АртТехМонтаж

РАЗРАБОТКА ПОЛУАДДИТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ По принятой на Западе технологии аддитивными способами изготовления печатных плат называют такие способы, в которых не применяют травления, а проводящий рисунок получают только химическим или другим способом осаждения металла (additio - сложение). В 1963 г. американская фирма Photocircuits начала производить печатные платы на катализированном нефольгированном диэлектрике, применяя толстостенное химическое меднение для получения проводящего рисунка (процесс СС-4). Несмотря на то, что технология отличалась значительной простотой, этот способ не получил большого распространения. Полуаддитивный способ предусматривает металлизацию таким слоем меди поверхности нефольгированного диэлектрика (включая просверленные предварительно монтажные и переходные отверстия) и после получения проводящего рисунка вытравливание меди с промежутков между проводниками. Классическим примером полуаддитивной технологии может служить электрохимический процесс изготовления печатных плат, разработанных в 1958 г. в НИТИ-18 и применявшийся в серийном производстве на Новгородском заводе. Повторное «рождение» полуаддитивного способа явилось результатом активной деятельности руководителя ОКБ завода «Марийский машиностроитель» в г.Йошкар-Ола В.И.Охотникова. По его инициативе и его активном участии на Тираспольском заводе «Молдавизолит» был разработан и организован выпуск нефольгированного стеклотекстолита СТЭК-1,5 (ТУ16-503.201-80). На обе стороны этого материала нанесен адгезионный слой из эпоксидно-каучуковой композиции толщиной 50 мкм, который перед химическим меднением подтравливается в растворе хромовой и серной кислот для повышения адгезии наносимого слоя меди химическим восстановлением меди. Полуаддитивный способ обеспечивал более высокую плотность монтажа (ширина проводников и зазор между ними до 0,15мм) однако он не нашел широкого применения главным образом из-за сложности подготовительных операций («набухание» и травление адгезионного слоя). Предприятия предпочитали приобретать более дорогой материал с тонкомерной фольгой (СТПА) и вести изготовление плат по типовому технологическому процессу. Аддитивный же метод, предусматривающий толстослойное химическое меднение и использование катализированного диэлектрика, несмотря на большие усилия Н.А. Грековой и ее сотрудников, не получил применения даже в мелкосерийном производстве. По мнению автора применение катализированного диэлектрика это возможное ухудшение электроизоляционных свойств особенно после длительного употребления в результате «старения» материала. Катализаторы в диэлектрике - это электропроводные частицы в слое затвердевшей смолы, они не могут не проявить себя со временем. Не случайно, что американский процесс СС-4 не используется для производства плат внешней аппаратуры.

Электрохимический способ. Заготовки плат из гетинакса (стеклотекстолитов в то время еще не было) подвергались пескоструйной обдувке с обеих сторон, для придания необходимой шероховатости, обеспечивающей достаточно хорошее сцепление с наносимым слоем меди. Затем получали защитный рисунок вышеописанным способом фотопечати, используя пленку с позитивным изображением так, чтобы проводниковые дорожки были открыты, а пробельные участки защищены фоторезистом. После этой операции производилось сверление всех подлежащих металлизации отверстий, используя отпечаток защитного рисунка. Далее заготовки плат подвергались химическому меднению в растворах на основе глицератного комплекса меди и формалина в качестве восстановителя. Растворы характеризовались плохой стабильностью и обычно использовались, как одноразовые. После осаждения меди на всю поверхность, включая и отверстия, слой фоторезиста вместе с осевшей на его поверхности меди удалялся с пробельных участков в щелочном растворе с протиркой поверхности волосяными щетками. После этого тонкий слой химически осажденной меди оставался лишь на стенках отверстий и на проводниковых дорожках. Следующая операция - гальваническое меднение, необходимое для утолщения слоя меди, полученной химическим меднением. Сложность этой операции заключалась в том, что все проводники и отверстия были разобщены и соединение их в одну электрическую цепь для создания единой катодной поверхности представляло большие трудности. Вначале эта задача решалась посредством прошивки отверстий тонкой медной проволокой, соединяющей все элементы схемы в одну электрическую цепь. Несколько позднее ст.инженером НИТИ-18 А.И.Кондратьевым было разработано оригинальное приспособление, которое позволяло соединить все элементы схемы в одну цепь следующим образом: в рамку из текстолита вставлялась плата, на одну из сторон укладывался лист медной фольги, на который в свою очередь укладывался резиновый мешочек, наполненный водой, наподобие медицинской грелки и плотно прижимался крышкой с помощью пружинного зажима, подобно тому, как это делается в рамках для получения фотоснимков на бумаге. Медная фольга, равномерно прижимаясь ко всем элементам платы, подводит к ним электрический ток при катодном электроосаждении меди. По окончании гальванического меднения одной стороны приспособление разбирается и плата переворачивается в кассете на другую сторону. Процесс гальванического меднения таким образом продолжается для наращивания меди на проводники противоположной стороны платы. Это приспособление получило в дальнейшем широкое распространение на предприятиях в течение ряда лет при осуществлении так называемого негативного метода изготовления печатных плат. После гальванического меднения, которое производилось в стандартном сульфатном электролите следовало нанесение гальванического покрытия типа ПОС-60 из фторборатных электролитов, что было необходимо для обеспечения пайки навесных элементов. Позднее покрытие типа ПОС-60 заменялось на серебрение в нецианистых электролитах.