Способ изготовления многослойных печатных плат на теплоотводящей подложке

Авторы патента:

Воронцов Леонид Викторович (RU)

Буянкин Андрей Викторович (RU)

H05K3/46 - изготовление многослойных схем

Владельцы патента RU 2602599:

Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" (RU)

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к технологии производства многослойных печатных плат. Технический результат - улучшение отвода тепла от кристаллов многослойных печатных плат. Достигается тем, что в способе изготовления многослойных печатных плат на теплоотводящей подложке на исходную заготовку, подложку теплоотводящую из алюмокарбидакремния (AlSiC), наносят диэлектрический слой толщиной от 2 до 10 мкм, производят гальваническое наращивание и вакуумно-плазменное напыление металла проводящего слоя общей толщиной от 10 до 100 мкм и затем выполняют известные операции для изготовления многослойной печатной платы по способу последовательного изготовления слоев. 10 ил., 1 табл.

Изобретение относится к радиоэлектронике, а точнее к технологии производства многослойных печатных плат.

Изобретение предназначено для улучшения отвода тепла от кристаллов многослойных печатных плат.

Рассмотрим аналоги.

По российскому патенту 2282319 предлагается способ изготовления печатных плат, который состоит из последовательного нанесения на металлическую пластину с переходными отверстиями двухслойного диэлектрического покрытия, состоящего из оксида алюминия (оксида меди) и оксида хрома, и двухслойного электропроводящего металлического покрытия, состоящего из меди и никеля. Причем аксидоалюминиевое и оксидомедное покрытия получают гальванически, а оксидохромовое и электропроводящее металлическое покрытие получают из газовой фазы путем термораспада метал л органических соединений (МОС). Технический результат - способ позволяет получать хорошо паяемые печатные платы с устойчивыми техническими характеристиками, имеющие диэлектрическое покрытие с величиной пробивного напряжения не менее 560 и не более 600 В и удельным электросопротивлением не менее 1·10¹² Ом·см.

Недостаток платы, изготовленной таким способом, - низкая теплоотдача.

Известен способ изготовления печатных плат по российскому патенту 2396738. В этом способе изготовления печатных плат из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита на металлическую фольгу наносят высокотемпературную органическую пленку, сверлят «глухие» и сквозные переходные отверстия диаметром менее 100 мкм и наносят на их внутреннюю поверхность электропроводящее никелевое, или кобальтовое, или медное покрытие путем термораспада карбонилов этих металлов, после чего снимают органическую защитную пленку и лазерным лучом, или механическим фрезерованием, или фотолитографией на обеих сторонах медной фольги получают электропроводящие схемы, которые вместе с внутренним покрытием переходных отверстий защищают металлорезистом на основе сплавов Вуда или Розе, или олово-свинец. Для получения многослойных печатных плат склеивают между собой последовательно две и более односторонние печатные платы слоем полимера со стороны электропроводящих схем.

Недостатком этого способа является низкая теплоотдача, в силу чего он не может быть применен для размещения на печатной плате светодиодов.

Технический результат изобретения - улучшение отвода тепла от кристаллов многослойных печатных плат.

Для достижения этого технического результата предлагается следующий способ изготовления многослойных печатных плат на теплоотводящей подложке (пример иллюстрируется фиг. 1-10):

1. Ha исходную заготовку, подложку теплоотводящую из алюмокарбидакремния (AlSiC) 1 (фиг. 1), наносят диэлектрический слой 2 (фиг. 2). Диэлектрик (толщиной от 2 до 10 мкм) позволяет уменьшить шероховатость подложки из AlSiC.

2. Производят гальваническое наращивание и вакуумно-плазменное напыление металла первого проводящего слоя 3 (толщиной от 10 до 100 мкм) (фиг. 3).

3. Напыляют диэлектрик первого изоляционного слоя 4 (фиг. 4).

4. Вскрывают окна в диэлектрике первого изоляционного слоя 4 (фиг. 5).

5. Заполняют металлом окна в диэлектрике изоляционного слоя 4 и наносят второй проводящий слой 5 (фиг. 6).

6. Напыляют диэлектрик второго изоляционного слоя 6 (фиг. 7).

7. Вскрывают окна в диэлектрике второго изоляционного слоя 6 (фиг. 8).

8. Заполняют металлом окна в диэлектрике изоляционного слоя 6 и наносят третий проводящий слой 7 (фиг. 9).

9. Производят монтаж кристалла 8 (фиг. 10).

Этот способ не накладывает ограничение на количество слоев многослойной печатной платы.

