|
| |
Новые поступления методичек и справочников Об электрических измерениях
Достоинством метода сравнения является высокая точность измерений, а недостатком - сложность. Метод непосредственной оценки, наоборот, отличается простотой и малым временем измерения. Поэтому, несмотря на сравнительно малую точность, он получил наибольшее распространение в производственной практике, в то время как метод сравнения используется в основном при лабораторных измерениях. Однако в связи с интенсивным развитием автоматизации измерений, которое происходит в настоящее время, следует ожидать, что метод сравнения будет находить все большее применение и на производстве.
Измерения в электронике
Измерительная установка представляет собой комплекс федств измерений и вспомогательных устройств, обеспечивающий получение измерительной информации на исследуемом объекте в заданном объеме и заданных условиях. Обычно в измерительную установку входят приборы, меры, а также устройства их сопряжения, питания, обеспечения режимов измерений. Такая установка может быть с ручным управлением или автоматизированной. Дальнейшим усложнением измерительных задач, решаемых в интересах проверки работоспособности многопараметрических электронных систем в условиях их функционирования, вызвано появление термина измерительная система. В настоящее время, как правило, измерительные системы создаются автоматизированными и называются автоматизированными измерительными системами (АИС), автоматизированными системами контроля (АСК) и т. д. В АСК ряд параметров может измеряться с низкой точностью (годен - негоден). В этих случаях решаются не измерительные, а контрольные задачи, и соответствующие приборы являются индикаторами, не требующими метрологической поверки.
Автоматизация производственных процессов
Одним из вариантов электрохимического (полуаддитивного) процесса является так называемый «тентинг-процесс». В этом варианте заготовка печатной платы, в которой просверлены отверстия, металлизируется полностью химическим, а затем гальваническим меднением с толщиной слоя 25-30 мкм. Далее с помощью сухого пленочного фоторезиста толщиной 40-60 мкм и фотошаблона-негатива получается защитный рисунок из пленки фоторезиста, перекрывающей все отверстия и защищающей их от попадания травильного раствора. Как и в обычном химическом методе, проводящий, рисунок здесь образуется после травления меди. Проводники, контактные площадки и стенки отверстий облуживаются сплавом ПОС-60 горячим способом по методу «Левельэр» или ППВ (покрытие припоем с выглаживанием). Тентинг-процесс дает хорошие результаты при изготовлении многослойных плат с внутренними переходами нз диэлектрика, обе стороны которого покрыты 5- или 35-микронной медной фольгой.
Работа линий электропередач
При производстве работ с опоры монтер не должен касаться изоляторов гирлянды, специальных ограладений, сам приближаться и приближать инструмент к проводу на расстояние менее 0,6 ж на линиях 85 кв, 1 м на линиям ПО кв, 1,5 ж на линиях 154 ке и 2 ж «а линиях 220 кв. Исключение составляют работы по перецепке гирлянд. При этих работах монтер может касаться на линиях ПО и 154 /се первого и второго изоляторов, считая от траверсы, а на линиях 35 кв первого изолятора и шапки второго Изолятора (при трех или четырех изоляторах в гирлянде) или только шапки первого изолятора (при двух годных изоляторах в гирлянде).
Устройство молниезащиты
При возведении в грозовой период высоких зданий и сооружений на них в ходе строительства, начиная с высоты 20 м, необходимо предусматривать следующие временные мероприятия по молниезащите. На верхней отметке строящегося объекта должны быть закреплены молние-приемники, которые через металлические конструкции или свободно спускающиеся вдоль стен токоотводы следует присоединять к заземлителям, указанным в пп. 3.7 и 3.8. В зону защиты типа Б молниеотводов должны входить все наружные площадки, где в ходе строительства могут находиться люди. Соединения элементов молниезащиты могут быть сварными или болтовыми. По мере увеличения высоты строящегося объекта молниеприемника следует переносить выше.
Об интегральных микросхемах
Элемент интегральной микросхемы - часть интегральной микросхемы, .реализующая функцию какого-либо электрорадиоэлемента, которая выполнена нераздельно от кристалла или подложки и не может быть выделена как самостоятельное изделие с точки зрения требований к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации (к электрорадиоэлементам относятся транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы и др.).
Нейтронная трубка
Ускорительная трубка для генерации нентроноз нли Яейтронная трубка (НТ) представляет собой электровакуумное устройство для получения ускоренных частиц с-энергией, достаточной для эффективного протекания ядерной реакции с образование.м нейтронов на мишени. Наибольшее распространение получили НТ на основе диодной ускоряющей системы и различных типов ионных источников. Различают газонаполненные и вакуумные НТ. Газонаполненные НТ заполнены рабочим газом (как правило, смесью дейтерия и трития) до давления Р > 10~ Па, достаточного для возникновения и поддержания газового разряда в ее ионном источнике. В вакуумных НТ выделение рабочего газа (дейтерия) для ионного источника и его ионизация происходят в момент срабатывания трубки. Обычно дейтерием насыщают электроды ионного источника.
Механические колебательные системы
Применяемые в электроакустике аппараты являются преобразователями од-нбго вида энергии в другой. Например, подводимая к зажимам громкоговорителя электрическая энергия частично затрачивается на нагрев проводника и, таким образом, превращается в тепловую, а частично превращается в механическую энергию колебаний подвижной системы громкоговорителя. Для выяснения сущности процесса преобразования одного вида энергии в другой и связи между электрической цепью и механической колебательной системой преобразователя рассмотрим для примера наиболее распространенный в электроакустике электродинамический принцип преобразования.
