Металлизация отверстий

металлизация отверстий

После первых удачных разработок, где в дырки для простоты (и быстрого получения результата) забивались медные клепки, появилось желание металлизировать отверстия :

Гипофосфит меди (раствор активатора)

Дигидрат гипофосфит диаминмеди два

Раствор:
Гипофосфит кальция (кальций фосфорноватистокислый) — 20 гр. [Ca(PH2O2)2]
Медный купорос (Медь 2 сернокислая 5вод) — 25 гр. [CuSO4·5H2O] (кстати в магазинах для садоводов продается)
Аммиак (аптечный 10%), = 10%-й водный раствор гидроксида аммония — 50 мл. (NH3+H20)
Дистиллированная вода 100 мл.
Моющее средство «Капля» — 3 гр. (вода, ПАВ, хлорид натрия, консервант, парфюмерная композиция, лимонная кислота, СИ 19140, 42090)

1. Медный купорос 25гр + вода 50ml = долго (+осадок)
2. Гипофосфит кальция 15гр + вода 50ml = долго
3. 1 вливаем в 2. (перемешать) = +осадок
4. фильтр (осадок выкинуть)
5. + 50 мл. аптечного 10% аммиака
6. + 5 грамм гипофосфита кальция
7. + моющее средство (жидкое мыло)- 3 гр

Плату зачищаем с абразивным моющим средством без фанатизма, промываем тщательно.

По окончании промывки вода должна «липнуть» к заготовке, стекая с нее крайне неохотно.

Тщательно стряхиваем, опускаем в активатор горизонтально , не касаемся дна.

Несколько раз 2-3 сек
вынимаем горизонтально на поверхностью.

Жидкость должна равномерно затечь во все отверстия

Наклоняем и краем касаемся края емкости, чтобы излишки активатора стекли обратно (без фанатизма).

Закрывает емкость с активатором
наклоняем под разными углами, стараясь дать возможность активатору растечься как можно равномернее.

Потом кладем в печку выставляем 125С и держим 12-15 минут.

Потом 175С и держим 7-8минут
открываем дверку и даем остыть мин до 100С.

Моющим средством без абразива и мягкой губкой легко отмываем (пока без воды).

Мочалкой продавливаем моющее средство сквозь все отверстия спокойно не торопясь , стараясь ничего не пропустить.

Далее струей воды, промываем все отверстия.
не нужно отмывать все до единого пятна.

Активатор храниться долго, главное чтобы аммиак из него не испарился, то есть храним герметично (в темноте).
Значит емкость лучше — бутылка где минимум не занятого жидкостью пространства.
У меня хранился на балконе месяц до -10С доходило.
Раз 10 пользовался без проблем (свойства активатора сохранялись).

Активатор стабилен и может храниться долгое время. В процессе использования нужно следить за тем, что бы на дне все время был осадок гипофосфита кальция и при необходимости досыпать пару грамм.
Если этого не делать, могут появляться неметаллизированные отверстия.

электролиз

Раствор:
10 гр. медного купороса растворяется
в 100 мл. воды
туда доливаем 1см3 (=1мл) серной кислоты (электролит для свинцовых автомобильных аккумуляторов) = раствор серной кислоты

Блескообразующую добавку RV-T по возможности.

Электроды надо закрывать полностью

Емкость:
посередине катод — МИНУС(наша плата), двигается влево / вправо (ардуина + серво двигатель на пластмассовых внутренностях CD ROMа)
по бокам анод — это ПЛЮС .

Даем ток 2А из расчета на 1дм2 платы. Моя первая установка для электролиза выглядела так:

Электролит живет долго, главное следить за его чистотой (фильтровать, через ватные диски или марлю).
Электролит у меня хранится в обычной пластмассовом пищевом контейнере (хранить можно где угодно).

Использовать печку для приготовления пищи понятно нельзя. Пробовал нагревать плату на плите и по неопытности пережарил плату вплоть до размягчения текстолита — вонь была ужасная. Пришлось купить обычную печку 25$ (до 250С) и сразу процесс пошел в правильном направлении. Результат после 10мин электролиза. К сожалению МИНУС был подан только на одну сторону платы (вторая была без потенциала), но надо признаться все очень даже обнадеживающе :

дырки 0.4мм

Фоткал подсвечивая снизу фонариком.

В результате надо сделать вывод, что медь в дырках осаждается, хотя и не достаточно равномерно (есть заметные проплешины).

Не нужным эффектом является также осаждение меди на всей плоской поверхности платы, увеличивая и без того достаточную толщину меди 0.35мм.
Дело в том , что медь расходуется довольно интенсивно и Анод на глазах исчезает.

Может быть имеет смысл все закрывать маской из чего нибудь и оставлять только дырки?

