Способ изготовления переходных соединений в керамических печатных платах
Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при изготовлении многослойных печатных плат. Целью изобретения является упрощение способа при изготовлении многослойных печатных плат. Металлическую ленту, закрепленную на полимерной основе, уклады вают вместе с основой на матрицу межсоединений , после чего в ленту вдавливаются штыри пуансона. Затем полимерную основу отделяют от металлической ленты, а металлическую ленту с вдавленными столбиками полимерной основы подпрессовывают, обеспечивая тем самым ее гладкость и сплошность, и укладывают на керамическую ленту, вместе с которой укладывают и матрицу по рисунку межсоединений и формируют переходные соединения путем вдавливания штырей пуансона. Соединение лент в двухслойную структуру и вдавливание пуансоном участка ленты, лежащей сверху, позволяет не нарушая единства технологии и однородности технологических операций, формировать в слое сначала металла, а затем керамики областей с заданными свойствами, решить проблему совмещения слоев в области перехода и совместить операцию изготовления переходного столбика с операцией его внедрения в плату. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (gg)g Н 05 К 3/42
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
/ (21) 4784389/21 (22) 19.01.90 (46) 30.03.92, Бюл. ¹ 12 (71) Марийский политехнический институт им. А.M. Горького (72) Н.M,Ñêóëêèí и С,И.Сербулов (53) 62.396,049 (088.8) (56) 1, Патент США № 4644643, кл. Н 05 К 3/46, публик, 24.02.87, 2. Шац С.Я., Шубаров В.А„Клыков В.Г.
Межкомпонентная коммутация в микроэлектронике (многослойные керамические коммутационные платы). — Зарубежная радиоэлектроника, 1986, № 6, с. 23. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В КЕРАМИЧЕСКИХ
ПЕЧАТНЫХ ПЛАТАХ (57) Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при изготовлении многослойных печатных плат.
Целью изобретения является упрощение способа при изготовлении многослойных печатных плат. Металлическую ленту, заИзобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при изго.товлении многослойных печатных плат.
Известен способ формирования переходных соединений, при котором в печатную плату под давлением вставляют шпильку из электропроводной пленки, покрытую припоем, пропускают электрический ток, нагревающий шпильку, в результате чего происходит коммутация слоев печатной платы расплавленным припоем (1), Недостатком указанного способа является трудность пробивки отверстий в спе„„5U„„1723682 А1 крепленную на полимерной основе, уклады-. вают вместе с основой на матрицу межсоединений, после чего в ленту вдавливаются штыри пуансона. Затем полимерную основу отделяют от металлической ленты, а металлическую ленту с вдавленными столбиками полимерной основы подпрессовывают, обеспечивая тем самым ее гладкость и сплошность, и укладывают на керамическую ленту, вместе с которой укладывают и матрицу по рисунку межсоединений и формируют переходные соединения путем вдавливания штырей пуансона, Соединение лент в двухслойную структуру и вдавливание пуансоном участка ленты, лежащей сверху, позволяет не нарушая единства технологии и однородности технологических операций, формировать в слое сначала металла, а затем керамики областей с заданными свойствами, решить проблему совмещения слоев в области перехода и совместить операцию изготовления переходного столбика с операцией его внедрения в плату. 2 э.п. ф-лы, 7 ил. ченных печатных платах из керамики, в то же время металлизация сырой керамики невозможна в силу того, что припой при спекании керамики испаряется.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является способ изготовления переходных соединений путем сквозного продавливания сырой керамики твердыми металлическими шариками, извлекаемыми из тела платы, с последующей металлизацией отверстий (2).
Недостатками такого решения являются сложность изготовления и калибровки
1723682 шариков, их вдавливания и извлечения, сложность металлизации стенок отверстий после извлечения шариков. Особенно усложняется процесс при металлизации отверстий в многослойных платах.
Целью изобретения является упрощение способа при изготовлении многослойных печатных плат.
Поставленная цель достигается тем, что металлизацию стенок отверстий осуществляют следующим образом, Металлическую ленту, закрепленную на полимерной основе, укладывают вместе с основой на матрицу межсоединений, после чего в ленту вдавливаются штыри пуансона на глубину, определенную соотношением
h> + hz > оп1 > h>, если hz - h>, Ь + hz > ho,l> hz, если hz > h1, где h< — толщина полимерной основы;
hz — толщина металлической ленты;
hon1 — глубина вдавливания штырей пуансона.
Затем полимерную основу отделяю . от металлической ленты, а металлическую ленту с вдавленными столбиками полимерной основы подпрессовывают, обеспечивая тем самым ее гладкость и сплош ность, и укладывают на керамическую ленту, вместе с которой укладывают на матрицу по рисунку межсоединений и формируют переходные соединения путем вдавливания штырей пуансона на глубину, определяемую соотношением
hz+ пз > ho z > hz, если пз hz; 2+ h3 > оп2 > h3, если пз> hz, где h4 — толщина керамической ленты;
hîïz — глубина вдавливания пуансона, после чего невдавленный участок металлической ленты удаляют с поверхности керамической ленты, которую затем подпрессовывают.
