Способ металлизации отверстий многослойных печатных плат


 


Владельцы патента RU 2447629:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU)

Изобретение относится к технологии изготовления печатных плат и может быть использовано при изготовлении микросхем. Технический результат - повышение надежности межслойных соединений многослойных печатных плат, снижение длительности цикла изготовления печатных плат и уменьшение трудоемкости технологического процесса. Достигается тем, что способ металлизации отверстий многослойных печатных плат включает обезжиривание и декапирование заготовки, ее обработку в растворе химического серебра на основе калия железистосинеродистого и роданида калия, сенсибилизацию в растворе хлористого олова, активацию в растворе хлористого палладия, химическое меднение, гальваническое меднение и термодиффузионную обработку в среде аргона при ступенчатом повышении температуры, при этом гальваническое меднение в пирофосфатном электролите при температуре ≈40°C и ступенчатом повышении температуры при термодиффузионной обработке в среде аргона проводят при следующих режимах: (40±0,1)°C в течение 64930 сек; (41±0,1)°C в течение 41956 сек; (42±0,1)°C в течение 528 сек; (43±0,1)°C в течение 260 сек; (44±0,1)°C в течение 97 сек; (45±0,1)°C в течение 52 сек; (46±0,1)°C в течение 33 сек; (47±0,1)°C в течение 16 сек; (48±0,1)°C в течение 10 сек; (49±0,1)°C в течение 7 сек.

 

Изобретение относится к технологии изготовления печатных плат и может быть использовано при изготовлении микросхем.

Известен способ металлизации отверстий многослойных печатных плат, включающий обезжиривание и декапирование заготовки, ее обработку в растворе химического серебра на основе калия железистосинеродистого и роданида калия, сенсибилизацию в растворе хлористого олова, активацию в растворе хлористого палладия, химическое меднение, гальваническое меднение и термодиффузионную обработку в среде аргона при последовательном повышении температуры: 20-30°C в течение 20-24 ч, 60-80°C в течение 2,0-2,5 ч и 120-125°C в течение 0,25-0,3 ч [Авторское свидетельство СССР №991626, кл. H05K 3/00, 1981].

Однако данный способ не обеспечивает высокой стабильности адгезии медной пленки к контактным площадкам.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ металлизации отверстий многослойных печатных плат, включающий обезжиривание и декапирование заготовки, ее обработку в растворе химического серебра на основе калия железистосинеродистого и роданида калия, сенсибилизацию в растворе хлористого олова, активизацию в растворе хлористого палладия, химическое меднение, гальваническое меднение и термодиффузионную обработку в среде аргона при ступенчатом повышении температуры, гальваническое меднение проводят в борфтористоводородном электролите при нормальной температуре (20°), а ступенчатое повышение температуры при термодиффузионной обработке в среде аргона проводят при следующих режимах: (20±1)°C в течение 100 ч; (30±1)°C в течение 88 ч; (40±1)°C в течение 70 ч; (50±1)°C в течение 67 ч; (60±1)°C в течение 63 ч; (70±1)°C в течение 55 ч; (80±1)°C в течение 51 ч; (90±1)°C в течение 44 ч; (100±1)°C в течение 38 ч; (110±1)°C в течение 31 ч; (120±1)°C в течение 16 ч; (130±1)°C в течение 6,3 ч; (140±1)°C в течение 3 ч; (150±1)°C в течение 1,7 ч и (160±5)°C в течение 0,4 ч [Патент на изобретение РФ №2317661, кл. H05K 3/00, 2006.01].

Однако для гальванического усиления в борфтористоводородном электролите данный способ не дает высокой надежности межслойных соединений из-за

недостаточно высокой адгезии медной пленки в отверстиях к торцам контактных площадок.

Технической задачей изобретения является повышение надежности межслойных соединений.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе металлизации отверстий многослойных печатных плат, включающем обезжиривание и декапирование заготовки, ее обработку в растворе химического серебра на основе калия железистосинеродистого и роданида калия, сенсибилизацию в растворе хлористого олова, активизацию в растворе хлористого палладия, химическое меднение, гальваническое меднение и термодиффузионную обработку в среде аргона при ступенчатом повышении температуры, гальваническое меднение проводят в пирофосфатном электролите при температуре 40°C, начальной адгезии 7·104 Н/м2, а ступенчатое повышение температуры при термодиффузионной обработке в среде аргона проводят при следующих режимах: (40±0,1)°C в течение 64930 сек; (41±0,1)°C в течение 41956 сек; (42±0,1)°C в течение 528 сек; (43±0,1)°C в течение 260 сек; (44±0,1)°C в течение 97 сек; (45±0,1)°C в течение 52 сек; (46±0,1)°C в течение 33 сек; (47±0,1)°C в течение 16 сек; (48±0,1)°C в течение 10 сек; (49±0,1)°C в течение 7 сек.

