книги / Технология многослойных печатных плат

13.3. НАДЕЖНОСТЬ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

В настоящее время особое место занимает контроль качества МПП по результатам ускоренных испытаний тест-\купонов [56]. Первоначально тест-купоны предназначались для проведения эк­ спресс-контроля качества изготовления МПП на целостность цепей и отсутствие коротких замыканий, а более детальный и точный контроль качества технологического процесса изготовления МПП осуществлялся другими методами, например с помощью тест-плат. Сейчас тест-купоны начинают широко применяться для оценки на­ дежности и качества МПП по результатам их ускоренных испыта­ ний на термоциклирование, которое проводится в ваннах с жид­ ким теплоносителем при перепадах температуры, значительно пре­ вышающих температурные изменения при эксплуатации МПП. Эти испытания позволяют с высокой достоверностью оценить на­ дежность МПП и достаточно быстро выявить наиболее часто встре­ чающиеся дефекты металлизации в местах соединения с контакт­ ными площадками внешних и внутренних слоев, на долю которых приходится до 80% отказов МПП при эксплуатации. В процессе изготовления МПП, получаемых методом металлизации сквозных отверстий, происходит снижение рассеивающей способности элек­ тролита для гальванического меднения и другие отклонения его свойств, связанных, в основном, с растворением фоторезиста и материала диэлектрической основы МПП. Вследствие этого пони­ жается пластичность медного осадка и его сопротивление на раз­ рыв, а также увеличивается неравномерность толщины металлиза­ ции в отверстии. Это приводит к уменьшению числа термоциклов до отказов металлизированных сквозных отверстий (МСО) тесткупона. Результаты ускоренных испытаний тест-купонов могут быть использованы также для предложений по изменению техно­ логии отдельных этапов процесса изготовления МПП. Например, на рис. 13.1 показано изменение плотности распределения отказов МСО на тест-купонах в процес­

ном способе очистки отверстий после сверления, а кривая 3 характеризует степень надежности МСО после внедрения более простого и лучше контролируемого способа очистки отверстий по­ сле сверления раствором перманганата калия. Переход отказов МСО на тест-купонах от распределения 1 к 2 произошел благода­ ря повышению пластичности гальванического осадка, снижению агрессивности электролита по отношению к материалу диэлектри­ ческой основы МПП и повышению его рассеивающей способности. Переход к распределению 3 произошел из-за снижения вероятно­ сти отказов МСО в местах соединения металлизированной втулки отверстия с внутренними проводящими слоями в результате внед­ рения более технологичной и лучше контролируемой операции очистки отверстий.

14. ГИБКАЯ ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СИСТЕМА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Вкачестве основных путей совершенствования производства

ППуказываются в первую очередь следующие: централизация и специализация производств; унификация и типизация ПП; применение прогрессивной технологии и технологического оборудования; комплексная автоматизация производства [57].

Централизация и специализация. Необходимость создания централизованных производств, специализирующихся на выпуске ПП, вызывается следующими факторами: увеличением объема вы­ пуска; повышением требований к разрешающей способности и ка­ честву ПП; созданием унифицированных субблоков для использо­ вания в изделиях различного назначения; необходимостью созда­ ния условий для автоматизации процессов изготовления ПП и по­ вышения культуры производства. Основные трудности на пути

централизации и специализации производства ПП, например з пределах министерства: низкая степень унификации и типизации ПП; низкий уровень надежности кооперированных поставок.

Унификация и типизация. На отдельных предприятиях количе­ ство типоразмеров ПП достигает 2,5 тыс., а используемых типов заготовок до 200. Такое положение определяется, с одной сторо­ ны, слабой стандартизацией при разработке изделий, а с другой,— низким уровнем собственно конструкторско-технологической под­ готовки производства ПП.

Применение прогрессивной технологии и технологического обо­ рудования. Наиболее реальной основой для обеспечения высокого технологического уровня производства ПП является специализа­ ция производства, создание заводов по производству ПП с мини­ мальным объемом выпуска 5 млн. дм2 поверхности в год, осна­ щенных современным технологическим оборудованием, обеспечи­ вающим возможность комплексной автоматизации производства.

