Этапы производства печатных плат

Автоматизированное производство печатных плат востребовано при крупносерийном и массовом изготовлении электронных модулей. 

Автоматизация основных технологических процессов позволяет:

• ускорить изготовление ПП;
• снизить себестоимость единицы продукции;
• обеспечивать точность изготовления и стабильное качество изделий.

Подготовительный этап

На станках с ЧПУ в заготовках сверлятся технологические отверстия. Это позволяет надежно закреплять изделия в ходе дальнейшей обработки, которая ведется в соответствии с типом и назначением будущей ПП.

Химическое и гальваническое осаждение меди 

Технологические процессы изготовления печатных плат различаются в зависимости от их типа:

• у односторонних плат не проводится металлизация отверстий (исключение – изготовление изделий по ТЗ заказчика);
• у двухсторонних и многослойных плат на стенки отверстий осаждают слой металла. Для лучшего сцепления поверхность покрывают тонким слоем палладия.

Для обозначения контуров токопроводящего рисунка на ПП наносят фоторезист-светочувствительный материал. Жидкий фоторезист наносится валиками, пленочный – методом ламинирования.

Чтобы покрытие полимеризировалось, фоторезист экспонируют (засвечивают) одним из двух способов:

• с использованием негативных фотошаблонов (засвечиваются открытые участки);
• прямым экспонированием, без фотошаблонов, с применением лазерной матрицы или УФ-лазера.

После проявки фоторезиста заготовку помещают в жидкость, растворяющую незасвеченный фоторезист.

Участки, свободные от фоторезиста, подвергают гальванической металлизации медью и сплавом, у которого выше сопротивление к травлению, чем у меди. По завершении этапа гальванизации фоторезист снимается. 

Далее заготовка попадает в конвейерную установку для травления меди. В процессе обработки удаляется медь, на которую был нанесен фоторезист. Участки, на которые был нанесен металлорезист,  при этом остаются в сохранности. После смывки металлорезиста на заготовке остается токопроводящий рисунок.

Паяльная маска

К ключевым технологическим процессам  изготовления печатных плат относят нанесение паяльной маски. Это ламинированное или жидкое покрытие (обычно зеленого цвета), которое защищает токопроводящие элементы, не подлежащие пайке. Защитная маска – непременный атрибут всех ПП, независимо от типа и материала основы.

Нанесенную паяльную маску экспонируют по тем же технологиям, что и фоторезист. Негативным фотошаблоном служит рисунок с контактными площадками, для прямого экспонированя применяется УФ-лазер или матрица.

После полимеризации засвеченных участков заготовку отправляют на проявление, в ходе которого смываются незасвеченные фрагменты маски. Для итоговой полимеризации заготовки подвергают термообработке в специальной печи. 

Чтобы упростить монтаж компонентов, на поверхность ПП поверх маски наносят маркировку (контуры, номиналы, позиционные номера элементов). Существует два способа нанесения маркировки:

• при помощи сетчатого трафарета;
• методом струйной печати (высокопроизводительный способ).

Финишное покрытие

На токопроводящие элементы печатной платы наносится слой металла, благодаря которому упрощается пайка электронных компонентов. Это может быть:

• HASL (Hot Air Solder Leveling) – сплав на основе свинца или бессвинцовый. ПП погружается в раствор, затем сплав выравнивают на поверхности детали потоком нагретого воздуха.
• Иммерсионное золото – наносится химическим способом с предварительным нанесением подслоя из никеля.

При автоматизированном производстве печатных плат предусматривается многоступенчатый контроль качества, в том числе промежуточный.