Baskılı devre kartları için malzeme. Çok katmanlı panoların preslenmesi

Elektronik baskılı devre kartı (Rusça kısaltma - PP, İngilizce - PCB), birbirine bağlı mikroelektronik bileşenlerin yerleştirildiği bir levha paneldir. Baskılı devre kartları, basit apartman zillerinden ev radyolarına, stüdyo radyolarından karmaşık radar ve bilgisayar sistemlerine kadar çeşitli elektronik ekipmanların bir parçası olarak kullanılır. Teknolojik olarak elektronikte baskılı devre kartlarının imalatı, iletken bir "film" malzemesiyle bağlantıların oluşturulmasını içerir. Böyle bir malzeme, alt tabaka adını alan bir yalıtkan plaka üzerine uygulanır ("baskı").

Elektronik baskılı devre kartları sistemlerin oluşumu ve geliştirilmesi yolunun başlangıcını işaret etti elektrik bağlantıları 19. yüzyılın ortalarında geliştirildi.

Metal şeritler (çubuklar) başlangıçta hacimli olarak kullanıldı elektrik parçaları ahşap bir taban üzerine monte edilmiştir.

Yavaş yavaş metal şeritler iletkenlerin yerini vidalı terminal bloklarıyla değiştirdi. ahşap taban ayrıca metal tercih edilerek modernize edildi.

Prototip böyle görünüyordu modern üretim PP. 19. yüzyılın ortalarında benzer tasarım çözümleri kullanıldı.

Kompakt, küçük boyutlu elektronik parçaların kullanılması uygulaması benzersiz çözüm temel olarak. Ve böylece, 1925'te Charles Ducasse (ABD) adında biri böyle bir çözüm buldu.

Amerikalı bir mühendis, yalıtımlı bir plaka üzerinde elektrik bağlantılarını düzenlemenin benzersiz bir yolunu önerdi. Devre şemasını plakaya aktarmak için elektriksel olarak iletken mürekkep ve bir şablon kullandı.

Kısa bir süre sonra - 1943'te İngiliz Paul Eisler, bakır folyo üzerine iletken devrelerin aşındırılması buluşunun da patentini aldı. Mühendis, folyo malzemeyle lamine edilmiş bir yalıtkan plaka kullandı.

Bununla birlikte, Eisler teknolojisinin aktif kullanımı yalnızca 1950-60 döneminde, mikroelektronik bileşenlerin - transistörlerin üretiminde icat edilip ustalaşıldıklarında fark edildi.

Üretim teknolojisi Deliklere doğruÇok katmanlı baskılı devre kartlarında kullanılan bu yöntemin patenti 1961 yılında Hazeltyne (ABD) tarafından alınmıştır.

Böylece elektronik parçaların yoğunluğunun artması ve bağlantı hatlarının birbirine yakın düzenlenmesi sayesinde baskılı devre kartı tasarımında yeni bir dönem açıldı.

Elektronik baskılı devre kartı - imalat

Sürecin genelleştirilmiş vizyonu: bireysel elektronik parçalar, yalıtkan alt tabakanın tüm alanına dağıtılır. Kurulan bileşenler daha sonra devre devrelerine lehimlenir.

Temas "parmakları" (pimler) olarak adlandırılanlar, alt tabakanın en uç bölgelerinde bulunur ve sistem konektörleri görevi görür.

Temas "parmakları" aracılığıyla çevresel baskılı devre kartlarıyla iletişim veya harici kontrol devrelerinin bağlantısı düzenlenir. Elektronik baskılı devre kartı, aynı anda bir işlevi veya birkaç işlevi destekleyen bir devrenin kablolanması için tasarlanmıştır.

Üç tip elektronik baskılı devre kartı üretilmektedir:

1. Tek taraflı.
2. İki taraflı.
3. Çok katmanlı.

Tek taraflı baskılı devre kartları, parçaların yalnızca bir tarafa yerleştirilmesiyle ayırt edilir. Devrenin tüm parçaları uymuyorsa tek taraflı tahta, iki taraflı bir seçenek kullanılır.

Yüzey malzemesi

Baskılı devre kartlarında geleneksel olarak kullanılan alt tabaka genellikle epoksi reçine ile birleştirilmiş cam elyafından yapılır. Alt tabaka bir veya her iki tarafta bakır folyo ile kaplanmıştır.

Yine bakır filmle kaplanmış fenolik reçine kağıdına dayalı elektronik baskılı devre kartlarının üretiminin uygun maliyetli olduğu düşünülmektedir. Bu nedenle, tüketici elektroniğinin donatılmasında diğer varyasyonlardan daha sık kullanılır.

Kablolama, alt tabakanın bakır yüzeyinin kaplanması veya aşındırılmasıyla gerçekleştirilir. Bakır raylar korozyona karşı koruma sağlamak için kalay-kurşun bileşimi ile kaplanmıştır. Baskılı devre kartları üzerindeki kontak pimleri bir kalay tabakasıyla, ardından nikelle ve son olarak yaldızla kaplanır.

Ciltleme işlemlerinin gerçekleştirilmesi

Yüzeye montaj teknolojisi, düz (J şeklinde) veya açılı (L şeklinde) dalların kullanımını içerir. Bu tür dallanmalar nedeniyle her elektronik parça doğrudan baskılı devreye bağlanır.

Karmaşık bir macun (yapıştırıcı+flux+lehim) kullanılarak elektronik parçalar geçici olarak temas noktasında tutulur. Tutma, baskılı devre kartı fırına yerleştirilinceye kadar devam eder. Burada lehim erir ve devre parçalarını birbirine bağlar.

Bileşen yerleştirmenin karmaşıklığına rağmen yüzeye montaj teknolojisinin bir başka önemli avantajı daha vardır.

Bu teknik, eski açık delik yönteminde uygulandığı gibi, zaman alıcı delme işlemini ve yapıştırma contalarının kullanılmasını ortadan kaldırır. Ancak her iki teknoloji de aktif olarak kullanılmaya devam ediyor.

Elektronik devre kartı tasarımı

Her bir elektronik devre kartı (kart grubu) benzersiz işlevsellik için tasarlanmıştır. Elektronik PCB tasarımcıları, devreyi baskılı devre kartı üzerine yerleştirmek için tasarım sistemlerine ve özel "yazılımlara" yöneliyorlar.

İletken izler arasındaki boşluk genellikle 1 mm'den fazla olmayan değerlerle ölçülür. Bileşen iletkenleri veya temas noktaları için delik konumları hesaplanır.

Tüm bu bilgiler sondaj makinesini kontrol eden bilgisayarın yazılımının formatına dönüştürülür. Benzer şekilde, elektronik baskılı devre kartlarının üretimi için otomatik bir tane programlanmıştır.

Devre şeması hazırlandıktan sonra devrenin (maskenin) negatif görüntüsü şeffaf bir plastik tabakaya aktarılır. Negatif görüntünün devre görüntüsüne dahil olmayan alanları siyahla işaretlenir ve devrenin kendisi şeffaf kalır.

Elektronik baskılı devre kartlarının endüstriyel üretimi

Elektronikte baskılı devre kartlarının üretilmesine yönelik teknolojiler, temiz bir çevreye sahip üretim koşulları sağlar. Endüstriyel tesislerin atmosferi ve nesneleri, kirliliğin varlığı açısından otomasyonla kontrol edilir.

Birçok elektronik baskılı devre kartı imalat şirketi uygulama yapıyor benzersiz yapımlar. Ve standart formda, çift taraflı baskılı devre kartının üretimi geleneksel olarak aşağıdaki adımları içerir:

Baz yapımı

1. Fiberglas alınıp proses modülünden geçirilir.
2. Epoksi reçine ile emprenye edilmiştir (daldırma, püskürtme).
3. Fiberglas, alt tabakanın istenen kalınlığına kadar makinede yuvarlanır
4. Alt tabakayı bir fırında kurutmak ve büyük paneller halinde katlamak.
5. Paneller, bakır folyo ve yapışkan kaplamalı destek ile dönüşümlü olarak yığınlar halinde düzenlenmiştir.

