Baskılı devre kartı yapmak için malzeme seçimi. Baskılı devre kartlarının üretimi için temel malzemeler Baskılı devre kartlarının üretiminde kullanılan malzemeler

Baskılı devre kartı üretmek için şu malzemeleri seçmemiz gerekir: baskılı devre kartının dielektrik tabanı için malzeme, baskılı iletkenler için malzeme ve neme karşı koruyucu kaplama için malzeme. İlk önce PCB'nin dielektrik tabanının malzemesini belirleyeceğiz.

Çok çeşitli bakır folyo laminatları vardır. İki gruba ayrılabilirler:

- kağıtta;

– fiberglas bazlı.

Sert tabakalar formundaki bu malzemeler, sıcak presleme yoluyla bir bağlayıcıyla birbirine bağlanan birkaç kağıt veya cam elyaf katmanından oluşur. Bağlayıcı genellikle kağıt için fenolik reçine veya cam elyafı için epoksidir. Bazı durumlarda polyester, silikon reçineler veya floroplastik. Laminatların bir veya her iki tarafı standart kalınlıkta bakır folyo ile kaplanır.

Bitmiş baskılı devre kartının özellikleri özel kombinasyona bağlıdır başlangıç ​​malzemeleri tahtaların mekanik işlenmesi de dahil olmak üzere teknolojinin yanı sıra.

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. Getinaks levhalar çok ucuz olduğundan ev eşyalarında kullanılmak üzere tasarlanmıştır.

Epoksi getinax, aynı kağıt tabanındaki 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.

Baskılı devre kartının bükülme mukavemeti ve darbe mukavemeti, üzerine monte edilen ağır bileşenlerin hasar görmeden yüklenebilmesi için yeterince yüksek olmalıdır.

Metalize delikli levhalarda kural olarak fenolik ve epoksi laminatlar kullanılmaz. Bu tür levhalarda deliklerin duvarlarına ince bir bakır tabakası uygulanır. Bakırın sıcaklık genleşme katsayısı fenolik getinaxınkinden 6-12 kat daha az olduğundan, baskılı devre kartının maruz kaldığı termal şok sırasında deliklerin duvarlarındaki metalize tabakada belirli bir çatlak riski vardır. grup lehimleme makinesi.

Deliklerin duvarlarındaki metalize katmandaki çatlak, bağlantının güvenilirliğini önemli ölçüde azaltır. Epoksi cam elyaf laminat kullanılması durumunda, sıcaklık genleşme katsayılarının oranı yaklaşık üçe eşittir ve deliklerde çatlak riski oldukça küçüktür.

Bazların özelliklerinin karşılaştırılmasından, epoksi cam elyaf laminattan yapılan bazların her bakımdan (maliyet hariç) getinax'tan yapılan bazlardan üstün olduğu anlaşılmaktadır. Epoksi fiberglas laminattan yapılmış baskılı devre kartları, fenolik ve epoksi getinaxtan yapılmış baskılı devre kartlarından daha az deformasyonla karakterize edilir; ikincisi fiberglastan on kat daha fazla deformasyon derecesine sahiptir.

Bazı özellikler çeşitli türler laminatlar Tablo 4'te sunulmaktadır.

Tablo 4 - Çeşitli laminat türlerinin özellikleri

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

Dielektrik tabanı folyolamak için kullanılan folyo bakır, alüminyum veya nikel folyo olabilir. 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 yaygın kullanım için standart folyo kalınlıkları 17,5'tir; 35; 50; 70; 105 mikron. Bakırın kalınlık boyunca aşındırılması 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 seçilmesi

Tüm baskılı devre kartı üretim süreçleri çıkarmalı ve yarı eklemeli olarak ayrılabilir.

Çıkarma işlemi ( çıkarma-çıkarma) iletken bir desen elde etmek, iletken folyo bölümlerinin aşındırma yoluyla seçici olarak çıkarılmasını içerir.

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

Yarı katkılı işlem, ince (yardımcı) bir iletken kaplamanın ön uygulamasını içerir ve bu kaplama daha sonra boşluk alanlarından çıkarılır.

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 bir çift taraflı folyo dielektrik temelinde üretilecektir. pozitif yöntem. Bu yöntem, 0,25 mm genişliğe kadar iletkenlerin elde edilmesini mümkün kılar. İletken desen çıkarma yöntemi kullanılarak elde edilir.

2 İLETKEN ÖRNEK ELEMANLARININ HESAPLANMASI

2.1 Montaj deliği çaplarının hesaplanması

Baskılı devre kartlarının yapısal ve teknolojik hesaplaması, iletken elemanların, fotomaskın, kaidenin, delmenin vb. tasarımındaki üretim hataları dikkate alınarak yapılır. Beş montaj yoğunluğu sınıfı için tasarım ve üretim sırasında sağlanabilecek baskılı kablolamanın ana parametrelerinin sınır değerleri Tablo 4'te verilmiştir.

Tablo 4 – Baskılı kablolamanın ana parametrelerinin sınır değerleri

Tablo şunları gösterir:

t – iletken genişliği;

S – iletkenler, kontak pedleri, iletken ve kontak pedi veya iletken ve metalize delik arasındaki mesafe;

b – kenardan uzaklık delinmiş delik bu deliğin temas yüzeyinin kenarına (garanti kayışı);

g – metalize deliğin minimum çapının levha kalınlığına oranı.

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 – Proses parametrelerinin sınır değerleri

Tablo 5'in devamı

Metalize (yoluyla) deliğin minimum çapı:

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

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

Hesaplanan H – levhanın folyo dielektrik kalınlığı.

Fiberglas laminat, sert bir levhanın tabanını oluşturmak için diğer malzemelerden daha sık kullanılır. Fiberglas laminat iyi dielektrik özelliklere, mekanik dayanıma ve kimyasal dirence, dayanıklılığa ve güvenliğe sahiptir; fiberglas laminat yüksek nem koşullarında kullanılabilir. Malzemenin en önemli özelliği elektriksel yalıtım özelliği olup, ikinci en önemli özelliği ise uygulama kapsamını sınırlayan cam geçiş sıcaklığı Tg'dir. Bir malzemenin katı halden plastik duruma geçiş sıcaklığı - cam değişim ısısı. Reçinenin cam geçiş sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, dielektrikin doğrusal genleşme katsayısı o kadar düşük olur ve bu da kart iletkenlerinin tahrip olmasına yol açar. Camsı geçiş sıcaklığı, malzemenin üretiminde kullanılan reçine moleküllerinin moleküler ağırlığına bağlıdır. Görünüm ve elastikiyet artışı belirli bir sıcaklık aralığında meydana gelir. Bu aralıktaki merkezi değere camsı geçiş sıcaklığı denir. Fiberglas üretim teknolojisinin gelişmesiyle cam geçiş sıcaklığının arttırılması mümkündür.

