Способ изготовления многослойных печатных плат

 

Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к способам изготовления печатных плат. Сущность изобретения: формируют пакет подложек с рисунком проводников и контактных площадок, имеющих отверстия под межсоединения. Контакные площадки расположены над отверстием межсоединения и имеют по крайней мере хотя бы один зазор между внешним контуром контактной площадки и внутренней стеной отверстия в подложке. После облуживания контактных площадок подложки собирают в пакет и прессуют, одновременно заполняют отверстия под межсоединения электропроводным материалом, причем подложку выполняют из материала, не смачиваемого припоем. 7 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к микроэлектронике.

Известен способ изготовления многослойных печатных плат (МПП), включающий формирование на поверхности фольгированной подложки рисунка проводников и контактных площадок, сборку подложек в пакет путем приложения давления (прессованием), сверление отверстий под межсоединения и установку в них стержней или заклепок для получения межсоединений [1] Указанный способ трудоемок и не надежен.

Известен способ изготовления МПП, включающий формирование отверстий под межсоединения в фольгированной подложке, формирование рисунка схемы проводников и контактных площадок, расположенных вокруг отверстий подложки, облуживание контактных площадок, сборку подложек в пакет, их прессование с последующей установкой в отверстия стержней из электропроводного материала [2] Такой способ также трудоемок, низка надежность электрического контакта и возникают затруднения при ремонте плат, например, при пайке отсоединившейся контактной площадки.

Изобретение позволяет решить задачу снижения трудоемкости при формировании межсоединений, обеспечивая их надежность и возможность более простого доступа к местам пайки.

Сущность изобретения заключается в следующем. В процессе изготовления многослойных печатных плат формируют отверстия под межсоединения в фольгированной диэлектрической подложке, формируют в фольге рисунок проводников и контактных площадок, расположенных в местах межсоединений и имеющих отверстия, облуживают контактные площадки, собирают подложки в пакет путем приложения давления (прессованием) и воздействия температуры (нагрев), заполняют отверстия под межсоединения электропроводящим материалом, причем в процессе изготовления контактные площадки располагают над отверстиями под межсоединения с образованием по меньшей мере одного зазора между соответствующим участком стенки каждого из отверстий, выполненного в диэлектрической подложке, и прилегающим к нему участком внешнего контура контактной площадки, а диэлектрическую подложку выполняют из материала, который не смачивается заполняющим отверстия для межсоединений материалом. В частных случаях изготовления заявленным способом учитывается соотношение площади поверхности контактной площадки и площади отверстия в подложке для обеспечения оптимальных условий выполнения, согласно формуле S_отв К ˙ S_к.п., где К эмпирический коэффициент, равный 0,1-10; S_отв площадь отверстия в диэлектрической подложке, S_к.п. площадь контактной площадки. Сборка подложек в пакет и заполнение отверстий электропроводным материалом производятся одновременно, при этом одновременно вакуумируют зону размещения пакета. Также возможно формирование дополнительной диэлектрической подложки с облуженными контактными площадками, расположенными соосно контактным площадкам основного пакета, с размещением ее в нижней части пакета при сборке, выполнение подложки из полиимида, покрытие облуженных участков флюсом, расположение сквозных отверстий в контактных площадках соосно, расположение зазоров между участками контактных площадок и стенок отверстий подложки в пакете соосно.

Кроме того, электропроводный материал, которым заполняют отверстия для межсоединений, переводят в жидкое состояние, в частности, нагревом с последующим его охлаждениям для затвердевания. МПП в изобретении следует понимать как многослойные электрокоммутирующие изделия.

Требования охраноспособности (патентоспособности) изобретения в части промышленной применимости удовлетворены, поскольку образцы изделий имеются и прошли соответствующие проверки и испытания для оценки их преимуществ и свойств в отношении известных аналогичных изделий.

Требованиям "новизны" настоящее решение удовлетворяет, поскольку совокупность признаков заявленной формулы изобретения не известна из источников научно-технической, патентной и прочей информации.

Изобретение удовлетворяет также требованиям "изобретательского уровня", поскольку заявленная совокупность признаков взаимосвязана и взаимозависима настолько, что анализировать каждый из признаков в отрыве от других означает невозможность достижения тех положительных качеств, которые создаются всей совокупностью совместно.

Возможно решение, когда пакет, как правило, содержит гибкую фольгированную диэлектрическую подложку, а операции, относящиеся к формированию дополнительной диэлектрической подложки, следует рассматривать как позволяющие формировать подложку, на контактных площадках которой размещают подпитывающий материал, используемый для заполнения в последующем отверстий для межсоединений.

