Современное развитие технологий производства печатных плат и научно-технический прогресс требует поиска новых решений в уплотнении топологии печатных плат. Одним из таких решений является применение технологии заполнения отверстий пастой (Hole Plugging, Plug-in). Данная технология незаменима при послойном наращивании многослойной печатной платы с захороненными отверстиями, создании переходных отверстий с закрытыми площадками, выравнивании поверхности над глухими отверстиями, создании переходных отверстий сквозь теплоотводящие алюминиевые экраны, находящиеся внутри МПП. Кроме того путем заполнения отверстий токопроводящей пастой создаются захороненные сопротивления (рис. 1).
 |
|
Рис. 1. Варианты заполнения отверстий пастой
|
Вышеназванная технология начала развиваться в конце 90-х годов прошлого века в США и ныне довольно широко применяется ведущими производителями печатных плат.
Впервые в России технология Plug-in была представлена в апреле 2003 года на конференции в г. Казани, организованной компанией ЗАО «Химснаб» при поддержке Торгово-промышленной платы Республики Татарстан, господином Эрвином Хертелем (Erwin Haertl) директором фирмы ITC Intercircuit GmbH (Германия).
В технологии Plug-in имеется две основные операции: заполнение отверстий и выравнивание поверхности с удалением излишков пасты.
В зависимости от материала печатной платы и цели заполнения отверстий подбирают необходимый тип пасты. Заполнение отверстий является сложным процессом, который по-разному реализуется различными производителями. Предлагаемое оборудование различается по способу заполнения отверстий:
– трафаретная печать. Система трафаретной печати с вакуумным столом;
– нанесение покрытия валиком. В этой системе паста выдавливается в отверстия валиками, которые набирают пасту из специального контейнера;
– система наполнения под вакуумом. Это вертикальный процесс, где две головки (одна вакуумная на задней стороне и другая для герметизации и подачи пасты на передней стороне) двигаются вверх и вниз для полного заполнения отверстий.
После заполнения отверстий пастой происходит ее полимеризация, и она немного увеличивается в объеме (рис. 2, 3).
 |
|
Рис. 2. Отверстие, заполненное пастой до шлифования
|
 |
|
Рис. 3. Сквозное отверстие, заполненное пастой с последующей металлизацией
|
В результате возникает необходимость удаления излишков пасты с поверхности заготовки. Для этой цели служит установка выравнивания поверхности.
Рассмотрим подробнее самую востребованную на рынке высокоточную систему выравнивания поверхности от итальянской компании Wise.
В сотрудничестве с ведущими производителями печатных плат, компания Wise определила, что такие факторы, как количество и распределение отверстий, рельеф поверхности, равномерность и однородность поверхности, твердость и устойчивость смолы к истиранию, являются основными критериями в разработке установок выравнивания. Кроме того, необходимо избегать нежелательного взаимодействия между шлифовальными щетками и краями панели, и свести к минимуму толщину удаляемой в результате процесса выравнивания меди.
Существует достаточно много оборудования, разработанного с частичным учетом названных факторов, но ни одна из установок в полной мере не отвечала всем нужным критериям.
Компания Wise учла все эти факторы при разработке нового оборудования для обработки поверхностей серий Flatstar и Cleverstar в дополнение к уже имеющемуся большому диапазону выпускаемого компанией конвейерного оборудования для подготовки поверхностей (рис. 4).
 |
|
Рис. 4. Общий вид установки Cleverstar
|
Flatstar – установка для обработки панелей с одной стороны, работающая при различной скорости конвейера, в зависимости от заполнения отверстий и типа пасты.
Основная отличительная особенность в концепции установок Flatstar и Cleverstar – независимая схема расположения абразивных щеток в ряд, вдоль движения конвейера. Гибкость такого решения позволяет производить изменения параметров, чтобы иметь возможность обрабатывать все типы заполнения отверстий различными пастами и, кроме того, данную установку можно использовать для зачистки заусенцев после сверления и селективного удаления меди, например, после гальванического осаждения.
Установки оснащены устройством автоматического поддержания давления щеток на поверхность панелей, при этом давление каждой щетки настраивается индивидуально. Раздельное регулирование давления, управляемое нагрузкой на двигатель щетки и система гидравлической компенсации независимо на каждой щетке гарантирует оптимальное шлифование и точность обработки поверхности, минимальное натяжение платы и уменьшение удаления меди без повреждения отверстий, таких как овализация. Возможные повреждения сторон панели предотвращаются специальным циклом контроля индивидуально для каждой щетки. Процесс шлифования начинается только после того, как щетка начинает контактировать с выбранной площадью панели. Осцилляция управляется бесщеточным двигателем, настраивается автоматически или в ручном режиме к выбранной области работы во избежание повреждения сторон. Вода при работе подается через вал привода щетки для улучшения охлаждения платы и щеток. Твердые частицы, которые образуются во время очистки, уносятся потоком воды и под воздействием центробежных сил щеток.
Установка Flatstar была спроектирована для работы по всей поверхности одновременно, установка Cleverstar может обрабатывать определенные заранее заданные участки заготовки.
Различные системы производства панелей дают различные варианты рельефа поверхностей плат, давление может быть выборочно настроено для различных зон панели, чтобы достичь верной обработки.
В меню установки Cleverstar на сенсорном экране независимо от размера панель разбита на прямоугольные участки. Установив давление для каждого участка панели можно обработать каждый участок индивидуально, например, более тщательно по углам или в центре (рис. 5).
 |
|
Рис. 5. Меню и результат селективной обработки
|
Только что описанный цикл работы Cleverstar основан на контроле трех осей (X, Y, Z).
Компания Wise, являющаяся одной из ведущих в области производства оборудования для мокрых процессов и процессов подготовки, разработала ряд щеток различной конструкции и жесткости для всевозможных требований обработки поверхности, и гарантирует наилучшую подготовку поверхности для последующих процессов (рис. 6).
 |
|
Рис. 6. Различные виды щеток
|
Щетки независимо друг от друга могут быть легко заменены оператором без использования специальных инструментов. Полуавтоматический цикл установит каждую щетку на заданную позицию для обслуживания и затем автоматически установит снова в рабочее положение.
Для решения более сложных производственных задач возможна работа установок совместно с различными модулями компании Wise с такими функциями, как ультразвуковая промывка, промывка водой высокого давления, сушка и другие.
Универсальная и гибкая конструкция установок позволяет использовать их не только для удаления смолы, но и во многих других областях производства печатных плат, где требуется высокая точность и качество подготовки поверхностей.
Компания Wise уверена, что серия установок Flatstar и Cleverstar превосходят ограничения существующих технологий и представляет на рынке передовые шлифовальные установки, которые внесут существенное улучшение в сложный процесс производства печатных плат высокой плотности.