Реферат: Технология изготовления печатных плат
<span Arial",«sans-serif»">1. Введение
<span Arial",«sans-serif»">Втехническом прогрессе ЭВМ играют значительную роль: они значительно облегчаютработу человека в различных областях промышленности, инженерных исследованиях,автоматическом управлении и т.д.
<span Arial",«sans-serif»; layout-grid-mode:line">
<span Arial",«sans-serif»; layout-grid-mode:line">Особенностями производства ЭВМ на современном этапеявляются:
<span Arial",«sans-serif»">
·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»">Использование большого количества стандартныхэлементов. Выпуск этих элементов в больших количествах и высокого качества –одно из основных требований вычислительного машиностроения. Массовоепроизводство стандартных блоков с использованием новых элементов, унификацияэлементов создают условия для автоматизации их производства.<span Arial",«sans-serif»; layout-grid-mode:line">
·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; layout-grid-mode:line">Высокая трудоёмкость сборочных и монтажных работ, чтообъясняется наличием большого числа соединений и сложности их выполнениявследствие малых размеров.<span Arial",«sans-serif»; layout-grid-mode:line">
·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; layout-grid-mode:line">Наиболее трудоёмким процессом в производстве ЭВМзанимает контроль операций и готового изделия.<span Arial",«sans-serif»; layout-grid-mode:line">
·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; layout-grid-mode:line">Основным направлением при разработке и создании печатныхплат является широкое применение автоматизированных методов проектирования сиспользованием ЭВМ, что значительно облегчает процесс разработки и сокращаетпродолжительность всего технологического цикла.<span Arial",«sans-serif»"><span Arial",«sans-serif»">
<span Arial",«sans-serif»; layout-grid-mode:line">Основными достоинствами печатных плат являются:
·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»">Увеличениеплотности монтажа и возможность микро-миниатюризации изделий.·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»">Гарантированнаястабильность электрических характеристик.·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»">Повышеннаястойкость к климатическим и механическим воздействиям.·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»">Унификацияи стандартизация конструктивных изделий.·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»">Возможностькомплексной автоматизации монтажно-сборочных работ. <span Arial",«sans-serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;color:black;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU; mso-bidi-language:AR-SA">2.Типы печатных плат
Появление печатных плат (ПП) в ихсовременном виде совпадает с началом использования полупроводниковых приборов вкачестве элементной базы электроники. Переход на печатный монтаж даже на уровнеодно- и двухсторонние плат стал в свое время важнейшим этапом в развитииконструирования и технологии электронной аппаратуры.
Разработка очередных поколенийэлементной базы (интегральная, затем функциональная микроэлектроника),ужесточение требований к электронным устройствам, потребовали развития техникипечатного монтажа и привели к созданию многослойных печатных плат (МПП),появлению гибких, рельефных печатных плат.
Многообразие сфер примененияэлектроники обусловило совместное существование различных типов печатных плат:
·<span Arial",«sans-serif»"> <a href=«pcbfab.ru/article.php?id=»13">Односторонние печатные платы
·<span Arial",«sans-serif»"> <a href=«pcbfab.ru/article.php?id=»14">Двухсторонние печатные платы
·<span Arial",«sans-serif»"> <a href=«pcbfab.ru/article.php?id=»15">Многослойные печатные платы
·<span Arial",«sans-serif»"> <a href=«pcbfab.ru/article.php?id=»16">Гибкие печатные платы
·<span Arial",«sans-serif»"> <a href=«pcbfab.ru/article.php?id=»17">Рельефные печатные платы (РПП)
·<span Arial",«sans-serif»"> <a href=«pcbfab.ru/article.php?id=»199">Высокоплотная односторонняя печатная плата
<span Arial",«sans-serif»; mso-ansi-language:EN-US">2.1. Односторонние печатные платыОдносторонние платы по-прежнему составляютзначительную долю выпускаемых в мире печатных плат. В предыдущем десятилетии вСША они составляли около 70% объема выпуска плат в количественном исчислении,однако, лишь около 10 % в стоимостном исчислении. В Великобритании такие платысоставляют около четверти от объема всего производства.