Son olarak istifler, 170°C sıcaklıkta ve 700 kg/mm2 basınçta bir presin altına yerleştirilir ve 1-2 saat süreyle preslenir. Epoksi reçine sertleşir bakır folyo basınç altında alt tabaka malzemesine bağlanır.

Delme ve kalaylama delikleri

1. Alt tabakanın birkaç paneli alınır, üst üste istiflenir ve sağlam bir şekilde sabitlenir.
2. Katlanmış yığın, şematik çizime göre deliklerin açıldığı bir CNC makinesine yerleştirilir.
3. Açılan delikler fazla malzemeden temizlenir.
4. İletken deliklerin iç yüzeyleri bakırla kaplıdır.
5. İletken olmayan delikler kaplanmamış olarak bırakılır.

Baskılı devre kartının devre şemasının üretilmesi

Toplama veya çıkarma prensibi kullanılarak bir PCB yerleşim şablonu oluşturulur. Katkı maddesi seçeneğinde ise alt tabaka istenilen desende bakır ile kaplanır. Bu durumda devrenin dışındaki kısım işlenmeden kalır.

Çıkarma işlemi öncelikle alt tabakanın genel yüzeyini kapsar. Daha sonra diyagram çiziminde yer almayan ayrı bölümler kazınır veya kesilir.

Ekleme süreci nasıl gidiyor?

Substratın folyo yüzeyi önceden yağdan arındırılır. Paneller bir vakum odasından geçer. Vakum nedeniyle, pozitif fotodirençli malzeme tabakası tüm folyo alanı boyunca sıkıca sıkıştırılır.

Bir fotorezist için pozitif malzeme, ultraviyole radyasyon altında çözünme kabiliyetine sahip bir polimerdir. Vakum koşulları, folyo ile fotorezist arasındaki olası artık havayı hariç tutar.

Devre şablonu fotorezistin üzerine yerleştirilir ve ardından paneller yoğun ultraviyole ışığa maruz bırakılır. Maske devrenin alanlarını şeffaf bıraktığından bu noktalardaki fotorezist UV radyasyonuna maruz kalır ve çözülür.

Daha sonra maske çıkarılır ve paneller alkalin solüsyonla tozlanır. Bu tür bir geliştirici, ışınlanmış fotorezistin devre deseni alanlarının sınırları boyunca çözülmesine yardımcı olur. Böylece bakır folyo alt tabakanın yüzeyinde açıkta kalır.

Daha sonra paneller bakırla galvanizlenir. Bakır folyo galvanizleme işlemi sırasında katot görevi görür. Açık alanlar 0,02-0,05 mm kalınlığa kadar galvanizlenir. Fotorezistin altında kalan alanlar galvanizlenmez.

Bakır boşanmaları ayrıca kalay-kurşun bileşimi veya başka bir koruyucu kaplama ile kaplanır. Bu eylemler bakırın oksidasyonunu önler ve üretimin bir sonraki aşamasına direnç oluşturur.

Atık fotorezist, asidik bir solvent ile substrattan çıkarılır. Devre modeli ile kaplama arasındaki bakır folyo açığa çıkar. PCB devresi bakırı kalay-kurşun bileşiği ile korunduğu için buradaki iletken asitten etkilenmez.

Elektronik devre kartlarının endüstriyel üretimi için teknik

Temel malzeme - montaj cihazının ana taşıyıcısı ve baskılı devre kartının elektronik devreleri. Ana malzeme PCB üreticisine "panel" olarak temin edilir ve uygun şekilde kesilir. gerekli boyut belirli bir tahtanın üretimi için. Baskılı devre kartları için farklı kalınlık ve kaplamalara sahip birçok temel malzemenin yanı sıra çeşitli elektrik ve Mekanik özellikler işlevselliği etkileyen elektronik devre. Ayrıca bkz. PP Malzemeler. Çoğunlukla temel malzeme, bakır folyo veya önceden emprenye edilmiş epoksi reçineli (FR4) cam elyafıdır.

Getinax folyo - bağlayıcı olarak fenolik veya epoksifenolik reçine ile emprenye edilmiş, bir tarafı veya her iki tarafı bakır folyo ile kaplanmış sıkıştırılmış yalıtım kağıdı katmanları.

Yalıtım malzemesinin esnekliği – çapı esnek bölümün kalınlığının çeşitli değerlerine eşit olan mandrel etrafındaki bükme çevrimlerinin sayısına göre ayarlanır.

Sert yaldız - elektrolitik sert altın kaplama, altın kurşunlar için kullanılan sürtünmeye karşı korumalı bir yüzeydir. Bakır ray üzerine nikeli elektrolizle kapladık. Nikel daha sonra altınla kaplanır.

Haddelenmiş Bakır Folyo - elektrolitik folyonunkinden 5-6 kat daha büyük bir nispi uzamaya sahiptir, bu nedenle daha fazla esnekliğe, bükülme kabiliyetine ve aynı zamanda tabakalara ayrılmadan işlenme kabiliyetine sahiptir. Pahalıdır. Esnek baskılı devre kartlarının üretiminde kullanılır.

PCB temel malzemesi - baskılı devre kartının çizildiği malzeme (dielektrik).

Sertleşmemiş temel malzemeler - B koşulunda reçineyle kaplanmış bakır folyo - kısmen kürlenmiş reçine veya C koşulunda - tamamen kürlenmiş reçinenin yanı sıra sıvı dielektrikler ve kuru film dielektrikler.

Folyo olmayan dielektrikler iki türdendir. 1. PP üretimi sürecinde biriken bakırın yapışma mukavemetini kimyasal yöntemle arttırmak için uygulanan yapışkan tabaka ile; 2. Dielektrik hacmine kimyasal bakırın birikmesini teşvik eden bir katalizör eklenir.

Kalın bakırlı PCB - genellikle kalın bir bakır levha, bakır kalınlığı > 105 µm olan bir baskılı devre kartıdır. Bu tür kartlar otomotivde yüksek anahtarlama akımları için kullanılır ve endüstriyel elektronik ve belirli müşteri istekleri için. Bakır, gümüşten sonra en yüksek ısı iletkenliğine sahiptir.
Kalın bakır tabakasına sahip levhalar şunları yapmanızı sağlar:
Yüksek anahtarlama akımları
Yerel ısıtmayla optimum ısı dağıtımı
Artan ömür, güvenilirlik ve entegrasyon düzeyi
Ancak levhayı tasarlarken aşındırma işlemine ilişkin özel önlemlerin alınması gerekir; yalnızca daha geniş iz yapıları kabul edilebilir.

Prepreg'ler - MPP katmanlarını yapıştırmak için kullanılan yalıtım yastıklama malzemesi. Yetersiz polimerize edilmiş ısıyla sertleşen epoksi veya diğer reçinelerle emprenye edilmiş cam elyafından yapılırlar.

SAF (düşük akışlı prepreg), GFP üretiminde kullanılan, hem cam elyafına hem de poliimide yapışma özelliğine sahip, kontrollü akışlı bir yapıştırıcıdır.

Altınla bağlantı - PCB yüzeyi Bond altın, genellikle altın yüzeyler olmak üzere yapıştırılabilir yüzeyler için ortak bir terimdir. Bağlantılar şunlardır: alüminyum teller (Al) için nikel daldırma altın kaplama (ENIG), altın teller (Au) için elektrolizle kaplanmış yumuşak altın ve her iki bağlantı yöntemi için de uygun olan ENEPIG (nikel paladyum daldırma altın kaplama).
Kimyasal (daldırma) yaldız için altın katmanının kalınlığı yaklaşık 0,3-0,6 µm, elektrolitik (yumuşak) yaldız için yaklaşık 1,0-2,0 µm ve ENEPIG için yaklaşık 0,05-0,1 µm altın artı 0,05-0,15 µm paladyumdur. Altın katmanları yaklaşık 3,0-6,0 µm nikele dayanmaktadır.

Folyo fiberglas - epoksifenol veya epoksi reçinesi ile emprenye edilmiş preslenmiş cam elyaf katmanları. Getinax ile karşılaştırıldığında daha iyi mekanik ve elektriksel özelliklere, daha yüksek ısı direncine ve daha az nem emilimine sahiptir.

PP üretimi için teknolojik (sarf malzemesi) malzemeler – fotorezistler, özel şablon mürekkepleri, koruyucu maskeler, bakır kaplama elektrolitleri, gravür vb.

