У даний час застосовують кілька методів виготовлення ДП:

субтрактивний, при якому провідний малюнок утворюється за рахунок видалення провідного шару з ділянок поверхні, що утворюють непровідний малюнок;

адитивний, при якому провідний малюнок отримують нанесенням провідного шару заданої конфігурації на діелектричну основу плати;

комбінований, в цьому методі зроблена спроба об'єднати основні достоїнства субтрактивного і адитивного методів. З субтрактивного методу взято використання фольгованої основи як заготівки, а з адитивного - металізація отворів.

Відповідно до ГОСТ 23751-86 конструювання друкованих плат слід здійснювати з урахуванням таких методів виготовлення:

хімічного для односторонніх друкованих плат і гнучких друкованих кабелів;

комбінованого позитивного для ДДП, ГДП;

електрохімічного (полуадитивного) для ДДП;

металізації наскрізних отворів для БДП;

Всі рекомендовані методи (крім полуадитивного) є субтрактивну.

Виходячи з викладених вище рекомендацій необхідно вибрати, або електрохімічний (полуадитивний) метод, або комбінований позитивний метод.

Електрохімічний метод у даному випадку нам не підходить, тому що його застосовують для виготовлення ДДП з високою щільністю струмопровідного малюнка. У цьому методі використовується нефольгірованний діелектрик СТЕФ.1-2ЛК з обов'язковою активацією його поверхні або діелектрик з фольгою 5 мкм. З огляду на ці дані, приходимо до висновку, що даний метод значно дорожче комбінованого позитивного методу, і крім того, з-за високої щільності струмопровідного малюнка і малої товщини фольги, опір друкованих провідників буде великим, що в нашому випадку небажано.

З огляду на вищевикладене, приходимо до висновку, що в нашому випадку краще використовувати комбінований позитивний метод. Цей метод забезпечує хорошу адгезію елементів провідного малюнка до діелектричної основи і збереження електроізоляційних властивостей діелектрика, захищеного під час обробки плати в агресивних хімічних розчинах мідної фольгою.

Вихідним матеріалом для комбінованого способу служить фольгований із двох сторін діелектрик, тому що провідний малюнок отримують витравлювання міді, а металізація отворів здійснюється за допомогою хімічного міднення з подальшим нарощуванням електрохімічним шару міді.

Розрізняють комбінований негативний і комбінований позитивний методи.

Негативний. Суть методу: виборне травлення незахищених ділянок фольги, металізація отворів хіміко-гальванічним способом. Переваги - доступність механізації і автоматизації, металізація отворів, висока якість ДП. Недоліки - вплив хімічних речовин на діелектричну основу, бічне підравлення провідників, витрата травників і міді.

Позитивний. Сутність позитивного методу: хімічне осадження міді в отвори, нанесення захисного шару (негативна маска), електрохімічне осадження міді, захист провідного малюнка сплавом Sn-Pb, стравлення захисної маски.

Позитивний комбінований метод забезпечує III-й клас точності друкованого монтажу і кращі, у порівнянні з іншими методами, діелектричні властивості плат.

Травлення міді проводиться розчинами на основі хлорного заліза. Ці розчини допускають утилізацію міді з відпрацьованого травителя, а також регенерацію самого травителя. Бічне підтравлення провідників-мінімально.

З урахуванням усіх перерахованих достоїнств цей метод на даний час є основним у виробництві двосторонніх і багатошарових друкованих плат для апаратури найрізноманітнішого призначення. Метод добре відпрацьований на виробництві і є оптимальним при серійному випуску.

Основними методами для створення малюнка друкованого монтажу, є офсетний друк, сіткографія і фотодрук.

Метод офсетного друку полягає у виготовленні друкованої форми, на поверхні якої формується малюнок шару. Форма закочується валиком трафаретного фарбою, а потім офсетний циліндр переносить фарбу з форми на підготовлену поверхню основи ДП. Метод застосовується в умовах масового і великосерійного виробництва. Його недоліками є висока вартість обладнання, необхідність використання кваліфікованого обслуговуючого персоналу і трудність зміни малюнка плати.