Fiberglas, bir bağlayıcı - epoksi veya fenol-formaldehit reçinesi ile emprenye edilmiş birkaç fiberglas katmanının sıcak preslenmesiyle yapılan bir malzemedir. Bunun için birçok marka mevcut çeşitli koşullar operasyon. Üretim teknolojisi için çeşitli gereksinimler geliştirilmiştir. Çeşitli cam elyaf derecelerinin tutuşma sıcaklığı 300 ila 500 °C arasındadır. STEF Yaygın bir yerli fiberglas laminat markası, epoksi-fenolik fiberglas laminat anlamına gelir. STEF-1, STEF'ten yalnızca üretim teknolojisi açısından farklılık gösterir ve bu da onu daha uygun hale getirir. işleme. STEF-U, STEF-1 markasına kıyasla gelişmiş mekanik ve elektriksel yalıtım özelliklerine sahiptir.

Bu malzemenin bir çeşidi, devre kartlarının üretiminde kullanılan folyo kaplı fiberglastır.

folyo malzeme, bir veya her iki tarafında iletken bir folyo bulunan, tahtanın temel malzemesidir - tahta üzerinde iletken bir desen oluşturması amaçlanan iletken malzemeden bir tabaka. Kart üretiminin başarısı ve üretilen cihazın güvenilirliği, kullanılan malzemenin kalitesine ve parametrelerine bağlıdır.

Folyo fiberglas laminatın birçok markası vardır. Levhaların üretiminde üreticilerimizin ürettiği GOST'a uygun yerli markalar kullanılmaktadır: SF, SONF-U, STF, STNF, SNF, DFM-59, SFVN ve ithal fiberglas laminat markaları FR-4, FR-5, CEM-3 birçok modifikasyona sahip. -60 ila +85 ° C arasındaki sıcaklıklarda normal ve yüksek nem koşullarında çalışması amaçlanan levhaların üretimi için, birçok çeşidi olan SF markası kullanılmaktadır. SF-1-35G.

SF-1-35G adındaki tanımlar:

• SF - folyo fiberglas laminat
• 1 - tek taraflı
• 35 - Folyo kalınlığı 35 mikron
• G - galvanik dirençli folyo

Çoğunu üretmek elektronik aletler marka kullanılabilir SONF-Uçalışma sıcaklığı -60 ila +155 °C arasındadır. İsimdeki tanımlar: S ve F - folyo fiberglas, OH - genel amaçlı, U - brom içeren katkı maddesi içerir ve yanıcı olmayan plastik sınıfına aittir. Tabana yerleştirilen folyonun kalınlığı 18, 35, 50, 70, 105 mikron arasında değişmektedir. Folyo fiberglas laminatın kalınlığı şu aralıktadır: 0,5 ila 3 mm.

FR-4 yangına dayanıklı (Yangın Geciktirici) ithal folyo fiberglas. FR-4, baskılı devre kartlarının üretiminde açık ara en yaygın malzeme çeşididir. Yüksek teknolojik ve operasyonel özellikler bu malzemenin popülaritesini belirledi.

FR-4, bir veya her iki tarafı 35 mikron bakır folyo ile kaplanmış, 1,6 mm nominal kalınlığa sahiptir. Standart FR-4 1,6 mm kalınlığındadır ve sekiz katmandan (“prepreg”) fiberglastan oluşur. Orta katman genellikle üreticinin logosunu içerir; rengi bu malzemenin yanıcılık sınıfını yansıtır (kırmızı - UL94-VO, mavi - UL94-HB). Tipik olarak FR-4 şeffaftır, standarttır yeşil renk bitmiş PCB'ye uygulanan lehim maskesinin rengine göre belirlenir

• koşullandırma ve restorasyon sonrası hacimsel elektrik direnci (Ohm x m): 9,2 x 1013;
• yüzey elektrik direnci (Ohm): 1,4 x1012;
• Galvanik çözeltiye maruz kaldıktan sonra folyonun soyulma mukavemeti (N/mm): 2,2;
• yanıcılık (dikey test yöntemi): sınıf V®.

Tek taraflı folyo fiberglas CEM-3. CEM-3, FR-4 markasının folyo kaplı fiberglas laminatına en çok benzeyen, %10-15 daha düşük bir fiyata ithal bir malzemedir (Kompozit Epoksi Malzeme). İki dış fiberglas katmanı arasında bir fiberglas tabandır. Deliklerin metalleştirilmesi için uygundur. CEM-3 süt beyazı veya şeffaf bir malzemedir, çok pürüzsüzdür. Malzemenin delinmesi ve damgalanması kolaydır. Folyo PCB'ye ek olarak levha yapımında birçok farklı malzeme kullanılır.

Getinax

Tek taraflı folyo getinaklar.

Folyo getinax, deliklerin metalleştirilmesi olmadan tek veya iki taraflı parçaların montajı ile normal hava neminde çalışması amaçlanan levhaların üretimi için tasarlanmıştır. Getinax ile fiberglas laminat arasındaki teknolojik fark, üretiminde fiberglas yerine kağıt kullanılmasıdır. Malzeme ucuzdur ve damgalanması kolaydır. Iyi geçti elektriksel özellikler Normal koşullar altında. Malzemenin dezavantajları vardır: zayıf kimyasal direnç ve zayıf ısı direnci, higroskopiklik.

Yerli folyo getinaks markaları GF-1-35, GF-2-35, GF-1-50 ve GF-2-50%45 - 76 bağıl nemde ve 15 - 35 C° sıcaklıkta çalışacak şekilde tasarlanan temel malzeme, kahverengi renk. XPC, FR-1, FR-2 – ithal folyo getinakları. Bu malzemeler fenolik dolgulu kağıttan yapılmış bir tabana sahiptir; malzemeler kolayca damgalanır.

- FR-3– FR-2'nin modifikasyonu, ancak dolgu maddesi olarak fenolik reçine yerine epoksi reçine kullanılır. Malzeme, deliklerin metalleştirilmesi olmadan levhaların üretimi için tasarlanmıştır.

- CEM-1– bir kat cam elyafı ile kağıt taban üzerinde epoksi reçineden (Kompozit Epoksi Malzeme) oluşan bir malzeme. Deliklerin metalleştirilmesi gerekmeden devre kartlarının üretimi için tasarlanmıştır; malzeme kolayca damgalanır. Genellikle süt beyazı veya süt sarısı renktedir.

Diğer folyo malzemeleri daha zorlu çalışma koşulları için kullanılır ancak daha fazla özelliğe sahiptir. yüksek fiyat. Tabanları, levhaların özelliklerini geliştiren kimyasal bileşikler temelinde yapılır: seramik, aramid, polyester, poliimid reçine, bismaleinimid-triazin, siyanat ester, floroplastik.

