Получение заготовок

См. список литературы [1] стр. 326-330

[2] стр.276-291

Список литературы

1. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры: уч. для ВУЗов/ К.И. Билибин и др. под общ. ред. В.А. Шахнов. -М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.- 528 с.

2. Е.В. Пирогова. Проектирование и технология печатных плат: уч.- М.: Форум: Инфра-М, 2005.-560с.

3. А. Медведев. Печатные платы. Конструкции и материалы. - М.: Техносфера, 2005-304с.

4. А. Медведев. Технология производства печатных плат. - М.: Техносфера, 2005-360 с.

5. Х.И. Ханке, Х. Фабиан. Технология производства РЭА/ пер. с нем.; под ред. В.Н. Черняева.- М.: Энергия, 1980-464с.

6. Сборник задач и упражнений по технологии РЭА/ под ред. Е.М. Парфенова, М.: Высшая школа 1982- 255с.

7. ГОСТ 27200-87. Печатные платы. Правила ремонта. М.: изд-во стандартов, 1988.

8. ГОСТ 15.001-88. Системы разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения. М.: изд-во стандартов, 1989

9. Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справочник./ Э.Т. Романычева, А.К. Иванова и др. под ред. Э.Т. Романычевой. М.: Радио и связь, 1994-489с.

10. Н.Н. Ушаков. Технология производства ЭВМ: уч. для студентов ВУЗов по спец. "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети". - 3-е издание,-М.: Высшая школа, 1991-416с.

Получение фиксирующих, монтажных и переходных отверстий

См. список литературы [2] стр. 292-297

Получение фиксирующих, монтажных и переходных отверстий

См. список литературы [2] стр. 292-297

Сверление монтажных и переходных отверстий

См. список литературы [2] стр. 298-307

Подготовка поверхности

См. список литературы [2] стр. 307-312

[4] стр.76-82

стр. 181-220

ПРОЦЕССЫ ПЕЧАТИ

Фотолитография2] стр. 326-339

[3] стр. 218-240

Трафаретная печать (сеткография) [2] стр. 326-339

[3] стр. 218-240

Офсетная печать[2] стр. 326-339

[3] стр. 218-240

Процессы металлизации2] стр. 312-325

[ 4] стр. 83-180

Процессы травления2] стр. 342-345

Нанесение защитной паяльной маски2] стр. 339-341

[3] стр. 325-326

Процессы оплавления сплава ОС[2] стр. 345-346

Обработка по контуру[2] стр. 346-352

Прессование МПП[2] стр. 382-387

Прессование МПП

Прессование МПП — процесс соединения отдельных сигнальных слоев (односторонних и двусторонних), экранных слоев, слоев земли и питания в монолитную конструкцию при помощи склеивающих прокладок (препрегов) (рис 1).

Эта операция применяется в следующих методах изготовления МПП:

• попарного прессования;

• металлизации сквозных отверстий;

• ПАФОС (полностью аддитивное формирование отдельных слоев);

• с инваровыми и кевларовыми слоями и др.

Рис 1. Пакет МПП для прессования: 1 — изоляционная прокладка; 2 — экранирующий слой; 3-прокладочная стеклоткань.

Сущность процесса прессования заключается в том, что прессование всех сигнальных, экранных слоев и других слоев осуществляется одновре­менно с помощью прокладочной стеклоткани, пропитанной недополимеризованной термореактивной смолой в пресс-форме (рис. 2). Пресс-форма состоит из двух стальных плит; в нижней плите имеется не­сколько штырей для совмещения слоев и фиксации пакета МПП при прес­совании. Пакет МПП состоит из заготовок сигнальных слоев, переложен­ных прокладочной стеклотканью, расположенных в середине пакета, эк­ранных слоев, а также из нескольких слоев из нержавеющей стали, кабельной бумаги и электроизоляционной триацетатной пленки, прилегаю­щих к верхней и нижней плите пресс-формы. Сборка пакета в пресс-форму перед прессованием осуществляется с фиксацией всех слоев заготовок на фиксаторах (штырях) нижней плиты. Собранный в пресс-форме пакет МПП устанавливается между плитами многоярусного пресса, и осуществ­ляется нагрев, прикладывается первая ступень давления, прессование, в те­чение которого измеряется объемное сопротивление изоляции для опреде­ления момента приложения высокого давления (т. е. второй ступени удельного давления)

