Билет №6

2. Химическая и гальваническая металлизация печатных плат.

Химическая металлизация ПП используется в качестве подслоя для нанесения основного слоя токопроводящего рисунка гальваническим способом при субтрактивном полуаддитивном методе или основного слоя при изготовлении плат аддитивным методом. Толщина слоя химической меди должна составлять 0,25—1,0 мкм, покрытие должно быть однородным, пластичным, хорошо сцепленным с диэлектриком.

Для придания диэлектрику способности к металлизации проводят такие подготовительные операции, как сенсибилизация и активация поверхности.

Сенсибилизация (от лат. sensibilis — чуствительный) поверхности имеет целью формирование на поверхности диэлектрика пленки ионов двухвалентного олова Sn²⁺, являющихся восстановителем для ионов активатора металлизации. Платы обрабатывают в растворе двуххлористого олова и соляной кислоты с соотношением 1:4 в течение 5—7 мин и промывают в деионизованной воде.

Химическое осаждение меди — окислительно-восстановительный процесс, который происходит вследствие восстановления ионов двухвалентной меди на активированных поверхностях из ее комплексных солей.

Для химической металлизации ПП используют автоматические линии оснащенные набором ванн необходимого размера и автооператором.

Основными проблемами химической металлизации являются низкая производительность, сложность процесса, использование драгоценных металлов.

3. Методы нанесения флюса при групповой пайке.

Флюсование осуществляют следующими способами: погружением в ванну с флюсом, вращающимися щетками, напылением, волной или с помощью пены. Нанесение флюса погружением малопроизводительно, не обеспечивает однородного и равномерного покрытия платы флюсом, требует строго выдерживать глубину погружения платы во флюс. Поэтому данный метод используется в индивидуальном и мелкосерийном производстве.

Нанесение флюса вращающимися щетками обеспечивает механизацию процесса флюсования. Однако нерабочие части щеток, не погруженные во флюс, при остановке устройства засыхают, ворс на них слипается.

Нанесение флюса методом напыления с помощью одной пары сопел при расстоянии до платы 300 мм обеспечивает флюсование платы шириной до 100 мм. Для более широких плат применяют две и более пар сопел. В установке для нанесения флюса напылением флюс из резервуара поступает ч/з кран в электромагнитный клапан и оттуда в регулируемое жиклерное устройство и дозирующее сопло пульверизатора. Там флюс захватывается потоком воздуха, выходящим из воздушного сопла пульверизатора. Сжатый воздух подается через регулятор давления и ресивер. Магистраль 2 служит для продувки каналов клапана, жиклеров и сопла при их засорении остатками флюса.

Оборуд. для нанесения флюса в виде пены состоит из внутреннего 1 и наружного 2 резервуаров, соед. между собой таким образом, чтобы жидкий флюс свободно перетекал из одного отсека в другой. Во внутр. резервуаре установлены жестко связанные между собой вспенивающие элементы, выполненные из пористых материалов (керамики, фетра, войлока) в виде дисков, трубок. При подаче через отверстие в элемент сжатого воздуха флюсующий состав во внутреннем резервуаре вспенивается выходящим воздухом в виде "шапки пены" и поднимается над резервуаром. Наружный резервуар закрывается сеткой, которая способствует ускоренному превращению пены снова в жидкость. Для поддержания равномерного уровня поверхности пены над выходным отверстием используют вертикальные щетки. Расход флюса восполняется из емкости. Весьма важным фактором для образования равномерного по высоте гребня пены является однородность размеров ячеек пористого материала, из которого изготовлены вспенивающие элементы.

Устройство для образования волны флюсующей жидкости имеет вращающуюся крыльчатку, нагнетающую жидкость в специальный канал, на выходе которого образуется стоячая волна флюса. Регулирование высоты волны осуществляется изменением числа оборотов электродвигателя. Скоростной напор потока флюса позволяет не только покрывать флюсом нижнюю сторону платы, но и обеспечивает проникновение его в металлизированные отверстия многослойных плат. Излишки флюса удаляются с платы щеткой. Недостатки устройства — его сложность, увеличенные габариты линии пайки.

Подсушка флюса перед пайкой в сочетании с предварительным подогревом печатных плат во многом определяет качество паяных соединений, особенно в крупносерийном и массовом автоматизированном производстве. Поскольку в состав флюсов в качестве растворителей входят спирт и вода с температурами кипения 80 и 100С соответственно, то при соприкосновении жидкого флюса с расплавленным припоем при температуре 230—250 С происходит бурное кипение флюса с образованием значительного количества газов и паров. За счет этого в припое образуются газовые раковины и паровые "карманы", приводящие к пористости соединений. Кроме того, поверхностные слои припоя, контактирующие с жидким флюсом, за счет его испарения существенно охлаждаются, что ухудшает смачиваемость поверхности. Поэтому при подсушке флюса важно добиться полного испарения растворителя из флюсующего состава. Такая задача решается нагревом нижней (паяемой) поверхности плат до температуры 85С, если растворителем служит спирт, и до 100 С, если растворителем является вода. В результате предварительного подогрева плат перед пайкой уменьшается тепловой удар в момент соприкосновения платы с расплавленным припоем, что снижает коробление плат при пайке.

Нагрев плат осуществляют в камерах радиационной сушки, где тепл. излучение от ИК-лампы отражается с пом. рефлектора и направляется на плату вентилятором, что создает конвективный поток воздуха. Нед-ки подобного устройства — стекание остатков флюса и возникновение дымления, что снижает интенс-сть ИК-излуч. Чтобы избежать этого, радиационные излучатели располаг. под углом к горизонт.пов-ти платы, а для излишков флюса устанавливают специальные сборники, которые легко чистить.