Электрорадиоэлементы устройства функциональной микроэлектроники и технология радиоэлектронных (стр. 82 из 102)

Рис. 5.12. Cхема гальванической металлизации

Для предварительной металлизации (затяжки) отраслевыми стандартами рекомендуются борфтористоводородные и сернокислые электролиты меднения. Первый состоит из: 230—250 г/л борфтористой меди Cu(BF₄)₂ источника ионов; 5—15 г/л борфтористоводородной кислоты HBF₄, вводимой для повышения злектропроводности электролита; 15—40 г/л борной кислоты H₃BO₃, необходимой для стабилизации электролита. Процесс ведут при температуре (20 5) С, катодной плотности тока 3—4 А/дм², скорости осаждения 20—30 мкм/ч.

Достоинства электролита — большая концентрация меди, высокая скорость ее осаждения, покрытие получается более мелкокристаллическое, чем из сернокислого электролита. Недостаток — высокая агрессивность электролита.

Лучшей рассеивающей способностью характеризуется сернокислый электролит с комплексной добавкой следующего состава: 60—70 г/л сернокислой меди; 150—180 г/л серной кислоты; 0,03—0,06 г/л хлористого натрия; 1—3 мл/л комплексной добавки (трилон Б).

Электролитический сплав олово—свинец должен иметь состав, приближающийся к эвтектическому, что обеспечивает в дальнейшем его оплавление при минимальной температуре и хорошую паяемость ПП. Это достигается определенным процентным содержанием олова и свинца в электролите, строгим поддержанием режима осаждения.

Осаждение покрытия олово—свинец ведут в борфтористоводородном электролите следующего состава: 13—15 г/л Sn²⁺, 8—10 г/л Pb²⁺, 250—300 г/л HBF₄, 20—30 г/л H₃BO₃, 3—5 г/л комплексных добавок. Аноды изготавливают из сплава, содержащего 61 % олова и 39 % свинца. Процесс осаждения ведут при температуре (20 5) С, плотности тока 1—2 А/дм², скорость осаждения при этом составляет 1 мкм/мин.

В качестве оборудования используют автооператорную и управляемую ЭВМ линию АГ-44 или универсальные лабораторные установки типа УПУГ-1, УПУГ-2, имеющие ванны с автоматическими регуляторами температуры и пневматическими механизмами для покачивания штанг.

Для улучшения паяемости гальваническое покрытие сплавом олово—свинец оплавляют, используя установки с ИК-нагревом НПО "Ратон". Установка состоит из верхнего и нижнего блоков отражателей, между которыми проходит конвейер. ИК-лампы, установленные в фокусе эллиптического отражателя, фокусируют световой поток на поверхность плат, в результате сплав олово—свинец оплавляется и приобретает структуру металлургического сплава. Температура зоны предварительного нагрева составляет 200 С, а зоны оплавления — 500 С

5 %. Скорость движения конвейера 0,05—0,5 м/мин, потребляемая мощность 51,5 кВт.

5.8. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПЛАТ

В производстве ПП до 60 % трудозатрат приходится на механическую обработку, которая включает:

получение заготовок путем резки листового материала и раскроя листа

либо штамповкой; формирование контура платы фрезерованием; выполнение отверстий в плате сверлением либо штамповкой.

В серийном и мелкосерийном производстве для резки листового материала применяют гильотинные ножницы, которые состоят из подвижного и неподвижного ножей, изготовленных из инструментальной стали У8А, прижима разрезаемых материалов и упора, регулирующего ширину заготовок.

Геометрические параметры режущей части подвижного ножа: передний угол 0— 5 , задний 10—15 , для неподвижного ножа задний и передний углы равны 0 . Параллельные ножи устанавливаются с минимальным зазором 0,02—0,03 мм по всей длине (рис. 5.13, а). Недостатки оборудования — низкая производительность, возможность образования сколов на краях заготовок.

