Вашему вниманию предлагается серия статей, объединенных  ключевыми словами: «печатная плата» и «влагостойкость». Эти статьи были опубликованы ранее  в журналах «Компоненты и технологии», «Электронные компоненты», «Электроника – НТБ» и др.

 Если для Вас эта проблема представляет хоть какой-то интерес, то ВПЕРЕД!

 

 

ОБЗОР МЕТОДОВ ВЛАГОЗАЩИТЫ ПЕЧАТНОГО МОНТАЖА

 

                Владимир Уразаев                                                              E-mail: Urazaev@yandex.ru

 

Существующей ныне ситуации с проблемой обеспечения влагостойкости, а, следовательно, и надежности радиоэлектронной аппаратуры, в немалой степени способствует разрозненность и однобокость информации о современных разработках. На информационном поле ситуацию коротко можно охарактеризовать так: «Всяк кулик свое болото хвалит». В связи с этим любая попытка систематизировать и критически оценить существующие и перспективные методы влагозащиты печатного монтажа, по меньшей мере, будет не бесполезна.

 

В начале девяностых годов мне довелось побывать на одном из предприятий, изготавливающих радиоэлектронную аппаратуру для космической техники. На сборочном участке я увидел необычную картину. По меньшей мере, десяток «белых косынок» занимались тем, что заостренными деревянными палочками что-то выковыривали из отверстий в печатных платах. Оказалось, что еще во времена Юрия Гагарина была разработана такая технология влагозащиты печатных узлов, при которой печатная плата погружалась в битумный лак, после сушки этот лак вручную удалялся из отверстий, проводилась пайка ЭРЭ и т.д. Такие изделия успешно слетали в космос. Благодаря этому счастливому событию несколько десятков лет целый сборочный участок на предприятии был обеспечен подобной работой. Шли годы. Были разработаны более эффективные способы влагозащиты, но заказчик упрямо не разрешал изменять проверенную технологию без проведения натурных испытаний. А стоимость таких испытаний равнялась стоимости запуска одной ракеты, и предприятие не могло решиться на такие затраты. Единственное, чего смогла добиться за долгие годы служба главного технолога, так это  разрешения использовать дополнительное покрытие лаком УР-231. Печатный узел превратился в своеобразный «бутерброд». Внутренний слой начинки этого бутерброда (битумный лак) способен аккумулировать влагу, а внешний слой (лак УР-231) препятствует ее удалению. Хуже не придумаешь. Однако же сверхосторожные заказчики, руководствуясь принципом «кашу маслом не испортишь», дали добро на  далеко не бесспорное решение. Конечно эта ситуация лежит за пределами здравого смысла как с позиции заказчика, так и с позиции предприятия, на котором долгие годы функционировал насос по бессмысленному выкачиванию денег. Скорее всего, вся эта история  является исключением из общего правила. О технических и экономических последствиях этого исключения можно только догадываться.

 В настоящее время предприятия,  вынужденные  проводить  дополнительные мероприятия по повышению влагостойкости изготавливаемой аппаратуры, можно условно поделить на две группы.

 К первой группе относятся те, для которых еще долгие годы верхом совершенства будут лак УР-231 или даже битумный лак. Это в основном предприятия «оборонки».  Свойственный им консерватизм гарантирует от явных провалов и одновременно противодействует использованию всего нового. К положительным моментам  на таких предприятиях можно отнести  продуманную организацию производства, двойную систему контроля, опыт и традиции. К отрицательным моментам  – упоминаемый выше консерватизм и целый ряд проблем, вытекающих из их полунищенского состояния и в первую очередь потерю квалифицированных кадров.

Вторая группа предприятий является зеркальным отражением первой. Это предприятия малого и среднего бизнеса, сформировавшиеся в последнее десятилетие и сориентированные преимущественно на платежеспособную часть рынка (нефтегазовый комплекс, энергетика, связь и др.). Такие предприятия восприимчивы к новшествам. В то же время выбор того или иного метода влагозащиты аппаратуры на них часто ничем не мотивирован, а контроль на производстве иногда вообще отсутствует. Хотелось  бы соединить положительные моменты одной группы предприятий  с достоинствами других.  Однако с момента появления «Женитьбы» Гоголя прошел не один десяток лет, а проблема создания идеального облика не решена до сих пор.

К сожалению, все мы живем далеко не в комфортных условиях. Температура и влажность воздуха в зависимости от месторасположения, времени года, времени суток  постоянно изменяются в широком диапазоне. Даже человеку, который является саморегулирующейся системой, сложно приспособиться к этим изменениям. Радиоэлектронная аппаратура не наделена такими способностями. Увеличение влажности воздуха, а в предельных случаях и конденсация влаги, приводят к ухудшению диэлектрических свойств изоляционных материалов  и в первую очередь подложки печатных плат, основного конструктивного элемента современной радиоэлектронной аппаратуры. Поэтому при разработке приходится предусматривать специальные меры защиты, позволяющие устранить или уменьшить вредное влияние внешних факторов. Абсолютная герметизация аппаратуры и, наоборот,  ее абсолютная открытость при постоянной продувке осушенным воздухом лишь крайние случаи из всего многообразия используемых методов. В данной статье речь пойдет лишь о методах, основанных на дополнительной защите печатных узлов с использованием достижений химии, преимущественно химии полимеров.

Целое направление прикладной полимерной химии занимается разработкой различных компаундов, для герметизации узлов и блоков радиоэлектронной аппаратуры (1). Чаще всего это наполненные эпоксидные или эпоксидно-акрилатные композиции, не содержащие растворителей. Такие компаунды довольно широко используются для герметизации заливкой небольших по размерам печатных узлов в сборе. Отверждение компаундов в большом объеме сопровождается значительной усадкой и высокими остаточными напряжениями,  приводящими к  разрыву проводников. Отработка рецептуры и режимов отверждения компаундов  для каждой реальной конструкции часто индивидуальна и порой даже близка к шаманству. Существенный недостаток метода – неремонтопригодность изделий.

 У многих специалистов  слово «влагозащита» ассоциируется с двумя другими словами: «лаковое покрытие». Нанесение дополнительного полимерного покрытия на печатный узел является одним из наиболее распространенных методов влагозащиты. Это более универсальный и, что немаловажно, экономичный метод по сравнению с заливкой изделий полимерными компаундами. Традиционно для нанесения покрытия используют лаки, а формирование полимерной пленки на поверхности печатных узлов происходит чаще всего  в результате одновременно протекающих процессов испарения растворителя и реакции поликонденсации связующего. В монографии (2), приведены сравнительные результаты испытаний на влагостойкость печатных плат без покрытия и с лаковым покрытием. Действительно, в процессе испытаний скорость изменения (уменьшения) уровня сопротивления изоляции в печатных платах с лаковым покрытием значительно меньше. Несколько выше и конечное значение этого уровня, хотя  при увеличении времени испытаний, вероятно, эта разница исчезнет. Таким образом, дополнительное полимерное покрытие работает как диффузионный барьер на пути влаги к поверхности печатной платы, а эффективность этого барьера будет тем выше, чем ниже его диффузионная проницаемость. Как следует из (3) влагопроницаемость полимеров изменяется в довольно широком диапазоне. Коэффициент влагопроницаемости полимеров в зависимости от химической природы изменяется в диапазоне (0,01 *10^-8 – 20*10^-8 ) г/см*ч*мм.рт.ст. Поскольку не из всех полимеров можно сформировать покрытия, удовлетворяющие другим многочисленным специфическим требованиям к влагозащитному покрытию, реально этот диапазон значительно уже. Поэтому невозможно требовать от разработчиков создания абсолютно влагонепроницаемых полимерных покрытий. Покрытие может быть только более или менее проницаемым. Следует отметить, что кроме функции диффузионного барьера  дополнительное полимерное покрытие выполняет также и не менее важную функцию защиты поверхности печатной платы от загрязнений и/или случайных замыканий проводников.

Для влагозащиты специальной техники наибольшее распространение получил эпоксидно-уретановый лак УР-231 (4). В состоянии поставки это двухкомпонентная система, состоящая из раствора алкидно-эпоксидной смолы Э-30, изготовленной на смеси тунгового и льняного масел, и отвердителя  (70% раствора уретана ДГУ в циклогексаноне). Массовое практическое использование этого лака уже само говорит о том, что по совокупности свойств, он видимо превосходит другие лаки аналогичного назначения, предлагаемые отечественными производителями. «Бочку меда» портят лишь жалобы производственников на «капризность» этого лака, выражающуюся в нестабильности свойств получаемых из него покрытий. Анализируя химический состав лака и реальные условия его применения, можно предположить несколько возможных причин этого явления. Проблемы могут идти как от производителя, так и от потребителя.

Использование в рецептуре полуфабриката лака экзотического тунгового масла в силу объективных и субъективных причин постоянно провоцирует предприятие-изготовитель на уменьшение  количества этого компонента, а в идеале на отказ от его использования. Технические характеристики лака, изготовленного только на основе льняного масла значительно хуже. Кроме того, известно, что получить продукт со стабильными свойствами, на основе исходных продуктов растительного происхождения, отличающихся нестабильным химическим составом, тоже непросто. У потребителя проблемы могут возникнуть из-за другой составляющей – уретана ДГУ.  Это связано с ограниченным сроком хранения и особыми условиями хранения, обусловленными его высокой чувствительностью к влаге воздуха и повышенной  температуре.

Особо следует остановиться на использовании влагозащитных покрытий на кремнийорганической основе. Казалось бы, что использование эффекта «гидрофобности» таких покрытий позволит совершить качественный скачок в разработке высокоэффективных влагозащитных покрытий. Однако в нормативно-технической документации кремнийорганические покрытия, на основе жидкости 136-41 (ранее ГКЖ-94), рекомендованы лишь для применения в легких и средних условиях эксплуатации. Видимо, это объясняется низкой гидролитической устойчивостью полисилоксановых полимеров, а также сравнительно большим коэффициентом их влагопроницаемости (3). Во всяком случае, резервы для развития работ в этом направлении наверняка  далеко не исчерпаны. Об этом в частности свидетельствует рекламируемое ЦКБ РМ силоксановое покрытие «универсал», предназначенное для различных целей и в том числе для нанесения влагозащитных покрытий на печатные платы. (5). В отличие от жидкости 136-41 это однокомпонентная система (раствор полимера в органическом растворителе). Удельное объемное сопротивление этого покрытия (1*10¹⁵ Ом*см) внушает оптимизм.

