СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ Российский патент 2008 года по МПК H05K3/07 H05K3/06 

Изобретение относится к способам изготовления печатных плат методом размерной электрохимической обработки из фольгированных диэлектриков и может быть использовано также при электрохимическом маркировании токопроводящих изделий.

Известен способ изготовления печатных плат (ПП) электрод-инструментом (ЭИ), состоящим из отдельных изолированных металлических пластин-секций, расположенных в линию, и в процессе изготовления ПП фольгированный диэлектрик или ЭИ двигаются так, что расстояние между ЭИ и токоподводом уменьшается [патент GB №1225676, кл. С7В, 1970]. В процессе движения на секции ЭИ с помощью программирующего устройства подается электрическое напряжение, в соответствии с которым происходит последовательное удаление металлической фольги, соответствующее непроводящему рисунку ПП.

Недостатком этого способа является сложность системы коммутации и управления технологическим током каждой секции, и необходимость составления программы для каждого рисунка ПП.

Известен способ изготовления ПП, в котором управление технологическим током в каждой секции линейного ЭИ осуществляется от соответствующего фотоэлемента [Патент РФ №2109417 от 20.04.1998, Кукоз Ф.И. и др.]. В процессе движения фольгированного диэлектрика относительно ЭИ происходит синхронное движение панели с фотоэлементами в плоскости световой проекции рисунка ПП. Недостатком этого способа является сложность системы коммутации, необходимость синхронного движения с различными скоростями фольгированного диэлектрика и панели с фотоэлементами, а также погрешности обработки, обусловленные дискретным характером фотопреобразования световой информации в отдельном фотоэлементе, и дискретный характер технологического тока в отдельной секции ЭИ.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ изготовления ПП, в котором на поверхности ЭИ изолированы участки, соответствующие проводящему рисунку ПП [АС СССР №309481, опубл. БИ №22, 1971 г., - с.220, A.M.Котляр и др.]. Для повышения точности воспроизведения рисунка ПП в зазоре между фольгированным диэлектриком и ЭИ расположена диэлектрическая пленка со щелью, которая в процессе изготовления ПП перемещается в зону растворения. Недостатком этого способа является необходимость изготовления ЭИ для каждого рисунка ПП, сложность технологии осуществления движения пленки в зазоре, в котором осуществляется прокачка электролита. Кроме того, необходимо обеспечить достаточно плотный прижим пленки со щелью к трафарету, возможно коробление пленки, щель в пленке препятствует эвакуации газов, способствует накоплению шлама, что ухудшает точность и качество формирования проводящего рисунка ПП.

Предлагаемое изобретение направлено на создание ПП непосредственно по фотошаблону, более простого способа движения пластины со щелью вдоль нерабочей поверхности ЭИ, упрощение схемы коммутации ЭИ и фольгированного диэлектрика.

Поставленная цель достигается способом, в котором рисунок ПП проецируется на фотоактивный полупроводниковый ЭИ через фотошаблон, по поверхности которого двигается пластина со щелью. Участки, в которых происходит травление фольги, определяются рисунком фотошаблона и находятся только под площадью щели. Движение щели в направлении токоподвода к фольгированному диэлектрику обеспечивает последовательно удаление фольги, соответствующее непроводящему рисунку ПП. Для получения нового рисунка ПП меняют только фотошаблон.

На фиг.1 изображена схема устройства для изготовления ПП в разрезе, вид сбоку. Фоточувствительный полупроводниковый ЭИ 3 имеет ширину, равную или больше ширины обрабатываемого фольгированного диэлектрика 5. На нерабочую поверхность ЭИ 3 устанавливают фотошаблон рисунка ПП 2, на который от источника излучения (не показан) проецируют свет, к которому чувствителен полупроводниковый материал ЭИ 3. Электролит в межэлектродный зазор 8 прокачивается со стороны токоподвода 6 (положительный полюс) к фольгированному диэлектрику 5, направление движения электролита показано стрелкой V₂. Отрицательный полюс от источника питания (не показан) подается на нерабочую поверхность полупроводникового ЭИ 3. На фотошаблон 2 устанавливают пластину из непроницаемого для используемого света материала 1 с щелью 7, и пластина в процессе изготовления ПП двигается в сторону токоподвода 6 со скоростью V₂, указанную на фиг.1 стрелкой.

Устройство работает следующим образом.