Güçlendirilmiş temel malzemeler ve prepregler – belirli bir filaman geometrisine ve belirli bir filaman dağılımına (Z ekseni yönünde düz taraf) sahip, lazer teknolojisi için özel olarak geliştirilmiş dokunmamış cam malzemeler, yönlendirilmemiş fiber düzenlemesine sahip organik malzemeler (aramid), lazer için önceden emprenye edilmiş malzemeler teknoloji, cam kumaşa dayalı standart tasarımlar vb.

folyo dielektrikler - filamentlerden yapılmış fiberglas kumaştan oluşur; cam elyafını emprenye etmek için kullanılan reçine; Folyo malzemelerinin metalik kaplaması olarak kullanılan folyo.

Folyolu ve folyosuz poliimid - esnek baskılı devre kartları, FPC, esnek-sert baskılı devre kartlarının yanı sıra çok katmanlı baskılı devre kartları, entegre devre taşıyıcı bantlar ve 1000 pin'e kadar büyük hibrit entegre devrelerin üretimi için yüksek sıcaklıkta kritik elektronik ekipmanlarda kullanılır .

Elektrolitik Bakır Folyo - ucuz; CHP üretiminde kullanılan yüksek yoğunluk iletken çizimi. Katanaya kıyasla bakırın boşluklardan temizlenmesinde daha yüksek çözünürlüğe sahiptir.

CEM 1 çok katmanlı kağıttan yapılmış bir PCB taban malzemesidir. CEM 1, epoksi emdirilmiş bir kağıt arka yüzeye ve bir adet fiberglas dış katmana sahiptir. Kağıt desteğinden dolayı bu malzeme açık delik kaplamaya uygun değildir. Malzeme spesifikasyonu IPC-4101 belgesinde yer almaktadır.

IMDS - Uluslararası Malzeme Veri Sistemi . IMDS (www.mdsystem.com), her makinenin veya alt grubun (örn. motor) bireysel malzeme bileşenlerini tanımlamak amacıyla otomobillerde, parçalarda, cihazlarda ve sistemlerde kullanılan malzemelerin bileşimini toplamak üzere otomobil üreticileri tarafından geliştirilmiştir.
ELV Direktifi'nin (06/21/2003) yürürlüğe girmesinden bu yana, otomotiv tedarikçilerinin, mevcut geri kazanım oranlarını belirlemek için IMDS kapsamında ürünlerinin içerik maddeleri hakkında veri sağlamaları gerekmektedir.
IMDS'ye kayıtlı olmalıdır:
Baskılı devre kartı
Monte edilmiş baskılı devre kartları
Bileşenler
ZVEI ve Otomotiv Endüstrisi Montaj Malzemesi Veri Verileri - Malzeme Veri Beyanı İşbirliğini İmzaladı:
Elektronik Bileşenler ve Sistemler Bölümü ve Baskılı Devre Kartı Bölümü ve elektronik sistemler ZVEI, Alman Elektronik ve Elektronik Derneğidir. elektrik üreticileri elektronik bileşenlerin ve baskılı devre kartlarının malzemelerine ilişkin verilerin bildirilmesi için etkili bir konsept geliştirdi. Şirketler arası ürün grupları ve tipik değerler oluşturularak malzeme verileri elde edilmelidir. "Şemsiye" spesifikasyonları olarak adlandırılan bu malzeme veri sayfaları, doğrulukta gözle görülür bir kayıp olmaksızın beyanı büyük ölçüde basitleştirir. Bu konsept 2004 yılından bu yana otomotiv endüstrisinde başarıyla uygulanmaktadır.
IMDS sistemi ile birlikte "Şemsiye Şartnameleri"nin uygulanması için IMDS, 019 "Baskılı Devre Kartları" Tavsiyesini yayınlamıştır. Bu yönergeler, birleştirilmiş baskılı devre kartlarının malzeme içeriğini girmek için bir yöntemi açıklamaktadır.
IMDS Tavsiye 019'dan Madde 5. E/E (Baskılı Devre Kartı Bileşeni) için Standart Kurallar ve Yönergeler'den alıntı: "IMDS, Umbrella Spec, IPC1752 veya benzer formattaki PCB bileşen verileri, iş ortakları arasında anlaşmaya varıldığında kabul edilir."
ZVEI tarafından PCB üreticileriyle birlikte geliştirilen IMDS için "Şemsiye" spesifikasyonları.
Dinamik program, her boyuttaki baskılı devre kartının içerdiği maddelerin sayılmasını kolaylaştırır. Yüzey ve katman sayısı serbestçe seçilebilir. Standart teknolojiler bir veritabanında saklanır.

RoHS - Zararlı maddelerin yasaklanmasına ilişkin direktif. Avrupa Birliği hukukunun bu hükmü, elektronik cihazların kurşun veya başka zararlı maddeler içeremeyeceğini söylüyor. Baskılı devre kartları için RoHS uyumluluğu iki bileşen tarafından kontrol edilir: temel malzeme ve yüzey.

PCB üretimi için şu malzemeleri seçmemiz gerekiyor: PCB dielektrik taban malzemesi, baskılı iletken malzeme ve koruyucu kaplama neme maruz kalmaktan. İlk olarak PCB'nin dielektrik tabanının malzemesini tanımlayacağız.

Çok çeşitli bakır folyo laminatları vardır. İki gruba ayrılabilirler:

- kağıt bazında;

- fiberglas bazlı.

Sert tabakalar şeklindeki bu malzemeler, sıcak presleme yoluyla bir bağlayıcıyla birbirine tutturulmuş birkaç kağıt veya cam elyaf katmanından oluşturulur. Bağlayıcı genellikle kağıt için fenolik reçine veya cam elyafı için epoksi reçinedir. Bazı durumlarda polyester, silikon reçineler veya floroplast da kullanılabilir. Laminatların bir veya her iki tarafı standart kalınlıkta bakır folyo ile kaplanır.

Bitmiş baskılı devre kartının özellikleri özel kombinasyona bağlıdır kaynak malzemeler ve ayrıca tahtaların işlenmesi de dahil olmak üzere teknolojiden.

Tabana ve emprenye malzemesine bağlı olarak, baskılı devre kartının dielektrik tabanı için çeşitli malzeme türleri vardır.

Fenolik getinax, fenolik reçine ile emprenye edilmiş bir kağıt bazlıdır. Getinax levhalar çok ucuz oldukları için tüketici ekipmanlarında kullanılmak üzere tasarlanmıştır.

Epoksi getinaks aynı kağıt bazında ancak epoksi reçine ile emprenye edilmiş bir malzemedir.

Epoksi fiberglas, epoksi reçine ile emprenye edilmiş fiberglas bazlı bir malzemedir. Bu malzeme yüksek mekanik mukavemeti ve iyi elektriksel özellikleri birleştirir.

bükülme mukavemeti ve darbe dayanımı Baskılı devre kartları, üzerine kurulu büyük kütleli elemanlardan zarar görmeden yüklenebilmesi için yeterince yüksek olmalıdır.

Kural olarak, kaplama delikli levhalarda fenolik ve epoksi getinak bazlı laminatlar kullanılmaz. Bu tür levhalarda deliklerin duvarları ince tabaka bakır. Bakırın ısıl genleşme katsayısı fenolik getinaklardan 6-12 kat daha az olduğundan, bir baskılı devre kartına maruz kalan termal şok sırasında deliklerin duvarlarındaki metalize tabakanın çatlama riski vardır. grup lehimleme makinesi.

Deliklerin duvarlarındaki metalize katmandaki çatlak, bağlantının güvenilirliğini önemli ölçüde azaltır. Epoksi cam elyaf kullanılması durumunda, ısıl genleşme katsayılarının oranı yaklaşık olarak üçe eşit olup, deliklerde çatlama riski oldukça azdır.

Bazların özelliklerinin karşılaştırılmasından, epoksi cam elyafından elde edilen bazların her bakımdan (maliyet hariç) getinaklardan elde edilen bazlardan üstün olduğu anlaşılmaktadır. Epoksi fiberglastan yapılmış baskılı devre kartları, fenolik ve epoksi getinaklardan yapılmış baskılı devre kartlarından daha az deformasyonla karakterize edilir; ikincisi fiberglastan on kat daha fazla deformasyon derecesine sahiptir.