Комплексная автоматизация. Максимальный эффект от произ­

водства может быть получен лишь при условии комплексной ав­ томатизации всех производственных звеньев — от заготовительного передела до выпуска печатных плат. В то же время комплексную автоматизацию нельзя реализовать на произвольно взятом про­ изводстве. Такие попытки неизбежно приведут к неоправданным затратам, а возможно, и к дискретизации самой цели комплексной автоматизации. Необходимо предварительное решение целого ря­ да проблем.

Современный позитивный технологический процесс изготовле­ ния ПП содержит около 130 переходов, предъявляющих высокие требования к точности контроля и регулирования технологических параметров. Технологическое оборудование, используемое в оте­ чественном производстве ПП, далеко не всегда отвечает совре­ менным требованиям. Однако на данном этапе сложилось и раз­ вивается направление разработки и освоения программно-управля­ емого технологического оборудования, ориентированного на робо­ тизацию загрузочно-разгрузочных работ. Особую роль в ГАП, как известно, отводят вспомогательным средствам транспортирования и складирования. Транспортные средства доставки материалов и полуфабрикатов к месту их обработки, средства загрузки и вы­ грузки, а также средства, обеспечивающие складирование ингре­ диентов технологического потока, являются основой комплексной автоматизации. Успех осуществления мероприятий по автоматиза­ ции любого конкретного технологического процесса определяется правильным выбором и удачным решением вопросов, связанных с автоматизацией трудоемких ручных операций, в том числе раз­ личных вспомогательных и межоперационных (ориентации, за­ грузки, выгрузки, транспортирования обрабатываемых деталей и материалов). Трудоемкость этих операций составляет обычно 15...

...40% от общей трудоемкости изделия. Необходимым элементом ГАП являются промышленные роботы (ПР).

Роботизация. Она позволяет практически полностью исключить тяжелые физические и монотонные работы, является основой со­ пряжения транспортных средств и технологического оборудования.

Это обстоятельство и послужило основой разделения промыш­ ленных роботов на производственные и транспортные. Производ­ ственные ПР непосредственно становятся компонентами техноло­ гии, реализуя отдельные технологические операции по пайке, сбор­ ке и т. д. Транспортные ПР обеспечивают автоматизированное выполнение вспомогательных операций загрузки, снятия и пере­ дачи заготовок с технологического оборудования, а также переда­ чи заготовок с одного типа оборудования на другой. Эти ПР осу­ ществляют принудительное перемещение ориентированных заго­ товок из магазина, со склада или какого-либо накопителя в рабо­ чую зону технологического оборудования. В производстве ПП про­ мышленные роботы манипулируют плоскими заготовками, отличие которых воспринимают только по геометрическим параметрам. При этом на многих операциях, кроме сверления на станках с ЧПУ, не нужна высокая точность ориентации и фиксации заготовок в ра-

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Постоянно расширяются области применения ПП, совершенствуется тех­ нология их изготовления. Однако для того, чтобы обеспечить ПП потребности народного хозяйства, необходимо разработать и освоить новые материалы, повысить качество плат в результате совершенствования оборудования, средств контроля и перехода к автоматизированному производству. В ближайшее вре­

мя ожидается переход на крупноформатные МПП. Выпуск таких плат требует значительного обновления производства, в частности, широкого применения лазеров для получения рисунка схемы и отверстий малого диаметра; интен­ сификации работ по созданию малоотходных технологий (регенерация и ути­ лизация); тщательного контроля каждой операции различными методами —

от рентгеноскопического до диагностики готовых плат; разработки такого тех­ нологического оборудования (координатографов, сверлильных станков и т. д.), которое обеспечило бы точность позиционирования не более 5 мкм, а точность базирования — не более 8 10 мкм. Широкое использование в производстве МПП лазерной техники, средств вычислительной техники, автоматизированных

вПП.

2.Более широкое внедрение электрохимической регенерации меди из ще­ лочных и кислых растворов травления.

3. Широкое внедрение электрохимических методов извлечения металлов из сточных вод при гальванической металлизации ПП с использованием гра­ фитовых волокон в качестве катодов.

4.Болес широкое внедрение методов очистки сточных вод от органических продуктов проявления СПФ-ВЩ.

