Автомобильная система видеонаблюдения (стр. 7 из 15)

Качество очистки оказывает влияние на все последующие операции технологического процесса. Результатом плохой очистки могут явиться проколы, неполное травление меди, отслаивание, недостаточная адгезия фоторезиста и другие дефекты.

Рисунок схемы получают посредством фоторезистов, которые представляют собой тонкие пленки органических растворов, наносимых на поверхность фольги. Они обладают свойствами после экспонирования полимизироваться и переходить в нерастворимое состояние. Основными свойствами фоторезиста являются светочувствительность и устойчивость к воздействию применяемых травителей, а также хорошая адгезия с поверхностью изделия, которая не должна нарушаться при выполнении последующих операций (проявление, травление и др.). Большое значение имеет разрешающая способность фоторезиста, т.е. число линий, которое можно нанести на 1мм, с расстоянием между ними, равным их ширине.

По способу образования рисунка фоторезисты делят на негативные и позитивные

Облученные участки негативного фоторезиста под действием света получают свойство не растворяться после обработки в растворителях. Участки фоторезиста, расположенные под непрозрачными местами фотошаблона, легко растворяются. Таким образом, создается рельеф, представляющий собой негативное изображение элементов фотошаблона. Негативные фоторезисты изготовляют на основе поливинилового спирта. Они находят широкое применение вследствие отсутствия токсичных составляющих, высокой разрешающей способности (до 50 линий/мм), простоте проявления (водой) и низкой стоимости. Недостатком таких фоторезистов является невозможность хранения более 2—5 ч заготовок с нанесенным слоем фоторезиста, так как последний задубливается не только под действием света, но и в темноте. Кроме того, с повышением влажности и температуры окружающей среды уменьшается механическая прочность светочувствительного слоя и его адгезия с фольгой.

Позитивный фоторезист под действием облучения так изменяет свои свойства, что при обработке в соответствующих проявителях растворяются его облученные участки, а необлученные остаются на поверхности подложки. В результате получается защитный рельеф с позитивным изображением элементов фотошаблона. Для позитивных фоторезистов применяют материалы на основе диазосоединений, которые состоят из светочувствительной полимерной основы (новолачная смола) и растворителя. По адгезионной и разрешающей способностям они превосходят негативные фоторезисты, но имеют более высокую стоимость и содержат токсичные растворители. Разрешающая способность позитивных резистов составляет 350 линий/мм. Основное преимущество позитивного фоторезиста состоит в отсутствии дубления при хранении заготовок с нанесенным светочувствительным слоем.

Жидкие фоторезисты не могут наноситься на платы с отверстиями. В этих случаях вначале наносят фоторезист, а затем сверлят отверстия. При таком построении технологического процесса фоторезист механически повреждается, что увеличивает процент брака.

Сухой фоторезист, устраняющий этот недостаток, состоит из трех слоев: оптически прозрачной пленки, светочувствительного полимера и защитной пленки полиэтилена. При нанесении фоторезиста на поверхность заготовки слой защитной пленки снимается, и фоторезист с помощью валкового механизма при повышенной температуре и давлении наносится на заготовку. Прозрачная пленка является защитной и остается на фоторезисте вплоть до операции травления.

Экспонирование производится в вакуумной светокопировальной раме для засвечивания. Вакуум обеспечивает плотное прилегание негативов к эмульсионному слою. Время экспозиции определяют опытным путем. Для двусторонней печати совмещение верхней и нижней схем достигается при помощи технологических отверстий..

Травление представляет собой процесс удаления слоя металла для получения нужного рисунка схемы. Процесс травления включает предварительную очистку, собственно травление металла, очистку после травления и удаление фоторезиста.

Травление осуществляется раствором хлорного железа FеСlз. Основные преимущества хлорного железа как травильного раствора: получение четкого и равномерного рисунка; отсутствие токсичных паров при травлении; относительно низкая стоимость раствора. Недостатки: малая скорость травления; потери меди; длительное время, необходимое для промывки, так как мельчайшие частицы железа покрывают поверхность платы тонким слоем, который трудно удалить обычной промывкой.

Для удаления задубленного светочувствительного слоя защитной краски применяют различные растворители (ацетон, уайт-спирт и др.). Все растворители взрывоопасны и токсичны. Более целесообразно для этой цели использовать гидропульпы или проволочные щетки.

Проводники защищают от окисления облуживанием сплавом Розе или покрытием флюсом на основе полиэфирной смолы.

Механическая обработка платы заключается в штамповании или фрезеровании по контуру и получении отверстий. Для удаления пыли и грязи плату обдувают сжатым воздухом.

Окончательные меры по влагозащите применяют после сборки и настройки изделия.

