Реферат: Конспект лекцій зміст Лекція №1. 3 Вплив технологічних можливостей різних методів виготовлення деталей на їх конструкцію. 3 Особливості деталей, що отримані литвом. 3

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

Зміст

Лекція №1. 3

Вплив технологічних можливостей різних методів виготовлення деталей на їх конструкцію. 3

Особливості деталей, що отримані литвом. 3

Ливарні ухили або конусність. 3

Принцип тонкостінності 4

Принцип рівностінності 5

Гарячі вузли 6

ЛЕКЦІЯ №2 6

Особливості конструювання деталей що отримують різанням 7

Особливості конструювання деталей, що виготовляються холодною штамповкою. 8

Лекція №3 8

Класифікація видів термообробки по Бочвару 8

Особливості конструювання стальних деталей що підлягають загартуванню 11

Лекція №4. 12

Класифікація варіантів виготовлення друкованих плат(ДП). 12

Фотохімічний спосіб 13

^ ЛЕКЦІЯ №5 14

Лекція №6 16

Лекція №7 19

ЛЕКЦІЯ №8 21

Офсетний спосіб 21

Плоский друк 22

Спосіб сітчастого трафарету (шовкографія) 22

Лекція № 9 23

Хімічна та електрохімічна металізація. 23

Комбінований метод 24

Комбінований негативний метод 24

Лекція №10 25

Технологія виготовлення Б.Д.П. 25

^ ЛЕКЦІЯ №11 27

Метод відкритих контактних площадок 27

Метод попарного пресування 29

Лекція №12 29

Метод пошарового нарощування 30

Метод металізації наскрізних отворів 32

Лекція №13 32

БДП на гнучкій основі 33

ЛЕКЦІЯ №14 34

Керамічні ДП 34

Метод масової формовки БДП 35



^ Лекція №1. Вплив технологічних можливостей різних методів виготовлення деталей на їх конструкцію. Особливості деталей, що отримані литвом.

1. Розташування у ливарній формі.

Деталь на кресленні розташовується таким чином, як вона розташовується у ливарній оснастці

Ливарна форма складається з двох половинок розміщених площиною роз’єму.

Площина роз’єму для разових ливарних форм горизонтальна, для постійних ливарних форм має вертикальне розташування.

Проектуючи деталь конструктор повинен розташовувати основну частину внизу, а зверху накопичуються пори, забруднення.

Форма пориста, з кераміко подібних матеріалів(має низьку теплопровідність) – при литті в землю час кристалізації в таких формах повільний, відбувається седиментація ливарного сплаву.

При конструюванні ливарних деталей слід уникати підбурень.


Спочатку виймаємо 1, а потім інші частини.


^ Ливарні ухили або конусність.
При литті не можна отримати паралельні стінки деталі, які розташовані перпендикулярно до площини роз’єму форми (ПРФ)




Якщо кут не можна забезпечити в межах поля, то корегуємо креслення.


Беремо найближчий розмір з ряду номінальних

розмірів.




Для лиття:

в землю 5

в кокіль 3

по виплавлюваним моделям 1..2

під тиском (для зовнішніх розмірів 15’..30’; для внутрішніх, що формуються пуансоном 30’..60’)


^ Принцип тонкостінності
При конструюванні литих деталей необхідно прагнути min товщині стінок для даного методу лиття. Якщо ми беремо товсту стінку, то умови охолодження 1-го шару та ї-го різні (швидше буде охолоджуватися 1 і ступінь переохолодження більший)





при - крупно дисперсна (зерно велике)

при - дрібне зерно.

Якщо маємо чавунну деталь, товщина стіни якої 10 мм, і зруйнується при силі P1, а деталь товщиною 100 мм – зруйнується силою Р2=4Р1.





При =0 сплав не втече в цю стінку, тобто сили поверхнього натягу будуть перевищувати сили, які примушують затікати сплав. Такі товщини (S*) використовують для виходу газу.
^ Принцип рівностінності
При проектуванні деталей необхідно прагнути однакової товщини стінок, щоб умови охолодження були однакові.

Зменшення розміру більшого об’єму відбувається при умові, що тонка стінка вже захолола (можуть утворитися тріщини)


, де Р – тимчасове навантаження

(*), де - напруження концентратора напруг

Якщо відбувається умова (*),то матеріал зруйнується і конструкція розпадеться.

Приклад:

Коефіцієнт напруження може виникати, бо охолодження відбувається ззовні і в середині.

На принцип тонкостінності впливає два чинники:

кристалізація;

внутрішні напруження(внутрішні шари будуть стискають зовнішні шари), або зовнішні шари розтягують внутрішні при цьому виникають додаткові напруження.