Общая акустика
Если к телу приложить силу, то в нем всегда должна создаться упругая волна. Однако в обычных задачах теоретической механики упругие волны не учитывают. Например, изучая движение .свободного тела, возникающее под действием прикладываемой к телу силы, считают, что ускорение получает сразу все тело в целом, а не только участок приложения силы, затем соседний участок и т. д. Аналогично, рассматривая действие силы на закрепленное тело, считают, что тело, деформируясь, приходит в равновесие все сразу, во всех своих частях. Такой подход равносилен предположению, что скорость звука в теле бесконечна. В первом примере это соответствует абсолютно жесткому телу (бесконечная упругость), а во втором-безмассовому телу. Механические задачи при таком подходе сильно упрощаются. В частности, оказывается возможным в каждой задаче учитывать либо только массу тела (первый пример), либо только его упругие свойства (второй пример).
Теплопередача
Многие процессы переноса теплоты сопровождаются переносом вещества. Например, при испарении воды в воздух, помимо теплообмена, имеет место и перенос образовавшегося пара в паровоздушной смеси. В общем случае перенос пара осуществляется как молекулярным, так и конвективным путем. Совместный молекулярный и конвективный перенос массы называют конвективным массообменом. При наличии массообмена процесс теплообмена усложняется. Теплота дополнительно может переноситься вместе с массой диффундирующих веществ.
Источники вторичного электропитания
Все ИВЭП непрерывного действия характеризуются теоретически предельными значениями КПД. В этих устройствах энергетическая оптимизация заключается в максимальном приближении к теоретически предельному значению КПД. В инверторе с оконечным каскадом в режиме В для этого не следует вводить значительное смещение, а уменьшать искажения следует, охватывая усилитель цепью общей отрицательной обратной связи (ООС). В стабилизаторе постоянного напряжения рассеиваемую мощность можно уменьшить, уменьшая различие между входным и выходным напряжениями и потери в цепях управления.
Источники вторичного электропитания
Электропитание радиоэлектронной аппаратуры осуществляется средствами вторичного электропитания, которые подключаются к источникам первичного электропитания, преобразуют их переменное нли постоянное напряжение в ряд выходных напряжений различных номиналов как постоянного, так и переменного тока с характеристиками, обеспечивающими нормальную работу РЭА в заданных режимах. Для выполнения этих задач в состав средств вторичного электропитания входят как сами источники питания, так я ряд дополнительных устройств, обеспечивающих нх работу в составе комплекса РЭА.
Импульсные устройства
Импульсный режим работы позволяет осуществить огромную концентрацию энергии во времени на основе такого принципа работы: в течение длительного интервала времени между импульсами осуиестеляется медленное запасание энергии (в специальных накопительных элементах генераторного устройства), получаемой от исттника небольшой моиности, после чего производится быстрая локализация накопленной энергии в нагрузочном элементе в течение короткого времени действия рабочего импульса. С трансформацией времени запасания и реализации накопленной энергии связана соответствующая трансформация мощности. Таким путем удается получить импульсную мощность, во много раз большую мощности источника питания.
Микроэлектродвигатели
При выборе и составлении схем обмоток встречаются две характерные задачи. При использовании стандартных штампов уже имеющихся машин требуется осуществить выбор типа обмотки и ее анализ для составления схемы обмотки, при которой асимметрия взаимных индуктивностей будет наименьшая. Назовем этот процесс синтезом обмоток. Под синтезом здесь следует понимать последовательность действий по определению числа катушек первичной и вторичной обмоток, их пространственного расположения и схемы соединения отдельных катушек с целью обеспечения наиболее оптимальных электромагнитных связей между отдельными обмотками.
Электромагнитные устройства
Электромагнитным устройствам принадлежит заметная роль в современной РЭА и средствах автоматики при решении широкого круга технических задач в приводных, программных, переключающих, тормозных, фиксирующих, блокировочных и многих других устройствах. На основе ЭМУ построены самые разнообразные конструкции реле, контакторов, пускателей, клапанов, гидро- и пневмовентилей, движителей, искателей, расцепителей, дистанционных переключателей и фиксаторов положений, муфт, ударных, пробивных и прессовых механизмов, тормозных, подъемных, тянущих, толкающих и других устройств. ЭМУ являются одним из видов двигателей (источников движения), одним из основных элементов средств автоматики и автоматизации. Сегодня трудно назвать отрасль промышленности, где бы не использовались те или иные ЭМУ.
Датчики
По принципу действия датчики укрупненно делятся на физические и химические. Первые построены на основе физических, вторые - на основе химических явлений. Но, строго говоря, имеются датчики, которые нельзя четко отнести к тому или иному типу. Практически подавляющее большинство современных датчиков работаег на основе физических принципов. Для химических датчиков характерно наличие многих проблем, связанных преимущественно с надежностью, приспособленностью к массовому производству и стоимостью, В настоящее время многие из этих трудностей постепенно преодолеваются, и в будущем химические датчики найдут широкое применение, особенно как датчики запаха, вкуса или датчики медицинской электроники, вводимые в тело.
Расчет индуктивности
Магнитный поток, сцепляющийся с каким-либо электрическим контуром, в общем случае обусловлен как током в этом контуре, так и токами в других, соседних с ним контурах. В соответствии с этим вводят понятие о потоках самоиндукции и взаимной индукции электрических контуров, а именно: потоком самоиндукции контура называют полный магнитный поток, сцепляющийся с этим контуром и обусловленный током в нем, а потоком взаимной индукции - полный магнитный поток, сцепляющийся с данным контуром и обусловленный токами в других контурах.
