэлементов,установленныхна печатнуюплату.

Лак длязащитногопокрытия долженобладать следующимисвойстами:высокой влагостойкостью,хорошимидиэлектрическимипараметрами(малыми диэлектрическойпроницаемостьюи тангенсомугла диэлектрическихпотерь), температуростойкостью,химическойинертностьюи механическойпрочностью.

При выборелака для защитногопокрытия следуеттакже учитыватьсвойства материалов,использованныхдля изготовленияоснованияпечатной платыи для приклеиванияпроводников,чтобы приполимеризациипокрытия непроизошлоизменениясвойств этихматериалов.

Существуютразличные лакидля защитногопокрытия, такиекак лак СБ-1сна основефенолформальдегиднойсмолы, лак Э-4100на основе эпоксиднойсмолы, лак УР-231и другие.

В данномтехнологическомпроцессе вкачестве защитногопокрытия применяетсялак СБ-1с. Длянанесения лакана поверхностьзаготовкинеобходимоокунуть заготовкив кювету с лакомна 2-3 сек, температуралака должнабыть в пределах18-25⁰ С, азатем следуетсушить заготовкив термошкафеКП 4506 в течение1,5 часов притемпературе120⁰ С.

6.6.Сверлениеотверстий.

Наиболеетрудоемкийи сложный процессв механическойобработкепечатных плат- получениеотверстий подметаллизацию.Их выполняютглавным образомсверлением,так как сделатьотверстияштамповкой в применяемыхдля производстваплат стеклопластиках трудно. Длясверлениястеклопластиковиспользуюттвердосплавныйинструмент специальнойконструкции.Применениеинструментаиз твердогосплава позволяет значительно повысить производительность труда при сверлении изенковании и улучшить чистоту обработки отверстий. Чаще всегосверла изготавливают из твердоуглеродистыхсталей маркиУ-10, У-18, У-7. В основномиспользуют две формы сверла: сложнопрофильные и цилиндрические. Так как стеклотекстолит является высокоабразивным материалом, то стойкость сверл невелика.Так, например,стойкостьтонких сверл- около 10 000 сверлений.

При выборесверлильногооборудованиянеобходимоучитывать такиеособенности,как изготовлениенесколькихмиллионовотверстий всмену, диаметротверстий 0,4мм и меньше,точность расположенияотверстий 0,05мм и выше,необходимость обеспеченияабсолютногладких иперпендикулярныхотверстийповерхностиплаты, обработкаплат без заусенцеви так далее.Точность икачествосверления зависитот конструкциистанка и сверла. 

В настоящеевремя используютнесколько типовстанков длясверленияпечатных плат.В основном этомногошпиндельныевысокооборотныестанки спрограммным управлением,на которыхпомимо сверленийотверстий впечатныхплатах одновременнопроизводитсяи зенкованиеили сверлениеотверстий впакете без зенкования. 

Широкоприменяетсятакже одношпиндельныйполуавтомат,который можетработать какс проектором,так и со щупом.На станке можнообрабатыватьзаготовкиплат максимальнымразмером 520х420мм при толщинепакета 12 мм. Частотавращения шпинделя15 000-30 000 об/мин (изменяетсяступенчато).Максимальныйдиаметр сверления2,5 мм. 

Болеепроизводительнымявляетсячетырехшпиндельныйстанок спрограммным управлением,на которомможно одновременнообрабатыватьодну, две иличетыре (в зависимостиот размера)печатных платпо заданнойпрограмме.Станок обеспечиваетчастоту вращенияшпинделя 10 000-40000 об/мин, максимальную подачушпинделя 1000 об/мин,толщину платыили пакета0,1-3,0 мм, диаметр сверления0,5-2,5 мм. Регулировкачастоты вращенияшпинделябесступенчатая. 

Разработанспециальныйполуавтоматическийстанок с программнымуправлением, предназначенныйдля сверленияи двустороннегозенкованияотверстий вМПП. Станокимеет позиционнуюсистему программногоуправленияс релейнымблоком и контактнымсчитыванием.Полуавтоматимеет два шпинделя- сверлильныйи зенковальный.Частота вращенияпервого бесступенчатоможет изменятьсяв пределах0-33 000 об/мин, второйшпиндель имеетпостояннуючастоту вращения 11040 об/мин. На станкевозможно вестиобработку платразмером 350х220мм, толщиной0,2-4,5 мм. Максимальныйдиаметр сверления2,5 мм, зенкования- 3,0 мм. Скоростьподачи шпинделей:сверлильного- 1960 мм/мин, зенковального- 1400 мм/мин. 

