Характеристика методів.

2.1. Хімічне травлення (хімічний метод)

На плакованій заготовці одержують захисне зображення будь-яким способом (захист провідних ділянок). Потім йде травлення незахищених прогальних ділянок. Далі знімають захисне зображення. Після цього – механічна обробка (свердлення отворів, формування контуру).

Переваги:

- Висока точність та роздільна здатність. Вони залежать від способу. Кращий – фотоспосіб, він забезпечує роздільну здатність до 10 ліній на мм;

- Висока повторюваність друкованих плат;

- Незначні витрати на технологічне оснащення;

- Можна одержати високу продуктивність обумовлену способом;

- Можна автоматизувати.

Лекція №26

Недоліки:

- Шкідливий вплив на діелектрик хімічних реагентів, особливо на краях та в отворах, де порушена щільна поверхнева плівка;

- Велика витрата хімічних реактивів:

-

- Немає ефективних способів регенерації хлористого заліза.

- Велика витрата металу, тому метод кращий для друкованих плат насичених фольгою. Якщо провідників мало, використовують адитивний принцип.

Широко використовується для невідповідальної апаратури.

2.2. Метод тиснення

Використовують тільки для фольгованих термопластів. Звичайно в ВЧ схемах, тому що фактор втрат малий для термопластів. Введення наповнювача погіршує К.

Технологічна сутність:

На сталевому пуансоні формують опукле зображення малюнка друкованої плати (опуклі провідні частини). Розігрітий пуансон притискається пресом до заготівки. Малюнок провідників заглиблюється в тіло заготівки. Фольга з опуклих прогальних ділянок знімається фрезеруванням. Отвори свердлять відразу після тиснення, коли фольга суцільна.

Переваги:

- Хімічний реагент не діє на матеріал, що зберігає його ВЧ властивості. Це дозволяє застосовувати даний метод у ВЧ та НВЧ ЕА.

- Висока продуктивність, автоматизація процесу.

Недоліки:

- Низька адгезія провідників, тому що основа – термопласт;

- Низька роздільна здатність, менше однієї лін/мм;

- Великі витрати на оснастку.

Метод широко не використовується. Використовують у серійному та дрібносерійному виробництві.

2.3. Метод гравіювання

Технологічна сутність:

Поверхневий провідний шар фрезерується торцевою фрезою малого діаметра. Потім свердлять отвори. Використовують верстати з ЧПУ(числове програмне управління) , копіювальні верстати, верстати із самонавідними оптичними голівками.

Переваги:

- Немає хімічного впливу на матеріал основи;

- Гнучкість програм. Легко перебудовується від плати до плати.

Недоліки:

- Термореактивна основа містить наповнювач, абразивні властивості якого приводять до швидкого зносу фрези;

- Низька роздільна здатність;

- Низька продуктивність (неможливість використання групової технології);

- Великі витрати на обладнання.

Використовують в одиничному та дрібносерійному виробництві. Використання обмежене, тому що мало верстатів.

2.5. Метод декалькоманії

Технологічна сутність:

Відмінність адгезії до тимчасової та постійної основи. Є два різновиди:

1) Зображення провідників одержують на тимчасовій основі, яка являє собою тонку плаковану плівку (шар міді від 5 до 10 мкм). На цій плівці одержують провідний малюнок. Постійну основу змазують термореактивним клеєм та під пресом склеюють з тимчасовою. Потім плівка відривається (плівка з термопласту)

2) На поліровану основу з кислотостійкої нержавіючої сталі (Х18Н10Т) гальванічним осадженням наносять провідники (тому що прогалини захищені ізолятором). Тут використовується властивість слабкої адгезії гальванічного осадження. Перенос на постійну основу такий же, як і у випадку гнучкої плівки.

де

1 - стрічка;

2 - ванна з електролітом;

3 - стрічка постійної основи змазана клеєм;

4 - нагрітий валик.

Переваги:

- Немає впливу хімічного реагенту на постійну основу;

- Висока роздільна здатність (до 20 лін/мм);

- Висока продуктивність;

- Автоматизація.

Недоліки:

- Складність технологічного процесу;

- Коштовна та складна оснастка.

2.4. Метод гальваностегії

Єдиний базовий метод, для якого можна вести розмови про надійність монтажу на кількісному рівні. Метод базується на гальванічному осадженні металу.

_______________________________________________________________________

Теоретична вставка:

Хімічне осадження (сукупність операцій):

1.Сенсибілізація (вимоги до каталізатора: висока адсорбція; активніше, ніж іони солі; економічність.)

2.Активація

3.Хімічне осадження міді.

___________________________________________________________________________

На діелектрик метал не буде осаджуватися, тому що немає еквіпотенційної поверхні.

Якщо на метал нанести діелектрик, то в місці нанесення осадження не буде.

На діелектрик необхідно нанести тонкий шар металу для формування еквіпотенційної поверхні.

Метол (C₇H₁₀NO)₂SO₄, сернокислая соль n-метиламинофенола бесцветные кристаллы; tпл 250 °С (с разложением); нерастворим в обычных органических растворителях; в 100 г воды растворяется 5 г М. (25°C); в водном растворе постепенно окисляется.

М. применяют в фотографии в качестве проявителя как самостоятельно, так и в комбинации с другими проявляющими веществами, например гидрохиноном.

На залізі буде виділяться мідь, тому що залізо більш активне.

