Реферати українською » Промышленность, производство » Технологія багатошарових друкованих плат


Реферат Технологія багатошарових друкованих плат

Страница 1 из 2 | Следующая страница

року міністерство освіти Республіки Білорусь у

Заснування освіти «Білоруський державний університет

інформатики, і радіоелектроніки»


КафедраЭТТ


>РЕФЕРАТ

На тему:

 

«ТЕХНОЛОГІЯМНОГОСЛОЙНЫХПЕЧАТНЫХПЛАТ»


МІНСЬК, 2008


>Многослойная друкована плата складається з низки склеєних друкованих верств, у яких містяться сигнальні провідники, перехідні отвори, екрани, шини харчування, контактні майданчики чи виступи приєднання висновків елементів. Зберігаючи всі переваги друкованого монтажу, МПП мають додаткові переваги:

· вища питома щільність друкованих провідників і контактних майданчиків (20 і більше верств);

· зменшення довжини провідників, що забезпечує значне підвищення швидкодії (наприклад,

 швидкість обробки даних в ЕОМ);

· можливість екранізування ланцюгів змінного струму;

· вища стабільність параметрів друкованих провідників під впливом зовнішніх умов.

Недоліки МПП:

· жорсткіші допуски на розміри протиОПП іДПП;

· велика трудомісткість проектування й виготовлення;

· застосування спеціального технологічного устаткування;

· ретельний контроль всіх операцій;

· високу вартість і низька ремонтопридатність.

Основні засоби одержання МПП класифікують методом створення електричнихмежслойних сполук (рис. 1).

рис. 1. Основні засоби одержання МПП

У першій групі методів електрична зв'язок між провідниками, розташованими в різних шарах плати, здійснюється з допомогою механічнихдетелей:штифтов, заклепок, пістонів, пружних пелюсток. МПП виготовляється з кількохДПП шляхом пресування, в отвори вставляються попередньооблуженние штифти, які потім під впливом електричного струму, який струменіє через штифт, розігріваються, створюючи з допомогоюприпоя електричне з'єднання з друкованими провідниками (рис. 2, а). У отвори можуть уставлятися також клепки, пістони, якіоблуживаются по торцям іразвальцовиваются (рис. 2, б).Соединения можуть здійснюватися по стичнимфланцам пістонів, і навіть шляхом сполуки попередньоотбортованних контактних майданчиківпистоном, що зменшує розміри пакета (рис. 2, в). Ці методи дуже трудомісткі, погано піддаються автоматизації і забезпечують високої якостімежслойних сполук.

рис. 2.Межслойние сполуки механічними деталями

 

Метод виступаючих висновків характеризується тим, що з його здійсненнімежслойние сполуки утворюються з допомогою висновків, виконаних з смужок мідної фольги, котрі виступають із кожного друкованого шару і що пропливали перфоровані отвори в діелектричнихмежслойнихпрокладках. Висновкиотгибаются на зовнішню бік МПП і закріплюються пайки у спеціальних колодки. Метод входять такі операції (рис. 5.21):

· виготовлення заготовок зстеклоткани і мідної фольги (нарізка розмір);

·перфорированиестеклоткани;

· склеювання заготовок перфорованогодиелектрика з мідної фольгою;

· отримання захисного малюнка схеми окремих верств;

· травлення міді зпробельних місць;

· пресування пакета МПП;

·отгибка висновків на колодки закріплення їх;

·облуживание поверхні, механічна обробка плати по контуру;

· контроль, маркірування.

При даному методі використовується понад товста мідна фольга (до 80мкм), плати допускають установку лише ІМС зпланарними висновками. Кількість верств вбирається у 20. Переваги методу — висока жорсткість і надійністьмежслойних сполук, недоліки — складність механізації процесу розведення виступаючих висновків, і їх закріплення на платі, і навіть установки навісних елементів.

Метод відкритих контактних майданчиків грунтується утворенні електричнихмежслойних сполук з допомогою висновків навісних елементів чи перемичок через технологічні отвори, щоб забезпечити доступом до контактним майданчикам, і входять такі операції (рис. 5.22):

· отримання заготовокфольгированного матеріалу;

· нанесення захисного малюнка схеми за кожен шар;

· травлення міді зпробельних місць і видаленнярезиста;

·пробивка отворів в шарах;

· пресування пакета МПП;

·облуживание контактних майданчиків, виконання електричних сполук.

