Для вибору методу виготовлення друкованої плати проведемо огляд деяких методів, розглядаючи їхні переваги і недоліки.

В даний час нараховується біля двохсот методів виготовлення друкованих плат. Однак більшість з них застаріло. Усі вони поділяються на два основних види: аддитивний і субтрактивний. У сучасному виробництві найпоширенішим і технологічно освоєним методом є субтрактивний, незважаючи на те, що головний його недолік - значна втрата матеріалу при витравлюванні. У свою чергу субтрактивний метод поділяється на: хімічний, електрохімічний і комбінований методи одержання друкованих плат.

Хімічний метод, чи метод травлення фольгованого діелектрика полягає в тому, що на фольгований діелектрик кислотостійкою фарбою наносять позитивний малюнок схеми з наступним травленням фольги з пробільних ділянок плати. Цей метод не дозволяє одержати металізовані отвори, тому застосовується, в основному, для виготовлення однобічних друкованих плат.

Технологічний процес виготовлення друкованих плат хімічним методом складається з наступних етапів:

1. Нарізка заготівель з фольгованого діелектрика з обліком технологічного поля;

2. Очищення поверхні фольги. Очищення може проводитися механічним методом з використанням абразивної суспензії чи металевими щітками, після такої обробки проводяться ретельне промивання поверхні фольги і сушіння. Крім механічного способу очищення поверхні може використовуватися хімічний спосіб, що виконується двома операціями: обезжирюванням і декапіруванням з наступним промиванням і сушінням. Знежирення засновується в обробці поверхні фольги розчином CMЗ чи різними розчинами, що видаляють з поверхні фольги всі можливі забруднення. Декапірування це травлення поверхні фольги в слабких (5 - 10%) розчинах кислот і лугів, для видалення з поверхні фольги окісного шару;

3. Нанесення захисного малюнка провідників;

4. Травлення фольги на пробільних ділянках;

5. Видалення захисного малюнка провідників;

6. Нанесення захисного шару лаку ХВЛ, лак наноситися для того щоб уникнути відшарування фольги при наступному свердлінні монтажних отворів;

7. Свердління монтажних отворів;

8. Зняття захисного лаку ХВЛ;

9. Обрізка плати по контурі;

10. Контроль ВТК.

До переваг цього методу можна віднести відносну простоту технологічного процесу виготовлення плати і дешевину в порівнянні з іншими методами.

Недоліки - значна втрата частини міді при травленні, необхідність наявності на підприємстві пристроїв для регенерації травильного розчину, вплив травильного розчину на діелектричну підставу плати.

У свою чергу нанесення захисного малюнку розділяють на: метод фотолітографії, офсетного і трафаретного друку.

Метод фотолітографії передбачає одержання на поверхні плати захисного малюнка (чи трафарету маски) зі світлочутливого матеріалу (фоторезисту) для виконання виборчого травлення. Фоторезисти - це світлочутливі матеріали, що під впливом світлового опромінення перетворюються в неплавкий, нерозчинний стан що цілком розчиняються (змиваються) спеціальним проявником чи водою. Фоторезисти бувають негативні і позитивні, рідкі і плівкові. При виготовленні друкованих плат з використанням методом фотолітографії використовується в основному плівковий фоторезист. Фотохімічний друк у виробництві друкованих плат знаходить широке застосування у наслідок високої вирішальної здатності, що дозволяє з високою точністю відтворювати малюнок схеми. Недоліком даного методу є висока трудомісткість і собівартість технологічного процесу.

Офсетний метод полягає в тім, що на спеціально виготовлену матрицю з дзеркальним зображенням малюнка наноситься кислотостійка фарба, потім ця матриця придавлюється до поверхні заготівлі плати, фарба при цьому переноситься на заготівлю. Потім проводять сушіння фарби, і виборче травлення міді з місць незахищених фарбою. Даний метод використовується в основному тільки в масовому виробництві, тому що дуже трудомісткий процес виготовлення матриці. Недоліком офсетного методу також є низька вирішальна здатність.

Метод трафаретного друку полягає в протисканні ракелем спеціальної фарби через вікна сітчастого трафарету. Трафарет виготовляється, як правило, з алюмінієвої рамки, на яку натягається сітка з нержавіючої сталі, потім методом фотолітографії на сітці виконуються отвори майбутнього трафарету з фоторезисту (фотоемульсії). Для нанесення малюнка трафарет сполучають із заготівлею плати й одним рухом ракеля фарба наноситься на заготівлю. Після нанесення проводиться сушіння фарби в спеціальних сушильних камерах. Цей метод має високу продуктивність і низьку собівартість, а також дозволяє наносити малюнок шириною до десятків мікрометрів.

