Технология изготовления печатного модуля с использованием навесных элементов

2 Цель работы: Выбрать метод для изготовления печатного модуля и описать
технологический маршрут изготовления печатного модуля.

3 Теоретические сведения
Технология изготовления печатных плат.

Весь процесс изготовления печатной платы можно условно раз делить на пять основных этапов:
– предварительная подготовка заготовки (очистка поверхности, обезжиривание). Подготовительные операции для производства печатных плат более подробно рассматриваются в приложении 33;
- нанесение защитного покрытия (прил. 34);
- удаление лишней меди с поверхности платы (травление, прил. 35);
- очистка заготовки от защитного покрытия;
Ӎ сверление отверстий, покрытие платы флюсом, лужение (прил. 36).
Методы изготовления печатных плат
Методы изготовления печатных плат (рис. 3.1) в соответствии с ГОСТ 20406–75 «Платы печатные. Термины и определения» делятся на субтрактивные (химические), аддитивные (электрохимические) и механические.

Рисунок 3.1 – Методы изготовления печатных плат.

Субтрактивные методы
В субтрактивных методах в качестве основания для печатного монтажа используют фольгированные диэлектрики, на которых формируется проводящий рисунок путем удаления фольги с непроводящих участков.
Эти методы отличает простота технологических процессов, однако при их использовании получить соединение слоев можно только с помощью металлической арматуры по ГОСТ 22318–77 (заклепки, штыри) или использовать соединение слоев с помощью выводов ЭРЭ. Дополнительная химико-гальваническая металлизация монтажных отверстий привела к созданию комбинированных методов изготовления ПП.
Рисунок схемы по субтрактивной технологии получают с помощью специальных трафаретов: фотошаблона, сеточного шаблона и печатной формы. Поэтому в зависимости от способа формирования защитного рисунка на проводящем слое заготовки существует три разновидности субтрактивной технологии: офсетохимический, сеткографический, фотохимический методы.
Офсетная печать
Метод офсетной печати состоит в изготовлении печатной формы, на поверхности которой формируется рисунок слоя. Форма закатывается валиком трафаретной краской, а затем офсетный цилиндр переносит краску с формы на подготовленную поверхность основания ПП. Схема установки представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Схема установки офсетной печати: 1- диэлектрик; 2 – медная фольга; 3 – основание; 4 – печатная форма; 5 – офсетный цилиндр; 6 – валик для нанесения краски; 7 – краска; 8 – прижимной валик.

Метод применим в условиях массового и крупносерийного производства с минимальной шириной проводников и зазоров между ними 0,3...0,5 мм (платы первого и второго классов плотности монтажа) и с точностью воспроизведения изображения ±0,2 мм.

Сеткография
Сеткографический метод основан на нанесении специальнойкраски на плату путем продавливания ее резиновой лопаткой (ракелем) через сетчатый трафарет, на котором необходимый рисунок образован ячейками сетки, открытыми для продавливания. Метод обеспечивает высокую производительность и экономичен в условиях массового производства. Точность и плотность монтажа аналогичны предыдущему методу. Принцип трафаретной печати изображен на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – принцип трафаретной печати: 1- рама; 2 – фиксатор подложки; 3 – диэлектрик; 4 – основание; 5 – трафаретная краска; 6 – трафарет; 7 – напечатанный рисунок; 8 – ракель.

Фотопечать
Метод фотопечати характеризуется самой высокой точностью (±0,05 мм) и плотностью монтажа, соответствующими 3–5 классу (ширина проводников и зазоров между ними 0,1–0,25 мм). Он состоит в контактном копировании рисунка печатного монтажа с фотошаблона на основание, покрытое светочувствительным слоем (фоторезистом).
Более подробно данные методы субтрактивной технологии описываются в приложении 37.
Пример маршрута изготовления печатной платы фотохимическим методом описан в приложении 38.
Аддитивные методы
Аддитивные методы основаны на избирательном осаждении токопроводящего покрытия на диэлектрическое основание, на которое предварительно может наноситься слой клеевой композиции.

По сравнению с субтрактивными они обладают следующими
преимуществами:
- однородностью структуры, так как проводники и металлизация отверстий получаются в едином химико-гальваническом процессе;
- устраняют подтравливание элементов печатного монтажа;
- улучшают равномерность толщины металлизированного слоя в отверстиях;
- повышают плотность печатного монтажа, ширина проводниковсоставляет 0,13 ... 0,15 мм;
- упрощают ТП из-за устранения ряда операций (нанесения защитного покрытия, травления);
- экономят медь, химикаты для травления и затраты на нейтрализацию сточных вод;
- уменьшают длительность производственного цикла.
Несмотря на описанные преимущества, применение аддитивного метода в массовом производстве ПП ограничено низкой производительностью процесса химической металлизации, интенсивным воздействием на печатное основание при нанесении металлических покрытий.
В аддитивных технологиях создание токопроводящего покрытия осуществляется химико-гальваническим методом (прил. 39).

4 Порядок выполнения работы
4.1 Выбрать метод для изготовления печатной платы.
4.2 Описать технологический маршрут изготовления печатного модуля.

5 Содержание отчета
5.1Представить описание технологического маршрута изготовления печатного модуля.

6 Контрольные вопросы
6.1 В каких методах изготовления печатных плат используют фольгированные диэлектрики?
6.2 В чем суть субтрактивной технологии изготовления печатных плат?
6.3 Что такое фоторезист?
6.4 Какие типы трафаретов используют в производстве печатных плат?
6.5 Чем аддитивные методы отличаются от субтрактивных в производстве печатных плат?
6.6 В чем отличия позитивного фоторезиста от негативного?
6.7 Опишите основные этапы технологического процесса получения печатной платы фотохимическим методом.
6.8 Какие растворы Вам известны для химического стравливания медного покрытия?
6.9 Опишите офсетохимический и сеткографический методы субтрактивной технологии получения печатной платы.

Лабораторная работа 12