Многослойная печатная плата

 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к изготовлению многослойных печатных плат (МПП). Сущность изобретения: МПП содержит пакет диэлектрических подложек с отверстиями и рисунком проводников и контактных площадок, расположенных на обеих сторонах подложек, и размещенными между ними изолирующими слоями. В пакете выполняют дополнительное отверстие, а плата снабжена теплопроводными деталями с выступами, которые установлены своими выступами в дополнительном отверстии с двух его противоположных сторон с возможностью частичного или полного перекрытия прилегающих к ним поверхностей пакета. Подложки в пакете выполнены из полиимида толщиной 20-100 мкм со слоем металлизации толщиной 5-500 мкм. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности, к изготовлению многослойных печатных плат.

Известна многослойная печатная плата (МПП), в которой внутренние двухсторонние слои в пакете выполнены из фольгированного материала эпоксидного стеклотекстолита, а два наружных слоя из фольгированного полиимидного диэлектрика с рисунком только на внешней стороне [1] Слои в такой плате склеиваются с помощью прокладок на основе эпоксидного связующего. Такая конструкция устойчива к многократной пайке, но при изготовлении отверстий сверлением происходит наволакивание смолы на кромки контактных площадок, что приводит к снижению качества платы и к снижению ее надежности.

При изготовлении МПП из полиимидных подложек возможно скоростное сверление без износа сверла и многократная перепайка, т.к. полиимид имеет лучшие тепловые характеристики и лучшие диэлектрические свойства, чем стеклотекстолит.

Известна многослойная печатная плата, содержащая пакет из отдельных двухсторонних плат [2] Проводниковые слои отдельных плат разделяются изолирующими слоями. Проводники разных уровней соединяются между собой в заданных местах через отверстия со сквозной металлизацией. Таким образом, получается пакет диэлектрических подложек (ПДП). Такая печатная плата может быть использована при изготовлении устройств регулирования, управления, координатных процессов и т.д.

С целью расширения функциональных возможностей платы в многослойной печатной плате, содержащей пакет диэлектрических подложек с отверстиями и металлизацией, выполненной в виде рисунка проводников и контактных площадок на обеих сторонах подложек, и размещенными между ними изолирующими слоями, она снабжена теплопроводными деталями с выступами, а в ПДП выполнено дополнительное отверстие, причем теплопроводные детали установлены своими выступами в дополнительном отверстии пакета с двух его противоположных сторон с возможностью частичного или полного перекрытия прилегающих к ним поверхностей пакета и соединены между собой в дополнительном отверстии, причем диэлектрические подложки выполнены из полиимида толщиной 20-100 мкм со слоем металлизации толщиной 5-500 мкм. Таким образом, получается составной теплопроводящий соединитель для ПДП или его локальных участков. Кроме того, теплопроводные детали могут быть выполнены из магнитопроводящего материала с магнитной проницаемостью M 100-10000 Гн/м и соединены между собой магнитопроводящим клеем. В этом случае ПДП многослойной печатной платы можно использовать полностью или частично в качестве дросселя, трансформатора.

Таким образом, выполняя на каждой диэлектрической подложке заданный рисунок схемы, возможно получение широкого класса приборов, которые хорошо сочетаются с другими радиотехническими устройствами.

Для получения надежно работающих плат следует использовать полиимид толщиной 20-100 мкм, причем толщина слоя металлизации, из которого выполнен рисунок проводников и контактных площадок, составляет 5-500 мкм.

Для получения дросселей, трансформаторов с заданными параметрами теплопроводные детали могут иметь Е-, П-, Т-, крестообразную форму.

На фиг. 1-3 показаны различные примеры выполнения многослойных печатных плат.

На фиг. 1 показана многослойная печатная плата, содержащая пакет 1 диэлектрических подложек (ДПД) с отверстиями и рисунком проводников и контактных площадок 2.

К контактным площадкам 2 присоединяют металлические выводы 3, с помощью которых плата крепится в корпус 3. В пакете 1 выполнены дополнительные отверстия 4, в которые вставляются теплопроводные детали 5, 6. Через эти же отверстия 4 детали 5, 6 соединяются между собой. Теплопроводные детали 5, 6 имеют крестообразную (+) форму.

На фиг. 2 показана многослойная плата, в которой дополнительные теплопроводные детали имеют Е-образную форму.

На фиг. 3 показана МПП, содержащая пакет 1 диэлектрических подложек с двухсторонней металлизацией. В пакете между отдельными подложками с рисунком проводников и контактных площадок 2, выполнено дополнительное отверстие 4. В диэлектрических подложках с двухсторонней металлизацией 7 выполнены металлизированные отверстия 8 и между подложками 7 расположены изолирующие слои 9. В дополнительное отверстие 4 размещают теплопроводные детали 5, 6 (на рисунке не показаны). К контактным площадкам 2 крепятся металлические выводы 3 (на рисунке не показаны). После установки платы в корпус проводят сборку в соответствии с требуемой электрической схемой, что позволяет получить широкий класс радиоэлектронных устройств.

