Способ изготовления печатных плат

(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧНЫХ ПЛАТ, включающий нанесение рсунка схемы на поверхность диэлека краской-катализатором и химич кую ме изацкю рисунка, о т л ич. а ю й с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности процесса, в качестве краски-катали затора используют состав, содержащий каталитический наполнитель на основе двуокиси титана, модифициро ванный оловом и палладием перед химической металлизацией, проводят термообработку рисунка при темпера туре 80-100 С в.течение 30-60 мин и химическую обработку в водном растворе серной кислоты и хромовог ангидрида при температуре 20-45 С0 в течение 0,5-15 мин. 2. Способ по п. 1, о щ и й с я тем, что нане проводят офсетной печат10 Изобретение относится к изготовлению печатных плат аддитивной тех-.нологией и может быть использованов электротехнике, радио-и электронной промышленности.Изестно изготовление печатных 5плат шелкотрафаретным и офсетнымспособами печатания, при которых нафольгированный диэлектрик наносят,защитный рисунок печатной схемы, аметаллический слой на пробельныхучастках стравливают 1 .Недостатками известного способаявляются высокая трудоемкость процесса, необходимость стравливаниязначительного количества медной 5Фольги (60-70 ) и снижение прочности сцепления проводников с подложкой вследствие подтравливания ихпри удалении фольги с пробельныхучастков схемы.Наиболее близким к изобретениюявляется способ изготовления печатных плат, включающий нанесение методом шелкографии рисунка схемы наповерхность диэлектрика краскойкатализатором, перенос платы в ванну с раствором, где происходит иххимическая металлиэация. Медь, содержащаяся в растворе, выделяетсятолько на тех участках поверхностиплаты, которые были покрыты краской, 30Краска состоит из смеси порошказаписи меди и связующего смолы.. При погружении платы в ванну химической металлизации закись медивосстанавливается до металла, образующего затравку для дальнейшегоосаждения металла из раствора 2 .Недостаток данного способабольшая толщина слоя краски-катализатора по рисунку проводящих соединений, сопровождающаяся растеканиемили смазыванием изображения, плохимразрешением рисунка печатной схемы,подтекание краски под трафарет,образованием зазубренных краев рисун ка схемы. Способ не обеспечиваетмноготиражности. По этим причинамшелкография, как один из видов трафа. ретной печати, применяется при производстве дешевых печатных плат, нетребующих высокой степени разрешения. Применение в краске в качествекатализатора металлизации порошказакиси меди не позволяет получитьстабильные свойства краски, вследст -вие окислительных процессов в закиси 55меди впроцессе ее хранения, нанесения и сушки полученного рисунка схемы. Рисунок схемы, содержащий закисьмеди, обладает крайне низкой активностью при химической металлиэации 60и не позволяет получить необходимуюадгезию металлического покрытия наповерхности краски.Цель изобретения - повышение раэрешакщей способности процесса. 65 Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления печатных плат, включающему нанесение рисунка схемы на поверхность диэлектрика краской-катализатором и химическую металлизацию рисунка, в качестве краски-катализатора используют состав, содержащий каталитический наполнитель на основе двуокиси титана, модифицированный оловом и палладием перед химической металлизацией, проводят термообработку рисунка при температуре 80-100 С в течение 30-60 мин и химическую обработку в водном растворе серной кислоты и хромового .ангидрида при температуре 20-45 С в течение 0,5;15 мин.Нанесение рисунка осуществляют офсетной печатью.В качестве поверхности диэлектрика печатной схемы могут быть использованы любые типы материалов, пригодные по техническим характеристикам для производства печатных плат: стеклотекстолиты, гетинакс и т.п.Нанесение рисунка печатной схемы осуществляют путем печатания с офсетных печатных форм на любых типах офсетных машин каталитической крас кой, Толщина красочного слоя, наносимого по рисунку схемы на поверхность диэлектрика, составляет 0,5- 2,0 мк. Такая толщина красочного слоя обеспечивает: получение рисунка схемы покрытия, способного металлизировать с высокой скоростью; минимальные графические искажения при печатании на невпитывающую поверхность диэлектрика, высокую разрешающую способность печатной схемы, присущую офсетному способу печатания.Полученную печатным способом заготовку (поверхность диэлектрика с нанесенным краской рисунком печатной схем) подвергают термической обработке в термошкафу при 80-100 С в течение 30-60 мин. В результате термообработки происходит полимеризация красочного слоя и увеличение адгезии слоя краски к изоляционному основанию. Далее заготовку подвергают химической обработке в растворе серной кислоты и хромового ангидрида-с целью обеспечения каталитической активности поверхности красочного слоя и адгезии к нему химически осажденного металла. Химическую обработку поверхности красочного слоя проводят при температуре раст-, вора для меднения 20-45 С в течение 0,5-15 мин. После промывки заготовки водой, нейтрализации в содовом растворе и последующей промывки водой, на поверхность красочного слоя химически осаждают металл из раствора его соли с целью Формирования токопроводящих элементов печатной схемы.