У шарах вирубуються отвори: дляштиревих висновків круглі, дляпланарних прямокутні. Для збільшення площі контакту діаметр майданчиків роблять більше діаметра отворів. МПП єремонтопригодними, оскільки допускаєтьсяперепайка висновківЭРЭ. Кількість верств — до 12.

Недоліки методу: можливість влучення клею на контактні майданчики при склеюванні верств населення та трудомісткість його видалення скальпелем; труднощі автоматизації процесу пайки висновків в заглибинах; відсутність електричного зв'язку між верствами; низька щільність монтажних сполук.

Метод металізації наскрізних отворів характеризується тим, що збирають пакет із окремих верствфольгированногодиелектрика (зовнішніх — одностороннього, внутрішніх — з готовими друкованими схемами) імежслойнихсклеивающихся прокладок, пакет пресують, амежслойние сполуки виконують шляхом металізації наскрізних отворів. Технологічний процес входять такі операції (рис. 5.23):

· отримання заготовокфольгированногодиелектрика імежслойнихсклеивающихся прокладок;

· отримання малюнка друкованої схеми внутрішніх верствфотохимическим способом аналогічноДПП;

·пресование пакета МПП за нормальної температури 160—180 °З повагою та тиску 2—5МПа;

· свердління отворів у пакеті;

· отримання захисного малюнка схеми зовнішніх верств фотоспособом;

· нанесення шару лаку;

·подтравливаниедиелектрика в отворах в суміші сірчаної і плавикової кислот у відсотковому співвідношенні 4:1 при

температурі (60±5) °З протягом 10—30 з. У цьому розчиняється смола склопластиків істеклотканьсклеивающих прокладок усунення слідівнаволакивания смоли, оголення контактних майданчиків і збільшення площі контактування;

· хімічнемеднение наскрізних отворів;

· видалення шару лаку;

·гальваническоемеднение отворів і контактних майданчиків до товщини 25—30мкм в отворах;

· нанесення металевогорезиста гальванічним шляхом (сплавиSn—Pb,Sn—Ni);

· видалення захисного шару Шевченкового малюнка і травлення міді зпробельних місць;

· очищення (оплавлення) металевогорезиста;

· механічна обробка МПП (зняття технологічногоприпуска);

· контроль і маркірування.

Якість МПП, виготовлених методом металізації наскрізних отворів, значною мірою залежить від надійностімежслойних сполук — торців контактних майданчиків зі металізованими отворами. Надійне з'єднання утворюється під час видаленні зі стінок отворів плівкиепоксидной смоли,наволакиваемой під час свердління. Найпоширеніший спосіб очищення отворів перед металізацією — хімічнеподтравливаниедиелектрика стінок отворів. І тому використовуються розчини кислот чи його суміші, проте суміші кислот схильні виявляти продукти травлення в порахдиелектрика. У світі найбільшого поширення отримав спосіб травленнядиелектрика над суміші кислот, а спочатку у сірчаної, потім у плавикової. При підвищенні температури розчину з 30 до 60 °З глибинаподтравливаниядиелектрика зростає зі 2—5 до 40—50мкм, а зі збільшенням часу впливутравящего розчину із першого до 5 хв глибинаподтравливания зростає від 25—50 до 100—120мкм.

У зв'язку з тим, що зподтравливания використовуються агресивні розчини (суміш гарячих концентрованих кислот), потребують постійного контролю та наступної нейтралізації опрацьованих заготовок, було запропоновано спосіб сухого плазмового травлення. Він забезпечує хорошу адгезію міді в отворах, короткий цикл обробітку грунту і відсутність побічні ефекти. Як реагенту використовується низькотемпературна плазма з суміші газів, наприклад кисню іфреона за нормальної температури 50—350 °З повагою та тиску 0,13—260ГПа. Плазма містить вільні радикали (до 90) і іони (1 %). Рекомендується передтравлением попередній підігрів плат до 50—70 °З. Плазма перетворюєепоксидную смолу в летуче речовина, легкоудаляемое з отворів. Ніяких промивань і сушіння при плазмовій методі непотрібен. Цей процес відбувається сухою й повністю автоматизовано. Після обробітку кожна МПП міститься у простір між двома паралельно розташованими алюмінієвимипластинами—електродами.Электроди мають отвори, збігаються з отворами в МПП.