Сіткографічний метод заснований на нанесенні спеціальної фарби на плату шляхом продавлювання її гумової лопаткою (ракелем) через сітчастий трафарет, на якому необхідний малюнок утворений осередками сітки, відкритими для продавлювання. Метод забезпечує високу продуктивність і економічний у умовах масового виробництва.

Самою високою точністю і щільністю монтажу характеризується метод фотодруку. Він полягає в тому, що на поверхню плати наносять світлочутливий фоторезист, який потім експонують через фотошаблонів і проявляють, в результаті чого утворюється заданий малюнок схеми.

При комбінованому позитивному методі для забезпечення необхідної точності, з метою підвищення технологічності та економічності необхідно використовувати метод фотодруку для отримання захисного малюнка. Для запобігання розрощення міді в процесі гальванічного осадження Необхідно використовувати сухий фоторезист товщиною 40-60 мкм. Технологія значно спрощується при використання плівкового фоторезист, який легко піддається автоматизації і забезпечує рівномірне нанесення захисного шару.

Поверхневий монтаж

Нанесення паяльної пасти

Паяльна паста в технології поверхневого монтажу є дуже важливим компонентом, а сама процедура нанесення і якість її виконання багато в чому позначаються на якості одержуваного електронного виробу.

Паяльна паста виконує функцію припою для SMD-компонентів, і, крім цього, допоміжну функцію - фіксацію SMD-компонентів на контактних площадках до моменту оплавлення припою. Саме тому, при виборі паяльної пасти, крім усього іншого, потрібно оцінювати і її склеювальні властивість. Будемо застосовувати паяльну пасту NC254 (вміст металу в пасті - 88,5%)

Для правильного, дозованого нанесення паяльної пасти використовуються трафаретні принтери. У даному випадку буде застосовуватися автоматичний трафаретний принтер MY500.

Необхідно відзначити, що етап нанесення паяльної пасти в процесі поверхневого монтажу відіграє значну роль. Помилки, допущені на даному етапі, в подальшому можуть призвести до браку та дефектів у виробленому електронному виробі.

Установка SMD компонентів

Установка SMD компонентів багато в чому є механічною процедурою. Основною її функцією - є правильне розміщення SMD-компонентів на друкованій платі. Всі SMD-компоненти повинні бути встановлені строго відповідно до спроектованої електронної схеми друкованої плати.

Оскільки більшість встановлюваних елементів SMD-компоненти, то їх встановлення здійснюється автоматично. Для установки елементів поверхневого монтажу будуть вікорістовуватіся універсальні автоматично MX-120P, продуктивність автомата за стандартом IPC9850 складає 15000 комп. / год.

Оплавлення паяльної пасти

Коли на друковану плату нанесена паяльна паста, встановлені та зафіксовані SMD-компоненти, виконується етап оплавлення паяльної пасти. Під час оплавлення припою на друкованих платах дуже важливо дотримання температурного режиму. Температурний режим характеризується не тільки температурою максимального нагріву, а й тим, як дана температура досягається. У процесі нагріву для ряду SMD - компонентів повинна витримуватися задана швидкість нагріву. Іншими словами, при розплавленні задається температура оплавлення і час, за який необхідно їх досягти. Більше того, процедура охолодження так само повинна витримувати такий режим. Такий підхід гарантує, що друкована плата і SMD-компоненти, що знаходяться на ній, не будуть піддані тепловим ударам, що дозволяє вберегти її від теплових ушкоджень.

Щоб забезпечити заданий температурний режим оплавлення використовуються так звані печі оплавлення припою. Печі оплавлення припою дозволяють виконати вимоги по температурному профілю в умовах групової пайки SMD - компонентів на друкованих платах.

Процедура оплавлення припою і якість її виконання багато в чому визначають якість одержуваної друкованої плати. Тому, для оплавлення паяльної пасти вибираємо систему парофазної пайки VP-800 виробництва фірми ASSCON sistemtechnik (Німеччина).