Методы получения печатных проводников.

1.Химический

2 Электрохимический

3 Комбинированный

 

4.1 Химический метод или метод травления фольгированного диэлектрика, заключается в том, что на медную фольгу, приклеенную к диэлектрику с одной или двух сторон, наносят позитивный рисунок схемы проводников. Затем «травят» в растворе хлорного железа, удаляя металл с незащищённых участков, и на диэлектрике получается требуемая электрическая схема проводников.

Наиболее распространённые варианты этого метода:

1.фотохимический,

2.сеточно-химический,

3.офсетно-химический, которые различаются способом нанесения защитного слоя.

 

4.1.1 Фотохимический метод обеспечивает высокую разрешающую способность.

Основные этапы технологического процесса изготовления печатной платы фотохимическим способом.

1. плата с медной фольгой

2. фоторезист

3. источник света

4. фотошаблон

5. задубленный слой

6. проводник с задубленным слоем

7. проводник

 

 

 

1. Подготовка поверхности фольги

2.1. Механическая очистка производится вращающимися латунными или капроновыми щётками. На поверхность фольги наносят смесь маршалита и венской извести. Желательно получить шероховатую поверхность фольги (Rz =20-40мкм), это обеспечивает хорошую адгезию фоторезиста и лёгкое удаление его при проявлении.

2.2. Химическая очистка выполняется в щелочных растворах с последующей промывкой в деионизированной воде. Для нейтрализации остатков щёлочи и удаления слоя окислов платы декапируют в растворе соляной и серной кислот.

Результатом плохой очистки могу явиться:

1. проколы

2. неполное травление меди

3. отслаивание

4. недостаточная адгезия фоторезиста

1. Нанесение фоторезиста

1.погружением,

2.полив в центрифуге,

3.накатыванием.

Погружение позволяет получить равномерный слой фоторезиста одновременно с двух сторон заготовки.

3.1.Плата, закрепленная за технологические отверстия, погружается в ёмкость с фоторезистом. Толщина получаемых слоёв фоторезиста зависит от скорости, с которой плата извлекается из ванны. Если нужен толстый слой, то плату многократно окунают с промежуточной сушкой каждого слоя.

3.2.Фоторезист сушат горячим воздухом t=+65⁰ С в течение 15-20 минут.

1. Экспонирование проводят в вакуумной светокопировальной раме с помощью люминесцентной лампы.

4.1.Нанесение рисунка схемы с помощью дуговых ртутных ламп.

1. Проявка схемы, промывка, ретушь.

5. Проявка схемы, промывка, ретушь.

5.1. Для негативных фоторезистов проявителем является спиртовые смеси, они вымывают растворимые участки, которые находятся под темными местами негатива.

Проявляем в двух ваннах, в первой остается большая часть фоторезиста, во второй более тонкое проявление.

5.2. Промываем заготовку в промывочной установке. Вода t = 40⁰C подается через сопла с определенной скоростью.

5.3. Качество полученного слоя можно контролировать, опустив плату в раствор с красителем, сразу выявляются все дефекты в слое фоторезиста.

5.4. Неизбежные дефекты ретушируют с помощью лака ХСП или эмали НЦ -25.

6. Дубление

6.1. Химическое дубление защитного слоя проводят в растворе ангидрида.

6.2. Тепловое дубление проводят в термостате, выдерживая заготовку при t=60⁰С в течение 40-60 мин.

При работе с фоторезистом необходимо соблюдать правила техники безопасности:

- хорошая вентиляция помещения,

- работать в резиновых перчатках,

- недопустимо открытое пламя.

7. Травление (удаление слоя метала для получения нужного рисунка схемы)

Этапы:

- предварительная очистка,

- собственно травление металла,

- очистка после травления,

- удаление фоторезиста.

7.1. Медную фольгу травят раствором хлорного железа, плотностью 1,35

2FeCl₃+Cu -> 2FeCl₂+CuCl₂

Медь переходит в раствор в виде соединения с хлором.

Достоинства 2 FeCl₃ - четкий и равномерный рисунок, пары – нетоксичны, низкая стоимость.

Недостатки 2 FeCl₃ – низкая скорость травления, потери меди, необходимо длительное время для промывки.