Совершенствованиесверлильногооборудованиядля печатныхплат ведетсяв следующихнаправлениях:увеличениячисла шпинделей;повышенияскорости их подачии частоты вращения;упрощенияметодов фиксацииплат на столеи их совмещение;автоматизациисмены сверла;уменьшенияшага перемещения; увеличениескорости привода;создание систем,предотвращающихсверление отверстийпо незапрограммированнойкоординатес повторнымсверлениемпо прежнейкоординате;перехода нанепосредственноеуправлениестанка от ЭВМ.   

Сверлениене исключаетвозможностиполученияотверстий иштамповкой,если это допускаетсяусловиямикачества илиопределяетсяформой отверстий.Так, штамповкойцелесообразноизготавливатьотверстия водностороннихплатах не требующихвысокого качествапод выводыэлементов ив слоях МПП,изготавливаемыхметодом открытыхконтактных площадок,где перфорационныеокна имеютпрямоугольнуюформу. 

В данномтехнологическомпроцессе сверлениеотверстий производитсяна одношпиндельномсверлильномстанке КД-10.Необходимообеспечиватьследующие режимысверления: 20000-25 000 об/мин, скоростьосевой подачишпинделя2-10 мм/мин. 

Передсверлениемотверстийнеобходимоподготовитьзаготовкии оборудованиек работе. Дляэтого нужнопромыть заготовкив раствореочистителя втечение 1-2 минпри температуре22±2⁰С, промыть заготовкив холодной проточнойводе в течение1-2 мин при температуре20±2⁰С, промыть заготовкив 10% раствореаммиака в течение1-2 мин при температуре20±2⁰С, снова промытьзаготовки вхолодной проточнойводе в течение2-3 мин при температуре 18±2⁰С, подготовитьстанок КД-10 кработе согласноинструкциипо эксплуатации,затем обезжиритьсверло в спирто-бензиновойсмеси, собратьпакет из трехплат и фотошаблона,далее сверлитьотверстиясогласночертежу. Послесверлениянеобходимоудалить стружкуи пыль с платыи продутьотверстия сжатымвоздухом. Послеэтого следуетпроверитьколичествоотверстий иих диаметры,проверитькачество сверления.При сверлениине должнообразовыватьсясколов, трещин.Стружку и пыльследует удалятьсжатым воздухом.

6.7. Химическоемеднение.

Химическоемеднение являетсяпервым этапомметаллизацииотверстий. Приэтом возможнополучениеплавного переходаот диэлектрическогооснования кметаллическомупокрытию, имеющихразные коэффициентытепловогорасширения.Процесс химическогомеднения основанна восстановленииионов двухвалентноймеди из еекомплексныхсолей. Толщинаслоя химическиосажденноймеди 0,2-0,3 мкм.Химическоемеднение можнопроводитьтолько послеспециальнойподготовки- каталитическойактивации,которая можетпроводитьсяодноступенчатыми двухступенчатымспособом.

При двухступенчатойактивациипечатную платусначала обезжиривают,затем декапируютторцы контактныхплощадок. Далееследует первыйшаг активации- сенсибилизация,для чего платыопускают на2-3 мин в соляно-кислыйраствор дихлоридаолова. Второйшаг активации- палладирование,для чего платыпомещают на2-3 мин в соляно-кислыйраствор дихлоридапалладия.Адсорбированныеатомы палладияявляютсявысокоактивнымкатализаторомдля любой химическойреакции.

При одноступенчатойактивациипредварительнаяобработка(обезжириваниеи декапирование)остается такойже, а активацияпроисходитв коллоидномрастворе, которыйсодержитконцентрированнуюсерную кислотуи катионы палладияпри комнатнойтемпературе.