Для ливарних металевих сплавів домінуючим чинником є кристалізація, бо теплопровідність блока для пластмас, де кристалізація відсутня домінують внутрішні напруження.

^ Гарячі вузли
При проектуванні литих виробів слід уникати гарячих вузлів





^ ЛЕКЦІЯ №2


7. Необхідно забезпечити плавний перехід від перетину до перетину.



l<



Існують свої мінімальні значення r:

- для лиття по виплавлювальним моделям та під тиском rmin=0.5мм;

- для лиття в землю – 10мм;

- в кокіль і оболонки – 3мм;

8. Отвори у виливках бажано отримувати в процесі лиття, при цьому діаметр отворів має бути не менше товщини стінки в якій цей отвір формується (тонкий формовочний стрижень, що утворює ці отвори ламається потоком сплаву).

Точні отвори (отвори для кріплення, посадкові та ін.) литтям не отримують, їх отримують свердлінням і армуванням.

Недоліки свердління:

- матеріалоємність;

- потрібна висока кваліфікація;

- збільшення витрат і ресурсів, що зменшує технологію;

Армування – це вживлення в ливарну оснастку металевих елементів, що залишаються у виливку після лиття.

(1) – Тlсплава < Тsарм.

(2) – αспл. > αарм.

Арматура краща – якість вища, менша матеріалоємність.

^ Особливості конструювання деталей що отримують різанням
1. Розташування деталей на кресленні повинно співпадати з її розташуванням при виготовленні (з розташуванням на станку).

Якщо деталь обробляють на декількох станках, то її розташовують як для токарної обробки або для того виду обробку, який є основним.

2. Конфігурація деталей повинна забезпечувати можливість їх виготовлення з використанням стандартного (нормального) інструменту.

Нехай потрібно спостерігати за процесами в середині герметичного корпусу (виробництво серійне). Спостереження – при регламентних роботах.


Виступи – щоб виготовити цей виріб за допомогою стандартного інструменту (фреза).


3. При проектуванні деталей, що виготовляються різанням (точінням) необхідні фаски і галтелі.

Галтелі потрібні для зменшення концентрації напруг. Необхідність фасок обумовлена: (1) – зниження ймовірності травматизму; (2) – спрощення складання;

Якщо фаски не припустимі, то це потрібно окремо обумовлювати у легенді креслення.


4. Потрібно розмежовувати поверхні з різними видами обробки для виходу інструменту.

5. По двом поверхням не можна забезпечити з’єднання наступних деталей.

Неприпустиме спряження деталей по двом та бідьше поверхням.

Необхідно для підвищення відтворюваності вузла, що складається необхідно вводити гарантований зазор, тоді з’єднання двох деталей буде гарантуватися по поверхні В.

6. Поверхні входу та виходу свердла повинні бути перпендикулярні його осі.




^ Особливості конструювання деталей, що виготовляються холодною штамповкою.

Класи:

((1)) – холодна штамповка, що супроводжується місцевим руйнуванням матеріалу заготовки.

Всі ці розміри мають бути не меншими товщини деталі.


Виняток: d < S;


((2)) – холодна штамповка, що супроводжується не пружною деформацією.

Радіус згину не менше товщини (приблизно дорівнює товщині).

Згинання здійснюється з радіусом r < S.



^ Лекція №3 Класифікація видів термообробки по Бочвару
1) Відпал I–го роду.

2) Відпал II–го роду.

3) Загартування.

4) Відпущення.


1. Відпал I–го роду – об’єднує види термообробки що не супроводжуються фазовими перетвореннями (дифузійний кристалізаційний відпал).

2. Відпал II–го роду – об’єднує види термообробки що супроводжуються фазовими перетвореннями. Фазові перетворення можливі тільки для сплавів з анатропічними (поліморфними) перетвореннями.



3. Загартування – об’єднує види термообробки при яких фіксується нерівноважний стан.

3.1. Загартування сплавів кольорових металів (підвищує пластичність).

Фіксується нерівноважний стан α-твердого розчину що забезпечує пластичні властивості сплава.



3.2. Загартування сталі (підвищує міцність, твердість, пружність).

При загартуванні сталі фіксація не рівноважного стану (пересиченого розчину вуглецю в α- модифікації мартенситу) призводить до втрати пластичних властивостей сталі в обмін на твердість та хрупкість.

Графічною моделлю процесів які відбуваються при загартуванні сталі є ТТТ діаграма.



Легування (всіма легуючими компонентами крімCo) зсуває ТТТ діаграму праворуч при цьому швидкість охолодження при загартуванні падає, тобто можна проводити охолодження на повітрі – це самокал. .

