АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ Круглова Ю.А.

Национальный исследовательский университет «МИЭТ»


Номер: 6-2
Год: 2017
Страницы: 7-10
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

многослойные печатные платы, методы изготовления многослойных печатных плат, технология многослойных печатных плат, multilayer printed circuit boards, methods of production of multilayer printed circuit boards, technology of multilayer printed circuit boards

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье рассмотрены основные методы изготовления многослойных печатных плат, а также преимущества и недостатки каждого из этих методов. На основании приведенных данных, определен наиболее перспективный способ изготовления многослойных печатных плат.

Текст научной статьи

Многослойная печатная плата - конструкция, представляющая собой ряд склеенных между собой слоев изоляционного материала и проводящего рисунка, в которых располагаются экраны, сигнальные проводники, переходные отверстия, выступы или контактные площадки для соединения с выводами элементов. Помимо всех достоинств печатного монтажа, многослойные печатные платы имеют дополнительные преимущества: • небольшая длина проводников за счет множества металлизированных отверстий между слоями, обеспечивающая значительное повышение скорости быстродействия; • высокая устойчивость параметров • возможность экранировки цепей переменного тока; • высокая удельная плотность контактных площадок и проводников. Недостатки МПП: • использование специального технологического оборудования; • тщательный контроль операций; • трудоемкость проектирования и производства; • высокая стоимость и низкая ремонтопригодность. Методы изготовления многослойных печатных плат С каждым годом совершенствуются методы изготовления многослойных печатных плат: повышается скорость производства и качество. Зачастую старые методы изготовления вновь возвращаются, модернизируясь в лабораториях и исследовательских центрах. Осталось несколько проверенных опытом и временем способов, используемые в современном производстве. Метод выступающих выводов При осуществлении метода выступающих выводов межслойные соединения образуются при помощи выводов, выполненных из полос медной фольги, которые выступают с каждого печатного слоя и проходят сквозь перфорированные отверстия в диэлектрических межслойных прокладках. Метод выступающих выводов заключается в следующих операциях: 1. изготовление заготовок из медной фольги и стеклоткани; 2. перфорирование стеклоткани; 3. совмещение заготовок перфорированного диэлектрика с медной фольгой; 4. получение защитного рисунка схемы каждого слоя; 5. травление меди; 6. прессование пакета; 7. отгибка выводов и их закрепление на колодках; 8. облуживание поверхности выводов, механическая обработка по контуру платы. Метод выступающих выводов получил свое название за счет использования для межслойных соединений полосок медной фольги, вы- ступающих с каждого проводящего слоя через отверстия на наружный слой металлизации или на промежуточные слои [1, 26]. При изготовлении МПП данным методом используется более толстая (до 80 мкм) медная фольга. Среди преимуществ метода выступающих выводов можно выделить надежные соединения между слоями, а к недостаткам - сложность механизации разводки выводов и закрепления их на плате, а также монтажа навесных элементов. Метод открытых контактных площадок Метод открытых контактных площадок заключается в создании электрических соединений между слоями при помощи вывода навесных элементов или перемычек через технологические отверстия, которые обеспечивают доступ к контактным площадкам. Данный метод включает в себя следующие технологические операции: 1. изготовление заготовок фольгированного материала; 2. нанесение защитного рисунка схемы на каждый из слоев; 3. травление меди, удаление резиста; 4. сверление отверстий в слоях; 5. сборка пакета путем прессования; 6. облуживание контактных площадок, выполнение межслойных электрических соединений. Недостатки метода: 1) попадание клея на контактные площадки при склейке слоев 2) сложность автоматизации процесса пайки выводов в углублениях; 3) отсутствие межслойной электрической связи; маленькая плотность монтажных соединений. Метод металлизации сквозных отверстий Метод металлизации сквозных отверстий основан на сборке пакета из слоев фольгированного диэлектрика и склеивающихся прокладок, далее происходит прессование пакета, а выполнение межслойных соединений происходит путем металлизации сквозных отверстий. Изготовление внутренних слоев многослойных печатных плат выполняется фотохимическим негативным методом с металлизацией сквозных отверстий следующим порядком технологических операций: 1) нарезка заготовок; 2) сверление технологических, базовых отверстий в заготовках и прокладках; 3) пемзовая зачистка; 4) микротравление; 5) получение рисунка схемы; 6) травление; 7) удаление ретуши и фоторезиста; 8) замер величины усадки слоев; 9) оксидирование; Для изготовления наружных слоев