Технология изготовления пп с маской

Состав и нанесение паяльной маски

Пайка на печатных платах сродни ювелирной работе. Проводить ее нужно очень аккуратно, так, чтобы поверхность не повреждалась. Нельзя допустить образование перемычек или мостиков, растекания или прилипания капель припоя, его неоднородного скопления.

Помочь провести работу с хорошим результатом может нанесение паяльной маски. По сути, имеется две главные функции составов: защитная и эстетическая. Красивая плата после обработки готова к высокоточной пайке. Припой будет попадать только в требуемые места будущих контактов.

Классы требований

Печатные платы сейчас используются повсеместно. Везде они играют ответственную роль, обеспечивая работу сложных электронных схем. Тем не менее, по результатам тестирования, оцениванию основных характеристик, в соответствии с ГОСТом выделяют два основных класса требований к паяльным маскам:

  • для печатных плат приборов, компьютеров, не эксплуатируемых в критических военных ситуациях, выпускают продукцию класса Т;
  • для применения в платах, используемых на оборонных объектах, применяют составы класса Н.

Полученные с помощью масок класса Н места пайки, гарантируют отсутствие кратковременных пауз в работе. Принадлежность к классу обязательно указывается производителем, должна быть учтена потребителем.

Способы нанесения

Защитные покрытия для печатных плат могут иметь разный состав, требуют нанесения по отличающимся технологиям. На этом признаке основана классификация паяльных масок.

Слой на поверхности можно нанести двумя способами:

Для печатания по трафаретам используют эпоксидные паяльные маски. Инициируют отверждение нагреванием или УФ облучением. Метод доступный, недорогой, но требует наличия сеткографических трафаретов. Точность нанесения паяльных масок оставляет желать лучшего.

Фотолитографический способ иначе называют фоторезистивным. Сейчас преимущественно применяются такие средства. Популярность объясняется возможностью создавать любые рисунки.

Фоторезистивные паяльные маски отличаются консистенцией, количеством компонентов. Средства с одним компонентам имеют однородный состав. Двухкомпонентные смеси доведены до гомогенного состояния при производстве.

Сухие и жидкие составы

Сухие паяльные маски обозначают аббревиатурой СПМ. Их выпускают в виде пленок различной толщины: от 50 мкм до 10 мкм.

Наносить СПМ непросто. Для этого требуется оборудование, выполняющее вакуумное ламинирование. Поверхность платы перед нанесением покрытия нужно тщательно очистить, иначе пленка не прилипнет хорошо.

После вакуумирования плату следует экспонировать и проявить. Состав для проявления может иметь органическую или водно-щелочную природу. Часто для создания щелочной среды используют кальцинированную соду. Последней стадией является задубливание. Так называют обработку платы нагреванием или облучением УФ для окончательного формирования слоя.

Жидкие паяльные маски обозначаются сокращением ЖПМ. Наносят их одним из двух способов.

При работе над мелкими сериями печатных плат используют трафаретное нанесение.

В процессе выпуска больших серий продукции паяльные маски наносят с помощью специального оборудования, создающего ниспадающий ламинарный «занавес». Затем проводят экспонирование, проявление и задубливание обработанной платы.

С помощью ЖПМ и трафаретом паяльную маску можно нанести в домашних условиях своими руками. Все операции вполне доступны и регулярно выполняются мастерами и любителями.


Пайка с самым маленьким шагом становится реальным делом. Печатная плата, предварительно защищенная маской, сможет работать долго и надежно.

В интернет-магазинах продают однокомпонентные маски, которые застывают при облучении УФ лампами. Обработка плат происходит так. По центру и бокам наносят небольшое количество жидкого паяльного состава.

Придавливают прозрачной твердой пленкой (лавсановой или другой) и растирают ластиком или придавливают толстым стеклом.

Паста под пленкой должна равномерно распределиться тонким слоем, приобретя светлый оттенок (обычно светло-зеленый). После этого аккуратно накладывают шаблон.

Просвечивают ультрафиолетом 40 минут, снимают шаблон и засвечивают еще час. Нюансы нанесения могут отличаться, но в целом смысл состоит в том, чтобы паста равномерно распределилась и застыла.

Технология изготовления ПП с маской

На форуме часто спрашивают, как я делаю ПП с маской. Так как инструкция, по которой я начинал, далека от идеала, я решил выложить свое представление этого процесса.