 На том же эффекте основан принцип действия новых материалов типа «эпилам» (6). Эпиламирующие составы содержат раствор фторсодержащих поверхностно-активных веществ в специально подобранных растворителях. При обработке печатных узлов фторсодержащее поверхностно-активное вещество адсорбируется поверхностью и образует на ней очень тонкую пленку. После закрепления на поверхности эта пленка обладает высокими гидрофобизирующими свойствами, а также высокой химической и термической стабильностью. Печатные платы  с такими покрытиями при испытаниях на влагостойкость существенно превышают нормы, указанные в п. 2.5.4. ГОСТ 23752 "Платы печатные. ОТУ".

Для получения влагозащитного полимерного покрытия вовсе не обязательно использовать лакокрасочные материалы. В работе (7) предлагают для этого использовать метод вакуумной пиролитической полимеризации. Первые сообщения об использовании полипараксилиленовых (париленовых) покрытий, формируемых этим методом, относятся к восьмидесятым годам. За рубежом их использовали для нанесения покрытий на корпуса часов, в военной и космической технике. Привлекательность этого метода обусловлена возможностью получения покрытия одинаковой толщины (от единиц ангстрем до десятков Мкм.) одновременно на всей поверхности, в том числе в труднодоступных местах (щелях, глухих и сквозных отверстиях и др.). К сожалению, это преимущество одновременно является и недостатком, усложняя  защиту контактных поверхностей на печатных узлах и разъемах. Для реализации метода разработано специализированное оборудование. По целому ряду причин, особенно экономических, будущее этого метода видится все-таки в первую очередь в области микроэлектроники.

Обзор различных полимерных защитных покрытий был бы не полным, без упоминания о так называемой «зеленке», хотя и, как следует из (8), зеленый цвет такого покрытия совершенно не обязателен. Поскольку паяльная маска остается на поверхности печатной платы, она одновременно  выполняет также и роль влагозащитного покрытия. Различают маску поверх оплавленного припоя (SMOTL) и маску поверх открытой меди (SMOBC). Нанесение маски поверх оплавленного припоя предпочтительнее для печатных плат, работающих в жестких условиях. Следует отметить, что при использовании групповой пайки «волной» припой под маской также расплавляется. При этом возможны: разрушение маски, появление «пазух» и образование «мостиков» между соседними проводниками при высокой плотности монтажа. Печатные платы с компонентами поверхностного монтажа (SMT) чаще всего делают  с использованием маски поверх открытой меди. Паяльная маска бывает двух основных типов: наносимая через шаблон и фотопроявляемая. Трафаретная печать, для которой чаще всего используются композиции на основе эпоксидной смолы, ограничена в точности нанесения. Фотопроявляемые маски на основе жидких или сухих пленочных композиций, позволяют получить разрешение примерно в 3 раза выше. Наносимый в жидком состоянии композит покрывает проводники лучше и более полно, чем сухой пленочный, особенно когда плотность проводников высока. Что предпочтительнее с точки зрения влагостойкости предоставляю судить читателю. К сожалению, защитная паяльная маска при всех ее преимуществах не решает задачу обеспечения влагостойкости печатных узлов на 100%, поскольку места пайки радиоэлементов остаются незащищенными.

Принципиально иной подход к решению проблемы повышения влагостойкости печатного монтажа предложен в работе (9). Как уже упоминалось выше, влагозащитное покрытие является лишь диффузионным барьером на пути влаги. Что же будет, если этот диффузионный барьер пройден? Влага окажется один на один с диэлектриком печатной платы. И влагостойкость будет определяться уже свойствами диэлектрической подложки, в первую очередь, свойствами поверхностного слоя этой подложки. Диэлектрической подложкой служит обычно стеклотекстолит. Для него, как и для всех композиционных материалов, характерна дефектность структуры, особенно на границе раздела: стекло – эпоксидная смола. Следствием этого является наличие капиллярной пористости, повышенное водопоглощение и, наконец, снижение электроизоляционных свойств во влажной среде. Проблема не нова.  В арсенале разработчиков композиционных материалов есть множество приемов, позволяющих  уменьшить дефектность структуры. Полностью же устранить ее практически невозможно. Таким образом, изготовители печатных плат являются своеобразными заложниками мастерства разработчиков и изготовителей фольгированных стеклотекстолитов. А о получаемом результате они узнают лишь по завершении технологического процесса изготовления печатных плат. Оказалось, что электроизоляционные характеристики подложки печатных плат, независимо от исходного состояния стеклотекстолита можно повышать, используя так называемое «полимеризационное наполнение». Суть технологии заключается в том, что дефекты структуры стеклотекстолита  устраняются в готовой печатной плате, а для этого применяют известный из других областей техники метод порозаполнения. Для порозаполнения используются полимеризационноспособные композиции на основе бифункциональных мономеров, содержащие вещественные инициаторы полимеризации. Основные операции:

- заполнение дефектов структуры стеклотекстолита, в том числе дефектов структуры эпоксидной смолы, простым погружением печатной платы в композицию;

- удаление избытка композиции с поверхности печатной платы промывкой в воде;

- полимеризация композиции в объеме стеклотекстолита при термообработке.

Особенности технологии и состава композиции гарантируют отсутствие заполимеризованной композиции на поверхности контактных площадок и стенок переходных металлизированных отверстий. Использование такой технологии позволяет повысить уровень сопротивления изоляции в печатных платах в среднем на 1 – 3 порядка, а в отдельных случаях (ремонт многослойных печатных плат) даже в 10⁸ раз. Полимеризационное наполнение не исключает использование дополнительного лакового покрытия и/или паяльной маски. Более того, как оказалось, оно эффективно даже для печатных плат уже имеющих паяльную маску.

На критику собственного детища не поднимается рука. Предоставлю право на это своим оппонентам. Могу лишь сказать, что использование технологии возможно в нескольких вариантах. Первый вариант предусматривает ее применение для ремонта печатных плат с пониженным уровнем сопротивления изоляции. Доказано, что экономическая и техническая эффективность, этого решения не вызывает сомнений. Второе направление – это использование технологии в массовом масштабе для повышения надежности печатных плат. Для изготовителя печатных плат это потребует дополнительных расходов. Экономический эффект при этом переходит к потребителю. И, наконец, полимеризационное наполнение может быть успешно использовано для реализации актуальной ныне проблемы микроминиатюризации печатных плат.

В настоящее время на Российском рынке широко предлагаются аэрозольные химические препараты различного назначения для производства, эксплуатации и сервисного обслуживания  электронного оборудования (10). Это растворители, лаки, смазки и др. Препараты поставляются целым рядом зарубежных фирм под торговыми марками CRAMOLIN, CONTAKT CHEMIE, CHEMTRONICS и др. Преимущества аэрозольных препаратов очевидны. Очевидны и потенциальные потребители таких препаратов. Не вызывает сомнений эффективность, в том числе и экономическая эффективность, при использовании данных препаратов в первую очередь  на стадии освоения производства новых изделий (макетирование, изготовление опытных образцов и установочных партий).  Среди многообразия препаратов есть и лаки, предназначенные для влагозащиты печатных узлов. Специалистов, видимо, больше всего заинтересует аналог лака УР-231 полиуретановый лак URETHANE 71. По данным разработчиков покрытие  этим лаком образует прочную и гибкую водоотталкивающую пленку с хорошими электроизоляционными свойствами, высокими химической стойкостью и термостойкостью.  Предлагаются  акриловые изоляционные лаки (PLASTIK 70), кремнийорганические лаки (SILISOL 73).

Зарубежными фирмами предлагаются также различные гидрофобизирующие жидкости, в том числе и жидкости, способные вытеснять воду (FLUID 101). Аналогичные жидкости, правда, в менее широком ассортименте, изготавливают и отечественные предприятия. При «полимеризационном наполнении» дефекты структуры стеклотекстолита в печатной плате заполняются жидкой композицией, которая при термообработке превращается в твердый полимер с высокими электроизоляционными свойствами. А если жидкость уже сама обладает высокими электроизоляционными, да еще и гидрофобными свойствами, стоит ли ее отверждать? Иногда бывает и так, что натурные испытания проще и дешевле общепринятой процедуры, заканчивающейся типовыми испытаниями. Так вот, печатные узлы, изготовленные на печатных платах с паяльной маской и дополнительной обработкой поверхности жидкостью FLUID 101, успешно эксплуатируются на объектах нефтедобычи в течение нескольких лет. Конечно, это решение не следует воспринимать, как абсолютную истину. Годами сложившуюся систему постановки изделий на производство никто не отвергает. И будет даже очень хорошо, если кто-то возьмется за детальную проверку этого решения по классическим канонам. Во всяком случае, при положительном исходе даже в частных случаях, просматривается очень удачное решение проблемы 100% защиты поверхности печатных узлов с паяльной маской и тем самым ухода от дополнительных лаковых покрытий.

В заключение следует отметить, что проблема повышения влагостойкости печатного монтажа несомненно, комплексная. Конечный результат, как правило, определяется, удачным сочетанием конструктивно-технологических характеристик  изделий и тщательным соблюдением технологии изготовления на всех ее этапах. Автор не претендует на абсолютную полноту  обзора всех направлений в области влагозащиты печатного монтажа, а также абсолютную правоту своих высказываний и с благодарностью воспримет любые  замечания и предложения в той или иной мере касающиеся данной проблемы.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1.Электроника: Энциклопедический словарь / Гл. ред. В.Г. Колесников, - М.: Сов. энциклопедия, 1991, - 688 с.

2. Медведев А.М. Надежность и контроль качества печатного монтажа. – М.: Радио и связь. 1986. – 216 с.

