Входной контроль и механическая обработка печатных плат

 

Во время входного контроля фольгированного диэлектрика проверяют:

· размеры листа и состояние его поверхности;

· прочность сцепления фольги перед и после действия гальванических растворов, расплавленного припоя;

· коробление листов и их способность к механической обработке: штамповке, сверлению отверстий, прессовке и др.;

· поверхностное сопротивление, электропроводность и др. (ГОСТ 10326-78).

Выполняя визуальный осмотр листов, устанавливают наличие царапин, проколов, пузырей и других повреждений.

Прочность сцепления фольги с диэлектриком характеризуется усилием, необходимым для отрыва полоски фольги от ее основы.

Коробление и изгиб диэлектрика проверяют погружением материала в рас­плавленный припой. При этом выявляются трещины на поверхности листа и дефекты сцепления между слоями.

Штампуемость материала определяют его способностью поддаваться механической обработке без образования сколов на гранях отверстий.

Способность материала к сверлению определяют пробным сверлением не­скольких отверстий различного диаметра. Это позволяет установить наличие прожига во время сверления и оплавление поверхности или шероховатость из волокон в отверстиях, затрудняющие проведение металлизации отверстий.

Механическая обработка включает:

· раскрой листового материала на полоски и получение из них заготовок;

· выполнение технологических, фиксирующих, переходных и монтажных от­верстий;

· получение чистого контура платы после всех химических и электрохимиче­ских операций.

 

 

Получение заготовки

 

Заготовка печатной платы – это материал основы определенного размера, обрабатываемый во всех производственных операциях.

Заготовки вырезают на одну или несколько плат (соответственно одиночный и групповой способы) с технологическим полем припуска по периметру листа шириной 10 мм для ОПП и ДПП и 30 мм для МПП (рис. 9.4.1).

 

 

Рисунок 9.4.1.. Заготовки плат: а – на одну деталь; б – групповая

 

На плате, в том числе и технологическом поле, формируется ряд отверстий с определенным функциональным назначением:

· технологические – используются для выполнения отдельных технологиче­ских операций;

· крепежные – служат для закрепления платы в блоке или для механическо­го соединения элементов на плате;

· монтажные – предназначены для соединения выводов навесных элементов с печатной платой, а также для любого электрического подсоединения к проводящему рисунку;

· фиксирующие – служат для точного размещения платы и совмещения с фотошаблонами и отдельными слоями платы;

· контактный переход – токопроводящий участок, который обеспечивает электрический контакт между проводниками в разных слоях МПП;

· контактное отверстие – используют в ДПП для электрического соединения проводников, размещенных с двух сторон платы;

· металлизированные – с наличием на своих стенках слоя осажденного проводящего материала.

Размеры заготовок определяются требованиями чертежа. Малогабаритные платы размером до 100 мм размещают на групповой заготовке с расстоянием между ними 10 мм. Они обеспечивают лучшее использование материала и повышают про­изводительность выполнения ряда операций; платы с размерами одной из сторон больше 100 мм размещают одиночным способом.

Выбор метода получения заготовок определяется серийностью производства В крупносерийном выполнении раскрой листового материала выполняется штамповкой на прессах с одновременной пробивкой фиксирующих отверстий на технологическом поле. Заготовки плат в одиночном и мелкосерийном производстве получа­ют разрезанием на роликовых или гильотинных ножницах. Лист из фольгированного материала можно резать дисковой фрезой.

Все отверстия, которые требуется металлизировать, получают сверлением, по­скольку пробитые отверстия имеют низкое качество и не годятся для металлизации. Стенки отверстий должны бути гладкими, без заусениц, расслоения и т.п. Диаметр просверленного отверстия выполняется больше конечного на 100 мкм, что позволя­т нанести слой меди толщиной 25 мкм и припой толщиной 10 мкм. Сверление мон­тажных отверстий выполняют в кондукторе со специальными сверлами без охлаж­дающей жидкости. Заготовки собирают в пакеты толщиной до 15 мм.

Монтажные и контактные отверстия получают штамповкой в случаях, когда они не металлизируются и их диаметр не больше 1 мм.