Во первых скажу, что я, как и многие, начинал с ЛУТ. Метод, для начала, годный, но не более. Потом пробовал использовать фоторезистивный спрей. Результаты, в общем, были удовлетворительными, но технологические ограничения сильно осложняли жизнь. Минусы фоторезиста позитив 20:

  • сложность нанесения
  • чувствительность к видимому спектру освещения
  • необходимость точного соблюдения времени выдержки при засвечивании
  • необходимость точной концентрации раствора проявителя
  • сложность хранения не проявленных плат
  • быстрая деградация параметров фоторезистивного слоя

После опыта с фоторезистом в виде спрея я перешел на готовые платы, (тот же производитель) с уже нанесенным покрытием. Но, видимо, из-за низкого спроса и высокой цены такой продукции, очень часто продавцы отпускали товар с истекшим соком хранения, в итоге масса испорченных плат.

К счастью, я нашел свой способ изготовления. Это не реклама, а просто рекомендация.

Использую пленку ламинат PHOTEC 6300. Кроме того с последнего времени я почти всегда наношу и маску. Использую такую – Solder Mask KSM-180GH1 UV curable (Green)

Дальше я опишу метод работы с материалами

Все как обычно. Прорезаю ножом для гипсакортона и отламываю нужный размер заготовки. На фото видны остатки испорченного фоточувствительного лака. После отламывания срезаю кромки платы тем же ножом как циклиной.

Сразу же отрезаю по размеру ламинат, все работы провожу под ярким освещением. 30 минутное нахождение под настольной лампой G23 11W не засвечивает материал. (с 1 м)

Далее работу провожу в ванной комнате, прямо в раковине умывальника:

Для очистки и ошкуривания платы использую aбразивную губку c надписью BOSCH fine купленную в строительном магазине. После очистки плату оставляю под струей воды.

Снимаю с ламината в углу участок нижней защитной пленки и прикладываю его к плате прямо в воде, по ходу приклеивания смачиваю тонкой струйкой и постепенно отрываю всю нижнюю пленку. Если во время приклеивания сильно не прижимать ламинат к плате, то по окончанию он свободно перемещается по плате.

Примечание: Верхняя пленка до нанесения не отрывается, перепутать невозможно. Все работы с ламинатом нужно проводить в холодной воде, до 20С. От теплой воды ламинат приобретает излишнюю липкость.

После этого получаем такую плату:

Резиновым шпателем или, например, банковской картой аккуратно выгоняем лишнюю воду от центра к краям. Давить и стараться слишком быстро выгнать всё не нужно. У меня это занимает 1 минуту.

Далее, для качественного приклеивания использую утюг, ставлю на 50- 70% мощность, плату вставляю в середину журнала или книжки. В данном случае (фото снизу) проглаживаю через 5 страниц А4 стандартной плотности. Плата не должна нагреваться выше 50-60С, иначе ламинат «потечет». Поэтому же чрезмерно давить на утюг тоже не стоит, по углам могут возникнуть дефекты. Времени занимает до 2 минут. Стоит сказать, что если у ламината слишком большие выпуски, он может приклеятся к бумаге, но это не страшно. После приклеивания утюгом можно легко обрезать лишний ламинат строительным ножом. Небольшие выступы все же лучше оставить, так как за них потом удобно удалять верхнюю защитную пленку

Далее нужно приготовить фотошаблон

Я делаю его на фотопринтере epson t50. Использую пленку для струйной цветной печати, лучше всего lomond или xerox. Печатаю из layout, естественно в негативе, дополнительно включаю рамку. Фотошаблон немного просвечивается, на результаты это не влияет! Печать, как обычно, зеркальная, потому во время засветки шаблон нужно уложить стороной печати к плате.

Для засветки использую ламу DELUX 21W под цоколь E27. Плату ложу на стол, сверху прижимаю стеклом толшиной 8мм купленным как туалетная полочка в строительном магазине. Расстояние от лампы до платы 15-25 см. Время выдержки 1,5-3 мин. Обычно 2 минуты без предварительного прогрева лампы. Честно говоря, в последнее время даже не засекаю время.

Некоторая сложность есть в снятии верхнего защитного слоя ламината. По ощущениям он похож на полиэтилен. Так как плата совсем «свежая» держится верхний слой так же, а может и лучше, чем сам ламинат к плате, потому тут можно легко все испортить.