Охолодження відбувається з V критичне що дорівнює (727...550˚С)/1с ≈200˚С/с

Високе відпущення – при температурі 600...650 ˚С.

Середнє відпущення – при температурі 450...550 ˚С.

Низьке відпущення – при температурі 250...350 ˚С.

4. Відпущення – об’єднує види термообробки що забезпечують повернення сплавів до рівноважного стану.

Відпущення для кольорових сплавів називають старінням.

Старіння буває : природне та штучне.



при t1 – (x1) :



а)При рівноважному охолодженні: б) При не рівноважному охолодженні:




При відпущенні:


Для кольорових сплавів це старіння.

Ці βII– обумовлюють втрату пластичних властивостей. Як відомо пластична деформація обумовлена ковзанням дислокацій. Наявність цих крапкових включень перешкоджають ковзанню дислокацій, матеріал стає ламким.

Необхідний час для відпущення:

- при природному старінні – сутки.

- при штучному (при нагріві до 100˚С) – година.

Не всі види термообробки вимагають обмеження при конструюванні деталей. Обмеження викликають ті види термообробки, які залишають залишкові напруження – це загартування.

При загартуванні кольорових металів (не рівноважне охолодження) :




У мартенситу межа пластичності σ02 співпадає з σв і при перевищенні цієї межі відбувається руйнування. Таким чином обмеження при конструюванні мають місце тільки при загартуванні стальних деталей.
^ Особливості конструювання стальних деталей що підлягають загартуванню
1. Треба прагнути симетричності деталей. Порушення цього правила приводить до сильнішого проявлення короблення (деформації форми).

2. Деталі повинні бути простої форми. Простота форми забезпечує меншу концентрацію напруг при термоударах.

3. Необхідно прагнути до рівностінності. Це знижує ймовірність утворення концентраторів напруг (див. принцип рівностінності).

4. Необхідно прагнути тонкостінності (мінімальної товщини стінки).

5. Перехід від перетину до перетину повинен бути плавним. Якщо це не можливо забезпечити то необхідні радіуси закруглення, вони знижують концентрацію напруг.

6. Якщо деталі мають форму тіл обертання то необхідно вводити галтелі.

Обмеження: мінімальний радіус галтелі для вуглецевих сталей 1мм, а для легованих сталей 0.5 мм.

7. при проектуванні деталей що підлягають загартуванню необхідно уникати глухих отворів. В такому отворі утворюється парова пробка і падає швидкість тому мартенситне перетворення відсутнє.







Вихід →


8. Для деталі складної конфігурації необхідно використовувати леговані сталі, це знижує величину напружень. Абсолютне значення величини напружень залежить від критичної швидкості загартування. Критична швидкість загартування залежить від хімічного складу сталі, тому що всі легуючі компоненти крім кобальту (Со) зсувають ТТТ діаграму праворуч.

9. Леговані сталі мають перевагу також для масивних деталей з великим перерізом що працюють під динамічним навантаженням, тому що у легованих сталей більша прокалюваність.





Легування зменшує Vкр і зона загартування збільшується.


^ Лекція №4.

1
0. Якщо термообробці підлягає тільки частина деталі, то необхідно врахувати можливість виконання технологічної операції термообробки.

11. При необхідності здійснити поверхневе загартування:




^ Класифікація варіантів виготовлення друкованих плат(ДП).
На 3-ох рівнях:

по принципу утворення провідного шару

по методу утворення провідникового малюнку

по способу переносу зображення малюнку



1. Існують 2 принципи:

субтрактивний – полягає в тому, що провідниковий малюнок формується шляхом вибірного видалення суцільного провідникового шару на діелектричній основі

адитивний (додавати) – вибіркове нанесення провідникового малюнку на ізоляційну основу.

2. По методу: ≈8

хімічний

тиснення

гравірування

декалькоманії

гальваностегії

впалювання металомісткіх паст

металізації

шоопування

вакуумне розпилення

комбіновані

3. По способу:

фотоспосіб (придатний для 1,4,5,8 методів)

офсетний (придатний для 1,4,5,6,8 методів)

сіткографія (придатний для 1,4,5,6,8 методів)

малювання (придатний для 1,4,5,6,8 методів)

тиснення (придатний для 2 методу)

гравірування (придатний для 3 методу)

вакуумне напилення (придатний для 7 методу)

шоопування(придатний для 7 методу)

Поєднання у назві методу і способу називають – способом. В легенді креслень на ДП регламентують тільки метод, але якимось способом.
^ Фотохімічний спосіб
Перенос зображення фотоспособа, формування малюнку хімічним методом.