Рис 2. Пресс-форма для прессования МПП: 1 — направляющая втулка; 2 — верхняя плита; 3— ручка; 4— палец; 5— прокладка; 6— нижняя плита; 7— направляющая колонка

Рис 3. Зависимость сопротивления диэлектрика от режимов прессования.

Этот момент определяется по минимальному значению объемного сопротивления диэлектрика, которое соответствует полному расплавлению смолы и началу периода гелеобразования

(рис. 3).

Операция прессования является очень ответственной, так как брак на этой операции необратим (платы не поддаются ремонту). Сложность про­ведения прессования обуславливается большим числом факторов, влияю­щих на качество выполнения операции и МПП, таких как:

• нестабильность характеристик стеклоткани, связанная с содержани­ем, текучестью и растворимостью связующего вещества (смолы), с содержанием летучих веществ;

• качество подготовки поверхности слоев (чистота отмывки), связан­ное с поверхностным сопротивлением изоляции слоев;

• толщина стеклоткани между сигнальными слоями;

• режимы прессования: температура нагрева, величина и время прило­жения высокого удельного давления, время выдержки под высоким давлением, условия охлаждения и пр.

Спрессованная МПП должна обладать следующими свойствами:

• высокой прочностью сцепления слоев (должно отсутствовать рас­слоение МПП);

• устойчивостью к климатическим воздействиям и технологических сред на последующих этапах обработки;

• малыми диэлектрическими потерями и минимальной диэлектриче­ской проницаемостью для передачи высокочастотных сигналов с ми­нимальными искажениями;

• высоким сопротивлением изоляции;

• высокой точностью совмещения сигнальных слоев;

• размерной стабильностью и отсутствием коробления.

Качество спрессованной заготовки МПП оценивается стойкостью спрессованной заготовки МПП к воздействию термоудара при температуре Т= (260+10) °С в течение 5 с и пределом прочности спрессованных слоев МПП при сдвиге.

Основными режимными параметрами при прессовании МПП являются:

• удельное давление первой и второй ступени;

• температура;

• время выдержки;

• время приложения второй ступени высокого удельного давления.

Во время процесса прессования и МПП возникают внутренние напря­жения под воздействием температуры и давления. Появление внутренних напряжений связано:

• с различием ТКЛР материалов слоев МПП: меди (печатные провод­ники), стеклоткани и связующего вещества (смолы);

• с разной толщиной материалов слоев;

• с непараллельностью плит пресса и пресс-форм;

• с наличием в изоляционном основании слоев и склеивающих про­кладок пор, заполненных воздухом, конденсированной влагой, пара­ми растворителей и других летучих веществ.

Снятие внутренних напряжений после прессования возможно следую­щими путями:

• охлаждением пресс-форм под давлением;

• предварительным вакуумированием склеивающих прокладок при тем­пературе, при которой удаляются летучие вещества и влага при опре­деленном давлении (для удаления летучих веществ используют давле­ние порядка 2,5 * 10^-3 МПА, а для удаления влаги — 1 • 10^-3 МПа).

Для прессования МПП применяют многоярусные гидравлические прессы с номинальным усилием 40; 100; 175 т, выбор которого зависит от площади поверхности прессуемых заготовок МПП: до 10 дм^2 — 100 т; от 25 дм^2 — до 175 т. Эти гидравлические прессы оборудованы системами на­грева и охлаждения плит и устройствами для регулирования и поддержания температуры и давления нижней и верхней ступеней.

