Способ изготовления печатных плат из фольгированных диэлектриков
Владельцы патента RU 2519266:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") (RU)
Изобретение относится к способам изготовления печатных плат (ПП) из фольгированных диэлектриков методами размерной электрохимической обработки. Технический результат - улучшение качества ПП, уменьшение времени их изготовления и увеличение размеров изготавливаемых ПП. Достигается тем, что необходимый для формирования токопроводящий рисунок ПП в негативном отображении изготовлен на поверхности плоского электрод-инструмента (ЭИ). Перед началом обработки ЭИ устанавливается параллельно поверхности фольгированного диэлектрика, токоподвод к фольгированному диэлектрику осуществляется со стороны выхода электролита из межэлектродного зазора. Для того чтобы в процессе обработки не появлялись токоизолированные необработанные островки, используется такой электролит, удельная электропроводность которого уменьшается при его движении через межэлектродный зазор вследствие его нагревания и газонаполнения. 1 ил.
Изобретение относится к способам изготовления печатных плат (ПП) из фольгированных диэлектриков методами электрохимической размерной обработки (ЭХРО).
Одной из проблем, которая возникает при изготовлении ПП методами электрохимического растворения проводящей фольги, является проблема невытравленных (токоизолированных) островков, заключающаяся в прекращении анодного травления на этих участках до окончания процесса из-за прерывания к ним токоподвода.
Известны способы изготовления ПП с использованием секционных линейных электрод-инструментов (ЭИ) [Пат. 5164033 США, опубл. 17.11.92; Пат. 1225676 Великобритания, опубл. 17.03.71; Пат. 2109417 РФ, опубл. 20.04.98]. В процессе ЭХРО происходит движение ЭИ относительно фольгированного диэлектрика. На каждый элемент ЭИ по отдельным элементам цепи подается напряжение, в соответствии с которым происходит травление участков, соответствующих непроводящему рисунку ПП. Недостатками этих способов являются большая длительность процесса изготовления ПП, сложность и трудоемкость системы управления каждой секции ЭИ.
Известны способы изготовления ПП с использованием вращающегося ЭИ, на цилиндрической поверхности которого сформирован негативный токопроводящий рисунок ПП [Пат. 3239441 США, опубл. 19.03.64; А.С. 1145496 СССР, опубл. 15.03.85]. Последовательное формообразование токопроводящего рисунка на фольгированном диэлектрике происходит методом накатывания с прокачиванием электролита через зазор между цилиндрическим ЭИ и заготовкой ПП. Недостатками этих способов также является низкая производительность процесса изготовления ПП, так как участки заготовки обрабатываются последовательно по мере перемещения ЭИ вдоль фольгированноого диэлектрика.
Известен способ изготовления ПП, в котором на поверхности плоского ЭИ изолированы участки, например, методами фотолитографии, соответствующие проводящему рисунку ПП [А.С. 309481 СССР. Опубл. 30.09.71]. Для осуществления процесса ЭХРО ЭЙ устанавливается параллельно обрабатываемой поверхности, поэтому величина межэлектродного зазора (МЭЗ) постоянна. В МЭЗ расположена диэлектрическая пленка со щелью, которая в процессе изготовления ПП перемещается в зону растворения. Процесс травления происходит только в объеме МЭЗ, ограниченном шириной щели. Недостатками этого способа являются низкая производительность процесса, обусловленная последовательным характером травления участков заготовки и сложность технологии осуществления движения пленки в зазоре, в котором осуществляется прокачка электролита. Кроме этого, необходимо обеспечить достаточно плотный прижим пленки со щелью к трафарету, возможно коробление пленки, щель в пленке препятствует эвакуации газов, способствует накоплению шлама, что ухудшает точность и качество формирования проводящего рисунка ПП.
Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ изготовления ПП, выбранный авторами за прототип, в котором принцип последовательного удаления фольги осуществляется за счет уменьшения скорости анодного растворения в направлении токоподвода [Электрохимическая обработка в технологии производства радиоэлектронной аппаратуры / Ф.В.Седыкин, Л.Б.Дмитриев, В.В.Любимов, В.Д.Струков. - М.: Энергия, 1980. - 136 с., на с.97]. Необходимый для формирования токопроводящий рисунок ПП в негативном отображении изготовлен на поверхности плоского ЭИ. Перед началом обработки ЭИ устанавливается относительно поверхности фольгированного диэлектрика таким образом, что величина МЭЗ неодинакова по длине заготовки: δ1<δ2, где δ1 - толщина МЭЗ на входе электролита, а δ2 - на выходе. Недостатком этого способа является то, что можно обрабатывать пластины длиной только до 40 мм, при увеличении длины ухудшается качество обработки из-за необходимости увеличения δ2.
Специалистам по ЭХРО известно, что по направлению движения электролита в МЭЗ в процессе ЭХРО происходит его нагревание и газонаполнение, причем нагревание электролита приводит к увеличению его удельной электропроводности, а газонаполнение - к уменьшению. Суммарное изменение удельной электропроводности электролита определяет градиент скорости анодного съема металла по направлению движения электролита и зависит от состава электролита. Например, для водных электролитов на основе хлорида натрия удельная электропроводность по направлению движения электролита уменьшается, а для растворов нитрата натрия - увеличивается.
Задачей изобретения является улучшение качества ПП, уменьшение времени его изготовления и увеличение размеров изготавливаемых ПП.
Поставленная задача решается тем, что в процессе ЭХРО поверхность электрод-инструмента параллельна поверхности фольгированного диэлектрика, токоподвод к фольгированному диэлектрику осуществляется со стороны выхода электролита из межэлектродного зазора, при этом для травления используется такой электролит, удельная электропроводность которого уменьшается при его движении через межэлектродный зазор вследствие его нагревания и газонаполнения. Такие условия обеспечивают выполнение принципа последовательного полного удаления необходимого непроводящего рисунка фольги с поверхности диэлектрического основания в направлении токоподвода.
На фигуре изображена схема устройства для изготовления ПП в разрезе, вид сбоку. Направление движения электролита указано стрелкой. К токопроводящему ЭИ 1 подведен положительный полюс питания. Необходимый токопроводящий рисунок на поверхности ЭИ сформирован диэлектрическими вставками 2. В МЭЗ 3 подается в процессе обработки электролит, удельное сопротивление которого уменьшается по направлению движения вследствие его нагревания и газонаполнения. Для наглядности рисунка, пропорции между размерами электропроводящей фольги и толщины МЭЗ изменены. В качестве электролита можно использовать, например, 10%-ный водный раствор хлорида натрия. Глубина травления ламината 4 в процессе обработки уменьшается в направлении к выходу электролита, поэтому на диэлектрической основе 5 не будут появляться токоизолированные необработанные участки. Отрицательный полюс питания подсоединяется к ламинату на выходе электролита из МЭЗ.
Способ изготовления печатных плат из фольгированных диэлектриков, осуществляющий избирательное электрохимическое травление фольги в соответствии с токопроводящим рисунком на поверхности электрод-инструмента, отличающийся тем, что в процессе травления поверхность электрод-инструмента параллельна поверхности фольгированного диэлектрика, токоподвод к фольгированному диэлектрику осуществляется со стороны выхода электролита из межэлектродного зазора, при этом для травления используется такой электролит, удельная электропроводность которого уменьшается при его движении через межэлектродный зазор вследствие его нагревания и газонаполнения.
