СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ Российский патент 1995 года по МПК H05K3/18 

Изобретение относится к аддитивным способам изготовления печатных плат на термопластичных подложках, в частности к лазерному аддитивному методу, и может найти применение в производстве печатных схем в радиотехнической, электронной и других отраслях промышленности.

Известен способ оптической регистрации информации на слоях термочувствительных солей меди, включающий подготовку поверхности диэлектрической подложки, нанесение и сушку активатора до получения термочувствительного слоя солей меди, избирательный по рисунку схемы печатной платы нагрев лазерным излучением термочувствительного слоя до пороговой температуры термохимической реакции и химическое наращивание медного слоя на получившихся каталитически активных центрах (Баев С.Б. и др. Оптическая регистрация информации на слоях термо- чувствительных солей меди. Квантовая электроника, 1984, N 2, 11, с.385-386).

Недостатком известного способа является невысокая сила адгезии проводников к подложке, которая определяется только качеством предварительной подготовки поверхности подложки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является лазерный аддитивный способ изготовления печатной платы, включающий подготовку поверхности диэлектрической подложки, нанесение на нее термочувствительного слоя, избирательную обработку термочувствительного слоя лазерным излучением при температуре испарения материала подложки по схеме проводящего рисунка и химическое наращивание медного слоя проводников (авт.св. N 2013035, кл. Н 05 К 3/18, 12.05.91).

Недостатком этого способа является недостаточная сила адгезии проводников к подложке, особенно после продолжительного наращивания требуемой толщины проводников в химически активных растворах.

Целью изобретения является повышение адгезии проводников к диэлектрической подложке, что, в конечном счете, ведет к улучшению качества печатных плат, выполненных лазерным аддитивным способом.

Цель достигается тем, что полученные печатные платы опрессовывают плоским нагретым до температуры размягчения материала подложки пуансоном со стороны проводящего рисунка на плоской поверхности с давлением, обеспечивающим текучесть размягченного материала подложки.

В процессе воздействия лазерного излучения на подложку на ней формируются шероховатые микроборозды вдоль перемещения лазерного луча шириной 10-30 мкм и глубиной до 10 мкм в зависимости от материала подложки и плотности энергии излучения в результате испарения части материала подложки. По поверхности этих борозд локально располагаются микроскопические каталитически активные центры, абсорбированные и адсорбированные размягченной при лазерном воздействии поверхности материала подложки. При химическом осаждении меди на этих центрах происходит "зарастание" разрывов между этими центрами и обеспечивается электрический контакт по всему элементу проводящего рисунка. Однако адгезия проводника к подложке в этом случае определяется в основном силой сцепления с подложкой каталитически активных центров. Медь, осажденная между центрами, образует на своей прилегающей к подложке поверхности микрошероховатости, микрокаверны и другие микронеровности, которые не связаны с поверхностью подложки адгезионными силами, что снижает адгезию проводника с подложкой по сравнению с максимально возможной силой адгезии.

Для включения участков поверхности подложки и осажденной меди, находящихся между активными центрами, в механизм сцепления подложки с осажденным проводником печатную плату опрессовывают плоским нагретым пуансоном со стороны проводящего рисунка при температуре размягчения материала подложки на плоской поверхности при таком давлении, которое обеспечивает внедрение размягченного материала подложки в микрокаверны, микрошероховатости и другие микронеровности поверхности химически осажденной меди. Медный проводящий рисунок является хорошим проводником тепла, поэтому в процессе опрессовки быстрее и больше прогреваются участки поверхности подложки, находящиеся под медными проводниками, что способствует уменьшению влияния температуры на деформацию самой печатной платы. Прогрев проводников нагретым пуансоном в процессе опрессовки приводит к интенсификации диффузии молекулярного водорода из химически осажденной меди, в результате чего повышается эластичность материала проводников.

Внедрение материала подложки в микронеровности поверхности химически осажденной меди и возможное частичное впрессовывание проводника в подложку при горячей опрессовке печатных плат в значительной степени повышает силу сцепления проводников с подложкой.

Испытания на отрыв проводников от основы печатной платы, проведенные на печатных платах с подложкой из лавсановой пленки, показали, что проводники отрывались с материалом основы, т.е. сила адгезии проводников к подложке превосходила силу когезии материала подложки, что свидетельствует об эффективности предлагаемого способа изготовления печатных плат.

П р и м е р. В качестве подложки печатной платы берут глянцевую лавсановую пленку марки ПЭТ-Э100, ГОСТ4234-80, толщиной 75 мкм. После подготовки поверхности, нанесения и сушки термочув- ствительного активатора закрепляют подложку на формном цилиндре лазерного гравировального автомата типа "Копия-2" и производят запись лазерным излучением с длиной волны 10,6 мкм и плотностью энергии 2-3 Дж/см² топологии проводящего рисунка печатной платы. После этого подложку погружают в раствор химического меднения, где медь осаждается на каталитически активных центрах, полученных при локальном лазерном термолизе, и на подложке воспроизводится проводящий рисунок печатной платы. Затем после промывки и сушки полученной печатной платы плоским пуансоном, нагретым до 90-120^оС температуры размягчения лавсана, опрессовывают печатную плату со стороны проводящего рисунка на плоской поверхности при давлении порядка 1 кгс/см² (0,1 МПа) в течение 5-10 с. После этого печатную плату передают на последующие технологические операции.

Использование: в технологии изготовления печатных плат лазерным аддитивным методом. Сущность изобретения: способ основан на включении в механизм сцепления подложки с химически осажденным проводником участков поверхности, находящихся между каталитически активными центрами, образованными при лазерном термолизе активатора. Это включение осуществляется путем опрессовки печатных плат плоским пуансоном, нагретым до температуры размягчения материала подложки со стороны проводящего рисунка на плоской поверхности при давлении, обеспечивающем требуемую текучесть размягченного материала подложки.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ, включающий подготовку поверхности диэлектрической подложки, нанесение на нее термочувствительного слоя активатора, его избирательную обработку лазерным излучением в соответствии с рисунком проводников и химическое наращивание медного слоя проводников, отличающийся тем, что после химического наращивания медного слоя подложку со стороны проводников опрессовывают плоским пуансоном, нагретым до температуры размягчения материала подложки, причем опрессовывание осуществляют на плоской поверхности при давлении, обеспечивающем состояние текучести размягченного материала подложки.