Либо нужно поставить плату на отстой на сутки. Но так как это не очень удобно, я придумал такой способ. Ложу плату на 1 минуту в морозилку (-18С) за это время сама плата не охлаждается полностью, а выпуски ламината стают хрупкими. Передерживать категорически нельзя. После охлаждения верхний слой элементарно снимается.

Для проявления использую какой-то местный аналог «крота» (жидкость для прочистки труб). Концентрация по сути не имеет значения, на глаз наливаю холодной(!) воды около 100-150 грм и 3-5 грамма крота (не полную крышечку). Опускаю плату на 1минуту в расствор, потом достаю и под струйкой холодной воды пальцем аккуратно протираю. Во время этого почти все не засвеченные области очищаются, остается тонкий малозаметный слой. Повторяю процесс до нужного результата. Потом травлю в подогретом растворе хлорного железа.

Читайте также:  Блок питания (инвертор) с адаптивным ограничением тока

После травления удаляю остатки ламината тем же «кротом» с водой 1 к 1 за 7-10 минут.

После этого плату нужно тщательно высушить. Я подогреваю ее феном.

Далее нужно приготовить шаблон маски. Печатать нужно в зависимости от типа пленки. Мне попадалась пленка, которая не вступала во взаимодействие с лаком маски, тогда можно печатать шаблон в зеркальном отражении (по дефолту в layout). Пленка lomond, к сожалению, не из этого числа, потому маска немного хуже получается. На ней приходится печатать на «верхней стороне»

На плату в центре наношу массу лака маски, нужно совсем чуть-чуть. Сверху ставлю пленку с фотошаблоном. Шпателем выгоняю воздух и равномерно распределяю лак по плате. Нужно сделать слой как можно более тонким, иначе могут появиться дефекты. Скорее всего, после шпателя останутся локальные более светлые и более темные участки (пятна). Накрываем плату тем же 8мм стеклом и ставим груз (я давлю рукой весом тела) около 30 сек, так слой становится однородным (при условии, что текстолит ровный, конечно)

После этого повторно совмещаю плату и фотошаблон. Удобно это делать по надписям на плате.

Засветка 5-6 минут без прогрева лампы с расстояния 15-20см.

После этого удаляется фотошаблон:

Остатки лака удаляются сухой мягкой тряпочкой. В крайнем случае при перезасветке – с уайтспиритом, но без фанатизма.

Далее чистую плату ложу на включенную УФ лампу на 5 минут для «закалки» покрытия. Там она не только облучается УФ но и нагревается от лампы до 50С примерно.

Готовый модуль, установленный в плату:

  1. Время на изготовление таких плат, как на примере – около часа.
  2. На фото субмодуль управления импульсным преобразователем напряжения для автомобильного усилителя мощности с защитой от перегрузки по току и постоянки на выходе УМ.

Технология производства печатных плат в картинках

Двусторонние печатные платы

Исходный материал

Исходный материал – диэлектрическое основание, ламинированное с двух сторон медной фольгой

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 распространенный ряд толщин медной фольги — 18, 35 мкм.

Сверление сквозных отверстий

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 ПППозиционный допуск на расположение осей отверстий для класса точности
1234567
До 180 включительно0,200,150,080,050,050,030,03
Свыше 180 до 360 включительно0,250,200,100,080,080,050,05
Свыше 3600,300,250,150,100,100,080,08

Химическое и предварительное гальваническое осаждение меди

Этот этап необходим для придания стенкам отверстий проводимости для последующей гальванической металлизации. Рыхлый слой химически осажденной меди быстро разрушается, поэтому его усиливают тонким слоем гальванической меди.

В процессе обработки на поверхности стеклотекстолита создаётся очень тонкий проводящий слой палладия.

Прямая металлизация с применением палладия обеспечивает наибольшую адгезию покрытия к стеклотекстолиту в сравнении с альтернативными процессами.

Поверх слоя палладия осаждается 5-ти микронный слой гальванической меди. Качество металлизации каждой заготовки контролируется оператором.

Нанесение фоторезиста

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).

Экспонирование фоторезиста

1 вариант: Экспонирование с негативными фотошаблонами

Совмещение заготовки 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

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.

Проявление фоторезиста

Изображение на фоторезисте проявляется: не засвеченные участки растворяются, засвеченные — остаются на плате.