На ЭИ 3 устанавливают фотошаблон рисунка ПП 2. Пластину 1 устанавливают так, что щель 7 расположена в начале обработки, т.е. проекция щели расположена в начале стороны фольгированного диэлектрика 5, противоположной стороне токоподвода 6. Включают источник света (не показан), направление света указано на фиг.1 стрелками, в межэлектродный зазор 8 подают электролит со скоростью V₂. На ЭИ 3 и токоподвод 6 подают рабочее напряжение от источника питания (не показан) и одновременно начинают двигать пластину 1 со скоростью V₁, направление движения указано стрелкой. При этом происходит последовательное избирательно травление фольги фольгированного диэлектрика. Участки проводящего рисунка ПП 4 формируются в процессе электрохимического травления под непрозрачными участками 9 фотошаблона 2. Положение на фиг.1 соответствует процессу локального травления, так как свет проходит через щель 7 и прозрачный участок фотошаблона 2. Изготовление ПП заканчивается при достижении проекции щели 7 токоподвода 6.

На фиг.2 схематично показан промежуточный момент изготовления ПП, вид сверху, фотошаблон и ЭИ на фиг.2 не показан. Границы пластины 1 и щели 7 показаны пунктиром. Направление движения пластины 1 указано стрелкой V₁, направление течения электролита - стрелкой V₂. Слева от щели - обработанный участок с проводящим рисунком 4, справа - необработанный участок фольгированного диэлектрика 5.

Для реализации заявляемого способа могут быть использованы известные электролиты и соответствующие режимы обработки, например, указанные в процитированных выше источниках. Скорость движения пластины со щелью и плотность технологического тока в засвеченных участках определяются из условия полного травления фольги до диэлектрического основания фольгированного диэлектрика. Такие способы обработки позволяют избежать образования невытравленных участков и токоизолированных зон. В предлагаемом способе могут использоваться известные фоточувствительные полупроводниковые ЭИ, т.е. такие ЭИ, у которых проецирование изображения рисунка ПП на нерабочую поверхность вызывает соответствующее распределение плотности технологического тока на обрабатываемой поверхности.

Предлагаемое изобретение расширяет технологические возможности изготовления ПП методами электрохимического травления фольгированного диэлектрика, позволяет получить высокую разрешающую способность за счет уменьшения ширины щели, оперативно менять фотошаблоны и изготавливать на одном ЭИ ПП с различными рисунками. Предлагаемый способ обработки, кроме изготовления ПП, можно использовать для маркирования токопроводящих поверхностей, в частности, покрытых тонким слоем металла, например, для маркирования ПП других изделий.

Источники информации

1. АС СССР №1315182, МПК В23Н 3/04, Н9/06. Устройство для электрохимического маркирования / Бородин В.В. и др. Опубл. БИ №21, 1987.

2. АС СССР №1771897, МПК В23Н 3/04, Н9/06. Способ электрохимической обработки. / Кирсанов С.В. и др. Опубл. БИ №40, 1992.

Изобретение относится к электрохимическим способам изготовления печатных плат и может быть использовано также для электрохимического маркирования токопроводящих поверхностей. Технический результат - создание ПП непосредственно по фотошаблону, упрощение способа движения пластины со щелью вдоль нерабочей поверхности ЭИ, упрощение схемы коммутации ЭИ и фольгированного диэлектрика. Достигается тем, что в способе, заключающемся в избирательном электрохимическом травлении фольгированного диэлектрика при движении пластины со щелью по поверхности фотошаблона, расположенного на нерабочей поверхности фоточувствительного полупроводникового электрод-инструмента, на поверхность электрод-инструмента проецируется световое излучение. Травление непроводящего рисунка печатной платы происходит под теми участками электрод-инструмента, куда попадает излучение, прошедшее через щель и прозрачные участки фотошаблона. 2 ил.

Способ изготовления печатных плат, осуществляющий последовательное избирательное электрохимическое травление фольги из фольгированного диэлектрика при поступательном движении пластины со щелью относительно электрода-инструмента и фольгированного диэлектрика в направлении токоподвода к фольгированному диэлектрику, отличающийся тем, что указанное движение пластины со щелью осуществляют по поверхности фотошаблона, расположенного на нерабочей поверхности электрода-инструмента, выполненного из фотопроводящего полупроводникового материала, на который воздействуют через фотошаблон световым потоком, причем пластина выполнена из не проницаемого для используемого светового потока материала.