Традиционно композит AISiC использовался при сборке изделий микроэлектроники (корпусов транзисторов, микросхем и др.) как эффективный теплоотвод и материал, обладающий механической прочностью. Для изготовления многослойных печатных плат с топологическими нормами менее 25 мкм AlSiC не являлся эффективным материалом из-за шероховатости поверхности. Путем подбора режимов нанесения и напыления диэлектрических материалов удалось добиться удовлетворительной (менее 10 мкм) шероховатости подложки для построения многослойных структур.

Структуру многослойной платы с AlSiC формируют с помощью магнетронного распыления на установках гальванического наращивания и вакуумно-плазменного напыления.

Сравнение тепловых моделей известных печатных плат и изготовленной в соответствии с предлагаемым изобретением представлено в таблице 1.

Способ изготовления многослойных печатных плат на теплоотводящей подложке, заключающийся в том, что на исходную заготовку, подложку теплоотводящую из алюмокарбидакремния (AlSiC), наносят диэлектрический слой толщиной от 2 до 10 мкм, производят гальваническое наращивание и вакуумно-плазменное напыление металла проводящего слоя общей толщиной от 10 до 100 мкм и затем выполняют известные операции для изготовления многослойной печатной платы по способу последовательного изготовления слоев.

Изобретение может быть использовано при изготовлении многослойных печатных плат (МПП) для серийного производства. Технический результат - обеспечение возможности идентификации МПП на всех этапах ее изготовления после операции прессования слоев.

Способ изготовления электронного узла // 2581155

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технологии производства многокристальных модулей, микросборок и модулей с внутренним монтажом компонентов. Технический результат - снижение массы и габаритов, уменьшение трудоемкости и повышение надежности электронных узлов.

Способ изготовления гибко-жесткой печатной платы // 2580512

Изобретение относится к области электротехники и радиотехники, в частности к технологии изготовления гибко-жестких печатных плат (ГЖПП). Технический результат - разработка способа изготовления гибко-жесткой печатной платы, в котором предусмотрена защита гибкой части (фольгированного полиимида с медными проводниками и покрывной пленкой) от воздействия агрессивных химикатов на этапе формирования финишного электропроводного покрытия (горячего оплавления ПОС или иммерсионных покрытий).

Планарный индуктивный элемент и способ отвода тепла от его обмоток // 2579434

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в импульсных источниках вторичного электропитания в качестве способа отвода тепла от обмоток в планарном индуктивном элементе (ПИЭ).

Способ изготовления радиоэлектронных узлов // 2575641

Изобретение относится к способу внутреннего монтажа электронных компонентов (ЭК) для создания планарных радиоэлектронных узлов (РУ) на основе гибко-жестких плат. Технический результат - повышение эксплуатационной надежности планарных РУ, создание надежной коммутации трех и более слоев платы, увеличение процента выхода годных узлов.

Способ изготовления многослойных печатных плат // 2574290

Изобретение относится к области радиоэлектроники, в частности к производству многослойных печатных плат (МПП) с высокой плотностью размещения элементов. Технический результат - снижение плотности межсоединений при изготовлении МПП.

Способ изготовления печатных плат // 2572831

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.

Способ изготовления электронных узлов на гибком носителе без процессов пайки и сварки // 2572588

Изобретение относится к технологии производства многокристальных модулей, микросборок и модулей на основе печатных плат с внутренним монтажом компонентов. Технический результат - создание способа производства максимально компактных, надежных, быстродействующих и более экономичных в изготовлении электронных узлов радиоэлектронной аппаратуры за счет отсутствия процессов пайки и сварки в изготовлении электронных узлов.

Способ монтажа микроэлектронных компонентов // 2571880

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для поверхностного монтажа микроэлектронных компонентов в многокристальные модули, микросборки и модули с внутренним монтажом компонентов.

Способ изготовления гибкой микропечатной платы // 2556697

Изобретение может быть использовано при изготовлении гибких микропечатных плат, применяемых при изготовлении вторичных преобразователей микромеханических акселерометров, микрогироскопов, интегральных датчиков давления.

Способ изготовления многослойной печатной платы // 2603130

Изобретение относится к производству многослойных печатных плат (МПП) с высокой плотностью размещения элементов и может быть использовано при монтаже микросхем с малым шагом. Технический результат - снижение плотности межсоединений при изготовлении МПП. Достигается тем, что в способе изготовления МПП сборку печатных плат, образующих слои МПП, в пакет осуществляют методом послойного наращивания путем напрессовки каждого последующего слоя через прокладку на основу МПП, состоящую из слоев, не содержащих глухих переходных отверстий. При этом перед наращиванием последующего слоя в печатных платах, образующих слои МПП, выполняют глухие переходные отверстия, размещаемые непосредственно под контактными площадками выводов элементов, выполняют их металлизацию, производят нанесение фоторезиста с использованием дополнительных фотошаблонов и получением вспомогательного технологического слоя, выполняют заращивание глухих переходных отверстий медью, производят снятие фоторезиста, после чего осуществляют механическое удаление излишков меди, выравнивание толщины меди по всей поверхности печатной платы, нанесение рисунка топологии каждого слоя, после сборки и прессования пакета выполняют сквозные переходные металлизированные отверстия и нанесение рисунка внешних слоев МПП. 7 ил.