Автономный инвертор
Автономными инверторами называют вентильные преобразователи ПОСТОЯННОГО тока в переменный, работающие на автономную нагрузку. Появление тиристоров обусловило бурное развитие данной области преобразовательной техники. В настоящее время тиристорные автономные инверторы получают ншрокое распространение в различных областях техники, В перечень основных применений входят следующие.1. Стабилизированные однофазные и многофазные источники питания автономных сетей переменного тока. Они применяются в том случае, если частота переменного тока, необходимого для работы потребителей самого различного назначения, выше частоты основного энергетического источника. Для таких инверторов характерны высокие требования по жесткости выходной частоты, по стабильности и качеству выходного напряжения. 2. Однофазные источники ровышенной частоты для термической обработки металлов (установки индукционного нагрева, завалки, плавки). Выходные частоты инверторов указанного применения изменяются в сравнительно небольших предела, причем жесткие требования стабильности частоты отсутствуют. Зачастую регулирование частоты подчинено задаче поддержания неизменным выходного напряжения при изменении параметров нагрузки. 3. Преобразователи частоты на основе- автономных инверторов для регулирования частоты вращения двигателей переменного тока. Выходные частоты таких инверторов изменяются в широких пределах, одновременно с регулированием частоты должно изменяться выходное иапряж,ение инвертора. Специальным управлением инвертора, «роме регулирования частоты вращения, осуществляется реверсирование двигателя. Из приведенного краткого перечня видно, что требования к автономным инверторам различного применения различаются весьма существенно, что обусловливает различные решения как по силовым схемам, так и по системам управления инверторов. В первой из указанных областей применений используются в основном автономные инверторы тока с компенсацией реактивной модности iiarpyaiKii и инвертора путем включения на стороне переменаюго тока статических конденсаторов {пщал-лельные, последовательные, смешанные). В ряде случаев, кроме конденсаторов, на выходе инвертора -включаются дополнительные устройства, позволяющие Независимо от нагрузки регулировать суммарный коэффициент мощности па стороне переменного тока (дроссели, управляемые с помощью тиристоров, либо выпрямители обратного тока). Управление инвертором охватывает также и управление указанными дополнительными устройствами. Численные методы
Сложные вычислительные задачи, возникающие при исследовании физических и технических проблем, можно разбить на ряд элементарных-таких как вычисление интеграла, решение дифференциального уравнения и т. п. Многие элементарные задачи являются несложными и хорошо изучены. Для этих задач уже разработаны методы численного решения, и нередко имеются стандартные программы решения их на ЭВМ. Есть и достаточно сложные элементарные задачи; методы решения таких задач сейчас интенсивно разрабатываются (например, решение уравнений бесстолкновительной плазмы).
Механические величины
Для травления дюралюминия применяют следующий состав: соляная кислота 16,5%, азотная кислота 16,5%, фтористо-водородная кислота 4,5% и вода 62,5%. Реактив действует быстро; после травления изделие необходимо немедленно промыть и просушить.
Радиорелейная связь
В современных радиорелейных системах передачи сигналов изображения и звуковых сигналов телевидения осуществляются в одном телевизионном стволе. Передачи звуковых сигналов телевидения осуществляются с помощью сигнала подиесущей, частота которого выше верхней частоты сигнала изображения. Предварительно звуковой сигнал телевидения модулирует по частоте сигнал подиесущей. Далее, промодулнрованный сигнал поднесущей частоты складывается с сигналом изображения н пилот-сигналом, и образованный таким образом линейный снгиал телевизионного ствола поступает на вход частотного модулятора.
Работа в электроустановках
Принципиальные схемы сравнительно просты по начертанию, но по существу они самые сложные и самые важные. Дело в том, что именно на основании принципиальных схем разрабатывают схемы других типов, т. е. такие схемы, руководствуясь которыми выполняют работы. Это схемы соединений (монтажные) (4), подключения (5), общие (6), расположения (7) и объединенные. На объединенной схеме могут быть помещены схемы одного вида нескольких типов, относящихся к одному изделию (установке), например схема электрическая принципиальная (ЭЗ) и схема электрическая соединений (Э4). Объединенной схеме присваивается наименование схемы, имеющей меньший номер из номеров объединенных схем; в данном случае схеме нужно присвоить номер ЭЗ, так как ЭЗ меньше, чем Э4. Применительно к энергетическим сооружениям вместо слова "изделие" говорят "установка". Но по-няпю, что в состав у.-тановки как ее составные части входят собственно изделия, например шиты и пульты управления, шинопроводы.
Замораживание пищевых продуктов
Наибольшая скорость образования кристаллов льда наблюдается в интервале температур от -1 до -5° С, когда более 70% воды превращается в лед; при дальнейшем понижении температуры скорость процесса кристаллообразования постепенно уменьшается. Этот интервал температур называется «зоной максимального кристаллообразования». Именно в этой зоне формируется та или иная кристаллическая структура льда, характер которой определяется интенсивностью отвода теплоты. При замораживании следует стремиться к тому, чтобы зона максимального кристаллообразования была пройдена возможно быстрее.
Электроаппаратура
Большинство операционных усилителей имеют один несимметричный выход, входы же у них дифференциальны по отношению к земле. Это приводит к тому, что входы оказывают на выходное напряжение одинаковое в количественном отношении, но противоположное по знаку влияние. Если ко входам приложены одинаковые относительно земли напряжения, то их влияние будет взаимно скомпенсировано и выход будет иметь нулевой потенциал.
