Серия фильмов "Технология производства печатных плат"

Поиск  Правила  Войти
RSS
Серия фильмов "Технология производства печатных плат", Новый видео-проект о технологических процессах
 
#1
10/09/18 17:43:55
Уважаемые коллеги, представляем серию фильмов «Технология производства печатных плат», которая создана для инженеров и разработчиков электроники и подробно рассказывает о процессе изготовления в Технопарке Резонит. Производственный процесс, показанный в фильме, состоит из 17 типовых операций, характерных для изготовления многослойной печатной платы: от фотолитографии внутренних слоев до финишного контроля.

Ссылка на наш канал: https://www.youtube.com/rezonit_channel

Подписывайтесь на канал и узнавайте первыми о новых видео.

Фотолитография внутренних слоев.

Процесс фотолитографии внутренних слоёв многослойной печатной платы состоит из нескольких этапов.
На первом этапе внутренние слои проходят через линию химической подготовки. На поверхности меди развивается шероховатость, необходимая для наилучшей адгезии фоторезиста.
На следующем этапе заготовки проходят линию автоматического ламинирования. Сухой плёночный фоторезист наносится на заготовку при помощи горячих валов. Автоматическая линия позволяет наносить фоторезист, не допуская его свисания по краям заготовки, что минимизирует вероятность брака на этапе травления. После охлаждения заготовки собираются в кассету и передаются на экспонирование, которое происходит на установках прямого лазерного экспонирования без использования фотошаблонов.
Для совмещения слоёв на разных сторонах заготовки, вместо сверления базовых отверстий, используется внутреннее базирование машины при помощи специальных реперных знаков. Это позволяет ускорить процесс производства без потери качества совмещения за счет исключения операции сверления. Экспонированные заготовки выдерживаются в течение 15 минут и передаются на проявление рисунка.
Перед загрузкой в линию с заготовок снимается защитная плёнка.
Проявление происходит в 1% растворе соды. Участки фоторезиста, которые не подвергались экспонированию, растворяются в проявочном растворе, обнажая медь, которую необходимо удалить. Завершающим этапом проявления является контроль качества, после которого заготовки передаются на травление внутренних слоёв.  
 
 
 
#2
10/09/18 17:46:03

Травление внутренних слоев многослойной печатной платы.

После фотолитографии заготовки внутренних слоёв многослойных печатных плат поступают на участок травления. Травление осуществляется в горизонтальной конвейерной машине.  
Медь, не защищённая фоторезистом стравливается, таким образом формируется топология внутреннего слоя многослойной печатной платы.  
После травления фоторезист полностью снимается - в специальной установке для его снятия.
Далее заготовки передаются на автоматическую оптическую инспекцию для проверки качества травления.


Подписывайтесь на наш канал и следите за обновлениями: https://www.youtube.com/rezonit_channel
 
 
 
#3
10/09/18 17:47:43

Автоматическая оптическая инспекция внутренних слоев многослойной печатной платы.

Перед прессованием все внутренние слои многослойной печатной платы проходят контроль на машине автоматической оптической инспекции. Контроль на данном этапе имеет большое значение, поскольку позволяет избежать проблем с топологией на внутренних слоях, так как после прессования нет возможности внести коррективы.
Система сканирует заготовку, получая цифровое изображение вытравленной топологии и сравнивает его с эталонной топологией, сформированной при подготовке платы к производству.   Все найденные различия предъявляются оператору для принятия решения.
Далее заготовки передаются на участок прессования.

Подписывайтесь на наш канал и следите за обновлениями: https://www.youtube.com/rezonit_channel
 
 
 
#4
10/09/18 17:48:43

Прессование многослойной печатной платы.

