СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
METHOD FOR MANUFACTURING OF PRINTED CIRCUIT BOARDS

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано при изготовлении печатных плат, применяющихся при конструировании радиоэлектронной техники.
Известен способ изготовления печатных плат в виде металлического рисунка на диэлектрической основе, полученного путем химического избирательного вытравливания отдельных участков медной фольги, приклеенной на основу диэлектрика. Затем полученная радиосхема облуживается легкоплавким резистивным сплавом, например сплавом Вуда, Розе, олово-свинец или др. [1].
Основным недостатком этого способа является отсутствие электронной связи между электросхемами, расположенными на противоположных сторонах.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ изготовления печатных плат, описанный в ГОСТ 23770-78 [2]. Процесс изготовления предусматривает установление электросвязи электрических схем, расположенных на противоположных сторонах, путем металлизации (химической, гальванической) переходных отверстий. Этот процесс позволяет изготавливать также многослойные печатные платы.
Главным недостатком этого способа является то, что применяется предварительная активация палладия, а также химическая и гальваническая металлизация, осуществляемая в водных растворах, при этом происходит насыщение влагой стеклотекстолита через внутреннюю поверхность переходных отверстий. При этом вода, раствор солей не могут быть удалены из стеклотекстолита после металлизации даже при прогревании, так как обе стороны и внутренняя поверхность переходных отверстий защищены медным покрытием. Вода (ее пары), электролит при нагревании печатной платы перемещаются внутри стеклотекстолита, вызывая замыкание между переходными отверстиями и выход из строя электронного узла в процессе эксплуатации. Причем чем выше класс печатных плат, то есть чем ближе расположены эти отверстия, при более плотном монтаже, вероятность замыкания выше. Особенно часто это происходит в случае дефектов, возникающих в стеклотекстолите при сверлении (задирах, расслоении и т.д.). Процесс является дорогостоящим, так как требует использования палладия, а также не позволяет металлизировать «глухие» отверстия и переходные отверстия диаметром менее 100 мкм.
Задачей изобретения является получение печатных плат на основе фольгированного стеклотекстолита, свободных от вышеуказанных недостатков и имеющих «глухие» и сквозные переходные отверстия, а также упрощение и удешевление техпроцесса
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления печатных плат из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита на металлическую фольгу наносят высокотемпературную органическую пленку, сверлят «глухие» и сквозные переходные отверстия и наносят на их внутреннюю поверхность электропроводящее никелевое, или кобальтовое, или медное покрытие путем термораспада карбонилов никеля, кобальта, меди, 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 сплава Вуда, или Розе, или олово-свинец.
-1
-2
Способ осуществляется следующим образом. На обе стороны фольгированного с двух сторон стеклотекстолита наносят высокотемпературную органическую пленку из лака, или герметика, или самоклеящейся полимерной пленки, после чего сверлят переходные отверстия разного диаметра и помещают в камеру металлизации, в которой их нагревают до температуры 160-200°С и остаточном давлении 1·10-1·10 мм рт. ст. и металлизируют кобальтом, или никелем, или медью при термораспаде октакарбониладикобальта, или карбонила никеля, или карбонила меди [3]. При термораспаде МОС происходит металлизация отверстий до заданной толщины. Толщина покрытия определяется временем термораспада. После металлизации отверстий и поверхности заготовки последнюю остужают, вынимают из камеры и удаляют слой органической защитной пленки вместе с осажденным металлом при этом на поверхности заготовки получают рисунок электропроводящей схемы лазерным лучом, или фрезой на фрезерно-гравировальном станке, или фотолитографией. Полученную печатную плату с металлизированными переходными отверстиями покрывают металлорезистом методом окунания в расплав сплава олово-свинец, или Розе, или Вуда.
Для получения многослойных печатных плат заготовки без отверстий и защитного металлорезистивного покрытия соединяют между собой слоем полимера со стороны электропроводящей схемы, затем на внешней поверхности с обеих сторон наносят защитную органическую пленку и сверлят переходные отверстия сквозные и «глухие». Затем помещают в камеру металлизации, нагревают до температуры термораспада МОС и металлизируют, в том числе и переходные отверстия, например никелем путем термораспада карбонила никеля. После металлизации отверстий защитный органический слой удаляют и создают на обеих сторонах лазерным лучом или фрезой на фрезерно-гравировальном станке или фотолитографией электросхемы. Затем на поверхность проводников электросхемы и внутреннюю поверхность отверстий наносят металлорезистивное покрытие олово-свинец, сплав Розе, Вуда или другой.
-1
Пример 1. На обе стороны фольгированного стеклотекстолита с толщиной фольги 20 мкм наносят органический защитный слой. После его высыхания сверлят сквозные отверстия диаметром 80 мкм и помещают заготовку в камеру металлизации [4], где нагревают до 160°С при давлении 1·10 мм рт. ст. Затем подают пары октакарбонила дикобальта. При этом на поверхности стеклотекстолита и внутренней поверхности сквозных отверстий осаждается электропроводящая пленка толщиной 25 мкм. Время металлизации 20 минут. После нанесения металлического покрытия заготовку вынимают, удаляют защитное органическое покрытие вместе с осажденным металлом. На поверхности фольгированной заготовки лазерным лучом или фрезой создают электросхему. Затем полученную электросхему защищают металлорезистом путем окунания в расплав олово-свинец, или сплав Розе, или сплав Вуда.
-2
Пример 2. Две печатные платы без сквозных отверстий с односторонней электрической схемой соединяют между собой слоем полимера со стороны электросхемы, затем на обе стороны фольгированной заготовки наносят защитное органическое покрытие толщиной 50 мкм, сверлят переходные отверстия диаметром 60 мкм и помещают в камеру металлизации, где нагревают до 180°С. В камеру подают пары карбонила никеля при давлении 1·10 мм рт. ст. Время металлизации 20 минут. При проведении этих операций на внутренней поверхности переходных отверстий образуется покрытие толщиной 20 мкм. После охлаждения заготовку вынимают, снимают органическое покрытие и создают на обеих внешних сторонах многослойной печатной платы электропроводящую медную электросхему. Последнюю, а также внутреннюю поверхность отверстий защищают металлорезистивным покрытием, например сплавом Розе. При этих условиях получают четырехслойную печатную плату с защитным металлорезистивным покрытием.
-1
Экспериментально установлено, что если давление в камере металлизации будет больше 1·10 мм рт. ст., то покрытие кобальта или никеля загрязняется углеродом, о чем свидетельствует его темный цвет.
-2
Если давление меньше 1·10 мм рт. ст., значительно уменьшается скорость роста покрытия, а также имеет место неполный распад МОС.
Если температура меньше 160°С, получаемое покрытие загрязняется полимерными продуктами термораспада карбонилов и имеет высокое электросопротивление.
Если температура выше 200°С ,покрытие содержит порошок кобальта или никеля и имеет большую шероховатость.
ЛИТЕРАТУРА
1. Федулова А.А., Котова Е.А., Явич Э.Р. Многослойные печатные платы. М.: Сов. Радио, 1977. С.248.
2. ГОСТ 23770-78 «Печатные платы. Типовые технические процессы химической и гальванической металлизации» (Прототип).
3. Патент №2324307. Способ изготовления печатной платы. Бюллетень №13, 2008 г.
4. Слушков A.M. и др. Устройство для нанесения покрытий в вакууме. Авторское свидетельство №1693895, 1992.