Способ изготовления защитных рельефов

 

(19)SU(11)1222073(13)A1(51)  МПК ⁶    _G03C1/72(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ РЕЛЬЕФОВ

Изобретение относится к способам изготовления защитных рельефов с использованием сухого пленочного фоторезиста, находящим применение в технологии печатного монтажа. Целью изобретения является изготовление защитных рельефов с повышенной электрической прочностью и устойчивостью к циклическому воздействию повышенных и пониженных температур. Способ изготовления защитных рельефов (прототип и предлагаемый) поясняется чертежом, где 1 исходная печатная плата (показан ее фрагмент с металлизированным отверстием) по прототипу и по предлагаемому способу; соответственно 2 печатная плата с нанесенным фоторезистом по прототипу и по предлагаемому способу; 3 экспонирование фоторезиста по прототипу и по предлагаемому способу; 4 печатная плата после проявления по прототипу и по предлагаемому способу; 5 печатная плата с нанесенным жидким отверждаемым составом, причем в предлагаемом способе изображен вариант избирательного нанесения жидкого отверждаемого состава; 6 печатная плата после вскрытия металлизированных отверстий (операция присутствует только в прототипе). П р и м е р 1. Для испытания используют защитные рельефы, полученные на печатных платах на основе стеклоэпоксида в качестве диэлектрика, и защитные рельефы, полученные на образцах фольгированного диэлектрика на основе стеклоэпоксида. Платы имеют проводники шириной 500 мкм, покрытые сплавом олово-свинец, оплавленным на установке ИК-оплавления, и контактные площадки с металлизированными отверстиями диаметром 0,9 мм. Защитные рельефы получены на основе сухого пленочного фоторезиста СПФ-З по ТУ 16-504.049-82 толщиной 110 мкм, пленкообразующим компонентом которого является тройной сополимер стирол метилметакрилат акрилонитрил с соотношением звеньев стирол метилметакрилат акрилонитрил 40:52,5:7,5 и молекулярной массой 85000 к.е. Перед нанесением фоторезиста платы и заготовки фольгированного диэлектрика промывают для удаления поверхностных загрязнений сначала метилхлороформом, затем деионизированной водой и сушат при 100^oC в течение 1 ч. Сухой пленочный фоторезист наносят на ламинаторе марки ОМА-1416 при 50-70^oC и времени напрессовки 1 мин. Экспонирование фоторезиста проводят на установке КП 63.41 в течение 50 с эффективного времени через фотошаблоны, имеющие рисунок защитного слоя. Фоторезист проявляют метилхлороформом на струйной установке в течение 120 с, затем производит световое задубливание (вторичная засветка) проявленного фоторезиста без фотошаблона в течение 50 с на установке КП 63.41. После этого все образцы печатных плат и фольгированного диэлектрика с защитным рельефом термообрабатывают в сушильном шкафу при 115^oC в течение 2 ч. Далее все образцы с защитным рельефом промывают спирто-бензиновой (1: 1 по объему) смесью в течение 10-20 c, затем сушат при 55-65^oC в течение 3 ч. После этого на поверхность защитного рельефа сплошным слоем наносят композицию состава, мас.ч. Эпоксидная смола на основе 4,4^'-диокси- (2,2-дифенилпропана) с мол.м. 960 100
Аминный отвердитель гексаметилендиамин 4 Толщина нанесенного состава 10-15 мкм. Нанесение слоя композиции такого состава производят путем погружения каждого образца в лак ЭП-730 (Э-4100) по ГОСТ 20824-81, содержащий аминный отвердитель 1 (на основе гексаметилендиамина). После испарения смеси растворителей, содержащейся в лаке ЭП-730 (Э-4100) и отвердителе (смеси ацетона, этилцеллозольва, ксилола и этанола), при комнатной температуре в течение 80 мин на поверхности остается слой композиции указанных состава и толщины. Далее проводят отверждение нанесенного слоя композиции при температуре 70^oC в течение 12 ч. Образцы печатных плат с защитным рельефом