Гальваническое (электрохимическое) осаждение меди

Медь осаждается на поверхность стенок отверстий и все проводники. По ГОСТ 23752-79 толщина металлизации должна быть не менее: 20 мкм для ДПП, 25 мкм для МПП.

IPC-6012B устанавливает иные значения: Class 2- не менее 20 мкм для ДПП и МПП,Class 3- не менее 25 мкм для ДПП и МПП.

В связи с тем, что процесс осаждения меди идет параллельно в отверстиях и на поверхности проводников, получить толщину металлизации в отверстиях 30 мкм и более невозможно, применяя обычные фоторезисты.

Процесс покрытия контролируется компьютером для обеспечения требуемых параметров гальванических покрытий. После покрытия толщина осаждённой меди проверяется не разрушающим методом.

Гальваническое осаждение металлорезиста

Гальваническим осаждением меди создается необходимый по толщине слой металла в отверстиях печатной платы. В качестве металлорезиста могут выступать различные металлы и соединения, имеющие меньшую скорость травления по сравнению с медью. Осаждается металлорезист на открытые от фоторезиста участки — на проводники и в отверстия.

Удаление фоторезиста

После гальванического осаждения меди и защитного слоя олова заготовки передаются на травление. Перед травлением с заготовок снимается слой фоторезиста, обнажая базовый слой меди, который необходимо удалить. Топология печатной платы и металлизированные отверстия остаются под защитой гальванически осаждённого слоя олова.

Травление меди

Травление осуществляется в горизонтальной конвейерной машине. Медь, не защищённая оловом, стравливается. Таким образом формируется топология наружных слоёв печатной платы. Слой олова после травления снимается в установке для снятия.

Удаление металлорезиста

Металлорезист удаляется с поверхности меди в специальном растворе. Это начало процесса, называемого SMOBC (SolderMaskoverBareCopper — маска поверх необработанной меди). В других процессах, например, если нанесение защитной маски не осуществляется, оловянно-свинцовая смесь оплавляется для дальнейшего использования (лужение).

Нанесение защитной паяльной маски

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.

Экспонирование защитной паяльной маски

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.

Проявление защитной паяльной маски

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

Печать маркировочной краски

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.

Нанесение финишного покрытия, вариант 1 HASL

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.

Нанесение финишного покрытия, вариант 2 Иммерсионное золото

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 3-6 мкм, минимальную толщину Au 0,05 мкм (типовые значения 0,05-0,1 мкм).

Альтернативные методы изготовления печатных плат (заметки практикующего технолога)

Илья Лейтес, зам. начальника производственного комплекса ОАО «НИЦЭВТ»

Продолжение обзора наиболее распространенных методов изготовления печатных плат, начатого в «Производстве электроники» №1-2008. В этом номере рассматриваются методы формирования проводящего рисунка слоев печатных плат, подготовки поверхности под нанесение фоторезистов, а также вопросы выбора паяльной маски.

Тентинг или позитив?

В этом разделе статьи речь пойдет о методах формирования проводящего рисунка слоев печатной платы. В первую очередь — наружных слоев. Основным конструктивным параметром, который реализуется этими методами, является ширина проводников и зазоров между ними (точнее, минимальные ширины и зазоры, заложенные в конструкцию платы).

Традиционно считается, что основным преимуществом позитивного метода является пригодность для формирования более прецизионного рисунка, а преимуществом тентинга — сокращение процесса и снижение трудоемкости при изготовлении (в основном, простых печатных плат).

Хочу попытаться разрушить сложившиеся стереотипы, рассмотрев более подробно преимущества и недостатки этих двух методов в условиях современных высокотехнологичных производств, рассчитанных на изготовление печатных плат с прецизионным рисунком. Останавливаюсь только на 2-х вышеперечисленных методах, так как они являются наиболее распространенными и наиболее органично вписываются в сложившуюся инфраструктуру мирового и отечественного производства печатных плат.

Сначала о терминологии. Тентинг (от английского tenting — устанавливать шатер) — метод, при котором отверстия для предохранения от стравливания металлизации закрываются «крышками» или «тентами», формируемыми из фоторезиста. Этот метод еще называют негативным, так как используются негативные фотошаблоны (белые поля в местах, где должен остаться металл). Также его называют субтрактивным (от английского subtract — вычитать), так как формирование рисунка происходит путем вытравливания («вычитания») не входящих в рисунок участков. Очень похоже на методологию Микеланджело, выраженную в его знаменитой фразе: «Я беру каменную глыбу и отсекаю все лишнее».