Електрохімічний чи аддитивний метод полягає в нанесенні на діелектричну підставу негативного малюнка схеми кислотостійкою фарбою чи фоторезистом. Незахищені ділянки плати, що відповідають майбутнім струмоведучим провідникам, металізуються хімічним, а потім електрохімічним способом.

При цьому металізуються всі монтажні отвори, призначені для установки начіпних елементів. Процес хімічного міднення заснований на відновленні іонів двовалентної міді з її солей. Таким способом на діелектричній підставі, на незахищених ділянках одержують шар міді товщиною 5-7 мкм, але такого шару ще не досить для виконання функції друкованого провідника, тому шар міді нарощують до необхідної товщини електрохімічним методом.

Якщо ж хімічне нарощування вироблялося на всю поверхню підстави, то його витравлюють методом, розглянутим вище, але при цьому витравлюється дуже тонкий шар, тому зменшується вплив травників на діелектричну підставу і зводиться до мінімуму ефект бічного підтравлювання.

Якщо вироблялося травлення, то перед електрохімічним нарощуванням видаляють фоторезист чи фарбу, потім плату промивають і сушать. Для проведення процесу електрохімічного нарощування всі друковані провідники плати з'єднують між собою технологічними перемичками, що згодом видаляють.

Цим методом можна одержати вузькі друковані провідники й елементи, що скорочує витрату міді. Друковані плати, виготовлені цим методом, допускають багаторазові перепайки.

Технологічний процес виготовлення друкованих плат електрохімічним методом складається з наступних етапів:

1. Нарізка заготовок з фольгованого діелектрика з урахуванням технологічного поля;

2. Очищення поверхні фольги;

3. Нанесення захисного малюнка провідників;

4. Контроль ВТК, проводитися на установках візуального контролю УВК із ціллю перевірки якості виконання захисного малюнка провідників;

5. Нанесення захисного кулі лаку ХВЛ;

6. Свердління монтажних отворів;

7. Видалення захисного лаку ХВЛ;

8. Травлення фольги на пробільних ділянках;

9. Хімічне міднення поверхні контактних отворів, що проводиться в три етапи:

активізація хімічного розчину для міднення, під годину якого виділяє іони олова й свинцю;

сенсибілізація - процес впровадження отриманих раніше іонів олова й

свинцю в поверхні отвору для збільшення адгезії нанесеної на поверхню

отворів міді методом хімічного осадження;

хімічне осадження міді, товщина шаруючи обложеної міді складає 2-3 мкм;

гальванічне осадження міді на контактні площадки й поверхню отворів до товщини фольги 35 мкм;

10. Видалення захисного малюнка провідників;

11. Обрізка плати по контурі;

12. Контроль ВТК;

13. Перевірка цілісності провідників і іспит провідників на електричний пробій і коротке замикання;

14. Контроль ВТК.

До достоїнств цього методу можна віднести виготовлені цим методом плати, допускають багаторазові перепайки, металізація контактних отворів значно збільшує надійність монтажу.

До недоліків цього методу відноситься велика трудомісткість операцій по підготовці поверхні заготівель для нанесення хімічного покриття.

Самостійного застосування в промисловому виробництві друкованих плат цей метод не знаходить, але широко застосовується в сполученні з іншими методами. Так, хімічний метод травлення двостороннього фольгованого діелектрика електрохімічний метод металізації отворів складають комбінований метод, що є основним при виготовленні двосторонніх друкованих плат.

Комбінований метод заснований на виготовленні плати з фольгованого діелектрика, при цьому провідний малюнок одержують, як правило, хімічним методом, а металізацію проводять хімічним чи електрохімічним осадженням.

Цей спосіб, у залежності від того, на якому етапі виробляється травлення, поділяється на негативний, (травлення здійснюється до металізації) і позитивний (травлення здійснюється після металізації). Технологічний процес виготовлення друкованих плат негативним комбінованим методом складається з наступних етапів:

1. Нарізка заготівель з фольгованого діелектрика з обліком технологічного полючи;

2. Очищення поверхні фольги;

3. Нанесення захисного малюнка провідників;

4. Контроль ВТК, проводитися на установках візуального контролю УВК із ціллю перевірки якості виконаного захисного малюнка провідників;

5. Хімічне травлення міді;

6. Видалення захисного малюнка провідників;

7. Контроль ВТК;

8. Нанесення захисного кулі лаку ХВЛ;

9. Свердління монтажних отворів;

10. Хімічне міднення отворів;

11. Видалення захисного лаку ХВЛ;

12. Гальванічне осадження міді, при цьому мідь буде осаджуватися як в отворів так і на провідники забезпечуючи надійний електричний і механічний контакт провідників з металевим покриттям отвору, при необхідності на провідники й контактні відчини методом гальванічного осадження можна нанести захисне покриття типу ПОС, що одночасно буде захищати про-водники й контактні відчини від окислювання й поліпшувати спаювання при монтажі;

13. Обрізка плати по контурі;

14. Електричний контроль;

15. Контроль ВТК.