подвергают циклическому воздействию повышенных и пониженных температур на установке термоциклирования в режиме от -60^oC (30 мин) до 125^oC (30 мин) с перерывами по 3 мин между каждым изменением температуры. Образцы фольгированного диэлектрика с защитным рельефом испытывают на электрическую прочность на установке УПУ-1М по ГОСТ 6433.3-71 на частоте 1000 Гц при температуре 20±2^oC и плавном подъеме напряжения со скоростью 1 кВ/с. При испытании установлено, что защитные рельефы, изготовленные по предлагаемому способу, выдерживают воздействие повышенных и пониженных температур в количестве 20-25 циклов, а электрическая прочность защитных рельефов составляет 10-11 кВ (см. табл.1). Защитные рельефы, изготовленные по прототипу и испытанные в аналогичных условиях, показали стойкость к термоциклированию 6-7 циклов и электрическую прочность 5-6 кВ (см.табл.2). П р и м е р 2. Защитные рельефы обрабатывают и испытывают в соответствии с примером 1, но после отверждения слоя композиции повторяют нанесение и отверждение композиции в тех же условиях, что и при однократном нанесении. Проводят испытание при двух и трехкратном нанесении и отверждении композиции. А. Для двукратного нанесения стойкость к термоциклированию составляет 12-15 циклов, электрическая прочность 11-12 кВ. Б. Для трехкратного нанесения стойкость к термоциклированию 10-12 циклов, электрическая прочность 13-14 кВ. П р и м е р 3. Изготовление защитных рельефов производят аналогично примеру 1, но наносят композицию через сетчатый трафарет на сеткографическом полуавтомате Гидра-2 на поверхность отвержденного светочувствительного слоя СПФЗ, оставляя контактные площадки открытыми. Испытание защитного рельефа проводят, как указано в примере 1. При испытании найдено, что устойчивость защитных рельефов и электрическая прочность не изменяются и составляют 20-25 циклов и 10-11 кВ соответственно. П р и м е р ы 4-21, 25-42, 46-63. Образцы изготавливают и испытывают аналогично примеру 1, в примерах 23 и 44 изготавливают и испытывают аналогично примеру 2, в примерах 24 и 45 аналогично примеру 3. П р и м е р ы 1-63 даны на все предлагаемые параметры, кроме того, параметры процесса изготовления защитных рельефов по прототипу приведены в табл. 1. Результаты испытаний устойчивости к термоциклированию и величины электрической прочности приведены в табл.2.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ РЕЛЬЕФОВ путем нанесения на печатную плату сухого пленочного фоторезиста, экспонирования фоторезиста, проявления метилхлороформом, термообработки при 115 120^oС, нанесения жидкого отверждаемого состава, включающего ароматическую эпоксидную смолу и аминный отвердитель, сушки нанесенного состава и его термоотверждения, отличающийся тем, что, с целью повышения электрической прочности и устойчивости к циклическому воздействию повышенных и пониженных температур, в качестве сухого пленочного фоторезиста используют фоторезист толщиной 85 140 мкм на основе тройного сополимера стирола с метилметакрилатом и акрилонитрилом с соотношением звеньев стирол метилметакрилат акрилонитрил 40 52, 5 7,5 и мол.м. 85000 к.е. экспонированию подвергают фоторезист над участками печатной платы, подлежащими защите, после операции проявления фоторезист подвергают световому задубливанию в течение 15 120 с, термообработку фоторезиста проводят в течение 1,5 2,5 ч, а в жидком отверждаемом составе используют ароматическую эпоксидную смолу с мол.м. 390-1070 к.е. аминный отвердитель выбранный из ряда: гексаметилендиамин, диэтилентриамин, полиаралкиленполиамин, полиэтиленполиамин, при соотношении компонентов, мас.ч. Ароматическая эпоксидная смола 90 120
Аминный отвердитель 3 50
а термоотверждение покрытия проводят при 55 75^oС в течение 2 30 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15