В серийном и крупносерийном производстве материал разрезают с помощью одно- и многоножевых роликовых ножниц, в которых ножи изготовлены из металлокерамического твердого сплава ВК8М. Ножи устанавливают с зазором 0,01—0,03 мм и вращают навстречу друг другу со скоростью 2—10 м/мин (рис. 5.13, б). Для получения заданной ширины заготовки ножницы снабжены регулируемыми упорами. Образующуюся пыль отсасывают с помощью промышленных пылесосов. Кинематическая скорость резания достигает 24 м/мин, максимальная ширина разрезаемого материала 1300 мм, потребляемая мощность 3 кВт.

Рис. 5.13. Схема резания гильотинными (а) и роликовыми (б) ножницами

Размеры заготовок из слоистых пластиков определяют по формулам:

А_з

2 H , B_з 2 H ,

где А_з, В_з — длина и ширина заготовки; А_п, В_п — длина и ширина платы по

рабочему чертежу; Н — ширина технического поля.

Платы малых габаритных размеров изготавливают из групповой заготовки, площадь которой

S_з 2 H) (B_пi 2 H),

где n — количество плат; А_пi, В_пi — длина и ширина i-й платы.

Ширина технологического поля для ОПП и ДПП не должна превышать 10 мм, для МПП — 30 мм.

В крупносерийном и массовом производстве раскрой стандартных листов фольгированного диэлектрика (обычно 500 700 мм) выполняют штамповкой в специальных штампах на эксцентриковых прессах с одновременной пробивкой базовых отверстий на технологическом поле. Вырубные детали оснастки (матрицу и пуансон) изготавливают из металлокерамических твердых сплавов типа ВК-15 и ВК-20.

Исполнительные размеры матрицы D_м и пуасона D_п определяют по уравнениям:

D_м

, D_п ,

где D_м, D_п — диаметры матрицы и пуансона соответственно; D_н — номинальный диаметр пробиваемого отверстия; ₁ — допуск на размер отверстия; 1 — зазор между матрицей и пуансоном; при до 1,5 мм ₁ = 0,02—0,05 мм, при до 3,0 мм ₁ = 0,06—0,09 мм; _м, _п — допуски на изготовление режущей части

матрицы и пуансона, которые соответствуют 10-му квалитету точности.

Обработка плат по контуру (снятие технологического припуска) осуществляется фрезерованием на специализированных фрезерных станках, работающих по контуру, или на многошпиндельных станках с программным управлением. Такой способ отличается высокой производительностью, допускает обработку плат в пакете по 6—10 шт., дает хорошее качество кромок и точность размеров в пределах 0,025 мм. В качестве инструмента используются алмазные дисковые фрезы или твердосплавные фрезы диаметром 3—8 мм.

Фрезерные станки с программным управлением имеют 2—5 шпинделей, вращающихся со скоростью до 60 000 об/мин, устройство для автоматической смены фрез, защитные скафандры для ограждения оператора от пыли и стружки

(табл. 5.6).

Таблица 5.6. Технические характеристики фрезерных станков

Параметры	Модель 6720П (СССР)	Модель 7Б (Poul Dasier, США)
Производительнос ть, плат/ч	1000	1800
Размеры поля фрезерования, мм	500 300	362 620
Скорость резания, м/мин	200—600	500—1000
Подача, мм на зуб фрезы	0,05—0,16	0,05—0,08

Для получения монтажных отверстий в ПП применяют пробивку на специальных штампах и сверление.

Пробивку используют в тех случаях, если отверстия в дальнейшем не подвергаются металлизации. Для улучшения качества отверстий применяют прижим заготовки с помощью прокладки из картона, которая предохраняет пуансоны от налипания на них стружки. Уменьшению усилия пробивки и повышению чистоты среза способствует предварительный подогрев заготовок до 80—100 С со скоростью подогрева 5—8 С/мин.