Хлоррид паладия , метод подороже

Серебрение , Активатор — нитрат серебра (ляпис AgNO3)

Купорос медный 2 и натр едкий 4 (в г) + глицерин 3,5 + 25% спирт нашатырный 1+ 10% формалин 11±4 (в мл).

Не хранится долго

Графитирование

ручная металлизация без химии

LPKF рекламирует чудо пасту для металлизации отверстий без химии, т.е. без электролиза.
Просто втираем пасту в отверстия и греем плату.
Но найти в интернете в открытом доступе нельзя , на али тоже естественно нет.

По запросу прислали цены для России такие:

Полный набор:
115790 Базовый набор для металлизации ProConduct € 970,00.

Или его компоненты:

116110 Паста полимерная для ProConduct 20х2,9гр. € 222,00

116159 ProConduct foil consumable set (Пленки) € 109,36

115891 LPKF — Cleaner for ProConduct(Очиститель) € 37,38

Какие ключевые слова ищем в интернете

Pcb plating foil
protection film
hot air convection oven
pcb plating paste plumber
conductive copper paste
electrically conductive paste
Carbon Conductive Assembly Paste
Through-Hole Plating With Rivets
Chemical-Free Through-Hole Plating
Through-Hole Electroplating
Galvanization
liquid tin
Immerse tin plating

No-clean, lead-free solder paste is a modified rosin based paste, which allows repeatability and consistency. The Patented Nihon Superior nickel stabilized tin/copper eutectic alloy has a melting point of 227°C. Size: 250 gram jar

Химическое лужение

20 г хлористого олова SnCl2 • 2H2O;
40 г концентрированной серной кислоты H2SO4;
80 г тиомочевины;
5 г препарата ОС-20;
до 1 л дистиллированной воды

Источник:
http://kkmspb.ru/development/printed-circuit-board/hole-metallization/

Металлизация переходных отверстий печатной платы кабельными наконечниками


Помню, в детстве, когда фольгированный гетинакс делался самостоятельно, с помощью клея «БФ» и утюга, у нас была мечта – пустотелые заклёпки.

В каком-то журнале публиковалась технология их изготовления. Предлагалось протянуть полоску фольги через коническое отверстие (подобие фильерной доски), чтобы получилась трубочка. Потом нужно нарезать трубочку и расклепать с двух сторон в плате.

Похоже, статья была неполная, потому что я до сих пор с трудом представляю, как можно реализовать её на практике в домашних условиях, начиная с изготовления фильеры.

Трудов было затрачено немало, но ничего путного так и не получилось. Конфигурация фильеры должна быть непростой, рабочая поверхность — отполированной, заготовка для неё — калёной, а самое главное – ширина полоски должна быть выдержана с довольно высокой точностью. Разрезать получающуюся трубку – ещё одна задача, да и расклепать тоже весьма непросто.

Недавно понадобилось мне сделать двустороннюю печатную плату. И не просто двустороннюю, а обязательно с переходами между слоями, так как при пайке доступа к противоположной стороне не будет. И не просто с переходами, а с достаточно мощными переходами, потому что по этим переходам предполагается протекание сравнительно больших токов.

Первой мыслью было сделать дополнительные площадки и соединить слои медными заклёпками из подходящего провода, но подсознание протестовало – решение-то неуклюжее…

но как-то не ассоциировались они у меня с заклёпками, пока у одного наконечника не свалился изолятор…

Вот тут-то всё и встало на свои места. В первый момент в голову стали приходить всякого рода развальцовки с фигурной формой рабочей части, весьма желательно, из подзакалённой стали, с отполированной поверхностью. Но, в конечном итоге, решил не заморачиваться и работать подручным инструментом.

↑ Инструмент

Кусачки, пассатижики, керн по диаметру отверстий и молоток. Конусное шило – важный инструмент в этом деле. У меня было заточенное в незапамятные времена (сейчас даже не представляю для чего), сверло – как раз впору пришлось. Ну и самое главное – многофункциональный инструмент, в домашнем обиходе именуемый «консервная банка», играющий роль наковальни.

Эксперименты показали, что получается вполне функционально, не по заводскому, конечно, но это не важно — неровные края заклёпок скрываются под припоем.

↑ Реализация

Вставляем развальцованную трубку в плату. Лучше, если отверстие в ПП будет максимально соответствовать наружному диаметру трубки наконечника, трубка должна входить плотно, с трудом. Максимально осаживаем пальцами. Специальную трубчатую осадку с молотком применять не стал. Получающийся в результате неполного прилегания развальцовки к плате запас, как раз и идёт на развальцовку заклёпки с другой стороны платы.

Обкусываем заклёпку заподлицо с фольгой. Как показала практика, обкусывать лучше всего бокорезами с плоскими (без фаски) режущими поверхностями.

