СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ Российский патент 1996 года по МПК H05K3/46 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в технологии изготовления печатных плат.

Известен способ изготовления многослойных печатных плат (МПП) основанный на изготовлении слоев и их склеивании клеями типа БФ горячим прессованием (1). Способ применим лишь для узкого класса МПП с открытыми контактными площадками с ограниченной коммутационной способностью.

Известен также способ изготовления МПП на стеклотекстолитах с эпоксидным связующим, включающий изготовление слоев, их соединение склеивающими прокладками под действием давления и повышенной температуры (горячее прессование) и коммутацию токопроводящего рисунка слоев (2). В качестве склеивающих прокладок используют стеклоткань, пропитанную эпоксидной смолой, содержащей латентный отвердитель (препрег). Коммутацию токопроводящего рисунка на отдельных слоях проводят через отверстия штырьками, пистонами, металлизацией стенок отверстий.

Способ-прототип не лишен недостатков. Ограниченный срок хранения склеивающих прокладок, изменение технологических свойств эпоксидной смолы при хранении (снижение текучести), сложность выбора оптимального режима прессования являются причинами появления расслоений между слоями МПП. Расслоения возникают непосредственно в процессе прессования, при механической обработке и (или) после воздействия на МПП термоударов (оплавление покрытия проводников, групповая пайка радиоэлементов). Наиболее характерно появление расслоений в крупноформатных МПП большой толщины, например, МПП для Супер-ЭВМ. Расслоения являются браковочными признаками, поскольку снижают надежность МПП при эксплуатации в жестких условиях.

Целью изобретения является улучшение качества МПП путем предотвращения расслоений.

Настоящая цель достигается тем, что склеивающие прокладки-препреги перед прессованием смачивают полимеризационноспособными композициями горячего отверждения на основе гликолевых диэфиров метакриловой кислоты, взятых в количестве 0,5-40% мас. от эпоксидного связующего в прокладках, а соотношение мономера и инициатора полимеризации в композиции выбирается из условия и инициатора полимеризации в композиции выбирается из условия обеспечения возможности отверждения композиции в режиме прессования плат.

Обязательными компонентами полимеризационноспособной композиции бифукциональный мономер гликолевый диэфир метакриловой кислоты и инициатор полимеризации. В качестве мономера, например, используют диметакрилат триэтиленгликоля (ТГМ-3), диметакрилат бис-(триэтиленгликольфталата) (МГФ-9). Типичные инициаторы полимеризации перекисные и азо-соединения. В состав композиции могут также входить вспомогательные компоненты: ингибиторы полимеризации, пластификаторы и др. Некоторые конкретные составы композиции указаны в примерах 1-5.

Положительный эффект от использования предлагаемого технического решения наблюдается, если масса используемой композиции составляет 0,5-40% мас. по отношению к эпоксидному связующему в прокладочной стеклоткани. При содержании менее 0,5% количество композиции недостаточно для смачивания всей поверхности склеивающих прокладок. При содержании композиции более 40% наблюдается увеличение влагопоглощения основания МПП и ухудшение его диэлектрических характеристик.

Композицию наносят на склеивающие прокладки распылением, кистью или другим способом. Она подрастворяет эпоксидную смолу, переводя в железообразное состояние различной вязкости. Присутствие на начальной стадии прессования в склеивающей прокладке композиции обеспечивает хорошую смачиваемость и адгезию на границе раздела слой МПП прокладка в широком диапазоне изменения текучести эпоксидной смолы и в большом интервале изменения параметров технологического процесса прессования. Совместное отверждение эпоксидной смолы и полимеризационноспособной композиции в предлагаемых соотношениях позволяет получить в объеме склеивающих прокладок полимерное связующее с более высокими физико-механическими свойствами и когезионной прочностью по сравнению с отвержденными раздельно эпоксидной смолой и композицией. Таким образом совокупность существенных признаков предлагаемого технического решения приводит к получению нового технического результата повышению качества МПП за счет предотвращения появления межслойных расслоений.

Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом и другими техническими решениями в данной области позволяет сделать вывод о соответствии критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Изобретение осуществляют следующим образом.

Пример 1.

Слои МПП изготавливают из стеклотекстолита марки ФТС. В качестве склеивающих прокладок используют стеклоткань прокладочную СПТ-3. На прокладочную стеклоткань наносят композицию состава: (мас.ч.)
Диметакрилат триэтиленгликоля 100
Перекись бензоила 0,75
в количестве 10% масс от эпоксидного связующего в стеклоткани.

МПП прессуют в 2 стадии.

Режим прессования на 1 стадии: температура 120-130^oC, давление 0,5-1,0 МПа, время 10-30 мин.

Режим прессования на 2 стадии: температура 170-180^oC, давление 5,0-6,0 МПа, время 60-90 мин.

Затем на поверхности заготовок МПП формируют токопроводящий рисунок и проводят коммутацию слоев сверлением отверстий и их металлизацией с последующей установкой пистонов.

Пример 2.

