Согласно технологическому заданию микрополосковые платы изготовляются методом тонкопленочной технологии. Процесс изготовления плат приведен на рисунке 6.1.
Перед нанесением пленок на подложку ее нужно подготовить, т.е выполнить подготовительные операции, которые включают в себя: резку подложки, очистку и подготовку поверхностей подложки.
Резку подложек проводят в начале технологического цикла. Применить мультиплированный фотошаблон с предусмотренными зазорами между схемами на ширину ряда.
Резку подложек проводят в начале технологического цикла. Применить мультиплексированный фотошаблон с предусмотренными зазорами между схемами на ширину ряда.
Отмывку подложек проводят кислотно – щелочной обработкой. При очистке должны быть распущены отсортированы связи между подложкой и загрязненными без нарушения поверхности самой подложки. Перед нанесением пленки должны быть удалены все продукты реакции, ионы, молекулы воды. Очищенные подложки хранить в эксикаторах или вакуумных шкафах, но не более 24 часов перед нанесением пленок.
|
|
Для вакуумного напыления используется установка УВН – 2И – 2 (ГОСТ 5,70 - 68), которая предназначена для серийного изготовления пленочных элементов в результате вакуумного цикла. Материалы используются м помощью резистивных испарений. Подколпачное устройство доработано с целью использования единого узла совмещения.
Рисунок 6.1 – Тех. процесс изготовления платы
Технические характеристики установки приведены таблице 6.1 [7]:
Таблица 6.1 – технические характеристики установки УВН – 2ЛЕ – 2 (ГОСТ 5.70 - 68)
Технические характеристики | Значения |
1. Предельное давление в рабочей камере, мм рт.ст 2. время достижения предельного давления, мин 3. Размер рабочей камеры, мм - диаметр; - высота; 4. Объем рабочей камеры, м 5. Максимальная температура испарения, 6. Нагрев подложек - температура нагрева, ; - время нагрева до заданной температуры, мин; 7. Питание от сети переломного тока: - напряжение, В; - частота, Гц; 8. Габаритные размеры, мм 9. Масса, кг | 90 500 640 0,12 1500 от 100 до 400 10 380 50 1500*1050*2600 700 |
Эффективность процесса напыления определяется малым временим осаждением и равномерностью толщины пленки по поверхности подложки. В связи с этим при организации и отладке процесса должны быть обеспеченны: интенсивное испарение вещества из испарителя; прямолинейное движение молекул вещества преимущественно на подложку и достаточной равномерности облучения подложки, интенсивный и равномерный рост пленки по поверхности подложки.
Проще, чем приступить к фотолитографическим процессам, необходимо изготовить фотооригинал и фотошаблон. В нашем случае изготовить позитивный металлизированный шаблон. Для этого применить оптическое стекло (к - 8) с металлизированным рисунком из хрома. Преимущество такого фотошаблона: высокая износостойкость – механическая и термическая стабильность; влагостойкость; резко ограниченные края изображения. Фотошаблон должен иметь изображение базовых элементов и репейных знаков.
|
|
Фоторезистор наносится методом –пульверизации – распыления. В пленках получаемых таким способом расход фотерезиста уменьшается в 10 раз, дефектность слоя в 3-4 раза по сравнению с пленками, получаемыми центрифугированием. Отсутствие краевого утолщения делает метод эффективным при нанесении фоторезистора на прямоугольные подложки. Для нанесения фоторезиста применить полуавтомат ПНФ – 1Р, технические характеристики которого приведены в таблице 6.2 [7].
Таблица 6.2 – Технические характеристики полуавтомата нанесения фоторезиста ПНФ – 1Р
Технические характеристики | Значение |
1. Производительность, подложек/ч 2. Число одновременно обрабатываемых подложек, шт 3. Скорость перемежения, мм/с - форсунки; - стола; 4. Напряжение питания, В 5. Потребляемая мощность, кВт 6. Размеры, мм 7. Масса, кг | До 500 До 15 100-150 10-25 380(50Гц) 2 1000*1800*1200 430 |
Для сушки и дубления фоторезистора применить установку УСДФ – 1 (д ЕМ 3,023,002), характеристики которой приведены в таблице 6.3 [7].
Таблица 6.3 – Технические характеристики установки УСДФ – 1 (д. ЕМ 3,023,002)
Технические характеристики | Значения |
1. Производительность, подложек/ч 2. Диапазон времени сушки и дубления, мин 3. Качество одновременно обрабатываемых подложек, шт 4. Размеры подложек, мм 5. Температура нагрева в камере при дублении, 6. Установленная мощность, кВт 7. Масса, кг | До 40 От 0 до 30 10 60*48*0,5 от 20 до 200 1000*1538*1796 390 |
Для операции совмещения экспонирования применить установку полуавтоматического совмещения и экспонирования УПСЭ – 4, технические характеристики который приведены в таблице 6.4 [7].
Таблица 6.4 – Технические характеристики установки полуавтоматического совмещения и экспонирования УПСЭ-4
Технические характеристики | Значения |
1. Диаметр пластинки, мм 2. Размеры фотошаблона, мм 3. Точность совмещения, лекм 4. Производительность, подложек/ч 5. Увеличение микроскопа 6. Поя зрения микроскопа, мм 7. Время экспонирования, с 8. Потребления мощности, Вт 9. Размеры, мм 10. Масса, кг | 75 100*100*100 1 100 и 3,5 и 1,75 0,1 – 240 4 2600*1930*1960 800 |
Для операции травления применить полуавтомат травления универсальный ПТУ – 1 (д ЕМ 3,240,009), технические характеристики которого приведены в таблице 6.5 [7].