Травление осуществляется двумя способами:

- набрызгивание в ванной,

- распыление.

7.2. После травления заготовку промывают в ваннах с водой под давлением.

7.3. Задубленный чувствительный слой фоторезиста удаляют растворителем или ацетоном. Они взрывоопасны и токсичны, поэтому используют гидропульты и проволочные щетки.

7.4 Защита проводников от окисления:

- облуживание сплавом Розе или покрываем флюсом на основе полиэфирной смолы.

8. Механическая обработка платы.

8.1. Заданной размер платы получают фрезерованием по контуру – срезаем технологическое поле.

8.2. Необходимые монтажные и конструктивные отверстия сверлим с помощью станков с ЧПУ.

8.3. Пыль и грязь удаляем с помощью сжатого воздуха или компрессора.

9. Влагозащита.

Выполняется после сборки и настройки.

 

Электрохимический способ

1 – плата; 2 – фоторезист; 3 – позитив; 4 – задубленный слой;

5 – электролитическая медь.

1. Механическая обработка. (как в химическом способе).

2. Подготовка поверхности платы

2.1. Механическая обработка поверхности шкуркой № 100-200

2.2. Для сохранения диэлектрических свойств основания при обработке в различных растворах и более высокой адгезии проводников наносим пять слоев эпоксидной эмали распылением с промежуточной сушкой каждого слоя.

2.3. Для получения шероховатой поверхности плату подвергают гидро- пескоструйной обработке Ra =2,5-1,25мкм.

3. Нанесение фоторезиста.

3.1. Нанести слой желатина

3.2. Нанести слой светочувствительной эмульсии (состав: вода дистиллированная, желатин фотографический, аммоний двухромовокислый, аммиак).

3.3. Сушка эмульсии в выполняется в центрифуге (при t=40⁰С в течение 5-10 минут).

4. Нанесение рисунка схемы.

4.1. Экспонирование (засвечивание) выполняют при помощи люминисцентных ламп. (конверт из фотошаблонов или приспособление с фиксирующими штифтами).

5. Проявка.

5.1. Проявляют под душем, t воды = 40-50⁰C, протирая губкой. Процесс проявки ускоряется при наложении ультразвуковых колебаний. Эмульсия растворяется.

5.2. Контроль качества полученного рисунка - визуально. Рисунок должен быть четким и ровным, без подтеков и капель эмульсии.

5.3. Сверлим монтажные отверстия для металлизации на станках с ЧПУ. Необходимо обдуть плату сжатым воздухом.

5.4. Отверстия, которые необходимо металлизировать, зенкуют под углом 90-100⁰. Это необходимо для лучшего осаждения меди и плавного перехода проводников на другую сторону платы.

6. Металлизация монтажных отверстий.

6.1. Химическое меднение. Обезжирить поверхность в бензине или спирте.

6.2. Обработка в растворе двухлористого олова (сенсибилизация).

6.3. Промывка в ваннах с водой.

6.4. Активизация в растворе азотистого серебра или хлористого палладия. Происходит химическое осаждение тонкой пленки серебра или палладия на наружных поверхностях платы и в отверстиях.

6.5. Химическое меднение заключается наращивании меди на активированных поверхностях с помощью наложения ультразвукового поля. Осадки меди имеют более плотную структуру.

6.6. Химически медненые платы обрабатывается в растворе гидроокиси натрия NaOH (10-15%) при температуре 60-70⁰ С до полного раздубливания желатина.

6.7. Промывка в горячей воде для снятия желатина.

7. Гальваническое меднение монтажных отверстий.

7.1. Перед гальваническим меднением проводят обработку в 5-10%-ном растворе соляной кислоты, t-20⁰C, t=20-30 сек.

7.2. Прошить необходимые отверстия технологическими проводниками (медная проволока). Создать замкнутый контур проводящих покрытий, используя специальные приспособления.

7.3. Непосредственно гальваническое меднение проводят в электролите H₂SO_4.

8. Защита медных проводников.

8.1. Серебрение проводников.

8.2. Покрытие канифольным лаком.

8.3. Сушка.

8.4. Скальпелем удаляют технологические проводники.

9. Механическая обработка

9.1. Фрезерование по контуру, удаление технологического поля.

9.2. Получение конструктивных отверстий.