Читайте также  Как вырезать в плитке отверстие под трубу или смеситель: как просверлить в кафеле так, чтобы не было сколов и трещин? Какими инструментами можно сделать отверстия самостоятельно?

Трубка, естественно, сжимается на резе, я пробовал, перед обкусыванием, вставлять внутрь трубки кусок обмоточного провода, но результат получился не шибко складным. Оказалось, что гораздо проще вставить со стороны развальцовки подходящее конусное шило и расправить этот сжим.

Дальше совсем просто. Осталось взять керн и развальцевать получившуюся заклёпку.

Пара лёгких ударов по выступающим краям и новенькая заклёпка стоит на своём месте. Иногда, по ситуации, бывает нужно слегка расширить отверстие конусным шилом.

Обрезок наконечника — сплющенную трубку слегка сжимаем пассатижами,

Расправляем шилом, вставляем в плату и развальцовываем расправленный конец

Получаем новую заготовку для пустотелой заклёпки

А дальше – всё по кругу… Вот результат – плата односторонняя

С другой стороны

С другой стороны.

В плату вставлены как раз те детали, из за которых всё и затевалось.

Надеюсь, моя идея использования кабельных наконечников пригодится согражданам.
Спасибо за внимание!

Похожие новости

Комментарии (29)

Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.

Источник:
http://datagor.ru/practice/diy-tech/2474-metallizaciya-otverstiy-pechatnoy-platy.html

Металлизация отверстий в домашних условиях

Металлизация отверстий в печатных платах

При разработке собственной конструкции, а также и при повторении фабричного изделия часто возникает необходимость в металлизации отверстий в печатной плате, поначалу я вставлял перемычки из многожильного провода или фольги и распаивал их на обе стороны, но это было все не то. При работе с SMD элементами эти перемычки стали мешать да и вид у платы получался кустарный.
Изучение технологии металлизации (материалы имеются в интернете) показало что дело это вовсе не трудное, а при наличии реактивов в кладовке выполнимо минут за 40.

Теперь собственно к процессу:
Заводской способ предусматривает координатное сверление отверстий, химическое нанесение медного покрытия, гальваническое его усиление, защиту свинцовым сплавом и наконец травление дорожек. Эта схема имеет то преимущество, что она обеспечивает гальваническую обработку отверстий в дорожках в последующем отделенных от массы, тем более что соответствующая опция по выводу на печать отдельно отверстий имеется в применяемой мной классной программе «Sprint-Layot 3.0R» (скачать можно с СКР). Однако возникают трудности с защитой отверстий во время травления и совмещение трафарета при переносе изображения при «лазерной» технологии. Но в большинстве случаев в радиолюбительской практике используется односторонний монтаж с оставлением второго слоя металлизации под общую шину поэтому я вначале перевожу рисунок , травлю дорожки а потом сверлю отверстия сверлом диаметром немного меньше чем необходимо при выбранной заготовки платы(по технологии диаметр отверстия не должен быть меньше 0.3-0.5 от толщины платы). Далее обе стороны защищаются нитроэмалью, а отверстия рассверливаются до номинального размера.

Следующий этап связан с реактивами:
-олово двухлористое (можно получить растворив олово в соляной к-те)
-хлорид палладия (с успехом можно заменить на хлорид платины или, в крайнем случае, азотнокислым серебром)
-Медный купорос (сульфат меди4)
-Калий-натрий виннокислый (калий-натрий тартрат, сегнетова соль)
-Гидрооксид натрия (натрий едкий)
-формалин 40% (я использую раствор полученный из параформа)

В каждое отверстие наносится вначале 10% р-р двухлористого олова подкисленного соляной кислотой (удобно для этой цели применять инсулиновый шприц выдавливая маленькие капли в отверстия и размазывая их по стенкам иглой).
После выдержки раствора в течении 5-х минут плата промывается водой и подсушиватся, а затем тем же способом туда наносится подкисленный 1% раствор хлорида благородного металла. В это время готовим следующий раствор для хим. меднения:
в 100 мл. кипяченой воды растворяем 1,5 гр. медного купороса, в полученный раствор добавляем 5 гр. сегнетовой соли и растворяем ее, после этого растворяем 1,5 гр. гидрооксида натрия и приливаем в сосуд 2 мл.формалина (после добавления формалина раствор надо использовать сразу и готовить его в потребном количестве так как он не сохраняется ).
Переносим плату в вышеописанный раствор и проводим металлизацию совершая периодическое покачивание заготовки с целью промывки потоком реактива через отверстия. В раствор можно добавить каплю моющего средства для посуды типа «Доси» для облегчения удаления пузырьков газа с поверхности металлизации. Минут через 15 заканчиваем хим. меднение и переносим плату в раствор для гальванического наращивания меди:
10 гр. медного купороса растворяется в 100 мл. воды и туда доливаем 1 см.куб.серной кислоты (электролита для свинцовых автомобильных аккумуляторов).Металлизацию проводим при подвешивании платы на катоде, а на аноде завешивается полоска меди. Ток выбирается в пределах 2 Ампер на кв. дециметр металлизируемой поверхности. Через 15 мин нанесение металла можно прекратить и смыть растворителем или при помоши скребка и мелкозернистой наждачной бумаги защитное эмалевое покрытие. На этом можно закончить и приступить к монтажу элементов, предварительно проверив качество соединения противолежащих проводников связанных металлизацией.
Я же совмещаю процесс лужения платы и отверстий опуская её в расплав сплава Розе под слоем активного флюса немецкого производства по составу напоминающего вазелин.
Описанным способом можно покрывать металлом и другие неметаллические материалы, я покрывал сегнетокерамику.