Соединение лент в двухслойную структуру и вдавливание пуансоном участка ленты, лежащей сверху (полимерной — толщиной h1, металлической — толщиной hz), в толщу ленты, лежащей снизу (в металлическую, керамическую толщиной пз) позволяет, не нарушая единства технологии и однородности технологических операций, формировать s слое сначала металла, а затем керамики области с заданными свойствами (сначала полимерные, превращающиеся при спекании в отверстия, затем проводящие, металлические). Использование при этом одного и того же пуансона и для удаления участка нижнего слоя, и для внедрения на освободившееся место материала верхнего слоя с желаемыми свойствами позволяет решить проблемусо/ вмещения слоев в области перехода, совместить операцию изготовления переходного столбика с операцией его внедрения в плату. В технологии печатн ых плат вы руба ние
5 штампом отверстий для совмещения слоев является одной из характерных операций.
Этим определяется технологическая однородность заявляемого способа (операции).
Вдавливание в металлическую ленту участ10 ка полимерной пленки, выгорающего при спекании керамики и повторяющего по форме отверстия в межслойном переходе, обеспечивает в дальнейшем сплойность металлической ленты, возможность ее вдав15 ливания в керамику, обеспечивает защиту области отверстия на промежуточных технологических операциях, например, на операции сослоения плат, когда поверхность платы покрывают клеящим слоем жидкой
20 керамической массы.
Поскольку пуансон малого диаметра практически не входит в керамику, абразивные свойства которой много выше, чем у металлической ленты, это способствует ма25 лой изнашиваемости прецизионного пуансона.
Использование полимерной основы, состоящей их гетероциклоцепных соединений, позволяет удалять органическое
30 вещество из отверстий во время спекания керамики практически без остатка. Температура спекания выше 800 С и превосходит температуру разложения полимера.
Использование металлической ленты на
35 основе дисперсных частиц вольфрама и молибдена, соединенных с помощью связующего из органических материалов, например связующего на основе акрила, позволяет формировать вакуумплотные пе40 реходы, температурный коэффициент которых близок к температурному коэффициенту керамики. Вакуумплотность, прочность сцепления и величина температурного коэффициента определяются пропиткой час45 тиц металла стеклофазой керамики.
Пример. Из керамической ленты на основе алюмооксидной керамики ВК91-2 толщиной пз(0,1...0,6 мм формировали плату с диаметром переходов di, dz в диапа50 зоне 0,1...0,6 мм, В качестве металлической ленты использовалась лента толщиной
h = йз из частиц вольфрама и/или молибдена диаметром 2 мкм — 50$ и 0,7 мкм — 50 $, соединенных акрилилом (связующее с до55 бавкой толуола — растворителя и поливинилового спирта). Глубина утапливания пуансона h4 = hg после прошивки глубина отверстий в верХнем слое материала двухслойной системы (полимерная основа — металлический слой) составила 0.1...0,3 мм.
1723682
Тем самым обеспечивалось эффективное отделение выдавливаемого столбика верхнего слоя двухслойной структуры (полимерметалл или металл-керамика) от основной части верхнего слоя. Выступающая часть
0,1...0,3 мм вдавленного столбика после 5 удаления верхнего слоя и подпрессовки с усилием 100 н/см сглаживалась. В качестве полимерного слоя использовалась лента на основе частиц полиамида, скрепленных связующим на основе акрилила. Спекание 10 многослойной структуры производилось при 1500...1530 С.
Формула изобретения
4 Способ изготовления переходных сое- 15 динений в керамических печатных платах, включающий формирование переходных отверстий в сырой керамике путем вдавли.вания в нее шпилек, обжиг листов керамики и металлизацию стенок отверстий проводя- 20 щими частицами, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью упрощения способа при изготовлении многослойных печатных плат, проводящие частицы вносят из металлической ленты, закрепленной на полимерной 25 основе, при этом металлическую ленту вместе с полимерной основой укладывают на матрицу с рисунком межсоединений, после чего в ленту вдавливают штыри пуансона на глубину, определяемую соотношением 30
h< + hz > п,м > h), если hg Ьк
h> + Ьг > Ь«1> hz, если hz > h1 где hi — толщина органической ленты;
hz — толщина металлизационной ленты, h«> — глубина вдавливания штырей пуансона, затем полимерную основу отделяют от металлической ленты и удаляют, а металл подпрессовывают и укладывают на керамическую ленту, вместе с которой укладывают на матрицу по рисунку межсоединений и формируют переходные соединения путем вдавливания штырей пуансона на глубину, определяемую соотношением
ha+ йз > й«г > Ьг, если йз hz;
М+ Пз > й«г > йз, если йз> М, где пз — толщина керамической ленты, h«2 — глубина вдавливания пуансона, после чего невдавленный остаток металлической ленты удаляют с поверхности керамической ленты„Которую затем поди рессовы вают."
2. Способ по и. 1, отл ич а ю щи йс я тем, что полимерная основа выполнена на базе гетероциклоцепных соединений, например полиакцида.
3. Способ по и. 1. отличающийся тем, что металлическая лента состоит из дискретных частиц тугоплавких металлов, например, вольфрама и/или молибдена.
1723б82
Составитель Н. Скулкин
Техред M,Moðãåíòàë Корректор,(). Кундрик
Редактор Т, Орловская
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 1070 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5
