Оборудование, приборы, приспособления

Инструменты и материалы

Для изготовления печатных плат в лаборатории имеется следующее оборудование: установка нанесения фоторезиста, установка ИК-сушки, установка совмещения и экспонирования, шкаф химический (типа 2Ш-НЖ), термошкаф «Электродело».

В работе используются следующие приборы, приспособления и инструменты: микроскоп типа МБС-9, держатель фотошаблона, фотошаблон, пинцет, тара технологическая, чашка Петри, ванночка для травления.

Материалы: травитель для меди, проявитель для фоторезиста, спирт этиловый ректификованный, фоторезист позитивный (типа ФП-383), ацетон, бязь, батист, вода дистиллированная, фильтры обеззоленные, фольгированный стеклотекстолит, напальчники, спецодежда.

Форма табл. 4

Результаты выполнения работы

Технологическая операция	Оборудование, приспособления	Технологический режим	Оценка качества выполнения операций (в том числе перечень дефектов)

Примечание. При использовании автоматизированной линии (для изготовления ПП по субтрактивной технологии), включающей, например, модуль офсетной печати, понадобятся некоторые другие материалы и необходимая в этом случае оснастка.

Порядок выполнения работы

Ознакомиться с описаниями на оборудование, получив их у лаборанта, а также с рабочими местами и техникой безопасности работы с оборудованием и химикатами.

Для изготовления ПП (в соответствии с эскизом топологии, приведенным на рис.8) по субтрактивной технологии необходимо:

- получить у лаборанта заготовки из фольгированного стеклотекстолита (в количестве 3 шт.), а также необходимый инструмент, материалы и спецодежду;

- обезжирить поверхность заготовок, пользуясь тампоном, смоченным в ацетоне; операцию выполнять в химическом шкафу (с вытяжкой) использую напальчники, после чего поместить заготовки в технологическую тару, накрыв крышкой;

- в скафандре установки нанесения фоторезиста поместить заготовку тыльной стороной на столик центрифуги, зафиксировать заготовку с помощью вакуумного присоса, нанести 5-6 капель фоторезиста на поверхность заготовки, после чего включить центрифугу (режим нанесения фоторезиста на центрифуге: скорость вращения центрифуги – 1500 об./мин, время вращения – 40 с), аналогично нанести фоторезист на оставшиеся заготовки;

- поместить заготовки в технологическую тару, накрыв светозащитной крышкой;

- произвести сушку фоторезиста, поместив заготовки в термошкаф (режим сушки: температура - 75 °С, время Сушки - 10 мин); допускается сушка с применением ИК-нагрева, при этом корректируется ее режим;

- выполнить операцию совмещения и экспонирования на установке ЭМ-576, убедившись в готовности установки к работе (согласно ее описанию); для удобства совмещения фотошаблона с заготовкой фотошаблон следует закрепить в держателе (при наличии загрязнений на держателе и шаблоне их надо протереть батистовым тампоном, смоченным этиловым спиртом); во время контактной фотопечати маскирующий слой фотошаблона должен контактировать непосредственно со слоем фоторезиста на заготовке (время экспонирования – 45 с);

- проявить изображение топологии проводящих элементов в слое фоторезиста, пользуясь проявителем и чашкой Петри (при легком покачивании чашки с проявителем и заготовкой), после чего заготовку промыть в проточной воде (пользуясь пинцетом) и расположить на фильтровальной бумаге (время проявления - 20 с), аналогично выполнить эту операцию с двумя оставшимися заготовками;

- проверить качество рисунка фоторезистивной маски под микроскопом типа МБС-9 и определить, имеются ли дефекты в маске; при наличии разрывов и проколов в маске из фоторезиста поврежденные места допускается ретушировать, например, используя лак ХСЛ; после контроля каски заготовку перенести в термошкаф;

- выполнить операцию задубливания фоторезиста (для улучшения его адгезии к материалу проводящего слоя и тем самым избежания отслоений маски при травлении) в термошкафу (режим дубления: температура - 135 ± 5 °С, время - 20 мин);

- вытравить медь в местах, не защищенных фоторезистом, расположив заготовки и ванночку с травителем в химическом шкафу; при травлении важно обеспечить визуальный контроль качества выполнения данной операции, при этом чтобы травитель покрывал все участки поверхностей заготовок; для улучшения качества травления следует перемешивать травитель, в лабораторных условиях это осуществляют, например, легким покачиванием заготовки, погруженной в травитель, перемешивание также способствует ускорению процесса травления, что позволяет улучшить электрофизические характеристики ПП (в условиях производства перемешивание травильного раствора осуществляется, например, за счет барботирования либо струйной подачи травителя и другими способами); время травления зависит от многих факторов, например, от типа и свойств травителя, длительности и интервала времени с момента приготовления до использования травителя, состояния поверхности проводящего слоя, температуры процесса травления и др.; при комнатной температуре время травления в кислых травильных растворах может составить от 20 до 40 мин, поэтому рекомендуется его уточнять (в лабораторных условиях) при травлении первой заготовки либо контрольного образца;

- после полного удаления меди с пробельных мест заготовки тщательно промыть проточной водой, затем просушить очищенным сжатым воздухом либо с помощью фильтровальной бумаги;

- проконтролировать качество изготовления печатных элементов с помощью микроскопа.

Примечание. Результаты оценки качества выполнения операции заносить в форму табл. 4.

По окончании работы привести в порядок рабочие места. Готовые платы и полностью заполненную форму табл. 4 показать преподавателю.

Требования к отчету

Отчет должен содержать:

1. титульный лист;

2. цель работы;

3. фрагмент структуры ПП (МПП), выполненных по нескольким технологиям;

4. заполненную форму табл.4;

5. выводы по работе (с анализом причин возникновения дефектов, обнаруженных после изготовления ПП).

Контрольные вопросы

1. Каковы требования техники безопасности при работе с оборудованием фотолитографического комплекса?

2. Назовите последовательность технологических операций при изготовлении ПП по субтрактивной технологии.

3. Какими бывают фольгированные диэлектрики? Их свойства и свойства ПП на них?

4. Каковы основные способы изготовления ПП?

5. Охарактеризуйте конструкторско-технологические разновидности плат.

6. Поясните различия между комбинированным позитивным и негативным способами изготовления плат.

7. Какие вы знаете способы нанесения припойных материалов на ПП?

8. Какими соображениями руководствуются при оптимизации технологических режимов операций в производстве ПП? Назовите критерии оптимизации для конкретной операции.

9. Аддитивные технологии изготовления ПП, ее особенности и перспективы.

10. Полуаддитивная технология изготовления ПП, ее особенности и перспективы.

11. Заключительные операции изготовления ПП, назначение и особенности их реализации.

12. Охарактеризуйте способы формирования монолитной структуры МПП.

13. С какой целью в платах изготавливают отверстия? Каковы связь технологий их формирования с функциональным назначением?

14. Поясните роль контроля параметров технологических сред в производстве печатных плат.

15. Как осуществляется контроль качества ПП?

16. В чес состоит специфика автоматизации производства ПП (МПП)?

17. Каковы перспективы развития технологии и конструкторско-технологических вариантов реализации ПП (МПП)?

18. Назовите основные направления совершенствования автоматизированного оборудования для производства ПП (МПП). Приведите примеры новых разработок для конкретных групп оборудования.

Лабораторная работа №3