Технология изготовления однослойных печатных плат субтрактивным методом с использованием металлорезиста (олово – свинец) (стр. 1 из 4)

Министерство образования и науки РФ.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ивановский государственный химико-технологический университет».

Факультет неорганической химии.

Кафедра технологии приборов и материалов электронной техники

Курсовая работа

на тему: «Технология изготовления однослойных печатных плат субтрактивным методом с использованием металлорезиста (олово – свинец)».

Выполнил: ________________________________________Крайнов А.А.

Руководитель: ____________________________________Ситанов Д.В.

Зав. кафедрой: ________________________________проф. Светцов В.И.

Иваново 2010 г.

Содержание:

Расчетно-пояснительная записка.

1. Определение ОПП

2. Материалы, используемые при изготовлении ОПП.

3. Описание технологических операций

4. Маркировка ПП, контроль и автоматизация технологического процесса изготовления ОПП.

5. Описание технологического оборудования.

Технологический маршрут изготовления однослойных печатных плат субтрактивным методом с использованием металлорезиста олово – свинец.

Выводы:

Список используемой литературы:

Расчетно-пояснительная записка

1. Определение ОПП

Однослойные печатные платы (ОПП) – наиболее употребляемые конструктивные элементы бытовой и промышленной техники, с помощью которых обеспечивается:

· Система печатных проводников для объединения электронных компонентов в конкретную электрическую схему;

· Размещение электронных компонентов;

· Монтаж электронных компонентов путем соединения их со схемой связи;

· Монтаж разъемных соединительных компонентов;

· Монтаж дискретных связей (проволочных, кабельных, шлейфовых);

· Распределение тока питания между электронными компонентами.

Основные монтажные, трассировочные, конструкционные и электрические характеристики ОПП.

Основные монтажные характеристики однослойных печатных плат:

· количество монтируемых микросхем, разъемных соединителей, резисторов, конденсаторов и т.д.;

· количество объединяемых выводов электронных и электрических компонентов;

· площадь посадочного места микросхем;

· шаг контактных площадок для присоединения выводов микросхем;

· размещение контактных площадок для монтажа ремонтных проводников;

· размещение и форма специальных реперных знаков для автоматизированного совмещения выводов микросхем и контактных площадок;

· размещение компонентов на одной или обеих сторонах.

Основные трассировочные характеристики однослойных печатных плат:

· количество каналов для размещения сигнальных проводников;

· количество сигнальных проводников;

· плотность проводников;

· топология посадочных мест микросхем;

· длина сигнальных проводников в плате;

Основные конструкционные характеристики однослойных печатных плат (рис. 1):

однослойный печатный плата

рис.1

· размер рабочего поля платы;

· толщина платы;

· размеры проводников и зазоров;

· толщина проводников;

· топология проводников;

· топология контактных площадок;

· материал проводников;

· материал изоляции;

· форма контактных площадок для поверхностного монтажа

· компонентов;

Конкретные значения характеристик печатных плат определяются требованиями к устройствам и технологическим уровнем изготовления.

Основные электрические характеристики однослойных печатных плат:

· погонное сопротивление проводников на постоянном токе;

· погонная индуктивность проводников;

· величина постоянного тока питания, распределяемого шинами питания и земли;

· равномерность распределения напряжения питания по полю платы;

Движущими мотивами увеличения сложности печатных плат, используемых для производства электронной техники, можно считать:

· увеличение функциональной сложности и функциональной завершенности узлов на печатной плате,

· увеличение сложности и разнообразия форм электрических компонентов, монтируемых на плате.

При этом наблюдается стремление к минимизации габаритов печатных плат за счет повышения плотности монтажа компонентов. [1,3,4]

2. Материалы, используемые при изготовлении ОПП

Фольгированные диэлектрики.

Одним из основных факторов, определяющих качество и надежность печатных плат, является материал, из которого они изготовлены.

Используются диэлектрики марок: гетинакс, стеклотекстолит типа СТФ, FR4 и др. В производстве проводится всесторонний входной контроль и отбраковка диэлектриков перед запуском в работу.

1)Контроль состояния поверхности.

Диэлектрик для печатных плат не должен иметь дефектов, вносящих брак при производстве ОПП, т.е. трещин, складок, пятен, раковин, царапин. Пластмассовая поверхность под фольгой не должна иметь участков с отсутствием смолы, выхода сплетенных волокон, ожогов, инородных материалов.

2)Контроль толщины.

Толщина листа диэлектрика измеряется на индикаторной головке по периметру в 10 точках. За толщину листа принимают среднее арифметическое значение, при этом предельные отклонения не должны превышать ±5%

3) Проверка устойчивости стеклотекстолита к воздействию расплавленного припоя для оценки термостойкости партии.