3. Химическая энциклопедия: В 5 т. т.1 / Гл. ред. И.Л. Кнунянц,  - М.: Сов. Энциклопедия, 1988, - 623с.

4. Лаки эпоксидно-уретановые УР-231 и УР-231Л  ТУ 6-21-14-90.

5. http://ckbrm.ru/page46.html.

6.Синюгина Л.А., Белов Е.Н., Комлевский А.В. и др. Материалы типа «эпилам» для влагозащиты микросборок и узлов на печатных платах// Приложение «Технологии оборудование материалы» к журналу  Экономика и производство. – 1999, - № 7.

7. Костин А.С., Крутько А.Т., Нефедов Т.В. Применение покрытий на основе парилена для влагозащиты и герметизации изделий РЭА//  Приложение «Технологии оборудование материалы» к журналу Экономика и производство. – 1999, - № 5.

8. http://www.eworld.ru/support/smpcb r.htm.

9. Уразаев В.Г. Повышение влагостойкости многослойных печатных плат// Электронные компоненты. – 2002, - № 3.

10. Переятенец А. Химия для электроники // Компоненты и технологии. – 2001, - №  5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О ПРОБЛЕМЕ ВЛАГОСТОЙКОСТИ ПЕЧАТНОГО МОНТАЖА.

 

Владимир Уразаев                                                              E-mail: Urazaev@yandex.ru

 

Рассмотрен нетрадиционный подход к решению проблемы повышения влагостойкости печатного монтажа, основанный на модификации диэлектрического основания  непосредственно в печатной плате. Приведены результаты работ по практической реализации метода полимеризационного наполнения.

 

 

У людей, имеющих отношение к производству радиоэлектронной аппаратуры, слово  «влагозащита» обычно ассоциируется с лаковым покрытием. Представители «оборонки» часто недобрым словом вспоминают крайне капризный в использовании лак УР-231 или имеющий обыкновение сильно разбавляться на пути к производству этиловый спирт  не желающий  образовывать спирто-бензиновую смесь. Кто-то подумает о том, что хорошо бы печатные платы сделать из импортного стеклотекстолита. Тогда после травления он не будет напоминать папирус. Ну а самые продвинутые скажут, что сейчас почти все печатные платы, особенно зарубежного производства,  вместо лака покрыты так называемой «зеленкой».

Действительно, в зарубежной радиоэлектронной аппаратуре использование лаковых покрытий в какой-то степени стало анахронизмом. Цивилизованный мир пошел логически вполне объяснимым путем, шаг за шагом улучшая физико-технические характеристики  стеклотекстолитов, и естественно достиг на этом пути успехов. Нет технически неразрешимых задач. Вопрос лишь в цене решения.

Мы же, как всегда, пошли своим путем. Одни работали над выяснением причин «появления побелесости» под лаковым покрытием. Другие, опустив  руки, вводили в нормативные документы допуска о возможности появления на поверхности стеклотекстолита в печатных платах «проявления текстуры стеклоткани». Третьи  снижали уровень требований по электроизоляции в условиях воздействия влаги для цепей земля – питание в многослойных печатных платах, ссылаясь на их конструктивно-технологические особенности. Хотя здравый смысл говорит о том, что именно в этих цепях сопротивление изоляции хотелось бы наоборот иметь побольше.

            Резкое снижение объема производства изделий с повышенными требованиями по надежности и возможность использования импортных стеклотекстолитов  в какой-то степени сгладили остроту проблемы  в последние годы. Но прогресс можно остановить лишь в отдельно взятой стране. Везде же «конструкции электронных модулей и печатных плат приближаются к микроэлектронным конструкциям и в ряде применений интегрируются с ними» (1).  Соответственно выросли требования к электрофизическим характеристикам диэлектрического основания печатных плат. И,  похоже, «логически вполне объяснимый путь»  уже приближается к своему пределу. Яркой иллюстрацией этого является статья Галецкого Ф.П. (2).  Используя самые современные материалы и технические решения, специалисты ИТМ и ВТ сумели реализовать технологию изготовления  двадцатислойных печатных плат для Супер-ЭВМ размером 465х545 мм с шириной проводников и зазоров между ними 100мкм. Можно только рукоплескать достижениям нашей прикладной науки, которая, оказывается, несмотря ни на что не умерла.  Однако после прочтения статьи появляется какое-то чувство неудовлетворенности сродни разочарованию.

Цитирую отдельные выдержки из статьи:

 «Анализ изоляции в изготовленных МПП показал, что в нормальных условиях сопротивление на логических слоях в пределах 10¹⁰ – 10¹³ Ом, для цепей земли и питания 10⁸ – 10⁹ Ом… В результате исследования поведения сопротивления изоляции в нормальных условиях установлено, что при изменении относительной влажности в помещении в пределах 45 – 80% (установленный допуск по ГОСТ 23752-79) сопротивление изоляции может изменяться на 3 – 4 порядка… Учитывая, что нормы  ГОСТ 23752-79 рассчитаны  для плат размером 240х240 мм с общим числом отверстий не более 10000 штук, а рассматриваемые МПП имеют 15276 – 37828 штук отверстий в габаритах 545 х 465 мм и изоляционные зазоры до 0,1 мм, поэтому нормы по сопротивлению изоляции между шинами земли и питания необходимо корректировать».

Для тех, кто не помнит наизусть ГОСТ 23752-79, поясняю. Оказывается, МПП даже в нормальных условиях имеют сопротивление изоляции ниже, чем это допускается при испытаниях в условиях воздействия влаги. Более того, уровень сопротивления изоляции таких плат в пределах естественного колебания влажности в помещениях изменяется в 1000 – 10000 раз.  Такие МПП впору использовать в качестве очень чувствительного датчика измерителя влажности воздуха, а не по основному назначению.  Жаль, что инерционность великовата, да и цена не вызывает энтузиазма.  Вообще-то если использовать элемент этой конструкции и еще больше посадить уровень сопротивления изоляции, а это мы можем, хороший должен получиться датчик. Ну  а по поводу необходимости корректировки норм по сопротивлению изоляции у меня нет комментариев. Это мы уже проходили.

Проблема состоит в кажущейся невозможности обеспечить необходимый уровень сопротивления изоляции стеклотекстолита или иного диэлектрика на многочисленных участках между металлизированными столбиками и перфорациями слоев земля – питание. Чем больше отверстий и чем меньше зазор между металлизированным столбиком и слоями земля – питание  – тем больше  токи утечки и тем выше вероятность появления «слабого» звена. Специалисты, несомненно, высочайшего класса, реализовали сложнейшую конструктивно-технологическую задачу, а на финише им не хватило чуть-чуть. И, похоже, они не видят выхода. Не завидую судьбе следующего поколения печатных плат с проводниками шириной  40 мкм, технологию изготовления которых осваивает сейчас ИТМ и ВТ (3).

А решение этой проблемы есть. Не всегда верно изречение о том, что у любой сложной проблемы всегда есть простое неправильное решение. Бывает и наоборот. Причем решение приходит, казалось бы, с самой неожиданной стороны.

 Во времена «побелесостей» мне пришлось вступить в ряды тех, кто «пошел своим путем». Постановка задачи была такова. Если мы не можем сделать стеклотекстолит высокого качества,  как сделать из плохого стеклотекстолита относительно хорошие печатные платы? Детально изучив  книгу А.М.Медведева (4),я обратил внимание на следующие принципиально важные моменты:

1. Влагозащитное лаковое или полимерное масочное покрытие печатной платы влагопроницаемо и является лишь диффузионным барьером на пути влаги к поверхности печатной платы.

2. Склонность к появлению дефектов структуры (микро- и макрополостей) заложена в самой гетерогенной природе стеклотекстолитов. Он может быть только менее пористыми или более пористыми. А если смотреть глубже, то и само эпоксидное связующее неоднородно по плотности. Это тоже своеобразная пористая структура, роль «пор», в которой выполняют области с меньшей степенью сшивки полимерных цепей.

3. Существует логическая цепочка: высокая пористость – высокое водопоглощение – низкий уровень сопротивления изоляции в условиях воздействия влаги.

4. Уровень сопротивления изоляции определяется преимущественно состоянием поверхностного слоя стеклотекстолита.

Из всего этого следует, что путь к решению поставленной задачи лежит на поверхности в прямом и переносном смысле этого слова. Нужно ликвидировать пористость и в первую очередь пористость поверхностного слоя стеклотекстолита печатной платы.

 В какой-то степени это получается само собой при нанесении обычного лакового покрытия. Лак (раствор полимерного связующего в органическом растворителе) проникает в поверхностные открытые поры, а после улетучивания растворителя частично заполняет их. Глубина проникновения ограничивается размером молекул полимеров или олигомеров, а коэффициент заполнения пор сухим остатком  лака. С точки зрения теории решения изобретательских задач  здесь явно видно техническое противоречие.

Если использовать лак с большим сухим остатком, то увеличивается коэффициент заполнения пор, но уменьшается глубина его проникновения из-за большой вязкости. И, наоборот,  если использовать сильно разбавленный лак, то увеличивается глубина его проникновения, но уменьшается коэффициент заполнения пор. Такого рода противоречие разрешается  разделением противоречивых требований во времени (5). Первый слой  покрытия можно наносить разбавленным лаком, а последующие слои лаком с увеличивающимся сухим остатком.  Положительный эффект  от этого решения к сожалению не оправдал ожидания.

            Идеальным решением поставленной задачи была бы жидкость с черезвычайно высокой диффузионной проницаемостью (что-то вроде воды), способная при последующем отверждении в обьеме пор стеклотекстолита на 100% превращаться в твердый диэлектрик. Для специалиста по химии полимеров, задача, поставленная в такой формулировке, не требует долгих размышлений.  Достаточно туманных воспоминаний далекой юности о получении на лабораторном практикуме органического стекла полимеризацией метилметакрилата. Можно использовать любую композицию, содержащую как минимум  непредельный мономер и инициатор полимеризации. Вопрос состоит лишь в том, что композиция должна обеспечивать максимальный положительный эффект, а обработка ею печатных плат должна быть проста и технологична.