Технологічний процес виготовлення друкованих плат позитивним комбінованим методом складається з наступних етапів:

1. Нарізка заготівель з фольгованого діелектрика з обліком технологічного полючи;

2. Очищення поверхні фольги;

3. Нанесення захисного малюнка проміжків між провідниками;

4. Контроль ВТК, проводитися на установках візуального контролю УВК із ціллю перевірки якості виконаного захисного малюнка провідників;

5. Нанесення захисного кулі лаку ХВЛ;

6. Свердління монтажних отворів;

7. Хімічне міднення отворів;

8. Видалення захисного лаку ХВЛ;

9. Гальванічне осадження міді, і захисного покриття типу ПОС;

10. Контроль ВТК;

11. Видалення захисного малюнка проміжків між провідниками;

12. Хімічне травлення міді;

13. Контроль ВТК;

14. Обрізка по контурі;

15. Електричний контроль;

16. Контроль ВТК.

Недоліком позитивного методу є те, що при травленні фольги металізація отворів покривається шаром окислів, що погіршує процес їхнього лудіння.

Однак позитивний метод володіє і поруч переваг, наприклад: зменшується час впливу електролітів на діелектрик, виключається можливість зриву контактних площадок при свердлінні монтажних отворів, і не потрібно спеціальне оснащення для проведення металізації.

В цьому курсовому проекті більшість деталей пристрою змонтована на друкованій платі.

Для виготовлення друкованої плати я обрав хімічний метод виготовлення друкованої плати у зв'язку з простотою технологічного процесу виготовлення плати і дешевизною в порівнянні з іншими методами.

Мною розроблена маршрутна карта (таблиця 3.1) для технологічного процесу виготовлення плати, де були виділені основні операції та устаткування до маршрутного технологічного процесу.

Таблиця 3.1 - Маршрутна карта

3.3 Охорона праці та навколишнього середовища

3.3.1 Аналіз умов праці

Для організації виробничого процесу необхідно цехове приміщення загальною площею 100 м² та висотою не менше 3м. Дана площа виділена під радіомонтажну дільницю.

Для виконання монтажу та контролю виробленої продукції, приміщення обладнане механічними та електричними інструментами (пасатижі, паяльник та ін.), ВТК та монтажними столами, контрольно-вимірювальною апаратурою. Згідно із технологічними процесами, для виробництва радіоелектронної апаратури (РЕА) необхідно застосовувати наступні хімічні речовини: флюси, каніфоль, паяльні сплави, кислотні та соляні травники, луги, лако-фарбні вироби, розчинники та ін.

3.3.1.1 Організація робочого місця

Робоче місце - це обмежена територія виробництва, призначена для виконання певного роду робіт в виробничому процесі, одним або групою працівників, укомплектоване необхідними матеріалами та обладнанням:

- основне технологічне;

- допоміжне.

При досконало організованому робочому місці слід мати на увазі не тільки зони прикладання праці а й сам трудовий процес. Вірна організація трудового процесу включає в себе знаходження самих вимог до праці, щоб рухи та прийоми робіт були найбільш продуктивні та найменш утомляючи, щоб досягти мінімального числа робочих прийомів та рухів, при важких або монотонних роботах.

Завдяки використанню засобів механізації та автоматизації обладнання робочого місця, обстановка зручними меблями, загальними та допоміжними пристроями, досягається економія робочого часу і сприяє зменшенню психологічного та фізичного навантаження. Планування та облаштування робочого місця розробляється з урахуванням забезпечення зручного виконання робіт. Тому всі предмети (інструмент), якими користується працівник під час виконання тих чи інших робіт, повинні бути розташовані в зоні оптимальної діяльності, що забезпечує короткий шлях руху.

До складу обладнання та розміщення робочих місць належать:

верстати та робочі столи;

комплект технологічного обладнання постійного виробництва;

полиці, столики та підставки для збирання готової продукції;

механізація, інструмент постійного використання;

спеціальне обладнання для виконання певного роду робіт;

універсальне технологічне обладнання (паяльник, витяжка та ін.);

інструмент електромонтажника з ізольованими ручками та інші інструменти спеціалізація яких використовується для проведення певного роду робіт.

3.3.1.2 Мікроклімат