1. Основнітерміни та означеня в технології електроніки. Технологічність виробів та
 Скачать 2.01 Mb.
|
|
К29. Види та матеріали друкованих плат. В зависимости от количества слоѐв с электропроводящим рисунком, печатные платы подразделяют на: односторонние (ОПП; имеется только один слой фольги); двухсторонние (ДПП; два слоя фольги); многослойные (МПП, англ. multilayer printed circuit board; фольга не только на двух сторонах платы но и во внутренних слоях диэлектрика). Многослойные ПП применяются в случаях, когда разводка соединений на двусторонней плате становится слишком сложной. По мере роста сложности проектируемых устройств и плотности монтажа, увеличивается количество слоѐв на платах. Кроме того, платы высокочастотных устройств, в которых регламентируется импеданс сигнальных линий и уровень электромагнитных помех, также выполняются в нескольких слоях (четыре и более), среди которых присутствуют сплошные слои, выполняющие роль экрана или референсной базы [1] . Для соединения проводников между слоями используются переходные металлизированные отверстия. По свойствам материала основы: Жѐсткие Теплопроводные Гибкие Печатные платы могут иметь свои особенности, в связи с требованиями к особым условиям эксплуатации (например, расширенный диапазон температур) или особенности применения (например, в приборах, работающих на высоких частотах). Печатные платы на металлической основе Платы на металлической основе применяются для изделий, в которых необходимо рассеивать большую тепловую мощность. Самым популярным направлением являются платы с мощными SMD светодиодами. Печатные платы для СВЧ применений Печатные платы для применения в сверхвысокочастотных (СВЧ) устройствах. В качестве базовых материалов при изготовлении СВЧ печатных плат могут быть использованы как материалы на основе политетрафторэтилена (тефлон, фторопласт-4, PTFE), так и материалы, не использующие политетрафторэтилен. Печатные платы для светодиодных решений Предназначены для использования в светодиодной технике. При производстве таких печатных плат используются специальные материалы: 1) маска белого цвета, оптимизированная по оптическим характеристикам и не меняющая свои свойства (цвет) в процессе монтажа и последующей эксплуатации; 2) базовые материалы на металлической основе с пониженным тепловым сопротивлением, предназначенные для изделий с большой рассеиваемой мощностью. Печатные платы HDI Платы с высокой плотностью межсоединений. Печатные платы, изготовленные по бессвинцовой технологии Платы, отвечающие требованиям директив RoHS и WEEE об ограничении использования в производстве некоторых опасных для окружающей среды веществ, в частности свинца. Изготавливаются с использованием специальных материалов, не содержащих свинец. Материалы Основой печатной платы служит диэлектрик, наиболее часто используются такие материалы, как стеклотекстолит, гетинакс. Так же основой печатных плат может служить металлическое основание, покрытое диэлектриком (например, анодированный алюминий), поверх диэлектрика наносится медная фольга дорожек. Такие печатные платы применяются в силовой электронике для эффективного теплоотвода от электронных компонентов. При этом металлическое основание платы крепится крадиатору. В качестве материала для печатных плат, работающих в диапазоне СВЧ и при температурах до 260 °C, применяется фторопласт, армированный стеклотканью (например, ФАФ-4Д) [2] икерамика. Гибкие платы делают из полиимидных материалов, таких как каптон. К30.Технологія печатних плат. Друкована плата - пластина з діелектрика, на поверхні та / або в обсязі якої сформовані електропровідні ланцюга електронної схеми. Друкована плата призначена для електричного і механічного з'єднання різних електронних компонентів. Електронні компоненти на друкованій платі з'єднуються своїми висновками з елементами проводить малюнка зазвичай паянням. Виготовлення ПП можливо аддитивним або субтрактивним методом. У аддитивном методі проводить малюнок формується на нефольгірованние матеріалі шляхом хімічного міднення через попередньо нанесену на матеріал захисну маску. У субтрактивном методі проводить малюнок формується на фольгованим матеріалі, шляхом видалення непотрібних ділянок фольги. У сучасній промисловості застосовується виключно субтрактівнийметод.Весь процес виготовлення друкованих плат можна розділити на чотири етапи:Виготовлення заготовки (фольгованого матеріалу).