Фиксирующие и технологические отверстия изготовляют пробиванием или сверлением. Пробивку обычно выполняют при толщине материала до 0,5 мм. Фик­сирующие отверстия диаметром 4...6 мм выполняют штамповкой или сверлением с высокой точностью – до 10...50 мкм.

 

Обработка по контуру

 

Остаточный (чистовой) контур платы, показанный на рис. 9.4.1 штрихами, получают вырубкой штампом, отрезанием гильотинными ножницами или фрезерованием после изготовления печатных проводников. Это объясняется тем, что травитель, используемый в химических процессах изготовления плат, может глубоко проникать в диэлектрик и вызывать короткие замыкания и снижение сопротивления изоляции. Вырубка по контуру может совмещаться с пробивкой отверстий, пазов и других элементов, которые не требуют металлизации.

Для чистовой обработки плат все чаще используют контурно-фрезерные мно­гошпиндельные станки с числовым программным управлением, которые обеспечивают высокое качество краев платы и точность размеров в пределах ±25 мкм, позволяют обрабатывать внешние и внутренние контуры за одно закрепление, характеризуются надежностью и высокой производительностью — до 2000 плат/час. Они оснащены устройствами для автоматической замены фрез, защитными скафандрами для ограждения оператора от шума, пыли, стружки во время обработки, бесступенчатой регулировкой частоты вращения инструмента в диапазоне 15...60 тыс/мин.

 

Чертеж печатной платы

Координатная сетка

Габаритные размеры печатной платы, координаты и диаметры отверстий на чертеже платы указывают одним из следующих способов:

· соответственно требованиям ГОСТ 2.307-68 с помощью размерных и выносных линий;

· нанесением координатной сетки в прямоугольной или полярной системе координат;

· комбинированным способом с помощью размерных и выносных линий и координатной сетки в прямоугольной или полярной системе координат.

За нуль (начало координат) в прямоугольной системе координат на главном виде печатной платы принимают:

· центр крайнего нижнего левого отверстия на поверхности платы, в том числе и технологического (рис. 9.5.1, а);

· левый нижний угол печатной платы (рис. 9.5.1, б);

· левую нижнюю точку, образуемую линиями построения (рис. 9.5.1, в);

· центр круглой платы в прямоугольной системе координат (рис. 9.5.1, г).

·

 

Рисунок9.5.1.Варианты задания нуля печатной платы в прямоугольной системе координат: а – центр крайнего левого нижнего отверстия; б – левый нижний угол; в – левая нижняя точка, образованная линиями построения; г – центр круглой печатной платы

 

Координатную сетку наносят тонкими сплошными линиями. Основной шаг координатной сетки должен составлять 2,50 мм. Используя шаг координатной сетки меньше основного, необходимо использовать шаг 1,25; 0,625 мм.

Линии координатной сетки требуется нумеровать арабскими цифрами с опре­деленным шагом, например 0, 1, 2, 3,... (рис. 9.5.2, а), или 0, 2, 4,... (рис. 9.5.2, б), или 5, 10, 15,... (рис. 9.5.2, в).

 

 

Рисунок9.5.2. Варианты нанесения линий координатной сетки: с нанесением каждой линии с выделением пятой; б –с выделением через один; в – без нанесения на поле чертежа сетки

 

Для уменьшения частоты сетки допускается наносить линии сетки через одну (см. рис. 9.5.2, б). При этом в технических требованиях пишут: “Линии сетки нанесены через одну”. Если частота линий сетки большая, то можно выделить каждую пятую или десятую линии, увеличивая их толщину до половины толщины контурных линий (см. рис. 9.5.2, а).

Координатную сетку наосят или на все поле чертежа платы, или на часть его поверхности. Линии координатной сетки можно не наносить на изображение, а их нумерацию указывают черточками по контуру платы или ниже его (см. рис. 9.5.2, в).

Чертежи печатных плат выполняют в натуральную величину, или с увеличен­ным масштабом 2:1, 4:1, 5:1, 10:1; преимущество отдается четной кратности.