Цикл прессования состоит из следующих этапов (рис. 4):

• ab — нагрев пакета до температуры прессования T=(175±5) °С при низком давлении (первой ступени), равном 0,05...0,1 МПа (датчики контроля температуры расположены в плитах пресса);

• bd — приложение высокого давления (вторая ступень), порядка 2...3 МПа при минимальной величине объемного сопротивления изо­ляции, значение которого снимают с датчиков, расположенных на технологическом поле сигнальных слоев в пакете и которое соответст­вует полному расплавлению смолы и началу периода гелеобразования;

• de — выдержка при температуре полимеризации смолы;

• еf— охлаждение до температуры 30...40 °С под давлением.

Рис 4 Этапы прессования

Возрастающие требования к МПП в связи с повышением плотности монтажа, уменьшением ширины проводников и расстояний между ними порождают проблемы, связанные с размерной нестабильностью МПП, с их короблением, расслоением, которые влекут за собой ужесточение требова­ний к прессовому оборудованию:

• точность поддержания температуры плит — (± 2) °С;

• должно быть вакуумирование рабочей зоны;

• параллельность плит — ±0,005 мм;

• точность поддержания давления;

• программное управление температурой, давлением, скоростью повы­шения температуры и скоростью охлаждения пакета;

• автоматизации транспортирования;

• индикации текущих значений температуры и давления.

В настоящее время такое оборудование выпускается фирмами PASADENA (США), BURKLE (ФРГ), BIEFFEBI (Италия) и др. Оно со­стоит из пресса нагрева с вакуумной камерой, пресса охлаждения, загруз­чика и разгрузчика пресс-форм, установки вакуумирования, системы управления, плит размером 400 х 550; 500 х 550; 800 х 850 мм; усилие прес­са нагрева 40; 100; 175 т; максимальная температура плит нагрева 250 °С.

Прессование с вакуумированием состоит из следующих операций:

1) контроль текучести смолы; текучесть смолы должна находиться в пределах 20...35 %, а по возможности необходимо применять склеи­вающие прокладки с минимальной текучестью смолы (эта операция проводится для проверки способности материала к склеиванию при прессовании);

2) сборка пакета;

3) прессование совмещенное, т. е. нагрев и охлаждение пресс-формы происходит на одном прессе;

4) вакуумирование — проводится для удаления летучих веществ и кон­денсированной воды, чтобы исключить образование напряжения, коробления и улучшить электрические характеристики;

5) разогрев плит пресса и пресс-формы с пакетом до Т= 160... 170 °С;

6) приложение первой ступени давления Р= 0,1...0,5 МПа в течение 10...30 мин;

7) контроль величины сопротивления изоляции и момента начала гелеобразования смолы;

8) приложение второй ступени давления Р= 2,0...3,0 МПа в течение 50...70 мин (при этом происходит процесс полимеризации смолы);

9) охлаждение пресс-формы вместе с плитами пресса до температуры Т= 30...40 °С;

10) обрезка облоя на роликовых ножницах;

11) испытание на термостойкость термоударом в кремнийорганической жидкости при температуре Т= (260+5) °С в течение 10 с.

При раздельном прессовании после завершения процесса приложения высокого давления (второй ступени) пресс-формы перегружаются в холодный пресс, в котором пакет медленно охлаждается под давлением и происходит полимеризация смолы. Многослойные ПП, изготовленные способом совмещенного и раздельного прессования имеют идентичные прочностные и электроизоляционные свойства, однако при раздельном прессовании| технологический цикл уменьшается примерно на 25...30 %.

Процесс с вакуумированием имеет ряд преимуществ по сравнению с рассмотренными выше процессами:

• равномерное распределение теплового потока и давления по площа­ди заготовки МПП;

• более высокая производительность процесса;

• возможность прессования МПП различных размеров;

• возможность изменения температуры и давления в широком диапа­зоне при минимальном запаздывании;

• быстрое проникновение тепла в середину пакета;

• простота управления с помощью ПК. Последовательность прессования в автоклавах:

1) упаковка пакета МПП в воздухонепроницаемую и теплостойкую пленку;

2) размещение пакетов на этажерку-тележку и подключение к ваку­ум-насосу;

3) вакуумирование в автоклаве;

4) подача подогретого газа (углекислого газа или азота) под давлением до 3...7 МПа при Т= 250 °С.