Маршрут изготовления односторонних плат традиционновключает сверление, фотолитографию, травление медной фольги, защиту поверхностии подготовку к пайке, разделение заготовок. Стоимость односторонних платсоставляет 0,1 — 0,2 от стоимости двухсторонних плат, это делает их вполнеконкурентными, особенно в сфере бытовой электроники. Отметим, однако, чтодля современных электронных устройств, даже бытового назначения, односторонниеплаты часто требуют контурного фрезерования, нанесения защитных маскирующихпокрытий, их сборка ведется с посадкой кристаллов непосредственно на плату илиповерхностным монтажом. Пример такой платы в сборе, используемой вцифровом спидометре — альтиметре горного велосипеда, показан справа.
<img src="/cache/referats/22178/image001.jpg" align=«left» hspace=«15» v:shapes="_x0000_s1026"><img src="/cache/referats/22178/image002.jpg" hspace=«15» v:shapes="_x0000_i1025">
Типовыепараметры плат:
·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Макс. размеры заготовки — <st1:metricconverter ProductID=«400 мм» w:st=«on»>400 мм</st1:metricconverter> x <st1:metricconverter ProductID=«330 мм» w:st=«on»>330 мм</st1:metricconverter>·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Минимальный диаметр отверстия — <st1:metricconverter ProductID=«0,6 мм» w:st=«on»>0,6 мм</st1:metricconverter>·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Минимальная ширина проводника — <st1:metricconverter ProductID=«0,15 мм» w:st=«on»>0,15 мм</st1:metricconverter>·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Минимальный зазор — <st1:metricconverter ProductID=«0,15 мм» w:st=«on»>0,15 мм</st1:metricconverter>·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Толщина фольги — 36 мкм·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Толщина платы — 0,4 — <st1:metricconverter ProductID=«1,6 мм» w:st=«on»>1,6 мм</st1:metricconverter><span Arial",«sans-serif»;color:black">
Альтернативой фотохимическому способу изготовленияодносторонних плат является <a href=«pcbfab.ru/article.php?name=»milling">фрезерование
проводящего слоя в медной фольге на двухкоординатныхфрезерных станках с ЧПУ. Этот метод наиболее эффективен при изготовлениипрототипов плат, он позволяет разработчику получить опытный образец за 1,5 — 2часа в условиях конструкторского бюро. 2.2. Двухсторонние печатные платыДвухсторонние платы составляют в настоящее времязначительную долю объема выпуска плат, например, в Великобритании до 47 %. Непретендуя на однозначность оценок, а опираясь лишь на собственную статистикупоследних трех лет, можно оценить долю двухсторонних плат в российскомпроизводстве в 65 — 75%.
Столь значительное внимание разработчиков к этому видуплат объясняется своеобразным компромиссом между их относительно малойстоимостью и достаточно высокими возможностями. Технологический процесс изготовления двухсторонних плат, также какодносторонних, является частью более общего процесса изготовления многослойныхПП. Однако для двухсторонних плат не требуется применять прессования слоев,значительно проще выполняется очистка отверстий после сверления.
Вместе с тем, для большинства двухсторонних плат зарубежом проектные нормы «проводник / зазор» составляют 0,25 / <st1:metricconverter ProductID=«0,25 мм» w:st=«on»>0,25 мм</st1:metricconverter> (40% от объемавыпуска), 0,2 / <st1:metricconverter ProductID=«0,2 мм» w:st=«on»>0,2 мм</st1:metricconverter>(18%) и 0,15 / <st1:metricconverter ProductID=«0,15 мм» w:st=«on»>0,15 мм</st1:metricconverter>(18%). Это позволяет использовать такие платы для изготовления широкого кругасовременных изделий, они вполне пригодны как для монтажа в отверстия, так и дляповерхностного монтажа. Нередко на проводники двухсторонних плат наноситсязолотое покрытие (фото слева), а для металлизации отверстий используетсясеребро (фото справа).