Farklı laminat türlerinin bazı özellikleri Tablo 4'te sunulmaktadır.

Tablo 4 - Farklı laminat türlerinin özellikleri

Bu özellikleri karşılaştırarak, çift taraflı baskılı devre kartının üretiminde yalnızca epoksi cam elyafının kullanılması gerektiği sonucuna vardık. Bu kurs projesinde fiberglas kalitesi SF-2-35-1.5 seçilmiştir.

Dielektrik tabanı folyolamak için kullanılan folyo olarak bakır, alüminyum veya nikel folyo kullanılabilir. Fakat alüminyum folyo Lehimlenmesi zor olduğundan bakırdan daha düşüktür ve nikelin maliyeti yüksektir. Bu nedenle folyo olarak bakırı seçiyoruz.

Bakır folyo çeşitli kalınlıklarda mevcuttur. En geniş uygulama yelpazesi için standart folyo kalınlıkları 17,5'tir; 35; 50; 70; 105 mikron. Bakır kalınlığı aşındırması sırasında, aşındırıcı aynı zamanda fotorezistin altındaki yan kenarlardan bakır folyoya da etki ederek "aşındırmaya" neden olur. Bunu azaltmak için genellikle 35 ve 17,5 mikron kalınlığında daha ince bakır folyo kullanılır. Bu nedenle 35 mikron kalınlığında bakır folyo seçiyoruz.

1.7 PCB üretim yönteminin seçimi

Tüm PCB üretim süreçleri çıkarmalı ve yarı katkılı olarak ayrılabilir.

çıkarma işlemi ( çıkarma-çıkarma) iletken bir desen elde etmek için iletken folyonun bölümlerinin aşındırma yoluyla seçici olarak çıkarılmasından oluşur.

katkı süreci (ayrıca- ekle) - iletken bir malzemenin folyo olmayan bir baz malzeme üzerine seçici olarak biriktirilmesinde.

Yarı katkılı işlem, daha sonra boşluklardan uzaklaştırılan ince (yardımcı) bir iletken kaplamanın ön uygulamasını içerir.

GOST 23751 - 86'ya uygun olarak baskılı devre kartlarının tasarımı aşağıdaki üretim yöntemleri dikkate alınarak yapılmalıdır:

– GPC için kimyasal

– DPP için kombine pozitif

MPP için açık deliklerin metalleştirilmesi

Böylece ders projesinde geliştirilen bu baskılı devre kartı, birleşik pozitif yöntemle çift taraflı folyo dielektrik temelinde yapılacaktır. Bu yöntem, 0,25 mm genişliğe kadar iletkenlerin elde edilmesini mümkün kılar. İletken desen çıkarma yöntemiyle elde edilir.

2 İLETKEN DESENİNİN ELEMANLARININ HESAPLANMASI

2.1 Montaj deliği çaplarının hesaplanması

Baskılı devre kartlarının yapısal ve teknolojik hesaplaması, iletken elemanlar, fotomask, taban, delme vb. desenindeki üretim hataları dikkate alınarak gerçekleştirilir. Sınır değerleri Beş montaj yoğunluğu sınıfı için tasarım ve üretim sırasında sağlanabilecek baskılı kablolamanın ana parametreleri Tablo 4'te verilmiştir.

Tablo 4 - Basılı kablolamanın ana parametrelerinin sınır değerleri

Tablo şunları gösterir:

t iletkenin genişliğidir;

S iletkenler, pedler, iletken ve ped veya iletken ve kaplama deliği arasındaki mesafedir;

b - kenardan mesafe delinmiş delik bu deliğin temas pedinin kenarına (garanti kemeri);

g, kaplama deliğinin minimum çapının levha kalınlığına oranıdır.

Tablo 1'e göre seçilen boyutlar, belirli bir üretimin teknolojik yetenekleriyle koordine edilmelidir.

Baskılı devre kartının yapısal elemanlarının teknolojik parametrelerinin sınırlayıcı değerleri (tablo 5), üretim verilerinin analizi ve bireysel işlemlerin doğruluğuna ilişkin deneysel çalışmalar sonucunda elde edilmiştir.

Tablo 5 - Teknolojik parametrelerin sınır değerleri

Tablo 5 devamı

Minimum Çap kaplamalı (üzerinden) delik:

d min V H hesap ´ g = 1,5 ´ 0,33 = 0,495 mm;

burada g = 0,33, üçüncü doğruluk sınıfı için baskılı kabloların yoğunluğudur.

H calc, levhanın folyo dielektrik kalınlığıdır.

Malzemelerin fiziksel ve mekanik özellikleri, belirlenmiş spesifikasyonları karşılamalı ve standart teknik spesifikasyonlara uygun olarak PP'nin yüksek kalitede üretilmesini sağlamalıdır. Devre kartlarının üretimi için lamine plastikler kullanılır - en az% 99,5 bakır saflığı, en az 0,4-0,5 mikron yüzey pürüzlülüğü ile 5, 20, 35, 50, 70 ve 105 mikron kalınlığında elektrolitik bakır folyo ile kaplanmış folyo dielektrikler 500×700 mm boyutlarında ve 0,06–3 mm kalınlığında levhalar halinde tedarik edilen ürünlerdir. Lamine plastikler yüksek kimyasal ve termal dirence sahip olmalı, nem emilimi %0,2-0,8'den fazla olmamalı, 5-20 saniye boyunca termal şoka (260°C) dayanmalıdır. Dielektriklerin 40°C'deki yüzey direnci ve bağıl nem 4 gün içinde %93. en az 10 4 MΩ olmalıdır. Dielektrikin özgül hacim direnci 5·10·11 Ohm·cm'den az değildir. Folyonun tabana yapışma mukavemeti (3 mm genişliğinde şerit) 12 ila 15 MPa arasındadır. Lamine plastiklerde temel olarak, getinak'lar Fenolik reçine ile emprenye edilmiş sıkıştırılmış yalıtım kağıdı katmanları, cam elyafı - epoksifenol reçinesi ile emprenye edilmiş sıkıştırılmış cam elyafı katmanları ve diğer malzemeler (Tablo 2.1).

Tablo 2.1. Levha üretimi için ana malzemeler.

Normal iklim koşullarında tatmin edici elektriksel yalıtım özelliklerine, iyi işlenebilirliğe ve düşük maliyete sahip olan Getinaks, ev tipi REA üretiminde uygulama alanı bulmuştur. Elektronik bilgi işlem ekipmanı, iletişim teknolojisi ve ölçüm ekipmanının bir parçası olarak geniş bir çalışma sıcaklığı aralığına (-60 ... + 180 ° С) sahip zorlu iklim koşullarında çalıştırılan PCB'ler için daha pahalı cam tektolitler kullanılır. Düşük (0,2 - 0,8) geniş bir çalışma sıcaklığı aralığı ile ayırt edilirler. %) su emme, yüksek hacim ve yüzey değerleri, çarpılma direnci. Dezavantajları - termal şoklar sırasında folyoyu soyma, delik açarken reçineyi sarma olasılığı. Güç kaynaklarında kullanılan dielektriklerin (HPF, GPPV, SPNF, STNF) yangına dayanıklılığının arttırılması, bileşimlerine alev geciktiricilerin (örneğin tetrabromodifenilpropan) eklenmesiyle sağlanır.

Folyo dielektriklerin üretimi için, esas olarak bir tarafının olması gereken elektrolitik bakır folyo kullanılır. yumuşak yüzey Baskılı devrenin doğru şekilde çoğaltılmasını sağlamak için (sekizinci saflık derecesinden daha düşük olmamalıdır), diğeri ise dielektriklere iyi yapışma için en az 3 mikron mikro pürüzlülük yüksekliğine sahip pürüzlü olmalıdır. Bunu yapmak için folyo, bir sodyum hidroksit çözeltisi içinde elektrokimyasal oksidasyona tabi tutulur. Dielektriklerin folyolanması, 160-180°C sıcaklıkta ve 5-15 MPa basınçta preslenerek gerçekleştirilir.