В основу способу покладені методи фотографії. Для реалізації способу роблять: беруть плакований (покритий шаром провідника) діелектрик. Покривають його речовиною, яка має наступні властивості:

світлочутливість

кислотостійкість

високу адгезію до фольги, міді.

це фоторезист

вибіркова обробка світлом фоторезисту найчастіше – експонування – це вибіркова обробка світлом через фотошаблон (негативний або позитивний).

Проявлення – при якому фоторезист видаляється з прогальних ділянок малюнку.

Хімічне травлення міді з незахищених фоторезистом ділянок.

Виготовлення фото оригіналу в збільшеному масштабі (ГОСТ 2:1, 4:1, 10:1, 20:1) найчастіше використовують 4:1

Способи виготовлення фото оригіналу:

чорнилом на ватмані (червоними, чорними)

(переваги: не треба оснастки, недолік: трудомісткість)

н
аклеювання стрічки на прозору плівку. Плівка повинна не розтягуватись і не давати усадки (не більше 0,5мм на 1м довжини). Задовілняють плівки на основі полімеру вінілпласт (вініпрост, майлар). На плівку наносять координатну сітку світло-блакитними лініями (крок сітки - 2,5мм=1/10дюйма, 1,25мм=1/20дюйма, для Європи 1 і 0,5мм) ця плівка розташовується на спеціальному магнітному столі (рис*)


на столі вигравірувана координатна сітка, макет виготовлен з пермалою, виводи в вузлах координатної сітки. За рахунок магнітного поля макети фіксуються на столі. Накриваємо прозорою плівкою з майлару. Суміщуємо лінії кординатної сіток як на плиті, так і на плівці. Фіксуємо плівку. На виводи наклеюємо контактні площадки різної конфігурації(червоними, чорними). Згідно схеми принциповій здійснюємо з`єднання стрічкою (червоною або чорною). Знімаємо плівку і маємо фото оригінал.

^ ЛЕКЦІЯ №5
1.2 Фотиографування фотооригіналу

1.2.1 Вимоги до фотокамери (спеціальна фотокамера з спец. магнітних матеріалів). Оптика має викривлення (спотворення).

1.2.1.1 Аберація – сферична та хроматична (рис.1) – полягає в тому, що точки перетину променів (фокус) периферійних і центральних не співпадають на оптичній осі. Щоб цього не було – відсікають крайні промені, але зменшується відносний отвір об’єктиву (D/F). Чим більше D/F, тим менше роздільна здатність. Чим менше D/F, тим роздільна здатність більша, але збільшується час експозиції (витримка), тому діафрагмування – поганий метод. Для зменшення сферичної аберації беруть набор лінз.


Хроматична (рис.2) – промені видимого спектру з різною довжиною хвилі фокусуються в різних фокальних площинах. Позбавлення – фотографувати в одному спектрі (червоний на синьому, або чорний на синьому) [в монохроматичному освітленні], або використовують набор лінз.

Об’єктиви в яких хроматична аберація компенсується набором лінз називаються ахроматом.


1.2.1.2 Астигматизм – полягає в тому, що у реальному об’єктиві коло передається як коло тільки в центрі (біля оптичної осі); на межі поля зображення коло спотворюється (рис.3).

Для технічної фотографії – це явище дуже шкідливе.

Для боротьби використовують набор лінз, які компенсують ці спотворення.

Такі об’єктиви називаються анастигмати.


1.2.1.3 Дісторсія – викривлення, яке полягає в зміні масштабу зображення в фокальній площині в міру віддалення від оптичної осі. Дісторсія буває позитивна і негативна (рис.4) [масштаб по мірі віддалення збільшується і зменшується].

Такі спотворення не мають значення в художній фотографії.

В технічній фотографії – шкідливе → компенсують набором лінз → це плоскомалюючі об’єктиви.

В технічній фотографії використовують плоскомалюючі анастигмати.

1.2.2 Особливості фотоматеріалу.

Фотоплівка характеризується назкою параметрів:

(А) Спектральна чутливість – це залежність чутливості від довжини хвилі λ (частоти ω) (рис.5). Ортохром – не чутливий до червоного. Є ще панхром – має чутливість до всього спектру, крім зеленого.

(Б) Широта – здатність передачі напівтонів. Плівки для технічної фотографії повинні бути вузькоширотні (з малою широтою) [~1] {lля художньої – велика широта (~100)}. Такі матеріали називаються штриховими або надконтрастними.