<img src="/cache/referats/22178/image004.jpg" align=«left» hspace=«5» v:shapes="_x0000_s1027"><img src="/cache/referats/22178/image006.jpg" v:shapes="_x0000_i1026">
Типовые параметрыдвухсторонних плат:
·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Максимальные размеры заготовки — 300x250...500х500 мм·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Минимальный диаметр отверстия — 0.4...0,6 мм·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Минимальная ширина проводника — <st1:metricconverter ProductID=«0,15 мм» w:st=«on»>0,15 мм</st1:metricconverter>·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Минимальный зазор — <st1:metricconverter ProductID=«0,15 мм» w:st=«on»>0,15 мм</st1:metricconverter>·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Толщина фольги — 18..36 мкм·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Толщина платы — 0,4 — <st1:metricconverter ProductID=«2,0 мм» w:st=«on»>2,0 мм</st1:metricconverter><span Arial",«sans-serif»;color:black"> Опираясь на собственный опыт изготовления прототипов отечественныхдвухсторонних плат, можно констатировать, что запросы отечественныхразработчиков удовлетворяются пока диапазоном проектных норм 0,2 / 0,2 — 0,3 / <st1:metricconverter ProductID=«0,3 мм» w:st=«on»>0,3 мм</st1:metricconverter>, норма 0,15 / <st1:metricconverter ProductID=«0,15 мм» w:st=«on»>0,15 мм</st1:metricconverter> встречается неболее, чем в 10% случаев.
Отметим, что отечественные разработчики, точно такжекак их зарубежные коллеги, закладывают в технические задания на изготовлениедвухсторонних плат нанесение паяльной маски, маркировку, весьма часто — фрезерование плат по сложному контуру. Как правило, сборка таких платпредусматривает поверхностный монтаж компонентов.
Многослойные печатные платы (МПП) составляют две третимирового производства печатных плат в ценовом исчислении, хотя в количественномвыражении уступают одно- и двухсторонним <img src="/cache/referats/22178/image007.gif" align=«left» hspace=«20» v:shapes="_x0000_s1028">платам.
По своей структуре МПП значительно сложнее двухстороннихплат. Они включают дополнительные экранные слои (земля и питание), а такженесколько сигнальных слоев.
Для обеспечения коммутации между слоями МППприменяются межслойные переходы (vias) и микро-переходы (microvias).
Межслойные переходы могут выполняться в виде сквозныхотверстий, соединяющих внешние слои между собой и с внутренними слоями,применяются также глухие и скрытые переходы.
Глухой переход — это соединительный <img src="/cache/referats/22178/image008.gif" align=«left» hspace=«15» vspace=«10» v:shapes="_x0000_s1029">металлизированный канал, видимый только с верхней илинижней стороны платы. Скрытые же переходы используются для соединения междусобой внутренних слоев платы. Их применение позволяет значительно упроститьразводку плат, например, 12-слойную конструкцию МПП можно свести кэквивалентной 8-слойной. коммутации.
Специально для поверхностного монтажа разработанымикро-переходы, соединяющие между собой контактные площадки и сигнальные слои.
Для изготовления МПП производится соединениенескольких ламинированных фольгой диэлектриков между собой, для чегоиспользуются склеивающие прокладки — препреги. Поэтому толщина <img src="/cache/referats/22178/image009.gif" align=«left» hspace=«10» vspace=«10» v:shapes="_x0000_s1030">МПП растет непропорционально быстро с ростом числасигнальных слоев.
<span Arial",«sans-serif»;color:black">
В связи с этим необходимо учитывать большоесоотношение толщины платы к диаметру сквозных отверстий. Например, для МПП сдиаметром отверстий <st1:metricconverter ProductID=«0,4 мм» w:st=«on»>0,4 мм</st1:metricconverter>и толщиной <st1:metricconverter ProductID=«4 мм» w:st=«on»>4 мм</st1:metricconverter>это соотношение равно 10:1, что является весьма жестким параметром для процессасквозной металлизации отверстий.
