дз

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Калужский филиал федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения высшего образования

«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

(национальный исследовательский университет)» (КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана)

ФАКУЛЬТЕТ ИУК «Информатика и управление»____________

КАФЕДРА ИУК1 «Проектирование и технология производства электронных приборов»______

ДОМАШНЯЯ РАБОТА

«Разработка технологических процессов изготовления печатных плат»

ДИСЦИПЛИНА: «Технология производства электронных средств»

Дата сдачи (защиты):

Результаты сдачи (защиты):

-Балльная оценка:

-Оценка:

Калуга, 2021 г.

2

1. Цель работы

Формирование практических навыков по технологической подготовке

производства ПП.

Основные задачи:

-выбор материала основания и метода изготовления ПП на основе анализа исходных данных;

-разработка маршрутного технологического процесса (ТП) изготовления ПП;

-разработка технологических операций (разбиение на переходы, выбор и назначение оборудования, приспособлений, инструментов, измерительных устройств и т.п.).

2. Исходные данные

Исходные данные к выполнению домашней работы приведены в таблице 1.

Таблица 1

П р и м е ч а н и е . В столбце «Условия эксплуатации»: 3 – спецаппаратура, работающая в сложных климатических условиях.

3. Обоснование выбора материала основания ПП

На основе анализа исходных данных выбор материала основания ПП

проведем с учетом следующих факторов:

1. Плата предназначена для эксплуатации в спецаппаратуре, работающей в

сложных климатических условиях. Следовательно, для основания ПП

3

необходимо выбирать материал, обладающий хорошими диэлектрическими свойствами, со стабильными характеристиками и размерами. Указанным характеристикам соответствует стеклотекстолит. Учитывая размеры ПП и условия эксплуатации, толщину стеклотекстолита следует выбрать 1,5 мм.

2.Плата имеет двухстороннюю конструкцию с металлизацией отверстий

(ДПП), значит стеклотекстолит должен быть фольгированным с двух сторон;

3. Плата 3-го класс точности подразумевает ширину печатного проводника

0.25 мм и расстояние между соседними элементами проводящего рисунка

0.25 мм. При использовании отечественных стеклотекстолитов большой процент ПП уйдет в брак, поэтому выбираем импортный;

Вывод: Таким образом, выбираем в качестве материала основания ПП импортный стеклотекстолит FR4 NAN YA (производства Тайвань). Данный материал широко распространён и имеет очень низкую стоимость. Толщина основания 1,5 мм. Толщина фольги 18 мкм. Текстолит облицован фольгой с двух сторон.

4. Чертеж заготовки ПП

1.Т.к. стороны ПП больше 100 мм, нет необходимости в групповой заготовке. С учётом технологического поля 10 мм по периметру платы, заготовка будет размером 220 х 380мм.

2.Плата предназначена для эксплуатации в спецаппаратуре, работающей в сложных климатических условиях и поэтому предполагает установку в соответствующий блок, т.е. размеры контура ПП сопрягаемые. Предельные отклонения на сопрягаемые размеры контура печатной платы не должны быть более 12-го квалитета по ГОСТ 25347—82.

3.На технологическом поле предусматриваем 4 технологических и 4 фиксирующие отверстия диаметром 4 мм

Точность диаметра фиксирующих отверстий для ПП 3-го класса точности должна соответствовать H9, а предельное отклонение межцентрового расстояния ±0,03 мм.

4

Для технологических отверстий не предъявляются жесткие требования по точности. Примем для них 12 квалитет по ГОСТ 25347−82.

Чертеж заготовки ПП представлен на рис. 1.

Рис.1. Заготовка

5. Раскрой листа материала основания ПП на заготовки, количество

потребных листов

Для стеклотекстолита NAN YA доступны следующие форматы листа: (460 х 610) ± 5 мм ≈ (0,28 м2)

(1240 х 1080) ± 5 мм ≈ (1,34 м2)

При размерах заготовки ПП 380×220 мм (Sз = 0,0836 м2) (рис. 1) определим величину отходов (Sо) для каждого формата листа стеклотекстолита.

1. Формат листа 460 х 610 (Sл = 0,28 м2) 1.1 - количество заготовок на листе

по ширине листа Nзш = 610/380 = 1,8 => 1 шт.

по длине листа Nзд = 460/220 = 2,1=> 2 шт.