В данномслучае процессхимическогомеднения состоитиз следующихопераций: обезжиритьплаты в растворетринатрийфосфата икальцинированнойсоли в течение5-10 мин при температуре50-60⁰ С;промыть платыгорячей проточнойводой в течение1-2 мин при температуре50-60⁰ С;промыть платыхолодной проточнойводой в течение1-2 мин при температуре20±2⁰С; декапироватьторцы контактныхплощадок в10%-ном растворесоляной кислотыв течение 3-5 секпри температуре18-25⁰ С;промыть платыхолодной проточнойводой в течение1-2 мин при температуре18-25⁰ С;промыть платыв дистиллированнойводе в течение1-2 мин при температуре18-25⁰ С;активироватьв растворехлористогопалладия, солянойкислоты, двухлористогоолова и дистиллированнойводы в течение10 мин при температуре18-25⁰ С;промыть платыв дистиллированнойводе в течение1-2 мин при температуре20±2⁰С; промыть платыв холоднойпроточной водев течение 1-2 минпри температуре20±2⁰С; обработатьплаты в раствореускорителяв течение 5 минпри температуре20±2⁰С; промыть платыв холоднойпроточной водев течение 1-2 минпри температуре20±2⁰С; произвестиоперациюэлектрополировкис целью снятияметаллическогопалладия споверхностиплаты в течение2 мин при температуре20±2⁰С; промыть платыгорячей проточнойводой в течение2-3 мин при температуре50±2⁰С; протеретьповерхностьплаты бязевымраствором втечение 2-3 мин;промыть платыхолодной проточнойводой в течение1-2 мин при температуре20±2⁰С; произвестивизуальныйконтрольэлектрополировки(плата должнаиметь блестящийили матовыйвид, при появлениина плате темныхпятен, которыене удаляютсяво время промывки,необходимоувеличить времяэлектрополировкидо 6 мин); произвестиоперацию химическогомеднения втечение 10 минпри температуре20±2⁰С; промыть платыв холоднойпроточной водев течение 1-2 минпри температуре20±2⁰С; визуальноконтролироватьпокрытие вотверстиях.

6.8.Снятие защитноголака.

Передгальваническиммеднениемнеобходимоснять слойзащитного лакас поверхностиплаты. В зависимостиот применяемоголака существуютразличныерастворители.Некоторые лакивозможно снятьацетоном.

В данномтехнологическомпроцессе защитныйлак снимаетсяв растворителе386. Для этого платынеобходимозамочить на2 часа в растворителе386, а затем снятьслой лака беличьейкистью, послеэтого промытьплаты в холоднойпроточной водев течение 2-3 минпри температуре20±2⁰С, контролироватькачество снятиязащитного лака(на поверхностилака не должныоставатьсяместа, покрытыепленками лака).

6.9.Гальваническаязатяжка.

Слой химическиосажденноймеди обычноимеет небольшуютолщину (0,2-0,3 мкм),рыхлую структуру,легко окисляетсяна воздухе,непригодендля токопрохождения,поэтому егозащищаютгальваническимнаращиванием(“затяжкой”)1-2 мкм гальваническоймеди.

Для этогонеобходимодекапироватьплаты в 5%-номрастворе солянойкислоты в течение1-3 сек при температуре18-25⁰ С,промыть платыв холоднойпроточной водев течение 2-3 минпри температуре18-25⁰ С,зачистить платывенской известьюв течение 2-3 минпри температуре18-25⁰ С,промыть платыв холоднойпроточной водев течение 2-3 минпри температуре18-25⁰ С,снова декапироватьзаготовки в5%-ном растворесоляной кислотыв течение 1-3 секпри температуре18-25⁰ С,промыть платыв холоднойпроточной водев течение 1-2 минпри температуре20±2⁰С, промыть платыв дистиллированнойводе в течение1-2 мин при температурепроизвестигальваническуюзатяжку в течение10-15 мин при температуре20±2⁰С, промыть платыхолодной проточнойводой в течение1-2 мин при температуре18-25⁰ С,сушить платысжатым воздухомпри температуре18-25⁰ С дополного ихвысыхания,контролироватькачествогальваническойзатяжки (отверстияне должны иметьнепокрытий,осадок долженбыть плотный,розовый,мелкокристаллический).

6.10. Электролитическоемеднение инанесениезащитногопокрытия ПОС-61.