Сама возможность использования полимеризационного наполнения диэлектрического основания печатных плат, скорее всего, не воспринималась ранее специалистами всерьез по ряду причин. Во-первых, не вызывает сомнения, что правильнее было бы непосредственно на предприятии-изготовителе получить стеклотекстолит в максимальной степени свободный от дефектов структуры. Во-вторых, практическая реализация такой простой на первый взгляд идеи не так уж и проста. В реальной жизни решение одной задачи всегда ставит вопрос о решении целого клубка других, зачастую не менее сложных.

Полимеризационное наполнение можно проводить до монтажа радиоэлементов или после этого. В первом случае сложно одновременно гарантировать удаление следов композиции с поверхности контактных площадок и металлизированных отверстий и сохранение композиции в поверхностном слое стеклотекстолита для получения положительного эффекта. Опять техническое противоречие! А ведь качество пайки с точки зрения надежности не менее важно, чем влагостойкость. Во втором случае не радует довольно высокая температура полимеризации (больше 60⁰С). Как быть с термочувствительными элементами?

            Для решения задачи обеспечения гарантированно высокого качества пайки был использован химический эффект, обратный тому, который используется для отверждения обыкновенной олифы.  В закрытой емкости олифа – жидкость. На воздухе она затвердевает. А есть такие композиции, которые на воздухе жидкие, а в закрытой банке затвердевают. Это настоящая находка для практической реализации полимеризационного наполнения. Естественно путь от  идеи до реальной композиции и реальной технологии был неблизкий. Но результаты превзошли все ожидания.

            Как и следовало ожидать, простейшая проверка на изменение водопоглощения стеклотекстолита подтвердила эффективность метода полимеризационного наполнения. Чтобы не утомлять читателей излишними подробностями, отошлю желающих с ними познакомиться к  статьям (6, 7, 8, 9). Ограничусь лишь некоторыми принципиально важными моментами.  Водопоглощение, а, следовательно, и пористость, уменьшаются у всех стеклотекстолитов, в том числе и у стеклотекстолитов с нетрадиционными полимерными связующими (полиимид). Чем хуже стеклотекстолит, тем выше эффект. У отечественных стеклотекстолитов в некоторых случаях водопоглощение уменьшалось в несколько раз. Автоматически полностью или частично устранялись дефекты внешнего вида (проявление и оголение текстуры стеклоткани).  Изменение (повышение) уровня сопротивления изоляции  при испытаниях на влагостойкость совпадало с приведенной в работе (3) зависимостью сопротивления изоляции стеклотекстолита от его влагосодержания и было тем больше, чем меньше зазор между проводниками. Таким образом,  можно было сказать, что поставленная задача была успешно решена.

            В то же время некоторые результаты, полученные позже, одновременно обрадовали и озадачили. В частности, сравнительно небольшое (примерно на 20%), но все-таки снижение водопоглощения импортных стеклотекстолитов позволило с иной точки зрения посмотреть на реальные возможности разработки, которая изначально планировалась как не более чем ремонтная. Неизвестно, что проще: получить такое снижение при изготовлении диэлектрика, или, используя полимеризационное наполнение, непосредственно в печатной плате. Во всяком случае, напрашивается мысль о том, что появился альтернативный инструмент для создания диэлектриков печатных плат с улучшенными физико-механическими свойствами.

            Аномально высокие результаты были получены при использовании разработки для модификации стеклотекстолита в многослойных печатных платах. Сопротивление изоляции в цепях земля – питание, наиболее критичных к воздействию влаги, в результате полимеризационного наполнения повышалось в зависимости от исходного уровня в среднем на 2 – 3 порядка, а в отдельных случаях в 10⁸ раз. Это никак не укладывалось в рамки теоретической модели, согласно которой улучшение электроизоляционных свойств  стеклотекстолитов объяснялось только снижением водопоглощения, а снижение водопоглощения в свою очередь  уменьшением его капиллярной пористости.

 Экспериментальные исследования системы стеклотекстолит – полимеризационноспособная композиция, проведенные с использованием импульсного метода ядерного магнитного резонанса, показали, что на первой стадии полимеризационного наполнения  происходит  не только чисто механическое заполнение микро- и макрополостей, но и диффузия композиции непосредственно в объем эпоксидной полимерной матрицы. Последующая полимеризация композиции в объеме полимерной матрицы стеклотекстолита, приводящая к образованию смесей полимеров типа взаимопроникающих сеток, сопровождается, как известно, неаддитивным «усилением» физико-механических свойств полимерного связующего стеклотекстолита (10). В процессе полимеризационного наполнения не только устраняются дефектные полости, но и происходит модификация структуры полимерного связующего. Следовательно, получен не просто альтернативный инструмент, а нечто новое, с совершенно новыми возможностями.

Те же самые  конструктивно-технологические особенности, которые привели к плачевному результату МПП для супер-ЭВМ, способствуют получению  сверх эффекта от технологии полимеризационного наполнения. Технология изготовления многослойных печатных плат предопределяет меньшую и неравномерную степень отверждения эпоксидного связующего в основании, чем у двухсторонних печатных плат. С уменьшением степени отверждения и/или частоты и регулярности полимерной сетки эпоксидной смолы увеличивается относительная доля композиции, проникающей в полимерную матрицу.  А расположение слоев земля – питание преимущественно вблизи от поверхности для одновременного выполнения функции экрана, делает доступным для «усиления» те самые 37828, а точнее  в 2 раза больше,  участков между перфорированными слоями и пронизывающими их столбиками металлизированных отверстий.

Догадливый читатель скажет, что еще лучше будет, если «усилить» эти участки непосредственно перед металлизацией стенок отверстий. Полностью с ним согласен. Тем более что такая технология уже отработана. И кроме повышения влагостойкости она позволяет улучшить качество металлизации, выравнивая стенки отверстий, и/или предотвратить разрывы в металлизации при термоударах. (7).  Технология изготовления многослойных печатных плат сложна и многостадийна. Возможностей вмешательства в нее на самых различных стадиях для решения разнообразных задач немало. Представляете себе лицо технолога, держащего в руках многослойную печатную плату размером с поднос, у которой  где-то в районе 10 слоя от поверхности просвечивает воздушный пузырь? Используя аналогичные композиции, можно улучшить адгезию между слоями, можно устранить межслойные расслоения в  готовых печатных платах и т.д. (8).

По воле судьбы реальная технология полимеризационного наполнения отрабатывалась преимущественно  на многослойных печатных платах родом из ИТМ и ВТ, правда предыдущего поколения. Тот же конструктив, те же проблемы, только стоящие не так остро, как сейчас.  Технология получилась на удивление простой. Основные операции: пропитка печатной платы, удаление избытка композиции с поверхности, термообработка и финишная отмывка. Причем удаление избытка и отмывка могут проводиться обыкновенной водой. Поскольку работы проводились непосредственно на предприятиях изготовителях печатных плат, и финансировалась ими,  акцент был сделан на получение максимального экономического эффекта. С этой точки зрения лучшим вариантом был ремонт многослойных печатных плат с пониженным уровнем сопротивления изоляции в цепях земля – питание при испытаниях «на часовую влагу». В общей сложности через руки разработчиков прошло несколько сотен отбракованных МПП, из которых примерно семидесяти процентам вернули жизнь. Такие платы успешно прошли периодические испытания по ГОСТ 23752-79 (3 группа жесткости). Затраты на ремонт не превышают 10% от стоимости восстановленной печатной платы. По нынешним меркам  - это сверхприбыльный бизнес, не уступающий  изготовлению и продаже наркотиков. Параллельно с этим  удалось «вытащить» несколько партий двухсторонних печатных плат с высокой плотностью монтажа, в том числе печатных плат, изготовленных на импортных стеклотекстолитах.

 В заключение хочется отметить, что проблема повышения влагостойкости печатного монтажа является, несомненно, комплексной. Наша технологическая отсталость вопреки формальной логике позволила выйти на нетрадиционное решение одной из сторон этой сложнейшей проблемы. Ремонтный вариант технологии полимеризационного наполнения конечно весьма привлекателен для непосредственных изготовителей печатных плат. И все же мне хочется надеяться, что ее будущее  -  в освоении технологий изготовления печатных плат сверхвысокой сложности.  Почему-то не хочется «чтобы осциллографом забивали гвозди». Судьба у этой технологии непростая. Ее появление, к сожалению, совпало по времени с коренными изменениями в жизни страны. Потенциальные потребители в последние годы переживали далеко не лучшие времена. Похоже ситуация начинает изменяться к лучшему. А вынужденная пауза в  практическом использовании принципиально новой отечественной технологии, по меньшей мере, не снизила  ни ее эффективности, ни, тем более, актуальности. Автор не видит в настоящее время никаких проблем, препятствующих ее практической реализации.

 

ЛИТЕРАТУРА

1.Медведев А.М. Productronica-2001. Первые впечатления // Компоненты и технологии. – 2002, № 1, - С. 4 – 7.

2. Галецкий Ф.П. Технология изготовления двадцатислойных печатных плат с проводниками 100 мкм // Экономика и производство. – 2000, № 12.

3. Галецкий Ф.П. Этапы развития печатных плат в ИТМ и ВТ им. С.А. Лебедева // Экономика и производство. – 2001, № 1.

4. Медведев А.М. Надежность и контроль качества печатного монтажа. – М.: Радио и связь. 1986. – 216 с.

5.Селюцкий А.Б. Правила игры без правил. – Петрозаводск: Карелия, 1989. – 280 с.

6. Уразаев В.Г. Новый подход к проблеме улучшения качества печатных плат // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. – 1992. № 4. – С. 34 – 36.

7. Уразаев В.Г. Повышение качества металлизации переходных отверстий печатных плат // Радиопромышленность. – 1994. № 4. – С. 22 – 25.

8. Уразаев В.Г. Расслоения в подложках печатных плат и методы борьбы с ними // Радиопромышленность. – 1994. № 4. – С. 25 – 28.

9. Уразаев В.Г. Модификация стеклотекстолитов в печатных платах // Радиопромышленность.- 1994. № 3. – С. 41 – 44.