Прессование в автоклавах позволяет значительно повысить качество МПП.

В настоящее время в ряде случаев применяют автоматические машины сборки пакетов МПП по реперным знакам с автоматической оптической системой и бандажированием по периметру мягкими медными заклепками, что позволяет проводить прессование без пресс-форм. Это значительно уменьшает напряжения, возникающие в заготовках в процессе прессова­ния, коробление и улучшает условия протекания тепловых процессов. В ка­честве примера можно привести установку сборки и бандажирования паке­та МПП RIVOMAT, на которой производится пробивка отверстий и ус­тановка заклепок на заготовках размером 640 х 820 мм с точностью ±7 мкм.

Источниками опасных и вредных производственных факторов при прессовании являются пыль и стружка стеклоткани, пары эпоксидной смо­лы, кремнийорганическая жидкость, температура которой 260 °С при ис­пытаниях МПП на термоудар.

Для удаления вредных веществ из помещений необходима приточно-вытяжная вентиляция, из рабочей зоны — местная вытяжная вентиля­ция, а производственный персонал должен быть обеспечен средствами ин­дивидуальной защиты.

Основными дефектами при прессовании являются расслоение, разнотолщинность (непараллельность слоев), внутренние напряжения.

Маркировка ПП 2] стр. 352-353

Испытания и контроль ПП [2] стр. 353-382

[4] стр. 311-356

[5] стр. 298-306

Испытания ПП (Е.В.Пирогова)

Испытания ПП

Испытания — экспериментальное определение количественных и ка­чественных показателей качества ПП как результат воздействия на них внешних дестабилизирующих факторов, включая технологические. ПП должны обеспечивать работоспособность при воздействии на них внеш­них факторов (режим работы, климатические и механические воздейст­вия) (рис. 1.1). Предельные значения внешних воздействующих факторов определяют группу жесткости работы ПП. Группу жесткости, определяю­щую перечень воздействующих факторов и соответствующих им видов испытаний, устанавливает конструктор, в зависимости от группы ЭА, для которой разрабатывают ПП (стационарная, возимая, носимая, самолет­ная, бытовая и др.), объекта установки, условий эксплуатации и в соот­ветствии с предельными значениями внешних воздействующих факторов; ее указывают в ТЗ.

Рис. 1.1 Классификация объективных эксплуатационных факторов, действующих на ЭА

Целью проведения испытаний является:

• проверка качества материалов, покрытий, свойств, размеров и эксплуатационных характеристик ПП;

• контроль точности, устойчивости и надежности ТП изготовления;

• проверка работоспособности ПП с учетом влияния воздействующих факторов;

• проверка соответствия ПП стандартам, техническим условиям (ТУ) или частным ТУ (ЧТУ);

• гарантирование качества ПП при международном товарообмене;

• доводка ПП до необходимого уровня качества;

Качество ПП — совокупность свойств, которые определяют способность ПП удовлетворять заданным требованиям. Качество ПП определяют конструктивные, технологические, экономические и другие параметры. Качество ПП как свойство закладывается на этапе разработки конструкции и ТП изготовления, а оценивается в процессе эксплуатации, когда на изготовление ПП затрачены значительные средства.

Наиболее целесообразно оценивать качество ПП путем контроля и проведения испытаний на каждом этапе жизненного цикла ПП: при проектировании, постановке на производство, изготовлении, эксплуатации (при анализе рекламаций) и др. Поэтому испытания проводятся на различ­ных этапах жизненного цикла ПП: при проектировании; при изготовле­нии; при выпуске ПП;

Цели и задачи проведения испытаний на этих стадиях различны: при проектировании целью испытаний является повышение качества ПП, а на этапах изготовления и выпуска — оценка их качества, поэтому проводятся различные виды испытаний при проектировании, при изготовлении опыт­ного образца или опытной партии, а также в серийном и массовом произ­водстве ПП.