Печатная плата представляет собой плоское изоляционное основание, на одной или обеих сторонах которого расположены токо-проводящие полоски металла (проводники) в соответствии с электрической схемой. Печатные платы служат для монтажа на них электрорадиоэлементов (ЭРЭ) с помощью полуавтоматических и автоматических установок с последующей одновременной пайкой всех ЭРЭ погружением в расплавленный припой или на волне жидкого припоя ПОС-60. Отверстия на плате, в которые вставляются выводы электрорадиоэлементов при монтаже, называют монтажными. Металлизированные отверстия, служащие для соединения проводников, расположенных на обеих сторонах платы, называют переходными. Применение печатных плат позволяет облегчить настройку аппаратуры и исключить возможность ошибок при ее монтаже, так как расположение проводников и монтажных отверстий одинаково на всех платах данной схемы. Использование печатных плат, обусловливает также возможность уменьшения габаритных размеров аппаратуры, улучшения условий отвода тепла, снижения металлоемкости аппаратуры и обеспечивает другие конструктивно-технологические преимущества по сравнению с объемным монтажом. К печатным платам предъявляется ряд требований по точности расположения проводящего рисунка, по величине сопротивления изоляции диэлектрика, механической прочности. Одним из основных требований является обеспечение, способности к пайке, достигаемое соответствующим выбором гальванического покрытия и технологией металлизации, поэтому в производстве печатных плат особое внимание уделяется химико-гальваническим процессам. Изготовление печатных плат осуществляется химическим, электрохимическим или комбинированным способом. В последнее время получили распространение новые способы изготовления - аддитивные. Ниже дана краткая характеристика каждого из способов. Исходным материалом при химическом способе служит фольги-рованный диэлектрик, т. е. изоляционный материал, обычно гетинакс, на поверхность которого с одной или двух сторон наклеена медная фольга толщиной 35-50 мкм. На поверхность медной фольги вначале наносится защитный рисунок (рельеф) таким образом, чтобы он защитил проводники при вытравливании меди. Защитный рисунок схемы выполняется стойкими к воздействию травильных растворов материалами. Затем следует операция травления, в результате которой полностью вытравливается медь и создается проводящий рисунок. В зарубежной практике данный способ называют субтрактивиым. Отверстия для установки выводов электрорадиоэлементов (резисторы, конденсаторы и т. д.) сверлятся или штампуются после вытравливания меди и не металлизируются. Пайка выводов электрорадиоэлементов производится непосредственно к контактным площадкам печатных проводников, как показано на рис. 1. Химический  Пайка выводов электрорадиоэлементов на одностороннюю печатную плату метод применяется главным образом в производстве плат широковещательной радиоаппаратуры. Электрохимический способ в зарубежной литературе и частично в отечественной практике называют полуаддитивным от латинского слова aclclitio, так как проводящий рисунок создается в результате электрохимического осаждения металла, а не вытравливания. Приставка полу означает, что в технологии изготовления сохранена операция травления тонкого слоя металла, который образуется по всей поверхности платы при химической металлизации. Исходными материалами в этом случае служат нефольгиро-ванные диэлектрики. Защитный рисунок в отличие от предыдущего метода наносят таким образом, чтобы открытыми оставались те участки поверхности, кбторые подлежат металлизации с целью образования проводниковых элементов схемы. Электрохимический способ предусматривает получение металлизированных отверстий одновременно с проводниками и контактными площадками. Комбинированный способ представляет собой сочетание первых двух способов. Исходным материалом . служит фольгированный с двух сторон диэлектрик (приложение 1), поэтому проводящий рисунок получают вытравливанием меди, а металлизация отверстий осуществляется посредством химического меднения с последующим электрохимическим наращиванием слоя меди. Пайка выводов электрорадиоэлементов производится посредством заполнения припоем монтажных отверстий в плате. Комбинированный метод в настоящее время является основным в производстве двусторонних и многослойных печатных плат для аппаратуры самого разнообразного назначения. Аддитивный метод заключается в создании проводящего рисунка посредством металлизации достаточно толстым слоем химической меди (25--35 мкм), что позволяет исключить применение гальванических операций и операции травления. Исходным материалом при этом служит иефольгиро-ванный диэлектрик. Исключение вышеуказанных операций позволяет существенно уменьшить ширину проводников и зазоры между ними, что, в свою очередь, обеспечивает возможность увеличить плотность монтажа на платах. Кроме того, как показал опыт, применение этого метода на ряде фирм США способствует снижению стоимости плат на 15-20 %. а также расходов химикатов, сокращению производственных площадей и состава оборудования. До 10 % плат, производимых в Европе и США, изготавливаются по аддитивному методу. Более широкому его распространению препятствуют патентные ограничения.  Структура печатной платы, изготовленной комбинированным методом процессы изготовления печатных плат химическим методом
Вариант А назван негативным потому, что для получения защитного рельефа методом фотопечати в качестве фотошаблона используется негативное изображение проводящего рисунка платы, т. е. пробельные места черные, а проводники - оптически прозрачные. Таким образом, проходящий через светлые участки поток ультрафиолетовых лучей при экспонировании полимеризует фоторезист, нанесенный на поверхность заготовки, образуя защитный рельеф. В варианте Б защита проводящего рисунка при травлении осуществляется металлическим покрытием, поэтому защитный рельеф наносится на пробельные места и, следовательно, при фотопечати используется позитивное изображение платы. Вариант А наиболее распространен в производстве плат бытовой радиоаппаратуры, он характеризуется минимальной трудоемкостью и возможностью автоматизации всех операций. В качестве метода получения защитного рельефа при этом используется наиболее дешевый в массовом производстве способ трафаретной печати - сеткография - с применением краски, полимеризующейся с помощью ультрафиолетового облучения. Для выполнения основных