Метод металізації наскрізних отворів є основним і найперспективніших у виробництві МПП, бо має обмеження кількості верств, легко піддається автоматизації і відданість забезпечує найбільшу щільність друкованого монтажу. Він дає змогу виготовляти МПП, придатні розміщення ними елементів зпланарними іштиревими висновками. Більше 80 % всіх МПП, вироблених, виготовляється цим методом.

Методпопарного пресування характеризується тим, що внутрішні верстви МПП виготовляються одному боці заготівлі з двосторонньогофольгированногодиелектрика,межслойние сполуки — шляхомхимико-гальванической металізації отворів в заготівлях, отримані верстви пресуються, а малюнок на зовнішніх сторони плати виконується комбінованим позитивним методом.

У конструкції МПП немає прямий електричного зв'язку між внутрішніми верствами багатошарової структури, вона здійснюється через зовнішні верстви. Складність переходів дає можливості отримати високу щільність друкованого монтажу. Кількість верств МПП — трохи більше чотирьох. Технологічний процес входять такі операції (рис. 5.24):

· отримання заготовок;

· нанесення захисного малюнка схеми внутрішніх верств;

· травлення міді зпробельних місць і видалення захисного малюнка;

· виконаннямежслойних електричних сполук між внутрішніми і зовнішніми верствамихимико-

гальванічної металізацією;

· пресування пакета МПП (металізовані отвори переходів заповнюються смолою щоб уникнути

їх руйнації при травленні);

· свердління отворів та нанесення захисного малюнка схеми зовнішніх верств;

· хімічнемеднение наскрізних отворів;

·гальваническоемеднение та нанесення металевогорезиста;

· травлення міді на зовнішніх шарах;

· очищення металевогорезиста;

· механічна обробка;

· контроль, маркірування.

>Попарним пресуванням виготовляються МПП, у яких розміщуються начіпні елементи зпланарними іштиревими висновками. Недоліки методу — низька продуктивність, неможливість отримання значної частини верств населення та високої густини друкованого монтажу.

Методпослойного нарощування характеризується тим, що з його здійсненнімежслойние сполуки виконують суцільними мідними переходами (стовпчиками міді), розташованими у місцях контактних майданчиків. Технологічний процес входять такі операції:

· отримання заготовокстеклоткани і фольги;

·перфорированиедиелектрика;

· наклеювання перфорованого заготівлідиелектрика на фольгу;

· гальванічнаметаллизация отвори іхимико-гальваническаяметаллизация другий зовнішньої поверхні заготівлі;

· нанесення захисного малюнка схеми і травлення міді;

·гальваническое нарощування міді в отворах іхимико-гальваническаяметаллизация зовнішньої поверхнідиелектрика;

· травлення міді зпробельних місць;

· отримання багатошарової структури шляхом багаторазового повторення операційхимико-гальванической металізації і травлення;

·напрессовиваниедиелектрика;

· отримання захисного малюнка друкованого монтажу зовнішнього шару;

· травлення міді зпробельних місць іоблуживаниеприпоем;

· механічна обробка;

· контроль і маркірування.

>Послойним нарощуванням отримують МПП, у яких розміщують лише начіпні елементи зпланарними висновками. Вадою цієї методу єнетехнологичность конструкції, оскільки не можна використовуватифольгированние діелектрики і потрібно вести послідовний цикл виготовлення багатошарової структури. Вартість виготовлення МПП висока. Переваги методу — можливість отримання значної частини верств (5 і більше) і найнадійнішімежслойние контактні сполуки. Результати якісного порівняння МПП, виготовлених різними методами, наведені у табл. 1.

До базовим технологічних процесів отримання МПП ставляться пресування пакета, механічна обробка і контроль.Прессование пакета МПП одна із найважливіших процесів виготовлення МПП, тому що від риси виконання залежать електричні і механічні характеристики готової МПП. Технологічний процес пресування складається з таких операцій: підготовка поверхні верств перед пресуванням; суміщення окремих верств МПП з базових отворам і складання пакета; пресування пакета.

Таблиця 1 -  Порівняльна характеристика методів виготовлення МПП

Показник Метод виготовлення
механічними деталями >попарним пресуванням відкритих контактних майданчиків виступаючих висновків >послойного нарощування металізацією наскрізних отворів
Кількість верств 6 4 12 5 15 20
Щільність друкованого монтажу М З М З З У
Надійністьмежслойних сполук М З У У У З
Стійкість до зовнішніх впливів З З З У У З
>Ремонтопригодность М М У З З М
Технологічна собівартість У З З У У З

 

Примітка. М — низька; З — середня; У — висока.

