Технология производства печатных плат в картинках

Исходный материал Нанесение фоторезиста. Внутренние слои Экспонирование фоторезиста. Внутренние слои Проявление фоторезиста. Внутренние слои Травление меди. Внутренние слои Удаление фоторезиста Оксидирование Прессование Сверление сквозных отверстий Химическое и предварительное гальваническое осаждение меди Нанесение фоторезиста. Внешние слои Экспонирование фоторезиста. Внешние слои Проявление фоторезиста. Внешние слои Гальваническое (электрохимическое) осаждение меди Гальваническое осаждение металлорезиста Удаление фоторезиста Травление меди Удаление металлорезиста Нанесение защитной паяльной маски Экспонирование защитной паяльной маски Проявление защитной паяльной маски Печать маркировочной краски Нанесение финишного покрытия, вариант 1 HASL Нанесение финишного покрытия, вариант 2 Иммерсионное золото
Исходный материал Сверление межслойных переходных отверстий Химическое и предварительное гальваническое осаждение меди Нанесение фоторезиста Экспонирование фоторезиста. Внутренние слои Проявление фоторезиста. Внутренние слои Гальваническое (электрохимическое) осаждение меди Гальваническое осаждение металлорезиста Удаление фоторезиста Травление меди. Внутренние слои Удаление металлорезиста Оксидирование Прессование Сверление сквозных отверстий Химическое и предварительное гальваническое осаждение меди Нанесение фоторезиста Экспонирование фоторезиста. Внешние слои Проявление фоторезиста. Внешние слои Гальваническое (электрохимическое) осаждение меди Гальваническое осаждение металлорезиста Удаление фоторезиста Травление меди Удаление металлорезиста Нанесение защитной паяльной маски Экспонирование защитной паяльной маски Проявление защитной паяльной маски Печать маркировочной краски Нанесение финишного покрытия, вариант 1 HASL Нанесение финишного покрытия, вариант 2 Иммерсионное золото
Исходный материал Нанесение фоторезиста. Внутренние слои Экспонирование фоторезиста. Внутренние слои Проявление фоторезиста. Внутренние слои Травление меди. Внутренние слои Удаление фоторезиста Приклеивание покрывной (защитной) пленки методом прессования Заготовка внутреннего слоя (гибкая часть) Сборка внешних слоев (жесткой части). Этап 1 Сборка внешних слоев (жесткой части). Этап 2 Прессование Сверление сквозных отверстий Химическое и предварительное гальваническое осаждение меди Нанесение фоторезиста. Внешние слои Экспонирование фоторезиста. Внешние слои Проявление фоторезиста. Внешние слои Гальваническое (электрохимическое) осаждение меди Гальваническое осаждение металлорезиста Удаление фоторезиста Травление меди Удаление металлорезиста Нанесение защитной паяльной маски Экспонирование защитной паяльной маски Проявление защитной паяльной маски Печать маркировочной краски Нанесение финишного покрытия. Вар. 1 Иммерсионное серебро Нанесение финишного покрытия, вариант 2 Иммерсионное золото Окончательное фрезерование удаляемых жестких участков платы в области изгиба Удаление жестких участков платы в области изгиба Итоговый результат: гибко-жесткая плата

Односторонние печатные платы

Свернуть все этапы

В качестве диэлектрика могут выступать: листы, изготовленные на основе стеклотканей, пропитанных связующим на основе эпоксидных смол – стеклотекстолит FR4, листы с керамическим наполнителем, армированные стекловолокном – Rogers 4000 series, листы фторопласта (PTFE) армированные–ArlonADseries. Наиболее распространенная толщина медной фольги –35мкм.

На специализированных станках с ЧПУ в плате сверлятся отверстия. 
Это первая операция, влияющая на точность (класс) печатной платы. Точность сверления отверстий зависит от применяемого оборудования и инструмента. Значения позиционных допусков осей отверстий в диаметральном выражении (по ГОСТ Р 53429-2009) в миллиметрах:

Размер большей стороны ПП
Позиционный допуск на расположение осей отверстий для класса точности
  1 2 3 4 5 6 7
До 180 включительно
0,20 0,15 0,08 0,05 0,05 0,03 0,03
Свыше 180 до 360 включительно
0,25 0,20 0,10 0,08 0,08 0,05 0,05   
Свыше 360 0,30 0,25 0,15 0,10 0,10 0,08 0,08   

Следующий этап – нанесение на заготовку фоточувствительного материала (фоторезиста). Этот этап проходит в чистой комнате с неактиничным (желтым) освещением (фоторезист светочувствителен к ультрафиолетовому спектру). Фоторезист бывает пленочным (наносится на заготовку ламинированием) и жидким (наносится валиками).