Тем не менее, даже учитывая трудности с металлизациейузких сквозных отверстий, изготовители МПП предпочитают достигать высокой плотностимонтажа за счет большего числа относительно дешевых слоев, нежели меньшимчислом высокоплотных но, соответственно, более дорогих слоев.
В современных МПП широко применяется поверхностныймонтаж всех видов современных интегральных схем, включая, как это показано нарисунке, бескорпусных схем, заливаемых компаундом после разварки выводов.
2.4. Гибкие печатные платыИспользование гибких диэлектрических материалов дляизготовления печатных плат дает как разработчику, так и пользователюэлектронных устройств ряд уникальных возможностей. Это прежде всего — уменьшение размеров и веса конструкции, повышение эффективности сборки,повышение электрических характеристик, теплоотдачи и в целом надежности.
Если учесть основное свойство таких плат — динамическую гибкость — становится понятным все возрастающий объем применениятаких плат в автомобилях, бытовой технике, медицине, в оборонной иаэрокосмической технике, компьютерах, в системах промышленного контроля ибортовых системах.
Гибкие печатные платы (ГПП) изготавливаются на полиимиднойили лавсановой пленке и поэтому могут легко деформироваться даже послеформирования проводящего рисунка. Большая часть конструкций гибких ППаналогична конструкциям печатных плат на жесткой основе.
<img src="/cache/referats/22178/image010.gif" align=«left» hspace=«10» v:shapes="_x0000_s1031"><span Arial",«sans-serif»;color:black">
Односторонние ГПП наиболее распространены в этом классе плат, поскольку проявляют наилучшую динамическую гибкость. Контактные площадки таких плат расположены с одной стороны, в качестве материала проводящей фольги чаще всего используется медь.
<img src="/cache/referats/22178/image011.gif" align=«left» hspace=«10» v:shapes="_x0000_s1032"><span Arial",«sans-serif»;color:black">
Односторонние ГПП с двухсторонним доступом имеют один проводящий слой, контактные площадки к которому выполнены с обеих сторон платы.
<img src="/cache/referats/22178/image012.gif" align=«left» hspace=«10» v:shapes="_x0000_s1033"><span Arial",«sans-serif»;color:black">
Двухсторонние ГПП имеют два проводящих слоя, которые могут быть соединены сквозными металлизированными переходами (на рисунке проводники нижнего слоя идут перпендикулярно проводникам верхнего слоя). Платы этого типа обеспечивают высокую плотность монтажа, часто применяются в электронных устройствах с контролируемым полным сопротивлением (импедансом) плат.
<img src="/cache/referats/22178/image013.gif" align=«left» hspace=«10» v:shapes="_x0000_s1034"><span Arial",«sans-serif»;color:black">
Многослойные ГПП содержат не менее трех проводящих слоев, соединенных металлизированными отверстиями, которые обеспечивают межслойное соединение. В таких платах проще реализовывать высокую плотность монтажа, поскольку не требуется обеспечивать большие значения соотношений «высота/диаметр отверстия». Прогнозируется применение таких ГПП для сборки на них многокристальных интегральных схем.
<img src="/cache/referats/22178/image014.gif" align=«left» hspace=«10» v:shapes="_x0000_s1035"><span Arial",«sans-serif»;color:black">
Жестко-гибкие ПП являются гибридными конструкциями и содержат как жесткие, так и гибкие основания, скрепленные между собой в единую сборку и электрически соединенные металлизированными отверстиями. Наиболее распространены в изделиях оборонной техники, однако расширяется их применение и в промышленной электронике.
<img src="/cache/referats/22178/image015.gif" align=«left» hspace=«10» v:shapes="_x0000_s1036"><span Arial",«sans-serif»;color:black">
ГПП с местным ужесточением (укреплением).В таких платах возможно размещение внутри гибкой основы жестких металлических деталей. Получаются многоэтапным процессом фотолитографии и травления.
<span Arial",«sans-serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;color:black;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU; mso-bidi-language:AR-SA">3.Подготовка информации
В современных условиях разработкатопологии печатной платы и ее подготовка к производству выполняются, какправило, разными специалистами: конструкторами и технологами.