(В) Чутливість – це кількість квантів, яка необхідна для почорніння плівки. Чим менше квантів, тим чутливість більша, але чим більша чутливість, тим гірша роздільна здатність, тому-що більша зернистість.

В нашому випадку використовують плівки з чутливістю 0,1; 0,2; 1; одиниць стандарту, тобто плівки з дуже низькою чутливістю – для збільшення роздільної здатності. Вцьому випадку експозиція велика (хвилини). При такій витримці вібрації і поштовхи спотворюють і зводять до нуля роздільну здатність, тобто основну мету з якою використовують низькочутливі плівки. Для боротьби з цим використовують масивну основу на якій закріплена і камера і фотооригінал і яка має віброізоляцію від зовнішнього середовища.

Щоб зменшити витримку використовують дуже яскраве освітлення – це забезпечують спеціальні ртутні або неонові лампи.

Фотографувати можна в відзеркаленому (рис.6) або прохідному (рис.7) світлі.

Світильники – під кутом α<45°, щоб зменшити бліки, тобто попадання відзеркалених променів в об’єктив. Дещо збільшується коефіцієнт контрастності (це співвідношення щільності по яскравості), якщо фотографувати в прохідному світлі. Коефіцієнт контрастності може сягати від 100 до 1000.


1.2.3 Афтотипія – це отримання контратипів. Висушений негатив переводять в діапозитив. Далі процес повторюють, знову отримують негатив на основі діапозитиву – це дозволяє значно підвищити коефіцієнт контрастності (до 1000...10000), і це дозволяє тиражувати робочий шаблон.


2. Перенос зображення з фотошаблону на плату.

Фоторезист можна наносити на плату будь-яким способом, але незалежно від способу нанесення якість всіх наступних операцій буде повністю залежати від адгезії фоторезисту.

Вимоги до фоторезисту: (а)-фоточутливість; (б)-кислотостійкість; (в)-адгезія. Ці властивості важкосумістні. Домінуючі (а) і (б), а (в) підвищують за допомогою ретельної підготовки.

2.1 Підготовка плати до нанесення фоторезисту.

2.1.1 Видалення жирів мінерального походження здійснюється в парах розчинника (температура кипіння розчинника має бути меншою температури кипіння жирів). Випарований розчинник конденсується на кришці, краплинки конденсату розчиняють та змивають з заготівок жирові забруднення. ТЕН підтримує температуру кипіння розчинника. В якості розчинника найпривабливішим розчинником є трихлоретилен, він має температуру кипіння 90°С, але він дуже шкідливий, тому очистку проводять у витяжних шкафах (шафах).

^ Лекція №6

● чотирихлористий вуглець (tкип=70˚С). CCl4 – майже не токсичний.

● бензин марки „калоша” – вузький спектр. Очистка проводиться ватою або змиванням.

2.1.2 Механічна обробка

2.1.2.1 Шліфування




2.1.2.2 Крацування

Крацування – це обробка металевими щітками що обертаються (щітки латунні)

В результаті красування:

1) Видаляються продукти хімічної взаємодії.

2) Розвивається мікрогеометрія.


2.1.3 Видалення жирів органічного походження

Для видалення жирів органічного походження здійснюють очистку в лужних розчинах, при цьому має місце реакція очищення в наслідок якої утворюються розчинні в воді колоїдні розчини.

З метою інтенсифікації процесу використовують електрохімічне знежирення, при цьому в якості електроліту використовується – лужний розчин.

2.1.4 Декопіювання

Декопіювання – це легке травлення в слабких розчинах кислоти або хромбіку (K2Cr2O2+H2SO4 або Na2Cr2O7+H2SO4) .

Мета:

1) Утворення мікро рельєфу ( травлення по кристалічним границям ).

2) Видалення не металевих з’єднань.


2.1.5 Промивка в дистильованій неіонізованій воді

2.1.6 Сушка

Сушка (з ізопропілового спирту) – не дає утворюватись окислам.

Всі ці операції необхідні для забезпечення адгезії фоторезисту. В цьому полягає основний недолік фотохімічного способу.

Після всіх цих операцій на плату наносять фоторезист. Якщо фоторезист наносять не зразу то зберігають ці плати в спеціальних шафах (ексікаторах) терміном не довше 1-их суток!



Олеум (концентрована сірчана кислота) – поглинає вологість і залишки кисню.


2.2 Нанесення фоторезисту

Фольгу покривають тонким 2-3 мкм шаром фоторезисту. Фоторезист позитивний або негативний.

Перший фоторезист – альбумім, який під дією ультрафіолетового опромінення утворює кислотостійку плівку.