На фиг. 1 изображен участок изготовленного пакета, вид сверху; на фиг.2 участок одной из диэлектрических подложек, составляющих пакет разрез А-А на фиг.1 (припой не показан); на фиг.3 участок пакета из диэлектрических подложек разрез Б-Б на фиг.1.

На фигурах 1 диэлектрическая подложка, 2 проводники, сформированные на подложке 1, 3 контактные площадки, сформированные из того же материала, что и проводники 2, 4 отверстия, выполненные в контактных площадках 3, 5 отверстия под межсоединения, выполненные в подложке 1, 6 участки внешнего контура контактной площадки 3, 7 участки стенки отверстий 5, 8 зазор, образованный участками 6 и 7, 9 припой, заполняющий сформированные отверстия 4, 5, и частично зазор 8, 10 щель, образующаяся между участками 7 и припоем 9.

Осуществляется способ следующим образом.

После формирования (например, известными способами фотолитографии) рисунка проводников 2 и контактных площадок 3 на фольгированной подложке 1 и отверстий 4 в контактных площадках 3 образуют (главным образом путем травления соответствующим растворителем) отверстия 5 в диэлектрической подложке 1, располагая эти отверстия под контактными площадками 3 так, чтобы был образован по меньшей мере один зазор 8 между участками 6 и 7 соответственно внешнего контура контактной площадки 3 и стенки отверстия 5. Указанные зазоры 8, в множестве выполняемых отверстий 5 и контактных площадок 3 по площади диэлектрической подложки 1 позволяют при совмещении двух и более подложек для сборки в пакет образовать своеобразные "каналы", так как желаемое условие для сборки соосность в пакете всех отверстий (4, 5) зазоров 8. Затем после облуживания контактных площадок 3 и образования на них некоторого количества припоя, который может быть однороден с материалом припоя 9, заполняющего впоследствии отверстия 5 под межсоединения (зазоры 8), осуществляют собственно сборку пакета, размещая его в вакуумируемой зоне, воздействуя повышенной температурой (для расплавления припоя 9) и давлением (для осуществления наилучшего контакта поверхностей контактных площадок 3 или для наибольшего их сближения). При этом проявляются положительные свойства фольги и подложки 1 изгибаться, которые усиливаются расположением контактных площадок 3 над отверстиями 4. В процессе заполнения материалом зазоров 8 образуются щели 10 (из-за несмачиваемости припоя 9 и материала подложки 1), в которых может быть размещен флюсующий материал (не показан) для последующих возможных ремонтов изделия (при нарушении пайки и необходимости введения упомянутого флюсующего материала). Примеры конкретного выполнения могут иметь размеры А ≥ 6Н; В ≅ А/4; D (1/2-4/5)A; C ≥ 3H; E (1,0-1,2)A; T (0,5-1,5)B, при Н 10-35 мкм, f 20-30 мкм.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ, включающий формирование отверстий под межсоединения в фольгированной диэлектрической подложке, формирование в фольге рисунка проводников и контактных площадок, расположенных в местах межсоединений и имеющих отверстия, обслуживание контактных площадок, сборку подложек в пакет путем приложения давления и температуры, заполнение отверстий под межсоединения электропроводным материалом, отличающийся тем, что контактные площадки располагают над отверстиями под межсоединения с образованием по меньшей мере одного зазора между соответствующим участком стенки каждого из отверстий, выполненного в диэлектрической площадке, и прилегающим к нему участком внешнего контура контактной площадки, а сборку подложек в пакет и заполнение отверстий под межсоединения электропроводным материалом проводят одновременно, причем диэлектрическую подложку выполняют из материала, не смачиваемого электропроводным материалом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что площадь поверхности контактной площадки S_к.п и площадь отверстий S_отв в подложке для межсоединений выбирают из соотношения S_отв = K · S_к.п, где K = 0,1 - 10,0 - эмпирический коэффициент.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сборку подложек в пакет и заполнение отверстий электропроводным материалом проводят в вакууме.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что пакет подложек перед сборкой размещают на дополнительной диэлектрической подложке с облуженными контактными площадками, располагая их соосно с контактными площадками подложек пакета.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что на облуженные участки контактных площадок наносят флюс.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что подложку выполняют из полиимида.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при сборке подложек в пакет сквозные отверстия в контактных площадках располагают соосно.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что зазоры между внешним контуром контактной площадки и стенкой отверстия каждой подложки в пакете располагают соосно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3