Их интересы зачастую противоречивы:конструктор обычно стремится к максимальной плотности монтажа, технолог жевынужден учитывать возможности реального производства и проводитьтехнологическую правку исходной топологии, как правило, несколько загрубляя ее.
Зачастую компромисс дается не просто.Не случайно опрос Британских производителей печатных плат показал, что в числесвоих основных проблем они видят слишком малые размеры«проводник-зазор» (52 %) и плохое взаимопонимание с разработчиками(30 %).
3.1. CAD системыОбщиесведения о системах проектирования.В последние несколько лет заметна тенденция резкогосокращения сроков проектирования новых изделий и одновременно возрастаниетребованиям к их качественным характеристикам. Важно отметить, что созданиелюбого электронного устройства включает в себя следующие этапы:
<span Arial",«sans-serif»; mso-fareast-font-family:Arial;color:black">1.<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Формирование технического задания на разработку, определениеструктуры и алгоритмов функционирования системы.<span Arial",«sans-serif»; mso-fareast-font-family:Arial;color:black">2.<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Разработка принципиальной электрической схемы и перечня элементов.<span Arial",«sans-serif»; mso-fareast-font-family:Arial;color:black">3.<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Моделирование или макетирование отдельных узлов или всегоустройства в целом.<span Arial",«sans-serif»; mso-fareast-font-family:Arial;color:black">4.<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Разработка конструкции ПП и выпуск комплекта конструкторской итехнологической документации.<span Arial",«sans-serif»; mso-fareast-font-family:Arial;color:black">5.<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Подготовка к производству и изготовление ПП.<span Arial",«sans-serif»; mso-fareast-font-family:Arial;color:black">6.<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Сборка, настройка и регулировка изделия.Данные системы позволяют реализовать следующиетехнические возможности:
·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">создание символов элементов принципиальной электрической схемы иих физических образов — корпусов;·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">графический ввод принципиальной электрической схемы и конструктивовплат проектируемого устройства;·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">одно- и двухстороннее размещение разногабаритных элементов спланарными и штыревыми выводами на поле ПП с печатными и навесными шинамипитания в интерактивном и автоматическом режимах;·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">ручную и автоматическую трассировку печатных проводниковпроизвольной ширины в интерактивном режиме ( число слоев 1…32);·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">автоматизированный контроль результатов проектирования ПП насоответствие принципиальной электрической схеме и конструкторско-технологическим ограничениям;·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">автоматическую коррекцию принципиальной электрической схемы порезультатам размещения элементов на ПП;·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">полуавтоматическую корректировку разработанной ПП по изменениям,дополнительно внесенным в принципиальную электрическую схему;·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">выпуск чертежей принципиальных электрических схем, управляющихфайлов для изготовления фотошаблонов и сверления отверстий с помощью станков сЧПУ и текстовой документации на проектируемую ПП (деталировочные и сборочные чертеживыпускать с помощью системы P-CAD неудобно).Системы также позволяют вести обмен данными с другимипакетами САПР (система автоматизированного проектирования).
Системы поддерживает широкий набор цветных графическихдисплеев, принтеров, плоттеров и фотоплоттеров, цифровых планшетов различныхтипов.
3.2. CAM программы<span Arial",«sans-serif»">ВведениеCAM(Computer Aided Manufacturing) — производство с использованиемспециализированного программного обеспечения. В случае печатных плат — CAMпрограммы предназначены для создания управляющих программ для фотоплоттеров,сверлильных станков с ЧПУ и другого технологического оборудования.
В современных условиях разработка топологиипечатной платы и ее подготовка к производству выполняются, как правило,разными специалистами: конструкторами и технологами.
Их интересы зачастую противоречивы: конструктор обычностремится к максимальной плотности монтажа, технолог же вынужден учитыватьвозможности реального производства и проводить технологическую правку исходнойтопологии, как правило, несколько загрубляя ее. В своей работе технолог какправило использует программы для подготовки печатных плат к производству (вдальнейшем — CAM программы.)