Seramik malzemeler, 20–700°C sıcaklık aralığında hafifçe değişen yüksek mekanik mukavemet, elektriksel ve geometrik parametrelerin stabilitesi, düşük (%0,2'ye kadar) su emme ve vakumda ısıtıldığında gaz çıkışı ile karakterize edilir. kırılgandır ve maliyeti yüksektir.

Gibi metal temel tahtalarda çelik ve alüminyum kullanılır. Çelik tabanlarda, akım taşıyan bölümlerin izolasyonu, magnezyum, kalsiyum, silikon, bor, alüminyum oksitleri veya bunların karışımlarını, bir bağlayıcıyı (polivinil klorür, polivinil asetat veya metil metakrilat) ve bir plastikleştiriciyi içeren özel emayeler kullanılarak gerçekleştirilir. . Film, silindirler arasında yuvarlanarak ve ardından pişirilerek tabana uygulanır. Alüminyum yüzey üzerinde 10 2 - 10 3 MΩ yalıtım direncine sahip, birkaç on ila yüzlerce mikrometre kalınlığa sahip bir yalıtım katmanı, anodik oksidasyonla elde edilir. Eloksallı alüminyumun ısıl iletkenliği 200 W/(m·K), çeliğinki ise 40 W/(m·K)'dir. Mikrodalga PP'nin temeli olarak polar olmayan (PTFE, polietilen, polipropilen) ve polar (polistiren, polifenilen oksit) polimerler kullanılır. Mikrodalga aralığındaki mikroplakaların ve mikro montajların üretimi için, kararlı elektriksel özelliklere ve geometrik parametrelere sahip seramik malzemeler de kullanılır.

Poliamid film yapmak için kullanılır esnek panolar yüksek çekme mukavemeti, kimyasal direnç, yangına dayanıklılık ile. Sıvı nitrojen sıcaklıklarından silikon-altın ötektik lehimleme sıcaklıklarına (400°C) kadar esnekliğini kaybetmediğinden polimerler arasında en yüksek sıcaklık stabilitesine sahiptir. Ayrıca vakumda düşük gaz çıkışı, radyasyon direnci ve delme sırasında kaplamanın bulunmaması ile karakterize edilir. Dezavantajları - artan su emilimi ve yüksek maliyet.

Şema çiziminin oluşumu.

Metalizasyon ve dağlama işlemlerini gerçekleştirirken gerekli konfigürasyonun bir deseninin veya koruyucu bir kabartmasının çizilmesi gereklidir. Çizim, ince çizgilerin doğru bir şekilde yeniden üretilmesiyle net sınırlara sahip olmalı, aşındırma çözümlerine dayanıklı olmalı, levhaları ve elektrolitleri kirletmemeli ve işlevlerini yerine getirdikten sonra çıkarılması kolay olmalıdır. Basılı bir kablolama modelinin folyo dielektrik üzerine aktarılması, net baskı, ofset baskı ve fotoğraf baskısı yöntemleriyle gerçekleştirilir. Yöntemin seçimi, kartın tasarımına, gerekli montaj doğruluğuna ve yoğunluğuna ve seri üretime bağlıdır.

Izgara yöntemi bir diyagram çizmek, minimum iletken genişliğine ve aralarındaki mesafe > 0,5 mm olan ve ± 0,1 mm görüntü çoğaltma doğruluğuna sahip levhaların seri ve büyük ölçekli üretimi için en uygun maliyetli yöntemdir. Sonuç olarak, tahtaya, gerekli desenin açık ağ hücreleri tarafından oluşturulduğu bir kauçuk spatula (çekçek) ile bir ağ şablonundan zorlayarak, asitlere dayanıklı özel bir boya uygulamaktır (Şekil 2.4).

Bir şablonun üretimi için, 30-50 mikron tel kalınlığına ve 1 cm başına 60-160 iplik dokuma sıklığına sahip paslanmaz çelik metal ağlar, daha iyi elastikiyete sahip metalize naylon elyaf, 40 mikron iplik kalınlığı ve 1 cm başına 200 ipliğe kadar, ayrıca polyester elyaflardan ve kaprondan dokuma sıklığı

Meshlerin dezavantajlarından biri de tekrar tekrar kullanıldığında esnemeleridir. Paslanmaz çelikten (20 bin baskıya kadar), metalize plastikten (12 bin), polyester elyaftan (10 bine kadar), naylondan (5 bin) yapılan ağlar en büyük dirence sahiptir.

Pirinç. 2.4. Serigrafi baskı prensibi.

1 - silecek; 2 - şablon; 3 - boya; 4 - taban.

Izgara üzerinde bir görüntü, sıvı veya kuru (film) bir fotorezistin açığa çıkarılmasıyla elde edilir, ardından açık (desensiz) ızgara hücreleri oluşturulur. Izgara çerçevesindeki şablon, tahta yüzeyinden 0,5-2 mm'lik bir boşlukla yerleştirilir, böylece ızgara, yalnızca sileceğin ızgaraya bastırıldığı alanda tahta yüzeyine temas eder. Bir silecek, alt tabakaya göre 60-70°'lik bir açıyla yerleştirilmiş, dikdörtgen şeklinde, keskinleştirilmiş bir lastik şerittir.

PP deseni elde etmek için ST 3.5 termoset boyalar kullanılır;

ST 3.12, 60°C sıcaklıktaki bir ısıtma kabininde 40 dakika süreyle veya havada 6 saat süreyle kurutularak tarama sürecini uzatır. 10-15 saniye boyunca ultraviyole kürleme özelliğine sahip fotopolimer bileşimleri EP-918 ve FKP-TZ, teknolojik olarak daha ileri düzeydedir ve bu, proses otomasyonunda belirleyici bir faktördür. Tek bir uygulamayla yeşil kaplama 15-25 mikron kalınlığa sahip olur, çizgi genişliği ve 0,25 mm'ye kadar boşluklarla bir desen üretir, 260 ° C sıcaklıkta POS-61 lehim eriyiğine daldırılmaya karşı dayanıklıdır 10 saniyeye kadar alkol-benzin karışımına 5 dakikaya kadar maruz kalma ve -60 ila +120 °C sıcaklık aralığında termal döngü. Desen çizildikten sonra levha 60 ° C sıcaklıkta 5-8 dakika kurutulur, kalitesi kontrol edilir ve gerekirse rötuş yapılır. Aşındırma veya metalizasyondan sonra koruyucu maskenin çıkarılması,% 5'lik sodyum hidroksit çözeltisi içerisinde 10-20 saniye boyunca kimyasal bir yöntemle gerçekleştirilir.

Sekme. 2.2. Serigrafi ekipmanı.

Serigrafi baskı için, baskı formatı ve üretkenliği bakımından farklılık gösteren yarı otomatik ve otomatik ekipmanlar kullanılır (Tablo 2.2). Chemcut (ABD), Resco (İtalya) şirketlerinin otomatik serigrafi baskı hatlarında panoların beslenmesi ve montajı, silecek hareketi ve direnç beslemesi için otomatik sistemler bulunmaktadır. Direnci kurutmak için IR tünel tipi kullanılır.

Ofset baskı Küçük bir şema yelpazesine sahip büyük ölçekli PCB üretimi için kullanılır. Çözünürlük 0,5–1 mm, ortaya çıkan görüntünün doğruluğu ±0,2 mm'dir. Yöntemin özü, devrenin görüntüsünü taşıyan klişede (baskılı iletkenler, kontak pedleri) boyanın yuvarlanmasıdır. Daha sonra kauçuk kaplı ofset rulo ile çıkarılır, yalıtımlı bir tabana aktarılır ve kurutulur. Ofset baskı makinesinin tabanında klişe ve kartonun tabanı arka arkaya yerleştirilmiştir (Şekil 2.5).

Şekil 2.5. Ofset baskı şeması.

1 - ofset silindiri; 2 - klişe; 3 - tahta;

4 - boya uygulamak için silindir; 5 - basınç silindiri.