Обробка заготовки з метою отримання потрібних електричного і механічного виду Отримання малюнка провідників. При виготовленні плат використовуються хімічні, електролітичні або механічні методи відтворення необхідного струмопровідного малюнка, а також їх комбінації. Хімічний спосіб Хімічний спосіб виготовлення друкованих плат з готового фольгованого матеріалу складається з двох основних етапів: нанесення захисного шару на фольгу і травлення незахищених ділянок хімічними методами. У промисловості захисний шар наноситься фотолітографічним способом з використанням ультрафіолетове-чутливого фоторезиста, фотошаблона і джерела ультрафіолетового світла. Фоторезистом суцільно покривають мідь фольги, після чого малюнок доріжок з фотошаблона переносять на фоторезист засвіченням. Засвічений фоторезист змивається, оголюючи мідну фольгу для травлення, незасвічений фоторезист фіксується на фользі, захищаючи її від травлення.Фоторезист буває рідким або плівковим. Рідкий фоторезист наносять в промислових умовах так як він чутливий до недотримання технології нанесення. Плівковий фоторезист популярний при ручному виготовленні плат, однак він дорожчий. Фотошаблон являє собою УФ-прозорий матеріал з роздрукованим на ньому малюнком доріжок. Після експозиції фоторезист проявляється і закріплюється як і в звичайному фотохімічному процесі.В аматорських умовах захисний шар у вигляді лаку або фарби може бути завдано шовкотрафаретним способом або вручну. Радіоаматори для формування на фользі травильної маски застосовують перенесення тонера з зображення, надрукованого на лазерному принтері («лазерно-прасувальну технологія»).Під травленням фольги розуміють хімічний процес перекладу міді в розчинні сполуки. Механічний спосіб виготовлення припускає використання фрезерно-гравірувальних верстатів або інших інструментів для механічного видалення шару фольги з заданих ділянок. к31. Поняття про технологічну точність. Як досягається прецизійна мікрообробка в сучасній технології електроніки. Значення фундаментальних та прикладних наук і роль організації виробництва в забезпеченні точності та стабільності технологічного процесу. К-32. Метрологічне забезпечення виробництва та забезпечення якості . Надзвичайно важливою ланкою забезпечення якості на виробництві є метрологічна служба [2 ]. Управління якістю неможливе без метрологічного забезпечення вимірювань , яке відрізняється унікальними можливостями отримання кількісної інформації про матеріальні чи енергетичні ресурси , якість матеріалів та сировини , про стан навколишнього середовища , безпеку та охорону здоров’я людей і , відповідно , про якість технологічних процесів та продукції Забезпечення якості на виробництві визначається як ―сукупність всіх взаємопов’язаних заходів щодо планування , підтримки і контролю найефективнішої для народного господарства якості продукції на основі ефективного метрологічного забезпечення при використанні державних стандартів‖. Щоб встановити роль метрологічного забезпечення в системі якості підприємства , необхідно виразити його діяльність в сучасній концепції загального управління якістю – Total Quality Management (TQM). TQM – це концепція , яка передбачає усебічне цілеспрямоване та скоординоване застосування систем та методів управління якістю у всіх сферах діяльності – від досліджень та розробок до післяпродажного обслуговування При цьому необхідною є участь керівництва і працівників всіх рівнів та раціональне використання технічних можливостей [3, 4]. Рис. 2. Результати діяльності метрологічної служби В системі якості підприємства ( за національним стандартом ДСТУ I SO 9001:2001) метрологічна служба відповідає за елемент «Управління контрольним , вимірювальним та випробувальним обладнанням ». Щоби діяльність метрологічної служби підприємства повністю задовольняла вимоги національних та міжнародних стандартів до процедур управління контрольним , вимірювальним та випробувальним обладнанням , доцільно всередині системи якості підприємства розробити та постійно актуалізовувати систему управління якістю метрологічної служби , яка б документально регламентувала основні процедури здійснення окремих видів діяльності щодо метрологічного забезпечення виробництва Результати діяльності метрологічної служби зображено на рис . 