Для підготовки поверхні верств допрессованию застосовують механічну зачисткуабразивами, знежирення поверхні органічними розчинниками і незначнедекапирование фольги. При пресуванні екранів з більшими на ділянками фольги поверхнюоксидируют для кращої адгезії при склеюванні.Текстура наповнювача (прокладок зстеклоткани) мусить бути рівномірно просякнута смолою, інакше при травленні хімічні розчини пробираються у вільні порожнини поспішають і зменшують цим опір ізоляції.

Поєднання окремих верств МПП з базових отворам ведуть у спеціальному пристосуванні (рис. 5), що складається з верхньої 1 та нижньої плит 5, виготовлених із стали. Товщина плит становить 15—20 мм залежить від габаритівизготавливаемой плати. Плити шліфують по обом площинам, направляючі колонки 2 забезпечували повну паралельність. У торцях плит виконують отвори длятермопар 4.Габаритние розміри нижньої плити мають бути більшими прокладкових аркушів на 30—50 мм із боку за периметром, оскільки. при пресуванні можливо вихід значної кількості смоли.Фиксирующие штирі 3 мають через 100—150 мм за периметром плати не більше технологічного поля.

Для пресування МПП використовують спеціалізовані багатоярусні гідравлічні преси, обладнані системами нагріву, охолодження плит й підтримки температури з точністю ±3 °З, регуляторами подачі тиску з точністю порядку 3 %.Нагрев плит преса здійснюють або перегрітою пором, або електрикою. Для прискореного охолодження в плити убудовують колектори на шляху подання проточній водогінної води.

1 – верхня плита; 2 – спрямовуюча колонка; 3 – фіксуючий палець;4 – отвір для термопари; 5 – нижня плита;

>Рис. 5. Пристосування для пресування пакета МПП

1 , 2 – нагрівання; 3 – початок полімеризації ;   4 – полімеризація під тиском; 5 – охолодження

>Рис. 6. Режим пресування пакета МПП

На якість пресування серйозно впливає плинність смоли і її полімеризації. Основним чинником у процесі пресування є правильно обраний момент докладання максимального тиску. Якщо створити тиск на початок полімеризації смоли, то значне її кількість буде видавлено, і якщо після полімеризації, виходить поганапроклейка верств, що зумовлює розшарування. При великий швидкості зростання температури основні реакціїотверждения проходять швидко, продукт виходить тендітним, неоднорідним, зі значними внутрішніми напругами. З зменшенням швидкості нагріву механічні властивостідиелектрика поліпшуються.

Складання пакета МПП ведуть у режимах "холодного" і "гарячого" пресування. За першого режиміпресс-форму з МПП поміщають між холодними плитами преса, у якому відбувається її наступний нагрівання до необхідної температури зі швидкістю 15 °>С/мин. У першій стадії пресування створюють незначне тиск на пакет (0,15—0,2МПа), а коли смолазагустевает за нормальної температури 130—140 °З, тиск піднімають до 5—8МПа. Остаточнеотверждение триває протягом сорока хв, потім плити преса швидко охолоджують водою і, коли температура у пакеті знизиться до 40 З, прес розкривають і витягають готовий пакет (рис. 6). При "гарячому" пресуванні плити нагрівають до 160—170 °З, це прискорює процес пресування, подальший нагрівання ведуть із швидкістю 15—50 °>С/мин.

Для зняття напруг, що виникають у пакеті у процесі пресування і викликають потімкоробление плати, після обрізкиоблоя МПП піддають додаткової теплову обробку. І тому її наглухо затискають між двома жорсткими пластинами і поміщають на 30—40 хв втермошкаф за нормальної температури 120—130 °З, потім залишають в печі до повільного остигання.

Встановлені режими пресування вимагають постійної коригування залежно через зміну технологічних властивостейсклеивающихся прокладокстеклоткани. Томустеклоткань періодично перевіряють утримання сполучній смоли, її плинності, часу полімеризації. Для точного контролю часу докладання максимального тиску при пресуванні пакета вимірюють електричне опір сполучній смоли з допомогою датчика, це

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація