Способ изготовления печатных плат

(05 Н 05 К 3/06 ТЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) И ОПИС ЕНТУ(57) Изнике,из алмонтаруетсячерезское нпечатндит. каваниярезуль СОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ обретение относится к микроэлектроСущность изобретения: в основании Юминия или его сплавов формируют жные отверстия, На матрице формизащитная маска из фоторезиста, которую проводят гальванопластичеаращивание мед 9 согласно рисунку ой схемы. Осаждение меди происхок на поверхности алюминиевого осно, так и на стенкахотверстий, в тате чего образуется двухуровневая Изобретение относится, в частности к способам гальваноппастического получения металлического проводящего рисунка печатной платы на металлической основе и последующего сочетания его с диэлектрическим основанием.Целью изобретения является повышение коррозионной устойчивости и механической прочности медного проводящего рисунка печатной платы, полученной по технологии РИТМ, а также улучшение процесса избирательного травления металлов.Цель достигается тем, что в предлагаеспособе вместо стального основания ицы применяется алюминиевое, Рабо.Ы 3. 1814753 АЗ монолитная структура проводящего рисунка печатной платы. После формирования медного рисунка печатной платы защитная маска удаляется, рисунок переносится на диэлектрическое основание печатной платы (припрессовыванием, приклеиванием и т,д.), а алюминиевая матрица удаляется травлением. Способ отличается от известных тем, что перед гальваническим наращиванием меди матрицу обрабатывают в растворе следующего состава, г/л: двухлористое олово 10-15, двухлористый никель 3-5, фтористый калий 15-20, соляная кислота 0,5-2, хлористый натрий 1 - 2, вещество ОП 7 1-2, тиомочевина 2-7, а также тем, что при формировании медного проводящего рисунка печатной платы осаждение меди в отверстиях алюминиевой матрицы приводит к образованию межуровневых переходов. В результате перечисленных операций образуется единая монолитная медная структура проводящего рисунка печатной платы. ие участки матрицы подвергаются вместолектрохимического оксидирования обработке в специальном растворе,Данный процесс состоит иэ следуюопераций.В алюминиевой фольге сверлят ипи пробивают отверстия.На алюминиевую фольгу толщиной 150 -00 мкм с двух сторон наносится фотореист. Затем иэ слоя фотореэистафотохимическими операциями формируетя защитная маска,Алюминиевая фольга в пробельных учатках защитной маски фоторезиста подверается обработке в водном раствореследующего состава, г/л; хлорное олово 10- 15, хлористый никель 3-5, хлористый натрий 1-2, фтористый калий 15 - 20, вещество ОП 7 1-2, соляная кислота 0,5-2 мл/л, тиомочевина 2 - 7, Обработка проводится в течение 5 - 10 с при температуре раствора 15 - 25 С,Гальванопластическое наращивание меди в пробельных участках защитной маски на заданную толщину (25-50 мкм) производится из любых электролитов, в которых устойчив применяемый фоторезист.С, поверхности алюминиевой матрицы удаляется фоторезист.Подтравливается алюминиевое основание матрицы на глубину 50 мкм при комнатной температуре 15 - 25 С) в водном растворе соляной кислоты - 500 г/л,Припрессовывается алюминиевая матрица со сформированным на ней медным рисунком схемы печатной платы к диэлектрическому основанию печатной платы стеклотекстолит, полиимид, полиэтилен и т.п.).Стравливается алюминиевое основание в водном растворе соляной кислоты - 500 г/л при температуре 15-25 С.Отмывку печатной платы в дистиллированной воде осуществляют в течение 5 мин.Сушку печатной платы при 40-50 С осуществляют в сушильном шкафу,В результате проведенных операций получаетСя двухуровневая печатная плата, подобная платам, получаемым по технологии РИТМ. Существенным отличием платы, полученной по предлагаемой технологии, является то, что первый и второй уровни проводящей медной схемы печатной платы соединяются между собой через медные цилиндры, в то время как в платах, изготовленных па РИТМ-технологии, уровни между собой контактируют через стальные столбики, Такое сочетание металлов очень опасно с точки зрения коррозионной устойчивости мест перехода с одного уровня на другой, поскольку гальваническая пара медь-железо является достаточно активной. Кроме того, медная проводящая двухуровневая схема печатной платы, изготовленная по предлагаемой технологии, представляет собой единое целое и, следовательно, более устойчива к механическим воздействиям, таким как вибрация, тряска и т.д, Еще одним отличием предлагаемого способа является более совершенный процесс раздельного травления металлов, Травильному раствору, используемому в РИТМ-технологии, присущ ряд недостатков, главными из которых являются высокий расход раствора и трудность поддержания постоянства температуры процесса из-за сильной экзотермичности процесса травления и каталитического разложения гидроперекиси в обьеме раствора, В предлагаемой технологии травится не сталь, а алюминий, который на ходится в контакте с медью. Данное обстоятельство значительно упрощает процесс травления алюминия, который можно проводить в простом водном растворе соляной кислоты концентрацией 500 г/л при комнат ной температуре 15-25 С).П р и м е р 1, На алюминиевое основание с предварительно просверленными на станке с ЧПУ отверстиями и обезжиренное в органическом растворителе наносили 15 слой фоторезиста ФП 27-8, затем проводили операции экспонирования. рисунка печатной схемы 5-го класса точности, проявления и задубливания. Изготовленную таким методом матрицу подвергали об работке при 15 С в течение 5 с в водномрастворе состава, г/л: двухлористое олово 10, хлористый никель 3, фтористый калий 15, соляная кислота 0,5, хлористый натрий 1, вещество ОП 7 2, тиомочевина 2. Затем мат рицу промывали в дистиллированной воде втечение 1 мин и проводили наращивание, меди из электролита состава, г/л: сернокислая медь 250, серная кислота 50 при температуре 18 С и плотности тока 1 А/дм 2.30 Осаждение меди проводили на толщину25 мкм. Полученный медный рисунок был сплошным мелкокристаллическим с относительным удлинением О = 16, предел прочности на разрыв составлял 30 кгс/мм 2, 35 Для определения механических характеристик образцы медной фольги толщиной 25 мкм получали на алюминиевом основании без нанесения фоторезиста, Перенос медного проводящего рисунка схемы про изводился запрессовыванием в три слояматериала САФ при 175 С в течение 1 ч, нагрев и охлаждение пресс-формы производились в течение 0,5 ч, Рисунок был перенесен на стеклотекстолит без нарушения элементов схемы, Затем спрессованная заготовка подвергалась операции травления алюминия в водном растворе соляной кислоты концентрацией 500 г/л при температуре 20 С в установке для струйной обработки печатных плат. После отмывки печатной платы в дистиллированной воде в течение 5 мин и сушки плату подвергали испытанию на вибростенде со следующими параметрами нагрузки: амплитуда колебаний 0,1 мм при 2009. После испытания нарушений медной проводящей схемы печатной платы ненаблюдалосьП р и м е р 2, На алюминиевое основание с просверленными заранее отверстиями согласно печатной схеме был нанесено фотореэист СПФ-АТ толщиной 20 мкм, иэ которого методами фотохимии была сформирована защитная маска с пробельными местами, соответствующими печатной схе ме. Изготовленную - аким методом матрицу подвергали обработке при 17 С в течение 7,5 с в водйом растворе состава, г/л: двухлористое олово 12,5, хлористый никель 4, фтористый калий 17,5, соляная кислота 1,25 мл/л, хлористый натрий 1,5, вещество ОП 7 1,5, тиомочевина 4,5, Далее заготовку промывали в дистиллированной воде в течение 1 мин и проводили наращивание меди иэ электролита состава, г/л; сернокислая медь 250, серная кислота 50 при температуре 18 ОС и плотности тока 1 А/дм, Осаждение меди проводили на толщину 25 мки, Полученный медный рисунок был сплошным, мелкокристаллическим с относительным удлинением Е/. = 18, предел прочности на разрыв составлял 34 кгс/ми .2 Для определения механических характеристик образцы медной фольги толщиной 25 мкм получали на алюминиевом основании без нанесения фоторезиста, Перенос медного проводящегорисунка схемы производился запрессовыванием в три слоя материала САФ при температуре 175 С в течение 1 ч, нагрев и охлаждение пресс-формы производились в течение 0,5 ч, Рисунок был перенесен на стеклотекстолит без нарушенияя элементов схемы. Затеи спрессованная заготовка подвергалзсь операций травления алюминия в водном растворе соляйой кислоты концентрацией 500 г/л при температуре 20 С в установке для струйной обработки печатных плат, Затем печатную плату промывали в дистиллированной воде в течение 5 мин й сушили, Для спределения механических характеристик изготовленную печатную плату подвергали испытанию на вибростенде при следующих параметрах нагрузкЬ: амплитуда колебаний 0,1 им при 200 о, Испытания проводились в течение 30 мин. После испытания нарушения двухуровневой медной системы печатной платы не наблюдалось.П р и м е р 3. На алюминиевое основание с просверленными заранее отверстиями согласно печатной схеме был нанесен фоторезист СПФ-АТ толщиной 20 мкм, иэ которого методами фотохимии была сформирована защитная маска с пробельнымиместами, соответствующими печатной схеме, Изготовленную таким методом матрицу подвергали обработке при,20 С в течение 10 с в водном растворе состава, г/л: двухлористое олово 15, хлористый никель 5, фтористый калий 20, соляная кислота 2, хлористый натрий 2, вещество ОП 7 2, тиомочевина 7. Далее заготовку промывали в дистиллированной воде в течение 1 мин и проводили наращивание меди иэ электролита состава, г/л: сернокислая медь 250, серная кис лота 50 при температуре 18 С и плотноститока.1 А/дм . Осаждение меди проводили на толщину 25 мкм. Полученный медный рисунок был сплошным, мелкокристаллическим с относительным удлинением 1./1. " 18, 10 предел прочности на разрыв составлял34 кгс/мм, Для определения механических характеристик образцы медной фольги толщиной 25 икм получали на алюминиевом основании без нанесения фоторезиста. Пе ренос медного проводящего рисунка схемыпроизводился запрессовыванием в три слоя материала САФ при температуре 175 С в течение 1 ч, нагрев и охлаждение пресс-формы производйлись в течение 0,5 ч. Рисунок 20 был перенесен на стеклотекстолит без нарушения элементов схемы. Затем спрессованная заготовка подвергалась операции травления алюминия в водном растворе соляной кислоты концентрацией 500 г/л при 25 температуре 20 С в установке для струйнойобработки печатных плат, Затем печатную плату промывали в дистиллированной воде в течение 5 мин и сушили, Для определения механических характеристик изготовлен ную печатную плату подвергали испытаниюна еибростенде при следующих параметрах нагрузки: амплитуда колебаний 0,1 мм при 200 ц. Испытания проводились в течение 30 иин, После испытания нарушения двухуров невой медной схемы печатной платы не наблюдалось, .П р и и е р 4, На стальное основание,обезжиренное в органическом растворителе, наносили слой фотореэиста ФП 27-В.40 Затеи проводили операцию эспонированиярисунка печатной схемы 5-го класса точности. Нз изготовленную таким методом матрицу на пробельные места маски из фоторезиста наращивали слой медного ри сунка на толщину 25 мкм методом, как описано в примерах 1 и 2. Сформированный рисунок запрессовывали в три слоя материала САФ при 175 ОС в течение 1 ч, нагрев и охлаждение пресс-формы проводился в те чение 0,5 ч, Рисунок был перенесен иа стеклотекстолитбеэ нарушений печатного рисунка схемы. Затем заготовка подвергалась травлению в электролите состава, г/л:щавелевая кислота 100, перекись водорода 55 100 при температуре 45 С. После стравливания стального основания готовую печатную плату промывали в дистиллированной воде в течение 5 мин и сушили. Поле этого готовую печатную плату подвергали исп ытанию на вибростенде, как описано в приме1814753Ф 7 рах 1 и 2, В результате проведенного испытания наблюдалось разрушение структурымедного рисунка проводящей схемы на 30,площади печатной платы. 3,0 - 5;0; Составитель А,КадышевТехред ММоргентал Корректор Н,Гунько Редактор А,Купрякова Заказ 1846 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарин, 101 формула изобретения Способ изготовления печатных плат, включающий формирование отверстий в металлическом основании, нанесение на обе стороны основания фоторезиста и формирование в нем окон в соответствии с рисунком схемы, получение рисунка схемы путем гальванического охлаждения меди в окнах фоторезиста и в отверстия, удаление фоторезистэ, припрессование диэлектрической подложки к металлическому основанию со стороны рисунка схемы и удаление металлического основания травлением, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности плат за счет увеличения пластичности меди, металлическое основание выполняют из алюминия или его сплавов, а перед гальваническим осаждениеммеди в отверстия и окна фоторезиста ихповерхность обрабатывают в водном растворе, содержащем двухлористое олово,5 двухлористый никель, фтористый алий, соляную кислоту, хлористый натрий. тиомочевину и смачиватель ОП 7 при следующемсоотношении компонентов. г/л:Двухлористое10 олово 10,0-15,0;Хлористыйнатрий 1,0-2,0;Двухлористыйникель15 Фтористыйкалий 15,0-20,0;Соляная кислота 0,5-2,0;Тиомочевина 2,0-7,0;Смачиватель ОП 7 1,0 - 2,020 Вода до 1 л,причем обработку поводят при 15-20 С втечение 5-10 с,