Ni – количество элементов;

λоэ – интенсивность отказов в нормальном режиме работы;

КН – коэффициент нагрузки; at – температурный коэффициент;

аЭ – коэффициент, учитывающий условия эксплуатации; .

Коэффициенты нагрузки электрорадиоэлементов находятся по формулам:

ü     для микросхем   (4.1), где Iвыхmax – максимальный выходной ток; Iвхi – входной ток микросхем; n – число нагруженных входов;

ü     для конденсаторов    (4.2), где U – напряжение на обкладках;

ü     для резисторов    (4.3), где P – рассеиваемая мощность.

1)          Среднее время наработки на отказ:

.

2)          Вероятность безотказной работы устройства в течение 1 года  работы: . Вероятность отказов за 1 год работы: .

3)          Вероятность безотказной работы устройства в течение 5 лет работы: . Вероятность отказа за 5 лет работы: .

5. Технологические процессы при изготовлении печатной платы.

Электрические и механические свойства современных электронных узлов основываются на пространственной комбинации электропроводя­щих, полупроводниковых и изоляционных материалов определенного химического состава. Для производства ЭРЭ, электронных узлов и их соединений привлекаются все известные методы, которые обеспечивают возможность создания определенных материалов и их обработку при очень точном соблюдении геометрических размеров. Это связано с тем, что требования к физическому функционированию аппаратуры, опреде­ляемые техническим прогрессом, влекут за собой все уменьшающиеся допуски на геометрию этих элементов. В последние десятилетия методы травления, гальваники, печати, процессы легирования и диффузии, а также механическая обработка получили стремительное развитие. Так, например, в настоящее время с помощью травления получают металлические структуры с шириной линий в несколько микрон, а свер­лильный автомат для ПП позволяет за одну минуту просверлить свыше 2000 отверстий диаметром в несколько десятых долей миллиметра.

Необходимость изготовления большого числа элементов требует применения групповых методов обработки с очень высокой надеж­ностью. Поэтому большое значение имеют дальнейшая автоматизация, точность и исследование всех факторов, влияющих на ход технологи­ческих операций. Ниже рассматриваются отдельные операции техноло­гического процесса изготовления ПП.

1). Механическая обработка.

При изготовлении ПП используются механические методы обработ­ки для создания отверстий и внешнего контура, а также для очистки поверхности фольги и стенок отверстий. Речь идет о пробивке, резке, сверлении, фрезеровании, шлифовании и способах очистки. Выбор ме­тода производится с учетом обрабатываемого диэлектрика, требований к качеству обрабатываемой поверхности, а также экономичности в за­висимости от размера партии.

При резке необходимо учитывать быстрое изнашивание резца, в основном, при обработке материалов на основе стекловолокна. Так как некоторые связующие слоистых диэлектриков при низкой темпера­туре становятся хрупкими, а материалы заготовок при обработке склонны к расслоению, то в большинстве случаев необходимо работать с нагретыми материалами. При этом нужно учитывать влияние их теп­лового расширения на допуск в размещении отверстий. Общепринято считать, что структуру слоистых диэлектриков с помощью механичес­ких или термических воздействий изменять нельзя, так как в результа­те этого при дальнейшей обработке могут возникать дефекты, например при металлизации отверстий.

Бесстружечная обработка отличается особенно низкими затратами при использовании специальных инструментов. Кроме того, при этом исключается  нагрев  слоистых   диэлектриков.

2). Производство покрытий.

Производство ПП известными методами (субтрактивным, адди­тивным, послойного наращивания), так же как и производство ИМ, не обходится без нанесения различных металлических и неметаллических покрытий. Видом покрытий, необходимой точностью, размерами основа­ния и покрываемой поверхности определяется большое разнообразие существующих методов нанесения покрытий. Для производ­ства ПП значение имеют только те из них, которые обеспечивают при массовом производстве нанесение покрытий толщиной от 1 до 70 мкм. Важнейшими методами получения металлических и неметаллических покрытий являются трафаретная печать и термовакуумное испарение. Для получения только металлических покрытий применяют химическую и гальваническую металлизацию, а для получения только неметалличес­ких покрытий — метод фотопечати (с нанесением фоторезиста погру­жением, вальцеванием и центрифугированием) и офсетную печать.

 

 

Рассмотрим более подробно субтрактивную технологию изготовления ПП.