PCB ped kaplamaları

Bakır pedler için ne tür kaplamaların mevcut olduğuna bakalım. Çoğu zaman siteler kaplıdır kalay-kurşun alaşımı veya POS. Lehim yüzeyini uygulama ve tesviye etme yöntemine HAL veya denir. HASL(İngilizce Sıcak Hava Lehim Tesviyesi'nden - lehimin sıcak havayla tesviye edilmesi). Bu kaplama pedlerin en iyi lehimlenebilirliğini sağlar. Ancak yerini genellikle uluslararası direktifin gerekliliklerine uygun daha modern kaplamalar alıyor. RoHS. Bu direktif, varlığın yasaklanmasını gerektirir. zararlı maddelerÜrünlerde kurşun dahil. RoHS şu ana kadar ülkemiz toprakları için geçerli değil ancak varlığını hatırlamakta fayda var. HASL aksi gerekmedikçe her yerde kullanılır. Daha pürüzsüz bir tahta yüzeyi sağlamak için daldırma (kimyasal) altın kaplama kullanılır (bu özellikle BGA pedleri için önemlidir), ancak lehimlenebilirliği biraz daha düşüktür. Fırında lehimleme yaklaşık olarak HASL ile aynı teknoloji kullanılarak gerçekleştirilir, ancak el lehimlemeözel akıların kullanılmasını gerektirir. Organik kaplama veya OSP, bakır yüzeyini oksidasyondan korur. Dezavantajı lehimlenebilirliğin kısa raf ömrüdür (6 aydan az). Daldırma kalay sağlar düz yüzey ve lehimleme için sınırlı bir raf ömrüne sahip olmasına rağmen iyi lehimlenebilirlik. Kurşunsuz HAL, kurşun içeren HAL ile aynı özelliklere sahiptir ancak lehimin bileşimi yaklaşık olarak %99,8 kalay ve %0,2 katkı maddelerinden oluşur. Kartın çalışması sırasında sürtünmeye maruz kalan bıçak konektörlerinin temas noktaları, daha kalın ve daha sert bir altın tabakasıyla elektrolizle kaplanmıştır. Her iki yaldız türünde de altının yayılmasını önlemek için nikel bir alt katman kullanılır.

Koruyucu ve diğer baskılı devre kartı kaplamaları

Resmi tamamlamak için baskılı devre kartı kaplamalarının işlevsel amacını ve malzemelerini ele alalım.

Lehim maskesi - iletkenleri kazara kısa devrelerden ve kirden korumak ve ayrıca cam elyafını lehimleme sırasında termal şoktan korumak için tahta yüzeyine uygulanır. Maske başka herhangi bir işlevsel yük taşımaz ve neme, küflenmeye, bozulmaya vb. karşı koruma görevi yapamaz (özel tip maskelerin kullanıldığı durumlar hariç).

İşaretleme - panonun kendisinin ve üzerinde bulunan bileşenlerin tanımlanmasını kolaylaştırmak için panoya bir maske üzerine boya ile uygulanır.

Soyulabilir maske - örneğin lehimlemeye karşı geçici olarak korunması gereken panonun belirli alanlarına uygulanır. Kauçuğa benzer bir bileşik olduğundan ve kolayca soyulduğundan gelecekte çıkarılması kolaydır.

Karbon temas kaplaması - klavyeler için temas alanları olarak tahtanın belirli bölgelerine uygulanır. Kaplama iyi iletkenliğe sahiptir, oksitlenmez ve aşınmaya dayanıklıdır.

Grafit dirençli elemanlar - dirençlerin işlevini yerine getirmek için tahtanın yüzeyine uygulanabilir. Ne yazık ki, mezheplerin doğruluğu düşüktür - ±%20'den daha doğru değildir (lazer ayarıyla - %5'e kadar).

Gümüş kontak atlama telleri - yönlendirme için yeterli alan olmadığında başka bir iletken katman oluşturarak ek iletkenler olarak uygulanabilir. Esas olarak tek katmanlı ve çift taraflı baskılı devre kartlarında kullanılır.

Elektronik baskılı devre kartı (Rusça kısaltma - PP, İngilizce - PCB) sac paneli birbirine bağlı mikroelektronik bileşenlerin bulunduğu yer. Baskılı devre kartları, basit kapı zillerinden ev radyolarına, stüdyo radyolarından karmaşık radar ve bilgisayar sistemlerine kadar çeşitli elektronik ekipmanların bir parçası olarak kullanılır. Teknolojik olarak elektronik baskılı devre kartlarının imalatı, iletken "film" malzemesiyle bağlantıların oluşturulmasını içerir. Bu tür malzeme, alt tabaka adı verilen bir yalıtım plakası üzerine uygulanır (“baskı”).

Elektronik baskılı devre kartları, 19. yüzyılın ortalarında geliştirilen elektrik ara bağlantı sistemlerinin oluşumunun ve gelişiminin başlangıcını işaret ediyordu.

Metal şeritler (çubuklar) başlangıçta ahşap bir tabana monte edilen hacimli elektrikli bileşenler için kullanıldı.

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

Modern PP üretiminin prototipi böyle görünüyordu. 19. yüzyılın ortalarında benzer tasarım çözümleri kullanıldı

Kompakt, küçük boyutlu elektronik parçaların kullanılması uygulaması, temel temelde benzersiz bir çözüm gerektiriyordu. 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 bir 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 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.

Çok katmanlı baskılı devre kartlarında açık delikler üretme teknolojisi 1961'de Hazeltyne (ABD) tarafından patentlendi.

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

Elektronik baskılı devre kartı - imalat

Sürecin genelleştirilmiş bir vizyonu: bireysel elektronik parçalar, yalıtım alt katmanının tüm alanına dağıtılır. Kurulan bileşenler daha sonra lehimleme yoluyla devre devrelerine bağlanır.

Temas "parmakları" (pimler) olarak adlandırılanlar, alt tabakanın en uç bölgeleri boyunca bulunur ve sistem konektörleri olarak görev yapar.

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

Üç tip elektronik baskılı devre kartı üretilmektedir:

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

Tek taraflı baskılı devre kartları, parçaların yalnızca bir tarafa yerleştirilmesiyle karakterize edilir. Devre parçalarının tamamı yerine oturmuyorsa tek taraflı tahta, iki taraflı bir seçenek kullanılır.

Yüzey malzemesi

Baskılı devre kartlarında geleneksel olarak kullanılan alt tabaka tipik olarak epoksi reçine ile birleştirilmiş fiberglastan yapılır. Alt tabaka bir veya iki tarafı bakır folyo ile kaplanmıştır.

Yine bakır filmle kaplanmış fenolik reçine kağıttan yapılmış elektronik baskılı devre kartlarının üretim açısından uygun maliyetli olduğu düşünülmektedir. Bu nedenle, diğer varyasyonlardan daha sık olarak evdeki elektronik ekipmanı donatmak için kullanılırlar.

Bağlantılar, alt tabakanın bakır yüzeyinin kaplanması veya aşındırılmasıyla yapılır. Bakır raylar korozyona karşı koruma sağlamak için kalay-kurşun bileşimi ile kaplanmıştır. Baskılı devre kartları üzerindeki kontak pimleri bir kalay tabakası, ardından nikel ve son olarak da altın ile kaplanır.

Çemberleme işlemlerinin yapılması

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

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

Bileşen yerleştirmedeki zorluklara rağmen yüzeye montaj teknolojisinin bir başka önemli avantajı daha vardır.

