Способ металлизации отверстий печатных плат

 

Изобретение относится к электронной и радиотехнической промышленности и может быть использовано в технологии металлизации отверстий в печатных платах при их изготовлении. Цель изобретения - повышение качества и расширение технологических возможностей металлизации отверстий. Металлизация отверстия печатной платы осуществляется электрическим взрывом проводника, размещенного в отверстии между металлическими контактами, один из которых после нагрева находится в жидкометаллическом состоянии. Испаряемый проводник имеет в срединной части поясок из несмачиваемого материала, что гарантирует заданную величину мениска при смачивании проводника металлом жидкометаллического контакта в пределах 10-25 диаметров проводника. Наличие регулируемого мениска позволяет получать двухслойное или композиционное покрытие внутренней поверхности отверстия печатной платы из материалов проводника и жидкометаллического контакта. Способ повышает экологическую чистоту производства и производительность за счет совмещения операций металлизации и нанесения защитного покрытия из материала контакта. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (я)э В23 К 1/20

ГОСУДАРСТВЕН ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ испарении одного проводника (21) 4430554/31-27 (22) 23,05.88 (46) 07,09.90. Бюл. М 33 . (71) Саратовский политехнический институт (72) А:И. Коблов, В.В. Фоминых, В.И. Петросян, А;М. Морозов и Б.П. Чесноков (53) 621.791,3(088.8) (56) Егоров А,В. и Летягин B.À. Нанесение пленок методом электрического взрыва материала. Обзоры по электронной технике,, сер. 7. вып. 12, Технология и организация производства и оборудования. — M.:

ЦНИИЭлектроника, 1976, с. 12. (54) СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ОТВЕРСТИЙ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ (57)Изобретение относится к электронной и радиотехнической промышленности и может быть использовано в технологии метал. лизации отверстий в печатных платах при их изготовлении. Цель изобретения — повышение качества и расширение технологических воэможностей металл изации

Изобретение относится к электронной и радиотехнической промышленности и может быть использовано в технологии металлизации отверстий в печатных платах при их изготовлении.. Цель. изобретения — повышение качества и расширение технологических возможностей металлизации отверстий.

Сущность способа заключается в следу ющем.

Металлический проводник размещают в отверстии печатной платы между металлическими контактами и испаряют его электрическим взрывом в вакууме. В качестве.ЫЛ,, 1590241 А1 отверстий. Металлиэация отверстия печатной платы осуществляется электричееким взрывом проводника, размещенного в отверстии между металлическими контакта- . ми, один из которых после нагрева. находится в жидкометаллическом состоя" нии. Испаряемый проводник имеет в срединной части поясок иэ несмачиваемого материала, что гарантирует заданную величину мениска при смачивании проводника металлом жидкометаллического контакта в пределах 10 — 25 диаметров проводника. Наличие регулируемого мениска позволяет получать двухслойное или композиционное покрытие внутренней поверхности отверстия печатной платы из материалов проводника и жидкометаллического контакта.

Способ повышает экологическую чистоту производства и производительность эа счет совмещения операций металлизации и нанесения защитного покрытия иэ материала контакта. 1 ил. одного из контактов используют легкоплавкий материал, который после нагрева и расплавления хорошо смачивает испаряемый проводник. Проводник в срединной части имеет поясок из материала, не смачиваемого металлом жидкометаллического контакта, а высота пояска над его уровнем в процессе металлизации поддерживается в пределах 10-25 диаметров проводника, что гарантирует заданную высоту мениска из материала жидкометаллического контакта (например, оловянно-свинцового припоя).

Наличие регулируемого мениска обуславливает возможность получения как компоэиционного, так и двухслойного покрытия при

1590241

35

50

Для получения необходимого слоя металлиэации операции загрузки проводников и испарения многократно повторяют, На чертеже показано устройство для осуществления способа.

В вакуумной камере 1 с возможностью движения устанавливают тигель 2 для получения жидкометаллического контакта 3 с помощью нагревателя 4. Тигель 2 имеет крышку 5 с отверстиями, повторяющими топографию отверстий печатной платы 6, Плата накрыта теплоэлектроизолирующеи крышкой 7. В вакуумной камере 1 на подвижном диэлектрическом штоке (не показан) закрепляют металлический контакт 8, электрически связанный с высоковольтным вводом 9. В отверстие печатной платы помещают металлический проводник 10, имеющий в срединной части поясок 11 из материала, не смачиваемого расплавом металла электрода 3.