операций технологического процесса создана автоматическая линия модульного типа, в которой предусмотрены следующие операции: трафаретная печать, сушка краски, травление, промывка, удаление краски и сушка готовой платы. Линия рассчитана на производство 800 тыс. плат в год, размер заготовок 500X500 мм. Химико-механическая 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 на 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. Главным преимуществом данного метода является исключение из технологии операции нанесения маски из эпоксидной смолы, представляющей большую профессиональную вредность. Вариант Б применяется весьма редко и ограничивается обычно изготовлением полосковых плат. В качестве гальванического покрытия при этом служит серебро с тачщиной слоя 9-12 мкм. Платы с односторонним или двусторонним расположением проводников без металлизации отверстий могут быть изготовлены способами штамповки, переноса а также нанесения токопроводящих красок (паст). Оба способа характеризуются значительной трудоемкостью, так как в технологических процессах имеется много ручных операций, поэтому они могут использоваться лишь в условиях опытного и мелко-сернниого производства. Наиболее перспективным является позитивный способ, осушеств-ляемый по так называемому базовому технологическому процессу, структура которого аналогична вышеизложенному полуаддитивному процессу. К основным операциям процесса можно отнести резку заготовок и сверление отверстий, подлежащих металлизации; подготовительные операции; химическое меднение; утолщение слоя меди до 5-7 мкм гальваническим меднением; нанесение защитного рельефа на пробельные места; гальваническое меднение; гальваническое покрытие сплавом олово-свинец; удаление защитного рельефа; травление; обрезку по контуру. Оплавление покрытия олово-свинец; маркировку, консервацию, упаковку. Процесс обеспечивает получение зазоров между проводниками и ширину проводников до 0,2 мм. Подготовительные операции перед химическим меднением заготовок плат с просверленными отверстиями могут осуществляться в двух вариантах: 1) механическая зачистка с целью удаления заусенцев и дефектов на поверхности фольги в сочетании с химическими операциями; 2) электролитическое полирование. Последовательность операций для обоих вариантов представлена в табл. 3, где знаками плюс и минус обозначена применяемость операции. Таблица 3. Подготовительные операции перед химическим меднением
Ниже даны основные характеристики отдельных подготовительныхопераций. Химическое обезжиривание осуществляется в растворе следующего состава (г/г): тринатрийфосфат - 30-35, сода кальцинированная - 30-35, препарат ОС-20 - 3-5. В том случае, когда раствор используется в установках струйной обработки, в него вводится пеногаситель, например эмульсия КЭ-10-21 (1-2 г/л). Температура раствора 40-60 °С, продолжительность обработки 2-5 мин. Подтравлнвание медной фольги производится в растворе, содержащем 200-250 г/л надсериокислого аммония и 5-7 г/л серной кислоты. Промывки в холодной и горячей воде осуществляются в ваннах с проточной водой, С целью значительного снижения расхода воды редамендуется устанавливать двухступенчатые ванны каскадного типа. Электролитическое полирование заключается в анодной обработке заготовок, в результате которой растворяются заусенцы, образующиеся при сверлении, а на поверхности фольги создается оксидный слой, препятствующий осаждению меди иа поверхности заготовки при химическом меднении. Выполнение этой операции после активирования позволяет удалить с поверхности адсорбированный слой палладия, который при этом растворяется вместе с медью, что также препятствует химическому осаждению меди на фольгу Электролитом служит раствор ортофосфорной кислоты (1140- 1170 г/л) с добавлением 70-100 мл/л бутилового спирта (бутанол) Раствор готовится следующим образом. К бутанолу добавляется равное количество воды, в полученную смесь медленно при постоянном перемешивании добавляется ортофосфорная кислота плотностью 1600-1700 кг/м По достижении плотности раствора 1540- 1550 кг/м добавление кислоты прекращают. Катодами в ванне служат листы из меди или коррозионно-стойкой стали, помещенные в чехлы из хлориновой ткани. Отношение поверхности катода к поверхности анода (заготовки плат) должно быть от 3: 1 до 5 : 1. Процесс электрополирования ведут при комнатной температуре и анодной плотности тока 2-2,5 А/дм, однако регулирование силы тока на ванне следует производить по напряжению на зажимах ванны, поддерживая его в пределах 1,5-3 В в зависимости от размеров ванны. Рабочее напряжение иа ванне должно быть иа 0,2-0,3 В меньше того, при котором начинается выделение на полируемой поверхности кислорода. Продолжительность операций 15-20 мин. На катодной поверх-.ности вначале выделяется водород, но затем, по мере накопления в электролите меди, начинается ее осаждение в виде порошка. Увеличением катодной поверхности можно добиваться получения медн в виде пленки, которая лег}со снимается с поверхности катода. Уровень электролита следует поддерживать, доливая ванну водой или ортофосфорной Кислотой в зависимости от плотности раствора, которая составляет 1560-1600 кг/м Бутанол вводится по мере ослабления блеска поверхности или появления растравленных участков полируемой поверхности. Используя комбинированный метод, можно изготавливать платы с повышенной плотностью моитджа. В этом случае исходным материалом служит стеклотекстолит, фольгированный очень тонкой мед ной фольгой (толщина фольги 5 мкм). Медная фольга защищается от возможных повреждений, при хранении, транспортировании и сверлении отверстий медным или алюминиевым листовым протектором толщиной 50-75 мкм. Материал с-медным протектором получил название «Слофаднт», а с алюминиевым протектором - СТПА. После сверления отверстий в заготовке и операции химического меднения протектор отделяется от поверхности фольги и укладывается в отдельную тару для последующей сдачи предприятиям цветной металлургии как вторичное сырье. Заготовка подвергается гальванической металлизации («затяжке») и другим операциям, приведенным выше. Продолжительность операции травления уменьшается в 5 раз, так как толщина слоя меди, подлежащая вытравливанию, составляет 10-12 мкм вместо 45-50 мкм в случае применения обычных фоль-гированных диэлектриков. В результате этого эффект бокового подтравливания практически исключается н достигается возможность получения узких проводников шириной