Позитивный метод предполагает использование позитивных фотошаблонов. Еще его называют комбинированным, так как в процессе гальванической металлизации кроме меди высаживается еще один металл (в последнее время, как правило, олово), который при травлении используется как металлорезист и после травления удаляется. Иногда этот метод называют полуаддитивным (от английского additive — дополнительный) имея в виду, что проводник формируется в процессе металлизации не полностью, а только частично. Часть его толщины формируется за счет фольги ламината. Кстати, об этом часто забывают разработчики, почему-то считая, что толщина проводника на наружных слоях равна толщине фольги. А она равна сумме толщин фольги и гальванической металлизации. Причем в условиях использования тонкомерной фольги толщина проводника определяется главным образом последней и, чаще всего, лежит в интервале 40…70 мкм.

Итак, основными преимуществами тентинга являются:

1. Короткий техпроцесс. Это связано, главным образом, с отсутствием необходимости наносить, а потом снимать металлорезист.

2. Высокое качество гальванического осадка. При тентинге процесс гальванической металлизации происходит по всей поверхности заготовки, когда на ней еще нет фоторезиста. Отсутствие больших масс органического вещества в ваннах гальванической металлизации позволяет легко формировать высокопластичный медный осадок в металлизированных отверстиях, что существенно повышает надежность печатной платы.

3. Постоянная величина тока — определяемая постоянной площадью металлизации из-за отсутствия рисунка. Это очень удобно в условиях многономенклатурного производства и устраняет возможность субъективных ошибок оператора — при установке режимов линии, а также технологов — при подготовке производства и расчете площади металлизации и выравнивающих рамок.

4. Высокое качество поверхности под паяльную маску — так как на поверхности меди отсутствуют остатки металлорезиста, которые могут приводить к ухудшению адгезии паяльной маски. Наличие остатков металлорезиста — типовой и трудно контролируемый дефект при позитивной технологии, приводящий к ухудшению адгезии паяльной маски, в том числе и при работе по все еще широко распространенному в отечественной практике варианту без снятия металлорезиста (ПОС).

5. Единая методика формирования внутренних и наружных слоев. Внутренние слои всегда изготавливаются негативным (субтрактивным) методом. Использование единой техники изготовления наружных и внутренних слоев существенно упрощает организацию производства.

6. Одна программа сверления. Тот факт, что металлизация отверстий при тентинге происходит по сплошной заготовке, позволяет до металлизации просверлить как металлизированные, так и не металлизированные отверстия. Впоследствии при фотолитографическом формировании рисунка отверстия, которые не должны иметь металлизацию, не тентируются (в фотошаблоне наружного слоя) и металлизация из них удаляется при операции травления. Это сокращает техпроцесс и увеличивает точность совмещения массивов не металлизированных и металлизированных отверстий с рисунком наружного слоя.

7. По сравнению с позитивным процессом, в котором в качестве металлорезиста используется сплав олово-свинец, существенным преимуществом тентинга является отсутствие свинца в стоках. В последнее время, правда, этот металлорезист повсеместно вытесняется чистым оловом.

8. Отсутствие ванны металлорезиста (снижение издержек на приобретение компонентов рабочих растворов, оловянных анодов и т.п.).

Естественно, тентинг, как метод, не лишен недостатков:

1. Повышенный расход электроэнергии, связанный с увеличенными, по сравнению с позитивом, абсолютными значениями рабочих токов.

2. Увеличенный расход анодов, обусловленный большей по сравнению с позитивным методом площадью металлизации. Этот недостаток, впрочем, в существенной мере компенсируется при использовании процессов травления с регенерацией меди. Следует отметить также, что существенное влияние этого недостатка имеет место на двухсторонних печатных платах. С увеличением числа слоев его влияние снижается, так как внутренние слои, как было сказано ранее, всегда формируются негативным (субтрактивным) методом (см. табл. 1).

Табл. 1. Количество стравливаемой меди для тентинга и позитива в зависимости от слойности

Паяльная маска

Нанесение паяльной маски на печатную плату

В прошлой статье мы закончили изготовление печатной платы по методу металлорезиста. Как я и говорил, можно обрезать плату и впаять радиодетали. Но мы продолжим ее изготовление, а именно нанесем паяльную маску и потом покроем дорожки химическим оловом.

