Способ изготовления многослойных печатных плат
Владельцы патента RU 2462011:
Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" (RU)
Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано при изготовлении многослойных печатных плат (МПП), применяемых при конструировании радиоэлектронной техники. Технический результат - упрощение процесса получения МПП, не содержащих влагу, установление электрического контакта между слоями, не нарушающегося при перепаде температур, уменьшение отходов химического гальванического производства. Достигается тем, что МПП получают склеиванием двухсторонних и односторонних печатных плат по плоской поверхности через разделительные диэлектрические слои из стеклоткани, пропитанной органическим связующим, причем на наружной поверхности склеенных плат электрические схемы отсутствуют. Затем сверлят сквозные и глухие переходные отверстия и на всю глубину последних вставляют металлическую проволоку с малым электросопротивлением, например медную, или алюминиевую, или молибденовую, или серебряную, диаметр которой превышает диаметр переходного отверстия не более чем на 5%, после чего на наружную поверхность склеенных печатных плат наносят последовательно тонкое металлическое покрытие путем термораспада металлоорганических соединений (МОС) никеля или меди, или кобальта, или молибдена толщиной 1,5-3 мкм, полимерное органическое в виде пленки, а затем методом фотолитографии или лазерным лучом, или фрезерованием создают рисунок электрических схем, после чего на незащищенные полимерной пленкой участки наносят гальваническое медное покрытие необходимой толщины, а поверх него защитное металлорезистивное и удаляют остатки полимерного и тонкого металлического покрытия.
Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано при изготовлении многослойных печатных плат (МПП), применяемых при конструировании радиоэлектронной техники.
Известен способ изготовления МПП [1], заключающийся в изготовлении односторонних или двухсторонних печатных плат на стеклотекстолите, их склеивании по поверхности через диэлектрический разделительный слой стеклоткани и органического связующего при прессовании с последующим сверлением переходных отверстий, их химической и гальванической металлизацией.
Аналогично могут быть получены МПП по способу [2], выбранному в качестве прототипа. Главным недостатком этого способа является то, что металлизация поверхности стеклотекстолита и переходных отверстий проходят в водных растворах. При этом происходит насыщение стеклотекстолита влагой и солями через внутреннюю поверхность переходных отверстий, особенно при возникновении дефектов (задиры, трещины и т.п.) на их внутренней поверхности. При этом вода, ее пары, растворы солей не могут быть удалены из стеклотекстолита после металлизации даже при длительном нагревании. Перемещаясь внутри стеклотекстолита, они вызывают замыкание переходных отверстий. Причем, чем выше класс печатных плат, т.е. чем ближе расположены эти отверстия при плотном монтаже, тем вероятность замыкания выше. Экспериментально установлено, что адгезия химической меди к стеклотекстолиту не превышает 10 кг/мм2, что является недостаточным, поэтому возможно отслоение металлического покрытия от стеклотекстолита при перепаде температур.
Большие трудности возникают при металлизации сквозных переходных отверстий диаметром менее 500 мкм, а также «глухих».
Установлено, что при сверлении переходных отверстий в стеклотекстолитовой МПП происходит наволакивание связующего на медные торцы слоев, результатом чего является отсутствие электрической связи между слоями МПП после металлизации.
Недостатком прототипа является также использование дорогостоящего хлорида палладия в качестве активатора для осаждения химической меди.
