Печатные платы

Июнь 2008

Химико-мехаиическая подготовка поверхности фольги может производиться также на автоматической линии ГГМ1.240.006. Защитная маска из эпоксидной смолы наносится на поверхность платы таким образом, чтобы открытыми были только контактные площадки проводников, которые обслуживаются припоем ПОС-60 при выполнении монтажных операций.

Проводники, защищенные эпоксидным покрытием, обслуживанию не подвергаются и этим достигается значительная экономия оловянного сплава. Эпоксидная защитная масса наносится также способом трафаретной печати. Пробивка отверстий обычно производится штамповкой с помощью кривошипных прессов.

По опыту одного из предприятий защита проводников от облу-живания при пайке выводов радиоэлементов осуществляется посредством их химического пассивирования (хроматирования), так как хроматная пленка иа меди предотвращает смачивание ее припоем.

Защита контактных площадок от пассивирования достигается

путем нанесения на них через сетчатый трафарет маски состава (масс, доли %): канифоль— 100; этиловый спирт — 35; вазелин медицинский — 35.

Пассивирование производится погружением плат на 2—5 с в раствор следующего состава (г/л);

Двухромовокислый натрий…….. 200—250

Медный купорос………… 1—2

Сернокислый цинк……….. 1—5

Серная кислота аккумуляторная…… 9—11

Хлористый натрий …. *…..• . 1—2

Разъемы печатных плат, или конечные контакты, служат для электрического соединения блоков на печатных платах между собой с помощью соединительных колодок.

Для обеспечения хорошего электрического соединения между пружинками колодки и проводниковыми полосками разъема необходимо покрытие, обладающее малым переходным сопротивлением, хорошей износоустойчивостью и отсутствием каких-либо пленок, ухудшающих контактные свойства.

Золото. Всем требованиям, предъявляемым к контактным покрытиям, в наибольшей степени удовлетворяет покрытие из сплава золото—никель илн золото—кобальт с содержанием легирующего элемента до 0,6 % (твердое золото) [2]. Толщина слоя золота — 2,5 мкм. Другие металлы, как показано ниже, уступают этому покрытию по различным причинам.

Палладий. Обладает хорошей износостойкостью и более низкой стоимостью, однако на его поверхности вследствие каталитических свойств палладия со временем образуются полимерные пленки из органических продуктов, находящихся в воздухе. Из-за образования пленок нарушается контакт. Для покрытия разъемов палладий можно применять в условиях хорошо вентилируемой аппаратуры. Толщина слоя палладия 2,5—6 мкм.

Родий. Имеет наибольшую износоустойчивость и твердость, но естественные окисные пленки и склонность к образованию полимерных пленок ухудшают его контактные свойства. Родий является самым дорогим из группы драгоценных металлов и с учетом всех его свойств рекомендуется для покрытия контактов переключателей и кодовых дисков, рассчитанных на миллионы переключений при высоких контактных давлениях. Толщина слоя родия определяется требованиями к условиям контактирования.

Серебро. Это наиболее дешевый из металлов, применяемых для контактов, обладает самой высокой электропроводностью, однако быстро темнеет в результате воздействия серосодержащих продуктов, обладает плохой износостойкостью и легко корродирует. Серебряное покрытие рекомендуется длля малоответственных систем, когда контактная пара эксплуатируется в легких условиях при отсутствии сернистых соединений в воздухе. Толщина слоя серебра 6—15 мкм.

Никель. Применяется в качестве подслоя перед золочением с целью повышения износоустойчивости слоя золота за счет повышения твердости подложки. Подслой никеля улучшает также коррозионную устойчивость покрытия, исключая возможность окисления меди через поры золотого покрытия. Кроме того, подслой никеля препятствует диффузии меди в золотое покрытие и обеспечивает этим постоянство величины переходного сопротивления в процессе длительной эксплуатации и хранения золоченых контактов. Толщина никелевого подслоя 6—9 мкм.

Состав (г/л) и режим работы электролита золочения следующие:

Дицианаурат калия (в пересчете иа золото) . . 8—10

Хлорная медь окисляет и растворяет медь по реакции

CuCl2 + Cu —* 2CuC1.

Образующаяся хлористая медь CuCI нерастворима и может служить источником засорения форсунок в травильных установках.