Перед прессованием на очищенную поверхность меди осаждается органический комплекс для развития поверхности и улучшения адгезии.
Для позиционирования внутренних слоёв между собой используется установка автоматической сборки пакетов. После сборки, «пакет» внутренних слоёв склеивается через препрег индукционным нагревом.
В пресс загружаются четыре пресс формы. Каждая может содержать до 6-ти заготовок. Заготовка расположена между двумя разделительными пластинами и представляет из себя набор, который состоит из:
1.     Фольги первого наружного слоя
2.     Препрега
3.     Пакета внутренних слоёв, собранных на установке сборки пакета
4.     Препрега
5.     Фольги второго наружного слоя
Собранные пресс-формы загружаются в вакуумный горячий пресс. В процессе прессования заготовки многослойных печатных плат склеиваются в единую структуру.
После горячего прессования платы перемещаются в холодный пресс для контролируемого охлаждения.
Далее пресс-формы разбираются и спрессованные заготовки передаются на операцию вскрытия базовых отверстий.


Подписывайтесь на наш канал и следите за обновлениями: https://www.youtube.com/rezonit_channel
 
 
 
#5
10/09/18 17:49:51

Вскрытие базовых отверстий.

После прессования заготовки многослойных печатных плат проходят операцию вскрытия базовых отверстий. Данная операция используется для позиционирования программы сверления отверстий, контроля качества прессования и совмещения внутренних слоёв. Выполняется на сверлильном станке, оборудованном рентгеновским источником и камерой.
Станок обнаруживает скрытые на внутренних слоях метки, которые расположены по 4-м углам заготовки. Проверяет наличие деформаций заготовки после процесса прессования, а также качество совмещения внутренних слоёв. Далее станок сверлит базовые отверстия для точного совмещения программы сверления с центрами контактных площадок на внутренних слоях. Заготовки передаются на операцию сверления сквозных отверстий.

Подписывайтесь на наш канал и следите за обновлениями: https://www.youtube.com/rezonit_channel  
 
 
 
#6
10/09/18 17:50:45

Сверление сквозных отверстий.

Для сверления отверстий заготовка печатной платы собирается в пакет. Он состоит из подкладочного материала для выхода конической части сверла и накладки из алюминия или гетинакса для направления сверла в процессе сверления. Процесс сверления контролируется компьютером по программе, содержащей координаты и диаметры отверстий. Станки оборудованы высокоскоростными шпинделями на воздушных подшипниках и позволяют сверлить отверстия диаметром до 0,1мм. Наличие системы контактного сверления позволяет своевременно обнаруживать слом инструмента, повысить скорость работы станка и выполнять сверление с контролем глубины. Это необходимо для выполнения глухих отверстий на многослойных печатных платах повышенной плотности. Станок выбирает инструмент из магазина ёмкостью более 700 инструментов, проверяет его длину, диаметр и биение при помощи лазерной станции измерения. Для точного позиционирования программы сверления многослойных печатных плат станки оборудованы оптическими камерами. Заготовка передается на следующую операцию, выбор которой определяется технологическим маршрутом производства конкретного вида печатных плат.
 
 
 
#7
10/09/18 17:51:43

Первая металлизация.

Для создания первоначального проводящего слоя на стенках отверстий применяется сочетание трех процессов: первая ступень - перманганатная очистка отверстий.
В процессе обработки стравливается небольшой слой эпоксидной смолы с торцов внутренних слоёв и стенок отверстий. Далее заготовки проходят линию прямой металлизации.
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. Заготовки передаются на участок фотолитографии.
 
 
 
#8
10/09/18 17:53:51

Фотолитография внешних слоев

Процесс фотолитографии внешних слоёв печатной платы состоит из нескольких этапов.

На первом этапе используются установки для подготовки поверхности. Для заготовок от 0,5 мм используется механическая подготовка поверхности абразивными щётками, тонкие заготовки проходят линию химической подготовки. Панели очищаются от загрязнений и на поверхности меди развивается шероховатость, необходимая для наилучшей адгезии фоторезиста.

На следующем этапе заготовки печатных плат передаются на линию ламинирования. Данный процесс происходит автоматически: заготовки последовательно проходят следующие операции - очистка, подогрев, ламинирование, доламинирование, охлаждение. Далее они собираются в кассету и передаются на экспонирование.