Baskının doğruluğu ve konturların keskinliği, merdane ile tabanın paralelliği, mürekkebin türü ve kıvamı ile belirlenir. Bir klişe ile sınırsız sayıda baskı yapabilirsiniz. Yöntemin performansı salınım döngüsünün (boya uygulama - transfer) süresi ile sınırlıdır ve saatte 200-300 baskıyı geçmez. Yöntemin dezavantajları: klişe üretim sürecinin süresi, desen desenini değiştirmenin karmaşıklığı, gözeneksiz katmanlar elde etmenin zorluğu, ekipmanın yüksek maliyeti.

Fotoğrafik yöntemçizim, iletkenlerin minimum genişliğini ve aralarındaki mesafeyi 0,01 mm'ye kadar çoğaltma doğruluğu ile 0,1-0,15 mm elde etmenizi sağlar. Ekonomik açıdan bakıldığında, bu yöntem daha az karlıdır, ancak desenin maksimum çözünürlüğünün elde edilmesini sağlar ve bu nedenle küçük ölçekli ve seri üretimde yüksek yoğunluk ve hassasiyete sahip levhaların üretiminde kullanılır. Yöntem, adı verilen ışığa duyarlı bileşimlerin kullanımına dayanmaktadır. fotorezistler sahip olması gerekenler: yüksek hassasiyet; yüksek çözünürlük; tüm yüzey üzerinde tekdüze, tahta malzemesine yüksek yapışma özelliğine sahip gözeneksiz katman; kimyasal etkilere karşı direnç; hazırlık kolaylığı, güvenilirlik ve kullanım güvenliği.

Fotorezistler negatif ve pozitif olarak ikiye ayrılır. Negatif fotodirenç radyasyonun etkisi altında fotopolimerizasyon ve sertleşme sonucu kabartmanın koruyucu alanlarını oluştururlar. Aydınlatılan alanlar çözünmeyi bırakır ve alt tabakanın yüzeyinde kalır. Pozitif fotorezistler fotoğraf maskesinin desenini değişiklik yapmadan aktarın. Işıkla işleme sırasında açıkta kalan alanlar yok edilir ve yıkanır.

Negatif bir fotodirenç kullanırken bir devre modeli elde etmek için, pozlama negatif, pozitif - pozitif yoluyla yapılır. Pozitif fotorezistler daha yüksek bir çözünürlüğe sahiptir ve bu, ışığa duyarlı katman tarafından radyasyonun emilmesindeki farklılıklarla açıklanmaktadır. Katmanın çözünürlüğü, şablonun opak elemanının kenarındaki ışığın kırınımlı bükülmesinden ve ışığın alt tabakadan yansımasından etkilenir (Şekil 2.6, A).

Şekil 2.6. Işığa duyarlı katmanın açığa çıkması:

a - maruz kalma; b – negatif fotodirenç; (c) pozitif fotodirenç;

1 - kırınım; 2 - saçılma; 3 - yansıma; 4 - şablon; 5 - diren; 6 - alt tabaka.

Negatif bir fotodirençte, şablon dirence sıkıca bastırıldığı için kırınım önemli bir rol oynamaz, ancak yansımanın bir sonucu olarak koruyucu alanların çevresinde çözünürlüğü azaltan bir hale belirir (Şekil 2.6, B). Pozitif direnç katmanında, kırınım etkisi altında, fotoğraf maskesinin opak alanlarının altındaki direncin yalnızca üst bölgesi tahrip edilecek ve geliştirme sırasında yıkanacak, bu da katmanın koruyucu özellikleri üzerinde çok az etkiye sahip olacaktır. Alt tabakadan yansıyan ışık, bitişik alanın bir miktar tahrip olmasına neden olabilir, ancak geliştirici bu alanı yıkamaz, çünkü yapışkan kuvvetlerin etkisi altında katman aşağı inerek yine görüntünün net bir kenarını oluşturur. hale (Şekil 2.6, V).

Şu anda endüstride sıvı ve kuru (film) fotorezistler kullanılmaktadır. Sıvı fotorezistler- sentetik polimerlerin, özellikle polivinil alkolün (PVA) koloidal çözeltileri. Her zincir bağlantısında OH hidroksil grubunun varlığı, polivinil alkolün yüksek higroskopisitesini ve polaritesini belirler. Sulu bir PVA çözeltisine amonyum dikromat eklendiğinde, ikincisi "hassaslaşır". PVA bazlı fotorezist, iş parçasının daldırılması, sulanması ve ardından santrifüjleme yoluyla levhanın önceden hazırlanmış yüzeyine uygulanır. Daha sonra fotorezist katmanları hava sirkülasyonlu bir fırında 40°С sıcaklıkta 30-40 dakika kurutulur. Maruz kaldıktan sonra fotorezist ılık suda geliştirilir. PVA bazlı fotorezistin kimyasal direncini arttırmak için, PP modelinin bir kromik anhidrit çözeltisi içinde kimyasal tabaklaması kullanılır, ardından 120°C sıcaklıkta 45-50 dakika süreyle termal tabaklama yapılır. Fotorezistin bronzlaşması (çıkarılması) bir çözelti içinde 3-6 saniye boyunca gerçekleştirilir. sonraki kompozisyon:

– 200–250 g/l oksalik asit,

– 50–80 g/l sodyum klorür,

- 20 °C sıcaklıkta 1000 ml'ye kadar su.

PVA bazlı fotorezistin avantajları, düşük toksisite ve yangın tehlikesi, su ile geliştirilmesidir. Dezavantajları arasında koyu bronzlaşmanın etkisi (bu nedenle fotorezist uygulanan iş parçalarının raf ömrü 3-6 saati geçmemelidir), düşük asit ve alkali direnci, bir desen elde etme sürecini otomatikleştirmenin zorluğu, bir desen hazırlamanın karmaşıklığı yer alır. fotodirenç ve düşük hassasiyet.

Sıvı fotorezistlerin özelliklerinin iyileştirilmesi (bronzlaşmanın ortadan kaldırılması, asit direncinin arttırılması), sinamata dayalı bir fotorezistte elde edilir. Bu tip fotorezistin ışığa duyarlı bileşeni, polivinil alkol ve sinnamik asit klorürün reaksiyon ürünü olan polivinil sinamattır (PVC). Çözme gücü yaklaşık 500 satır/mm'dir, geliştirme organik çözücüler - trikloroetan, toluen, klorobenzen - içinde gerçekleştirilir. PVC fotorezistin geliştirilmesi ve çıkarılması sürecini yoğunlaştırmak için ultrasonik titreşimler kullanılır. Ultrasonik alandaki difüzyon, akustik mikro akışlar nedeniyle büyük ölçüde hızlanır ve ortaya çıkan kavitasyon kabarcıkları, çökerken fotorezistin bölümlerini tahtadan koparır. Geliştirme süresi, geleneksel teknolojiyle karşılaştırıldığında 10 saniyeye, yani 5-8 kata kadar azalır. PVC fotorezistin dezavantajları yüksek maliyeti ve toksik organik çözücülerin kullanımını içerir. Bu nedenle, PVC dirençler PCB üretiminde geniş bir uygulama alanı bulmamıştır, ancak esas olarak IC üretiminde kullanılmaktadır.

Diazo bileşiklerine dayanan fotorezistler çoğunlukla pozitif olanlar olarak kullanılır. Diazo bileşiklerinin ışığa duyarlılığı, içlerinde iki nitrojen atomu N2'den oluşan grupların varlığından kaynaklanmaktadır (Şekil 2.7).

Şekil 2.7. Diazo bileşiklerinin yapısındaki moleküler bağlar.

Fotorezist katmanın kurutulması iki aşamada gerçekleştirilir:

– uçucu bileşenlerin buharlaşması için 20°C sıcaklıkta 15–20 dakika;

- 30-40 dakika boyunca 80 ° C sıcaklıkta hava sirkülasyonu olan bir termostatta.

Geliştiriciler trisodyum fosfat, soda, zayıf alkalilerin çözeltileridir. Diazo bileşikleri bazlı fotorezistler FP-383, FN-11, 350–400 satır/mm çözünürlüğe, yüksek kimyasal dirence sahiptir, ancak maliyetleri yüksektir.