Для хімічного осадження міді на діелектрик необхідний відновлювач, що буде витісняти мідь з розчину її солі.

Недолік - невелика ефективність, мідь осаджується не тільки на діелектрику, але і на стінках. Низький ККД, тому що площа плати багато менше площі стінок.

Для усунення цього недоліку поверхня плати насичують каталізатором (срібло або Паладій, Pd). Проблема в тому, що іони каталізатора погано адсорбуються поверхнею діелектрика.

Знайшли метал, іони якого добре адсорбуються поверхнею діелектрика, добре заміщуються на іони каталізатора. Таким металом виявилося олово.

Насичення поверхні іонами олова – сенсибілізація (у середовищі ).

Насичення діелектрика іонами каталізатора – активація.

Груба послідовність операцій для реалізації однієї з модифікацій методу гальваностегії. Заготівка – не плакований діелектрик.

1. Свердлення отворів (піскоструменева обробка для розвитку мікрогеометрії для підвищення адгезії);

2. Сенсибілізація (занурення на декілька хвилин у 10% розчин , іони двовалентного олова потрібні для відновлення каталізатора з розчину його солі);

3. Активація (занурення в 1% розчин азотнокислого срібла ( ) або ). У результаті заміщення на поверхні діелектрика виділяється срібло або Паладій, утворюючи центри кристалізації;

4. Хімічне осадження міді (у середовищі , відновлювач - метолгідрохінон). У результаті одержують шар міді до 2…3 мкм.

де

S - товщина плівки;

t - час;

- час обробки, який обирають.

5. Формування захисного шару (захист прогалин);

6. Гальванічне нарощування (осадження) до 20...30 мкм (більшу плівку не нарощують, тому що велика імовірність її розтріскування);

7. Видалення захисту з прогалин;

8. Травлення. Ціль – зняття металізації з прогальних ділянок плати.

Переваги:

- Економне використання міді;

- Металізація монтажних отворів, що дозволяє говорити про надійності монтажу на рівні кількісних оцінок.

де

1 - електрорадіоелемент;

2 - друкована плата;

3 - контактна площадка;

4 - припій ПОС.

Механічний зв'язок:

Електрорадіоелемент ® вивід ® припій ® контактна площадка ® клей ® друкована плата.

Клей – найслабша ланка.

При використанні методу гальваностегії:

де

1 - електрорадіоелемент;

2 - друкована плата;

3 - припій ПОС.

Одержали щось схоже на заклепку.

Недоліки:

- Сильний та різноманітний вплив хімічних реагентів на основу, особливо на розкриті пори отворів – низька частотна межа;

- Низька адгезія провідників;

- Низька роздільна здатність, менше 2 лін/мм (вузькі провідники відшаровуються під власною вагою);

- Високий питомий опір провідників (у 3...4 рази більший ніж у фольги). Це знижує завадостійкість.

- Отвори під металізацію тільки свердлять.

Самостійно цей метод практично не використовується. На ньому базується комбінований метод.

2.6. Метод впалювання

Технологічна сутність:

Впалювання срібла (СРСР) та міді (США) у термостійку основу (кераміка, ситал, скло). Основа рельєфна – провідники опуклі. Основу покривають пастою, яка містить метал. Відновлюється метал при високій температурі в середовищі .

Переваги:

- Найвища адгезія провідників;

- Найвища стійкість до грибків (тропічне виконання);

- Найвища механічна міцність;

- Дуже висока радіаційна стійкість;

- Працює до високих температур (800°С);

- Відсутність хімічного впливу на основу.

Недоліки:

- Низька роздільна здатність;

- Повторюваність гірше, ніж у хімічного методу;

- Низька продуктивність (час впалювання великий);

- Обмеження матеріалів основи.

Використовують у серійному виробництві для високонадійної ЕА. Частотні властивості кращі, ніж в інших методів.

Комбіновані методи:

З метою об’єднання переваг гальваностегії та хімічного осадження використовуються комбіновані методи:

1.комбінований негативний метод.

1.1. заготівка - плакований діелектрик.

1.2. будь-яким методом наноситься захисне покриття на провідникові ділянки

1.3. хімічне травлення не захищених прогальних ділянок (плата виконана

хімічним методом але без отворів)

(взуттєвий лак)

1.4. свердління отворів.

1.5. комплекс операцій хімічного осадження:

- сенсибілізація;

- активація;

- хімічне осадження.

1.6. видалення лаку.

1.7. гальванічне нарощування міді в отворах.

Головний недолік полягає в складності забезпечення контакту потенціалу до кожного отвору.

2.комбінований позитивний метод.

2.1. заготівка – двосторонній плакований діелектрик;

2.2.наносимо будь-яким способом захисне покриття;

2.3.покриваємо плату «взуттєвим лаком»;

2.4.свердління отворів;

2.5.комплекс операцій хімічного осадження;

2.6.видаляємо лак (метал тільки в отворах);

2.7.гальванічне нарощування міді (в отворах і на провідникових ділянках);

2.8.гальванічне осадження металевого резисту ;

2.9.видалення захисного покриття з прогальних ділянок;

2.10.хімічне травлення;

2.11.просвітлення (в середовищі флюсу, при температурі вище температури плавлення припою, оплавлюється резист і всі домішки, за рахунок поверхневого ефекту витісняються в флюс).