Установка прямого лазерного экспонирования распознает базовые отверстия при помощи оптических камер, проверяет их расположение и диаметр. Если заготовка соответствует критериям качества, фоторезист избирательно экспонируется ультрафиолетовым лазером. Сочетание автоматического выравнивания отпечатка и высокого разрешения печати позволяет экспонировать печатные платы 6 класса точности и выше.

Перед проявлением с заготовок снимается защитная плёнка, которая предохраняла фоторезист от повреждений. Данный процесс происходит в растворе соды. Участки фоторезиста, которые не подвергались экспонированию, растворяются в проявочном растворе, открывая отверстия и топологию для осаждения гальванической меди. После контроля качества заготовки передаются на участок гальванического меднения.
 
 
 
#9
10/09/18 18:07:14

Гальваническое меднение.

После фотолитографии заготовки поступают на гальванический участок. Гальваническим осаждением меди создается необходимый по толщине слой металла в отверстиях печатной платы.
Оператор подбирает заготовки с одинаковой площадью покрытия и размещает на штанге. После чего вводит информацию о заготовках в систему.
Автооператор забирает подвеску с заготовками и последовательно перемещает по необходимым подготовительным этапам, включая очистку поверхности, микротравление, декапирование.
Далее штанга с заготовками опускается в ванну меднения на 60 минут. Для обеспечения хорошей проводимости мы осаждаем около 25 микрон меди на стенки отверстий. Медь осаждается не только на стенки отверстий, но и на поверхность проводников и контактных площадок. В результате при начальной толщине в 18 микрон суммарная толщина базовой и гальванической меди будет составлять 35-40 микрон.  
При последующих операциях поверх гальванической меди осаждается 5 микрон гальванического олова для защиты топологии при травлении.
Конструкция гальванических ванн в сочетании с современными добавками обеспечивает равномерную толщину покрытия, как на стенках отверстий, так и на поверхности, несмотря на разную плотность топологии.
Процесс покрытия контролируется компьютером для обеспечения требуемых параметров гальванических покрытий. После покрытия толщина осаждённой меди проверяется не разрушающим методом.
После завершения операции заготовки перемещаются на травление.
 
 
 
#10
10/09/18 18:08:34

Травление внешних слоев.

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 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.
Заготовки предаются на участок автоматической оптической инспекции для контроля качества травления.
 
 
 
#11
10/09/18 18:09:57

Автоматическая Оптическая Инспекция внешних слоев.

Постоянное увеличение плотности топологии, связанное с миниатюризацией электронных изделий, приводит к снижению эффективности классических методов контроля,  таких как визуальный контроль с использованием увеличительных приборов. В дополнение к визуальному контролю плат, прошедших операции формирования топологии, применяется Автоматическая Оптическая Инспекция.
Система сканирует заготовку, получая цифровое изображение вытравленной топологии, и сравнивает его с эталонной топологией, сформированной при подготовке платы к производству. При этом контролируется не только качество травления, но также диаметры и позиционные допуски отверстий.
Все найденные различия предъявляются оператору для принятия решения. Проверенные заготовки передаются на участок нанесения маски.
 
 
 
#12
10/09/18 18:11:27

Формирование масочных слоев.

Перед нанесением маски поверхность меди очищается, затем развивается необходимая шероховатость для хорошей адгезии маски.
Маска наносится методом трафаретной печати. 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.
На установке прямого экспонирования маска облучается ультрафиолетом. Для односторонних плат используется экспонирование через фотошаблон. Далее не облучённые участки маски смываются в линии проявления. Качество сформированных масочных слоев проверяется контролером.
 После контроля заготовки помещаются в печку для окончательной полимеризации.
 
 
 
#13
10/09/18 18:12:23

Маркировка.

Для идентификации монтируемых компонентов большинство изготавливаемых печатных плат имеют маркировку. Маркировка наносится после проявления маски.
Для точного совмещения топологии печатной платы с маркировкой принтер использует 4 реперных знака, размещенных по углам заготовки.
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.
 
 
 
#14
10/09/18 18:13:23

Финишное покрытие: Олово - Свинец

Для покрытия контактных площадок припоем олово-свинец применяется лужение с последующим выравниванием горячим воздухом.
Перед покрытием заготовки проходят линию подготовки, где очищаются от загрязнений, медь подтравливается для удаления Окислов, на поверхность наносится флюс.
Подготовленная заготовка закрепляется в зажиме установки лужения. Оператор выбирает программу в соответствии с параметрами заказа. Заготовка опускается в ванну расплавленного припоя на несколько секунд.
При извлечении излишки припоя сдуваются горячим воздухом и на площадках остаётся тонкий, равномерный слой покрытия.
После охлаждения остатки флюса смываются в линии отмывки.
Покрытые припоем заготовки проходят контроль качества и передаются на участок механической обработки.
 
 
 
#15
10/09/18 18:14:09

Финишное покрытие: иммерсионное золото.

Покрытие площадок иммерсионным золотом производится на линии, оснащённой автооператором.
Автоматизированная линия позволяет точно выдерживать время обработки для стабильно высокого качества получаемого покрытия.
Заготовки собираются в кассету и проходят подготовительные стадии: очистку, микротравление, активацию.
Далее кассета опускается в ванну иммерсионного никелирования на 22 минуты для осаждения 5-ти микронного слоя никеля. В процессе покрытия параметры раствора контролируются и, при необходимости, корректируются автоматически при помощи дозаторов.
После осаждения никеля заготовки промываются и перемещаются в ванну иммерсионного золочения, где на поверхности слоя никеля осаждается около 0,06 микрона золота.
После финальной промывки и сушки заготовки проходят контроль качества и передаются на участок механической обработки.
 
 
 
#16
10/09/18 18:14:59

Электротестирование

Одним из завершающих этапов производства печатных плат является электротестирование. Для срочного и мелкосерийного производства наиболее эффективным методом электротестирования является метод Fly probe или метод летающих щупов.

Используя программу, сформированную на этапе подготовки печатной платы к производству, станок проверяет все цепи на целостность, последовательно касаясь контактных площадок. На втором этапе проверки соседние цепи проверяются на взаимные замыкания.

Данная проверка позволяет убедиться, что в процессе производства все цепи были воспроизведены верно. Для двухсторонних печатных плат 4-го класса точности и ниже электротестирование является опцией.
 
 
 
#17
10/09/18 18:15:51

Механическая обработка контура

Одной из завершающих операций в процессе изготовления печатных плат является механическая обработка контура. Для выполнения скрайбирования или надрезания мультиплицированных панелей печатных плат используется высокопроизводительный станок с числовым программным управлением. Использование твёрдосплавных или алмазных дисковых фрез позволяет производить обработку с большой скоростью и высоким качеством.
Для точного позиционирования реза при минимальном зазоре до проводящего рисунка используется оптическая камера.
Для фрезерования контура печатной платы также используются станки с ЧПУ. Наличие дополнительной системы измерения позволяет фрезеровать с контролем глубины, а также выполнять зенкование отверстий.
Для точного совмещения программы фрезерования с топологией печатной платы станок оборудован оптической камерой, что особенно важно для изготовления печатных плат повышенной плотности.  
Наличие системы подачи охлаждающей жидкости при скрайбировании и фрезеровании позволяет обрабатывать платы на металлическом основании, и используется для охлаждения инструмента.
Готовые платы, вырезанные из заготовок, передаются на финальный контроль качества.
 
 
 
#18
10/09/18 18:18:08

Финальный контроль и упаковка

Завершающим этапом изготовления печатной платы является финальный контроль. Перед контролем платы промываются в установке финальной отмывки - для удаления пыли и загрязнений, возникших в процессе механической обработки.

Контролёры тщательно проверяют каждую печатную плату в поисках не только технологических, но и косметических дефектов.

На платы, прошедшие проверку, выпускается отгрузочная этикетка.

Чтобы избежать попадания влаги для более длительного сохранения паяемости, печатные платы упаковываются в вакуумную упаковку с применением влагопоглощающих материалов.

Далее платы передаются на склад готовой продукции для доставки заказчикам.
 
 
 
#19
19/11/18 14:26:58
Полный фильм по производству многослойных печатных плат - все процессы

 
 
 
Читают тему