Kuru film fotorezistleri Riston kaliteleri ilk olarak 1968 yılında Du Pont (ABD) tarafından geliştirilmiş olup 18 µm (kırmızı), 45 µm (mavi) ve 72 µm (yakut) kalınlığa sahiptir. SPF-2 markasının kuru film fotorezisti, 1975'ten beri 20, 40 ve 60 mikron kalınlığında üretilmekte olup, polimetil metakrilat bazlı bir polimerdir. 2 (Şekil 2.8), polietilen arasında yer alır 3 ve her biri 25 mikron kalınlığında lavsan/filmler.

Şekil 2.8. Kuru fotorezistin yapısı.

BDT'de yayınlandı aşağıdaki türler kuru film fotorezistleri:

- organik maddelerde kendini gösterir - SPF-2, SPF-AS-1, SRF-P;

- su alkalin - SPF-VShch2, TFPK;

- artan güvenilirlik - SPF-PNSCH;

- koruyucu - SPF-Z-VShch.

PCB tabanının yüzeyine tırtıllamadan önce, polietilen koruyucu film çıkarılır ve levhaya rulo yöntemiyle (kaplama, laminasyon) kuru fotorezist uygulanır ve 100°C'ye kadar 1 m/dakikaya kadar bir hızda ısıtılır. laminatör adı verilen özel bir cihaz. Kuru direnç etkisi altında polimerleşir morötesi radyasyon spektral duyarlılığının maksimumu 350 nm civarındadır, bu nedenle maruz kalma için cıva lambaları kullanılır. Geliştirme, jet tipi makinelerde metil klorür, dimetilformamid çözeltilerinde gerçekleştirilir.

SPF-2, özellikleri bakımından Riston fotorezistine benzer bir kuru film fotorezisttir, hem asidik hem de alkali ortamda işlenebilmektedir ve DPP üretiminin tüm yöntemlerinde kullanılmaktadır. Kullanırken geliştirme ekipmanını mühürlemek gerekir. SPF-VShch daha yüksek bir çözünürlüğe sahiptir (100–150 satır/mm), asidik ortam alkali çözeltilerde işlenir. TFPC fotorezist (polimerizasyon bileşiminde), performansı artıran metakrilik asit içerir. Elektrokaplama öncesinde koruyucu kabartmanın ısıl işlemine tabi tutulmasını gerektirmez. SPF-AS-1, hem asidik hem de alkali ortamlarda stabil olduğundan, hem çıkarma hem de ekleme teknolojilerini kullanarak bir PP modeli elde etmeyi mümkün kılar. Işığa duyarlı tabakanın bakır alt tabakaya yapışmasını arttırmak için bileşime benzotriazol ilave edildi.

Kuru fotorezistin kullanılması, PCB üretim sürecini büyük ölçüde basitleştirir, iyi ürünlerin verimini% 60'tan% 90'a çıkarır. Burada:

– kurutma, tabaklama ve rötuşlama işlemlerinin yanı sıra kirlenme, katmanların dengesizliği hariçtir;

– metalize deliklerin fotorezist sızıntısından korunması sağlanır;

– PCB üretim sürecinin yüksek otomasyonu ve mekanizasyonu ve görüntü kontrolü sağlanır.

Kuru film fotorezist - laminatör uygulamak için kurulum (Şekil 2.9) silindirlerden oluşur 2, ödeyenler 6 ve fotorezistin iş parçalarının, silindirlerin yüzeyine bastırılması 3 Ve 4 koruyucu polietilen filmi çıkarmak için, fotorezist makarası 5, ısıtıcı 1 termostat ile.

Şekil 2.9. Laminatörün şematik diyagramı.

Boş levhanın hareket hızı 0,1 m/s'ye ulaşır, ısıtıcının sıcaklığı (105 ±5) °C'dir. АРСМ 3.289.006 NPO "Raton" (Belarus) kurulumunun tasarımı, ısıtma silindirleri arasındaki boşluğa bakılmaksızın sabit bir baskı kuvveti sağlar. PP ham malzemenin maksimum genişliği 560 mm'dir. Yuvarlanmanın bir özelliği de fotodirenç katmanının altına toz girme riskidir, bu nedenle kurulumun bir muhafaza alanında çalışması gerekir. Haddelenmiş fotorezist film, modelin bozulmasına neden olabilecek ve yapışmayı azaltabilecek tam büzülme işlemlerine maruz bırakılmadan önce en az 30 dakika süreyle tutulur.

Desenin gelişimi, metil kloroformun kimyasal ve mekanik etkilerinin bir sonucu olarak gerçekleştirilir. Arka optimal zaman Tabaklanmamış SPF'nin tamamen ortadan kaldırılması için gerekenden 1,5 kat daha uzun bir süre gerekir. Geliştirme işleminin kalitesi beş faktöre bağlıdır: geliştirme süresi, geliştirme sıcaklığı, haznedeki geliştirici basıncı, geliştirme jelinin kontaminasyonu, son durulama derecesi. Çözünmüş fotorezist geliştiricide biriktikçe gelişme hızı yavaşlar. Geliştirmeden sonra tahta, solvent kalıntıları tamamen giderilinceye kadar su ile yıkanmalıdır. 14–18°C geliştirici sıcaklığında, 0,15 MPa haznelerdeki çözelti basıncında ve 2,2 m/dak konveyör hızında SPF-2 geliştirme işleminin süresi 40–42 saniyedir.

Fotorezistin çıkarılması ve geliştirilmesi, metilen klorür içerisinde jet tipi makinelerde (ГГМЗ.254.001, АРСМЗ.249.000) gerçekleştirilir. Güçlü bir solvent olduğundan fotorezisti çıkarma işleminin hızlı bir şekilde (20-30 s) yapılması gerekir. Tesisler, levhaların sulanmasının ardından solventlerin damıtıcıya girdiği ve ardından saf solventlerin yeniden kullanıma açıldığı kapalı bir solvent kullanımı döngüsü sağlar.

Fotorezistin açığa çıkarılması, içindeki fotokimyasal reaksiyonları başlatmayı amaçlamaktadır ve ışık kaynakları (tarama veya sabit) bulunan ve ultraviyole bölgede çalışan kurulumlarda gerçekleştirilir. Fotoğraf maskelerinin tahtaların boşluklarına tam oturması için, vakumun oluşturulduğu çerçeveler kullanılır. 600 × 600 mm yükleme çerçeveleri çalışma alanına sahip pozlama ünitesi SKCI.442152.0001 NPO "Raton", 15 pano / saat verimlilik sağlar. Maruziyet süresi Cıva lambası DRSH-1000 1–5 dk. Maruz kaldıktan sonra karanlık fotokimyasal reaksiyonu tamamlamak için Mylar koruyucu filmi çıkarmadan önce oda sıcaklığında 30 dakika tutmak gerekir.

Kuru fotorezistin dezavantajları, cam-seramik yüzeyler için kabul edilemez olan tırtıllama sırasında mekanik kuvvet uygulama ihtiyacı, katı ve sıvı atıkların imhası sorunudur. Her 1000 m 2 malzeme için 40 kg'a kadar katı ve 21 kg'a kadar sıvı atık üretilmekte olup bunların bertarafı çevre sorunu oluşturmaktadır.

Hem ızgara grafiği hem de fotokimyasal yöntemle yalıtkan bir taban üzerinde iletken bir desen elde etmek için, fotoğraf plakaları veya film üzerinde 1: 1 ölçeğinde bir desenin grafik görüntüsü olan foto maskelerin kullanılması gerekir. Fotomasklar, iletken bölümler bantlar üzerine oluşturulduğunda pozitif bir görüntüde, boşluklardan bakırın aşındırılmasıyla iletken bölümler elde edildiğinde ise negatif bir görüntüde yapılır.

Geometrik Doğruluk ve PP modelinin kalitesi öncelikle aşağıdaki özelliklere sahip olması gereken fotoğraf maskesinin doğruluğu ve kalitesiyle sağlanır:

- DFE-10 tipi bir yoğunluk ölçerde ölçülen, siyah alanların optik yoğunluğu en az 2,5 birim, şeffaf alanları 0,2 birimden fazla olmayan net ve eşit sınırları olan elemanların kontrastlı siyah beyaz görüntüsü;

– 10–30 µm'yi aşmayan minimum görüntü kusurları (boşluklarda koyu noktalar, siyah alanlarda şeffaf noktalar);

– çizim elemanlarının doğruluğu ±0,025 mm.