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

Elektronik PCB Tasarımı

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

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

Tüm bu bilgiler, kontrolleri sağlayan bilgisayar yazılımı formatına çevrilir. sondaj makinesi. Elektronik baskılı devre kartlarının üretimi için otomatik bir makine de aynı şekilde programlanmıştır.

Devre şeması oluşturulduktan 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

Elektronik baskılı devre kartı üretim teknolojileri, temiz bir ortamda üretim koşulları sağlar. Üretim tesislerinin atmosferi ve nesneleri, kirletici maddelerin varlığına karşı otomatik olarak kontrol edilir.

Birçok elektronik baskılı devre kartı imalat şirketi uygulama yapıyor benzersiz üretim. Ve standart biçimde, çift taraflı baskılı bir elektronik kartın üretimi geleneksel olarak aşağıdaki adımları içerir:

Üssü yapmak

1. Fiberglas alınır ve proses modülünden geçirilir.
2. Epoksi reçine ile emprenye edilmiştir (daldırma, püskürtme).
3. Cam elyaf, bir makinede alt tabakanın istenen kalınlığına kadar yuvarlanır.
4. Alt tabakayı bir fırında kurutun ve büyük panellerin üzerine yerleştirin.
5. Paneller, bakır folyo ve tutkalla kaplanmış bir destek ile dönüşümlü olarak yığınlar halinde düzenlenmiştir.

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

Delme ve kalaylama delikleri

1. Birkaç destek paneli alınır, üst üste yerleştirilir ve sıkıca sabitlenir.
2. Katlanmış yığın, şematik desene göre deliklerin açıldığı bir CNC makinesine yerleştirilir.
3. Açılan delikler fazla malzemeden arındırılır.
4. İletken deliklerin iç yüzeyleri bakır ile kaplanmıştır.
5. İletken olmayan delikler kaplanmamış olarak bırakılır.

Baskılı devre kartı çiziminin oluşturulması

Toplama veya çıkarma prensibi kullanılarak örnek bir PCB devresi oluşturulur. Katkı seçeneği durumunda alt tabaka istenilen desene göre bakır ile kaplanır. Bu durumda şemanın dışındaki kısım işlenmeden kalır.

Çıkarma işlemi öncelikle alt tabakanın genel yüzeyini kapsar. Daha sonra diyagramda yer almayan bireysel alanlar kazınır veya kesilir.

Ekleme işlemi nasıl çalışır?

Substratın folyo yüzeyi önceden yağdan arındırılmıştır. Paneller bir vakum odasından geçer. Vakum nedeniyle pozitif fotorezist malzeme tabakası tüm folyo alanı boyunca sıkı bir şekilde sıkıştırılır.

Fotorezist için pozitif malzeme, ultraviyole radyasyon altında çözünme yeteneğine sahip bir polimerdir. Vakum koşulları, folyo ile fotorezist arasında kalan olası havayı ortadan kaldırır.

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 bir çözelti ile tozlanır. Bir tür geliştirici olan bu, ışınlanmış fotorezistin devre tasarımı 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. Açıkta kalan alanlar 0,02-0,05 mm kalınlığa kadar galvanizlenir. Fotorezistin altında kalan alanlar galvanizlenmez.

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

Gereksiz fotorezist, bir asit çözücü kullanılarak alt tabakadan çıkarılır. Devre tasarımı ile kaplama arasındaki bakır folyo açığa çıkar. PCB devresinin bakırı kalay-kurşun bileşiği ile korunduğu için buradaki iletken asitten etkilenmez.

Elektronik devre kartlarının endüstriyel üretimi için teknikler

Malzemelerin fiziksel ve mekanik özellikleri, belirlenmiş spesifikasyonları karşılamalı ve standart teknik spesifikasyonlara uygun olarak PCB'lerin yüksek kalitede üretilmesini sağlamalıdır. Levhaların üretimi için katmanlı plastikler kullanılır - bakır saflığı en az% 99,5, yüzey pürüzlülüğü en az 0,4 olan 5, 20, 35, 50, 70 ve 105 mikron kalınlığında elektrolitik bakır folyo ile kaplanmış folyo dielektrikler –0,5 mikron, 500×700 mm boyutlarında ve 0,06–3 mm kalınlığında levhalar halinde tedarik edilmektedir. Lamine plastikler yüksek kimyasal ve termal dirence sahip olmalı, nem emme oranı %0,2-0,8'den fazla olmamalı ve 5-20 saniye boyunca termal şoka (260°C) dayanmalıdır. Dielektriklerin 40°C'de ve %93 bağıl nemde 4 gün boyunca yüzey direnci. en az 10 4 MOhm olmalıdır. Dielektrikin özgül hacim direnci 5·10·11 Ohm·cm'den az değildir. Folyonun tabana (3 mm genişliğinde şerit) yapışma mukavemeti 12 ila 15 MPa arasındadır. Lamine plastiklerde taban olarak kullanılır getinak'lar Fenolik reçine ile emprenye edilmiş sıkıştırılmış elektrik yalıtım kağıdı katmanları; fiberglas laminatlar, epoksifenolik reçine ile emprenye edilmiş sıkıştırılmış fiberglas katmanları ve diğer malzemelerdir (Tablo 2.1).

Tablo 2.1. Devre kartlarının yapımı için temel malzemeler.

Getinax, normal koşullarda tatmin edici elektriksel yalıtım özelliklerine sahiptir iklim koşullarıİyi işlenebilirlik ve düşük maliyet, ev tipi elektronik ekipmanların üretiminde uygulama alanı bulmuştur. Elektronik bilgi işlem ekipmanlarının, iletişim ekipmanlarının ve ölçüm ekipmanlarının bir parçası olarak geniş bir çalışma sıcaklığı aralığına (-60...+180°C) sahip zorlu iklim koşullarında çalıştırılan PCB'ler için daha pahalı cam textolitler kullanılır. Düşük (0,2 - 0,8) geniş bir çalışma sıcaklığı aralığı ile ayırt edilirler. %) su emme, yüksek hacimsel ve yüzey direnci değerleri, çarpılma direnci. Dezavantajları - termal şoklar nedeniyle folyonun soyulması, delik açarken reçinenin sarılması olasılığı. Güç kaynaklarında kullanılan dielektriklerin (GPF, GPFV, SPNF, STNF) yangına dayanıklılığının arttırılması, bileşimlerine yangın 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 temizlik sınıfından daha düşük olmamalıdır) ve diğeri, dielektriklere iyi yapışma için en az 3 mikronluk mikro düzensizlik yüksekliğinde pürüzlü olmalıdır. Bunu yapmak için folyo, bir sodyum hidroksit çözeltisi içinde elektrokimyasal olarak 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 elektriksel stabilite ile karakterize edilir. geometrik parametreler, vakumda ısıtıldığında düşük (% 0,2'ye kadar) su emme ve gaz salınımı, ancak kırılgandır ve yüksek maliyete sahiptir.