Пример 1. В тигель 2 загружают навеску припоя ПОС-40, которая обеспечивает получение мениска припоя на испаряемом медном проводнике высотой, равной

10 диаметрам проводника. Нагревателем 4 . поднимают. температуру тигля до, полного расплавления припоя, Затем на крышке 5 устанавливают печатную плату 6, имеющую отверстия для металлизации диаметром

1,2 мм, которую закрывают теплоизолирующей крышкой 7. В отверстия печатной платы помещают медные проводники 10 диаметром 0,25 мм, имеющие в срединной части поперечные пояски из диэлектрика, например 5 0, не смачиваемого расплавом жидкометаллического электрода, после чего камеру 1 герметизируют и вакуумируют до давления 3 10 Па.

По достижении указанного вакуума нагревателем 4 обеспечивают перегрев припоя до температуры 300 С и при этой температуре проводят изотермическую выдержку в течение 8 мин, По достижении вакуума 1 10 Па движением электрода 8 и тигля 2 добиваются касания с проводниками 10, последние испаряют при разряде баT3peI1 конденсаторов емкостью 100 мкФ и напряжением 12 кВ, При испарении одного проводника меди диаметром 0,25 мм обеспечивается слой металлиэации медью толщиной 5,5 — 6,5 мкм . и слой оловянно-свинцового припоя толщи. ной 0,6 — 1,25 мкм. При величине мениска менее 10 диаметров проводника испаряется малый объем олова и защитный слой не обеспечивает хорошего смачивания волной припоя при последующей пайке, Пример 2. Для металлиэации отверстий диаметром 0,8 мм используют медные проводники диаметром 0,15 мм с поперечным пояском из оксида кремния, который расположен над зеркалом расплава жидкометаллического электрода на расстоянии 25 диаметров проводника.

Повторив операции, приведенные в примере 1, проводники испаряют электрическим взрывом, При испарении одного проводника толщина металлизации иэ меди составляет 3 — 3,4 мкм, а из oJIoaa — 2,6 — 3 мкм.

Если олова смачивает медный проводник на величину, большую чем 25 диаметров проводI ника, металлиэация в отверстии формируется композиционной из последовательно чередующихся слоев меди и олова, что снижает качество металлизации. Такое чередование обусловлено тем, что при последующем исг арении проводника предыдущий слой олова не протравливается плазмой разряда, да и состав плазмы разряда состоит из ионов меди и олова, так как олово близко расположено к металлизируемому отверстию, Преимуществом предлагаемого способа является наличие жидкометаллического электрода, позволяющего испарять множество проводников без разгерметизации вакуумной камеры и получать покрытие из меди с защитным покрытием из олова, что повышает качество металлизации, расширяет технологические возможности способа и повышает экологическую чистоту производства.

Использование способа металлизации отверстий печатных плат электрическим взрывом проводника позволяет повысить выход годных иэделий до 93%, повысить производительность на 40% за счет снижения числа операций, Ожидаемый экономический эффект — 60 тыс, руб, на одном предприятии с годовым выпуском 20 тыс. печатных плат

Формула изобретения

Способ металлизации отверстий печатных плат, при котором проводник размещают в отверстии платы между металлическими контактами и испаряют его электрическим взрывом в вакууме. отличающийся тем, что, с целью повышения качества и расширения технологических возможностей металлизации отверстий, в качестве одного из контактов используют легкоплавкий материал, хорошо смачивающий испаряемый проводник, разогревают его до температуры плавления, на проводник наносят поясок из материала, не смачиваемаго металлом жидкометаллического контакта, высота пояска над уровнем жидкометаллического контакта составляет 10 — 25 диаметров проводника.

1590241

Составитель Л.Абросимова

Редактор Н,Лазаренко Техред М,Моргентал Корректор 8.Гирняк

Заказ 2601 Тираж 64.9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101