Это не единственный метод металлизации отверстий в ПП. В настоящее время существуют более прогрессивные методы например такой: термохимический метод беспалладиевой металлизации,. Процесс проводится в растворе (г/л): кальций фосфорноватисто-кислый — 130 . 170, медь сернокислая пятиводная — 200 . 250, гипофосфат аммония — 6 . 10, аммиак (25 %) — 200 . 300 мл/л. После обработки платы выдерживаются в термошкафу при 100 . 150 °С в течение 8 . 10 мин. В результате термического разложения комплексной соли гипофосфита меди на поверхности ПП и в монтажных отверстиях образуется электропроводящее покрытие, которое служит основой для электрохимического наращивания металла.
При экспериментах с указанным составом (я не вводил гипофосфат аммония) удавалось металлизировать отверстия, но первый «мокрый» способ показался мне стабильнее.

Источник:
http://www.cqham.ru/pcb6.htm

Технология производства печатных плат в картинках

Заполнение переходных отверстий эпоксидным компаундом с последующей металлизацией

Технология заполнения переходных отверстий применяется в случае необходимости размещения переходных отверстий непосредственно на площадках компонентов, например на термопадах и в площадках BGA корпусов, чтобы добиться хорошей плоскостности поверхности контактной площадки, и избежать вытекания припоя через сквозные переходные отверстия.

В данном разделе мы показали поэтапную технологию заполнения переходных отверстий эпоксидным компаундом с последующей металлизацией на примере многослойной печатной платы (МПП сквозная металлизация). Подробнее с предыдущими стандартными этапами изготовления печатной платы вы можете ознакомиться по ссылкам:

Сверление отверстий для заполнения

Сначала в печатной плате сверлятся только те переходные отверстия, которые необходимо заполнить.

Предварительная металлизация отверстий для заполнения

На печатную плату осаждается 5 микрон меди

Окончательная металлизация отверстий для заполнения

Медь на печатной плате доращивается до 25 микрон.

Заполнение отверстий

Отверстия заполняются нетокопроводящим компаундом

Очистка и выравнивание поверхности

После заполнения отверстий следует этап полировки, в ходе которого снимают все излишки компаунда и гальванической меди с поверхности платы. Специальная щётка срезает с поверхности платы остатки пасты и нарощенную гальваническую медь

Последующие стандартные этапы производства МПП

Сверление сквозных отверстий

На специализированных станках с ЧПУ в плате сверлятся отверстия. Это первая операция, влияющая на точность (класс) печатной платы. Точность сверления отверстий зависит от применяемого оборудования и инструмента. Значения позиционных допусков осей отверстий в диаметральном выражении (по ГОСТ Р 53429-2009) в миллиметрах:

Химическое и предварительное гальваническое осаждение меди

Этот этап необходим для придания стенкам отверстий проводимости для последующей гальванической металлизации. Рыхлый слой химически осажденной меди быстро разрушается, поэтому его усиливают тонким слоем гальванической меди.

Для создания первоначального проводящего слоя на стенках отверстий применяется сочетание трех процессов: первая ступень — перманганатная очистка отверстий. В процессе обработки стравливается небольшой слой эпоксидной смолы с торцов внутренних слоёв и стенок отверстий. Далее заготовки проходят линию прямой металлизации. В процессе обработки на поверхности стеклотекстолита создаётся очень тонкий проводящий слой палладия.

Прямая металлизация с применением палладия обеспечивает наибольшую адгезию покрытия к стеклотекстолиту в сравнении с альтернативными процессами. Поверх слоя палладия осаждается 5-микронный слой гальванической меди. Качество металлизации каждой заготовки контролируется оператором.

