Субтрактивные методы изготовления печатных плат

Химический метод

Субтрактивный метод, в чистом виде, реализуется в производстве односторонних печатных плат, где присутствуют только процессы селективной защиты рисунка проводников и стравливания металла фольгированных диэлектриков с незащищенных мест.

Схема стандартного субтрактивного (химического) метола изготовления односторонних печатных плат:

вырубка заготовки;

сверление отверстий;

подготовка поверхности фольги (дезоксидация), устранение заусенцев;

трафаретное нанесение кислотостойкой краски, закрывающей участки фольги, неподлежащие вытравливанию;

травление открытых участков фольги;

сушка платы;

нанесение паяльной маски;

горячее облуживание открытых монтажных участков припоем;

нанесение маркировки;

контропь.

К преимуществам данного метода изготовления печатных плат можно отнести возможность полной автоматизации процесса изготовления, высокую производительность, низкую себестоимость.

Среди недостатков — низкая плотность компоновки связей, использование фольгированных материалов, наличие экологических проблем из-за образования больших объемов отработанных травильных растворов.

Механическое формирование зазоров (оконтуривание проводников)

Вместо химического травления, изоляционные зазоры между проводниками можно формировать механическим удалением при помощи режущего инструмента. Для изготовления односторонних печатных плат можно обойтись всего одним станком с ЧПУ, позволяющим по программе сверлить сквозные отверстия и скрайбировать зазоры.

Скрайбирование обычно ведется коническими фрезами с углом при вершине 60 или 30 градусов (в ряде случаев — менее 18 градусов). Для получения стабильной ширины контурной канавки необходимо строго контролировать глубину врезания фрезы в заготовку. Неплоскостность подложки, неравномерный прижим заготовки к рабочему столу могут привести к разбросу ширины паза. Именно поэтому сверлильно-фрезерные станки должны иметь специальные прижимные головки, принудительно выравнивающие заготовки плат в плоскость стола станка.

Метод отличается коротким технологическим циклом изготовления, малой капиталлоемкостью, не создает экологических проблем. Он очень удобен для изготовления полноценных экспериментальных образцов монтажных подложек. Но образцы плат получаются дороже (большой расход фрез), чем изготовленные химическим методом. Поэтому и из-за большого ритма выпуска (плата изготавливается более, чем 4 часа) этот метод не годится для серийного производства.

Чтобы избежать необходимости химических процессов металлизации отверстий, при изготовлении печатных плат методами скрайбирования и фрезеровки используют примитивные методы соединения двух сторон — проводной перемычкой, опаиваемой пустотелой заклёпкой или опресовываемой заклепкой.

При скрайбировании контура проводников фрезы неизбежно вспарывают стеклоткань диэлектрика, что повышает его восприимчивость к загрязнениям. Поэтому такие платы требуют повышенного внимания к последующим процессам защиты поверхности от воздействия внешних сред паяльной маской или специальной пропиткой, не мешающей пайке, или лакировкой после монтажа.

Лазерное гравирование

Ультрафиолетовые лазеры (эксимерные и Nd:YAG или Nd:LIF-лазеры) способны испарять медь фольги и минимально травмировать диэлектрическую подложку. Это позволяет использовать их для гравирования контуров проводников. Современное оборудование, предназначенное для этой цели, сочетает в себе две лазерных головки: СО2-лазер и УФ-лазер, которые попеременно сверлят сквозные и глухие отверстия и гравируют пробельные места плат.

Лазерные методы прямого формирования рисунка высокопроизводительны, воспроизводят рисунок с разрешением проводник/зазор = 0,05/0.05 мм. Но пока это оборудование слишком дорого для повсеместного использования.