Задачей изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков и получения МПП, не содержащих влагу, имеющих хороший электрический контакт между слоями, не нарушающийся при перепаде температур.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления многослойных печатных плат (МПП), включающем изготовление односторонних и двухсторонних печатных плат, склеивание их по плоской поверхности через разделительные диэлектрические слои из стеклоткани, пропитанной органическим связующим, причем на наружной поверхности склеенных плат электрические схемы отсутствуют, сверление сквозных и глухих переходных отверстий, на всю глубину последних вставляют металлическую проволоку с малым электросопротивлением, например медную, или алюминиевую, или молибденовую, или серебряную, диаметр которой превышает диаметр переходного отверстия не более чем на 5%, после чего на наружную поверхность склеенных печатных плат наносят последовательно тонкое металлическое покрытие путем термораспада металлоорганических соединений (МОС) никеля или меди, или кобальта, или молибдена толщиной 1,5-3 мкм, полимерное органическое в виде пленки, а затем методом фотолитографии или лазерным лучом, или фрезерованием создают рисунок электрических схем, после чего на незащищенные полимерной пленкой участки наносят гальваническое медное покрытие необходимой толщины, а поверх него защитное металлорезистивное и удаляют остатки полимерного и тонкого металлического покрытия.
Способ осуществляется следующим образом: любым известным способом изготавливают односторонние и двухсторонние печатные платы. Затем их склеивают между собой по плоской поверхности через разделительный диэлектрический слой из стеклоткани, пропитанной связующим. На наружной поверхности склеенных печатных плат электрические схемы отсутствуют. Сверлят сквозные и «глухие» переходные отверстия, вставляют в них проволоку с малым электросопротивлением, например медную или алюминиевую, или молибденовую, или серебряную, диаметр которой превышает диаметр переходного отверстия не более чем на 5%. Полученную заготовку МПП помещают в вакуумную камеру, в которой путем термораспада МОС никеля, или меди, или молибдена, или кобальта на поверхности нижней, верхней и боковой получают тонкое электропроводящее металлическое покрытие толщиной 1,5-3 мкм. После металлизации на плоскую металлизированную поверхность верхней и нижней плат приклеивают полимерную пленку и лазерным лучом или фотолитографией, или фрезерованием создают рисунки электропроводящих схем. На незащищенные полимерной пленкой участки наносят необходимой толщины гальваническое медное покрытие, а поверх него металлорезистивное, удаляют остатки полимерного покрытия и вытравливают тонкий металлический подслой никеля или кобальта, или меди, или молибдена и получают многослойную печатную плату.
Экспериментально установлено, что если диаметр проволоки превышает диаметр переходных отверстий более чем на 5%, то возникают микротрещины в стеклотекстолите.
Если диаметр проволоки меньше или соответствует диаметру переходных отверстий, наблюдается отсутствие электрического контакта между слоями, особенно проявляющееся при изменении температуры.
Методом инфракрасной (ИК) спектроскопии установлено, что МПП не содержат влагу.
Адгезия металлического покрытия к стеклотекстолиту составляет 200 кг/мм2.
ЛИТЕРАТУРА
1. ОСТ 107.460092.028-92.
2. ГОСТ 23770-78 «Печатные платы. Типовые технические процессы химической и гальванической металлизации» (прототип).
Способ изготовления многослойных печатных плат (MПП), включающий изготовление односторонних и двухсторонних печатных плат, склеивание их по плоской поверхности через разделительные диэлектрические слои из стеклоткани, пропитанной органическим связующим, причем на наружной поверхности склеенных плат электрические схемы отсутствуют, сверление сквозных и глухих переходных отверстий, отличающийся тем, что на всю глубину последних вставляют металлическую проволоку с малым электросопротивлением, например медную, или алюминиевую, или молибденовую, или серебряную, диаметр которой превышает диаметр переходного отверстия не более чем на 5%, после чего на наружную поверхность склеенных печатных плат наносят последовательно тонкое металлическое покрытие, путем термораспада металлоорганических соединений (МОС) никеля или меди, или кобальта, или молибдена толщиной 1,5-3 мкм, полимерное органическое в виде пленки, а затем методом фотолитографии или лазерным лучом, или фрезерованием создают рисунок электрических схем, после чего на незащищенные полимерной пленкой участки наносят гальваническое медное покрытие необходимой толщины, а поверх него защитное металлорезистивное и удаляют остатки полимерного и тонкого металлического покрытия.