Сетчатохимический способ предусматривает получение рисунка схемы продавливанием защитной краски резиновым шпателем через трафарет изготовляемый на основе шелковой ткани или металлической сетки. Последняя выдерживает большее число оттисков и находит применение в серийном производстве. Недостатками ее по сравнению с шелковой является малая эластичность и склонность к окислению. Требуемый рисунок трафарета получается фотоспособом с применением эмульсии на основе поливинилового спирта.

Плату устанавливают по базовым технологическим отверстиям на штифтах и наносят некоторое количество резиста, обеспечивающее образование валика вдоль всей длины шпателя при его движении по трафарету. Отпечатанную плату помещают в сушилку. Сушку осуществляют до тех пор, пока плату можно будет взять в руки без опасения повредить оттиск. В случае двусторонней платы таким же образом печатают схему с другой стороны.

Сеттчатохимический способ, являясь самым распространенным при серийном изготовлении печатных плат, имеет, однако, малую разрешающую способность (0,5 линий/мм) и низкую точность воспроизведения рисунка (+/-0,2мм). Эти недостатки не позволяют использовать его для сложных насыщенных схем.

Офсетнохимический способ основан на применении принципа офсетной печати (рис. 13.1.3, б). Форму с требуемым изображением покрывают слоем краски. Резиновый валик переносит краску с формы на поверхность платы. Дефекты в защитном слое устраняют запудриванием битумом с последующим оплавлением. Разрешающая способность способа составляет 0,85 линий/мм.

Химические методы при сравнительно простом технологическом процессе обеспечивают высокую прочность сцепления проводников с основанием (2 МПа), равномерную толщину проводников и их высокую электропроводность. Время химических воздействий на плату в процессе изготовления составляет примерно 25 мин. В настоящее время химические методы являются основными при изготовлении односторонних печатных плат. К недостаткам этих методов относятся необходимость в металлических втулках при двустороннем монтаже и непроизводительный расход меди.

9.2 Электрохимический метод

Электрохим. метод заключается в нанесении на плату (рис. 9.2.1,а) кислотостойкой краской негативного рисунка схемы (рис. 9.2.1, б). Участки платы, не защищенные краской и соответствующие будущим токопроводящим проводникам, металлизируются химическим, а затем электрохимическим способами (рис. 9.2.1, в).

В зависимости от способа нанесения рисунка схемы могут быть различные технологические варианты рассматриваемого метода: фотоэлектрохимический, сеточноэлектрохимический и др.

Фотоэлектрохимический способ включает следующие этапы: подготовка поверхности заготовки; нанесение слоя светочувствительной эмульсии; экспонирование; проявление изображения; сверление и металлизация отверстий.

Подготовка поверхности заготовки заключается в обработке наждачной шкуркой (№ 140—200) и нанесении слоя эпоксидной эмали. Она обеспечивает сохранение диэлектрических свойств основания при обработке в различных растворах и более высокую адгезию проводников. Эпоксидную эмаль (4—5 слоев) наносят распылением с сушкой (каждого слоя). Поверхность платы (по эмали) подвергают гидропескоструйной обработке или зернению для получения шероховатой поверхности. Максимальная адгезия печатных проводников с основанием получается при обработке платы с шероховатостью Rа 2,5.

Рис. 9.2.1 Схема получения печатных проводников электрохимическим методом (а—заготовка платы с технологическими отверстиями, б—негативный рисунок схемы проводников, в—плата с печатными проводниками): 1 — основание платы, 2 — печатные проводники, 3 — кислотостойкая защитная краска

Светочувствительную эмульсию наносят на слой желатина. Состав эмульсии: фотографический желатин (180—220 г/л); аммоний двухромовокислый (20—30 г/л); вода дистиллированная; аммиак (25%). Сушка слоя эмульсии осуществляется на центрифуге при 40°С в течение 5–10 мин.

При экспонировании плата помещается в приспособление, представляющее собой пластину из органического стекла, в которую запрессованы два пальца. На последние надевают позитив одной стороны платы, заготовку и позитив другой стороны платы. Сверху на пакет устанавливают вторую пластину из оргстекла. После экспонирования одной стороны приспособление поворачивают и экспонируют другую сторону платы.

Изображение проявляют под душем при 40—50 °С с легким протиранием поверхности губкой. Ультразвуковые колебания ускоряют процесс проявления. Набухание пленки является диффузионным процессом внедрения низкомолекулярного раствора в высокомолекулярный слой светочувствительной эмульсии. Диффузия в ультразвуковом поле сильно ускоряется за счет акустических микропотоков. Кавитационные пузырьки проникают в образовавшиеся поры и отрывают копировальный слой от поверхности платы. Удаление продуктов растворения осуществляется акустическими течениями, что ускоряет процесс проявления во много раз. При этом плата меньше времени находится в растворе. После проявления проводится внешний осмотр. Рисунки должны быть четкими и ровными, без подтеков и наплывов эмульсии.