4.6 Методи виготовлення друкованих плат

В даний час застосовують кілька методів виготовлення ДП: субтрактивні (subtratio - віднімання), при яких провідний рисунок утвориться за рахунок видалення провідного шару з ділянок поверхні, що утворять непровідний рисунок (пробільні місця); аддитивні (additio - додаток), при яких провідний рисунок одержують нанесенням провідного шару заданої конфігурації на непровідну основу плат; напіваддитивні, при яких провідний рисунок одержують нанесенням провідного шару на основу з попередньо нанесеним тонким (допоміжним) провідним покриттям, видаляється згодом із пробільних місць.

Вибір методу виготовлення ДП залежить від їхнього конструктивного виконання, необхідних конструкторських і експлуатаційних характеристик, а також результатів проведення техніко-економічного аналізу.

ОДП і ГДК виготовляють переважно на однобічному фольгованому діелектрику субтрактивним хімічним методом. На мідну фольгу діелектрика захисним шаром, стійким до наступного впливу витравлювачів, наноситься позитивний рисунок схеми. Незахищені ділянки фольги витравлюються. Після видалення захисного рисунка (маски) свердляться необхідні отвори. Плата обробляється по контуру і на неї наноситься захисне покриття, наприклад ацетоно-каніфольний флюс.

При виготовленні ЦПК як захисне покриття на витравлений мідний рисунок напресовується лавсанова плівка, а приєднувальні місця ЦПК обслуговуються.

Процес виготовлення нескладний, найменш трудомісткий, у порівнянні з іншими методами виготовлення ДП має короткий технологічний цикл, легко механізується й автоматизується, забезпечує високу дозволяючу здатність.

Основним недоліком субтрактивного хімічного методу виготовлення ДП є наявність ефекту бічного підтравлювання елементів провідного рисунка схеми, що зменшує їхній перетин і знижує адгезію фольги до діелектричної основи, особливо критичну для вузьких провідників схеми.

Цього недоліку позбавлений аддитивний метод виготовлення ОДП, заснований на виборчому осадженні хімічної міді на не фольгований діелектрик з нанесенням на поверхневий шар спеціальним каталізатором, що ініціює осадження міді в місцях що підлягають обробці.

ДДП і ГДП виготовляються переважно позитивним комбінованим методом, заснованим на застосуванні двостороннього фольгованого діелектрика. Металізацію отворів роблять електрохімічним способом, а провідний рисунок схеми одержують травленням міді з пробільних місць.

Після попередньої хіміко-гальванічної металізації поверхні фольги і монтажних отворів за допомогою позитивного шаблона, сіткографічної фарби чи фоторезисту наноситься негативний рисунок схеми. На провідний рисунок і отвори, не захищені маскою, гальванічним способом осаджуються мідь і металорезист, стійкий до витравлюючих розчинів. Знімається захисний шар (маска) і виробляється хімічне травлення з пробільних місць шаруючи попередньої металізації і фольги. Захищений металорезистом провідний рисунок залишається не витравленим.

Такий метод забезпечує задовільну адгезію елементів провідного рисунка до діелектрика і збереження електроізоляційних властивостей діелектрика, захищеного під час обробки плат в агресивних хімічних розчинах мідною фольгою.

Здатність методу, що дозволяє, трохи нижче, ніж хімічного, що порозумівається трохи великим підтравлюванням і разращиванием (збільшення перетину) елементів схеми, характер якого залежить від товщини захисного шару чи фарби фоторезисту, нанесеного перед металізацією.

При необхідності виготовлення ДДП із кінцевими друкованими контактами (КПК) технологічний процес ускладнюється, а діелектричні характеристики підстави погіршуються за рахунок того, що ряд операцій в агресивних розчинах (гальванічне нікелювання, паладування чи золочення КПК) відбувається по відкритій поверхні діелектрика.

При напіваддитивному методі виготовлення ДДП використовують нефольговані діелектрики, поверхня яких покрита шаром (50-80 мкм) полімерного матеріалу (наприклад, епоксикаучуковою композицією). Обов'язковою є підготовка (активація) поверхні під металізацію, що забезпечує гарну адгезію рисунка до діелектричної підстави.

Мале бічне підтравлювання провідного рисунка за рахунок скорочення часу травлення (товщина шаруючи попередньої металізації 5-7 мкм) і краща адгезія рисунка до діелектрика дають можливість одержати високу здатність, що дозволяє, а більш оптимальне співвідношення товщини міді в отворах і на поверхні поліпшує механічну міцність металізації.

При виготовленні ДПП на металевій підставі застосовують полуаддитивний метод формування провідного малюнка на металевій підкладці з перфорованими отворами, що попередньо покривається полімерним матеріалом. Таке покриття може бути отримано способом вихрового напилювання, електростатичним напилюванням, напилюванням у псевдо рідкому порошку полімеру і т.п.

При аддитивному методі виготовлення ДПП використовують діелектрик із введеним у його склад каталізатором і адгезивним шаром на поверхні. Після утворення отворів на поверхні не фольгованої заготовки виконують негативний рисунок захисним шаром, що володіє підвищеною стійкістю до високо лужного складу ванни хімічного міднення. Поверхні, відкриті для нанесення міді, обробляють у складі, що труїть, на основі фторборатної чи хромової кислоти (для поліпшення адгезії провідників до підкладки). Після цього плата міститься на 8-16 годин у ванну для нанесення хімічної міді.

ДПП, виготовлені аддитивним методом, мають високу здатність, що дозволяє, практично відповідної здатності нанесеного негативного, що дозволяє, малюнка схеми.

Різновидом аддитивного методу є фотоформування провідного малюнка схеми. У результаті процесу фотоформування створюється поверхня провідного малюнка схеми, що ініціює наступне осадження на неї товстоплівкової хімічної міді. При цьому не застосовують захисних резистів. Обложена мідь має гарну адгезію до діелектрика, що дозволяє здатність залежить тільки від здатності застосовуваних фотошаблонів, що дозволяє, (можуть бути отримані провідники шириною 0,08-0,1 мм).

Слід зазначити, що спостерігається безупинне удосконалювання існуючих і розробка нових методів одержання друкованого монтажу в зв'язку з мініатюризацією апаратури, підвищенням ступеня інтеграції ИМС і щільності компонування радіоелементів на платах.

Для розглянутих методів характерні наступні типові операції: механічна обробка, нанесення рисунка, травлення, хімічне чи хіміко-гальванічне осадження міді, видалення захисної маски застосовувані в тій чи іншій послідовності при виготовленні плат обраним методом.

БДП виготовляють методами, побудованими на типових операціях застосовуваних у виробництві ОДП і ДДП. Конструктивно-технологічні особливості БДП вимагають застосування ряду специфічних операцій, таких, як пресування шарів, створення міжшарових з'єднань і ін.