Послегальваническойзатяжки слойосажденноймеди имееттолщину 1-2 мкм.Электролитическоемеднение доводиттолщину в отверстияхдо 25 мкм, на проводниках- до 40-50 мкм.

Электролитическоемеднение включаетв себя следующиеоперации: ретушьпод микроскопомкраской НЦ-25беличьей кистью№ 1; декапированиеплат в 5%-номрастворе солянойкислоты в течение1-3 сек при температуре20±2⁰С; промывкаплат холоднойпроточной водойв течение 1-2 минпри температуре20±2⁰С; зачисткаплат венскойизвестью втечение 2-3 минпри температуре18-25⁰ С;промывка платхолодной проточнойводой в течение1-2мин при температуре18-25⁰ С;декапированиеплат в 5%-номрастворе солянойкислоты в течение1мин при температуре18-25⁰ С;промыть платыхолодной проточнойводой в течение1-2 мин при температуре18-25⁰ С;произвестигальваническоемеднение враствореборфтористоводороднойкислоты, борнойкислоты,борфтористоводородноймеди и дистиллированнойводы в течение80-90 мин при температуре20±2⁰С; промыть платыхолодной проточнойводой в течение1-2 мин при температуре20±2⁰С; произвестивизуальныйконтроль покрытия(покрытие должнобыть сплошнымбез подгара,не допускаютсямеханическиеповреждения,отслоения ивздутия).

Чтобы притравлениипроводникии контактныеплощадки нестравливалисьих необходимопокрыть защитнымметаллическимпокрытием.Существуетразличныеметаллическиепокрытия (восновном сплавы),применяемыедля защитногопокрытия. Вданном технологическомпроцессе применяетсясплав олово-свинец.Сплав олово-свинецстоек к воздействиютравильныхрастворов наоснове персульфатааммония, хромовогоангидрида идругих, норазрушаетсяв растворехлорного железа,поэтому в качестветравителяраствор хлорногожелеза применятьнельзя.

Для нанесениязащитногопокрытия необходимопромыть платыдистиллированнойводой в течение1-2 мин при температуре18-25⁰ С,затем произвестигальваническоепокрытие сплавомолово-свинецв раствореборфтористоводороднойкислоты, борнойкислоты, мездровогоклея, нафтохинондисульфоновойкислоты, 25%-ногоаммиака, металлическогосвинца, металлическогоолова, гидрохинонаи дистиллированнойводы в течение12-15 мин при температуре20±2⁰С, промыть платыв горячей проточнойводе в течение1-2 мин при температуре50±5⁰С, промыть платыв холоднойводопроводнойводе в течение1-2 мин при температуре20±2⁰С, сушить платысжатым воздухомв течение 2-3 минпри температуре20±2⁰С, удалить ретушьацетоном с поляплаты, контролироватькачество покрытия(покрытие должнобыть сплошнымбез подгара,не допускаютсямеханическиеповреждения,отслоения ивздутия).

6.11. Снятие фоторезиста.

Передоперациейтравленияфоторезистс поверхностиплаты необходимоснять. При большомобъеме выпускаплат это следуетделать в установкахснятия фоторезиста(например,АРС-2.950.000). При небольшомколичествеплат фоторезистцелесообразнейснимать вметаллическойкювете щетиннойкистью в растворехлористогометилена.

В данномтехнологическомпроцессе фоторезистснимаетсятьв установкеснятия фоторезистаАРС-2.950.000 в течение5-10 мин при температуре18-25⁰ С,после этогонеобходимопромыть платыв холоднойпроточной водев течение 2-5 минпри температуре18-25⁰ С.

6.12.Травлениепечатной платы.

Травлениепредназначенодля удалениянезащищенныхучастков фольгис поверхностиплаты с цельюформированиярисунка схемы.

Существуетнесколько видовтравления:травлениепогружением,травление сбарботажем, травлениеразбрызгиванием,травлениераспылением.Травление сбарботажемзаключаетсяв создании вобъеме травильногораствора большогоколичествапузырьковвоздуха, которыеприводят кперемешиваниютравильногораствора вовсем объеме,что способствуетувеличениюскорости травления.

Существуеттакже нескольковидов растворовдля травления:раствор хлорногожелеза, растворперсульфатааммония, растворхромовогоангидрида идругие. Чащевсего применяютраствор хлорногожелеза.