10. Мэнсон Дж., Сперлинг Л. Полимерные смеси и композиты: Пер. с англ. – М.: Химия. 1979. – 439 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НЕТРАДИЦИОННЫЙ ПОДХОД К ПРОБЛЕМЕ МИКРОМИНИАТЮРИЗАЦИИ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

 

Владимир Уразаев                                                              E-mail: Urazaev@yandex.ru

 

Предложен нетрадиционный подход к решению проблемы микроминиатюризации печатных плат, основанный на модификации стеклотекстолита непосредственно в печатной плате. Для повышения технических характеристик стеклотекстолита использовано полимеризационное наполнение. Приведены результаты работ по практической реализации технологии полимеризационного наполнения.

 

 Основным конструктивным элементом современной радиоэлектронной аппаратуры являются печатные платы. Микроминиатюризация в электронике неизбежно приводит к микроминиатюризации печатных плат. Отличие заключается лишь в необходимом уровне разрешения. В технологии изготовления печатных плат идет борьба не за десятые доли Мкм, а за десятки Мкм. Целью технологической платформы крупнейших производителей печатных плат является дальнейшая микроминиатюризация печатных плат благодаря разработке новых базовых материалов и использованию этих материалов в производстве(1). Базовыми материалами для изготовления печатных плат были, есть и, видимо, останутся в обозримом будущем стеклотекстолиты. Использование стеклотекстолитов обусловлено удачным сочетанием их технико-экономических характеристик. Стеклотекстолиты далеко не идеальные материалы для изготовления печатных плат. Принципиальный недостаток таких материалов -  структурная неоднородность, и, как следствие, дефектность структуры. С этим, в частности, связаны их  относительно высокий уровень водопоглощения и значительное понижение электроизоляционных свойств в экстремальных условиях, особенно, в условиях воздействия влаги.

Дефекты структуры стеклотекстолитов, локализованные преимущественно на границе раздела: стекло – эпоксидная смола, устранить полностью практически невозможно. Можно лишь уменьшить их количество и величину, что и делается при разработке новых базовых материалов. Но с каждым новым шагом делать это становится все сложнее и сложнее. Микроминиатюризация  в печатных платах ведет к тому, что зазоры между проводниками становятся соизмеримыми с линейными размерами дефектов структуры стеклотекстолитов. Начинают играть роль и дефекты структуры полимерной эпоксидной матрицы. В связи с этим представляет интерес принципиально новый подход к  проблеме повышения качества диэлектрического основания печатных плат, реализованный ранее автором в России (2).

Разработка появилась благодаря технологической отсталости России в области базовых материалов. Разработчики и изготовители не могли обеспечить стабильно высокого качества стеклотекстолитов. Следствием этого был низкий выход годных печатных плат, особенно печатных плат, предназначенных для эксплуатации в экстремальных условиях. Дефекты структуры стеклотекстолита в готовых печатных платах приобретали гипертрофированный вид. Предельно увеличенные размеры таких дефектов и натолкнули на мысль о том, что их можно устранить уже в готовой печатной плате, используя известные методы порозаполнения.

Для реализации технологии, названной полимеризационным наполнением, использовались полимеризационноспособные композиции на основе бифункциональных мономеров. Полимеризационное наполнение включает две основные стадии. На первой стадии происходит заполнение жидкой композицией дефектов структуры (макро- и микро полостей) поверхностного слоя стеклотекстолита. На второй стадии  при термообработке печатной платы происходит полимеризация композиции в объеме стеклотекстолита.  Использование в составе композиции оригинальной стабилизирующей системы гарантировало отсутствие заполимеризованной композиции на поверхности контактных площадок и стенок переходных металлизированных отверстий.

Как и следовало ожидать, при полимеризационном наполнении снижалось водопоглощение стеклотекстолита. В некоторых случаях водопоглощение уменьшалось даже в 2 раза.  Резко уменьшалось торцевое водопоглощение стеклотекстолита. Это очень важно для печатных плат небольшого размера, у которых торцевое водопоглощение соизмеримо с водопоглощением через поверхность.

 Наблюдалось значительное повышение уровня сопротивления изоляции между разобщенными проводниками печатных плат при испытаниях на влагостойкость. В двухсторонних печатных платах сопротивление изоляции повышалось примерно на порядок. Максимальный эффект был получен в многослойных печатных платах. Сопротивление изоляции при испытаниях на влагостойкость повышалось в среднем на 2 – 3 порядка, а в отдельных случаях даже на 8 порядков.

С использованием импульсного метода ЯМР было установлено, что композиция проникает не только в дефекты структуры, локализованные на границе раздела: стекло – эпоксидная смола, но и в дефекты структуры самой полимерной матрицы. При этом полимеризация в объеме полимерной матрицы происходит с образованием  градиентных взаимопроникающих полимерных сеток (полимерная сетка эпоксидной смолы – полимерная сетка используемой композиции). Следовательно суммарный эффект от полимеризационного наполнения складывается из эффекта от порозаполнения и эффекта от «усиления» полимерной матрицы в результате образования взаимопроникающих сеток.

Максимальная эффективность полимеризационного наполнения в многослойных печатных платах, особенно в цепях «земля – питание», обусловлена их конструктивно-технологическими особенностями. Многослойную печатную плату можно представить в виде пакета, или набора пакетов, состоящих из перфорированных слоев (шин) земли и питания, между которыми размещены сигнальные слои, а взаимосвязь сигнальных слоев осуществляется столбиками металлизированных отверстий, проходящих через перфорации. Такая конструкция предполагает возможность токовых утечек по пути «питание – диэлектрик – металлизированный столбик – диэлектрик – земля». Таким образом, в конструкции изначально заложены элементы ненадежности, количество которых в одной печатной плате достигает 10000 и более. Поскольку питающие слои часто выполняют одновременно и функцию экрана, их располагают вблизи от поверхности печатной платы. А эта зона стеклотекстолита максимально доступна для полимеризационного наполнения. По ряду причин в диэлектрической подложке многослойных печатных плат имеет место перераспределение композиции в пользу структурных дефектов эпоксидной полимерной матрицы. И в данном случае будет правильнее говорить не  о порозаполнении, а о модификации структуры полимерной матрицы стеклотекстолита.

Реальная технология полимеризационного наполнения отрабатывалась на предприятиях – изготовителях многослойных печатных плат. Акцент в работе был сделан на получение максимального экономического эффекта непосредственно на предприятиях – изготовителях печатных плат. С этой точки зрения лучшим вариантом был ремонт многослойных печатных плат с пониженным уровнем сопротивления изоляции в цепях «земля – питание». В итоге на выборке в несколько сотен печатных плат было установлено, что полимеризационное наполнение позволяет довести до требований стандартов примерно 70% отбракованных печатных плат. Такие печатные платы успешно прошли периодические испытания по ГОСТ 23752-79 (3 группа жесткости). Затраты на ремонт не превышали нескольких процентов от стоимости восстановленной печатной платы. Технология получилась несложная. Основные операции:

1. Пропитка печатной платы погружением в композицию.
2. Удаление избытка композиции с поверхности печатной платы промывкой в воде.
3. Термообработка печатной платы в сушильном шкафу.
4. Отмывка печатной платы в воде.

Для реализации технологии не требуется создания специализированного оборудования, а расход композиции при цене 10 – 15 Euro/кг не превышает 5 – 10 г на 1 печатную плату стандартного типоразмера (250 х 250 мм).

К сожалению, в силу известных причин эта разработка в России осталась невостребованной. Ремонтировать стало попросту нечего, а развитие работ в области электроники, вообще, и в технологии изготовления печатных плат, в частности, просто остановилось. Ремонтный уклон разработанной технологии, несомненно, очень привлекателен с экономической точки зрения, но представляет интерес преимущественно для слаборазвитых в технологическом отношении стран.

 Где же связь между ремонтом печатных плат и микроминиатюризацией печатных плат, проблемой стран (фирм) стоящих на совершенно другой ступени развития? Дело в том, что с использованием полимеризационного наполнения можно улучшать технические характеристики вполне исправных стеклотекстолитов. Так водопоглощение стеклотекстолита типа FR-4 фирмы “Jsola”после полимеризационного наполнения уменьшалось примерно на 20%. Аналогичные результаты были получены для японского и шведского стеклотекстолитов. Оказалось, что полимеризационное наполнение очень эффективно   для прецизионных печатных плат. С технической точки зрения это можно объяснить способностью используемых композиций проникать в структуру стеклотекстолита не только через капиллярную сетку, локализованную на поверхности раздела: стекло – эпоксидная смола, но и непосредственно в полимерную матрицу. Обобщая, можно сказать, что эффективность полимеризационного наполнения тем выше, чем хуже печатная плата.  Если под словом «хуже» понимается стеклотекстолит низкого качества, речь идет о ремонтной стороне технологии. Если под словом «хуже» понимается чрезвычайно насыщенный рисунок печатной платы, то речь идет о возможности использования технологии для освоения суперсложных печатных плат. Один и тот же механизм капиллярного заполнения пористости ответственен как за проникновение влаги, снижающей уровень сопротивления изоляции, так и за эффективность полимеризационного наполнения. В печатных платах, изготовленных из откровенно плохого стеклотекстолита, эффект обусловлен в основном заполнением капиллярной пористости. В многослойных печатных платах, а также в  суперсложных печатных платах всех типов выше вклад от «усиления» полимерной матрицы.

Влагостойкость двухсторонних печатных плат лимитируется преимущественно состоянием поверхностного слоя стеклотекстолита. Разработанная технология позволяет избирательно повышать технические характеристики именно этого слоя. В многослойных печатных платах всегда, а в двухсторонних печатных платах по мере их микроминиатюризации, существует объективная необходимость «усиления» диэлектрика во всем объеме. Это можно реализовать, проводя полимеризационное наполнение заготовок печатных плат после операции сверления переходных отверстий. С технической точки зрения такая задача решается  проще, так как стеклотекстолиты в плоскости листа имеют диффузионную проницаемость примерно на порядок выше. Таким способом можно «усилить» потенциально опасные кольцевые зоны вокруг переходных отверстий, или весь объем стеклотекстолита. Чем  миниатюрнее печатная плата и, следовательно, чем чаще сетка переходных отверстий, тем проще решается задача и тем выше эффект. Использование технологии полимеризационного наполнения на этой стадии позволяет, кроме того,  улучшить качество и надежность металлизации стенок переходных отверстий (3).