Levhaların metal tabanı olarak çelik ve alüminyum kullanılmıştır. Çelik tabanlarda, akım taşıyan alanların yalıtımı, magnezyum oksitler, kalsiyum, silikon, bor, alüminyum 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 yakılarak tabana uygulanır. Anodik oksidasyon ile alüminyum yüzeyinde 10 2 – 10 3 MOhm yalıtım direncine sahip, birkaç on ila yüzlerce mikrometre kalınlığında bir yalıtım katmanı elde edilir. Eloksallı alüminyumun ısıl iletkenliği 200 W/(m·K), çeliğinki ise 40 W/(m·K)'dir. Mikrodalga PP'nin temeli olarak polar olmayan (floroplastik, polietilen, polipropilen) ve polar (polistiren, polifenilen oksit) polimerler kullanılır. Mikrodalga aralığında mikro panellerin ve mikro montajların üretiminde kararlı elektriksel özelliklere ve geometrik parametrelere sahip seramik malzemeler de kullanılmaktadır.

Poliamid film, yüksek çekme mukavemeti, kimyasal direnç ve yangına dayanıklılık özelliğine sahip esnek devre kartlarının üretiminde kullanılır. Sıvı nitrojen sıcaklıklarından silikonun altınla ötektik lehimleme sıcaklıklarına (400°C) kadar esnekliğini kaybetmediğinden polimerler arasında en yüksek sıcaklık stabilitesine sahiptir. Ek olarak, vakumda düşük gaz çıkışı, radyasyon direnci ve sondaj sırasında zarflanma olmaması ile karakterize edilir. Dezavantajları - artan su emilimi ve yüksek fiyat.

Diyagram çiziminin oluşturulması.

Metalizasyon ve aşındırma işlemlerini gerçekleştirirken gerekli konfigürasyonun bir deseninin veya koruyucu kabartmasının çizilmesi gereklidir. Çizim, ince çizgilerin doğru bir şekilde yeniden üretilmesiyle net sınırlara sahip olmalı, aşındırma çözümlerine dayanıklı olmalı, devre kartlarını ve elektrolitleri kirletmemeli ve işlevlerini yerine getirdikten sonra çıkarılması kolay olmalıdır. Baskılı devre tasarımının folyo dielektrik üzerine aktarılması, gridografi, ofset baskı ve fotoğraf baskısı kullanılarak gerçekleştirilir. Yöntemin seçimi, kartın tasarımına, gerekli doğruluk ve kurulum yoğunluğuna ve seri üretime bağlıdır.

Gridografik yöntem Bir devre şemasının çizilmesi, minimum iletken genişliği ve aralarındaki mesafe > 0,5 mm, görüntü çoğaltma doğruluğu ± 0,1 mm olan devre kartlarının seri ve büyük ölçekli üretimi için en uygun maliyetli yöntemdir. Buradaki fikir, açık ağ hücreleri tarafından gerekli desenin oluşturulduğu bir ağ şablonunun içinden kauçuk bir spatula (çekçek) ile bastırılarak tahtaya özel aside dayanıklı boya uygulamaktır (Şekil 2.4).

Bir şablon kullanımı yapmak için metal örgü 30-50 mikron tel kalınlığına ve 1 cm başına 60-160 iplik dokuma sıklığına sahip paslanmaz çelikten, daha iyi esnekliğe sahip, 40 mikron iplik kalınlığına ve 200 ipliğe kadar dokuma sıklığına sahip metalize naylon elyaftan 1 cm başına, ayrıca polyester elyaf ve naylondan

Meshin dezavantajlarından biri de tekrar tekrar kullanıldığında esnemesidir. En dayanıklı olanları paslanmaz çelikten (20 bin baskıya kadar), metalize plastikten (12 bin), polyester elyaftan (10 bine kadar), naylondan (5 bin) yapılmış ağlardır.

Pirinç. 2.4. Serigrafi baskı prensibi.

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

Izgara üzerindeki görüntü, geliştirildikten sonra açık (desensiz) ızgara hücrelerinin oluşturulduğu sıvı veya kuru (film) fotorezistin açığa çıkarılmasıyla elde edilir. Kafes çerçevedeki şablon, tahtanın yüzeyinden 0,5-2 mm'lik bir boşluk kalacak şekilde monte edilir, böylece ağın tahta yüzeyi ile teması sadece ağın bir silecek ile bastırıldığı alanda olur. Silecek, alt tabakaya göre 60-70° açıyla monte edilen dikdörtgen şeklinde keskinleştirilmiş bir kauçuk 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. Teknolojik açıdan daha gelişmiş olan fotopolimer bileşimleri EP-918 ve FKP-TZ, sürecin otomatikleştirilmesinde belirleyici bir faktör olan 10-15 saniyelik ultraviyole kürleme özelliğine sahiptir. Bir kez uygulandığında yeşil kaplama 15-25 mikron kalınlığa sahiptir, çizgi genişliği ve 0,25 mm'ye kadar boşluklarla bir desen üretir, 260°C sıcaklıkta erimiş POS-61 lehimine 10 dakikaya kadar daldırılmaya dayanır s, 5 dakikaya kadar alkol-benzin karışımına maruz kalma ve -60 ila +120 °C sıcaklık aralığında termal döngü. Tasarım uygulandıktan sonra levha 60°C sıcaklıkta 5-8 dakika kurutulur, kalitesi kontrol edilir ve gerekirse rötuşlanır. Aşındırma veya metalizasyon yapıldıktan sonra koruyucu maskenin çıkarılması kimyasal yöntem 10-20 saniye boyunca %5'lik sodyum hidroksit çözeltisinde.

Masa 2.2. Serigrafi baskı için donatım.

Serigrafi baskı için, baskı formatı ve üretkenliği bakımından farklılık gösteren yarı otomatik ve otomatik ekipmanlar kullanılır (Tablo 2.2). Chemcut (ABD) ve Resco'dan (İtalya) gelen otomatik serigrafi baskı hatları, levhaların beslenmesi ve takılması, silecek hareketi ve direnç beslemesi için otomatik sistemlere sahiptir. Rezistansın kurutulması için IR tünel tipi fırın kullanılır.

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

Şekil 2.5. Ofset baskı şeması.

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

4 – boya uygulamak için rulo; 5 – basınç silindiri.

Baskının doğruluğu ve konturların keskinliği, rulo ile tabanın paralelliği, boyanın türü ve kıvamı ile belirlenir. Bir klişe ile sınırsız sayıda baskı yapabilirsiniz. Yöntemin verimliliği salınım döngüsünün süresi (boya uygulaması - transfer) ile sınırlıdır ve saatte 200-300 baskıyı geçmez. Yöntemin dezavantajları: Klişe imalat sürecinin süresi, devrenin desenini değiştirmenin zorluğu, gözeneksiz katmanlar elde etmenin zorluğu, ekipmanın yüksek maliyeti.