Способ 2d-монтажа (внутреннего монтажа) интегральных микросхем // 2604209

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при изготовлении печатных плат, применяемых при конструировании радиоэлектронной техники. Технический результат - повышение степени интеграции и снижение массогабаритных показателей ИМС. Достигается тем, что используется технология монтажа бескорпусной элементной базы в тело подложки посредством создания на подложке прямоугольных отверстий, соответствующих с допустимым увеличением размерам кристаллов ИС, монтируемых в данные отверстия. Разводка топологических связей между кристаллами осуществляется методом вакуумного напыления, когда на подложке с уложенными кристаллами через маску формируют токоведущие дорожки из меди и никеля - защитного слоя, причем, не используя пайку и сварку, образуется соединение контактных площадок ИС с токоведущими дорожками платы. 7 ил.

Способ изготовления гибких шлейфов для микросборок // 2604837

Изобретение относится к многопроводным гибким электрическим соединениям и может быть использовано для сборки микроэлектронных приборов. Технический результат - улучшение технологичности процесса изготовления гибких шлейфов и процесса последующего соединения элементов микросборок с использованием этих гибких шлейфов. Достигается тем, что первоначально берут первый комплект из заданного количества базовых компонентов гибкого шлейфа на едином основании, формируют на нем заданный проводящий контур, для чего выполняют серию сквозных продольных прорезей методом лазерной резки, затем берут второй комплект совмещаемых компонентов гибкого шлейфа, на котором методом лазерной резки сформированы окна под контактные площадки, имеющие поперечную относительно проводников первого комплекта ориентацию, с последующим совмещением соответствующих компонентов первого и второго комплектов, сформированных на едином основании групповым методом таким образом, чтобы окна контактных площадок совмещаемых компонентов гибкого шлейфа совпали с краевыми участками проводников базовых компонентов гибкого шлейфа, полученные комплекты соединяют методом термокомпрессионной сварки с получением сборки группы гибких шлейфов на едином основании, затем эту сборку разделяют на индивидуальные изделия методом лазерной резки. 8 табл., 5 ил., 2 пр.

Способ получения заполненных переходных металлизированных сквозных отверстий печатной платы // 2619913

Изобретение предназначено для конструирования и изготовления многослойных печатных плат (ПП) для высокоплотного монтажа поверхностно-монтируемых компонентов (ПМК) с матричным расположением выводов в корпусах типа BGA, CGA. Технический результат - обеспечение надежности ПП при увеличении плотности печатного монтажа за счет предотвращения ухода припоя в переходные отверстия посадочного места электронной компонентной базы с матричным расположением выводов высокой плотности. Достигается тем, что в конструкции ПП применяются заполненные переходные металлизированные сквозные отверстия (МСО), что позволяет добиться равномерности нанесения защитной паяльной маски и избежать проблем с нарушением металлизации отверстий из-за сложности удаления химических реактивов, попадающих в процессе изготовления и монтажа печатного узла. Заполнение переходных МСО посадочного места ПМК с матричным расположением выводов позволяет совмещать монтажные контактные площадки с контактными площадками переходных отверстий, тем самым увеличивая плотность компоновки проводящего рисунка для создания высокоинтегрированной радиоэлектронной аппаратуры ракетно-космической техники. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Селективное разделение переходных отверстий в печатных платах // 2630416

Изобретения относятся к способу селективного разделения переходного отверстия в печатной плате для получения электроизоляционного участка между двумя проводящими участками указанного переходного отверстия. Технический результат - создание в переходном отверстии непроводящих участков разных размеров с использованием резистных к металлизации слоев одного типа и толщины, что упрощает процесс производства, исключает необходимость в наличии запаса резистных к металлизации слоев разной толщины, обеспечивает более гибкое проектирование схем. Достигается тем, что способ содержит этап, предшествующий сверлению отверстия для переходного отверстия (240), заключающийся в ламинировании печатной платы (200) для получения первого и второго резистных к металлизации слоев (233, 234) на таком расстоянии друг от друга, которое соответствует заданной длине электроизоляционного участка переходного отверстия. После сверления на определенные участки внутренней поверхности переходного отверстия (240) наносят медь за два различных технологических этапа, за которыми следует этап удаления меди с ненужных участков с получением электроизоляционного участка. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Сильноточная многослойная печатная плата, содержащая слаботочные цепи управления // 2630680