В заключение следует отметить, что в зависимости от поставленной задачи, одна и та же технология может быть использована для ремонта печатных плат, для повышения надежности печатных плат при эксплуатации в жестких условиях и для реализации суперсложных печатных плат. Проблема микроминиатюризации печатных плат до сих пор была проблемой разработчиков и изготовителей базовых материалов. Использование полимеризационного наполнения предполагает разделение ответственности за конечный результат между изготовителями базовых материалов и изготовителями печатных плат. Технология без особых проблем может быть реализована в серийном производстве печатных плат. Максимальная эффективность от использования полимеризационного наполнения наблюдается в производстве многослойных печатных плат, составляющих в стоимостном выражении две трети мирового рынка печатных плат. Некоторые результаты, полученные при реализации технологии  в производстве многослойных печатных плат, вероятно, вообще невозможно получить, совершенствуя базовые материалы традиционными методами. Полимеризационное наполнение – это, по меньшей мере, альтернатива разработке новых базовых материалов с улучшенными техническими характеристиками.

 

ЛИТЕРАТУРА

1.http/www.ats.net/deutsch/technologie/technologieplattform.html.

2.Уразаев В.Г. Модификация стеклотекстолитов в печатных платах // Радиопромышленность. – 1994, № 3. – С. 41 – 44.

3.Уразаев В.Г. Повышение качества металлизации переходных отверстий печатных плат // Радиопромышленность. – 1994. № 4. – С. 22 – 25.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫХ ПЕРЕХОДОВ В ПЕЧАТНЫХ ПЛАТАХ

 

Владимир Уразаев                                                              E-mail: Urazaev@yandex.ru

 

Рассмотрены причины снижения надежности печатных плат из-за проблем, возникающих при сверлении и металлизации переходных отверстий.  Предложен нестандартный подход к решению проблемы повышения надежности металлизированных переходов в печатных платах, основанный на полимеризационном наполнении стеклотекстолита. Приведены результаты исследований.

 

Доминирующее положение на рынке  занимают печатные платы (ПП), обязательным элементом которых являются сквозные и/или глухие переходные металлизированные отверстия. Статистика показывает, что одной из основных причин отказов ПП, и в первую очередь, многослойных печатных плат (МПП), является разрыв цепей в металлизированных отверстиях (1). Поэтому в числе технологических проблем при производстве ПП не последнее место занимает проблема обеспечения качества и надежности металлизации переходных отверстий. Проблема многогранна. Конечный результат, как правило, определяется конструкцией печатного узла, используемой технологией и тщательным ее соблюдением на всех операциях.

 Химико-гальваническая металлизация стенок отверстий сложна, многостадийна и переживает в последние годы революционные изменения. Свидетельство этому – массовый переход за рубежом на прямую металлизацию (DMS) (2). Качество металлизации зависит от многих причин, среди которых не последнее место занимает состояние поверхности, на которую ложится металлическое покрытие. А состояние  этой поверхности, большая часть которой состоит из эпоксидной смолы с фрагментами стекла, определяется преимущественно способом формирования отверстий. Способов много. Но в массовом масштабе используются только высокопрецизионные сверлильные станки. Всему виной – экономика. Лазерное формирование отверстий пока не получило широкого распространения и используется преимущественно в технологии изготовления МПП с микропереходами (mikrovia) для отверстий диаметром менее 50 Мкм. (3).  Фольгированный стеклотекстолит - это, по меньшей мере, неудобный материал для сверления. Поэтому и поверхность стенок отверстий получается далеко не идеальной. Об одном из вариантов приближения ее к идеальному, точнее к желаемому состоянию, пойдет речь в данной статье.

Разрывы металлизации переходных отверстий обычно появляются в процессе изготовления ПП, сборки узлов ПП, или, возникают при эксплуатации изделий. Разрывы металлизации можно грубо разделить на явные и скрытые. К явным дефектам относятся непокрытые участки стенок отверстий, которые появляются на начальной стадии химико-гальванической металлизации и воспроизводятся по цепочке технологического процесса в готовой ПП. Скрытые дефекты проявляются на финишных операциях изготовления и сборки ПП (оплавление, пайка). Основными причинами появления дефектов металлизации являются:

1. Отклонения от оптимальных режимов проведения химико-гальванической металлизации.

2. Различие в коэффициентах термического расширения стеклотекстолита и меди.

3. Появление в стенках отверстий при сверлении вырывов и расслоений.

Указанные причины постоянно присутствуют и в той или иной мере влияют на качество металлизации. Когда их суммарное воздействие превышает критическую величину, появляются дефекты металлизации. На производстве в таком случае обычно идет «полоса» массового брака.

Наличие в стеклотекстолите трех различных материалов (медь, стекло, эпоксидная смола), оптимальные режимы сверления которых не совпадают, а также его  склонность к расслоениям способствуют появлению на стенках просверленных отверстий полостей (вырывов, макро- и микрорасслоений). Последующие технологические операции (гидроабразивная обработка, подтравливание диэлектрика, ионно-плазменная обработка и др.) частично устраняют или, наоборот, усугубляют эти дефекты.

Установлено, что явные дефекты металлизации часто совпадают с полостями в стенках отверстий. Видимо это объясняется истощением растворов, используемых при металлизации, в застойных зонах полостей. Наиболее критичны узкие и глубокие полости. С этими доводами хорошо согласуются результаты работы (4), в которой  повышение эффективности химической металлизации достигается использованием активаторов, частицы которых заряжены противоположно по отношению к заряду поверхности стенок отверстий.

В том случае, когда дефектные полости все же перекрываются «тентом» из металлического покрытия (скрытые дефекты), в них остается электролит, который при последующих термических ударах из-за вскипания в закрытом объеме вспучивает или разрывает покрытие. Выделение газа при пайке, происходящее из-за разрывов в металлизации стенок отверстий, известно под названием “outgassing”.Термические удары (резкий перепад температур) обычно возникают при изготовлении ПП (оплавление), сборке печатных узлов (пайка) и эксплуатации в экстремальных условиях. Негативное воздействие термических ударов усугубляется тем, что при переходе через температуру стеклования эпоксидной смолы резко увеличивается разница коэффициентов термического расширения стеклотекстолита и меди (5). Поэтому температура стеклования полимерной матрицы стеклотекстолита – один из важнейших показателей у разработчиков базовых материалов для печатных плат. Планируемое с 2004 года исключение свинца из технологии изготовления печатных плат, а также из монтажных припоев на 20 – 30⁰С увеличит максимальную температуру нагрева печатных плат (3). Поскольку величина термического удара определяется как скоростью изменения температуры, так и разностью температур, то, при прочих равных условиях, это, несомненно,   вызовет рост числа дефектов металлизации, непосредственно связанных с качеством сверления отверстий.

И, наконец, даже если нарушения металлического «тента» не произошло, остатки электролита в дефектной полости негативно сказываются на уровне сопротивления изоляции ПП при эксплуатации изделий во влажной атмосфере. В результате имеют место отказы уже электрохимической природы.

Полностью исключить вероятность появления дефектов при сверлении отверстий в ПП технически сложно. В связи с этим был предложен иной подход, позволяющий гарантированно устранять дефекты в случае их появления. Подход основан на заполнении дефектных полостей в стенках отверстий жидкой полимеризационноспособной композицией, которая при последующей термообработке превращается в полимер, близкий по электрофизическим свойствам к эпоксидному связующему стеклотекстолита. В принципе, можно использовать любую композицию, содержащую, как минимум мономер с непредельными связями и инициатор полимеризации. Заполнение дефектных полостей происходит по капиллярному механизму. Поэтому желательна минимальная вязкость композиции и, следовательно, минимальная молекулярная масса мономера. Для того, чтобы отверждение композиции сопровождалось образованием прочной адгезионной связи с субстратом стеклотекстолита, лучше всего использовать многофункциональные мономеры. Поскольку медь является довольно активным металлом, способным инициировать полимеризацию и по окислительно-восстановительному механизму, для обеспечения стабильности таких композиций в производственных условиях необходимо введение в композицию ингибиторов полимеризации и/или иных стабилизирующих систем.

Конкретная область использования представляет еще целый ряд требований к составу композиции, а точнее к полимеру, который получается из этой композиции. В первую очередь это термостойкость и температура стеклования, не уступающие аналогичным характеристикам эпоксидной смолы. Принципиально важное значение имеют диэлектрические свойства. При использовании в технологии травления серной и плавиковой кислотой химическая стойкость полимера должна быть сравнимой с химической стойкостью эпоксидной смолы. То же можно сказать и о поведении полимера при гидроабразивной и/или ионно-плазменной обработке.

С учетом этих, а также ряда других требований была разработана конкретная композиция. Исследование и разработка технологии проводились преимущественно на МПП, изготавливаемых на заводах «САМ» г. Москва и «ЗЭМЗ» г. Сергиев Посад в период появления массового брака. Дефекты МПП в виде непокрытых участков после химического меднения и гальванической затяжки на предприятиях обычно пытались устранить стравливанием меди и проведением повторной металлизации. Такие переходы (стравливание – меднение) проводились неоднократно. Результатом чаще всего было растравливание (увеличение) полостей в стенках отверстий и отход МПП в брак. При использовании предлагаемого метода для обработки стенок отверстий бракованных заготовок МПП на операции химического меднения наблюдался 100% выход.

Представляло интерес наглядно оценить влияние дополнительной обработки на качество металлизации переходных отверстий МПП. Для этого на заводе «САМ» была отобрана заготовка МПП с предельно увеличенными расслоениями (ореолами) вокруг просверленных отверстий. Заготовка была разрезана на две части. После дополнительной обработки одной из них (полимеризационного наполнения) на обеих частях заготовки провели химическую и гальваническую металлизацию (затяжку).