до 0,15 мм и таких же зазоров между ними, что характерно для плат, изготавливаемых по полуаддитивиой технологии. Технологический процесс изготовления двусторонних печатных плат комбинированным методом из материала типа <Слофадит» обеспечивает повышенную плотность монтажа, что позволяет во многих случаях многослойные платы в 6-8 слоев заменить на двусторонние. Широкое применение микросборок, интегральных схем и изделий современной полупроводниковой техники привело к тому, что прн монтаже их на печатные платы резко возросла коммутация между ними н появилась необходимость размещения проводников в различных изолированных друг от друга слоях многослойной платы. Многослойные соединения осуществляются через металлизированные сквозные отверстия, поэтому и метод изготовления МПП получил название * метод сквозной металлизации». Другие способы межслой-ного соединения применяются очень редко н поэтому не предусмотрены нормативно-технической документацией.  Структура многослойной платы Технологический процесс изготовления МПП состоит из трех основных этапов: 1) подготовки отдельных слоев; 2) сборки пакета и прессования; 3) получения проводящего рисунка на наружных слоях. На заготовках из тонких фольгнрованных диэлектриков, например марок СТФ-1 или СТФ-2 {приложение 3), химическим методом получают проводящий рисунок, используя жидкие нли сухие пленочные фоторезисты. Б качестве травителя могут быть использованы различные по типу растворы: кислые или щелочные, представленные в гл. 6 настоящей брошюры. При выборе раствора следует остановиться на том составе, который принят для основного процесса, т. е. аммиачно-хлоридиого, так как нецелесообразно в производственных условиях иметь два различных состава. После вытравливания меди наблюдается нежелательная деформация сжатия диэлектрика, обусловленная внутренними напряжениями, проявляю- щими свое действие после удаления части медной фольги. Величина этих деформаций зависит от характера проводящего рисунка и она минимальна в случае применения диэлектриков, фольгнрованных медью с двух сторон. Вначале на каждом технологическом поле отдельно взятого слоя с проводящим рисунком пробиваются базовые или фиксирующие отверстия, с помощью которых прн сборке достигается хорошее совмещение контактных площадок по вертикали. Количество отверстий устанавливается в зависимости от размеров платы нормативно-технической документацией и доходит до 10. Для выполнения данной операции предназначена установка совмещения н штамповки базовых отверстий. Установка рассчитана на заготовки плат с максимальным размером 500 X 500 мм и минимальным - 200 X 200 мм. Шаг перемещения стола - 10 мм. Точность базирования ±0,05 мм. Диаметр базовых отверстий - 5 мм. Аналогичные отверстия пробиваются в листах прокладочной стеклоткани СП. Прокладочная стеклоткань представляет собой листы стеклоткани из крученых нитей диаметром 0,1-0,25 мм, пропитанной эпоксидным лаком ЭД-8-Х. Этот материал находится в иедополи-меризованном состоянии и имеет следующий состав (масс, доли, %): летучие - 0,3-1,2; связующие-45-52; растворимые смолы - 85-100. Время гелеобразования - 5-15 мин, срок хранения прокладочной стеклоткани - 6 мес. По истечении этого срока процессы полимеризации в материале, протекающие самопроизвольно, ухудшают его способность к склеиванию при прессовании многослойных плат. Для обеспечения высокой прочности сцепления поверхности медных проводников с изолирующими межсловными материалами необходимо придать им микрошероховатость, а еще лучше создать оксидный слой соответствующей химической или струйной обработкой растворами травителей состава. Температура раствора - до 60 °С. Для выполнения этой операции выпускается установка в виде линии химической подготовки слоев перед прессованием. Линия модульной конструкции имеет в своем составе отдельные модули для подтравливания, промывок и сушки заготовок. Скорость конвейера регулируется и этим обеспечивается необходимая производительность и качество обработки. Сборка пакета производится в пресс-форме путем последовательной укладки отдельных слоев МПП и прокладочной стеклоткани, количество листов которой определяется соответствующей нормативно-технической документацией, например три листа толщиной 0,025 мм для односторонних слоев. При сборке пакета необходимо обращать внимание на правильное ориентирование нитей стеклоткани. Для устранения влияния неровностей поверхности пресс- Для обеспечения хорошего качества МПП необходимо следить за состоянием помещения. Температура воздуха в помещении должна быть в пределах 23-25 °С, относительная влажность-не более 40%. Помещение должно быть обеспылено, так как попадание пылинок при сбврке вызывает образование различных дефектов в МПП. Получение проводников, а также металлизация монтажных и переходных отверстий производится в основном по вышеприведенной технологии комбинированного метода с дополнительной химико-механической обработкой стенок отверстия для обеспечения прочного сцепления слоя металлизации с торцами контактных площадок в отдельных слоях. В результате химико-механической обработки создается ступенчатый рельеф на стенках отверстий, который показан на рис. 5. Кроме того, при этом медные торцы контактных площадок хорошо очищаются от эпоксидной смолы, наволакиваемой на них в процессе сверления, а обнаженные нити стеклоткани становятся слегка шероховатыми. Химико-механическая обработка отверстий включает в себя операции, которые проводятся в следующей последовательности: 1. Гидроабразивная обдувка. Абразивно-водяная пульпа, содержащая электрокорунд зернистостью М40 в отношении с водой 1:4 по массе, прогоняется через каждое отверстие под давлением 0,4-0,5 МПа в специально созданной для этой цели установке. 2. Травление диэлектрика. Обработка в концентрированной серной кислоте при температуре 35-40 °С в течение 0,5-0,7 мни, при этом глубина травления получается в пределах 15-20 мкм. На некоторых предприятиях применяют более агрессивный раствор в виде смеси серной и плавиковой кислот, взятых в отношении 5:1. Серная кислота растворяет эпоксидную смолу, а плавиковая-стекло с образованием газообразных продуктов по реакции Двукратная промывка в проточной воде с интенсивным покачиванием плат.  Ступенчатый рельеф отверстия 2 - изоляционная прокладка; 3 - ме-тал.1нческнн слой 4. Сушка теплым воздухом. 5. Гидроабразивная обдувка вторичная. 