Изобретение относится к устройствам радиоэлектронной аппаратуры. Технический результат - обеспечение требуемой токовой нагрузки до 20 А для сильноточных проводящих слоев многослойной печатной платы, равномерный отвод тепла от области нагрева платы, а также создание улучшенных условий пайки электромонтажных элементов. Достигается тем, что многослойная печатная плата содержит слои, включающие слои сильноточных цепей, слои слаботочных цепей, а также экранные слои. Для улучшения процесса изготовления многослойной печатной платы на сильноточных слоях платы, области, свободные от сильноточных цепей, должны быть заполнены металлизированными областями, электрически подключенными к экранным слоям платы, для обеспечения ее помехозащищенности. При этом на плате в поле контактных площадок монтажных отверстий, связанных с сильноточными слоями, расположены сквозные металлизированные отверстия, выполняющие функцию теплового затвора для обеспечения пайки электромонтажных элементов. 8 ил.

Способ изготовления пластичных радиоэлектронных узлов и межсоединений // 2636575

Настоящее изобретение относится к приборостроению, а именно к технологии производства пластичных электронных устройств и межсоединений, которые обладают способностью компенсировать большие деформации (растяжение и сжатие), сохраняя при этом функциональное состояние, и способу получения таких пластичных устройств и межсоединений для технологии производства радиоэлектронных узлов. Технический результат - снижение трудоемкости изготовления, расширение функциональных возможностей и повышение надежности пластичных радиоэлектронных узлов и межсоединений. Достигается тем, что способ изготовления пластичных радиоэлектронных узлов и межсоединений включает изготовление жесткого основания в виде опорного металлического кольца. Далее закрепляют металлическую фольгу на опорном металлическом кольце. Наносят фоточувствительный материал на одной стороне металлической фольги и формируют в этом слое топологический рисунок фотолитографией. После этого наносят первый слой кремнийорганического полимера на сформированный фотолитографией рисунок. Затем формируют топологический рисунок фотолитографией на другой стороне металлической фольги и травят насквозь металлическую фольгу. В завершении наносят второй слой кремнийорганического полимера на полученный топологический рисунок. 11 ил.

Печатная плата с внутренним монтажом элементов и способ ее изготовления // 2639720

Изобретение относится к области изготовления электронной аппаратуры с применением многослойных печатных плат (МПП). Технический результат - создание конструкции печатной платы (ПП) с встроенными активными и пассивными бескорпусными электро-радиоизделиями (ЭРИ), не подвергающимися воздействию высоких температур и давления, позволяющей устанавливать ЭРИ высотой в сотни микрон и, как следствие, повышенной емкости и мощности. Достигается тем, что конструкция ПП включает одно- или многослойное основание и трассировочный набор (ТН), изготовленные из стеклотекстолита фольгированного и препрега, при этом высота слоев ТН превышает высоту наибольшего бескорпусного ЭРИ не менее чем на 0,2 мм. В МПП имеются одна или несколько полостей, внутри которых на топологии установлены и герметизированы безусадочным компаундом бескорпусные ЭРИ, которые сопрягаются металлизированными отверстиями с корпусированными ЭРИ на обороте основания и верхнем слое ТН. При изготовлении ПП в ТН создаются технологические окна. При сборке МПП последовательно выкладываются сначала слои основания, а затем слои ТН с последующим прессованием, после которого создаются металлизированные отверстия. Корпусированные ЭРИ устанавливаются с одной или двух сторон МПП после полного отверждения безусадочного компаунда. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Печатная плата с внутренним монтажом элементов и способ ее изготовления // 2639720

Способ изготовления микроэлектронного узла // 2645151

Изобретение относится к технологии монтажа микроэлектронных компонентов в модули с встроенными в плату компонентами. Технический результат - упрощение процесса изготовления микроэлектронных узлов, увеличение плотности упаковки компонентов, улучшение массогабаритных характеристик сборочного узла. Достигается тем, что в окна подложки собираемого узла прецизионно устанавливают предварительно протестированные и запрограммированные бескорпусные кристаллы. Предварительно подложку собираемого узла и кристаллы устанавливают лицевой стороной на технологическую подложку с нанесенным на нее тонким липким слоем термопластичного клея, совмещая их реперными знаками, герметизируют подложку собираемого узла с установленными в ней кристаллами, после чего снимают технологическую подложку, нагревая ее до температуры плавления термопластичного клея. Далее путем последовательного селективного формирования диэлектрических и проводящих слоев на активной поверхности подложки собираемого узла и кристаллов создают многоуровневую коммутацию с последующей установкой чип-компонентов на соответствующие контактные площадки. 1 ил.