Испытания готовых ПП (при выпуске) бывают различные:

• квалификационные — проводятся на установочной серии ПП на стадии освоения производства с целью оценки готовности предприятия к выпуску ПП данного типа в заданном объеме;

• предъявительские — осуществляет служба технического контроля предприятия перед предъявлением ПП для приемки представителям заказчика;

• приемо-сдаточные — проводятся в освоенном производстве. Это контрольные испытания готовых ПП при приемке изготовителем или представителем заказчика вместе с изготовителем;

• периодические — осуществляются один раз в месяц или квартал с целью контроля качества ПП и возможности продолжения их выпус­ка. Это длительные дорогостоящие испытания с термоциклами, про­должительными вибрациями и пр. Поэтому они всегда бывают выбо­рочными;

• инспекционные — выполняются специально уполномоченными организациями выборочно для оценки стабильности качества ПП;

• типовые — испытания выпускаемых ПП, которые проводятся с це­лью оценки эффективности внесения изменений в конструкцию, ТП изготовления ПП и др.;

• аттестационные — для оценки качества ПП при их аттестации по категориям качества;

• сертификационные — для установления соответствия показателей качеств ПП требованиям национальных и международных стандартов.

Для обеспечения нормального взаимодействия между изготовителем и заказчиком ПП необходимо использовать нормативно-методическую документацию, в которой стандартизованы:

• требования к испытаниям ПП;

• процесс организации испытаний;

• методы и устройства испытаний ПП;

• форма и содержание специальных технических документов (методик, программ, заключений, протоколов, и пр.);

• положения о правах и обязанностях изготовителей и заказчиков ПП, а также подразделений, проводящих испытания;

• планирование испытаний, что оговаривается в частных и общих ТУ на конкретные типы ПП.

ГОСТ 23752.1–92 «Платы печатные. Методы испытаний» (МЭК 326-2–90) является каталогом стандартных методов испытаний, необходи­мых для оценки свойств, размеров и эксплуатационных характеристик всех ПП.

ГОСТ 23752–79 «Платы печатные. Общие технические условия» содержит технические требования, правила приемки, методы испытаний, требо­вания к маркировке, упаковке, транспортированию, хранению и распространяется на все готовые ПП (ОПП, ДПП, МПП, ГПП, ГПЖ, ГПК) независимо от метода их изготовления. Он состоит из нескольких стандартов:

• МЭК 326-2–76. Часть 2. Методы испытаний (8 стандартов) – групповые ТУ на различные типы ПП (ОПП, ДПП, МПП, ГЖП и др.);

• МЭК 326-1–84. Часть 1. Общая информация для составления ТУ.

Поскольку ГОСТ 23752.1–92 и ГОСТ 23752–79 с комплектом стандартов не распространяется на требования, предъявляемые к размерам, свой­ствам и эксплуатационным характеристикам конкретных ПП, их целесооб­разно использовать как рекомендации по составлению конкретных стан­дартов типа, частные технические условия (ЧТУ), в которых будут установлены требования к конкретным ПП, а также объем, последовательность испытаний, допустимые условия их эксплуатации. Поэтому основ­ным документом, по которому осуществляется контроль качества выпус­каемых ПП, являются стандарты технических условий (ТУ) на конкретные типы ПП и ЧТУ.

Например, на основании ТУ на конкретные ПП (МЭК 326-9–91 «Пла­ты печатные. Часть 9. Технические условия на гибкие МПП») по результа­там испытаний принимается решение о пригодности поставки ПП и последующему их использованию, а также решаются все спорные вопросы между изготовителем и заказчиком.

Указанные выше стандарты ГОСТ 23752.1–92 и ГОСТ 23752–79 распространяются на все готовые ПП, изготовленные любым способом, и необходимы для обеспечения однообразия, воспроизводимости методов и ме­тодик проведения испытаний.