Нанесение паяльной маски в домашних условиях не является уже какой то диковинкой, но все равно опишу данный процесс, чтобы он был на этом сайте.

Нанесение маски

Перед нанесением, плату нужно подготовить, удалить окислы с поверхности меди и обезжирить. Для этого моем плату в горячей проточной воде с моющим средством и шкуркой зернистостью P1000 (фото данного процесса нет, но думаю и так понятно). Самое главное, последний этап промывки должен осуществляться в холодной воде. Что это значит? Если вы промоете в горячей воде (на последнем этапе), то потом у вас медь быстро окислится не успев высохнуть, если в холодной, то не окисляется более длительное время.

Итак, промыли плату после зачистки шкуркой в воде, сразу обтираем ее бумажной салфеткой или туалетной бумагой для предотвращения окисления меди. Далее сдуваем или удаляем салфеткой всю пыль, на отсвет ее хорошо видно, кладем плату на стол и накрываем трафаретной сеткой. Место, где будет наносится маска, тоже должно быть без пыли. Желательно провести влажную уборку рабочего места перед этой процедурой.

Наносить будем двухкомпонентную маску FSR 8000, так как она самая распространенная и купить ее не должно вызвать проблем.

Разводим маску в соотношении 3:1 по весу (например 3 грамма маски и 1 грамм отвердителя). Если маска густая, то ее можно разбавить растворителем 650 или изопропиловым спиртом до нужной вязкости после смешивания компонентов.

Фото процесса нанесения паяльной маски на печатную плату.

1. Кладем плату на стол накрываем трафаретной рамкой и наносим на первую сторону.

Как сделать самодельную рамку с натянутой сеткой для нанесения паяльной маски, можно посмотреть в этой статье .

2. Переворачиваем плату на другую сторону, установив ее на специальные подставки, чтобы не повредить уже нанесенный слой на другой стороне. Накрываем ее самодельной рамкой с натянутой сеткой и наносим маску.

Для более полного понимания как нанести паяльную маску, посмотрите еще вот это видео. Звука нет, но должно быть понятно.

Сушка и засветка паяльной маски

После нанесения переносим ее в печь (не допускаем засветки платы от солнечных лучей, дневного света, это и так должно быть понятно). Температура сушки маски 70 – 75 градусов не больше, иначе маска задубеет и вы ее не сможете проявить.

Время сушки маски составляет 45 минут, плюс минус 5 минут. Дольше сушить не имеет смысла да и зачем тратить время, которого и так не хватает.

После сушки, переносим плату на рабочее место и даем ей остынуть. Горячая плата будет липнуть и будет казаться, что она не досушена. Это не так, нужно немного подождать (5 – 10 минут) и поверхность платы перестанет липнуть.

Далее клеим шаблон на глицерин сначала с одной стороны и засвечиваем ультрафиолетовым источником, затем тоже самое делаем с другой стороны. Время засветки паяльной маски вы должны подобрать заранее, у каждого оно будет свое, поэтому здесь я не оговариваю время засветки.

Данная статья опубликована на сайте whoby.ru. Постоянная ссылка на эту статью находится по этому адресу http://whoby.ru/page/pajalnaja-maska

Читайте статьи на сайте первоисточнике, не поддерживайте воров.

Проявка паяльной маски

После засветки, нужно дать плате полежать в течении 5 минут, чтобы все процессы полимеризации прошли до конца. После этого плату нужно проявить в растворе кальцинированной соды или силикатного клея. В растворе силикатного клея проявляется намного лучше и мягче, я использую именно этот раствор. Какой из растворов использовать, решайте сами.

Рецепты растворов:

А.
Кальцинированная сода 10 гр или чайная ложка
Дистиллированная вода – 1 литр

Б.
Силикатный клей – 6 чайных ложек
Дистиллированная вода – 1 литр

Во время проявки можно помогать губкой (мягкой стороной) или ватным тампоном. Так маска проявится быстрее, сильно тереть и давить не нужно, прижим под своим весом.

Не вздумайте помогать проявке жесткой стороной губки или какими то другими жесткими материалами. Если плохо проявляется, то возможно пересветили или температура сушки была слишком высокой (об этом писал чуть выше).