1 вариант: Экспонирование с негативными фотошаблонами

С заготовкой совмещается фотошаблон. Круг, часть которого изображена – контактная площадка. Изображение на фотошаблоне – негативное по отношению к будущей схеме.

Участки поверхности, прозрачные на фотошаблоне, засвечиваются, фотополимеризуются и теряют способность к растворению в установке проявления. После экспонирования фотошаблоны удаляются.

2 вариант: Прямое экспонирование фоторезиста

Экспонирование фоторезиста происходит на установках прямого лазерного экспонирования без использования фотошаблонов. Источником излучения при этом может быть UV лазер или UV светодиодная матрица.

Изображение на фоторезисте проявляется: не засвеченные участки растворяются, засвеченные – остаются на плате. Назначение оставшегося фоторезиста – защита медной фольги при последующем травлении.

На этом этапе фоторезист защищает медь от травления. Незащищенная медь растворяется в травящем растворе, оставляя на плате рисунок будущей схемы. Травление осуществляется в горизонтальной конвейерной машине.

Фоторезист удаляется, обнажая базовую медную фольгу на проводниках. Таким образом, мы получили рисунок топологии печатной платы. Далее заготовки передаются на автоматическую оптическую инспекцию для проверки качества травления.

Для защиты поверхности платы и медных участков, не подлежащих нанесению финишного покрытия, на плату наносится защитная паяльная маска. Наиболее широко распространена жидкая двухкомпонентная фоточувствительная паяльная маска.

Сухая пленочная паяльная маска обеспечивает хорошие результаты по тентированию переходных отверстий, наносится методом ламинирования, но в настоящее время используется редко, т.к. не подходит для печатных плат выше 3 класса точности. Жидкая паяльная маска наносится методом сеткографии через сетчатый трафарет, причем существует два варианта нанесения. Через готовый трафарет, когда в сетке уже сформированы все окна вскрытия, и маска наносится только на защищаемые участки печатной платы (такой вариант имеет невысокое разрешение и применяется, как правило, на односторонних печатных платах ниже 3 класса точности), и сплошное нанесение маски с использованием метода трафаретной печати и последующим экспонированием через фотошаблон или прямым экспонированием. Перед нанесением маски поверхность меди очищается, затем развивается необходимая шероховатость для хорошей адгезии маски. 

Жидкая маска продавливается ракелем через сетку на всю поверхность заготовки. Нанесенный слой подсушивается в печке до образования сухой поверхности. Для печатных плат с маской с двух сторон процесс повторяется. Подсушенные заготовки передаются на экспонирование.

1 вариант: Экспонирование с негативными фотошаблонами

С заготовкой совмещается фотошаблон. Круг, часть которого изображена – контактная площадка. Изображение на фотошаблоне – негативное по отношению к будущей схеме.Участки поверхности, прозрачные на фотошаблоне, засвечиваются, фотополимеризуются и теряют способность к растворению в растворе проявления. После экспонирования фотошаблоны удаляются.

2 вариант: Прямое экспонирование защитной паяльной маски

На установке прямого экспонирования маска засвечивается UVлазером или UVсветодиодной матрицей. Засвечиваемые участки полимеризуются и теряют способность к растворению в растворе проявления.

Незасвеченные участки маски смываются в линии проявления. Качество сформированных масочных слоев проверяется контролером. После контроля заготовки помещаются в печку для окончательной полимеризации.

1 вариант: Печать маркировочной краски через сетчатый трафарет

Для идентификации монтируемых компонентов большинство изготавливаемых печатных плат имеют маркировку. Маркировка наносится после проявления маски.

Через сетчатый трафарет наносится маркировка контуров, позиционных номеров, типов и номиналов компонентов.

2 вариант: Струйная печать маркировочной краски

Для идентификации монтируемых компонентов большинство изготавливаемых печатных плат имеют маркировку. Маркировка наносится после проявления маски.

По аналогии с обычным струйным принтером изображение формируется капельками чернил отверждаемых ультрафиолетом.

Струйный метод является современным и эффективным способом нанесения маркировки.

Заготовки с напечатанной маркировкой передаются на контроль качества.

На открытые от маски участки меди различными методами наносится финишное покрытие для обеспечения качественной пайки.

HASL (Hot Air Solder Leveling). Нанесение припоя путем окунания заготовки в расплавленный припой с последующим выравнивание горячим воздухом. Возможно применение (в разных установках) свинцового и бессвинцового (leadfree) припоя.

На открытые от маски участки меди различными методами наносится финишное покрытие для обеспечения качественной пайки.

Нанесение иммерсионного золота по подслою никеля (процесс ENIG) осуществляется в многостадийном химическом процессе. IPC-4552 регламентирует толщину подслоя Ni 3-6мкм, минимальную толщину Au 0,05мкм (типовые значения 0,05-0,1мкм).
Вернуться к разделу "Технология производства печатных плат в картинках"