используется комбинированный позитивный метод [2, 43] с подслоем сплава олово-никель и с финишным покрытием сплавом золото-кобальт: 1) комплектование и склеивание пакета многослойной печатной платы; 2) сверление отверстий (технологические и под металлизацию); 3) химическая металлизация; 4) микротравление; 5) получение рисунка схемы; 6) гальваническое меднение; 7) покрытие сплавом олово-никель; 8) гальваническое золочение; 9) удаление ретуши и фоторезиста; 10) травление; 11) контроль толщины металлизации; 12) нанесение и формирование защитной паяльной маски. Метод металлизации сквозных отверстий является одним из перспективных в изготовлении многослойных печатных плат, потому как нет ограничений для количества слоев, он легко поддается автоматизированию и обеспечивает высокую плотность печатного монтажа. Метод попарно-сквозной металлизации отверстий Метод попарно-сквозной металлизации отверстий в целом подобен методу металлизации сквозных отверстий, но при формировании межслойных соединений помимо сквозного металлизированного отверстия выполняется попарно-сквозная металлизация внутренних слоев платы. Для изготовления внутренних слоев многослойной печатной платы с попарно-сквозной металлизацией отверстий используется комбинированный негативный метод [2, 43], включающий следующие операции: 1) нарезка заготовок; 2) сверление технологический отверстий и отверстий под металлизацию; 3) химическая металлизация; 4) гальваническое меднение; 5) получение рисунка схемы; 6) подготовка поверхности заготовок (пемзовая зачистка/микротравление); 7) нанесение фоторезиста; 8) экспонирование и проявление; 9) травление; 10) удаление ретуши и фоторезиста; 11) оксидирование. Для изготовления наружных слоев - комбинированный позитивный метод с финишным покрытием ПОС-61 (ПОС-63) или иммерсионное олово (Isn): 1) комплектование пакета; 2) склеивание пакета многослойной печатной платы; 3) сверление отверстий под металлизацию; 4) химическая металлизация; 5) получение рисунка схемы; 6) гальваническое меднение; 7) гальваническое оловянирование; 8) удаление ретуши и фоторезиста; 9) травление; 10) снятие олова; 11) нанесение паяльной маски; 12) покрытие плат ПОС-61 (ПОС-63) или иммерсионное олово (Isn). Метод попарно-сквозной металлизации обеспечивает самые качественные и надежные межслойные соединения за счет дополнительной металлизации попарно-сквозных отверстий в многослойных печатных платах. Аналогично методу металлизации сквозных отверстий, имеет преимущества: высокая плотность монтажа, легкость автоматизации процесса, нет ограничений по количеству слоев в конструкции многослойной печатной платы. Метод послойного наращивания Метод заключается в последовательном чередовании слоев изоляционного материала (препрега) и проводникового слоя. Соединение между проводящими элементами соседних печатных слоев производится гальваническим наращиванием меди в отверстиях изоляционного слоя [3, 32]. Технологический процесс данного метода включает следующие операции: 1. изготовление заготовок фольги и стеклоткани; 2. перфорирование диэлектрика; 3. совмещение заготовки диэлектрика с фольгой; 4. гальваническая металлизация отверстия и химико-гальваническая металлизация второй наружной поверхности заготовки; 5. нанесение защитного рисунка схемы, травление меди; 6. наращивание меди в отверстиях, химико-гальваническая металлизация диэлектрика на наружной поверхности; 7. травление меди; 8. изготовление многослойной структуры многократным повторением процессов химико-гальванической металлизации и травления меди; 9. прессование диэлектрика; 10. получение защитного рисунка на наружном слое; 11. травление меди, облуживание припоем; 12. механическая обработка. Методом послойного наращивания получают конструкции многослойных печатных плат, на которых размещаются только навесные элементы с планарными выводами. Недостатки данного метода - высокая стоимость и трудоемкость производства, а также нетехнологичность конструкции, потому как невозможно использование фольгированных диэлектриков. Достоинства метода послойного наращивания - возможность изготовления большого числа слоев, а также очень надежные межслойные контактные соединения. В работе рассмотрены основные методы изготовления многослойных печатных плат: метод выступающих выводов, метод открытых контактных площадок, метод металлизации сквозных отверстий, метод попарно-сквозной металлизации отверстий и метод послойного наращивания. Все перечисленные методы имеют свои преимущества или недостатки. Проанализировав каждый из методов изготовления многослойных печатных плат, можно прийти к выводу, что метод попарно-сквозной металлизации сквозных отверстий является наиболее перспективным в изготовлении многослойных печатных плат, потому как нет ограничений для количества слоев, он легко поддается автоматизированию и обеспечивает высокую плотность печатного монтажа, а также самые надежные межслойные соединения за счет дополнительной металлизации отверстий.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.