Bu gereksinimler büyük ölçüde yüksek kontrastlı fotoğraf plakaları ve filmleri "Mikrat-N" (SSCB), FT-41P (SSCB), RT-100 (Japonya) ve Agfalit (Almanya) tipi fotoğraf plakaları tarafından karşılanmaktadır.

Şu anda, fotoğraf maskeleri elde etmenin iki ana yöntemi kullanılmaktadır: bunları fotoğraf orijinallerinden fotoğraflamak ve program kontrollü koordinatograflar veya bir lazer ışını kullanarak bir fotoğraf filmi üzerine ışık ışınıyla çizmek. Fotoğrafik orijinallerin üretiminde, PP çizimi, emaye üzerine çizim, uygulama yapma veya kesme yoluyla düşük büzülmeli bir malzeme üzerine büyütülmüş ölçekte (10:1, 4:1, 2:1) gerçekleştirilir. Uygulama yöntemi, önceden hazırlanmış standart elemanların şeffaf bir tabana (lavsan, cam vb.) yapıştırılmasını içerir. İlk yöntem, düşük doğruluk ve yüksek iş yoğunluğu ile karakterize edilir, bu nedenle esas olarak devre tahtası prototipleri için kullanılır.

Yüksek yoğunluklu baskılı devre kartları için emaye kesimi kullanılır. Bunu yapmak için, cilalı cam levha opak bir emaye tabakasıyla kaplanır ve diyagram deseni manuel olarak kontrol edilen bir koordinatörde kesilir. Çizim doğruluğu 0,03–0,05 mm.

Yapılan fotoğraf orijinali, PP-12, EM-513, Klimsch (Almanya) tipi fotoreprodüktif baskı kameraları kullanılarak yüksek kontrastlı bir fotoğraf plakası üzerinde gerekli küçültme ile fotoğraflanır ve kontrol edilebilen ve çalışabilen fotoğraf maskeleri elde edilir. Çalışan, tekli ve grup fotoğraf maskelerinin çoğaltılması ve üretimi için, kontrol fotoğraf maskesinin negatif bir kopyasından temaslı yazdırma yöntemi kullanılır. İşlem, АРСМ 3.843.000 çarpan modelinde ±0,02 mm doğrulukla gerçekleştirilir.

Bu yöntemin dezavantajları, yüksek vasıflı emek gerektiren bir fotoğraf orijinali elde etmenin yüksek karmaşıklığı ve zorluktur. üniforma aydınlatma Fotoğraf maskelerinin kalitesini düşüren geniş bir alanın fotoğraf orijinalleri.

PCB modelinin artan karmaşıklığı ve yoğunluğu, iş gücü verimliliğini artırma ihtiyacı, doğrudan fotoğraf filmi üzerinde bir tarama ışını kullanarak fotoğraf maskeleri üretmeye yönelik bir yöntemin geliştirilmesine yol açtı. Işık huzmesiyle fotomask üretimi için program kontrollü koordinatograflar geliştirilmiştir. Panoların makine tasarımına geçişle birlikte, bilgisayardan alınan iletkenlerin koordinatlarını içeren delikli bant, üzerinde fotoğraf maskesinin otomatik olarak gerçekleştirildiği koordinatörün okuyucusuna girildiği için çizim yapma ihtiyacı ortadan kalkar.

Koordinatör (Şekil 2.10) bir vakum masasından oluşur 8, filmin, fotoğraf kafalarının ve kontrol ünitesinin / sabitlendiği yer. Masa, hassas kurşun vidalar yardımıyla karşılıklı iki dik yönde yüksek hassasiyetle hareket eder 9 ve 3, step motorlar tarafından tahrik edilir 2 Ve 10. Fotoğraf kafası aydınlatıcıyı açar 4, odaklama sistemi 5, dairesel açıklık 6 ve fotokapı 7. Diyafram, PP modelinin belirli bir elemanını oluşturan ve step motor miline sabitlenmiş bir dizi deliğe (25-70) sahiptir. Çalışma programına uygun olarak kontrol ünitesinden gelen sinyaller tabla sürücüsünün step motorlarına, diyaframa ve aydınlatıcıya beslenir. Modern koordinat kaydediciler (Tablo 5.4), sabit bir ışık rejimini otomatik olarak koruyan, fotoğraf maskeleri hakkındaki bilgileri bilgisayardan filme 1: 2 ölçeğinde çıkaran sistemlerle donatılmıştır; 1:1; 2:1; 4:1.

Pirinç. 5.10. Koordinatörün şeması.

Tedarik edilen malzemelerin kalitesi IPC4101B standardına uygundur, üreticilerin kalite yönetim sistemi uluslararası ISO 9001:2000 sertifikaları ile onaylanmıştır.

FR4 - yangına dayanıklılık sınıfı 94V-0 olan fiberglas - baskılı devre kartlarının üretiminde en yaygın malzemedir. Firmamız aşağıdaki malzeme türlerini tedarik etmektedir tek ve çift taraflı baskılı devre kartlarının üretimi için:

• Tek taraflı ve çift taraflı baskılı devre kartlarının üretimi için 135°С, 140°С ve 170°С cam geçiş sıcaklığına sahip fiberglas FR4. Folyo 12, 18, 35, 70, 105 mikron ile kalınlık 0,5 - 3,0 mm.
• 135°C, 140°C ve 170°C cam geçiş sıcaklıklarına sahip MPP iç katmanları için FR4 tabanı
• MPP presleme için 135°С, 140°С ve 170°С cam geçiş sıcaklıklarına sahip FR4 prepregleri
• Malzemeler XPC, FR1, FR2, CEM-1, CEM-3, HA-50
• Kontrollü ısı dağılımına sahip panolar için malzemeler:
  • (alüminyum, bakır, paslanmaz çelik), Totking ve Zhejiang Huazheng New Material Co. tarafından üretilen, 1 W/m*K ila 3 W/m*K termal iletkenliğe sahip bir dielektrik.
  • Tek ve çift taraflı baskılı devre kartlarının üretimi için 1 W/m*K termal iletkenliğe sahip HA-30 CEM-3 malzemesi.

Bazı uygulamalar için, FR4'ün tüm avantajlarına (iyi dielektrik özellikler, karakteristiklerin ve boyutların stabilitesi, olumsuz iklim koşullarına karşı yüksek direnç) sahip, yüksek kaliteli, folyosuz bir dielektrik gerekebilir. Bu uygulamalar için FR4 folyosuz fiberglas sunabiliriz.

Oldukça basit baskılı devre kartlarının gerekli olduğu birçok durumda (ev aletlerinin üretiminde, çeşitli sensörler, otomobiller için bazı bileşenler vb.), fiberglasın mükemmel özellikleri gereksizdir ve üretilebilirlik ve maliyet göstergeleri ön plana çıkar. Burada aşağıdaki malzemeleri sunabiliriz:

• XPC, FR1, FR2 - folyo getinaklar (fenolik reçine ile emprenye edilmiş selüloz kağıt bazlı), otomotiv endüstrisinde tüketici elektroniği, ses, video ekipmanları için baskılı devre kartlarının imalatında yaygın olarak kullanılmaktadır (özellik göstergelerinin artan sırasına göre düzenlenmiştir) ve buna bağlı olarak fiyatlar ). Mükemmel damgalanmış.
• CEM-1, selüloz kağıt ve cam elyafının epoksi reçineli bileşimine dayanan bir laminattır. Mükemmel damgalama.

Ayrıca ürün yelpazemizde Kingboard tarafından üretilen MPP'yi preslemek için elektrokaplamalı bakır folyo bulunmaktadır. Folyo çeşitli genişliklerde rulolar halinde tedarik edilir, folyo kalınlığı 12, 18, 35, 70, 105 mikrondur, 18 ve 35 mikron kalınlığındaki folyolar neredeyse her zaman Rusya'daki depomuzdan temin edilebilir.

Tüm malzemeler RoHS direktifine uygun olarak üretilmekte olup, zararlı madde içeriği ilgili sertifikalar ve RoHS test raporları ile teyit edilmektedir. Ayrıca tüm malzemelerin, birçok pozisyonun sertifikası vb. vardır.