<span Arial",«sans-serif»">Обобщенный процессработы над проектом ПП с применением CAM программ<span Arial",«sans-serif»; mso-fareast-font-family:Arial;color:black">1.<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Импортирование данных, полученных в системах проектирования ПП(P-Cad, Protel, OrCad, PowerPCB и т.д.).Как правило из средств разработки (CAD программ) данные конвертируются вформаты Gerber, HPGL, ODB++ и др.
<span Arial",«sans-serif»; mso-fareast-font-family:Arial;color:black">2.<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Оптимизация и подготовка проекта с точки зрения технолога.<span Courier New";mso-fareast-font-family: «Courier New»;color:black">o<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»;color:black">DRC (Design Rule Check) — проверка на соответсвие правил проектирования правилам производства. На этомэтапе, как правило, проверяются минимальные расстояния между проводниками,контактными площадками, размер контактных площадок и т.д.<span Courier New";mso-fareast-font-family: «Courier New»;color:black">o<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»;color:black">редактирование как науровне отдельных проводников, участков металлизации и КП, так и таблиц падстекови апертур; Например, можно увеличить размеры проводников на подтрав, еслиэтого не сделали конструкторы;<span Courier New";mso-fareast-font-family: «Courier New»;color:black">o<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»;color:black">поиск и коррекцияперекрывающихся или не функциональных элементов;<span Courier New";mso-fareast-font-family: «Courier New»;color:black">o<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»;color:black">каплевидное сглаживаниестыков проводников с контактными площадками, необходимо для сниженияпоследствий смещения отверстий относительно топологии (teardrop);<span Courier New";mso-fareast-font-family: «Courier New»;color:black">o<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»;color:black">размещение изображенияотдельных слоев на одном листе пленки и другие операции со слоями;<span Courier New";mso-fareast-font-family: «Courier New»;color:black">o<span Times New Roman"">
<img src="/cache/referats/22178/image016.gif" align=«left» hspace=«6» vspace=«6» v:shapes="_x0000_s1037"><span Arial",«sans-serif»;color:black">вычисление суммарнойплощади металлизации;<span Courier New";mso-fareast-font-family: «Courier New»;color:black">o<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»;color:black">размещение нескольких платна групповой заготовке;<span Courier New";mso-fareast-font-family: «Courier New»;color:black">o<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»;color:black">оконтуривание всехэлементов в случае производства «сухим методом»;<span Arial",«sans-serif»; mso-fareast-font-family:Arial;color:black">3.<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Генерация выходных файлов для фотоплоттеров и станков с ЧПУ, идругого технологического оборудования.Таким образом, эти программы помогают в решенииследующих проблем:
·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">отделение работы технолога на производстве по производствуфотошаблонов от работы проектировщика ПП;·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">оптимизация проекта с точки зрения конкретного производства;·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">уменьшение процента брака и/или ослабление технологическихтребований к проекту; <span Arial",«sans-serif»">Автоматизация работы(макросы)Отдельного внимания заслуживают возможностиавтоматизации (написания макросов).
Их преимущество заключается в следующем. Обычнотехнолог выполняет над каждым проектом однотипные операции. Кроме того, приоптимизировании проекта печатной платы, технолог исходит из конкретныхпараметров своего собственного производства. А значит, при обработке проектазадет программе стандартные значения. (например, технологических полей)
Программист даже невысокой квалификации (студент)способен в краткое время автоматизировать этот процесс. Работа технологасущественно упростится и ускорится.
В качестве примера можно привести случай импортафайлов, созданных в P-Cad в метрической системе, в программу CAM350. При этомвсе размеры увеличиваются в 2,54 раза. CAM350 позволяет уменьшить эти размеры,однако для этого надо выполнить следующие действия.