Пирофосфатный электролит меднения выбран, исходя из того, что при гальваническом меднении позволяет установить плотность тока порядка 6 А/дм2, что позволяет несколько снизить время гальванического меднения, что положительно сказывается на сопротивлении изоляции многослойных печатных плат. Гальваническое меднение осуществляют при повышенной температуре 40°C из-за значительного уменьшения напряжений осадка и снижения энергии активации металлических подслоев химического серебра, химического олова и химического палладия. Термодиффузионная обработка проводится при достаточно большом количестве температурных диапазонов для оптимизации по времени процесса термодиффузии, что достигается применением микроконтроллерных систем управления процессом.

Повышение температуры при меднении и термодиффузионной обработке в аргоне увеличивает коэффициент диффузии материалов, и, следовательно, увеличивает взаимное проникновение материалов контактных площадок внутренних слоев (медь), материалов подслоев (серебро-олово-палладий) и материала металлизации (медь). В результате этого увеличивается адгезия. Однако повышать произвольно температуру при термодиффузионной обработке нельзя, так как при произвольном повышении может разрушаться межслойный переход. Увеличение температуры повышает внутренние механические напряжения в сложной структуре многослойных печатных плат из-за разных значений коэффициентов линейного расширения диэлектрика и металлических слоев. В результате металлический слой на торцах контактных площадок может отслоиться и произойдет разрушение межслойного перехода.

Для термодиффузионной обработки (в среде аргона) выбран диапазон температур (40±0,1)°C. Этот предел изменения выбран из-за необходимости поднятия температуры не более чем на 1°C, так как при больших перепадах температуры в этом диапазоне разрушается межслойный переход. Введение допуска обусловлено учетом технологических допустимых отклонений и точности выдерживания режимов оборудования.

Длительность термодиффузионной обработки при температуре (40±0,1)°C выбрана из-за необходимости получения достаточной адгезии металлизации к торцам контактных площадок, чтобы перейти на другой диапазон (41±0,1)°C.

Аналогично выбраны длительности режимов термодиффузионной обработки при следующих режимах: (42±0,1)°C в течение 528 сек; (43±0,1)°C в течение 260 сек; (44±0,1)°C в течение 97 сек; (45±0,1)°C в течение 52 сек; (46±0,1)°C в течение 33 сек; (47±0,1)°C в течение 16 сек; (48±0,1)°C в течение 10 сек; (49±0,1)°C в течение 7 сек.

Пример. Заготовки с просверленными отверстиями обезжиривают, декапируют, обрабатывают в растворе иммерсионной металлизации торцов контактных площадок на основе азотнокислого серебра, калия железистосинеродистого и роданида калия, сенсибилизируют в растворе хлористого олова, активируют в растворе хлористого палладия, меднят химически, проводят гальваническое меднение 10 слойных плат в пирофосфатном электролите при температуре 40°C, начальной адгезии 7·104 Н/м2, а затем проводят термодиффузионную обработку в среде аргона при последовательном повышении температуры (40±0,1)°C в течение 64930 сек; (41±0,1)°C в течение 41956 сек; (42±0,1)°C в течение 528 сек; (43±0,1)°C в течение 260 сек; (44±0,1)°C в течение 97 сек; (45±0,1)°C в течение 52 сек; (46±0,1)°C в течение 33 сек; (47±0,1)°C в течение 16 сек; (48±0,1)°C в течение 10 сек; (49±0,1)°C в течение 7 сек.

Режимы термодиффузионной обработки задавали с помощью вакуумного шкафа ВШ-0,025А.

При использовании данного изобретения повышается надежность межслойных соединений многослойных печатных плат, снижается длительность цикла изготовления печатных плат и уменьшается трудоемкость технологического процесса.