Проводится на 2-х образцах, изготовление рисунка - методом травления фольги. Образец не должен расслаиваться, а на фольгиро- ванной поверхности не должно быть пузырей после погружения в припой при температуре 260°С.

Кроме этих, обязательных для каждой партии анализов, периодически проверяются поступившие диэлектрики на следующие I параметры:

· прочность на отслаивание фольги,

· сопротивление изоляции на электродах-гребенках,

· поверхностное и объемное удельное сопротивления.

Трафаретные краски

Краски трафаретные печатные защитные щелочесмываемые серии СТ3.12, краски трафаретные для не впитывающих поверхностей серии ТНФП, фотополимеризующиеся композиции ФПК-ТЩ, краски трафаретные гальваностойкие СТ3.13 и СТ3.5. В случае не- i обходимости ТНФП разбавить уайт-спиритом.

Пленочные фоторезисты

Пленочный фоторезист применяется в производстве печатных плат для получения защитных изображений при формировании проводящего рисунка печатных плат способами: травлением по защитному изображению в медной фольге на диэлектрике.

Пленочный фоторезист представляет собой сухой фотополимерный слой заданной толщины, заключенный между двумя прозрачными пленками: лавсановой - основой и полиэтиленовой - защитной, толщиной 25 мкм каждая. Толщина фотополимерного слоя задается в пределах от 15 до 72 мкм.

Поставляется пленочный фоторезист в рулонах, готовый для использования.

Основное достоинство пленочных фоторезистов - это способность обеспечивать воспроизведение четких изображений.

Эти фоторезисты имеют одинаковую структуру - фотополимерные слои негативного действия, чувствительные к экспозиции в ультрафиолетовом диапазоне спектра (320 - 400 нм). По способу проявления фоторезисты подразделяются на органопроявляемые и водощелочного проявления.

Паяльная маска

Введение в конструкцию 01111 паяльной маски является обязательным условием, т.к. обычная стеклоэпоксидная основа 01111 не обладает достаточной теплостойкостью к температурам пайки ПМ (220-240°С), и без паяльной маски за время необходимое для проведения техпроцесса пайки (0,5 - 2,5 мин.) может происходить поверхностная деструкция материала диэлектрика.

По методу формирования рисунка паяльные маски делятся на два типа:

1) Паяльные маски, рисунок которых формируется методом трафаретной печати.

Как правило, это составы на эпоксидной основе, отверждае- мые термически или УФ излучением. При относительной дешевизне основным их недостатком является низкая разрешающая способность и необходимость использования сеткографического трафарета.

2) Паяльные маски, рисунок которых формируется фотолитографическим методом (их еще называют фоторезистивные паяльные маски).

Эти паяльные маски позволяют формировать рисунок любой сложности и в последнее время получили наибольшее распространение.

В свою очередь фоторезистивные паяльные маски по методу нанесения делятся на два типа:

· сухие паяльные маски;

· жидкие паяльные маски.

Сухая паяльная маска (СПМ).

СПМ выпускается в виде пленки толщиной 50, 75, 100 и 150 мкм и по свойствам и методам использования очень похожа на сухой пленочный фоторезист (СПФ), используемый для получения рисунка 01111. СПМ имеет, однако, два существенных отличия, определяющие особенности ее нанесения, формирования и использования:

· СПМ является конструкционным материалом и должна выдерживать не только технологические, но и эксплуатационные воздействия во время всего срока эксплуатации 01111.

· СПМ наносится на рельеф, образованный сформированным наружным слоем ОПП.Для нанесения СПМ необходимо специальное оборудование - т.н. вакуумный ламинатор - особое устройство с вакуумной подогреваемой камерой, обеспечивающее плотное прилегание толстой пленки СПМ на рельеф 01111. Толщина СПМ выбирается из условия прокрытая необходимой высоты рельефа.

Нспф=0,7hрельефа

Следует всегда иметь в виду, что основной проблемой при нанесении СПМ является ее адгезия к поверхности 01111, поэтому перед ламинированием поверхность ОПП должна быть тщательно очищена от всякого рода органических и неорганических загрязнений. Надо также помнить, что адгезия СПМ к покрытиям, изменяющим агрегатное состояние в процессе технологических обработок или эксплуатационных воздействий, может резко ухудшаться. Речь идет в первую очередь о покрытиях оловяно-свинцовыми и другими лепсоплавкими припоями. Предпочтительным является нанесение СПМ на "голую" медь, допустимым - на никель, золото.