Нанесение фоторезиста. Внешние слои

Следующий этап — нанесение на заготовку фоточувствительного материала (фоторезиста). Этот этап проходит в чистой комнате с неактиничным (желтым) освещением (фоторезист светочувствителен к ультрафиолетовому спектру). Фоторезист бывает пленочным (наносится на заготовку ламинированием) и жидким (наносится валиками).

Читайте также  Металлический калькулятор - расчитать вес на калькуляторе металла онлайн (металлокалькулятор)
Экспонирование фоторезиста. Внешние слои

Экспонирование фоторезиста происходит на установках прямого лазерного экспонирования без использования фотошаблонов.

Установка прямого лазерного экспонирования распознает базовые отверстия при помощи оптических камер, проверяет их расположение и диаметр. Если заготовка соответствует критериям качества, фоторезист избирательно экспонируется ультрафиолетовым лазером. Сочетание автоматического выравнивания отпечатка и высокого разрешения печати позволяет экспонировать печатные платы 6 класса точности и выше.

Проявление фоторезиста. Внешние слои

Изображение на фоторезисте проявляется: не засвеченные участки растворяются в проявочном растворе, открывая отверстия и топологию для осаждения гальванической меди, засвеченные — остаются на плате. Назначение оставшегося фоторезиста — обеспечить избирательное осаждение меди.

Гальваническое (электрохимическое) осаждение меди

Медь осаждается на поверхность стенок отверстий и все проводники. По ГОСТ 23752-79 толщина металлизации должна быть не менее: 20 мкм для ДПП, 25 мкм для МПП.

IPC-6012B устанавливает иные значения: Class 2- не менее 20 мкм для ДПП и МПП,Class 3- не менее 25 мкм для ДПП и МПП.

В связи с тем, что процесс осаждения меди идет параллельно в отверстиях и на поверхности проводников, получить толщину металлизации в отверстиях 30 мкм и более невозможно, применяя обычные фоторезисты. Процесс покрытия контролируется компьютером для обеспечения требуемых параметров гальванических покрытий. После покрытия толщина осаждённой меди проверяется не разрушающим методом.

Гальваническое осаждение металлорезиста

Гальваническим осаждением меди создается необходимый по толщине слой металла в отверстиях печатной платы.В качестве металлорезиста могут выступать различные металлы и соединения, имеющие меньшую скорость травления по сравнению с медью. Осаждается металлорезист на открытые от фоторезиста участки — на проводники и в отверстия.

Удаление фоторезиста

После гальванического осаждения меди и защитного слоя олова заготовки передаются на травление. Перед травлением с заготовок снимается слой фоторезиста, обнажая базовый слой меди, который необходимо удалить. Топология печатной платы и металлизированные отверстия остаются под защитой гальванически осаждённого слоя олова.

Травление меди

Травление осуществляется в горизонтальной конвейерной машине. Медь, не защищённая оловом, стравливается. Таким образом формируется топология наружных слоёв печатной платы. Слой олова после травления снимается в установке для снятия.

Удаление металлорезиста

Металлорезист удаляется с поверхности меди в специальном растворе. Это начало процесса, называемого SMOBC (SolderMaskoverBareCopper — маска поверх необработанной меди). В других процессах, например, если нанесение защитной маски не осуществляется, оловянно-свинцовая смесь оплавляется для дальнейшего использования (лужение).

Нанесение защитной паяльной маски

Для защиты поверхности платы и медных участков, не подлежащих нанесению финишного покрытия, на плату наносится защитная паяльная маска. Наиболее широко распространена жидкая двухкомпонентная фоточувствительная паяльная маска.

Сухая пленочная паяльная маска обеспечивает хорошие результаты по тентированию переходных отверстий, наносится методом ламинирования, но в настоящее время используется редко, т.к. не подходит для печатных плат выше 3 класса точности. Жидкая паяльная маска наносится методом сеткографии через сетчатый трафарет, причем существует два варианта нанесения. Через готовый трафарет, когда в сетке уже сформированы все окна вскрытия, и маска наносится только на защищаемые участки печатной платы (такой вариант имеет невысокое разрешение и применяется, как правило, на односторонних печатных платах ниже 3 класса точности), и сплошное нанесение маски с использованием метода трафаретной печати и последующим экспонированием через фотошаблон или прямым экспонированием.Перед нанесением маски поверхность меди очищается, затем развивается необходимая шероховатость для хорошей адгезии маски.

Жидкая маска продавливается ракелем через сетку на всю поверхность заготовки. Нанесенный слой подсушивается в печке до образования сухой поверхности. Для печатных плат с маской с двух сторон процесс повторяется. Подсушенные заготовки передаются на экспонирование.

Прямое экспонирование защитной паяльной маски

На установке прямого экспонирования маска засвечивается UVлазером или UVсветодиодной матрицей. Засвечиваемые участки полимеризуются и теряют способность к растворению в растворе проявления.