Потім фоторезист на основі полівінілового спирту (П.В.С.) + біхромат амонію ( (NH4)2Cr2O7, K2Cr2O7, Na2Cr2O7).

^ П.В.С. – це термопластичний полімер який у воді утворює калоїдний розчин.

Колоїдний розчин – дисперсна система що займає проміжний стан між емульсіями та суспензіями з одного боку та дійсними розчинами з другого боку.

^ Дисперсна система – система в якій одна речовина(1-ша) подрібнена та розподілена у вигляді більш менш дрібних частинок в іншій речовині(2-ій).


Дисперсна фаза – 1-ша речовина.

Дисперсне середовище – 2-га речовина.


В якості міри дисперсності часто використовують:

D=1/(2·r);

де r – радіус дисперсної частки.

Для колоїдних розчинів значення D=104...106, що відповідає розміру часток від 0.1мкм до 1нм.

Суспензії та емульсії мають розмір часток >0.1 мкм.

Дійсні розчини мають розмір часток від 1нм до одиниць атомів (молекул).

В колоїдних розчинах частки дисперсної фази оточені подвійним електричним шаром іонів – ці частки називаються міцелами.

За рахунок вибіркової адсорбції, поверхневого шару іонів міцела має електричний заряд.

Всі міцели мають заряд однакової полярності.

При цьому в колоїдних розчинах сили гравітації менше відштовхуючих електростатичних сил.

ζ – електрокінетичний потенціал (дзета потенціал) – різниця зарядів між подвійним шаром .

Чим > ζ, тим більша агрегативна сталість системи, при цьому дисперсійне середовище не може бути електролітом, тому що відбувається нейтралізація дзета потенціалу.

Для зменшення агрегативної стійкості необхідно понизити ζ , для цього в колоїдний розчин вводять електроліт.

Введення електроліту в кількості більше критичної величини викликає коагуляцію (злипання часток), і золь (колоїдний розчин) переходить в гель. Гель не розчиняється в дисперсійному середовищі.

Дисперсійне середовище фоторезисту – це дистильована та деіонізована вода.

Дисперсійна фаза – полівініловий спирт.

Перед використанням П.В.С. в якості фоторезисту в нього додають електроліт((NH4)2Cr2O7, K2Cr2O7, Na2Cr2O7). Додають електроліт в кількості менше критичної величини. При цьому ζ зменшується і як наслідок збільшується чутливість фоторезисту до опромінення, що прискорює процес коагуляції під дією світла. Чим < λ тим швидше коагуляція.

Таким чином:

Колоїдна частка має заряд який визначається дзета потенціалом. Тому полімер має структуру – золь. При додаванні електроліту утворюється структура – гель. Для отримання фоторезисту на основі П.В.С. в розчин П.В.С. додають електроліт. Кількість електроліту вводять не до повної полімеризації. Існує поняття критична маса електроліту – це мінімальна маса електроліту при якій відбувається повна полімеризація. В П.В.С. електроліт вводять до критичної маси, щоб залишок ζ зняти опроміненням. На практиці П.В.С. розчиняють заздалегідь, а електроліт вводять безпосередньо перед роботою, тому що час життя після введення електроліту в темній посудині (кімнаті) складає не більше 1...2 суток.

Наносять фоторезист різними способами (занурення, розпилення). Сушать в центрифугах (розміщених вертикально).



Товщина фоторезисту 2...3 мкм. Час зберігання після сушки не більше суток


2.3 Експонування

Експонування – здійснюється в спеціальних камерах.


^ Лекція №7
Поліамідна плівка пропускає ультрафіолетовий промінь. Лампи ртутні або аксенеонові.

– потенціал повністю знімається під дією випромінювання (експонування), і залишається там, де був затіненний.

Тобто колоїдний розчин коагулював, тобто утворився гель, який не розчиняється у воді.

Таким чином, на ділянках плати які були захищені фотошаблоном від ультрафіолетового випромінення, фоторезист буде розчинятись у воді і буде змитий. В цьому і полягає суть проявлення.


2.4. Проявлення здійснюється з метою видалення шару фоторезисту, який не коагулював при опроміненні, який був захищений темними ділянками фотошаблоном.

Проявлення здійснюють під душем гарячої води (до 80С). Після проявлення фольга на прогальних ділянках оголюється.

Для візуального контролю якості проявлення використовують розчин анімінованого барвника(бажано темного кольору), який фарбує фоторезист, та не фарбує фольгу.


2.5. Задублювання.

Мета задублювання – надати фоторезисту кислотостійких властивостей.

2 етапи:

хімічне задулювання

термічне (сушка при високій температурі).