Слои МПП изготавливают из стеклотекстолита марки ФТС. В качестве склеивающих прокладок используют стеклоткань прокладочную марки СПТ-3. На прокладочную стеклоткань наносят композицию состава: (мас.ч.)
Диметакрилат этилегликоля 100
Диоктилфталат 5
Гидроперекись кумола 1
Гидрохинон 0,01
в количестве 0,5% мас. от эпоксидного связующего в прокладочной стеклоткани.

МПП прессуют в 2 стадии.

Режим прессования на 1 стадии: температура 120-130^oC, давление 0,5-1,0 МПа, время 10-30 мин.

Режим прессования на 2 стадии: температура 170-180^oC, давление 4,0-5,0 МПа, время 60-90 мин.

Затем на поверхности заготовок МПП формируют токопроводящий рисунок и проводят коммутацию сверлением отверстий и их металлизацией.

Пример 3.

Слои МПП изготавливают из стеклотекстолита марки СТФ прокладочную стеклоткань марки СТП-4 смачивают композицией состава: (мас.ч.)
Диметакрилат этиленгликоля 5
Диметакрилат диэтиленгликоля 20
Диметакрилат триэтиленгликоля 45
Диметакрилат тетраэтиленгликоля 25
Диметакрилат пентаэтиленгликоля 5
Перекись бензола 1
Бензохинон 0,05
взятой в количестве 15% мас. от эпоксидного связующего в прокладочной стеклоткани.

МПП прессуют в 2 стадии.

Режим прессования на 1 стадии: температура 120-130^oC, давление 0,5-1,0 МПа, время 20-30 мин.

Режим прессования на 2 стадии: температура 160-170^oC, давление 5,0-6,0 МПа, время 120 мин.

Затем проводят коммутацию токопроводящего рисунка слоев МПП сверлением отверстий и металлизацией их стенок.

Пример 4.

Слои МПП изготавливают из стеклотекстолита марки СТФ. В качестве склеивающих прокладок используют стеклоткань прокладочную СТП-4. Прокладочную стеклоткань смачивают композицией состава: (мас.ч.)
Диметакрилат бис-(триэтиленгликольфталата) 100
4,4¹-азо-бис-(цианопентановая) кислота 0,3
Гидрохинон 0,05
в количестве 40% мас от эпоксидного связующего в прокладочной стеклоткани. МПП прессуют в 2 стадии.

Режим прессования на 1 стадии: температура 120-130^oC, давление 0,5-1,0 МПа, время 10-30 мин.

Режим прессования на 2 стадии: температура 170-180^oC, давление 5,0-6,0 МПа, время 90-120 мин.

Затем проводят коммутацию токопроводящего рисунка слоев сверлением отверстий и их металлизацией.

Пример 5.

Слои МПП изготавливают из стеклотекстолита марки ФТС. Прокладочную стеклоткань марки СПТ-3 смачивают композицией состава: (мас.ч.)
Диметакрилат бис-(этиленгликольфталата) 100
Диокстилебацинат 10
Перекись бензоила 0,5-1,0
взятой в количестве 25% мас. от эпоксидного связующего в прокладочной стеклоткани.

МПП прессуют в 2 стадии.

Режим прессования на 1 стадии: температура 120-130^oC, давление 0,5-1,0 МПа, время 10-30 мин.

Режим прессования на 2 стадии: температура 160-170^oC, давление 4,0-6,0 МПа, время 120 мин.

Затем проводят коммутацию токопроводящего рисунка в слоях МПП сверлением отверстий и металлизацией их стенок.

Технико-экономическая эффективность заявляемого изобретения заключается в улучшении качества и повышении выхода годных МПП в результате предотвращения появления расслоений. Экспериментально установлено, что максимальная эффективность предлагаемого способа наблюдается в крупноформатных МПП, а также при использовании прокладочной стеклоткани с пониженной текучестью эпоксидной смолы.

Использование: изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в технологии изготовления многослойных печатных плат. Сущность изобретения: при изготовлении многослойных печатных плат склеивающие прокладки (препреги) перед сборкой слоев в пакет смачивают полимеризационно способными композициями горячего отверждения на основе гликолевых диэфиров метакриловой кислоты. При этом композиция наносится в количестве 0,5-40% мас. от эпоксидного связующего в прокладках. Изобретение позволяет улучшить качество плат за счет предотвращения межслойнных расслоений.

Способ изготовления многослойных печатных плат, включающий изготовление слоев из стеклотекстолита с эпоксидным связующим, сборку слоев в пакет с размещением между слоями прокладок-препрегов на основе эпоксидных смол и стеклоткани и горячее прессование пакета, формирование коммутации токопроводящих рисунков слоев, отличающийся тем, что перед сборкой слоев в пакет прокладки-препреги смачивают композицией, содержащей гликолевый диэфир метакриловой кислоты и инициатор полимеризации, причем содержание композиции взята в количестве 0,5-40 мас. от содержания эпоксидного связующего в прокладке-препреге.