Фото процесса проявки паяльной маски.

Сушка после нанесения маски

Если после нанесения маски не планируется нанесение маркировки, то этот этап можно пропустить и приступить сразу к дублению платы.

Мы будем наносить маркировку и поэтому нужно высушить маску в течении 5 минут при температуре 70 – 90 градусов (это нужно для того, что бы вода, которая возможно имеется в слое маски, не вскипела и не испортила нам все).

Затем нужно поднять температуру до 110 градусов и выдержать плату в печке тоже 5 минут (это нужно для того, что бы слой маркировки не поднял не задубленную паяльную маску и не испортил печатную плату).

Промываем водой, сушим, дубим.

Фото процесса.

Маркировка печатной платы

Процесс нанесения маркировки не отличается от процесса нанесения паяльной маски, поэтому повторяться не буду, сушка так же 70 – 75 градусов в течении 45 минут.

Фото процесса нанесения маркировки на печатную плату.

Как только нанесли с одной стороны, переворачиваем плату, ставим на подставки и наносим с другой стороны с помощью самодельной рамки с натянутой трафаретной сеткой, затем сушим обе стороны одновременно.

После сушки маски, даем плате отлежаться 5 минут при комнатной температуре, проверяем на липкость слоя. Если все нормально, то клеим шаблон на глицерин с одной стороны и засвечиваем маркировку, затем клеим шаблон с другой стороны и засвечиваем.

Фото процесса наклейки шаблона и засветки маркировки для печатной платы.

После засветки маркировки проявляем плату в растворе кальцинированной соды или силикатного клея (см. рецепты выше).

В итоге получаем вот такую плату с маркировкой, которую уже не стыдно показать, Хотя есть вкрапления белой маски из за некачественного шаблона маркировки, через который засветились эти точки и не смываются, но это не важно.

Дубление паяльной маски

После проявки плату нужно задубить в печке при температуре 150 градусов в течении 30 минут (фото процесса нет).

Сначала держим при 70 – 90 градусах в течении 5 минут, для удаления влаги. Затем прибавляем температуру до 150 градусов и дубим маску 30 минут.

Я дублю при 140 градусах в течении 15 минут. Этого времени достаточно для дубления и глянец у маски немного лучше. В любом случае, решайте сами при каких режимах дубить маску, какой вариант будет устраивать, тот и используйте.

Заключение

В данной статье был показан способ нанесения паяльной маски и маркировки на печатную плату. Думаю прочитав эту статью у вас не возникнет трудностей сделать это самостоятельно, а если возникнут, то всегда можно задать вопрос в комментарии.

На этом я завершаю данную статью, продолжение смотрите в следующей статье , в которой покроем плату слоем химического олова.

Всем удачных маркировок.

Статью написал: Admin Whoby.Ru

Если вам понравилась статья, нажмите на кнопку нужной социальной сети расположенной ниже. Этим действием вы добавите анонс статьи к себе на страницу. Это очень поможет в развитии сайта.

Методы изготовления печатных плат

Введение

Печатная плата (ПП) представляет собой плоское изоляционное основание, на одной или обеих сторонах которого расположены токопроводящие полоски металла (проводники) в соответствии с электрической схемой.

Печатные платы служат для монтажа на них электрорадиоэлементов (ЭРЭ) с помощью полуавтоматических и автоматических установок с последующей одновременной пайкой всех ЭРЭ погружением в расплавленный припой или на волне жидкого припоя ПОС-60. Отверстия на плате, в которые вставляются выводы ЭРЭ при монтаже, называют монтажными. Металлизированные отверстия, служащие для соединения проводников, расположенных на обеих сторонах платы, называют переходными.

Конструирование ПП осуществляют ручным, полуавтоматизированным и автоматизированным методами.

Ручной метод конструирования обеспечивает оптимальное распределение проводящего рисунка, так как размещение изделий электронной техники (ИЭТ) на ПП и трассировку печатных проводников осуществляет непосредственно конструктор.

Конструирование начинают с разработки эскиза ПП, который выполняют в увеличенном масштабе (2:1; 4:1 и т. д.). Для всех элементов, входящих в схему (рисунок 1, а), изготовляют в том же масштабе шаблоны из картона и размещают их на поле чертежа. После выбора лучшего варианта их расположения наносят соединительные проводники (рисунок 1, б). Печатные проводники, расположенные на другой стороне платы, показывают штриховой линией.