Проявление защитной паяльной маски

Незасвеченные участки маски смываются в линии проявления. Качество сформированных масочных слоев проверяется контролером. После контроля заготовки помещаются в печку для окончательной полимеризации.

Струйная печать маркировочной краски

Для идентификации монтируемых компонентов большинство изготавливаемых печатных плат имеют маркировку. Маркировка наносится после проявления маски.

По аналогии с обычным струйным принтером изображение формируется капельками чернил отверждаемых ультрафиолетом. Струйный метод является современным и эффективным способом нанесения маркировки.

Заготовки с напечатанной маркировкой передаются на контроль качества.

Нанесение финишного покрытия, вариант 1 HASL

HASL (Hot Air Solder Leveling). Нанесение припоя путем окунания заготовки в расплавленный припой с последующим выравнивание горячим воздухом. Возможно применение (в разных установках) свинцового и бессвинцового (leadfree) припоя.

Нанесение финишного покрытия, вариант 2 Иммерсионное золото

Нанесение иммерсионного золота по подслою никеля (процесс ENIG) осуществляется в многостадийном химическом процессе. IPC-4552 регламентирует толщину подслоя Ni 3-6 мкм, минимальную толщину Au 0,05 мкм (типовые значения 0,05-0,1 мкм).

Источник:
http://www.rezonit.ru/directory/baza-znaniy/tekhnologiya-izgotovleniya-pechatnykh-plat-v-kartinkakh/zapolnenie-perekhodnykh-otverstiy/

Сайт об электронике и не только

Псевдо металлизация отверстий

Одна из самых сложных операций при изготовление двухсторонних плат в домашних условиях – это металлизация отверстий, которая требует кучи хим. реактивов и множество операций.

Самым простым способом прокинуть контакт с одной стороны платы на другую – является отверстие с проводником запаянных с обеих сторон. В качестве такого проводника может выступать вывод детали, если к нему есть доступ паяльника. Но на платах с плотным монтажом бывает достаточно сложно найти место под пару отверстий, а простые планарные детали вытесняются безвыводными. Что делать, если нужно будет на плате разместить панельку под многовыводную микросхему, где доступ к её выводам нужен с обеих сторон платы? Об альтернативном способе проложить контакт сквозь отверстие с деталью будет рассказано в статье.

Ответ прост: нужно заранее прокинуть в том же отверстие, где должен будет проходить контакт, проволочку, а лучше многожильный тонкий провод без изоляции, например зачищенный МГТФ.

Для того, что бы такую проволочку было удобно прокинуть – нужно на этапе проектирования печатной плате заложить отверстие большего диаметра и удлинённые площадки для запаивания проволочки с обеих сторон платы, или хотя бы под корпусом детали.

Дорожки с обратной стороны платы и под деталью

На подготовленной плате с обратной стороны платы, относительно корпуса детали, вставляем перемычку в отверстие.

Готовая к запайке перемычке двухсторонняя плата

С противоположной стороны, которая будет закрыта корпусом детали, пригибаем перемычку к контактной площадке и аккуратно припаиваем, не заливая отверстие оловом.

Затем с противоположной стороны платы, откуда вводили перемычку, откусываем лишнее, оставив небольшой хвостик.

Откусываем лишнее от перемычки

оставив небольшой хвостик

Когда все перемычки будут прокинуты, вставляем деталь и запаиваем её выводы вместе с перемычками.

Все проволочки прокинуты

К сожалению, такой способ псвевдо металлизации, не очень удобен и муторный, но на этапе прототипирования и при изготовление единичных конструкций может очень выручить.

12 комментариев на « Псевдо металлизация отверстий»

Анатолий пишет 26.09.2012 в 15:34 #

Лудил без флюса чтоли, ужас просто!

Анатолий пишет 26.09.2012 в 15:36 #

Alex_EXE пишет 26.09.2012 в 21:40 #

Да, флюс экономил + не старался. Обычно во время запайки большую часть огрехов исправляю.

Анатолий пишет 27.09.2012 в 00:46 #

такую плату элементарно облудить за минуту, и убдет выглядеть как у меня 🙂
всего навсего нада алюминиевая посудина, вода, лимонная кислота, шарик сплава розе, скотч-брайт или наждачка нулевка(этак на 2-3тыс едениц , можно и мельче), да сама платка и плита кухонная.
многие друзья уже последовали моему примеру, а сам я подсмотрел на ютубе )))

Alex_EXE пишет 27.09.2012 в 01:04 #

Пробовал Розе, да, плата лудится за минуту, как и паяльником с плоским жалом. Только подготовка и разогрев сплава занимает минут 5. А в этом прототипе за красотой не гнался.