Fotoğrafik yöntem bir desen çizmek, 0,01 mm'ye kadar çoğaltma doğruluğu ile minimum iletken genişliği ve aralarında 0,1-0,15 mm mesafe elde etmenizi sağlar. Ekonomik açıdan bakıldığında, bu yöntem daha az maliyet etkindir ancak maksimum desen çözünürlüğüne izin verir ve bu nedenle yüksek yoğunluklu ve hassas levhaların üretiminde küçük ölçekli ve seri üretimde kullanılır. Yöntem, adı verilen ışığa duyarlı bileşimlerin kullanımına dayanmaktadır. fotorezistler , sahip olması gerekenler: yüksek hassasiyet; yüksek çözünürlük; tüm yüzey üzerinde levha malzemesine yüksek yapışma özelliğine sahip homojen, gözeneksiz bir katman; kimyasal etkilere karşı direnç; hazırlık kolaylığı, güvenilirlik ve kullanım güvenliği.

Fotorezistler negatif ve pozitif olarak ikiye ayrılır. Negatif fotorezistler radyasyonun etkisi altında fotopolimerizasyon ve sertleşme sonucu koruyucu rölyef alanları oluştururlar. Aydınlatılan alanlar çözünmeyi bırakır ve alt tabakanın yüzeyinde kalır. Pozitif fotorezistler fotoğraf maskesi görüntüsünü değişiklik yapmadan iletin. Işıkla işleme sırasında açıkta kalan alanlar yok edilir ve yıkanır.

Negatif bir fotorezist kullanıldığında bir devre modeli elde etmek için, pozlama negatif aracılığıyla yapılır ve pozitif fotorezist pozitif aracılığıyla pozlanır. Pozitif fotorezistler daha yüksek bir çözünürlüğe sahiptir ve bu, ışığa duyarlı katman tarafından radyasyonun emilmesindeki farklılıklarla açıklanmaktadır. Katmanın çözünürlüğü, şablonun opak elemanının kenarındaki ışığın kırınım 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 fotodirençte, şablon dirence sıkıca bastırıldığı için kırınım gözle görülür bir rol oynamaz, ancak yansıma sonucunda koruyucu alanların çevresinde çözünürlüğü azaltan bir hale belirir (Şekil 2.6, B). Pozitif direnç katmanında, kırınım etkisi altında, fotomaskın opak alanlarının altındaki direncin yalnızca üst alanı yok 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 doğru hareket edecek ve yine görüntünün halesiz net bir kenarını oluşturacaktır. (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, PVA "duyarlı hale gelir". PVA bazlı bir fotorezist, iş parçasının daldırılması, dökülmesi ve ardından santrifüjleme yoluyla levhanın önceden hazırlanmış yüzeyine uygulanır. Daha sonra fotorezist katmanlar, hava sirkülasyonlu bir ısıtma kabininde 40°C 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 ve ardından 120°C sıcaklıkta 45-50 dakika süreyle termal tabaklama kullanılır. Fotorezistin bronzlaşması (çıkarılması) çözeltide 3-6 saniye boyunca gerçekleştirilir sonraki kadro:

– 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 kullanılarak geliştirilmesidir. Dezavantajları arasında koyu bronzlaşmanın etkisi (bu nedenle uygulanan fotodirençli boşlukların raf ömrü 3-6 saati geçmemelidir), düşük asit ve alkali direnci, bir desen elde etme sürecini otomatikleştirmenin zorluğu, fotorezist hazırlamanın karmaşıklığı yer alır. ve düşük hassasiyet.

Sıvı fotorezistlerin geliştirilmiş özellikleri (bronzlaşmanın ortadan kaldırılması, asit direncinin artması), sinamata dayalı fotorezistte elde edilir. Bu tip fotorezistin ışığa duyarlı bileşeni, polivinil alkol ve sinnamik asit klorürün reaksiyonunun bir ürünü olan polivinil sinamattır (PVC). Çözünürlüğü yaklaşık 500 satır/mm'dir, geliştirme organik çözücüler (trikloroetan, toluen, klorobenzen) içinde gerçekleştirilir. PVC fotorezist geliştirme ve çıkarma sürecini yoğunlaştırmak için ultrasonik titreşimler kullanılır. Ultrasonik alandaki difüzyon, akustik mikro akışlar nedeniyle büyük ölçüde hızlanır ve ortaya çıkan kavitasyon kabarcıkları, çöktüğünde 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 dayalı fotorezistler esas olarak 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 ve 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 markaları ilk olarak 1968 yılında Du Pont (ABD) tarafından geliştirilmiş olup 18 mikron (kırmızı), 45 mikron (mavi) ve 72 mikron (yakut) kalınlığa sahiptir. Kuru film fotorezist SPF-2, 1975'ten beri 20, 40 ve 60 mikron kalınlıklarda 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, TFPC;

– artan güvenilirlik – SPF-PNShch;

– koruyucu – SPF-Z-VShch.

PP tabanın yüzeyine yuvarlanmadan önce koruyucu film Kuru fotorezist polietilenden çıkarılır ve laminatör adı verilen özel bir cihaz kullanılarak 1 m/dk'ya kadar bir hızda 100°C'ye ısıtıldığında rulo yöntemi (kaplama, laminasyon) kullanılarak levhaya uygulanır. Kuru direnç, ultraviyole radyasyonun etkisi altında polimerize olur, spektral duyarlılığının maksimumu 350 nm civarındadır, bu nedenle maruz kalma için cıva lambaları kullanılır. Geliştirme, jet tipi makinelerde metil klorür ve dimetilformamid çözeltilerinde gerçekleştirilir.

SPF-2, özellikleri bakımından Riston fotorezistine benzer, hem asidik hem de alkali ortamlarda işlenebilen bir kuru film fotorezisttir ve DPP üretiminin tüm yöntemlerinde kullanılır. Kullanırken gelişen ekipmanı mühürlemek gerekir. SPF-VShch daha yüksek bir çözünürlüğe sahiptir (100–150 satır/mm), asidik ortam alkali çözeltilerde işlenir. TFPC fotorezistinin bileşimi (polimerizasyon bileşiminde), performans özelliklerini geliştiren metakrilik asit içerir. Elektrokaplama öncesinde koruyucu kabartmanın ısıl işlemine gerek yoktur. SPF-AS-1, hem asidik hem de alkali ortamlarda dayanıklı olduğundan, hem çıkarma hem de ekleme teknolojilerini kullanarak PP deseni elde etmenizi sağlar. Işığa duyarlı tabakanın bakır substrata yapışmasını arttırmak için bileşime benzotriazol eklendi.

Kuru fotorezistin kullanılması PCB üretim sürecini önemli ölçüde basitleştirir ve uygun ürünlerin verimini %60'tan %90'a çıkarır. Burada:

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

– metalize deliklerin fotodirenç sızıntısına karşı 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, ücretleri göndermek 6 ve fotorezistin iş parçalarının, silindirlerin yüzeyine bastırılması 3 Ve 4 koruyucu polietilen filmi çıkarmak için, fotorezistanslı makara 5, ısıtıcı 1 termostat ile.

Şekil 2.9. Laminasyon diyagramı.