Раствор, в котором проводят химическую обработку, не взаимодействует в приведенных условиях с поверхностью диэлектрика, что позволяет производить обработку поверхности формируемых проводников беэ применения защитных средств, исключающих воздействие рас.вора на поверхность диэлектрика.1 ОВ таблице представлены. сравнительные характеристики печатных плат, изготовленных известным и предлагаемым способами.При выдерживакии печатной схемы 15 при температуре ниже 80 С и времени меньшем, чем 30 мин не достигается необходимой величины адгезии медного покрытия (0,8 кгс/см). Увеличение температуры выше. 100 С вызывает нежелательную деформацию диэлектрика и его коробленис. Увеличение времени обработки более 60 мин нерациональ, но, так как желаемый эффект достигается уже за этОт период времени, 25Понижение температуры раствора химической обработки ниже 20 С нецелесообразно из-за технических трудностей, кроме того значительно замедляется процесс изменения структуры слоя и удлиняется технологический процесс изготовления платы. При. увеличении температуры раствора выше 45 С происходит нарушение адгеозии слоя к диэлектрику в результате разрушения печатной схемы, а также 35 связующего диэлектрической подложки на пробельных местах.Время данной обработки 0,5 минявляется наименьшим для получения положительного эффекта в процессе 40 химической металлизации рисупка схе.мы. Увеличение времени обработки более 15 мин приводит к нарушению адгезии слоя и разрушению рисунка схемы и диэлектрика.Как видно из таблицы, предлагаемый способ изготовления печатных плат обеспечивает повышение графической четкости печатных элементов схемы и разрешающей способности, атакже повышает адгезию проводников, полученных при химической металлизации в 3 раза и снижает расход краски- катализатора в 30-40 раз, при этом позволяет повысить производительность процесса.П р и м е р 1. На изоляционную подложку из стеклотекстолита толщиной 100 мк на офсетной листовой машине "Доминант 714" наносится с печатной Формы краской-катализатором, со держащей пигмент-наполнитель на основе двуокиси титана, модифицированный с поверхности сплавом олова ипалладия, а в качестве связующего Фенолформальдегидную смолу, рисунок у печатной схемы при толщине красочного слоя 0,5 мкм. Полученную заготов-,ку сушат в сушильном шкафу при 80 Св течение 45 мин. После термообработки заготовку подвергают химической обработке в растворе следующегосостава г/л: серная кислота 650;хромовый ангидрид 130 при следующихрежимах; температура раствора 20 С;продолжительность обработки 15 мин.Заготовку проьывают водой, нейтрализуют в 3-ным содовом растворе, промывают водой. Для формирования токопроводящих элементов печатной схемыпроводят металлизацию красочного покрытияв растворе химической металлизации.П р и м е р 2. На иэоляцйоннуюподложку из текстолита толщиной1 мм на офсетной листовой машине"Ромайор" с печатной формы для офсетной печати каталитической краскойсодержащей пигмент-наполнитель наоснове двуокиси титана, модифицированный с поверхности сплавомолова и палладия, связующее на основе эпоксидной смолы и растворитель,наносят рисунок толщиной 1 мкм.Заготовку сушат в термошкафупри 100 С в течение 60 мин. Послетермообработки заготовку обрабатывают в растворе следующего состава,г/л: серная кислота 650; хромовыйангидрид 130 при следующих режимах:температура раствора 45 С; времяобработки 30 с.Затем заготовку подвергают обработке как в примере 1.П р и м е р 3. На изоляционнуюподложку иэ гетинакса толщиной 2 ммна офсетной листовой машине "Ромайор" с печатной форьи для офсетнойпечати каталитической краской,содержащей пигмент-наполнитель наоснове двуокиси титана, модифицированный с поверхности сплавом оловаи палладия, связующее на основеэпоксиноволачной смолы и растворитель, наносят рисунок толщиной 2 мкм.Заготовку сушат в термошкафу при90 С в течение 50 мин. После термообработки заготовку обрабатываютв растворе следующего состава,г/л:серная кислота 650; хромовый ангидрид 130 при следующих режимах: температура раствора 30 С; время обработки 180 с. Затем. заготовку подвергают отработке как в примере 1.Предлагаемый способ позволяетрезко повысить производительностьпроизводства плат и их качество,графическую четкость рисунка проводников, разрешающую способность печатных плат, снизить расход каталитической.краски в 30-40 раз и предусматривает возможность автоматизациитехнологического процесса, тиражироеания при Идентичности качества засчет применения офсетной печати.1100761 Печатные платы изготовленные Показатели по прототипу предлагаемым спосо-,бом по примерам Четкость графических элементов мк+ 100 Минимальнаяширина воспроизведенияштриховых элементов, мк 100 500 Адгезия осажденного медного покрытия,кгс/см О,8 0;8 0,8 0,25 Расход крас- ки-катализатора на 1 м.,кгй О, 03-0,04 О, 001 О, 001 О, 001 Составитель В,ИилостлавскаяРедактор Т.Парфенова Техред А.Ач Корректор Л.Пилипенко Заказ 4500/44 Тираж 783 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5