<span Arial",«sans-serif»; mso-fareast-font-family:Arial;color:black">1.<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">С помощью операции EDIT/LAYERS/SCALE произвести масштабирование донужных размеров. Если размеры увеличены (в 2,54 раза), то коэффициентымасштабирования 0.39370078 (знак разделителя разрядов — точка). Если размерыувеличены не в 2,54 раза, а в 1,016, то коэффициент масштабирования равен98.4252;<span Arial",«sans-serif»; mso-fareast-font-family:Arial;color:black">2.<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Последовательно применить операцию масштабирования ко всемиспользуемым слоям. Следить, чтобы каждый раз масштабировался новый слой. Слойвыбирается из списка слоев нажатием кнопки TEMPLATE LAYER;<span Arial",«sans-serif»; mso-fareast-font-family:Arial;color:black">3.<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">Т.к. при масштабировании программа создает новые слои, то поокончании операции нужно удалить старые слои. Переименовать полученные слои наTOP, BOTTOM и т.д. (меню TABLES/ LAYERS);<span Arial",«sans-serif»; mso-fareast-font-family:Arial;color:black">4.<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»; color:black">При изменении размеров в 2,54 раза необходимо также масштабироватьапертуры. Для этого в таблице апертур линейные размеры для каждого D-кода (а ихдесятки) надо также уменьшить на соответствующую величину;В то же время существует несложный макрос, мгновенновыполняющий все эти действияпутем выбора одного-единственногопункта меню, который этот макрос добавляет к стандартным.
<span Arial",«sans-serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;color:black;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU; mso-bidi-language:AR-SA">4. Технологии изготовления печатных платОсновныетехнологии изготовления печатных плат
·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»"><a href=«pcbfab.ru/article.php?id=»22">Субтрактивная технология·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»"><a href=«pcbfab.ru/article.php?id=»21">Аддитивная технология·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»"><a href=«pcbfab.ru/article.php?id=»172">Тентинг метод·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»"><a href=«pcbfab.ru/article.php?id=»173">Комбинированный позитивный метод·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»"><a href=«pcbfab.ru/article.php?id=»154">Технология формирования слоев методом ПАФОС·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»"><a href=«pcbfab.ru/article.php?id=»27">Метод оконтуривания·<span Times New Roman"">
<span Arial",«sans-serif»"><a href=«pcbfab.ru/article.php?id=»160">Рельефные платы<span Arial",«sans-serif»">
<span Arial",«sans-serif»">
<span Arial",«sans-serif»">Рассмотрим болееподробно некоторые из них.
<span Arial",«sans-serif»">
<img src="/cache/referats/22178/image017.gif" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1057"><span Arial",«sans-serif»;color:black">сверление отверстий в заготовке
<span Arial",«sans-serif»;color:black">фольгированного диэлектрика
<span Arial",«sans-serif»;color:black">металлизация всей
<span Arial",«sans-serif»;color:black">поверхности и стенок заготовки
<span Arial",«sans-serif»;color:black">нанесение пленочного фоторезиста
<span Arial",«sans-serif»;color:black">получение защитного рисунка
<span Arial",«sans-serif»;color:black">в пленочном фоторезисте
<span Arial",«sans-serif»;color:black">(экспонирование, проявление)
<span Arial",«sans-serif»;color:black">травление медной фольги
<span Arial",«sans-serif»;color:black">в окнах фоторезиста
<span Arial",«sans-serif»;color:black">удаление защитного
<span Arial",«sans-serif»;color:black">рисунка фоторезиста
<span Arial",«sans-serif»">
<span Arial",«sans-serif»">
<span Arial",«sans-serif»">
<span Arial",«sans-serif»">
<span Arial",«sans-serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;color:black;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU; mso-bidi-language:AR-SA">Субтрактивная технология предусматривает травлениемедной фольги на поверхности диэлектрика по защитному изображению в фоторезистеили металлорезисте. Эта технология широко применяется при изготовленииодносторонних и двусторонних слоев МПП.
Вариант этого процесса применительно к платам с ужеметаллизированными отверстиями называется тентинг-процессом и показан нарисунке. Пленочный фоторезист создает не только маскирующее покрытие напроводниках схемы, но и защитные завески над металлизированными отверстиями,предохраняющие их от воздействия травящего раствора.