Способ металлизации отверстий многослойных печатных плат, включающий обезжиривание и декапирование заготовки, ее обработку в растворе химического серебра на основе калия железистосинеродистого и роданида калия, сенсибилизацию в растворе хлористого олова, активацию в растворе хлористого палладия, химическое меднение, гальваническое меднение и термодиффузионную обработку в среде аргона при ступенчатом повышении температуры, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности межслойных соединений, гальваническое меднение проводят в пирофосфатном электролите при температуре 40°C и ступенчатом повышении температуры при термодиффузионной обработке в среде аргона проводят при следующих режимах: (40±0,1)°C в течение 64930 с, (41±0,1)°C в течение 41956 с, (42±0,1)°C в течение 528 с, (43±0,1)°C в течение 260 с, (44±0,1)°C в течение 97 с, (45±0,1)°C в течение 52 с, (46±0,1)°C в течение 33 с, (47±0,1)°C в течение 16 с, (48±0,1)°C в течение 10 с, (49±0,1)°C в течение 7 с.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике электрического печатного монтажа, в частности к конструкциям печатных плат для аппаратуры общего и специального назначения. .

Изобретение относится к области гибридной микроэлектроники и может быть использовано для создания микроплат с многоуровневой тонкопленочной коммутацией. .
Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при изготовлении печатных плат, применяемых при изготовлении радиоэлектронной техники. .

Изобретение относится к способу изготовления структурированных и/или голоэдрических, проводящих ток поверхностей (3, 11), расположенных на не проводящей электрический ток подложке, при котором на первом этапе наносятся на подложку (1) поверхности (3) первого уровня, на втором этапе наносится изолирующий слой (9) на места, на которых структурированные и/или голоэдрические, проводящие электрический ток поверхности (11) второго уровня пересекают структурированные и/или голоэдрические проводящие электрический ток поверхности (3) первого уровня, при этом не должно осуществляться никакого электрического контакта между структурированными и/или голоэдрическими, проводящими электрический ток поверхностями первого уровня (3) и второго уровня (11), на третьем этапе в соответствии с первым этапом наносятся структурированные и/или голоэдрические, проводящие электрический ток поверхности (11) второго уровня и при необходимости повторяются второй и третий этапы.

Изобретение относится к радиоэлектронике. .

Изобретение относится к электрорадиотехнике и может быть использовано при изготовлении планарного трансформатора, предназначенного для портативных электрорадиотехнических устройств.

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к способам изготовления многослойных печатных плат для сверхбыстродействующих ЭВМ. .
Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к печатным платам для быстродействующих ЭВМ. .

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к способам изготовления гибридных интегральных схем, и может быть использовано при формировании многослойных металлизационных структур.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при конструировании одноплатных радиоэлектронных блоков с размещением электрорадиоэлементов в зонах аналоговой и цифровой обработки сигналов, связанных между собой сигнальными цепями.

Изобретение относится к области микроэлектроники, в частности к устройствам печатных плат. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам нанесения металлического покрытия на подложки с полимерными поверхностями при изготовлении печатных плат с микроотверстиями и тонкой структурой.
Изобретение относится к производству радиоэлектронной аппаратуры, а именно к технологии изготовления печатных плат. .

Изобретение относится к области изготовления многослойных печатных плат, в частности к подготовке к металлизации сквозных конических отверстий. .

Изобретение относится к области микроэлектроники, в частности к устройствам печатных плат. .

Изобретение относится к электротехнике, радиотехнике, электронике и технике СВЧ, в частности к металлоксидным печатным платам, и может быть использовано при изготовлении металлоксидных печатных плат, использующих металлическое основание печатной платы в качестве земляной шины.

Изобретение относится к изготовлению неразъемных соединений в процессе производства аппаратуры на основе изделий микроэлектроники и полупроводниковых приборов, а конкретно - к контактным узлам, посредством которых осуществляется сборка, в том числе многослойных коммутационных структур для многокристальных модулей (МКМ)а также монтаж кристаллов БИС на коммутационной структуре в процессе изготовления МКМ.

Изобретение относится к разработке и производству аппаратуры на основе изделий микроэлектроники и полупроводниковых приборов и может быть широко использовано в производстве многослойных печатных плат, а также коммутационных структур для многокристальных модулей.
Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано при изготовлении печатных плат, применяющихся при конструировании радиоэлектронной аппаратуры для самолето- и космостроения
Наверх