Лекция 5. Получение контактных масок

Технология устройств
сетей связи и коммутации
Лекция 5. Получение контактных масок.
Лектор: Иевлев Владимир Ильич, к.т.н., доцент
кафедры технологий и средств связи УГТУ-УПИ
Екатеринбург 2007
Технология печатных плат
Цели изучения
• Введение основных понятий: контактная маска (КМ) и ее
функции; виды КМ; методы получения КМ; резисты; виды
резистов; фоторезисты (ФР); виды ФР.
• Ознакомление:
- с технологическими процессами получения КМ;
- с конструкцией и принципом действия оборудования для
получения КМ.
• Сопоставление фотохимического и сеткографического
методов получения КМ.
Технология печатных плат
Содержание
1. Общие сведения о контактных масках (КМ).
Определение КМ. Виды КМ. Функции КМ. Фоторезисты (ФР). Виды ФР. .
2. Получение КМ фотохимическим методом.
Нанесение ФР. Экспонирование ФР. Проявление ФР. Дубление ФР.
Контроль и ретушь КМ.
3. Получение КМ трафаретной печатью.
Принцип трафаретной печати. Характеристики сеток. Устройства для
натяжения сеток. Варианты изготовления сетчатых трафаретов.
Оборудование трафаретной печати.
4. Прочие процессы.
Схема получения КМ офсетной печатью. Снятие ФР.
Технология печатных плат
Получение контактных масок
онтактная маска (КМ) – рельефный рисунок, выполняемый в процессе
зготовления ПП на одной или двух ее сторонах и содержащий как
вободные участки поверхности, так и покрытые тонким слоем защитного
атериала, называемого резистом (от англ. to resist– сопротивляться)
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Материалы и методы получения контактных масок
Материал
Метод получения
Фоторезист (ФР)
Фотохимия
Трафаретная краска (ТК)
Трафаретная печать
(сеткография)
Гальваническое (или
горячее) осаждение
Офсетная печать
Металлорезист
Офсетная краска
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Функции контактных масок:
1. Защита нижележащих слоев от воздействия
травильного раствора.
2. Защита нижележащих слоев от гальванического
осаждения.
3. Маркировка.
4. Защита нижележащих слоев от горячего
осаждения металлов и сплавов (облуживания).
Технология печатных плат
Получение контактных масок
1. КМ, защищающие лежащие под ними поверхности
от воздействия травильного раствора
Технология печатных плат
Получение контактных масок
2. Защита нижележащих слоев от гальванического
осаждения
Пробой диэлектрического резиста
(при недостаточной его
электропрочности)
Маркировка
Технология печатных плат
Получение контактных масок
4. Защита
нижележащих
слоев от
горячего
осаждения
металлов и
сплавов
(облуживания)
- паяльная маска
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Фоторезисты (ФР) – органические природные
или синтетические соединения мономерной или
полимерной структуры, способные изменять свою
растворимость в определенных средах после
облучения актиничным светом (т.е. светом,
вызывающим активацию молекул).
Фоторезисты подразделяют на:
• позитивные и негативные;
• жидкие (на водных или органических
растворителях) и сухие пленочные.
Технология печатных плат
Получение контактных масок
УФ - лучи
а)
б)
из
итивного
Фотошаблон –
позитив
КМ из
негативного ФР
Основание
Получение КМ с использованием
позитивного (а) и негативного (б) ФР
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Этапы получения КМ фотохимическим методом:
• нанесение ФР на поверхность заготовки;
• экспонирование ФР через рабочий
фотошаблон;
• проявление ФР;
• дубление ФР (в зависимости от типа ФР);
• контроль и ретушь КМ.
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Методы нанесения жидких ФР:
а – центрифугированием; б – окунанием; в – валковый; г – распылением:
1 – дозатор для подачи резиста; 2 – подложка; 3 – столик центрифуги;
4 – емкость с ФР; 5 – валки; 6 – нагреваемая планшайба;
7 – форсунка.
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Структура сухого пленочного фоторезиста
(СПФ)
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Схема установки для
нанесения СПФ (ламинатора):
1 - наматывающие катушки для
полиэтиленовой пленки;
2 – полиэтиленовая пленка;
3 – сматывающая катушка с СПФ;
4 – СПФ;
6 – заготовка с нанесенным СПФ;
7 – накатывающие валики;
8 – нагревающие башмаки;
9 – светочувствительный слой
с полиэтилентерефталатной
пленкой (предохраняющей его
от окисления).
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Настольный ламинатор (ширина рулона СПФ – до 300 мм)
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Напольный ламинатор (ширина рулона СПФ – до 600 мм)
Технология печатных плат
Получение контактных масок
втоматический ламинатор (ширина рулона СПФ – до 750 мм)
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Подготовка поверхности диэлектрика перед нанесением
фоторезиста:
А – подача заготовок; 1 – автоматический погрузчик; 2 – модуль
редварительной химической очистки и промывки;
– модуль очистки; 4 – модуль сушки; 5 – открытый транспортер
ля осмотра заготовок; 6 – нанесение СПФ
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Процесс экспонирования
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Установки экспонирования
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Проявление фоторезиста
Форсунки
Движение заготовки
Система струйной обработки TFS
(бестурбулентная с попеременной подачей
раствора в левые и правые форсунки) исключает
появление луж, образуемых при вертикальной
подаче раствора
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Линия струйного проявления фоторезиста
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Четырехкамерная линия проявления фоторезиста
для массового производства
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Принцип трафаретной печати
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Технические характеристики
металлических сеток
Номер Размер
отверстия
етки
(ячейки), мкм
Коэффициент Толщина
живого
проволоки,
сечения, %[1] мкм
1
100
34,6
70
09
90
31,6
70
08
80
30,0
55
06
60
32,0
40
05
50
31,0
35
04
40
28,0
30
1] Коэффициент живого сечения – это отношение площади
просвета в ячейках к общей площади ткани
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Технические характеристики капроновых сеток
Номер
сетки
Размер отверстия
(ячейки), мкм
Коэффициент
живого
сечения, %[1]
Толщина
ткани, мкм
49
143
47,7
80…90
52
142
53,4
70…80
55
132
51,5
70…80
58
122
48,9
70…80
64
106
45,0
70…80
70
93
41,5
70…80
73
87
42,6
70…80
76
82
38,9
70…80
[1] Коэффициент живого сечения – это отношение площади
просвета в ячейках к общей площади ткани
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Схема устройства пневматического натяжения сеток
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Стол для натяжения сеток
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Сетчатый трафарет, изготовленный с применением
жидкого ФР (а) и СПФ (б)
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Полуавтоматическая
установка трафаретной
печати
Размер заготовок
(150…610)х(150…610) мм
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Схема офсетной печати
остоинство – высокая производительность и автоматизируемость.
едостаток – тонкие (менее 1 мкм) слои резиста с невысокой
ойкостью.
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Линия снятия фоторезиста
Состав линии: входной модуль; модуль снятия фоторезиста
длина камеры 1310 мм ); модуль промывки; модуль сушки.
Технология печатных плат
Получение контактных масок
Линия снятия фоторезиста
Технология печатных плат
Выводы
• Получение контактных масок (КМ) является одним из
главных процессов, определяющим уровень
коммутационной способности печатной платы.
• Преобладают два метода получения КМ: фотохимический
и сеткографический.
Информационное обеспечение лекции
Литература по теме:
1. Медведев А.М. Печатные платы. Конструкции и
материалы. Москва: Техносфера, 2005. – 304 с.
2. Медведев А.М. Технология производства
печатных плат. Москва: Техносфера,
2005. – 360 с.