В случае, если проявление и травление ведетсяструйными методами с повышенным давлением, толщина фоторезиста должна быть неменее 45-50 мкм. Для надежного тентинга диаметр контактной площадки должен в1,4 раза превышать диаметр отверстия, а минимальный гарантийный поясокконтактной площадки быть не менее 0, <st1:metricconverter ProductID=«1 мм» w:st=«on»>1 мм</st1:metricconverter>.
Субтрактивный процесс с использованием металлорезистапозволяет получить платы с металлизированными переходами и проводниками ширинойменее 125 мкм при их толщине до 50 мкм.
В отличие от предыдущего варианта, фоторезистивнуюзащитную маску получают над теми местами фольги, которые необходимо удалить.Затем последовательно осаждают медь (20-40 мкм) и металлорезист (олово-свинец9-12 мкм) на освобожденные от пленочного резиста участки платы и на стенкиотверстий. После удаления фоторезиста незащищенные слои меди вытравливаются,после этого металлорезист удаляют.
4.2. Аддитивная технологияАддитивные процессы позволяют уменьшить ширинупроводников и зазоров до 50-100 мкм при толщине проводников 30-50 мкм. Один изперспективных вариантов реализации такого процесса с использованиемэлектрохимического осаждения металлов (ПАФОС) показан на рисунке.
От субтрактивных процессов этот методпринципиально отличается тем, что металл проводников не вытравливают, ананосят. Проводящий рисунок создается на временных «носителях» — листах из нержавеющей стали, поверхность которых предварительное покрываетсягальванически осажденной медной шиной толщиной 2-5 мкм.
На этих листах формируется защитный рельефпленочного фоторезиста. Проводники получают гальваническим осаждением тонкогослоя никеля (2-3 мкм) и меди (30-50 мкм) во вскрытые в фоторезисте рельефы.Затем пленочный фоторезист удаляют и проводящий рисунок на всю толщинувпрессовывают в диэлектрик.
Прессованный слой вместе с медной шиной механическиотделяют от поверхности временных носителей. В слоях без межслойных переходовмедная шина стравливается.
<span Arial",«sans-serif»;color:black">осаждение меди
на поверхность носителя
<img src="/cache/referats/22178/image024.jpg" v:shapes="_x0000_i1027">
нанесение фоторезиста
<img src="/cache/referats/22178/image026.jpg" hspace=«25» v:shapes="_x0000_i1028">
экспонирование
<img src="/cache/referats/22178/image028.jpg" v:shapes="_x0000_i1029">
проявление
<img src="/cache/referats/22178/image030.jpg" v:shapes="_x0000_i1030">
<span Arial",«sans-serif»;color:black">осаждение никеля
<img src="/cache/referats/22178/image032.jpg" hspace=«25» v:shapes="_x0000_i1031">
осаждение меди
в окна фоторезиста
<img src="/cache/referats/22178/image034.jpg" v:shapes="_x0000_i1032">
снятие фоторезиста
<img src="/cache/referats/22178/image036.jpg" v:shapes="_x0000_i1033">
набор пакета носителей
<img src="/cache/referats/22178/image038.jpg" v:shapes="_x0000_i1034">
<span Arial",«sans-serif»;color:black">прессование пакета
<img src="/cache/referats/22178/image040.jpg" hspace=«25» v:shapes="_x0000_i1035">
механическое удаление
носителей
<img src="/cache/referats/22178/image042.jpg" v:shapes="_x0000_i1036">
травление тонкого медного слоя
<img src="/cache/referats/22178/image044.jpg" v:shapes="_x0000_i1037">
При изготовлении двухсторонних слоев с межслойнымипереходами перед травлением тонкой медной шины создают межслойные переходыпосредством металлизации отверстий с контактными площадками (рис. 3).Проводящий рисунок, утопленный в диэлектрик и сверху защищенный слоем никеля,не подвергается травлению при удалении медной шины. Поэтому форма, размеры иточность проводящего рисунка определ