Скоростьтравлениябольше всегозависит отконцентрациираствора. Присильно- ислабоконцентрированномрастворе травлениепроисходитмедленно. Наилучшиерезультатытравленияполучаютсяпри плотностираствора 1,3 г/см³.Процесс травлениязависит такжеи от температурытравления. Притемпературевыше 25⁰С процесс ускоряется,но портитсязащитная пленка.При комнатнойтемпературемедная фольгарастворяетсяза 30 сек до 1 мкм.

В данномтехнологическомпроцессе вкачестве защитногопокрытия использовансплав олово-свинец,который разрушаетсяв растворехлорного железа.Поэтому в качестветравильногораствора применяетсяраствор наоснове персульфатааммония.

В данномслучае применяетсятравление сбарботажем.Для этого необходимовысушить платуна воздухе втечение 5-10 минпри температуре18-25⁰ С,при необходимостипроизвестиретушь рисункабелой краскойНЦ-25, травитьплаты в раствореперсульфатааммония в течение5-10 мин при температурене более 50⁰С, промыть платыв 5%-ном раствореводного аммиака,промыть платыв горячей проточнойводе в течение3-5 мин при температуре50-60⁰ С,промыть платыв холоднойпроточной водев течение 2-5 минпри температуре18-25⁰ С,сушить платына воздухе втечение 5-10 минпри температуре18-25⁰ С,контролироватькачество травления(фольга должнабыть вытравленав местах, гденет рисунка.Оставшуюсяоколо проводниковмедь подрезатьскальпелем.На проводникахне должно бытьпротравов).

6.13.Осветлениепечатной платы.

Осветлениепокрытия олово-свинецпроводитсяв растворедвухлористогоолова, солянойкислоты итиомочевины.Для этого необходимопогрузить платуна 2-3 мин в растворосветленияпри температуре60-70⁰ С,промыть платыгорячей проточнойводой в течение2-3 мин при температуре55±5⁰С, промыть платыхолодной проточнойводой в течение1-2 мин при температуре18±5⁰С, промыть платыдистиллированнойводой в течение1-2 мин при температуре18±5⁰С.

6.14.Оплавлениепечатной платы.

Оплавлениепечатной платыпроизводитсяс целью покрытияпроводникови металлизированныхотверстийоловянно-свинцовымприпоем. Наиболеечасто применяютконвейернуюустановкуинфракрасногооплавленияПР-3796.

Для оплавленияпечатных платнеобходимовысушить платыв сушильномшкафу КП-4506 втечение 1 часапри температуре80±5⁰С, затем флюсоватьплаты флюсомВФ-130 в течение1-2 мин при температуре20±5⁰С, выдержатьплаты передоплавлениемв сушильномшкафу в вертикальномположении втечение 15-20 минпри температуре80±5⁰С, подготовитьустановкуоплавленияПР-3796 согласноинструкциипо эксплуатации,загрузить платына конвейерустановки,оплавить платув течение 20минпри температуре50±10⁰С, промыть платыот остатковфлюса горячепроточной водойв течение 1-2 минпри температуре50±10⁰С, промыть платухолодной проточнойводой в течение1-2 мин при температуре20±5⁰С, промыть платудистиллированнойводой в течение1-2 мин при температуре20±5⁰С, сушить платыв течение 45 минпри температуре85±5⁰С в сушильномшкафу КП-4506,контролироватькачество оплавленияна поверхностипроводникови в металлизированныхотверстияхвизуально.

Проводникидолжны иметьблестящуюгладкую поверхность.Допускаетсяна поверхностипроводниковналичие следовкристаллизацииприпоя и частичнонепокрытыеторцы проводников.

Не допускаетсяотслаиваниепроводниковот диэлектрическойосновы и заполнениеприпоем отверстийдиаметромбольшим 0,8 мм.Не допускаетсяналичие белогоналета от плохоотмытого флюсана проводникахи в отверстияхпечатной платы.

6.15.Механическаяобработка.

Механическаяобработканеобходимадля обрезкипечатных платпо размерам (отрезкатехнологическогополя) и снятияфаски. Существуетнесколькоспособов механическойобработкипечатных платпо контуру. 

