ИТС 36-2017 Обработка поверхностей металлов и пластмасс с использованием электролитических или химических процессов

     1.3 Обзор производства печатных плат и металлизации пластмасс

В производстве приборов, средств вычислительной техники, различных видов электронных устройств и бытовой радиотехнической аппаратуры как средство автоматизации монтажно-сборочных операций широко применяются печатные платы [15]-[20].

Они обеспечивают снижение металлоемкости, габаритных размеров, а также повышение эксплуатационных свойств изделий.

При изготовлении печатных плат в зависимости от их конструктивных особенностей и масштабов производства применяются различные варианты технологических процессов, в которых используется комплекс гальванохимических операций: бестоковая (химическая) металлизация, получение защитных рисунков, вытравливание меди и гальваническая обработка.

Электрохимические процессы обеспечивают в первую очередь основные свойства плат: способность к пайке, электропроводность, необходимую эластичность и равномерность распределения металлических покрытий. Все эти свойства определяют качество печатных плат и их надежность в эксплуатации.

Печатная плата представляет собой плоское изоляционное основание, на одной или обеих сторонах которого, в соответствии с электрической схемой, расположены токопроводящие полоски металла (проводники). Для монтажа электрорадиоэлементов (ЭРЭ) на плату служат монтажные отверстия, которые при двустороннем расположении проводников металлизируются.

Печатные платы по конструктивным признакам делятся на следующие типы: односторонние (ОПП), двусторонние (ДПП), многослойные (МПП) и гибкие (ГПП) платы.

Производство плат осуществляется следующими способами: химического травления, электрохимическим и комбинированным [15], [16].

Химический способ основан на вытравливании металла. Исходным материалом служит фольгированный диэлектрик, т.е. изоляционный материал, обычно гетинакс, на поверхность которого с одной или двух сторон наклеена медная фольга толщиной 35 мкм. На поверхность медной фольги вначале наносится неэлектропроводное покрытие в виде рисунка, защищающее проводники при последующей операции вытравливания меди. Защитный рисунок схемы выполняется стойкими к воздействию травильных растворов материалами. В результате травления полностью удаляется медь с пробельных мест и создается проводящий рисунок. Отверстия для установки выводов ЭРЭ сверлятся или штампуются после вытравливания меди и не подвергаются металлизации.

Пайка выводов ЭРЭ производится непосредственно к контактным площадкам печатных проводников.

Химический способ применяется главным образом в производстве плат бытовой радиоаппаратуры и некоторых приборов.

При электрохимическом (полуаддитивном) способе проводящий рисунок создается в результате электрохимического осаждения металла, а не вытравливанием. Приставка "полу" означает, что в технологии изготовления сохранена операция травления, но очень тонкого слоя металла, который образуется по всей поверхности металла при химической металлизации. Исходными материалами в этом случае служат нефольгированные диэлектрики. Защитный рисунок, в отличие от предыдущего метода, наносят таким образом, чтобы открытыми оставались те участки поверхности, которые подлежат металлизации с целью образования проводниковых элементов схемы. Полуаддитивный метод предусматривает получение металлизированных отверстий одновременно с проводниками и контактными площадками.

Комбинированный способ представляет собой сочетание первых двух и является наиболее распространенным в производстве ДПП. Исходным материалом служит фольгированный с двух сторон диэлектрик, поэтому проводящий рисунок получают вытравливанием меди, а металлизация отверстий осуществляется методом химического меднения с последующим электрохимическим наращиванием слоя меди и далее других покрытий.

Пайка ЭРЭ производится путем заполнения припоем монтажных отверстий, в которых находятся выводы ЭРЭ. Комбинированный метод является основным в производстве ДПП и МПП для аппаратуры разнообразного назначения.

Аддитивный способ заключается в получении проводящего рисунка посредством толстослойного химического (бестокового) меднения, что позволяет исключить применение гальванических операций и операции травления. Исходным материалом служит нефольгированный диэлектрик.

К аддитивному можно также отнести способ переноса проводящего рисунка, полученного гальваническим осаждением меди на листе из коррозионно-стойкой стали, на диэлектрические материалы.

Структура использования ПП в мире складывается следующим образом [21]: 30%-32% ПП используется в телекоммуникации, около 30% - в вычислительной технике, 10%-12% - в бытовой технике, 6%-8% - в военной электронике, 7%-8% - в автомобильной промышленности, 5%-6% - в медицинской технике.

В России распределение ПП по сферам применения несколько другое: военная электроника - 20%-25%; системы безопасности и контроля доступа - 10%-15%; телекоммуникации: гражданские и военные - 20%-25%; автомобильная электроника - 10%-15%; вычислительная техника, контроллеры - 17%-21%; медицинская аппаратура - 7%-10%; бытовая электроника - 7%-10%; прочие - 10%-15%.