5.Разработка процессов утилизации и регенерации растворов осветления сплава олово — свинец.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Галецкий Ф. П. О повышении точности совмещения слоев в МЛП//Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ. — 1982. — Вып. 12. — С. 8— 14.

2. Технология изготовления жесткогибких печатных плат и использование их в конструкциях радиоэлектронной аппаратуры/#^. Н. Фантгоф, Т. Н. Хра-

оинская Б. С. Моценят и др.//Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТПО. — 1983. — Вып. 1. — С. 40—43.

3. Гежа Ю. И., Кондрашов А. Ф., Медоедев А. М. Основные направления тех­ нологии электрического монтажа высокопроизводительных ЭВМ на основе

6. Моклауд Д. Новое поколение высокоразвитых средств автоматизированного проектирования печатных плат//Электроника. — 1987. — Вып. 60. — № 4. —

С.38.

7.Киселева А. И., Романова Л. Б. Исследование возможности выявления де­ фектов материала основания печатных плат по результатам входного конт­ роля фольгированных стеклотекстолитов//Труды ВНИИЭМ .— 1986. — Т. 82.—

С.134— 138.

8.Гежа Ю. И. Новые технологические процессы изготовления прецизионных

многослойных печатных плат.— М.: МРП и ИПК, 1986. — 71 с.

9.Бушуева С. В., Григорьев Б. С., Горькова В. В. Исследование травления ди­ электриков при изготовлении многослойных печатных плат//Технология элек­ тротехнического производства. — 1983. — № 8. — С. 33—35.

10.Добренькое Г. А., Фридман Б. С., Гамер П. У. Электрохимическая актива­ ция водно-солевых растворов и ее практическое применение//Экономика

14.Фотополимеризуемые сеткографические материалы для печатных плат/А. К. Варденбург, Л. В. Деревягина, Л. Е. Милютина и др.//Труды ВНИИЭМ.— 1987. — Т. 82. — С. 109—212.

15.Ginsberg G. L. A look at developments in multilayer fabricatian//Electron. Packag. and Prod.— 1986. — Vol. 26, № 6. — P. 34—37.

16.Жук А. И., Лысогоров О. С., Четвериков Н. И. Лазерное скоростное фор­

мирование отверстий малого диаметра в заготовках печатных плат//Физика

ихимия обработки материалов.— 1983. — № 3. — С. 16—20.

17.Бондаренко Р. Н., Кузнецова В. В. Определение меди в совмещенном раст­

18.Ханке X., Фабиан X. Технология производства радиоэлектронной аппарату­ ры.— М.: Энергия, — 1970. — 464 с.

19.Ломовский О. Л., Михайлов Ю. И., Бросалин А. Б. Синтез и свойства ги­

24.Бек М. Т. Химия равновесных реакций комплексообразо^ания: Пер. с англ. — М.: Мир, — 1973. — С. 359.

50.Львовский В. M. О механизме коррозии медных проводников в спиртовых растворах канифоли/Дехника средств связи. — Сер. ТПО. — 1984. — Вьпъ

10. — С. 116—118.

51.Махров В. Ф. Отказы аппаратуры ЭВМ, вызванные коррозией ее элементов// Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ .— 1985. — Вып. 1. — С. 79—85.

52.Лукьянец С. В., Синица Ю. П. О системном анализе качества печатного

монтажа//Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ. — 1982. — Вып. 13. — С. 120— 123.

53.Исправление дефектов в узлах на печатных платах/Г. В. Филин, А. М. Ломовцев, В. Л. Логачева, В. А. Далинина//Обмен опытом в радиопромыш­ ленности. — 1980. — Вып. 7. — С. 33—37.

54.Медведев А. М., Сержантов А. М. Современные методы и средства анализов

отказов печатного монтажа. — М.: МРП и ИПК, 1986. — 55 с.

55. Best Siegfried W. Nicht einfach werwerfen//Produktion— 1986. — № 10.—

P. 62, 63.

56.Голачев С. M. Методика оценки надежности многослойных печатных плат//

Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТПО. — 1983.— Вып. 1 — С. 43—48.

57.Соломоник Ф. Г. Гибкое автоматизированное производство печатных плат. Сер. Новое в конструировании и технологии производства радиоэлектронной аппаратуры. — 1985 — ЛДНТП. — С. 26.

СОДЕРЖАНИЕ