2 Виражаючи метрологічне забезпечення виробництва як складову TQ M, необхідно відзначити необхідність оцінювання та контролю його ефективності Метою оцінювання відповідності метрологічного забезпечення встановленим вимогам є підтвердження можливості метрологічної служби підприємства забезпечити виробництво продукції з необхідними характеристиками та стабільністю якості виготовлення Оцінюючи метрологічне забезпечення , перевіряють : 1. Обґрунтованість вибору номенклатури вимірюваних (контрольованих ) параметрів та допустимих меж їхнього вимірювання 2. Виконання вимог , правил та норм державної системи забезпечення єдності вимірювань , а також вимог до вірогідності контролю параметрів та точності встановлення режимів випробувань 3. Легітимність діяльності метрологічної служби та компетентність її персоналу 4. Забезпеченість організації засобами та приміщеннями , необхідними для вимірювань , перевірки (калібрування ), ремонту , зберігання засобів вимірювання , контролю та випробувань та відповідність їх встановленим вимогам 5. Систематичний аналіз стану вимірювань та робіт щодо здійснення метрологічної експертизи нормативної та технічної документації , процесів та продукції 6. Забезпеченість усіх виробничих підрозділів підприємства необхідними нормативними та технічними документами , в яких регламентовані вимоги з метрології , а також методиками та засобами контролю , вимірювань , випробувань та технічної діагностики з необхідними характеристиками 7. Стан робіт щодо метрологічного підтвердження придатності еталонів та засобів вимірювань , їхньої ідентифікації 8. Ведення записів про стан та умови застосування засобів метрологічного забезпечення Для забезпечення ефективного оцінювання метрологічного забезпечення виробництва уповноважені працівники метрологічної служби здійснюють підготовчі заходи , які полягають у складанні плану перевірки , визначенні підрозділів , які будуть перевірятися , відповідальних осіб , об’єктів перевірки та термінів її здійснення Крім цього , необхідно перевірити готовність метрологічної та випробувальної баз до оцінювання , здійснити їхню самооцінку , визначити напрями покращання Якщо оцінювання метрологічного забезпечення виробництва є складовою сертифікації системи управління якістю ( СУЯ ), то оцінювання складається з таких етапів : – попереднє оцінювання ; – остаточна перевірка та оцінювання ; – інспекційний контроль Під час попереднього оцінювання перевіряють наявність необхідних документів та їхню відповідність вимогам нормативно - правової документації Остаточна перевірка відповідності метрологічного забезпечення встановленим вимогам здійснюється згідно з програмою перевірки СУЯ , яка розроблена за результатами встановленого при попередньому оцінюванні обсягу контрольованих робіт щодо забезпечення якості Інспекційний контроль відповідності метрологічного забезпечення встановленим вимогам здійснюється за результатами інспекційного контролю сертифікованої СУЯ 33. Основи процесів очистки поверхні. Фізичні та хімічні забруднення, способи їх видалення. Види забруднень. Забруднення на поверхні пластин та підкладок класифікують, як правило, за їх фізико- хімічними властивостями, тому що вони визначають вибір методів видалення забруднень. Найбільш поширеними є забруднення наступних видів: * Фізичні забруднення - пилинки, ворсинки, абразивні матеріали, силікати, кремнієвий пил і інші сторонні частинки, хімічно не зв'язані з поверхнею пластин та підкладок. * Забруднення, хімічно пов'язані з поверхнею пластин та підкладок - оксиди, нітриди та інші сполуки. * Органічні забруднення - неполярні жири, масла, силікони та інші неіонні домішки. * Розчинні у воді полярні забруднення - солі, кислоти, флюси та ін * Гази, адсорбовані поверхнею пластин та підкладок. Класифікація методів очищення пластин та підкладок. Для видалення забруднень використовують різні методи. За механізмом протікання процесів всі методи очищення класифікують на фізичні та хімічні, а по застосовуваних засобах - на рідинні і сухі. В основу кожного способу очищення покладений один з трьох методів видалення забруднень з поверхні: * Механічне видалення часток забруднювача потоком рідини або газу; * Розчинення у воді; * Хімічна реакція. До фізичних методів видалення забруднень відносять розчинення, отжиг, обробку поверхні прискореними до великих енергій іонами інертних газів. Ці методи використовують в основному для видалення забруднень, розташованих на поверхні. Для видалення забруднень на поверхні і в приповерхневому шарі, у тому числі тих, які знаходяться в хімічній зв'язку з матеріалом пластини або підкладки, використовують хімічні методи видалення. Вони засновані на переведенні шляхом хімічної реакції забруднень в нові сполуки, які