6. Промывка в проточной воде. 7. Промывка с наложением ультразвуковых колебаний. Применяя базовую технологию производства МПП,. можно получить гибко-жесткую конструкцию плат. В этом случае гибкий общий для двух плат слой изготавливается методом травления фольгироваиного полиимида. Сборка пакета и прессование всех элементов конструкции производятся одновременно. С помощью металлизированных отверстий достигаются межс-лойные соединения в том числе и соединения с проводниками гибкого слоя. Аддитивный способ изготовления плат Этот способ предусматривает получение проводящего рисунка из меди толщиной 25-30 мкм, осажденной химическим способом (толстослойное химическое меднение). При этом слой меди должен иметь плотность 8800-8900 кг/м чистоту 99,8-99,9 %, электрическое сопротивление не более 0,0188 Ом-мм и эластичность, характеризующуюся величиной относительного удлинения. Прочность сцепления меди с диэлектриком должна соответствовать ОТУ и составлять не менее 0,4 Н/3 мм. Преимущества аддитивного метода следующие: уменьшение количества операций и соответственно производственных площадей и оборудования; равномерность слоя осажденной меди при соотношении толщины платы к диаметру отверстий 10 : 1; высокая плотность монтажа, допускающая возможность создания зазоров между проводниками и ширину их до 0,1 мм; снижение расхода материалов вследствие отсутствия травления; возможность использования для химической металлизации солей меди из травильных отходов; возможность полного исправления дефектных плат после стравливания меди и повторной металлизации. Технологические процессы изготовления печатных плат определяются типом исходного материала и могут быть представлены в трех вариантах: 1) из диэлектрика с введением в его состав катализатором процесса химического меднения; 2) иа материале СТЭФ-1 с покрытием каталитической эмалью; 3) из диэлектрика для полуаддитивнон технологии. 1. Исходным материалом для плат служит диэлектрик марки СТАМ по ТУ ОЯЩ.503.041-78. Основными операциями технологического проце/са являются резка заготовок; сверление отверстий; получение защитного рельефа; подготовка поверхности; химическое меднение, предварительное и толстослойное. Операции механической обработки выполняются в соответствии с рекомендациями, данными в гл. 2. . Получение защитного рельефа осуществляется с помощью сухого пленочного фоторезиста СПФ-2. С целью повышения устойчивости рисунка к длительной обработке в щелочных растворах химического меднения плата подвергается термообработке в воздушной среде при температуре 95+5 °С в течение 30 мни. Подготовка поверхности заключается в травлении 1. Установка экспонирования рисунка с точечным источником света, обеспечивающая освещенность внутри загрузочной рамы до 45 КЛк. 2. Установка проявления фоторезиста, предназначенная для проявления СПФ-2 струями хлорированных растворителей на заготовках размером" 500 X 500 мм. Установка конвейерного ткпа со скоростью конвейера от 0,2 до 4 м/мин. Производительность до 10 м/ч. В комплект установки входят дистиллятор, способный перегнать до 100 л/ч метилхлороформв или хлористого метилена и установка очистки воды с пропускной способностью до 1000 л/ч. 3. Установка снятия фоторезиста нли сеткографнческих красок рассчитана также на струнную обработку плат размером до 500 x 500 мм и аналогичными параметрами по производительности (10 м/ч). Установка также комплектуется дистиллятором с производительностью до 100 л/ч. Имеется опыт удаления сухих пленочных фоторезистов (типа СПФ-ВЩ) электрохимическим способом путем катодной обработки в слабощелочных растворах или химически в той же среде с наложением ультразвука частотой 10 кГц. Для фоторезиста водощелочного проявления типа СПФ-ВЩ имеются линии проявления и удаления. Обе линии конвейерного типа конструктивно аналогичны линиям травления. Линии модульного типа, они компонуются из отдельных узлов, выполняющих операции обработки, промывки и сушки. В составе линий имеется модуль наблюдения для контроля качества выполнения операции. Прн работе с сухими пленочными фоторезистами встречаются неполадки, причины которых представлены в табл. 11. Основные неполадки при получении защитного рисунка с помощью пленочных фоторезнстов
Материалом для сетчатого трафарета могут служить шелковая сетка, синтетические ткана, металлические сетки. Шелковые сетки легко вытягиваются и склонны к набуханию от воздействия рвствори-телей, поэтому в настоящее время они применяются очень редко. Более устойчивы к истиранию и действию химических реагентов полиамидные и полиэфирные сетки плотностью от 56 до 180 нитей на 1 см. Капроновая сетка 49-76 выпускается для трафаретов по ОСТ 1746-71. Металлические сетки (ТУ 14-4-507-74) наиболее прочны, с них легко смываются краски, но они менее эластичны. При выборе сетки необходимо учитывать свойства печатной крвски; важно чтобы она хорошо проходила через ячейки сетки не звбивая их. Размер ячеек должен быть в 2,5-3 раза больше частиц пигмента. Сетка должна быть хорошо иатяиута в раме с помощью механического или пневматического устройства и закреплена клеем БФ-4 или адгезивом 2В. Перед нанесением трафарета сетки обезжириваются: металлические - в 20 %-ном растворе синтаиола или (катодное обезжиривание) в щелочном растворе при температуре 25-30 °С. Капроновые сетки обезжириваются венской известью. Получение трафарета осуществляют прямым или косвенным способом. Прямой способ заключается в нанесении иа натянутые сетки фоторезистов типа ФСТ-1 (ТУ 610-028-029) или композиции «Фото-сет-ж» (ТУ 6-15-01-138-77) и формировании изображения методом фотопечати. В этом случае ячейки сетки или полностью открыты или закрыты. Косвенный способ заключается в перенесении рисунка из пленочных материалов на сетку. К таким материалам относятся пигментная б.