Методы изготовления печатных плат

28. Методы изготовления печатных плат.

1.  Субтрактивные

2.  Аддитивные

3.  Полуаддитивные

4.  Комбинированные

Субстрактивные методы. Метод наиболее распространен для различных по сложности конструкций. Основной метод – химический. Реализуется в производстве односторонних печатных плат, где присутствуют селективная защита и травление.

Схема процесса:

§  Вырубка заготовки;

§  Сверление отверстий;

§  Подготовка поверхности фольги, удаление заусенцев;

§  Трафаретное нанесение защитного рисунка;

§  Травление открытых участков;

§  Сушка;

§  Нанесение паяльной маски;

§  Горячее облуживание открытых участков припоем;

§  Ненесение маркировки и контроль.

Удаление фольги с непроводящих участков осуществляется либо с помощью торцевой фрезы (для единичного и мелкосерийного производства), либо химическим травлением (офсетно-химическим, сеточно-химическим или фотохимическим): 2FeCl₃+Cu®2FeCl₂+CuCl₂. В последнем случае получаются ПП высокой точности с малым количеством пробельных мест. При восстановлении из раствора потери меди составляют 80%, кроме этого происходит подтравливание за счёт длительного взаимодействия хлористого железа с металлом. Для снижения эффекта подтравливания необходимо использовать тонкий слой фольги.

Преимущества: возможность полной автоматизации, высокая производительность, низкая себестоимость.

Недостатки: низкая плотность монтажа, использование фольгированных материалов, наличие экологических проблем.

Механическое формирование зазора.

Из сплошного слоя фольги делают рисунок. Используют специальные фрезы и станки с ЧПУ. Необходимо обеспечивать постоянство размеров.

Метод отличается коротким технологическим циклом.

Недостатки: большой расход фрез, низкая производительность.

Лазерное гравирование.

Для получения отверстий используют СО₂ лазеры, а для зазоров – ультрофиолетовые лазеры.

Метод достаточно производительный, высокое разрешение – до 0,5 мм, но дорогое оборудование.

Аддитивные методы. Можно получить рисунок с помощью метода переноса со стальной матрицы. В гальваническую ванну помещается отполированная стальная матрица с защитным рисунком. После гальванического осаждения меди рисунок удаляется с матрицы и запрессовывается в горячем виде в диэлектрик. В качестве диэлектрика используются термопластичные материалы (пластмассы). Фотоаддитивный процесс:

§  Вырубка заготовки;

§  Сверление под металлизацию;

§  Нанесение фотоактивируемого катализатора;

§  Активация катализатора через фотошаблон-негатив;

§  Толстослойное химическое меднение (ТХМ);

§  Промывка платы;

§  Глубокая сушка;

§  Нанесение паяной маски;

§  Маркировка;

§  Обрезка по контуру;

§  Электрическое тестирование (контроль);

§  Приемка (сертификация).

Преимущества: использование нефольгированных материалов, возможность воспроизведения тонкого рисунка.

Недостатки: длительный контакт открытых участков с растворами, длительность процессов ТХМ.

Рассмотрим ещё один аддитивный метод получения токопроводящего рисунка (метод переноса): электрохимический. На нефольгированный диэлектрик (стеклотекстолит или гетинакс) наносится защитный рисунок таким образом, чтобы проводники и контактные площадки оставались открытыми. После этого выполняют сверление отверстий, подлежащих металлизации и проводят химическое меднение. Последнее включает в себя три операции:

1.  Сенсибилизация: SnCl₂®Sn²⁺;

2.  Активация: Pd²⁺+Sn²⁺®Pd⁰+Sn⁺⁴;

3.  Меднение: CuSO₄+HCHO+NaOH®Cu+HCO₂Na₂+H₂O.

Химически осаждённая медь имеет толщину 1,5 мкм и является электродом для гальванического осаждения. После гальванического осаждения, для получения монолитной структуры осуществляют оплавление рыхлой осаждённой меди. Завершающим этапом является нанесение защитного оловянно-свинцового сплава Розе для улучшения паяемости.

Для всех аддитивных методов характерен эффект разращивания, возникающий в результате того, что толщина слоя защитного рисунка меньше толщины слоя проводящего рисунка. Для устранения возможного эффекта закорачивания следует увеличить толщину слоя защитного рисунка (например, посредством использования сухого плёночного фоторезиста).