потім легко видаляються (травлення, знежирення). Рідинне очищення передбачає використання водних та інших розчинів різних реактивів. Цілий ряд органічних жирових забруднень не розчиняється у воді і перешкоджає змочування водою і більшістю розчинів оброблюваної поверхні (поверхня гідрофобна). Процес видалення жирових забруднень, що супроводжується зміною поверхні з гідрофобного стану в гідрофільний, називається знежиренням. Суха очистка заснована на використанні відпалу, газового, іонного та плазмохімічного травлення. Ці способи виключають застосування дорогих і небезпечних в роботі рідких хімічних реактивів; вони більш керовані і легше піддаються автоматизації. Процеси сухого очищення є найбільш ефективними також при обробці локальних ділянок та рельєфної поверхні. 34К.Очистка в рідких середовищах. Видалення органічних та жирових забруднень. Використання ультразвуку для очистки. Жидкостная счистка (далее ЖО) выполняется органическими растворителями; разнообразными составами, содержащими щелочи, кислоты, пероксид и другие реактивы, водой. Подобрать жидкое средство, одновременно удаляющее все возможные поверхностные загрязнения, практически невозможно, поэтому ЖО включает ряд последовательных операций. Нерастворимые в воде органические жировые загрязнения делают поверхность гидрофобной, тс есть плохо смачиваемой водой и большинством растворов. Для равномерной счистки поверхность подложек (пластин) необходимо перевести в гидрофильное, тс есть хорошо смачиваемое водой, состояние. Операция удаления жировых загрязнений, сопровождаемая переводом поверхности из гидрофобного в гидрофильное состояние, называется обезжириванием (обезжиривание — первая операция при ЖО). Обезжиривание Обезжиривание (отмывка) в органических растворителях применяется для удаления с поверхности пластин (подложек) жиров животного и растительного происхождения, минеральных масел, смазок, воска, парафина и других органических и механических загрязнений. (Б качестве растворителей наиболее часто применяют четыреххлсристый углерод, бензол, толуол, изопропиловый спирт, фреон и др., в которых эффективно растворяется большинство жировых загрязнений.) Десорбция молекул жира с обрабатываемой поверхности происходит в результате их собственных колебательных движений и притяжения со стороны молекул растворителя. Если силы связи с поверхностью меньше сил притяжения молекулами растворителя, частицы жира отрываются от поверхности и благодаря диффузии распространяются по объему обрабатывающей жидкости. На счищаемую поверхность адсорбируются молекулы растворителя и могут также вновь попасть молекулы жира и загрязнения самого растворителя. Именно поэтому применяют счищенные растворители, вс время обезжиривания создают условия для максимальной растворимости и минимальной обратной адсорбции на обрабатываемую поверхность загрязнений из растворителя, а после обезжиривания удаляют с поверхности его остатки. При выборе обезжиривающего состава необходимо учитывать, что большинство органических растворителей неполярны, они растворяют только неполярные органические загрязнения. Поэтому вначале неполярными или слабсполярными растворителями (бензолом, толуолом, четырехлсристым углеродом) удаляют неполярные загрязнения (парафины, еазелины, минеральные масла). Затем ацетоном, спиртами, трихлорэтиленом и другими полярными растворителями удаляют полярные загрязнения (жиры, белки, следы поверхностно активных веществ — ПАВ). Для интенсивного одновременного удаления полярных и неполярных органических загрязнений в промышленном производстве широко применяют смеси различных растворителей. Определяющими параметрами процесса являются температура и время. Растворимость жиров увеличивается с повышением температуры. Поэтому обезжиривание осуществляют в горячих или кипящих растворителях. Обезжиривание в органических растворителях наиболее часто выполняют погружением в парах, с помощью ультразвука, струйной обработкой. Ультразвуковая отмывка Для проведения ультразвуковой отмывки используется ультразвуковая ванна. При использовании ультразвуковой ванны с частотами 20–50 кГц устранение загрязнений происходит за счет кавитационного эффекта. Явление кавитации заключается в «схлопывании» газовых пузырьков, образующихся при сжатии и расширении жидкости. При использовании ультразвуковой ванны, в растворе, омывающем пластину, создаются переменные сжимающие и растягивающие напряжения, под действием которых образуются кавитационные пузырьки. |