Alex_EXE пишет 27.09.2012 в 01:11 #

Проглядел Вашу фотку.
Да, у Вас неплохое вышло лужение. Я обычно платки поменьше делаю, вот и обхожусь паяльником, да и ёмкость для больших плат пока не откопал.

Анатолий пишет 28.09.2012 в 22:29 #

Для себя делал на года, да и приятно потом вруки брать, и легко паять.

Эдуард пишет 13.10.2012 в 23:46 #

Лужу обычно пальником, только одеваю «чулок» из оплётки. Чудесно выходит, мож не так ровно как с РОЗЕ, но близко к тому

Читайте также  Помощь в выборе дисковой пилы, Дисковые пилы, Блог, Клуб DNS

Руслан Попов пишет 08.12.2013 в 01:49 #

А я запаиваю волосок припоя, понизив температуру жала. После десяти дырок появляется сноровка и процесс идёт быстро.

Alex_EXE пишет 09.12.2013 в 23:29 #

Интересная идея. Жаль, только, что нет под рукой тонкого олова, что бы опробовать.

Сергей пишет 27.05.2016 в 10:28 #

Как вариант еще использовать полые заклепки. На подобии вот этих

На производстве для восстановления металлизации используется. Обязательное условие — это проверка на паяемость.

Alex_EXE пишет 27.05.2016 в 15:47 #

Когда то давно искал подобные у нас в продаже, но или не там их искал, или у нас их нет(не было).

Источник:
http://alex-exe.ru/radio/technology/pseudo-plating-of-holes/

Импульсная металлизация печатных плат

Аркадий Медведев
Петр Семенов

Вся история производства печатных плат связана со стремлением технологов получить равномерное гальваническое покрытие на поверхности плат и в отверстиях. Уменьшение диаметров отверстий обострило решение этой проблемы. Сегодня используются приемы выравнивания металлизации на основе использования реверсных импульсных токов питания гальванических ванн, называемые у нас технологией импульсной металлизации или металлизацией с реверсированием токов.

Нельзя сказать, что в России не знали о реверсивных режимах металлизации. По крайней мере, о преимуществах реверсирования тока было сказано в 1953 году в монографии Лайнера В. И. и Кудрявцева Н. Т. «Основы гальваностегии» [1]. Но практическое использование реверса тока осуществлено в создании мелкокристаллических структур: при реверсировании тока прекращался процесс роста кристаллов и при прямом токе возобновлялся. На участке печатных плат ОАО «Московский завод счетно-аналитических машин» в технологиях МПП послойного наращивания этот процесс используется уже много лет. Поскольку эта технология предусматривала полное заполнение переходных отверстий медью, реверс тока позволял создавать толстые мелкокристаллические осадки без заметных внутренних напряжений. Отечественная разработка технологии МПП послойного наращивания, освоенная в СССР в конце 70-х годов, до сих пор работает в ответственной аэрокосмической аппаратуре, теперь приходит к нам из-за рубежа в новом качестве в технологиях, которые называются там HDI — High Density Interconnection (высокоплотные межсоединения). Простейший пример структуры HDI показан на рис. 1.

Неравномерность толщины осаждений при электролизе обусловлена в основном двумя факторами: неравномерностью распределения плотности тока и концентрационной катодной поляризацией. До настоящего времени последнюю успешно преодолевали интенсификацией обмена электролита у катодной поверхности: барботажем, возвратно-поступательным перемещением катода в электролите, вибрацией катода, применением ультразвука. Но с появлением в конструкциях плат мелких отверстий эффективность этих приемов упала — начала сказываться большая вязкость электролитов для обмена внутри отверстий. Особенно это относится к широко распространенному сернокислому электролиту меднения, вязкость которого выше, чем у других известных, за счет большого содержания концентрированной серной кислоты. Продавливать этот электролит сквозь узкие отверстия затруднительно. В то же время диффузионные механизмы обмена замедлены настолько, что не соответствуют требованиям производительности процесса.

Что касается неравномерности распределения плотности тока, то она меньше поддается управлению: для обеспечения равномерности распределения тока от периферии катода к центру платы используются выравнивающие экраны, на периферии заготовки платы обязательно выполняют металлическую рамку, в общей гальванике могут менять даже форму анода, чтобы выровнять электрическое поле у прикатодной поверхности. В технологиях печатных плат главный объект металлизации — отверстия: сквозные, а теперь и глухие. Металлизация поверхности — побочный, неизбежный, ненужный процесс, которого хотелось бы избежать. Но выровнять градиенты тока в отверстиях и на поверхностях (рис. 2) никогда не удастся. В силу этого осаждение металла в зоне отверстия идет неравномерно, по форме напоминает собачью кость, отчего этот эффект получил соответствующее экзотическое название (рис. 3). При использовании металлизации по рисунку (комбинированный позитивный метод) одиночно расположенные проводники могут получить недопустимо грубые наросты (рис. 4).