Медное покрытие на шлифе переходного металлизированного отверстия без дополнительной обработки стенок отверстий напоминает гребенку, зубъя которой погружены в расслоения на глубину 10 – 30 Мкм при общей глубине полостей до 1,5 мм. Величина зубьев, очевидно, ограничивается истощением используемых химических реагентов в глубоких полостях.

 На другом образце дефектные полости полностью заполняются полимером. На шлифе стенки переходных отверстий ровные, покрытие сплошное, зубцы на металлическом покрытии отсутствуют. Особенности состава композиции и технологии обработки заготовок МПП позволяют исключить загрязнение торцов контактных площадок, что обеспечивает соединение проводящих слоев МПП металлическими пистонами без образования разделительного слоя. На финише (после завершения всех операций технологического цикла) разрывы в покрытии также отсутствуют. В исходном образце получить сплошное покрытие не удается даже на операции химического меднения.

Высокая надежность ПП, особенно МПП, обеспечивается не только качеством металлизированных переходов, но и минимально допустимым уровнем сопротивления изоляции диэлектрической подложки. С этой точки зрения стеклотекстолиты – далеко не лучший материал для подложки ПП. При длительной эксплуатации из-за миграции меди, которая идет в основном вдоль волокон стеклоткани, отмечается значительное ухудшение диэлектрических характеристик изоляционного основания. Так сопротивление изоляции материалов типа FR-4 в ПП после длительной выдержки при температуре 50⁰С, относительной влажности воздуха 80 % и напряжении постоянного тока 80 В снижается вплоть до нуля (6). А если есть ионогенные загрязнения (остающиеся в полости под металлическим «тентом»), слово «длительной» в предыдущей фразе можно будет смело убрать. Ужа сама ликвидация этих полостей позволит повысить уровень сопротивления изоляции ПП.

 Кроме того, как оказалось,  в процессе полимеризационного наполнения происходит заполнение микро и макродефектов на границе раздела: стекло – эпоксидная смола. Более того, было показано, что полимеризационно-способная композиция проникает и в дефекты структуры эпоксидной смолы, улучшая при этом ее диэлектрические характеристики (7). Таким образом, независимо от того, есть ли ионогенные загрязнения в диэлектрике, или их нет, при обработке стенок отверстий по предлагаемому методу автоматически повышается уровень сопротивления изоляции ПП.  Максимальная эффективность наблюдается в высоконасыщенных ПП и, особенно, в МПП. Следовательно, решая задачу улучшения качества металлизации, мы одновременно повышаем уровень сопротивления изоляции ПП. И, наоборот, когда ставим задачу повышения уровня сопротивления изоляции, одновременно улучшаем качество металлизации. Трудно сказать, что первично, а что вторично. И то и другое приводит к повышению надежности печатных плат в целом.

Среди производственников бытует мнение, что любое нововведение приводит к ухудшению качества продукции. Консерватизму или, правильнее, здравому смыслу тех, кто делает реальные изделия, можно только позавидовать. Разработчик новой технологии и ее потенциальный потребитель всегда стоят по разные стороны баррикад. Одному кажется, что его разработка дает только положительный эффект, не ухудшая ничего. Другой считает, что такого не может быть никогда. Чаще всего «истина находится где-то рядом». Любые испытания изделий имитируют реальные условия эксплуатации. Чем больше испытания по объему, тем ближе они к возможным реальным условиям эксплуатации. Но никогда они на 100% не заменят их. Поэтому, при использовании (внедрении) любого технологического новшества приходится рисковать. По этому поводу могу лишь сказать, что МПП, изготовленные из бракованных заготовок, с использованием полимеризационного наполнения стенок отверстий, успешно прошли довольно серьезные испытания (периодические испытания по ГОСТ 23752-79, 3 группа жесткости).

С точки зрения производителя, введение любых дополнительных операций в технологию изготовления ПП, отрицательно сказывается на себестоимости продукции. Это характерно для всех массовых производств. Но, если эти дополнительные операции могут привести к увеличению выхода годных, а результаты исследований свидетельствуют об этом, может получиться наоборот. Естественно, чем более изношен технологический парк оборудования, а этим наши предприятия могут только похвастаться, тем больше необходимость в «ремонтной» стороне предлагаемого технического решения. Если же оценивать ситуацию с точки зрения потребителя продукции, особенно с точки зрения того потребителя, которого называют «оборонкой», любые дополнительные вложения в повышение надежности окупят себя сторицей.

И, в заключение, о готовности технологии к практическому использованию. Технология без особых проблем может быть реализована в серийном производстве ПП. Ориентировочная цена композиции 10 – 15 Euro/кг. Расход композиции не  превышает 5 – 10 г на ПП стандартного типоразмера  (250х250 мм). Поскольку композиция не содержит дефицитных компонентов, проблем с поставками не должно быть. Технология проста и может быть реализована на используемом предприятиями – изготовителями ПП оборудовании.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Медведев А.М. Надежность и контроль качества печатного монтажа. – М.: Радио и связь, 1986. – 216 с.

2. http.www.pcbfab.ru/links.html.

3. Цыгин Н. Конференция по печатным платам в Санкт-Петербурге // Электронные компоненты. – 2001, - № 5.

4. Whitlow K., Favini C. Une nouvelle approche pour ameliorer la soudabilite des circuits imprimes // Galvano-Organo-Traitements de Surface. – 1987. - № 3. – S. 265 – 270.

5. Тугов Ш.И., Кострыкина Г.И. Химия и физика полимеров. – М.: Химия, 1989. – 432 с.

6. Biglia R. Neue Materialien für Mehrlagen-Leiterplatten // Elektronik Produktion und Prüftechnik. – 1984. № 9. – S. 473 – 478.

7. Уразаев В.Г. Повышение влагостойкости многослойных печатных плат // Электронные компоненты. – 2002, - №  4.

ПОЛИМЕРИЗАЦИОННОЕ НАПОЛНЕНИЕ: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, КОНТРАФАКТНЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ.

Владимир Уразаев                                                             E-mail: Urazaev@yandex.ru

ПРЕАМБУЛА

Ранее в журнале "Компоненты и технологии" была опубликована статья о принципиально новой отечественной технологии влагозащиты печатного монтажа (1). Было показано, что диэлектрические характеристики стеклотекстолита можно улучшить непосредственно в печатной плате (ПП). Для этого предлагалось использовать технологию, названную автором, полимеризационным наполнением. Суть технологии заключается в заполнении макро- и микродефектов структуры стеклотекстолита жидкими безрастворными композициями, способными полимеризоваться при термообработке в объеме стеклотекстолита и отказывающимися делать то же самое на его поверхности. Тем самым гарантировалось отсутствие "загрязнений" на поверхности контактных площадок и металлизированных отверстий под последующую пайку ЭРЭ. Физико-технические характеристики стеклотекстолита в ПП после полимеризационного наполнения значительно превышали тот уровень, который был реализован в исходном стеклотекстолите. В частности, уменьшалась пористость, значительно снижалось водопоглощение, на порядки увеличивался уровень сопротивления изоляции при испытаниях в условиях воздействия влаги. Прошло два года. Жизнь не стоит на месте. Появилось много нового как в технике, так и вокруг ее.

МЫ ПОЙДЕМ СВОИМ ПУТЕМ

Когда-то рельефные ПП были экзотикой. Сейчас же они, как это ни странно, практически используются и в очень даже ответственных изделиях. Разработчики рельефных ПП, а авторами большинства конструкций и технологий их изготовления являются А.В. Богданов и Ю.А. Богданов, прежде всего, видят в них альтернативу многослойным ПП (2,3). Достоинства и недостатки обоих типов ПП до сих пор являются предметом дискуссии. Однозначно можно сказать лишь то, что рельефные ПП уступают многослойным ПП по быстродействию, но превосходят их по теплопроводности. Рельефная ПП представляет собой диэлектрическое основание, в которое углублены медные проводники, выполненные в виде металлизированных канавок, и сквозные металлизированные отверстия, имеющие форму двух сходящихся конусов. Канавки и отверстия заполняются припоем. Расположение проводников в углублениях позволяет при том же сечении проводника делать его более узким. Диаметр переходных металлизированных отверстий на поверхности диэлектрического основания не превышает ширины проводника. При этом контактные площадки вокруг переходных отверстий отсутствуют. Это позволило резко повысить плотность печатного монтажа. Плотность размещения элементов на двухсторонней рельефной ПП эквивалентна 6 - 14 слоям многослойных ПП. По данным разработчиков, в настоящее время отработаны технологии изготовления рельефных ПП с минимальным шагом трассировки проводников 0,254 мм, с шириной проводника 0,125 мм и диаметром металлизируемых отверстий межслойных переходов 0,1 -0,12 мм. Технологии изготовления рельефных ПП обеспечивают формирование проводящего рисунка в канавках и переходных отверстиях как единого целого. Поэтому металлизируемые переходы в рельефных ПП не понижают, а повышают надежность ПП. По этой же причине рельефные ПП допускают многократную перепайку устанавливаемых на них микросхем. Теперь поясню, почему мною ранее было использовано слово "странно". Диэлектрическую подложку рельефных ПП можно изготавливать различными методами, и из различных материалов. Но в России в силу каких-то неведомых мне причин прижились рельефные ПП, изготавливаемые методом фрезерования. А в качестве подложки был выбран обыкновенный стеклотекстолит. Проблемы, обусловленные этим выбором, просматривались "a priori". Одна из проблем - влагостойкость. Поскольку при фрезеровании канавок вскрывается и частично нарушается капиллярно-пористая структура слоистого пластика, а слои наполнителя (стеклоткань) сориентированы преимущественно вдоль поверхности листа, то токовые утечки между углубленными проводниками через объем диэлектрической подложки на порядок и более превышают таковые происходящие по поверхности печатных плат. Особенности технологии изготовления рельефных ПП принуждают технологов проводить дополнительную механическую обработку поверхности стеклотекстолита (зашкуривание и др.). Это так же не способствует повышению их влагостойкости.