Рис.1

По субтрактивной технологии рисунок печатных плат получается травлением медной фольги по защитному изображению в фоторезисте или по металлорезисту, осажденному на поверхность гальванически сформированных проводников в рельефе фоторезиста на фольгированных диэлектриках. На рисунках 1, 2, 3 приведены варианты технологических схем получения проводящего рисунка печатных плат по субтрактивной технологии с применением фоторезиста. Первый вариант (рис.1) - получение проводящего рисунка травлением медной фольги на поверхности диэлектрика по защитному изображению в фоторезисте при изготовлении односторонних и двухсторонних слоев многослойных плат (МПП). Второй вариант (рис.2) - получение проводящего рисунка двухсторонних слоев с межслойными переходами, путем травления медной фольги с гальванически осажденным сплошным слоем меди по защитному изображению рисунка схемы и с защитными завесками над металлизированными отверстиями в пленочном фоторезисте. В этом, так называемом процессе "тентинг", или методе образования завесок над отверстиями, в заготовках фольгированного диэлектрика сверлятся отверстия и, после химической металлизации стенок отверстий, производят электролитическое доращивание меди до требуемой толщины (35-40 мкм) в отверстиях и на поверхности фольги на всей заготовке фольгированного диэлектрика. После этого наслаивается фоторезист для получения защитного изображения схемы и защитных завесок над металлизированными отверстиями. По полученному защитному изображению в пленочном фоторезисте производят травление меди с пробельным мест схемы. Образованные фоторезистом завески защищают металлизированные отверстия от воздействия травящего раствора в процессе травления . В этом процессе используются свойства пленочного фоторезиста наслаиваться на сверленные подложки без попадания в отверстия и образовывать защитные слои над металлизированными отверстиями.

Третий вариант (рис.3) применяется, при получении слоев печатных плат путем вытравливания проводящего рисунка по металлорезисту, осажденному на поверхность медных проводников,сформированных в рельефе пленочного фоторезиста, и на стенки металлизированных отверстий. Как и во втором варианте, пленочный фоторезист наслаивается на заготовки фольгированного диэлектрика, прошедшие операции сверления отверстий и предварительной (5-7 мкм) металлизации медью стенок отверстий и всей поверхности фольги. В процессе фотолитографии резиста защитный рельеф получают на местах поверхности металлизированной фольги, подлежащей последующему удалению травлением.

Проводящий рисунок формируется последовательным осаждением меди и металлорезиста по рисунку освобождений в рельефе пленочного фоторезиста и на поверхность стенок отверстий. После удаления рельефа пленочного фоторезиста незащищенные слои меди вытравливаются. Профиль поперечного сечения проводников, сформированный травлением по защитному изображению в фоторезисте,имеет форму трапеции, расположенной большим основанием на поверхности диэлектрика.

Анализ замеров ширины линий после травления медной фольги по защитному изображению в пленочном фоторезисте показывает, что интервал разброса значений замеров увеличивается с увеличением толщины фольги. Например, при травлении фольги толщиной 5 мкм интервал разброса ширины порядка 7 мкм, при травлении фольги толщиной 20 мкм разброс составляет 30 мкм , а при травлении фольги толщиной 35 мкм разброс составляет около 50 мкм. Искажения ширины медных проводников по отношению к размерам ширины изображений последних в фоторезисте и на фотошаблоне - негативе смещаются в сторону заужения.

Подготовка поверхностей заготовок под наслаивание пленочного фоторезиста с целью удаления заусенцев сверленых отверстий и наростов гальванической меди производится механической зачисткой абразивными кругами с последующей химической обработкой в растворе персульфата аммония или механической зачисткой водной пемзовой суспензией. Такие варианты подготовки обеспечивают необходимую адгезию пленочного фоторезиста к медной поверхности подложки и химическую стойкость защитных изображений на операциях проявления и травления. Кроме того, механическая зачистка пемзой дает матовую однородную поверхность с низким отражением света, обеспечивающая более однородное экспонирование фоторезиста.

Для получения изображений используется пленочный фоторезист толщиной 15-50 мкм. Толщина фоторезиста в случае метода "тентинг" диктуется требованиями целостности защитных завесок над отверстиями на операциях проявления и травления, проводимых разбрызгиванием растворов под давлением 1,6- 2 атм и более. Фоторезисты толщиной менее 45 - 50 мкм на этих операциях над отверстиями разрушаются. Для обеспечения надежного "тентинга", диаметр контактной площадки должен быть в 1,4 раза больше диаметра отверстия.

Минимальный поясок изображения контактной площадки (ширина между краем контактной площадки и отверстием) должен быть не менее 0,1 мм.

Травление по защитному рисунку проводится в струйной конвейерной установке в меднохлоридном кислом растворе. Время травления определяется максимальной суммарной толщиной фольги с гальванически осажденным на поверхности медным слоем. Точность изготовления проводников закладывается в конструкторскую документацию на платы. Следовательно, при субтрактивной технологии получения печатных элементов в готовых слоях с заданной шириной, необходимо в размеры изображений на фотошаблоне вводить величину заужения, т.е. к номинальному значению ширины проводника ,прибавлять величину заужения.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10

Голосование

Как вы оцениваете работу нашего сайта? Отлично Хорошо Нормально Плохо Результаты