Способ изготовления печатных плат
Владельцы патента RU 2572831:
Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" (RU)
Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при изготовлении печатных плат, применяемых при изготовлении радиоэлектронной техники. Технический результат - получение печатных плат с использованием безсвинцовых припоев с исключением использования дорогостоящего палладия, повышение надежности и увеличение срока эксплуатации печатных плат. Достигается тем, что для установления электрического контакта между слоями переходные отверстия сверлят до металлического слоя противоположной стороны фольгированного стеклотекстолита и заполняют их медью гальваническим способом одновременно с металлизацией при формировании электрических схем на обеих сторонах стеклотекстолитовой пластины.
Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано при изготовлении печатных плат, имеющих переходные отверстия.
Известен способ изготовления печатных плат [1], согласно которому электрический контакт между противоположными сторонами печатных плат устанавливается газовой металлизацией внутренних поверхностей переходных отверстий путем термораспада металлоорганических соединений (МОС) никеля, молибдена и других с последующим нанесением гальванического медного покрытия.
В качестве прототипа выбран способ изготовления печатных плат ГОСТ 23770-79 [2], при котором электрический контакт между противоположными сторонами печатной платы получают металлизацией внутренней поверхности переходных отверстий химической медью по подслою палладия, с последующим доведением медного покрытия до заданной толщины гальваническим методом.
Второй способ, так же как и первый, ограничивает использование безсвинцовых припоев при изготовлении печатных плат. Экспериментально установлено, что при пайке элементов печатной платы безсвинцовым припоем при поверхностном монтаже рабочие температуры пайки на 34°С выше, чем рабочая температура пайки свинцовым припоем, а для обеспечения спаиваемости температуру нагрева печатной платы необходимо поднять еще на 20°С. Например, для сплава Sn62/Pb38 с температурой плавления 183°С интервал рабочих температур 220-230°С, а для безсвинцового припоя Sn95/Ag38/Cu07 этот интервал составляет 265-270°C.
Такое значительное повышение температуры при безсвинцовой пайке приводит к большим деформациям стеклотекстолита, который имеет температуру стеклования значительно ниже, чем необходимая для пайки температура, независимо от марки безсвинцового припоя. При этом деформация стеклотекстолита по ширине и длине листа значительно меньше, чем по толщине. Термическое напряжение приводит к растяжению металлического покрытия в отверстиях и его разрыву. Применение стеклотекстолитов с высокой температурой стеклования ограничивается тем, что они обладают большой хрупкостью и их применение затрудняет процессы сверления, прессования, металлизации, а так же значительно уменьшает срок службы обрабатывающего инструмента.
Так же недостатком прототипа [2] является плохая адгезия покрытия к внутренней поверхности отверстий и необходимость использования дорогостоящего палладия, что значительно удорожает процесс.
Задачей изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков и изготовление печатных плат без деформации стеклотекстолита при использовании безсвинцовых припоев.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления печатных плат на основе фольгированного с двух сторон стеклотекстолита, включающем операции сверления переходных отверстий, их металлизацию, получение фотолитографией электропроводящей схемы на обеих сторонах медной фольги, нанесение металлорезестивного покрытия, переходные отверстия сверлят до металлического слоя противоположной стороны фольгированного стеклотекстолита и заполняют их медью гальваническим способом одновременно с металлизацией при формировании электрических схем на обеих сторонах стеклотекстолитовой пластины.
Способ осуществляется следующим образом.
На обе стороны фольгированного стеклотекстолита наносят фоторезист или любое другое полимерное покрытие, после чего с обеих сторон сверлят переходные отверстия, но не сквозные, а до металлического (медного) покрытия, находящегося на противоположной стороне стеклотекстолитовой пластины. Методом фотолитографии, лазерным лучом или любым другим способом на обеих сторонах защищенного полимерным покрытием фольгированного стеклотекстолита делают рисунки электрических схем. Затем методом гальванического осаждения медью покрывают свободные от полимерного покрытия участки электрических схем и заполняют отверстия печатной платы. Таким образом, формирование электрических схем и заполнение переходных отверстий гальванической медью происходит одновременно. Осаждение меди в переходных отверстиях происходит на металлической фольге, закрывающей одну из сторон стеклотекстолитовой пластины. В ходе данного процесса переходные отверстия полностью заполняются медью, что обеспечивает контакт между электрическими схемами, расположенными на разных сторонах стеклотекстолитовой платы. После заполнения переходных отверстий и формирования электрических схем на последние наносят металлорезистивное покрытие и удаляют оставшееся полимерное покрытие, а так же оставшуюся под ним медную фольгу и получают печатную плату.
Экспериментально установлено, что нагревание многослойной печатной платы, изготовленной из стеклотекстолита FR-4 по известному способу, при температуре 265-270°С в течение 10 минут приводит к деформации стеклотекстолита, вызывающей микротрещины в металлическом покрытии переходных отверстий. Нагрев при тех же условиях печатной платы, изготовленной по предлагаемому способу, не приводит к возникновению микротрещин.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент №2396738. Способ изготовления печатных плат. Бюллетень №22, 2010 г.
2. ГОСТ 23770-78 «Печатные платы. Типовые технические процессы химической и гальванической металлизации» (прототип).
Способ изготовления печатных плат на основе фольгированного с двух сторон стеклотекстолита, включающий операции сверления переходных отверстий, их металлизацию, получение фотолитографией электропроводящей схемы на обеих сторонах медной фольги, нанесение металлорезестивного покрытия, отличающийся тем, что переходные отверстия сверлят до металлического слоя противоположной стороны фольгированного стеклотекстолита и заполняют их медью гальваническим способом одновременно с металлизацией при формировании электрических схем на обеих сторонах стеклотекстолитовой пластины.