Бесстружечнаяобработкапечатных платпо контуруотличаетсянизкими затратами прииспользованииспециальныхинструментов.При этом исключаетсянагрев обрабатываемогоматериала.Обработкаосуществляетсядисковыминожницами.Линия резадолжна бытьнаправленатак, чтобы невозникло расслоенияматериала. Внешнийконтур одностороннихпечатных платпри большихсериях формируетсяна скоростныхпрессах соспециальнымрежущиминструментом. Многосторонниепечатные платыбесстружечнымметодом необрабатываются,так как великавозможностьрасслоения. 

Механическаяобработкапечатных платпо контуру соснятиемстружки осуществляетсяна специальныхдисковых пилах,а также на станкахдля снятия фаски.Эти станкиснабженыинструментамиили фрезамииз твердыхсплавов или алмазнымиинструментами.Скорость резаниятаких станков500-2 000 мм/мин. эти станкиимеют следующиеособенности:высокую скоростьрезания,применение твердосплавныхили алмазныхинструментов,резка идет собязательным равномернымохлаждениеминструмента,обеспечениенезначительныхдопусков, простаяи быстрая заменаинструмента.

Широкоиспользуютширокоуниверсальныйфрезерныйстанок повышенной точноститипа 675П. На станкевыполняютфрезерныеработыцилиндрическими, дисковыми,фасонными,торцовыми,концевыми,шпоночнымии другими фрезами.

В данномтехнологическомпроцессе обрезкаплаты производитсяс помощью дисковыхножниц, а снятиефасок - на станкедля снятияфасок типаГФ-646. Для этогонеобходимообрезать платына дисковыхножницах, снять фаскина станке дляснятия фасокГФ-646, промыть платыв горячей водес применениемстирально-моющегосредства "Лотос"в течение 2-3мин при температуре55+/-5 С, затем промытьплаты в дистиллированнойводе в течение1-2 мин при температуре20+/-2 С, сушить платы всушильном шкафуКП 4506. После этогоследует визуальнопроконтролировать печатныеплаты на отслаиваниепроводников.  

7.Расчет надежности.

Расчет надежностидает приблизительнуюоценку временив течении которогоустройствобудет работатьбез сбоев, т.е. время до первогоотказа иливыхода егоиз строя.

Надежность- это способностьустройствавыполнять всезаданныефункции вопределенныхусловиях эксплуатациипри сохранениизначений основныхпараметровв течение заданноговремени.

Интенсивностьотказов элементов.

Наименованиеэлементов	Число элементов шт.	Интенсивность отказов10^-6	Общаяинтенсивность отказов10^-6
Резисторы
Транзисторы
Диоды
Конденсаторынеэлектрол.
Микросхемы
Разъемы
Пайки
Итого:

1. Вероятностьбезотказнойработы – этовероятностьтого, что в пределахзаданной наработки,т.е. заданногоинтервалавремени, отказобъекта невозникнет.

где: t– время испытания.(ч.)

λ– интенсивностьотказов. (1/ч.)

2.Средней наработкойдо отказа, т.е.время втечениикоторого непроизойдетни одного отказа.Величина обратнаяинтенсивностиотказа.

Если учесть,что один годсоставляет8760 часов, то получаем,что данный генераторимпульсовпроработаетдо первогоотказа 12 лет.

5.Расчетнаячасть.

Рассчитываютсяразмеры элементовпечатногомонтажа дляплаты размером

110х75 и классаточности 2.

элемент	диаметрвывода мм.	Расстояниемежду выводами
МикросхемыК155
резисторыМЛТ
конденсаторы
транзисторы
диоды

1. Определениезначения диаметрамонтажногоотверстия:

d=dЭ+r+|ΔdH.O|=

где: dЭ-максимальноезначение диаметравывода навесногоэлемента.

r-разность междуминимальнымзначениемдиаметра отверстия и максимальногозначения диаметравывода устанавливаемогоэлемента (велеченуrрекомендуетсявыбирать взависимостиот допусковна диаметрывыводов установленныхэлементов).Выбираетсяв пределах0.1-0.4 мм.

ΔdM.O-нижнее предельноеотклонениеноминальногозначения диаметраотвестия.

