ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДЛОЖКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОУРОВНЕВЫХ ТОЛСТОПЛЕНОЧНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ Российский патент 1994 года по МПК H05K3/12 

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к технологии изготовления печатных плат, преимущественно многоуровневых толстопленочных печатных плат, изготавливаемых методом сеткографической печати на керамических подложках.

Известно изготовление печатных плат методом сеткографической печати (М. Топфер "Микроэлектроника толстых пленок". М.: Мир, 1973, с.102), включающий совмещение сетчатого трафарета с рисунком на контрольной подложке (выполненной из непрозрачного материала), путем относительного перемещения трафарета и контрольной подложки, замены контрольной подложки на рабочую плату и нанесения на нее рисунка через трафарет.

Однако известный способ имеет недостаточную производительность труда и большой расход материалов, так как вследствие непрозрачности контрольной подложки и трафарета совмещаемые рисунки плохо просматриваются и необходимо сделать несколько пробных нанесений пастой при каждом совмещении. Поэтому сам метод совмещения, применяемый в данном способе - "Метод проб и ошибок", очень трудоемок и ведет к большому расходу материалов.

Известен также способ изготовления печатных плат (авт. св. N 437257, кл. Н 05 К 3/12, 1974 г.; прототип), в котором для изготовления печатных плат используется два вида вспомогательных технологических средств - прозрачная технологическая планка и непрозрачная контрольная подложка с нанесенными реперными знаками.

Согласно этому способу между сетчатым трафаретом и контрольной подложкой закрепляют неподвижно относительно трафарета прозрачную технологическую пленку, наносят на нее рисунок через сетчатый трафарет, совмещают полученный рисунок с реперными знаками рисунка на контрольной подложке, после чего удаляют технологическую пленку, заменяют контрольную подложу на рабочую и производят печать.

С применением в данном способе вспомогательных средств, какими являются прозрачная пленка и непрозрачная контрольная подложка с нанесенными реперными знаками, возрастает производительность процесса изготовления печатных плат, поскольку вследствие прозрачности технологической пленки становятся видимыми совмещаемые рисунки - рисунок, перенесенный с трафарета на пленку, и рисунок на непрозрачной контрольной подложке.

Хотя данная технология является более производительной, чем (М.Топфер "Микроэлектроника толстых пленок" М.: Мир, 1973, с.102), и позволяет более экономно расходовать материалы, чем в случае использования "Метода проб и ошибок", недостаток ее в том, что она предполагает дополнительный расход паст при совмещении рисунков трафарета и контрольной подложки, поскольку для переноса изображения рисунка трафарета на прозрачный носитель - прозрачную пленку делается пробное предварительное нанесение рисунка перед операцией совмещения с непрозрачной контрольной подложкой.

Цель изобретения - экономия материалов и повышение производительности процесса изготовления многоуровневых толстопленочных печатных плат.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления многоуровневых толстопленочных печатных плат в качестве кондуктора берут контрольную плату, выполненную с негативными и позитивными реперными знаками, соответствующими реперными знакам рисунков трафаретов диэлектрических и проводниковых слоев, повторяющую по форме рабочую плату, а по толщине превышающую ее на величину зазора между сетчатым трафаретом и рабочей платой, и перед нанесением рисунка очередного слоя на рабочую плату контактно совмещают в проходящем свете обратные по изображению реперные знаки трафарета и контрольной платы до образования однородного на просвет знака.

Отличительные от прототипа признаки обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "новизна".

Известны технические решения, в которых при изготовлении многоуровневых толстопленочных печатных плат используют непрозрачные кондуктор - контрольную подложку (М.Топфер "Микроэлектроника толстых пленок" М.: Мир, 1973, с. 102) и совмещают слои схемы с помощью "метода проб и ошибок", однако данный способ не обеспечивает необходимой производительности труда и экономии материалов, которые достигаются в заявляемом решении за счет использования в качестве кондуктора контрольной платы, выполненной с негативными и позитивными реперными знаками, соответствующими реперным знакам рисунков трафаретов диэлектрических и проводниковых слоев, повторяющую по форме рабочую плату, а по толщине превышающую ее на величину зазора между сетчатым трафаретом и рабочей платой, с помощью которой контактно поочередно совмещают обратные к изображению контрольной платы знаки проводниковых или диэлектрических трафаретов перед нанесением рисунка очередного слоя.

Это позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "существенные отличия".

Предлагаемый способ поясняется фиг.1, 2, 3, 4.

В процессе изготовления многоуровневых толстопленочных плат по предлагаемому способу на основании 16 с помощью колонн 17 укрепляют неподвижно рамку с сеткографическим трафаретом 19, на котором изготовлен рисунок топологии для печати диэлектрического или проводникового слоя с соответствующими знаками совмещения.

В гнездо держателя плат 22 укладывают контрольную плату 25, изображенную на фиг.1, выполненную из прозрачного материала, в четырех углах которой нанесены стационарные реперные знаки в виде крестов, имеющих светлопольное изображение 2, 3 и темнопольное изображение 5, 6.