Для предотвращения этого эффекта используются выравнивающие добавки, которые создают барьерный слой в местах наибольших градиентов, предотвращая там утолщение металлизации. Выравнивающие добавки (в основном поверхностно-активные вещества) позволяют успешно металлизировать отверстия до соотношения толщины платы и диаметра отверстия, равного 10:1 (в ряде случаев и 20:1). Поскольку такие соотношения характерны для тонких отверстий, обмен электролита для доставки новых порций ионов металла в них затруднен. Чтобы свежие порции электролита успевали поступать в отверстия и участвовать в осаждении металла, приходится работать на малых плотностях тока 1-2 А/дм 2 . Осаждение до толщины 25 мкм длится около двух часов.

Конечно, вибрация и ультразвук ускоряют обмен электролита у катодной поверхности, но не настолько, чтобы получить заметный эффект. Для интенсификации продавливания электролита через отверстия используют горизонтальные линии, в которых электролит подается в отверстия под большим напором. Но и здесь на равномерности покрытия сказывается краевой эффект.

Что же дает нам импульсный реверсный режим питания гальванических ванн? И почему мы не использовали его раньше, раз догадывались о его эффективности? Ответ на последний вопрос простой: не было соответствующих источников тока, которые бы создавали токи порядка тысяч ампер с управлением их длительности и амплитуды в условиях реверсивного режима. Поэтому в лабораторных условиях (при достаточно малых токах) накопилось много экспериментальных данных, чтобы получить убедительные доказательства благотворности импульсных режимов питания гальванических ванн. Но перейти к промышленному использованию мешало отсутствие соответствующих источников тока. Теперь они есть. Например, широкую гамму таких источников выпускает фирма DRPP Europa & North America. Этими источниками тока комплектуются гальванические линии фирмы PAL Galvaur.

Каковы же механизмы импульсной металлизации с реверсом тока? Их несколько. Один состоит в том, что при обратном (отрицательном) импульсе идет анодное стравливание металла на больших градиентах тока, то есть именно там, где произошло большое наращивание при прямом токе. Второй заключается в интенсивном разрушении концентрационной катодной поляризации, что способствует обновлению раствора в прикатодном слое. Но основной связан с использованием выравнивающих добавок, которые адсорбируются на катодной поверхности при реверсе тока (рис. 5). Причем сорбция добавок пропорциональна градиенту тока. Эти добавки к электролиту создают барьерный слой, который препятствует осаждению металла на острых кромках, способствуя преимущественному осаждению в глубине отверстий (рис. 6 и 7).

В конечном итоге можно получить ровное осаждение (рис. 8), причем толщина металлизации в отверстии может оказаться больше толщины осаждения на поверхности и на углах отверстий. Последний эффект неблагоприятно сказывается на прочности сцепления металлизации отверстия с контактной площадкой, поэтому слишком большим выравниванием металлизации стараются не увлекаться.

Выход из экспериментальной стадии на промышленное освоение позволяет объективно оценить результаты использования импульсной металлизации. Обозначения размерности импульсных режимов (рис. 9) показаны в таблице 1. Типичные режимы для металлизации тонких отверстий показаны в таблице 2. Однако когда на плате присутствуют сквозные отверстия разного диаметра, да еще и глухие отверстия, приходится варьировать режимы тока в широких пределах и проводить металлизацию в несколько стадий при разных режимах.

Несколько примеров режимов импульсной металлизации из практики ее промышленного использования приведено на рис. 10-12.

Главный эффект, из-за которого эта технология начала развиваться особенно интенсивно, — возможность заполнения глухих отверстий, за счет чего плотность размещения переходов увеличилась в два раза (рис. 13). Мы как потребители электронной продукции ощущаем это уплотнение в уменьшении габаритов мобильных телефонов, цифровых видеокамер, фотоаппаратов и т. п.

Это лишь немногочисленные примеры эффективности импульсной металлизации в обеспечении равномерности покрытий. Что касается обычных конструкций плат, то металлизация с реверсом тока позволяет без потери качества увеличить плотность тока до 3 А/дм 2 , что увеличивает производительность гальванических линий на 70%.

Итак, появление мощных источников тока с регулируемыми параметрами реверсирования позволило получить положительные эффекты в промышленном использовании импульсной металлизации печатных плат: выравнивание толщины металлизации, увеличение производительности процесса почти в два раза, полное заполнение металлом глухих и переходных отверстий. В итоге эти эффекты позволяют увеличить плотность межсоединений в многослойных структурах в два раза.

Источник:
http://www.tech-e.ru/2005_4_22.php