Таблица 6.5 – Технические характеристики полуавтомата правления ПТУ – 1 (д ЕМ 3,240,009)
Технические характеристики | Значения |
1. Производительность, подложек/ч 2. Диапазон выдержек времени травления, с 3. Количество одновременно обрабатываемых подложек 4. Размер подложки, мм 5. Диапазон времени очистки подложки от шлака, с 6. Диапазоны температуры подогрева воздуха, с 7. Расход сжатого воздуха давлением 2,5 0,5ат,м /с 8. Расход деионизованной воды с удельным сопротивлением не менее 15МОн*см при температуре и давлении 1,5 ат, л/ч 9. Установленная мощность, кВт 10. Габаритные размеры. Мм 11. Масса, кг | от 15 до 180 3 шт 60*48*0,5 от 15 до 180 от 20 до 200 от 15 до 20 от 60 до 100 1 1000*1300*1800 500 |
Для контроля качества обезжиривания, проявления, травления при выполнении процесса фотолитографии использовать установку визуального контроля УВК-1 (д ЕМ 2,790,002), характеристики которой приведены в таблице 6.6 [7].
Элементарное осаждение основано на электролизе растворов под действием электрического тока и осаждения метала на катоде. Осаждения слоя металла проводится в окнах резистивной защитной маски на предварительно нанесенной токопроводящий подслой, который используется в качестве электрического контакта (полуадитивная технология).
|
|
При формировании медного проводящего слоя номинальной толщины электрическим – осаждения необходимо получить плотный (беспористый) мелкокристаллический осадок с минимальным удельным сопротивлением, не снижающий класса обработки поверхности платы обеспечивающий высокую точность выполнения последующих операций.
Таблица 6.6 – Технические характеристики установки визуального контроля УВК-1 (д ЕМ 2,790,002)
Технические характеристики | Значения |
1. Производительность, подложек/ч 2. Режим работы 3. Мощность 4. Общее увеличение микроскопа, крат 5. Производительность приточно – вытяжкой вентиляции, м /ч 6. Установленная мощность, кВт 7. Габаритные размеры 8. Масса, кг | 20 ручной мБС – 1 88 0,6 1000*1200*1550 248 |
В качестве защитных антикоррозионных покрытий применить комбинированное покрытие . Осаждение проводится по сформированному на лицевой стороне платы рельефу схемы, что обеспечивает полную защиту торцов элементов на плате. Никелевый подслой предотвращает диффузию между медью и золотом.
С целью экономии драгметаллов на экранную сторону платы применить антикоррозийное покрытие на основе сплава олова (). Перед осаждением сплава олова применить никелевый подслой, предотвращающий диффузию, между медью и олово – висмутом.
Для электрического осаждения необходимо: ванна цеховая, источник постоянного тока, за ним лабораторный, часы сигнальные, вентилятор бытовой, микроскоп стереоскопический, а также электрощиты.
Для нанесения лака применить кисти художественные. Удаление лака производить механическим путем с помощью скальпеля.
Состав травителя, используемого для операции травления РС-3710 [7]:
- кислота азотная (плотность 1.4) – 0,035л;
- кислота фтористоводородная (плотность 1,14) – 0,005л;
- вода дистиллированная – 0,06л;
|
|
Состав травителя, используемого для операции травления меди [7]:
- аммиак водный – 0,1 л;
- водорода перекись (плотность 1,5) – 0,1л;
Состав травителя, используемого для операции травления хрома [7]:
- калий железосинеродистый – 20г;
- натрия гидрат окиси – 3г;
- вода дистиллированная – 0,75г.
Состав электролита, используемого для операции электролитического осаждения меди [7]:
- медь сернокислая – 200г/л;
- кислота серная – 40г/л;
- кислота винная – 2г/л;
- спирт этиловый – 50 г/л;
- вода дистиллированная – до 1л.
Сосав электролита используемого для операции электрического осаждения золота [7]:
- кальция дициано – (1) – аурат (в пересчете на золото) – от 9 до 10 г/л;
- калий лимонно – кислый однозамещенной – от 60 до 80г/л;
- кобальт серно – кислый – 1 г/л;
- вода дистиллированная - до 1л;
- рН раствора – от 4,5 до 4,7г/л;
Состав электролита, используемого для операции электролитического осаждения никеля [7]:
- никель сернокислый – 200г/л;
- натрий хлористый – 10г/л;
- натрий фтористый – 6г/л;
- кислота борная – 30г/л;
- нафталин – 1,5 г/л, дисульфокислоты динатрия соль – 4г/л;
- рН раствора от 5,8 до 6,3г/л.
Состав электролита, используемого для операции электролитического осаждения олово – висмута [7]:
- олово сернокислое – от 30 до 50г/л;
- кислота серная (удельный вес 1,84) – от 100 до 115г/л;
- висмут азотнокислый – от 0,3 до 0,8г/л;
- натрий хлористый – от 0,3 до 0,8г/л;
- препарат ОП – 10 – от 3 до 4г/л;
- клей мездровый – от 2 до 5г/л;
- вода дистиллированная – до 1л;
- спирт этиловый ректификованый – 50 мл/л