Светлопольные знаки расположены на линии базирования (диагонали) 4, а темнопольные на диагонали 7. При наблюдении светлопольных знаков совмещения оператор наблюдает их по направлению 8, а темнопольные смотрятся по направлению 9. Поля зрения одной установки микроскопа обозначают поз. 10, 11, а второй установки - поз.12, 13.

Контрольную плату устанавливают в гнездо так, что ее верхняя поверхность касается трафарета, это дает возможность наблюдать знаки 2, 3, 5, 6 в одной фокальной плоскости, объективов 20, 21 двупольного микроскопа, с помощью которого производят совмещение реперых знаков трафарета и контрольной платы.

Производят подсветку лампочками 26 и с помощью микроскопа в проходящем свете производят совмещение контрастных знаков трафарета и контрольной платы, перемещая столик с укрепленной в нем контрольной платой с помощью микрометрических винтов 27, 28.

После достижения совмещения держатель плат выдвигают из-под трафарета 19 по направляющим 29 с помощью роликов 30. Контрольную технологическую плату 25 заменяют на рабочую плату 24, при этом уровень ее плоскости печати находится на расстоянии "в" от сеткографического трафарета. Держатель плат пододвигают под трафарет до упора и производят печать серии плат. После того как на подложки напечатают и вожгут рисунок проводникового слоя, на установке печати меняют трафарет с рисунком проводникового слоя 19 на трафарет с рисунком диэлектрического слоя. В гнездо держателя плат 22 укладывают контрольную плату 25, производят совмещение реперных знаков трафарета с рисунком диэлектрического слоя с соответствующими, контрастными им, реперными знаками контрольной платы.

При совмещении заменяют поля зрения микроскопа 10, 11 на поля зрения 12, 13 поворотом микроскопа по оси вращения 14, так что база совмещения 15 при повороте микроскопа остается неизменной.

Выбранная система знаков использует наибольшую из возможных базу совмещения, что повышает точность и производительность совмещения.

С этой целью знаки совмещения в виде крестов развернуты относительно координат подложки так, чтобы при наблюдении в микроскоп элементы знаков наблюдались параллельно вертикальной и горизонтальной осям полей зрения, что соответствует наилучшей аккомодации глаза при выполнении совмещения.

После достижения совмещения реперных знаков диэлектрического трафарета с реперными знаками контрольной платы, контрольная плата заменяется на рабочую, далее процесс производится аналогично процессу при печати проводникового слоя.

Описываемая контрольная технологическая плата дает возможность непосредственно совмещать контрастные реперные знаки, выполненные на прозрачном основании с соответствующими реперными знаками рисунков диэлектрических и проводниковых трафаретов при использовании сквозной подсветки и выставлять держатель плат в место печати; поскольку реперные знаки на контрольной плате центрированы относительно центра контрольной платы и ее базового угла, а сама она по форме повторяет рабочую плату - это дает гарантию центрирования топологических слоев схемы в нужном, заранее рассчитанном месте рабочей платы.

Так как на плате нанесены знаки двух видов - это позволяет изготавливать многоуровневые толстопленочные микросборки.

Поскольку толщина технологической платы превышает толщину рабочей платы на величину зазора между рабочей платой и трафаретом, в процессе совмещения реперные знаки трафарета и контрольной платы оказываются одновременно в фокальной плоскости двупольного микроскопа.

Выбранная система знаков позволяет переводить совмещение с одной системы знаков на другую простым поворотом микроскопа вокруг оси вращения.

В предлагаемом способе отпадает необходимость пробного нанесения и последующего стирания пасты на вспомогательной технологической пленке в момент изготовления толстопленочных печатных плат, а также в креплении и снятии вспомогательной технологической пленки, таким образом возрастает производительность изготовления толстопленочных печатных плат за счет сокращения времени на этих операциях. Кроме того, вследствие исключения операции пробного нанесения рисунка пастой на технологическую пленку экономятся материалы. То есть, данный способ более производителен и экономичен.

Область использования: изготовление толстопленочных печатных плат методом сеткографической печати. Сущность: технологическая подложка, использующаяся при совмещении трафаретов диэлектрических и проводниковых слоев с рабочей подложкой платы, имеет на прозрачном основании стационарные реперные знаки двух видов, что позволяет повысить производительность процесса изготовления плат. Кроме того, толщина основания технологической подложки больше толщины рабочей подложки на величину зазора между трафаретом и рабочей подложкой. 4 ил.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДЛОЖКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОУРОВНЕВЫХ ТОЛСТОПЛЕНОЧНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ с помощью сеткографической печати, содержащая прозрачное жесткое основание, размеры которого в плане идентичны размерам рабочей подложки платы, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности процесса, в основании выполнены два вида стационарных реперных знаков, обратных по изображению один другому и соответствующих реперным знакам на трафаретах диэлектрических и проводниковых слоев платы, причем толщина основания превышает толщину рабочей подложки на величину зазора между рабочей подложкой и трафаретом.