умага (ТУ 29-01-06-70), пленка КПТ-1 (ТУ КФ25-75) нли пленка СПФ. Косвенные способы дают более качественное изображение, но тиражестойкость трафарета ниже (до 600 оттисков), и процесс получения трафарета более длителен. Наиболее перспективным является-способ изготовления трафарета с применением фоторезиста «Фотосет-ж». Полученный таким способом рисунок устойчив по отношению к воде, спирту, бутил-ацетату, уайт-спириту, ацетону. Тиражестойкость трафарета прн этом составляет до 4000-5000 оттисков, продолжительность процесса изготовления трафарета - не более 30 мин. Композиция наносится поливом на натянутую сетку, выравнивается ракелем. На фотошаблон во избежание прилипания его к сетке наносят антиадгезионный слой (5 %-ный раствор парафина в уайт-спирите). Экспонирование изображения производят с помондью ламп ультрафиолетового излучения в течение 3-5 мин при освещенности 3000- 3500 лк. Проявление выполняют с помощью ватного тампона, смоченного в этиловом спирте. Разрешающая способность фоторезиста (40 линий на 1 см) способствует получению зазоров между проводниками до 0,2 мм. Основными преимуществами фоторезиста «Фотосет-ж» являются его способность полимеризоваться в жпдком состоянии, возможность использования весьма простого оборудования, а также минимальная затрата времени на подготовку трафарета. После нанесения изображения участки сетки, свободные от их рисунка, покрываются слоем клея БФ-4. При необходимости ретуширования дефектов рисунка можно использовать нитроэмаль НЦ-25. Защитные рисунки на платах получают с помощью трафаретных красок, выпускаемых торжковским заводом полиграфических красок и другими предприятиями полиграфической промышленности. Первые два типа красок сушатся при температуре 60-70 °С в течение 45-55 мни. Краска СТЗ.12.2 разработана дяя применения в автоматических линиях, где сушка осуществляется воздействием ультрафиолетовых источников света. Продолжительность сушки 10-16 с. Более дешевая краска для негативного процесса - литопон ные белила, но она требует более длительного и сложного процесса сушки и туннельных сушилах. Оборудование для сеткографической печати делится на основное и вспомогательное. К основному оборудованию относятся автоматы, полуавтоматы или ручные станки для нанесения рисунка схемы на заготовки печатных плат и установка сушки краски на платах. Из многих конструкций станков наибольшее распространение получил однопозиционный с подвижным столом и неподвижным ракелем полуавтомат ПСПП-901. Его производительность 400 заготовок плат размером 300X400 мм. В комплекте к полуавтомату ПСПП-901 поставляется термо-радиацнонная установка сушки конвейерного типа. Производительность ее от 100 до 300 заготовок плат в час, температура в зоне сушки от 40 до 100 "С. Дефекты при получении защитного рельефа методом сеткографии
К вспомогательному оборудованию относятся установки для натяжения сетки, установки для экспонирования и проявления сетчатых форм, станок для заточки ракелей. Установка натяженля сетки ПУНС-901 П1»дназначен>а для равномерного натяжения капроновой или металлической сеток с заданным усилием и приклеивания их к трафаретной форме. На установке выполняются следующие операции: загрузка трафаретной формы, укладка сетчатого полотна и закрепление его в зажимах, увлажнение сетки (капроновой), натяжение сетки, приклеивание сетки, сушка клея (в естественных условиях), обрезка сетки по контуру формы. Проверка идентичности натяжения сетки осуществляется специальным прибором, входящим в комплект установки. Максимальные размеры формы668X648 мм, минимальные - 150X 100 мм. Способ натяжения сетки пневматический; максимальное движение воздуха, подаваемого в пневмоцилиндры, 0,6 МПа. Установка экспонирования сетчатых трафаретов УЭСТ-901 рассчитана на экспонирование сетчатых трафаретов с нанесенным фоторезистом «фотосет», ФПП, а также для экспонирования пигментной бумаги. Установка предусматривает возможность экспонирования форм размером до 660 X 640 X 20 мм. Источник света - 11 люминесцентных ламп ЛУФ-80. Прижим фотошаблона к трафарету - вакуумный. Установка проявления трафаретных форм УПТФ-901 предназначена для выполнения следующих операций: загрузки трафаретной формы в формрдержатель, проявления рисунка схемы проявляющим раствором, промывки водопроводной водой, продувки сжатым воздухом, сушки нагретым воздухом. Установка предусматривает проявление форм размером до 600 X 640 мм. Проявляющий раствор (вода, раствор соды или этиловый спирт) подается из форсунок с температурой от 18-20 до 45-65 °С. Станок для заточки ракелей осуществляет заточку ракелей нз полиуретана абразивным методом шлифования. V, ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ 16. Меднение Меднение является основным гальваническим процессом в производстве печатных плат; гальваническим меднением получают слой медн в монтажных и переходных отверстиях, а также проводящий рисунок в полуаддитивиой технологии 6,7]. Из щелочных электролитов наиболее распространенными в производстве являются пиро-фосфатные электролиты. Из кислых электролитов известны фтор-боратные, сульфатные, кремнефторидные электролиты, в которых медь находится в виде солей: Си<Вр4)2, CuS04, CuSiFs, и некоторые другие (оксалатный). Пирофосфатный электролит. Основной компонент электролита - комплексная соль меди - образуется в результате растворения пиро-фосфата меди в избытке пнрофосфата калия по реакциям: Для приготовления электролита раствор сернокислой меди приливают небольшими порциями при интенсивном перемешивании к нагретому раствору пнрофосфата иатрня. Раствор при этом при-<к5ретает интенсивную синюю окраску. Затем в полученный раствор вводят поочередно лимонную кислоту и остальные компоненты. Разряд меди происходит из комплексного аниона, в результате чего этот процесс сопровождается значительной катодной поляризацией, обусловливающей мелкозернистую структуру покрытия и хорошие механические свойства осадка меди. Б производстве печатных плат пирофосфатный электролит имеет следующие преимущества: высокую рассеивающую способность, обеспечивающую получение слоя меди в отверстиях 80-90 % от толщины слоя меди на проводниках при отношении толщины платы к диаметру отверстия 2:1; хорошую эластичность меди при отсутствии органических примесей и примесей фосфатов; возможность ведения процесса при непрерывной фильтрации через уголь из-за отсутствия органических добавок. В то же время указанный электролит обладает рядом недостатков. 1. Накопление фосфатов вследствие гидролиза пнрофосфата. Накопление фосфатов обусловливает включение фосфора в осадок меди, доходящее до 0,5 % по массе. Фосфор в меди приводит к затруднениям при пайке и хрупкости осадка. 2. Охлаждение электролита влечет за собой кристаллизацию солей на анодах и стенках ванны и возникновение при работе так называемой солевой пассивности анодов. 3. Малая скорость осаждения меди вследствие низких плотностей тока. 4. Большая чувствительность к примесям железа, свинца, хлора и органических продуктов. 5. Невозможность использования более перспективных фоторезистов водощелочного проявления (СПФ-ВЩ). |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||