П р и м е р 1.

Берут фольгированную с двух сторон полиимидную пленку с толщиной полиимида 20 мкм, толщиной металлизации (меди) 5 мкм. Поверхность меди обрабатывают, декапируют и наносят слой фоторезиста ФН-11С. Затем проводят экспонирование переходных отверстий подложек, проявление фоторезиста, травление меди, травление полиимида и удаление фоторезиста. Проводят повторную обработку подложек и повторной фотолитографией формируют рисунок проводников и контактных площадок на подложке. Методом пайки припоем ПОС-61, ПОС-61-Су проводят межслойную металлизацию подложек. Берут полиимидную пленку толщиной 20 мкм. Поверхность обрабатывают, наносят фоторезист, проявляют фоторезист, протравливают полиимид и удаляют фоторезист. Собирают пакет диэлектрических подложек с изолирующими слоями согласно сборочному чертежу и спаивают методом вакуумной пайки. На контактные площадки пакета припаивают металлические выводы. Выполняют дополнительные отверстия, через которые размещают теплопроводные детали из магнитопроводящего материала крестообразной формы и соединяют их между собой магнитопроводящим клеем под давлением 0,5 кГ/см².

П р и м е р 2.

Берут полиимидную пленку толщиной 50 мкм. Проводят химобработку, наносят фоторезист, экспонируют, проявляют фоторезист, травят полиимид и удаляют фоторезист. Затем проводят повторную обработку подложек, напыляют хром толщиной 0,01-0,1 мкм, медь толщиной 0,1-0,2 мкм, наносят фоторезист ФН-11с, проводят формирование рисунка схемы методом экспонирования, проявления, гальванически наращивают медь и олово-висмут. Общая толщина слоя металлизации составляет 200 мкм. После удаления фоторезиста и стравливания меди и хрома с рабочего поля получают подложку из полиимидной пленки с двухсторонней металлизацией. Собирают пакет подложек с изолирующими слоями и спаивают методом вакуумной пайки. Припаивают металлические выводы к контактным площадкам. Выполняют дополнительные отверстия, через которые вставляют в пакет теплопроводные детали из магнитопроводящего материала Е-образной формы и соединяют их между собой магнитопроводящим клеем под давлением 0,5 кГ/см².

Изготовленные в такой подложке трансформаторы имеют массогабаритные размеры в 3-4 раза меньше по сравнению с обмоточными, не уступая при этом по электрофизическим параметрам.

П р и м е р 3.

Берут фольгированную с двух сторон полиимидную пленку с толщиной полиимида 100 мкм и толщиной металлизации (меди) 500 мкм. Дальнейшая последовательность операций аналогична примеру 1. Теплопроводные детали из магнитопроводящего материала имеют Т-образную форму. Дроссели, изготовленные в плате, имеют массогабаритные размеры вдвое меньшие по сравнению с обмоточными и не уступают им по электрофизическим параметрам.

Таким образом, в многослойной печатной плате изготавливаются плоские дроссели (трансформаторы), которые при равных электрофизических параметрах обладают массогабаритными характеристиками в 2-6 раз меньшими по сравнению с традиционными обмоточными дросселями (трансформаторами). Процесс изготовления плат с широкими функциональными возможностями в едином технологическом цикле отличается простотой, не требует высококвалифицированного персонала и сложного оборудования, позволяет проводить изготовление изделий групповым методом (до 500 модулей на одной подложке).

Формула изобретения

1. Многослойная печатная плата, содержащая пакет диэлектрических подложек с отверстиями и металлизацией, выполненной в виде рисунка проводников и контактных площадок на обеих сторонах подложек, и размещенными между ними изолирующими слоями, отличающаяся тем, что она снабжена теплопроводными деталями с выступами, а в пакете диэлектрических подложек выполнено дополнительное отверстие, причем теплопроводные детали установлены своими выступами в дополнительном отверстии пакета с двух его противоположных сторон с возможностью частичного или полного перекрытия прилегающих к ним поверхностей пакета и соединены между собой в дополнительном отверстии, причем диэлектрические подложки выполнены из полиимида толщиной 20 100 мкм со слоем металлизации толщиной 5 500 мкм.

2. Плата по п.1, отличающаяся тем, что теплопроводные детали выполнены из магнитопроводящего материала с магнитной проницаемостью 100 10000 Гн/м.

2. Плата по п.1 или 2, отличающаяся тем, что теплопроводные детали соединены магнитопроводящим клеем.

4. Плата по п.1, отличающаяся тем, что теплопроводные детали выполнены Е-, или П-, или Т-, или крестообразной формы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3