Способ металлизации отверстий печатных плат

СОЮЗ СОВЕТСКИХсОциАлистических РЕСПУБЛИ 9) ц 5 В 23 К 1/2 Я НИ ОБР Сущност ющем.Метал ли отверстии пе ческими конт рическим вз еский пр чатной и актами иывом в водник размещают в аты между металлииспаряют его электвакууме, В качестве ОСУДАРСТВЕНЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(71) Саратовский политехнический институт (72) А:И. Коблов, В.В. Фоминых, В.И. Петросян, А;М. Морозов и Б.П. Чесноков (53) 621,791,3(088.8)(56) Егоров А,В, и Летягин В.А, Нанесение пленок методом электрического взрыва материала. Обзоры по электронной технике сер. 7, вып, 12, Технология и организация производства и оборудования. - М,: ЦНИИЭлектроника, 1976, с, 12.(54) СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ОТВЕРСТИЙ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ(57)Изобретение относится к электронной и радиотехнической промышленности и может быть использовано в технологии метал. лизации отверстий в печатных платах при их изготовлении. Цель изобретения - повышение качества и расширение технологических воэможностей металл изации Изобретение относится к электронной и радиотехнической промышленности и может быть использовано в технологии металлизации отверстий в печатных платах при их изготовлении., Цель. изобретения - повышение качества и расширение технологических возможностей металлизации отверстий. оба заключается в следу 1590241 А 1 отверстий. Металлизация отверстия печатной платы осуществляется электричееким взрывом проводника, размещенного в отверстии между металлическими контакта- . ми, один из которых после нагрева. находится в жидкометаллическом состоянии. Испаряемый проводник имеет в срединной части поясок иэ несмачиваемого материала, что гарантирует заданную величину мениска при смачивании проводника металлом жидкометаллического контакта в пределах 10 - 25 диаметров проводника. Наличие регулируемого мениска позволяет получать двухслойное или композиционное покрытие внутренней поверхности отвер-. стия печатной платы из материалов проводника и жидкометаллического контакта, Способ повышает экологическую чистоту производства и производительность за счет совмещения операций металлизации и наесения защитного покрытия иэ материалаонтакта. 1 ил. одного из контактов используют легкоплав кий материал, который после нагрева и рас плавления хорошо смачивает испаряемый проводник, Проводник в срединной части имеет поясок иэ материала, не смачиваемо го металлом жидкометаллического контак та, а высота пояска над его уровнем в процессе металлизации поддерживается в ределах 10-25 диаметров проводника, ч гарантирует заданную высоту мениска из материала жидкометаллического контакта (например, оловянно-свинцового припоя), Наличие регулируемого мениска обуславливает возможность получения как композиционного, так и двухслойного покрытия при испарении одного проводника,1590241 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Для получения необходимого слоя металлиэации операции загрузки проводников и испарения многократно повторяют,На чертеже показано устройство дляосуществления способа,В вакуумной камере 1 с возможностьюдвижения устанавливают тигель 2 для получения жидкометаллического контакта 3 спомощью нагревателя 4. Тигель 2 имееткрышку 5 с отверстиями, повторяющими топографию отверстий печатной платы б, Плата накрыта теплоэлектроизолирующеикрышкой 7. В вакуумной камере 1 на подвижном диэлектрическом штоке (не показан) закрепляют металлический контакт 8,электрически. связанный с высоковольтнымвводом 9. В отверстие печатной платы помещают металлический проводник 10, имеющий в срединной части поясок 11 изматериала, не смачиваемого расплавом металла электрода 3.П р и м е р 1. В тигель 2 загружаютнавеску припоя ПОС, которая обеспечивает получение мениска припоя на испаряемом медном проводнике высотой, равной10 диаметрам проводника, Нагревателем 4. поднимают. температуру тигля до, полногорасплавления припоя, Затем на крышке 5устанавливают печатную плату б, имеющуюотверстия для металлизации диаметром1,2 мм, которую закрывают теплоизолирующей крышкой 7. В отверстия печатной платы помещают медные проводники 10диаметром 0,25 мм, имеющие в срединнойчасти поперечные пояски из диэлектрика,например 502, не смачиваемого расплавомжидкометаллического электрода, после чегокамеру 1 герметизируют и вакуумируют додавления 3 10 Па. По достижении указанного вакуума нагревателем 4 обеспечивают перегрев припоя до температуры 300 С и при этойтемпературе проводят изотермическую выдержку в течение 8 мин, По достижениивакуума 1 10 Па движением электрода 8 итигля 2 добиваются касания с проводниками 10, последние испаряют при разряде батареи конденсаторов емкостью 100 мкФ инапряжением 12 кВ,При испарении одного проводника меди диаметром 0,25 мм обеспечивается слойметаллиэации медью толщиной 5,5 - 6,5 мкм, и слой оловянно-свинцового припоя толщи, ной О,б - 1,25 мкм. При величине менискаменее 10 диаметров проводника испаряется малый объем олова и защитный слой необеспечивает хорошего смачивания волнойприпоя при последующей пайке,П р и м е р 2. Для металлиэации отверстий диаметром 0,8 мм используют медные проводники диаметром 0,15 мм споперечным пояском из оксида кремния, который расположен над зеркалом расплава жидко- металлического электрода на расстоянии 25 диаметров проводника.Повторив операции, приведенные в примере 1, проводники испаряют электрическим взрывом, При испарении одною проводника толщина металлизации иэ меди составляет 3 - 3,4 мкм, а из олова - 2,6 - 3 мкм. Если олова смачивает медный проводник на величину, большую чем 25 диаметров провод/ника, металлиэация в отверстии формируется композиционной из последовательно чередующихся слоев меди и олова, что снижает качество металлизации. Такое чередование обусловлено тем, что при последующем испарении проводника предыдущий слой олова не протравливается плазмой разряда, да и состав плазмы разряда состоит из ионов меди и олова, так как олово близко расположено к металлизируемому отверстию,Преимуществом предлагаемого способа является наличие жидкометаллического электрода, позволяющего испарять множество проводников без разгерметизации вакуумной камеры и получать покрытие из меди с защитным покрытием из олова, что повышает качество металлизации, расширяет технологические возможности способа и повышает экологическую чистоту производства.4 Использование способа металлизации отверстий печатных плат электрическим взрывом проводника позволяет повысить выход годных иэделий до 93, повысить производительность на 40за счет снижения числа операций, Ожидаемый экономический эффект - 60 тыс, руб, на одном предприятии с годовым вьпуском 20 тыс, печатных платФормула изобретения Способ металлизации отверстий печатных плат, при котором проводник размещают в отверстии платы между металлическими контактами и испаряют его электрическим взрывом в вакууме, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения качества и расширения технологических возможностей металлизации отверстий, в качестве одного из контактов используют легкоплавкий материал, хорошо смачивающий испаряемый проводник, разогревают его до температуры плавления, на проводник наносят поясок из материала, не смачиваемого металлом жидкометаллического контакта, высота пояска над уровнем жидкометаллического контакта составляет 10 - 25 диаметров проводника,1590241 Редактор Н,Лазаренко оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина Заказ 2601 ВНИИПИ Гос Составитель Л.АбросимоваТехред М,Моргентал Корректор 8.Гирн Тираж 64,9 Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5