Затем составляют чертеж ПП (рисунок 1, в). В узлах координатной сетки показывают окружности, соответствующие местам установки навесных элементов.

а – принципиальная электрическая схема; б – эскиз ПП; в – чертеж ПП; г – ПП с навесными элементами

Рисунок 1 – Этапы конструирования ПП

Разработку конструкции ПП рекомендуется производить по следующим основным этапам:

· изучение технического задания (ТЗ) на изделие (печатный узел, электронный модуль), в состав которого входитконструируемая ПП;

· определение условий эксплуатации и группы жесткости;

· выбор типа и класса точности ПП;

· выбор размеров и конфигурации;

· выбор материала основания;

· выбор конструктивного покрытия;

· размещение элементов проводящего рисунка и трассировка печатных проводников;

· выбор метода маркировки и ее расположения;

· разработка конструкторской документации.

Методы изготовления печатных плат

Изготовление печатных плат (ГОСТ 20406—75) осуществляется химическим, электрохимическим или комбинированным способом. В последнее время получили распространение новые способы изготовления — аддитивные. Ниже дана краткая характеристика каждого из способов (таблица 1).

Таблица 1 – Краткая характеристика методов изготовления ПП

Способ изготовления ППИсходный материалНаличие металлизированных отверстийВид платМинимальная ширина проводников, мм, доПреимуществаНедостатки
ХимическийФольгированный диэлектрикнетОПП, ДПП0,2Минимальная трудоемкость; высокая прочность сцепления проводников с основаниемНеобходимость в металлических втулках при двустороннем монтаже; непроизводительный расход меди
ЭлектрохимическийНефольгированный диэлектрикестьОПП, ДПП0,15Повышенная плотность монтажаБольшая неровность проводников по краям; низкая прочность сцепления проводников с основанием
КомбинированныйФольгированный с двух сторон диэлектрикестьОПП, ДПП, МПП0,2Повышенная плотность монтажаЗначительная трудоемкость; разрыв технологического процесса из-за применения ручных операций; сверление через лаковую пленку
АддитивныйНефольгированный диэлектрикестьОПП, ДПП, МПП0,1Высокая плотность монтажа; снижение стоимости плат на 15-20%; сокращение производственных площадей; равномерность слоя осаждения меди; возможность полного исправления дефектных ПП после стравления меди и повторной металлизации

Химический (субтрактивный) метод заключается в том, что на медную фольгу, приклеенную к диэлектрику с одной или двух сторон, наносят позитивный или негативный рисунок схемы проводников. Последующим травлением полностью удаляется медь и создается проводящий рисунок.

При электрохимическом (полуаддитивном) методе проводящий рисунок создается в результате электрохимического осаждения металла, а не вытравливания.

Комбинированный способ представляет собой сочетание первых двух способов. Проводящий рисунок получают вытравливанием меди, а металлизация отверстий осуществляется посредством химического меднения с последующим электрохимическим наращиванием слоя меди.

Аддитивный метод заключается в создании проводящего рисунка посредством металлизации достаточно толстым слоем химической меди (25-35 мкм), что позволяет исключить применение гальванических операций и операций травления (таблица 2).

Резка заготовок для плат из диэлектрических материалов производится с помощью роликовых или гильотинных ножниц.

Фиксирующие и технологические отверстия получают сверлением, а при крупносерийном производстве –штамповкой. Штамповочные операции при изготовлении ПП применяются при вырубке заготовок, штамповке отверстий различной формы и вырубке плат по контуру.

Получение металлического проводящего рисунка как в отверстиях, так и на поверхности диэлектрических материалов осуществляется обычно в две стадии химического меднения. Вначале диэлектрик металлизируется химическим (бестоковым) способом, а затем на полученный тонкий слой металла осаждается медь гальваническим способом до необходимой толщины металлического слоя.

В негативных процессах рисунок (защитный рельеф) защищает от вытравливания проводящие элементы ПП; в позитивном процессе рисунок необходим для защиты от электрохимического осаждения покрытий на пробельные места, т.е. на участки, с которых удаляется медь.

Гальваническим меднением получают слой меди в монтажных и переходных отверстиях, а также проводящий рисунок в полуаддитивной технологии.

Таблица 2 – Технологические процессы изготовления ПП различными методами

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector