Вход |  Регистрация
 
 
Время электроники Вторник, 18 июня
 
 


Это интересно!

Новости


Обзоры, аналитика


Интервью, презентации

Ранее

NCAB: опыт применения стандарта IPC class 3 при производстве печатных плат специального назначения

В статье рассматривается опыт применения стандарта IPC при производстве плат специального назначения, а также факторы, существенно влияющие на стоимость таких плат.

Секреты работы в CAM350

Уже более года ведет работу учебный центр, организованный на базе компаний «Евроинтех» (Москва) и НПП «Автоматика Сервис» (Чебоксары) для подготовки специалистов, занимающихся производством печатных плат и использующих в своей работе программный пакет CAM350. За это время несколько десятков инженеров и технологов смогли существенно повысить уровень своих профессиональных знаний и освоить легальное программное обеспечение. В процессе обучения достаточно часто поднимались вопросы подготовки фотошаблонов. В статье рассмотрены некоторые из них.

Проводящие адгезивы с нано- и микронаполнителями для межслойных соединений

Реклама

По вопросам размещения рекламы обращайтесь в отдел рекламы

Реклама наших партнеров

 

30 января

Отраслевой стандарт открывает дорогу к использованию новых химических процессов и высококачественных материалов

Новые химические технологии используют готовые продукты и концентраты, призванные, по возможности, избавить производство от влияния человеческого фактора на качество продукта. Специализирующиеся на поставках химических продуктов научно-производственные компании находятся в постоянном поиске улучшения технологий в соответствии с общемировыми тенденциями их развития. Коллективы отечественных специалистов-технологов анализируют и выбирают лучшие продукты, проводят их апробацию в реальных производствах, сертифицируют с выпуском ТУ и предлагают для введения в отраслевые стандарты. Только тогда они приобретают право на использование в производстве изделий ответственного и специального назначения.



В противоборствующем мире вооружений и в условиях рыночной конкуренции производство печатных плат — наиболее быстро развивающаяся область науки и техники, в которой одно поколение сменяет другое каждые три-пять лет вслед за развитием электронной компонентной базы. Технологии производства печатных плат постоянно дополняются новыми приемами и операциями, расширяются их возможности за счет использования прецизионного оборудования, более качественных материалов и инструмента. Поэтому материальные и интеллектуальные инновации наиболее активно внедряются в эту отрасль производства, что стало непременным условием поддержания конкурентоспособности на внутреннем и международном рынках электроники.

В России существовала и до сих пор существует проблема получения качественных химических реактивов. Положение с химическими продуктами усугубляется еще и тем, что с определенных пор действие госстандартов стало не обязательным, несоблюдение требований стандартов теперь не преследуется по закону. Для российских производителей химических продуктов это стало лазейкой для вывода на рынок продуктов неопределенного качества. Практикующие химики-технологи много раз сталкивались с тем, что приобретаемый отечественный химический продукт соответствует ТУ изготовителя, но не соответствует требованиям технологического процесса.

Какой может быть выход из этого положения?

Специалисты, знакомые с зарубежным производством, давно убедились в плодотворности использования готовых химических продуктов и концентратов, так называемой «технологии АВС» [1]. Наших технологов несколько обижает бессмысленность их профессиональной подготовки для использования такой технологии. Но опыт показывает, что их профессионализм переключается на другие, более серьезные вопросы, связанные с технологическим управлением производством. Из их перечня проблем исчезает текущая трудоемкая забота о поддержке химических процессов c использованием сложных анализов и корректировок.

Для обеспечения отечественных производителей печатных плат «технологией АВС» коллектив специалистов-химиков ООО «Остек-Сервис-Технология» провел тщательный анализ предложений различных фирм-разработчиков процессов и производителей базовых и расходных материалов на рынке химических продуктов. На основании этого анализа и проб в производстве был выбран ряд наиболее перспективных фирм, который оказался способен решать задачи устойчивости производства и позволяет гарантировать качество выпускаемой продукции и низкие прямые расходы на ее производство.

ОАО «Авангард» совместно с ООО «Остек-Сервис-Технология» (ОСТ) оценили перспективы сотрудничества с такими предприятиями и предприняли встречные шаги. Фирма ОСТ обеспечила на своих складах неснижаемый запас химических продуктов и выпустила на них российские ТУ. Предприятия, где были освоены процессы на новых продуктах, провели должные испытания печатных плат по ГОСТ 23752. Испытания проводились на крупнейших российских предприятиях, специализирующихся на производстве печатных плат: «Новоуральский приборный завод» (г. Новоуральск), ФГУП ГРПЗ (г. Рязань), завод «Компонент» (г. Зеленоград), ФГУП НПО Автоматики имени академика Н.А. Семихатова (г. Екатеринбург), «Микролит» (г. Зеленоград), ФГУП «Омское производственное объединение «Иртыш» (г. Омск), завод «Красное знамя» (г. Рязань), ФГУП «НПП «Сигнал» (г. Санкт-Петербург). Все испытания дали по-
ложительные результаты, что подтверждено соответствующими протоколами.

Результаты проведенных работ позволили внести соответствующие изменения в ОСТ 107.460092.028-96 «Печатные платы. Технические требования к технологии изготовления» [1].

В извещения об изменении ОСТ 107.460092.028-96 были введены новые процессы, отвечающие требованиям современного производства [2, 3, 4]:

– прямая металлизация «Система-С»;

– электрохимическое меднение КУ 400;

– реверсивный импульсный процесс электрохимического меднения ППР КУ 8002;

– процесс перманганатной обработки отверстий МПП «Система-Д»;

– травление олова или сплава олово-свинец ТЛ 510;

– процесс электролитического оловянирования СН 700;

– процесс электролитического нанесения сплава олово-свинец ТЛ 900;

– процесса электролитического нанесения никеля НИКЕМ 688;

– процесс химического меднения ПЕРФЕКТО;

– процесс замены оксидирования ТОП БОНД;

– процесс иммерсионного оловянирования ТИН 7000;

– процесс иммерсионного золочения КЕМ А 3000;

– процесс электрохимического золочения А 3022;

– процесс снятия сухого пленочного фоторезиста 7450;

– процесс нанесения флюса для горячего лужения 7575;

– процесс микротравления 7228 П для подготовки поверхности;

– процесс нанесения флюса для оплавления в ИК плавильных печах 7590;

– процесс электрохимического меднения КУ 90Н;

– пеногаситель 1600Б;

– процесс черного оксидирования БЛЕК ОКСИД

Процесс прямой металлизации «Система-С»

Идея прямой металлизации состоит в том, что на поверхности диэлектрика создается сплошная проводящая пленка без участия процесса химического восстановления меди [5]. Другими словами, мы имеем возможность исключить процесс химического меднения за счет того, что уже на первой стадии палладий настолько диспергирован на поверхности, что образует сплошную проводящую пленку без последующей стадии химического восстановления меди и без необходимости гальванической затяжки. Поверхностной проводимости этой пленки достаточно, чтобы качественно провести последующую полную электрохимическую металлизацию до стандартных толщин.

Процессы прямой металлизации относятся к так называемым «зеленым» технологиям из-за отсутствия в них комплексообразующих компонентов, формальдегидов, хелатов, тяжелых металлов, что уменьшает проблемы, связанные с очисткой сточных вод.

Кроме того, при химической металлизации кроме осаждения меди в отверстиях ПП происходит процесс выделения водорода по реакции:

Cu2+ + 2HCHO + 4OH– →

→ Cu + O + 2HCOO– + 2H2O + H2↑

Выделяющийся водород блокирует отверстия, мешая завершению процесса, поэтому приходится предпринимать специальные меры: применение ультразвука, вибрацию подвесок, принудительное прокачивание отверстий рабочими растворами, что не позволяет полностью избавиться от этой проблемы. В прямой металлизации процесс выделения водорода отсутствует. Это, и то, что растворы прямой металлизации менее вязкие из-за отсутствия в них формалина и большого количества щелочи, дает большое преимущество прямой металлизации в обработке отверстий малого диаметра.

Процессы прямой металлизации организованы так, что проводящая пленка создается только там, где нужно — на диэлектрике. В то время как при химическом меднении диэлектрика в отверстиях может идти побочный процесс металлизации поверхности фольги и торцев контактных площадок внутренних слоев, что плохо сказывается на их надежности. Процесс прямой металлизации оставляет торцы внутренних слоев чистыми для прочного сращивания их с гальванической металлизацией отверстий, т.е. повышает надежность внутренних соединений многослойных печатных плат (МПП).

Кроме того, использование процессов прямой металлизации сокращает количество операций и, значит, уменьшает время технологического цикла и задействованный объем оборудования (см. табл. 1).

Таблица 1. Сравнение качественных характеристик химической и прямой металлизаций

Параметр

Химическая металлизация

Прямая
металлизация

Стадийность процесса

Активация + химическая металлизация + гальваническая затяжка

Активация

Плотность осадка

Рыхлый

Плотный

Наличие барьерного слоя между гальванической металлизацией отверстия и торцами контактных площадок на внутренних слоях

Есть

Нет

Необходимость гальванической затяжки

Есть

Не для всех систем

Выделение водорода

Есть

Нет

Управление процессом

По 5 параметрам

По 2 параметрам

Вязкость раствора

Вязкий

Менее вязкий

Поверхностное натяжение, дин/см

54

40

Создание проводящего слоя происходит при обработке заготовки в растворе активатора ДС-500, который представляет собой уникальный трехметальный палладиевый катализатор. В ускорителе происходит преобразование коллоидного палладия в мономолекулярную металлическую пленку, которая обеспечивает нужную проводимость для последующей электрохимической металлизации. После стадии ускорения все гидроксиды удаляются в кислой промывке (стабилизации). На стенках отверстий остается пленка из чистого сплава палладия, олова и третьего металла, толщиной 60…80 ангстрем.

Процесс электрохимического меднения печатных плат КУ 400

Процесс электрохимического осаждения меди производят из сернокислого электролита с добавкой КУ 400. Это высокоскоростной, легко контролируемый кислый электролит с одной добавкой для осаждения блестящего плотного медного покрытия. Процесс осаждения меди из этого электролита можно проводить как при низких, так и при высоких плотностях тока.

Основные стадии процесса:

– кислотная очистка ДС-900;

– микротравление ДС-300;

– обработка в серной кислоте;

– электрохимическое меднение из сернокислого электролита с блескообразующей добавкой КУ 400.

Кислотный очиститель ДС-900 идеально подходит к использованию после прямой металлизации в процессе «Система-С». Равномерное микротравление в растворе ДС-300 обеспечивает отличную адгезию медных слоев. Микротравитель ДС-300 не содержит аммония, поэтому не возникает проблем с его утилизацией.

Электролит меднения с добавкой КУ 400 имеет высокую выравнивающую и рассеивающую способность. При оптимальных режимах работы соотношение толщины меди в отверстии и на поверхности близко к 1:1.

Печатные платы, металлизированные в электролите меднения с добавкой КУ 400, выдерживают все испытания, регламентированные ГОСТ 23752. Относительное удлинение медного осадка составляет 12—20% (при требовании ОСТ [2] — не менее 4%), что говорит о его высоких металлургических свойствах.

Реверсивный импульсный процесс электрохимического меднения печатных плат — КУ ППР 8002

КУ ППР 8002 — это новая, современная добавка для кислого электролита меднения, специально разработанная для импульсных реверсивных режимов осаждения меди. Весь процесс обеспечивает высокую рассеивающую и выравнивающую способность и высокую производительность за счет высоких плотностей тока (до 6 А/дм2) [7]. Конечный осадок меди показывает отличные металлургические свойства и пластичность (от 12 до 20%).

Высокая рассеивающая способность обеспечивается на всем диапазоне плотностей тока для заготовок с уникально высоким соотношением толщины платы к диметру отверстия (см. рис. 1) и отличное распределение по поверхности на сложнопрофильных платах (см. рис. 2). Края и центр отверстий покрываются равномерно.

Рис. 1. Микрошлиф отверстия МПП, изготовленной на ФГУП ГРПЗ. Диаметр отверстия 0,1 мм. Соотношение глубины отверстия к диаметру 1:12 по IEC 60194 или 1:24 по ГОСТ 23751. Толщина металлизации по центру отверстия 29 мкм, разброс толщины ±3 мкм. Пластичность 16%

Рис. 2. Микрошлиф HDI-платы c глухими отверстиями

Процесс перманганатной очистки отверстий МПП — «Система-Д»

В процессе сверления отверстий в зоне резания достигаются температуры до 400°С. При выходе сверла на стенках отверстий, а главное — на торцах контактных площадок внутренних слоев «намазывается» расплавленная смола, мешающая надежному внутреннему электрическому межсоединению.

Для удаления наволакивания смолы и придания стенкам отверстий шероховатости служит процесс перманганатной очистки «Система-Д». Этот высококачественный универсальный процесс оптимизируется для работы с конкретным типом материала, а также с гибкими печатными платами.

Последовательность процесса «Система-Д»:

– набухание С 7100;

– перманганатная обработка Д 7110;

– нейтрализатор Н 7135Л.

Набухание С 7100 — это первая стадия в трехступенчатом процессе очистки МПП без плазмы, хромовой и серной кислоты. В этом растворе происходит разрыхление молекулярной структуры смолы, после чего смола поддается растворению в растворе на основе перманганата натрия (вторая стадия). На завершающей — третьей стадии процесса «Система-Д» происходит восстановление перманганат-ионов и равномерное травление диэлектрика, в том числе на торцах медных слоев. Нейтрализатор Н 7135Л восстанавливает и растворяет все оксиды марганца, удаляя осадок с поверхности печатной платы. Стенки отверстий становятся идеально чистыми, внутренние слои становятся светлыми, не содержащими оксидов.

Процесс электрохимического осаждения олова СН 700

Осаждение гальванического покрытия оловом производится после основного гальванического меднения на медный проводящий рисунок с целью защиты его от травления меди с пробельных мест печатных плат. Оловянное покрытие используется только в качестве металлорезиста. Процесс следует выполнять в едином технологическом цикле с основным меднением.

Перед нанесением покрытия заготовки плат необходимо обработать в серной кислоте.

Для электрохимического осаждения олова рекомендуется использовать сернокислый электролит и добавки, обеспечивающие получение плотноупакованных, мелкокристаллических осадков олова, например СН 700А и СН 700В. Эта система предотвращает образование нерастворимых станнатов и дает минимальное пенообразование. Покрытие оловом происходит в широком интервале плотностей тока.

Процесс электрохимического осаждения сплава олово/свинец ТЛ 900

Покрытие из сплава олово-свинец наносится электролитически на печатные платы с целью улучшения пайки элементов или в качестве металлорезиста при травлении.

Для осаждения гальванического сплава олово/свинец рекомендуется электролит на основе борфтористоводородной кислоты с добавками ТЛ 900АФ, ТЛ 900БФ, ТЛ 900АР и ТЛ 900БР с высокой рассеивающей способностью, специально разработанный для использования в производстве печатных плат.

Основные стадии процесса:

– обработка в борфтористоводородной кислоте;

– электрохимическое нанесение сплава олово/свинец из электролита с добавками ТЛ 900АФ, ТЛ 900БФ, ТЛ 900АР и ТЛ 900БР.

Электролит ТЛ 900 имеет следующие преимущества:

– система с двумя добавками, дающая высокую рассеивающую способность;

– широкое рабочее окно;

– ровный, однородный и плотный осадок;

– превосходная паяемость;

– низкое содержание борфтористоводородной кислоты;

– стабильность электролита.

Процесс электролитического нанесения никеля НИКЕМ 688

Покрытие, получаемое гальванически с применением электролита на основе сернокислого никеля с добавками НИКЕМ 688АД и НИКЕМ 688АП, используется как подслой перед финишными покрытиями. Этот электролит специально разработан для покрытия контактов печатных плат.

Электролит никелирования с добавками НИКЕМ 688АД и НИКЕМ 688АП дает полублестящее, мелкокристаллическое покрытие. Добавка НИКЕМ 688АД обеспечивает твердость никелевого слоя и дает полублестящее покрытие. Добавка НИКЕМ 688АП препятствует образованию пор.

Основные стадии процесса:

– кислотная очистка ДС-900;

– микротравление ДС-300;

– обработка в серной кислоте;

– электрохимическое никелирование с добавками НИКЕМ 688АД и НИКЕМ 688АП.

Процесс стравливания олова или олова/свинца ТЛ 510

Гальваническое олово — технологическое покрытие — металлорезист, удаляемый после выполнения своей функции: защиты проводящих элементов печатных плат от травления. Для удаления олова или олова/свинца рекомендуется готовый высокопроизводительный химический раствор, основанный на стабилизированной азотной кислоте, не содержащий фторидов, фторборатов, хелатов, пероксида и тиомочевину. Он может использоваться как в струйных, так и в погружных установках снятия металлорезиста.

Особенности этого травителя:

– высокая емкость для олова и олово-свинца — более 150 г металла/л;

– быстрая скорость снятия, 10…15 мкм/мин;

– чистый процесс;

– простое удаление отходов: разбавить, выровнять pH, осадить;

– не экзотермический процесс;

– нет воздействия на эпоксидные ламинаты;

– минимальное воздействие на медь (0,3…1,3 мкм/мин) с образованием чистой поверхности с антиокислительными свойствами.

Процесс химического меднения ПЕРФЕКТО

ПЕРФЕКТО — низкоскоростной процесс химического меднения нового поколения. Процесс ПЕРФЕКТО ПЕК 670 очень стабилен, экономичен, надежен и прост в эксплуатации. Получаемый осадок имеет плотную мелкокристаллическую структуру (см. рис. 3). Как и процесс прямой металлизации «Система-С» [2], процесс ПЕРФЕКТО обеспечивает полное покрытие стенок отверстий с высокой адгезией для всех материалов, используемых в производстве печатных плат. Процесс ПЕРФЕКТО ПЕК 670 показал отличные результаты при химическом меднении микро- и глухих отверстий (рис. 1 и 2).

Рис. 3. Химическое меднение ПЕК 670. Осадок меди на стекловолокне и связующем

Это типичный окислительно-восстановительный процесс, относящийся к категории автокаталитических. Вначале создаются закрепленные на поверхности диэлектрика отдельные вкрапления металлического палладия — катализатора, а затем образовавшиеся кристаллы меди сами катализируют дальнейшее выделение меди. Зоны осаждения смыкаются, за счет чего образуется сплошная проводящая пленка из меди (см. рис. 4).

Рис. 4. Схема процесса химической металлизации с автокатализацией (химическое меднение)

Процесс химического меднения ПЕРФЕКТО ПЕК 670 состоит из следующих стадий:

1. Очистка и кондиционирование. Очиститель-кондиционер ПАК 705 — кислый раствор; ПАК 710 и ПАК 715 — щелочные растворы. Очистители-кондиционеры используются для подготовки заготовок ДПП и МПП перед металлизацией отверстий. ПАК 705 благодаря своей уникальной формуле оставляет диэлектрическую поверхность положительно заряженной, что обеспечивает 100% адгезию медных слоев и высокую впитывающую способность стеклянных нитей и эпоксидного наполнителя. ПАК 710 и ПАК 715 удаляют масла, отпечатки пальцев и другие загрязнения с поверхности медной фольги и подготавливают отверстия для активации и химического осаждения меди.

2. Микротравление. Микротравитель ПМЕ 720 — стабилизирующий компонент для микротравильных систем, основанных на серной кислоте и перекиси водорода. Микротравитель химически воздействует на медную поверхность платы, обеспечивая хорошую адгезию для последующих химических процессов.

3. Предактивация. Перед прохождением через каталитическую ванну активатора ПОА 735 заготовки ПП необходимо подвергнуть предварительной обработке в растворе предактиватора ППД 730 для увеличения чувствительности к активатору и защите его от примесей, которые могут понизить процент выхода годного продукта.

4. Активация. Активатор ПОА 735 — это органо-металлический коллоидный раствор, предназначенный для активации заготовок ПП перед химическим меднением. Уникальный состав активатора ПОА 735 позволяет покрывать поверхность плотным каталитическим слоем даже при низких концентрациях палладия (30 мг/л).

5. Ускорение. Ускорители ПАР 745 и ПСА 742 — это растворы, используемые после ванны активации, которые удаляют олово из палладиевого коллоида, оставляя высоко каталитический металлический участок на стенках отверстий. Обеспечивают равномерное распределение, хорошее сцепление осаждающейся меди с медным слоем и проводимость в отверстиях ПП.

6. Химическое меднение. Процесс ПЕК 670 — низкоскоростной процесс химического меднения на основе ЭДТА. В процессе химического меднения образуется осадок розового цвета, имеющий мелкозернистую структуру, гарантирующую отличное сцепление с полимерными и стекловолокнами и обеспечивающую лучшую кроющую способность в последующих этапах металлизации отверстий.

7. Декапирование.

8. Гальваническое меднение (затяжка) КУ 400 [3].

Процесс замены оксидирования ТОП БОНД

Для увеличения адгезии слоев многослойной печатной платы, повышения стойкости к расслаиванию и для предотвращения появления полостей и эффекта «розовых колец», а также для уменьшения размерной нестабильности внутренних слоев за счет невысоких температур процесса (не более 50°С), рекомендуется использовать трехступенчатый процесс ТОП БОНД вместо процесса оксидирования.

Процесс ТОП БОНД предусматривает использование следующих химических продуктов:

– кондиционер 7876 — щелочной раствор, обладающий чистящими свойствами, подготавливает медную поверхность для ТОП БОНД покрытия;

– раствор 7877 разработан специально для продления жизни раствора 7878;

– раствор 7878 дает органо-металлическое покрытие коричневого цвета с высокими адгезионными свойствами (см. рис. 5, 6, 7).

Рис. 5. Органометаллическое покрытие ТОП БОНД

Рис. 6. 4000-кратное увеличение. Фотография органометаллического покрытия на меди

Рис. 7. 2000-кратное увеличение. После обработки ТОП БОНД: высокая адгезия развитой поверхности, включая боковые стенки

На рисунке 5 представлен внутренний слой МПП с органометаллическим покрытием. Фотография на рисунке 6 показывает органометаллическое покрытие на меди при 4000-кратном увеличении. На рисунке 7 представлена фотография слоя МПП после обработки ТОП БОНД при 2000-кратном увеличении. На фотографии видна высокоразвитая поверхность медного слоя, что дает основу высокой адгезии.

Последовательность операций процесса ТОП БОНД перечислена в таблице 2.

Таблица 2. Последовательность процесса ТОП БОНД

Процесс ТОП БОНД демонстрирует большое усилие на разрыв для материалов с высокой температурой стеклования (см табл. 3) и высокую термическую устойчивость. Процесс обеспечивает отличные результаты при работе как на вертикальном, так и на горизонтальном оборудовании.

Таблица 3. Сравнение усилий на разрыв, кН/м

Процесс замены оксидирования ТОП БОНД, внедренный на нескольких московских предприятиях, показал высокую стабильность результатов [5].

Процесс иммерсионного оловянирования ТИН 7000

Процесс иммерсионного оловянирования в новой его модификации — одна из весьма состоятельных альтернатив горячему облуживанию.

Иммерсионное оловянирование меди ТИН 7000 — это последовательность двух технологий: осаждения тонкого слоя органического металла (ОМ) в качестве барьерного слоя и последующего осаждения слоя иммерсионного олова. Наличие барьерного слоя предотвращает диффузионные процессы «отравления» тонкого слоя олова за счет образования интерметаллидов. Именно поэтому прежние покрытия иммерсионным оловом теряли паяемость через три недели. Новое модифицированное покрытие сохраняет паяемость и возможность нескольких перепаек после длительного хранения, измеряемого годами. Оно имеет технические характеристики, полностью отвечающие требованиям бессвинцовых технологий и требованиям установки мелких чип-компонентов вплоть
до 01005.

Присутствие органического металла оказывает прямое влияние на структуру последующего осадка иммерсионного олова (см. рис. 8, 9). Создается более совершенная и менее напряженная структура олова, что дает возможность получить более плотную, гладкую поверхность. Это приводит к значительному снижению скорости процессов окисления и образования дендридов [11].

Рис. 8. Покрытие иммерсионного олова на медь с использованием органического металла в качестве барьерного слоя (большие плотноупакованные кристаллы)

Рис. 9. Покрытие иммерсионного олова на медь с использованием органического металла в качестве барьерного слоя (чистое белое плоское покрытие олова)

Основные стадии процесса:

– кислая очистка 7000;

– микротравление 7220;

– осаждение органического металла ПСБ 7000;

– осаждение иммерсионного олова ТИН 7000.

Кислый очиститель 7000 удаляет окислы с поверхности меди.

Микротравитель 7220 — это стабилизатор для травильного раствора меди, основанного на серной кислоте и перекиси водорода. Воздействуя химически на медную поверхность, микротравитель 7220 создает топологию поверхности, обеспечивающую хорошую адгезию с последующими химическими и электрохимическими покрытиями.

Достоинства иммерсионного оловянирования ТИН 7000:

– слой чистого олова с отличной паяемостью даже после длительного хранения;

– высокая надежность;

– плоская поверхность покрытия (в отличие от горячего лужения);

– хорошие условия для обеспечения не паяных соединений Press-Fit (впрессовывание штырей-хвостовиков разъемов в металлизированные отверстия плат);

– стабильный процесс, простые анализы;

– подходит для вертикального и горизонтального оборудования (см. рис. 10);

– способность к многократной перепайке;

– полная совместимость с бессвинцовыми припоями.

Рис. 10. Осаждение иммерсионного олова на линии горизонтального типа

Процесс иммерсионного золочения КЕМ А 3000

Процесс иммерсионного золочения КЕМ А 3000 — еще одна альтернатива горячего облуживания.

В процессе иммерсионного золочения КЕМ А 3000 с подслоем химического никеля КЕМ НИ 6000 (см. рис. 11) иммерсионное золото (толщиной от 0,07 до 0,1 мкм) осаждается на химический никель с содержанием фосфора до 11% (толщиной 3…6 мкм). Это покрытие свободно от ионных загрязнений, так как тонкий слой золота защищает никель от окисления, а никель — барьер, предотвращающий взаимную диффузию золота и меди.

Рис. 11. Покрытие никель-фосфор, полученное из раствора химического никелирования КЕМ НИ 6000. Увеличение 10000

 

Данное финишное покрытие имеет хорошие технические характеристики, позволяет проводить несколько циклов перепаек и сохраняет паяемость после длительного хранения вследствие того, что драгоценные металлы мало подвержены окислительным процессам, имеет плоскую контактную поверхность, хорошо смачивается припоем при правильном подборе флюса, покрывает только металлическую поверхность.

Последовательность процесса нанесения иммерсионного золота КЕМ А 3000 с подслоем химического никеля КЕМ НИ 6000:

– кислая очистка 7320;

– микротравление 7227С;

– активация ПД 600;

– нанесение подслоя химического никеля КЕМ НИ 6000;

– нанесение иммерсионного золота КЕМ А 3000.

Высокопроизводительный кислый очиститель 7320 предназначен для удаления масел, окислов, отпечатков пальцев с медных поверхностей. Он не оказывает воздействия на экспонированный и проявленный фоторезист, краски, эпоксифенольные подложки.

Микротравитель 7227С равномерно подтравливает медную поверхность, что дает отличную адгезию медных слоев.

Активатор ПД 600 — ионный палладиевый активатор, который полностью катализирует медную поверхность, не затрагивая диэлектрики. Использование активатора ПД 600 гарантирует получение плотного мелкозернистого никелевого осадка при обработке в следующей ванне.

Раствор химического никелирования КЕМ НИ 6000 дает качественное полублестящее покрытие сплавом никель-фосфор с хорошей пластичностью и отличной адгезией к подложке.

Из раствора иммерсионного золочения КЕМ А 3000 получается плотный, мелкокристаллический, блестящий золотой осадок 24-каратного золота (см. рис. 12).

Рис. 12. Плотное 24-каратное покрытие золотом, полученное из раствора иммерсионного золочения КЕМ А 3000

Процесс электрохимического золочения А 3022

Для обеспечения хорошего электрического контакта разъемного соединения применяют покрытие, которое обладает малым переходным сопротивлением, хорошей износостойкостью, отсутствием каких-либо пленок, ухудшающих контактные соединения. Таким покрытием является покрытие сплавом золото-кобальт из кислого электролита золочения А 3022 с добавками А 3022С, А 3022Б, Б 3022 и БС 3022. Вследствие высокой стабильности в этом растворе комплексов кобальта, состав сплава всегда постоянен при разных температурах и плотностях тока. При использовании этого электролита при комнатной температуре обеспечивается блестящее, пластичное и довольно твердое покрытие. Концентрация блескообразующей добавки не является очень критичной. Однако низкая концентрация добавки может стать причиной снижения блеска.

Осадок, получаемый из электролита золочения А 3022, беспористый, обладает высочайшей стойкостью к коррозии, окислению и истиранию вкупе с низким электрическим сопротивлением.

Содержание кобальта в осадке менее 0,16%.

Покрытие сплавом золото-кобальт наносят на подслой никеля, полученного из электролита никелирования НИКЕМ 688 [4].

Процесс снятия сухого пленочного фоторезиста 7450

Раствор ФС 7450 — последняя разработка в области горячих щелочных растворов удаления сухих пленочных фоторезистов, используемых в производстве электроники.

Раствор ФС 7450 не содержит в своем составе гидроксид натрия, что является преимуществом перед другими растворами для снятия фоторезиста, т. к. поверхность олова и олова-свинца не темнеет. Раствор ФС 7450 содержит смачивающие, мощные пропитывающие и активирующие агенты, которые действуют быстро и эффективно, без губительного воздействия на покрытие. После снятия сухого пленочного фоторезиста поверхность остается чистой и без оксидных пленок.

Раствор ФС 7450 может использоваться в погружных и струйных установках снятия сухого пленочного фоторезиста. В процессе снятия СПФ образуются мелкие, не прилипающие частицы, которые удаляются фильтром.

Процесс нанесения флюса для горячего лужения 7575

Флюс НФ 7575 — высокопроизводительный водорастворимый флюс, специально разработанный для горячего нанесения бессвинцовых припоев, не содержащий брома и хлора. Он полностью отмывается, образует мало пены и поэтому идеально подходит для конвейерного типа струйного оборудования. Флюс НФ 7575 отлично защищает паяльную маску от налипания припоя и активирует контактные площадки любых диаметров.

Поверхность меди должна быть тщательно очищена перед флюсованием. Для получения наилучших результатов следует проводить подготовку в следующей последовательности:

1) микротравление ДС-300 [2];

2) промывка;

3) флюсование НФ 7575;

4) нанесение горячего припоя;

5) охлаждение;

6) промывка;

7) промывка;

8) сушка.

Флюс НФ 7575 поставляется как готовый раствор.

Процесс нанесения флюса для оплавления в ИК плавильных печах 7590

Флюс РФ 7590 — органический, водорастворимый продукт, разработанный для оловянно-свинцового оплавления в ИК плавильных печах, где необходима стабильность при высоких температурах. При разработке флюса РФ 7590 улучшена защита от термического шока диэлектрика и уменьшена вероятность подгара поверхности диэлектрика.

Флюс содержит активаторы, которые очищают открытые участки меди, обеспечивая высокую смачиваемость поверхности.

Флюс РФ 7590 снижает оксидообразование после оплавления и хорошо смывается, может использоваться в струйной линии очистки.

Медная поверхность должна быть хорошо подготовлена перед флюсованием (см. выше).

Флюс РФ 7590 поставляется как готовый раствор.

Процесс микротравления 7228 П для подготовки поверхности

Подготовка поверхности должна обеспечивать полное удаление окислов, жировых загрязнений, остатков химических веществ от предшествующих ванн обработки. Также должна достигаться качественная адгезия меди с органическим покрытием, т. е. на медной поверхности должен быть создан микрорельеф (см. рис. 13), увеличивающий площадь рабочей поверхности. Микротравитель 7228 П был специально разработан для достижения высокой адгезии медного слоя.

Рис. 13. Медная поверхность после микротравления в растворе 7228 П

Микротравитель 7228 П рекомендуется для обработки меди перед нанесением фоторезиста и паяльной маски, но может использоваться и в линии химического меднения.

Последовательность операций по подготовке медной поверхности перед нанесением фоторезиста или маски:

1) очистка 7320 (см. выше);

2) промывка;

3) микротравление 7228 П;

4) промывка;

5) сушка.

Процесс электрохимического меднения КУ 90Н

КУ 90Н — новый современный кислый электролит меднения с двумя добавками КУ 90Н АДД и КУ 90Н КАР, специально разработанный для осаждения равномерного, блестящего медного покрытия с высокой рассеивающей способностью для изготовления сложнопрофильных печатных плат.

Электролит КУ 90Н позволяет получать оптимальные результаты при широком интервале плотностей тока от 0,5 до 6 А/дм2, при этом значительно увеличивается качество металлизации микро- и глухих отверстий.

Медный осадок, полученный из электролита КУ 90Н, имеет максимально возможную пластичность и равноосную структуру. Высокая пластичность делает КУ 90Н идеальным решением при изготовлении гибких и гибко-жестких печатных плат.

Основные стадии процесса:

– кислотная очистка ДС-900;

– микротравление ДС-300;

– обработка в серной кислоте;

– электрохимическое меднение из сернокислого электролита с добавками КУ 90Н АДД и КУ 90Н КАР.

Пеногаситель 1600Б

Пеногаситель 1600Б используется для предотвращения сильного вспенивания рабочего раствора в горизонтальных машинах.

Пеногаситель 1600Б не содержит силиконов, применяется как добавка в растворах для снятия сухого пленочного фоторезиста и в проявочных растворах.

Заключение

Предлагаемые процессы и продукты введены в отраслевой ОСТ 107.4600.028-96.

Устойчивость работы предложенных процессов, подтвержденная практикой многочисленных российских предприятий (до сотни производств), позволяет уверенно рекомендовать их для использования в производстве прецизионных печатных плат.

Литература

1. Терешкин и др. Новое в области стандартизации. — Технологии в электронной промышленности, № 1’2008.

2. ОСТ 107.460092.028-96. Стандарт отрасли. Платы печатные. Технические требования к технологии изготовления.

3. Шкундина С., Сержантов А. Новые процессы и материалы, введенные в отечественный стандарт//Технологии в электронной промышленности,
№5’2008.

4. Шкундина С. Новые процессы и материалы в производстве печатных плат// Технологии в электронной промышленности, № 4`2009.

5. Шкундина С., Сержантов А. Подготовка слоев печатной платы к прессованию//Технологии в электронной промышленности. №8’2008.

6. Jurgan Lundquist, А. Медведев, В. Салтыкова. Системы прямой металлизации. Компоненты и технологии, 3/2003.

7. Медведев А.М., Семенов П.В. ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ. Импульсная металлизация.

Технологии в электронной промышленности, № 3’2005.

8. Технологии в производстве электроники. Справочник. Под редакцией П.В. Семенова. Часть II. Справочник по производству печатных плат. Совместный проект ООО «Электрон-Сервис-Технология» и Гильдии профессиональных технологов приборостроения. М.: ООО «Группа ИДТ», 2007.

9. А. Медведев. Технология производства печатных плат. Москва: Техносфера, 2005.

10. Ильин В. А. Химические и электрохимические процессы в производстве печатных плат. Выпуск 2. Приложение к журналу «Гальванотехника и обработка поверхности». Москва: Производственно-издательский комбинат ВИНИТИ, 1994.

11. Салтыкова В. Финишные покрытия. Проблемы и решения//Технологии в электронной промышленности. 2008. № 1.



Вы можете скачать эту статью в формате pdf здесь.
Оцените материал:

Автор: Светлана Шкундина, Svetlana.Shkundina@ostec-smt.ru; Петр Семенов, генеральный директор ООО «Остек-Сервис-Технология», Petr.Semenov@ostec-smt.ru; Галина Ващук, нач. сектора ОАО «Авангард»



Комментарии

0 / 0
0 / 0

Прокомментировать





 

Горячие темы

 
 




Rambler's Top100
Руководителям  |  Разработчикам  |  Производителям  |  Снабженцам
© 2007 - 2019 Издательский дом Электроника
Использование любых бесплатных материалов разрешено, при условии наличия ссылки на сайт «Время электроники».
Создание сайтаFractalla Design | Сделано на CMS DJEM ®
Контакты