Boş levhanın hareket hızı 0,1 m/s'ye ulaşır, ısıtıcı sıcaklığı (105 ±5) °C'dir. ARSM 3.289.006 NPO Raton (Beyaz Rusya) kurulumunun tasarımı, ısıtıcı silindirler arasındaki boşluğa bakılmaksızın sabit bir baskı kuvveti sağlar. PP iş parçasının maksimum genişliği 560 mm'dir. Yuvarlanmanın bir özelliği de fotodirenç katmanının altına toz girme tehlikesidir, bu nedenle kurulumun hermetik bir bölgede çalışması gerekir. Rulo fotorezist film, desenin bozulmasına ve yapışmanın azalmasına neden olabilecek tam büzülme işlemlerine maruz bırakılmadan önce en az 30 dakika tutulur.

Desenin gelişimi, metil kloroformun kimyasal ve mekanik etkisinin 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 ve son durulama derecesi. Çözünmüş fotorezist geliştiricide biriktikçe geliştirme hızı yavaşlar. Geliştirmeden sonra tahta, tüm solvent kalıntıları tamamen giderilene 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 klorürde mürekkep püskürtmeli makinelerde (GGMZ.254.001, ARSMZ.249.000) gerçekleştirilir. Bu güçlü bir solvent olduğundan fotorezisti çıkarma işleminin hızlı bir şekilde (20-30 saniye içinde) yapılması gerekir. Kurulumlar şunları sağlar: kapalı döngü solventler kullanılarak, tahtalar sulandıktan sonra solventler damıtıcıya girer ve ardından saf solventler yeniden kullanıma alınır.

Bir fotorezistin maruz bırakılması, içindeki fotokimyasal reaksiyonları başlatmayı amaçlamaktadır ve ışık kaynaklarına sahip (tarama veya sabit) ve ultraviyole bölgede çalışan tesislerde gerçekleştirilir. Fotomaskların pano boşluklarına sıkı bir şekilde oturmasını sağlamak için, vakumun oluşturulduğu yerlerde çerçeveler kullanılır. 600×600 mm yükleme çerçevelerinden oluşan bir çalışma alanına sahip SKTSI.442152.0001 NPO "Raton" pozlama kurulumu, saatte 15 levha üretkenliği sağlar. Maruziyet süresi Cıva lambası DRSh-1000 1–5 dk. Maruziyetten sonra, karanlık fotokimyasal reaksiyonun tamamlanması için, Mylar koruyucu filmi çıkarmadan önce oda sıcaklığında 30 dakika süreyle maruz bırakılması gerekir.

Kuru fotorezistin dezavantajları, cam-seramik substratlar için kabul edilemez olan haddeleme sırasında mekanik kuvvet uygulama ihtiyacı ve katı ve sıvı atıkların geri dönüştürülmesi 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 gridografik hem de fotokimyasal yöntemlerle yalıtkan bir taban üzerinde iletken bir desen elde etmek için, fotoğraf plakaları veya film üzerinde desenin 1:1 ölçeğinde grafik görüntüsü olan foto maskelerin kullanılması gerekir. Fotomasklar, bantlar üzerinde iletken alanlar oluşturulduğunda pozitif bir görüntüde, boşluk alanlarından bakırın aşındırılmasıyla iletken alanlar elde edildiğinde ise negatif bir görüntüde yapılır.

Geometrik doğruluk ve PP modelinin kalitesi öncelikle aşağıdakilere 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 birimi aşmayan, net ve eşit sınırları olan elemanların kontrastlı siyah beyaz görüntüsü;

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

– tasarım elemanlarının doğruluğu ±0,025 mm.

Listelenen gereksinimler büyük ölçüde yüksek kontrastlı fotoğraf plakaları ve filmleri “Mikrat-N” (SSCB), FT-41P (SSCB), RT-100 (Japonya) ve Agfalit (Almanya) gibi 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 fotoğraf filmi üzerine bir ışık ışınıyla çizmek. Fotoğraf orijinalleri hazırlanırken, PP tasarımı az küçülen malzeme üzerine büyütülmüş ölçekte (10:1, 4:1, 2:1) çizilerek, aplike yapılarak veya emayeye kesilerek yapılır. 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 prototip kartlar için kullanılır.

Yüksek montaj yoğunluğuna sahip PP için emaye kesimi kullanılır. Bunu yapmak için, cilalı cam levha opak bir emaye tabakası ile kaplanır ve devre tasarımının kesilmesi, manuel olarak kontrol edilen bir koordinatograf kullanılarak gerçekleştirilir. Desenin doğruluğu 0,03–0,05 mm'dir.

Üretilen fotoğraf orijinali, PP-12, EM-513, Klimsch (Almanya) gibi fotoreprodüksiyon baskı kameraları kullanılarak yüksek kontrastlı fotoğraf plakası üzerinde gerekli redüksiyonla fotoğraflanarak kontrol edilebilen ve çalışabilen fotomaskeler elde edilir. Çalışma, tek ve grup fotoğraf maskelerinin çoğaltılması ve üretilmesi için, kontrol fotoğraf maskesinin negatif kopyasından kontak yazdırma yöntemi kullanılır. İşlem, ±0,02 mm doğrulukla ARSM 3.843.000 çarpan modelinde gerçekleştirilir.

Bu yöntemin dezavantajları, yüksek vasıflı emek gerektiren bir fotoğraf orijinali elde etmenin yüksek emek yoğunluğu ve fotoğraf maskelerinin kalitesini düşüren geniş bir alandaki fotoğraf orijinallerini eşit şekilde aydınlatmanın zorluğudur.

PP modellerinin artan karmaşıklığı ve yoğunluğu ile iş gücü verimliliğini artırma ihtiyacı, doğrudan fotoğraf filmi üzerinde bir tarama ışını kullanarak fotoğraf maskeleri üretmeye yönelik bir yöntemin geliştirilmesine yol açtı. Işık huzmesini kullanarak bir fotoğraf maskesi üretmek için program kontrollü koordinat makineleri geliştirilmiştir. Panoların makine tasarımına geçişle birlikte, bilgisayardan elde edilen iletkenlerin koordinatlarını içeren delikli kağıt bant, üzerinde fotoğraf maskesinin otomatik olarak oluşturulduğu koordinatografın okuma cihazına girildiği için çizim yapma ihtiyacı ortadan kalkar.

Koordinatograf (Şekil 2.10) bir vakum tablosundan oluşur 8, filmin, fotoğraf kafalarının ve kontrol ünitesinin monte edildiği /. Tabla, hassas kurşun vidalar kullanılarak karşılıklı iki dik yönde yüksek hassasiyetle hareket eder 9 ve 3, step motorlar tarafından tahrik edilen 2 Ve 10. Fotoğraf kafası aydınlatıcıyı açar 4, odaklama sistemi 5, dairesel diyafram 6 ve fotoğraf deklanşörü 7. Diyafram, PP modelinin belirli bir elemanını oluşturan bir dizi deliğe (25-70) sahiptir ve step motorun şaftına sabitlenmiştir. Çalışma programına uygun olarak kontrol ünitesinden gelen sinyaller tabla sürücüsünün step motorlarına, diyaframa ve aydınlatıcıya beslenir. Modern koordinatograflar (Tablo 5.4), sabit bir ışık modunu otomatik olarak koruyan, fotoğraf maskeleri hakkındaki bilgileri bilgisayardan filme 1:2 ölçeğinde çıkaran sistemlerle donatılmıştır; 1:1; 2:1; 4:1.