Предпочтительныеразмеры монтажныхотверстийвыбирают изряда

0.7; 0.9; 1.1; 1.3; 1.6 мм.Следовательновыбираетсяразмер 0.9 мм.

2. Определениезначения шириныпроводника:

t=tМ.Д+|ΔtН.О|=

где: tМ.Д-минимальнодопустимаяширина проводника.

ΔtH.O-нижнее предельноеотклонениеширины проводника.

Номинальныезначения основныхпараметроврисунка печатнойплаты в узкомместе для каждогокласса точностиприведены втаблице (1) длясвободногоместа значенияэтих параметровдолжны бытьв два раза больше,следовательноt=

3. Определениезначения расстояниямежду соседнимиэлементамипроводящегорисунка :

S=SМ.Д+ΔtВ.О=

где: SМ.Д-минимальноедопустимоерасстояниемежду соседнимиэлементамипроводящегорисунка.

ΔtB.O-верхнее предельноеотклонениеширины проводника.

Для свободногоместа S=

4. Определениеразмера отверстияподвергающегосяметаллизациидля:

dM=dЭ+(0.14….0.3)=Выбираем

Диаметрсверленияотверстия подметаллизацию:

dCB=dM+(0.1….0.15)=

Пределотклонениядиаметровмонтажных ипереходныхотверстий мм.(1)

Размер отв мм.	Наличие металлизации.	Класс точности.
		1	2	3	4
≥1.0	нет
	есть
	нет
	есть

Предельноеотклонениеширины проводникаот номинальногозначения. (2)

Наличиепокрытия	Класс точности.
	1	2	3	4
Без покрытия
С покрытием.

Диаметральноезначение позиционногодопуска расположенияцентров отверстийотносительнономинальногоположения мм.δd.(3).

Размер большойстороны платы.	Класс точности.
	1	2	3	4
L≤180
180
L>360

Диаметральноезначение позиционногодопуска расположенияконтактныхплощадок относительнономинальногозначения мм.δp.(4)

Вид платы.	Размер большойстороны.	Класс точности.
		1	2	3	4
ОПП ДПП	L≤180 180 L>360
МПП

Номинальныезначения размеровосновных параметровэлементовконструкциипечатной платыдля узкогоместа мм.(5).

Условныеобозначения	Класс точности.
	1	2	3	4
t S bH bB J

j-отношениедиаметраметаллизированногоотверстия ктолщине платы.

Диаметрымонтажных ипереходныхотверстий (6).

Номинальныйдиаметр.		Максимальныйдиаметр выводанавесногоэлемента.
Монтажныенеметаллизированныеотверстия.	Монтажныеи переходныеметаллизированныеотверстияс учетом металлизации.

8.Техника безопасности.

К работе соборудованиемдопускаютсялица, достигшиевосемнадцатилетнеговозраста, ипрошедшиеинструктажпо техникебезопасностина данномоборудованиена рабочемместе.

Все технологическиеоперации необходимовыполнять всоответствиис инструкциями.

Операциирезка, сверление,механическаяобработканеобходимовыполнять взащитных очках,халате х/б ТУ17.543-70 и перчатках.

Операциисвязанные схимическимираствораминеобходимовыполнять вхалате кислостойкомГОСТ 12.4.015-76, перчаткахрезиновых,перчаткаххирургическихГОСТ 12.4.029-76, фартукепрорезиненном.

В случаепопаданияраствора накожу пораженноеместо срочнопромыть.

Помещениядолжны бытьоборудованывытяжнымиустройствами.

Списокиспользованнойлитературы.

1. “Микросхемыи их применение” М. А. Бедрековский 1987г.

2. “Основыконструированиярадиоэлектронныхустройств.”И. К. Аксенов.

А. А. Мельников.1986г.

3. “Основыпроектированиясборочныхединиц ЭВМ.” Б. О. Ольхов.1980г.

4. “Справочникпо печатнымсхемам.” Б. Н.Файзулаев, В.Н. Квасницкий.1972г

5. “Конструированиеи микроминиатюризацияЭРА.” А. Я. Кузенин.1985г.

Всезначения втаблицах ирезультатывычисленийможно получитьобратившисьпо адресуtipa-iorsh@mtu-net.ru