Способ изготовления двухсторонней гибкой печатной платы

Изобретение относится к области приборостроения и радиоэлектроники и может быть использовано при изготовлении гибких печатных плат, применяемых при изготовлении вторичных преобразователей микромеханических акселерометров, микрогироскопов, интегральных датчиков давления и других изделий. Технический результат - повышение точности позиционирования, идентичность получения элементов двух гибких печатных плат, их дальнейшее совмещение и соединение для получения двухсторонней гибкой печатной платы и сокращение технологического цикла - достигается тем, что в способе изготовления двухсторонней гибкой печатной платы, заключающемся в том, что на металлическую пластину с обеих сторон наносят слой алюминия и далее с обеих сторон наносят металлорезистивное электропроводящее покрытие, проводят фотолитографию с обеих сторон, метки переходных отверстий являются зеркальным отражением обеих сторон, далее стравливают одновременно с обеих сторон алюминиевое покрытие, а затем с обеих сторон отделяют гибкие печатные платы от металлической пластины и соединяют их между собой слоем полимера.

 

Изобретение относится к области приборостроения и радиоэлектроники и может быть использовано при изготовлении гибких печатных плат, применяемых при изготовлении вторичных преобразователей микромеханических акселерометров, микрогироскопов, интегральных датчиков давления и других изделий.

Известен способ изготовления печатных плат на основе субтрактивного изготовления печатных плат, заключающийся в том, что сначала металлическую катаную фольгу плакируют полимерной пленкой либо полимерную пленку термически припрессовывают к фольге. Затем методом фотопечати получают изображение электропроводящего рисунка печатной схемы. На участках, незащищенных фоторезистом, металлическую фольгу стравливают и получают электропроводящую печатную схему. Затем удаляют фоторезист, промывают и высушивают диэлектрическое основание и получают гибкую печатную плату [1].

Недостатком этого способа является изготовление печатной электропроводящей схемы путем травления металла фольги. При этом из-за бокового травления увеличивается зазор между смежными проводниками, что требует увеличения ширины печатного проводника. Это затрудняет изготовление печатной платы высокого класса.

Известен также способ изготовления гибкой печатной платы, принятый нами за прототип, заключающийся в нанесении на металлическую пластину технологического алюминиевого слоя, затем металлорезистивного и электропроводящего [2]. Затем проводят формирование рисунка электропроводящей схемы фотолитографией. С незащищенных участков электропроводящей схемы стравливают медь и получают медную печатную схему, на поверхность которой наносят тонкий слой полимера и полимеризуют, отделяют металлическую пластину путем растворения алюминиевого слоя в 10-15% растворе щелочи и получают гибкую печатную плату. Затем две односторонние гибкие платы соединяют между собой слоем полимера.

Недостатком этого способа является низкая производительность, так как необходимо на каждой плате проводить совмещение, травление и так далее. И для получения двухсторонних плат не обеспечивается единый технологический цикл, так как операции проводятся отдельно на каждой подложке. А это приводит к тому, что неточное позиционирование элементов в итоге проявляется при окончательной сборке двухсторонней платы в браке изделия.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение точности позиционирования, идентичность получения элементов двух гибких печатных плат, их дальнейшее совмещение и соединение для получения двухсторонней гибкой печатной платы и сокращение технологического цикла.

Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления гибкой печатной платы, состоящем из последовательного нанесения на металлическую пластину путем термораспада алюминиевого покрытия, металлорезистивных никелевого или кобальтового покрытия и электропроводящего медного или молибденового, формирования фотолитографией рисунка электропроводящей схемы с последующим покрытием полимерной пленкой и отделением полученной гибкой печатной платы от пластины, на металлическую пластину с обеих сторон наносят слой алюминия и далее с обеих сторон наносят металлорезистивное электропроводящее покрытие, проводят фотолитографию с обеих сторон, причем метки переходных отверстий являются зеркальным отражением обеих сторон, стравливают одновременно с обеих сторон алюминиевое покрытие, а затем с обеих сторон отделяют гибкие печатные платы от металлической пластины и соединяют их между собой слоем полимера.

Гибкие печатные платы эффективны с точки зрения сокращения пространства для разводки и повышения ее надежности как в авиационно-космической электронной аппаратуре, так и в малых портативных электронных устройствах. Двухсторонние гибкие печатные платы могут иметь полную толщину менее 50 мкм, включая защитный слой. Точность позиционирования на плате достигается за счет минимальной ширины коммутационных дорожек - 50 мкм, а также минимального диаметра переходных отверстий - 40 мкм. Гибкие печатные платы дают возможность использования групповых методов сборки и монтажа изделий, что значительно сокращает технологический цикл их изготовления.

Способ осуществляется следующим образом. Предварительно на двухсторонней установке экспонирования совмещают два фотошаблона для одной и другой стороны, то есть осуществляют прецизионное позиционирование будущих поверхностей плат. Далее на поверхность листа из нержавеющей стали вначале наносят с обеих сторон алюминиевое покрытие путем термораспада триизобутилалюминия. После нанесния алюминиевого покрытия на той же установке путем термораспада дициклопентодиенильных соединений никеля или кобальта получают паяющееся никелевое или кобальтовое покрытие. После формирования защитного рельефа пленочным фоторезистом на не закрытые фоторезистом участки наносят гальваническое медное покрытие. После чего пленочный фоторезист удаляется, а полученная электросхема покрывается полиимидом с двух сторон. После удаления промежуточного алюминиевого покрытия с обеих сторон и проведения фотолитографии по никелевому покрытию получают две гибкие печатные платы.

Конструктивно коммутационная печатная плата представляет собой основание из двухстороннего фольгированного безадгезивного полиимидного материала MCF 5000 (толщина полиимида 25 мкм и 12 мкм медная фольга) с рисунком медной коммутации и далее поверх защитные слои полиимида, без коммутационных медных дорожек. При формировании многослойной структуры соединение слоев, технологическое и коммутационное, осуществляется посредством вакуумной пайки припоем ПОС-61 через расположенные с шагом 2 мм по площади платы переходные сквозные отверстия диаметром 200 мкм.

Предлагаемый способ позволяет изготавливать двухсторонние печатные платы с высокой точностью позиционирования одиночных печатных плат друг относительно друга, изготавливать элементы, идентичные по геометрическим размерам с обеих сторон, так как процесс обработки проводится одновременно на одной подложке в одинаковых условиях обработки.

Источники информации

1. Гаврюшин Н.Н. Методы изготовления печатных плат и кабелей. Ж.: Зарубежная радиоэлектроника: Радио и связь, 1985, №5, стр.54-63.

2. Патент РФ №2277764 (прототип).

Способ изготовления двухсторонней гибкой печатной платы, состоящий из последовательного нанесения на металлическую пластину путем термораспада алюминиевого покрытия, металлорезистивных никелевого или кобальтового покрытия и электропроводящего - медного или молибденового, формирования фотолитографией рисунка электропроводящей схемы с последующим покрытием полимерной пленкой и отделением полученной гибкой печатной платы от металлической пластины, отличающийся тем, что на металлическую пластину с обеих сторон наносят слой алюминия и далее с обеих сторон наносят металлорезистивное электропроводящее покрытие, проводят фотолитографию с обеих сторон, причем метки переходных отверстий являются зеркальным отражением обеих сторон, стравливают одновременно с обеих сторон алюминиевое покрытие, а затем с обеих сторон отделяют гибкие печатные платы от металлической пластины и соединяют их между собой слоем полимера.