Pirinç. 5.10. Koordinatograf diyagramı.

Firmamız üretiyor baskılı devre kartı standart FR4'ten FAF mikrodalga malzemelerine kadar yüksek kaliteli yerli ve ithal malzemelerden.

Tipik tasarımlar baskılı devre kartıçalışma sıcaklığı -50 ila +110 °C ve cam geçiş sıcaklığı Tg (yumuşama) yaklaşık 135 °C olan FR4 tipi standart fiberglas laminatın kullanımına dayanmaktadır.

Artan ısı direnci gereksinimleri için veya levhaları kurşunsuz teknoloji (260 °C'ye kadar) kullanan bir fırına monte ederken, yüksek sıcaklık FR4 Yüksek Tg veya FR5 kullanılır.

Baskılı devre kartları için temel malzemeler:

"+" - Genellikle stokta bulunur

"+/-" - İstek üzerine (her zaman mevcut değildir)

Çok katmanlı için önceden hazırlanmış ("bağlama" katmanı) baskılı devre kartı

FR-4

Bir veya her iki tarafı 35 mikron kalınlığında bakır folyo ile kaplanmış, nominal kalınlığı 1,6 mm olan folyo kaplı fiberglas laminat. Standart FR-4 1,6 mm kalınlığındadır ve sekiz katmandan (“prepreg”) fiberglastan oluşur. Orta katman genellikle üreticinin logosunu içerir; rengi bu malzemenin yanıcılık sınıfını yansıtır (kırmızı - UL94-VO, mavi - UL94-HB). Tipik olarak FR-4 şeffaftır; standart yeşil renk, bitmiş PCB'ye uygulanan lehim maskesi rengine göre belirlenir.

• koşullandırma ve restorasyon sonrası hacimsel elektrik direnci (Ohm x m): 9,2 x 1013;
• yüzey elektrik direnci (Ohm): 1,4 x1012;
• Galvanik çözeltiye maruz kaldıktan sonra folyonun soyulma mukavemeti (N/mm): 2,2;
• yanıcılık (dikey test yöntemi): sınıf V®.

MI 1222

Epoksi bağlayıcı ile emprenye edilmiş fiberglas bazlı, bir veya her iki tarafı bakır elektrolitik folyo ile kaplanmış, katmanlı preslenmiş bir malzemedir.

• yüzey elektrik direnci (Ohm): 7 x 1011;
• spesifik hacimsel elektrik direnci (Ohm): 1 x 1012;
• dielektrik sabiti (Ohm x m): 4,8;
• folyo soyulma mukavemeti (N/mm): 1,8.

FAF-4D

Cam elyaf takviyeli floroplastik olup, her iki tarafı da bakır folyo ile kaplanmıştır. Uygulama: - baz olarak baskılı devre kartı mikrodalga aralığında çalışan; - elektrik yalıtımı alıcı ve verici ekipmanın basılı elemanları için; - +60 ila +250° C sıcaklık aralığında uzun süreli çalışma kapasitesine sahiptir.

• 10 mm şerit başına folyonun tabana yapışma mukavemeti, N (kgf), 17,6(1,8)'den az değil
• 106 Hz frekansta dielektrik kayıp tanjantı, en fazla 7 x 10-4
• 1 MHz frekansında dielektrik sabiti 2,5 ± 0,1
• Mevcut levha boyutları, mm (levha genişliğinde ve uzunluğunda maksimum sapma 10 mm) 500x500

T111

Alüminyum bazlı seramik bazlı termal olarak iletken bir polimerden yapılmış malzeme, önemli miktarda ışık yayan bileşenlerin kullanılmasının amaçlandığı durumlarda kullanılır. ısı gücü(örneğin, ultra parlak LED'ler, lazer yayıcılar vb.). Malzemenin temel özellikleri, mükemmel ısı dağılımı ve yüksek voltajlara maruz kaldığında artan dielektrik dayanımıdır:

• Alüminyum taban kalınlığı - 1,5 mm
• Dielektrik kalınlığı - 100 mikron
• Bakır folyo kalınlığı - 35 mikron
• Dielektrik malzemenin ısıl iletkenliği - 2,2 W/mK
• Dielektrik termal direnç - 0,7°C/W
• Alüminyum alt katmanın termal iletkenliği (5052 - AMg2.5'in benzeri) - 138 W/mK
• Arıza gerilimi - 3 KV
• Cam geçiş sıcaklığı (Tg) - 130
• Hacim direnci - 108 MΩ×cm
• Yüzey direnci - 106 MΩ
• En yüksek çalışma voltajı (CTI) - 600V

Baskılı devre kartlarının üretiminde kullanılan koruyucu lehim maskeleri

Lehim maskesi ("yeşil malzeme" olarak da bilinir), iletkenleri lehimleme sırasında lehim ve akı girişinden ve ayrıca aşırı ısınmadan korumak için tasarlanmış dayanıklı bir malzeme tabakasıdır. Maske iletkenleri kaplar ve pedleri ve bıçak konektörlerini açıkta bırakır. Bir lehim maskesi uygulama yöntemi, fotorezist uygulamaya benzer - ped desenli bir fotomask kullanılarak, PCB'ye uygulanan maske malzemesi aydınlatılır ve polimerize edilir, lehim pedleri olan alanlar açığa çıkmaz ve maske bunlardan sonra yıkanır. gelişim. Daha sık lehim maskesi bakır tabakasına uygulanır. Bu nedenle oluşumundan önce koruyucu katman kalay çıkarılır - aksi takdirde maskenin altındaki kalay, lehimleme sırasında tahtanın ısınmasından dolayı şişer.

PSR-4000 H85

Yeşil renkli, sıvı ışığa duyarlı, ısıyla sertleşen, 15-30 mikron kalınlığında, TAIYO MÜREKKEP (Japonya).

Aşağıdaki kuruluşlar ve son ürün üreticileri tarafından kullanım onayına sahiptir: NASA, IBM, Compaq, Lucent, Apple, AT&T, General Electric, Honeywell, General Motors, Ford, Daimler-Chrysler, Motorola, Intel, Micron, Ericsson, Thomson, Visteon , Alcatel, Sony, ABB, Nokia, Bosch, Epson, Airbus, Philips, Siemens, HP, Samsung, LG, NEC, Matsushita(Panasonic), Toshiba, Fujitsu, Mitsubishi, Hitachi, Toyota, Honda, Nissan ve daha birçokları ;

IMAGECURE XV-501

Renkli (kırmızı, siyah, mavi, beyaz), sıvı iki bileşenli lehim maskesi, Coates Electrografis Ltd (İngiltere), kalınlık 15-30 mikron;

DUNAMASK KM

DUNACHEM'den (Almanya) kuru film maskesi, 75 mikron kalınlık, çadırlama sağlar yollar, yüksek yapışma özelliğine sahiptir.