3. Травлення

в якості травника, використовують FeCl3

схема травлення:

2 FeCl3+Cu = 2 FeCl2+CuCl2

При травленні має місце підтравлювання (бокове травлення)




К- показник кількісної оцінки підтравлювання (чинник травлення)

К=b/y.

Чим більше товщина фольги, тим більше у .

За рахунок кінетичної енергії травлення великій схемі збільшується К за рахунок кінетичної енергії травника.




Головним недоліком травника FeCl3 є відсутність економічно рентабельних способів регенерації травника в промисловості тому після травління суміш FeCl2 CuCl2 нейтралізують вапном, після чого зливають в водоймище тому необхідні спеціальні очисні споруди, щоб зменшити вплив на екологію. З цій точки зору, дуже добра НNО3, але вона дуже небезпечна, руйнує гетинакс та текстоліт.

Існує протиріччя між обробкою кожної плати при переносі зображення та груповою технологією травлення з іншого боку. Тому з метою розв’язку цього протиріччя дуже велике зацікавлення мають способи перенесення зображення, які не потребують такої ретельної трудоємної процедури при перенесенні зображення.


Способи:

Офсетний друк.

Сітковий трафарет



^ ЛЕКЦІЯ №8 Офсетний спосіб
Реалізується за допомогою офсетної машини. Це масивний стіл:



Головний офсетний барабан накочується на кліше, перерисовує малюнок, потім він перекочується на ДП і переносить на неї рисунок. Потім допоміжні барабани наносять резист і очищають кліше другим допоміжним валом. Головний офсетний барабан покритий гумою, щобкраще зберегти зображення і використовується для компенсації зазору δ (до 50мкм). Гума також зменшує роздільну здатність (ширина провідників – не менше 0,5мм).

Плати потрібно профілювати.

На кліше формується зображення малюнку.

Існує три основних види кліше відповідно до яких існує три основних види друку:

(1)-глибокий друк (елементи, що друкують, знаходяться нижче елементів, що не друкують) – такий друк забезпечує передачу напівтонів (фотографії в газеті);

(2)-високий друк – елементи, що друкують, розташовані вище прогальних елементів.

(3)-плоский друк – елементи, що друкують, і прогальні елементи розташовані на одній площині.

Для кліше високого друку використовують цинкові підложки.

Її поверхня ретельно обробляється (так, як при фотоспособі).

Малюнок переноситься на цю підложку, теж як в фотоспособі (нанесення фоторезисту, сушка, експонування, проявлення, задублювання).

Після переносу зображення виконується ступінчасте травлення.

Щоб запобігти беруть більш в’язкий резист.

Потім протравлюємо.Після чого закатуємо резист з ще більшою в’язкістю.

Кліше травлять на невелику глибину. Якщо травити глибоко, то має місце зминання і тиражостійкість низька; при глибокому травленні за рахунок підтравлення вузькі елементи можуть зтравлюватись.

Але при низькому травленні має місце перенос резисту з продільних ділянок, тому чим глибше травлення, тим вища чистота (точність) переносу малюнку, тому-що при мілкому травленні гума знімає резист з прогальних ділянок кліше і переносить на плату, але мілке травлення має переваги:

• вища механічна міцність;

• зменшене підтравлення;

Тому застосовують компроміс: мілке травлення там, де елементи розташовані щільно, глибоке травлення – де елементи розташовані рідко.

Цей компроміс використовує ступінчате травлення кліше в азотній кислоті:

(1)-Травлення дуже мілке – це забезпечує мале підтравлювання. Після цього захисний шар фоторезисту знімається і здійснюється закатка валом резисту в’язкість якого така, що в місцях близькорозташованих елементів плівка не розривається (із-за розтікання).

(2)-Друге травлення і підготовка до третього, при цьому закатку здійснюють резистом іншої в’язкості і знову травлення в місцях, де немає резисту.

ПЕРЕВАГИ: простота виготовлення.

НЕДОЛІКИ: низька тиражоздатність (3...6 тисяч), низька роздільна здатність (1 лінія на мм).

Від першого недоліку → вільний плоский друк, у якого тиражоздатність сягає 50 тисяч примірників, тому-що механічна дія офсетного валу руйнує олеофільну плівку.
^ Плоский друк
Базується на різній адгезії води та резисту до різних поверхонь. Резисти, що застосовуються, як правило, на основі олив (масел).

Поверхня з високою адгезією до оливи (масел) називається олеофільна. Поверхня з високою адгезією до води називається гідрофільною. Протилежні: олеофобна і гідрофобна. Олеофільні поверхні є гідрофобними, і гідрофільні поверхні є олеофобними.