И самое главное, как только речь заходит о микроминиатюризации рельефных ПП, возникает тупиковая ситуация. При уменьшении зазора между проводниками, фрезерование канавок сопровождается даже продергиванием фрагментов стеклоткани. Производство таких рельефных ПП превращается в бессмысленное расходование материальных и финансовых ресурсов. Выход годных ПП близок к нулю. Основные причины отхода: - замыкания на стадии химико-гальванической металлизации из-за иглоподобных разрастаний проводников, - замыкания при термооударах (оплавление покрытия проводников, групповая пайка ЭРЭ). По последней причине практически все технологии изготовления рельефных ПП основаны на заполнении канавок проводников далеко не лучшим легкоплавким сплавом Розе.

Тупиковая ситуация возникла благодаря тому, что разработчики рельефных ПП пошли своим путем. Своим путем пошел когда-то и я, пытаясь совсем не так, как все цивилизованные люди решить задачу обеспечения влагостойкости печатных плат. И, если объединить два нетрадиционных пути, то может получиться тот самый "синергический" эффект, который ставят во главу угла специалисты-патентоведы, оценивая изобретательский уровень технических решений. Посмотрев результаты испытаний рельефных ПП изготовленных с использованием полимеризационного наполнения, слово "может" можно смело убрать (Табл. 1).

                                                                                                 Таблица 1

 

Результаты испытаний рельефных печатных плат, изготовленных с использованием полимеризационного наполнения.

 

Повторюсь и вновь скажу, что как это ни странно, но полимеризационное наполнение позволяет повысить уровень сопротивления изоляции в рельефных ПП от долей Ом до значений вполне приемлемых с точки зрения требований государственных стандартов и прочих нормалей (на 10 порядков и более). Чудесные превращения можно объяснить, если исходить из установленного ранее факта: чем хуже стеклотекстолит - тем выше эффективность полимеризационного наполнения. Причина в том, что один и тот же механизм капиллярного заполнения пористости ответственен как за проникновение влаги, снижающей уровень сопротивления изоляции, так и за эффективность наполнения. С другой стороны столь высокая эффективность полимеризационного наполнения, скорее всего, свидетельствует в пользу электролитной природы очень низкого (близкого к к.з.) исходного уровня сопротивления изоляции в цепях многострадальных рельефных ПП. К сожалению, чудеса происходят не во всех случаях. А как же быть с микроминиатюризацией? Поклонники нанотехнологий могут использовать иной вариант полимеризационного наполнения - на стадии, предшествующей формированию токопроводящего рисунка. В этом случае попадание в цель - стопроцентное, да еще и со сплавом Розе можно распрощаться!

ОНИ ЖИЛИ ВМЕСТЕ ДОЛГО И СЧАСТЛИВО

А теперь о решении очередной практической задачи. Проблема появилась на стыке интересов производителей ПП и тех, кто занимается их влагозащитой в общепринятом смысле этого слова. Точнее, речь идет о пограничной полосе между поверхностью печатной платы и полимерным покрытием, за которую не хотят и не могут отвечать ни те, ни другие. Большие (Гигаомные) сопротивления и раньше неуютно чувствовали себя на этой нейтральной полосе. Рабочие токи в высокоомных цепях сопоставимы с паразитными токами утечек по поверхности стеклотекстолита. Переход на SMD-монтаж серьезно усугубил эту проблему, значительно (многократно) уменьшив расстояние между ножками резисторов. Как быть? Базовая технология полимеризационного наполнения частично решает эту проблему, "усиливая" поверхностный слой стеклотекстолита и, вследствие этого, уменьшая токовые утечки через поверхностный слой стеклотекстолита. Кардинально решить эту проблему и не только ее могут два новых способа влагозащиты печатных плат, основанных также на полимеризационном наполнении. Распределение полимера-наполнителя, "усиливающего" стеклотекстолит, по толщине ПП в базовой технологии и в этих способах показано на Рис.1.

Как их получить? Это не такие уж и сложные задачи. Для того чтобы реализовать способ 2 достаточно знать, что композиции, используемые для полимеризационного наполнения, способны проникать и через полимерные покрытия. Расшифровать последовательность операций в способе 1 чуть сложнее. Попробуйте. По моему мнению, наличия могучего интеллекта это не требует. Более того, изобретать уже изобретенное всегда было проще. Какая же связь между этими графиками и решением конкретной задачи? Любознательные химики подобно звеньям обыкновенной цепи сумели продеть кольцо одной молекулы внутрь кольца другой молекулы. Такие химические соединения были названы катенанами (4). Не менее любознательные химики научились получать полимерные смеси, в которых трехмерная сетка одного полимера пронизывает трехмерную сетку другого полимера. Если я скажу, что эпоксидная полимерная матрица стеклотекстолита - трехмерная полимерная сетка, полимерное покрытие в большинстве случаев тоже трехмерная полимерная сетка, а полимеризация композиции идет также с образованием трехмерной полимерной сетки, то, думаю, дополнительные комментарии не нужны. Полимеризуясь и здесь и там, композиция связывает неразрывными узами в единое целое полимерное покрытие и стеклотекстолит. И они "будут жить вместе долго, счастливо и умрут в один день". Если же посмотреть со стороны, то решение частной практической задачи позволило создать новые универсальные способы влагозащиты превосходящие базовую технологию во многих отношениях. Из этих же самых графиков следует, что при реализации новых способов влагозащиты, кроме того: - повышается эффективность "усиления" стеклотекстолита, - происходит "усиление" и влагозащитного полимерного покрытия. На мой взгляд, перспективы этих способов можно только недооценить. Дело за малым - остается воплотить их в жизнь.

МУЗЕЙ ЖУЛЬНИЧЕСТВА

В последнее время у всех на устах сочетание двух слов: инновация и коммерциализация. Дан приказ на инновационный путь развития. Иначе не видать нам удвоения ВВП за 10 лет как своих ушей. Коммерциализация научно-технических разработок в России - задача из разряда суперсложных. В умах наших соотечественников образовалась гремучая смесь из понятий, относящихся к Советскому прошлому, приправленная не самыми лучшими достижениями капитализма. Из Советских времен перешло стойкое убеждение, что за информацию не нужно платить. Изобретения - собственность государства, а значит, принадлежат всем. Изменились времена. Появилось понятие интеллектуальная собственность. И за информацию вдруг стали просить деньги. А деньги такая вещь, что их всегда мало и всегда жалко. Как быть? Да проще всего - украсть. Изобретателю не позавидуешь. Чрезвычайно сложно доказать эффективность своего оригинального технического решения не раскрывая его сути. Часто бывает так, что решить эту задачу гораздо сложнее, чем создать само техническое решение. Этим и пользуются потенциальные "покупатели". С техникой до сих пор я был "на ты". Без проблем могу грамотно защитить и любое свое, да и не только свое техническое решение. А вот с коммерциализацией, увы… Думаю, что я не одинок. К сожалению, "три в одном" встречается очень редко. Поэтому и приглашаю своих "коллег" на презентацию музея жульничества. Посещение такого музея будет Вам полезно.

Наиболее яркие экспонаты моего музея:

Экспонат № 1.

Ведет длительную переписку, переговоры. Выясняет все мыслимые и немыслимые нюансы. В конце концов, оказывается, что для него любая цена продажи технологии, которая превышает стоимость бутылки Столичной, выходит за пределы разумного. Этот экспонат самый безобидный. Он ворует преимущественно только время.

Экспонат № 2.

Ставит конкретную задачу. Получает конкретное патентоспособное решение и предложение совместно его реализовать. Получает опытные образцы и … без ума от радости, что такое счастье привалило, уходит в вечность.

Экспонат № 3 (боец невидимого фронта).

Говорит, что ему очень надо и за ценой не постоит. Нужно только убедиться, что это работает. Получает опытные образцы. Убеждается в эффективности, да еще какой! Выясняет все особенности технологии. По официальной версии работает в рамках подготовки к заключению договора. По неофициальной версии - лихорадочно пытается самостоятельно реализовать технологию, используя услуги "бесплатного" консультанта. На финише… сам предлагает на рынок "контрафактную" технологию.

Считаю своим долгом предупредить потенциальных покупателей и "разработчиков" таких технологий, что основа полимеризационного наполнения - глубокие научные исследования. Технология проста и одновременно сложна. Не мудрено получить и обратный результат. И ваши ракеты будут летать примерно так же, как и во время последних учений в Баренцевом море. Базовая технология полимеризационного наполнения печатных плат - целый комплекс оригинальных технических решений (около десятка изобретений). К сожалению, защита этих изобретений не самая лучшая - авторские свидетельства. Время было такое. Был один патент, но дефолт 1998 года окончательно развеял мои надежды на возрождение Российской экономики. В результате от патента по заявлению специалистов с Бережковской набережной осталось только вечное авторское право. К этому могу добавить, что остались еще и многочисленные "ноу-хау". Между описанием изобретения и реальной технологией - дистанция огромного размера! Я за сотрудничество, но в цивилизованных рамках (5). Приведенные в этой статье новые технологии патентуются. Конечно, есть вероятность, что какие-то из них и не будут признаны изобретениями. В таком случае будем считать, что я их Вам просто подарил. Как поступать с остальными? Ответ прост - как с объектами интеллектуальной собственности (6).

Литература :

 
1. Уразаев В.Г. О проблеме влагостойкости печатного монтажа // Компоненты и технологии. 2002. № 4.

2. Http://www.pcbfab.ru/typepcb/typepcb_relief.html

3. А. Алферов, А. Богданов, Ю. Богданов.
Преимущества двухсторонних рельефных печатных плат // Электронные компоненты. 2001. № 5.

4. Химическая энциклопедия: в 5 т.: т. 2. Под ред. Кнунянца И.Л. - М.: Сов. Энцикл., 1990.

5. Http://www.Urazaev.narod.ru

6. Патентный закон Российской Федерации от 23 сентября 1992 г. № 3517-1 (Ведомости Съезда народных депутатов Российской Федерации и Верховного Совета Российской Федерации, 1992, № 42).

 

                         

 

На главную страницу: Http://www.Urazaev.narod.ru