5

на листе Nзл = Nзш × Nзд = 1×2 = 2 шт.

- площадь листа, занимаемая заготовками

Sзл = Sз × Nзл = 0,0836 × 2 = 0,1672 м2

- величина отхода

Sо = Sл – Sзл = 0,28 – 0,1672 = 0,1128 м2

1.2 - количество заготовок на листе

по ширине листа Nзш = 610/220= 2,7=> 2 шт.

по длине листа Nзд = 460/380 = 1,4=> 1 шт.

на листе Nзл = Nзш × Nзд = 2×1 = 2 шт.

-площадь листа, занимаемая заготовками

Sзл = Sз × Nзл = 0,0836 × 2 = 0,1672 м2

-величина отхода

Sо = Sл – Sзл = 0,28 – 0,1672 = 0,1128 м2

2. Формат листа 1240 х 1080 (Sл = 1,34 м2) 2.1 - количество заготовок на листе

по ширине листа Nзш = 1240/380 = 3,3 => 3 шт.

по длине листа Nзд = 1080/220 = 4,9=> 4 шт. на листе Nзл = Nзш × Nзд =3×4 = 12 шт.

- площадь листа, занимаемая заготовками

Sзл = Sз × Nзл = 0, 0836 × 12 = 1,0032 м2

- величина отхода

Sо = Sл – Sзл = 1,34 – 1,0032 = 0,3368 м2

2.2 - количество заготовок на листе

по ширине листа Nзш = 1240/220 = 5,6 => 5 шт.

6

по длине листа Nзд = 1080/380 = 2,8=> 2 шт. на листе Nзл = Nзш × Nзд = 5×2 = 10 шт.

-площадь листа, занимаемая заготовками

Sзл = Sз × Nзл = 0, 0836 × 10 =0,836 м2

-величина отхода

Sо = Sл – Sзл = 1,34 – 0,836= 0,504 м2

Как видно из расчетов, минимальная величина отхода Sо = 0,1128 м2 при размерах заготовки ПП 380×220 мм (Sз = 0, 0836 м2) соответствует формату листа стеклотекстолита 460 х 610 (Sл = 0,28 м2) .

Таким образом, для стеклотекстолита Nanya выбираем формат листа

460 х 610 из которого получается 2 заготовки ПП размером 380×220 мм

(рис. 2). Для заданного объема производства ПП в 500 шт потребуется 250

листов стеклотекстолита выбранного формата.

Рис. 2 – Раскрой листа стеклотекстолита NAN YA на заготовки

6. Обоснование выбора метода изготовления ПП

Для изготовления ДПП 3 класса точности с металлизацией отверстий подходят следующие методы:

1.Аддитивный;

7

2.Комбинированные методы;

3.Полуаддитивный с дифференциальным травлением. Аддитивные методы позволяют изготовить ДПП с металлизацией

отверстий до 7-го класса точности включительно. Достоинствами данных методов является отсутствие подтравливания, повышение плотности монтажа, уменьшение расхода меди т.д. Однако аддитивные методы имеют и существенные недостатки: меньшая прочность сцепления проводников с основанием, низкая производительность (скорость осаждения меди составляет 2–4 мкм/час), интенсивное воздействие электролитов на диэлектрик. При эксплуатации высококачественной бытовой аппаратуры из-за низкой прочности сцепления проводников с основанием ПП возможно их отслаивание от диэлектрика. Учитывая это, а также низкую производительность процесса применение данных методов в нашем случае нецелесообразно.

Полуаддитивный метод с дифференциальным травлением применяется, в том числе, и для изготовления ДПП с металлизацией отверстий до 7-го класса точности включительно. К достоинствам метода относятся минимальная величина подтравов (до 2 мкм) и высокая разрешающая способность. Однако процесс является сложным и трудоемким и его использование для изготовления ДПП 3-го класса точности нерационально с экономической точки зрения.

Комбинированные методы позволяют изготовить ДПП с металлизацией отверстий. При этом самым дешевым и быстрым процессом изготовления ДПП, обеспечивающим воспроизведение рисунка 3-го класса точности, является тентинг-метод.

Вывод: для изготовления ДПП 3 класса точности с металлизацией отверстий будем использовать тентинг-метод.

8

7. Структурная схема маршрутного технологического процесса

изготовления ПП.

Рис. 3 – Структурная схема маршрутного технологического процесса изготовления заданной ПП тентинг-методом

9

10