Ортофосфорна кислота може гідрофілізувати поверхню металу.

Широко використовується плоский друк біметалом. Фотолітографією видаляють хром з тих ділянок де буде здійснюватись друк.

Після зняття фоторезисту з прогальних ділянок ці ділянки гідрофілізуються ортофосфорною кислотою.

Допоміжний вал → на мідь наноситься резист (олеофільна), вал для зняття залишків змиває резист з хрому і наносить воду (хром гідрофілізований).


^ Спосіб сітчастого трафарету (шовкографія)

Познайомимося з цим способом стосовно хімічного методу.

Грубо, станок для друку являє собою: на основу (1) пристосування розташовується заготівка ДП (2), яка фіксується за допомогою технічних штирів (3).

Заготівка закривається поворотною рамкою (4) на якій натягнутий сітчастий трафарет (5); на сітці трафарету – негативне зображення малюнку провідників ДП, тобто в місцях провідників сітка прозора для резисту.

Резист консистенції розташовують на краю трафарету, потім гумовим ножем – ракілем – резист продушується через прозорі ділянки трафарету при рухові ракілю в напрямку показаному стрілкою на малюнку, тому-що ракіль прогинає трафареь до контакту з фольгою – резист попадає тільки в місця ДП, що відповідають провідникам, надалі ці ділянки резист буде захищати від травлення.

^ Лекція № 9
На прогальні ділянки резист попадати не буде, тому що отвори сітки на цих ділянках закриті коагульованим фоторезистом.

Переваги методу:

1) Можливість повної автоматизації.

2) Висока продуктивність (120 шт/хв) – за рахунок автоматизації.

Недоліки:

1)Провідники отримують з растром. В’язкість резисту беруть такою щоб відбувалось розтікання країв резисту, при цьому точність падає.

2)Сітка є гнучкий елемент, це дає можливість відтворювати малюнок на короблених платах за рахунок пружності сітки та ракіля. Наявність цих гнучких елементів також зменшує точність.

3) Низька роздільна здатність, яка визначається сіткою (матеріалом сітки):

- шовк – 30...50 ниток/см

- поліамідна сітка – до 100 ниток/см

- аустенітна нержавіюча сталь (05Х18Н10Т) – 120...200 ниток/см


Недолік фотоспособу:

1) Низька продуктивність переносу зображення (у офсетного способу продуктивність більша).

2) У короблених плат на прогальні ділянки резист не переноситься.

^ Хімічна та електрохімічна металізація.

1) При осадженні металу на (–) іони що осіли будуть відштовхувати іони що підходять.

2) При осіданні (+)Cu електричне поле між електродами згодом зменшується до 0, впорядкований рух іонів припиняється.

Якщо іон обійде електрод до металу, то отримає невистачаючі електрони і стане нейтральним.

Гальванічно мідь можна осадити тільки на не ізолюючі ділянки.




Для нанесення міді на ізолюючу основу необхідно використовувати хімічне осадження міді, яке базується на витісненні міді з розчину CuSO4 , або іншої солі міді, більш хімічно активними металами (відновлювачами) або іншими не металевими відновлювачами.

Відновлювач – атомарно подрібнений більш активний елемент.

Для хімічного осадження міді необхідно в розчин міді додати відновлювач.

Недолік – великі витрати міді, бо мідь осаджується не тільки на платі, але й на стінках сосудів та інших предметах у розчині.

Для підвищення коефіцієнту використання міді(Квм= mCu на Д.П./mCu всієї що осіла) плату необхідно піддати операції активації (занурити плату в фони каталізатора).

Недолік: при насиченні іонами каталізатора Д.П. ці іони майже не абсорбуються, тобто дуже низька абсорбуюча здатність іонів каталізатора.

Для того щоб наносити більшу кількість іонів на ізолятор використовують операцію сенсибілізації.

Вимоги:

1)Висока Адсорбуюча здатність.

2)Іон повинен бути активніший іона каталізатора (іон олова)

Операція сенсибілізації полягає в насичені поверхні плати іонами олова – здійснюється шляхом занурення Д.П. в розчин олова(StPb3).

Послідовність:

Сенсибілізація(StPb3)→Активація(хлористий паладій)→Хімічне осадження(відновлювач).

Реакція активації – заміщення іонів олова на іони каталізатора.
^ Комбінований метод
Виділяють комбінований негативний і комбінований позитивний метод.
Комбінований негативний метод
1) Підготовка фольги до нанесення фоторезисту.

2) Нанесення фоторезисту.

3) Експонування.

4) Проявлення.

5) Задублювання фоторезисту.

6) Травлення (якщо + свердління отворів