присутствии ионов хлора в виде НС1, NH4CI, NaCl, KG образуются хорошо растворимые комплексы, дислоцирующие’в растворе с образованием иона CuCI-. Окисление образующихся соединений одновалентной меди можно осуществить различными способами, например воздействием газообразного хлора или перекисью водорода:

CuCI + Cia -* 2CuCI2;

CuC14-H202-f-2HC!-v 2CuCl2-f-2H20.

Частично хлористую медь окисляет кислород воздуха в кислой среде:

4CuCi + 02 + 4HCI -’ 4CuCl2+2H20.

Таким образом, отработанный кислый раствор хлорной меди можно легко регенерировать в исходное состояние. Раствор содержит 100—150 г/л CuCI, 145—150 г/л NH4CI. Плотность раствора 1070—1120 кг/м3, рабочая температура 45—50 "С, рН 1—2.

Основные характеристики: боковое подтравливанне 40—60 мкм; емкость по медн 10—20 г/л; максимальная скорость травления 35 мкм/мин. Регенерация раствора возможна как в ручном, так и в автоматическом режиме. При ручном исполнении сливается примерно 1/7 часть отработанного раствора, а оставшуюся часть подкислить НС! до рН 1—2 (20—25 мл/л НС1). Разбавленную в отношении 1:6 перекись водорода (пергидроль) ввести в регенерируемый раствор в количестве 110—115 г/л. Раствор перемешать сжатым воздухом и через 20—30 мии можно приступить к работе. Слитый раствор подлежит обработке для утилизации меди по нижеприведенному способу.

При автоматическом режиме все параметры раствора контролируются с помощью датчиков, имеющихся в автоматической линии. Датчики информируют о температуре раствора t, кислотности рН, плотности у. редоксе-потенциале <р, уровне раствора h. Момент регенерации определяется по накоплении хлорной меди более

10 г/л сверх установленного содержания по норме, при этом датчики указывают значения <р=390ч-395 мВ, 7 = 1120 кг/м3, рН 2, и тогда по сигналу датчиков дозирующие устройства введут в раствор компоненты: НС1 — до рН 0,4; Н202 до ф==600 мВ и NH4C1 до уровня, который снизился вследствие откачки 1/6— 1/7 части раствора.

Способ электрохимической регенерации отработанного медио-хлоридного раствора травления является весьма перспективным, так как помимо регенерации раствора ои обеспечивает возможность утилизации меди в виде катодного осадка.

Способ электрохимической регенерации заключается в пропускании постоянного тока через раствор с использованием титанового катода и графитового анода.

На электродах возможны следующие реакции и характерные для

них электродные стандартные потенциалы: иа катоде XZu2 +-f-e-»

-*-Си+ (ф= +0,153 В), Си + + е->Си (Ф=+0,521 В), Си2++ + 2е Си (ф= + 0,34В); на атюдеСи+->- Си2+ +е (Ф = —0,153В), 2СГ -*-С12+2е (ф= —1,35 В).

При низких и одинаковых плотностях тока регенерация не происходит, так как на катоде медь восстанавливается до одновалентного состояния, а на аноде одновалентная медь окисляется до двухвалентной. При повышении катодной плотности тока до 15 А/дм2 и анодной плотности тока до 2,5—4 А/дм5 на катоде выделяется металлическая медь (реакции), а на аноде одновалентная медь окисляется. В этих условиях происходит также выделение небольших количеств хлора.

С целью предотвращения выделения хлора анодное пространство отделяется пористой диафрагмой с заполнением анолита раствором едкого натра.

В этом случае после извлечения из отработанного раствора избытка меди его обрабатывают перекисью водорода для окисления ионов одновалентной меди до двухвалентной. Современные модели травильных установок снабжаются электрохимическим устройством для утилизации меди и регенерации раствора.

Раствор хлорной меди, несмотря на малую емкость по меди, является наиболее перспективным при выполнении операции травления в негативном процессе и особенно при изготовлении односторонних плат из гетинакса. Перспективность применения раствора хлорной меди обусловлена в первую очередь возможностью его автоматической регенерации и утилизации меди. Кроме того, растворы хлорной меди хорошо отмываются с плат, не оставляя никаких следов солей меди.

Аналогичным является так называемый перекисный раствор, применяемый некоторыми предприятиями. Раствор приготавливается из перекиси водорода (30 %-ной) и соляной кислоты, взятых в отношении 1 : 3. В процессе травления меди происходят следующие реакции:

Cu + H202 ->- CuO + H20;

CuO + 2HCl -► CuCl2 + H20;

CuCl2 + Cu-► 2CuCI.