СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИБКИХ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ Российский патент 2008 года по МПК H05K3/06 H05K3/22 

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано при изготовлении гибких печатных плат, применяемых при конструировании радиоэлектронной техники.

Известен способ изготовления печатных плат в виде металлического рисунка на диэлектрической основе, полученного путем химического избирательного вытравливания отдельных участков медной фольги, припаянной на основу диэлектрика. Участки фольги, составляющие нужный электропроводящий рисунок радиотехнической схемы, защищают стойким к воздействию травильных растворов покрытием [1]. После вытравливания и удаления резистивного органического слоя полученная радиотехническая схема облуживается легкоплавким сплавом, например сплавом Sn-Pb, Вуда, Розе и др. Экспериментально установлено, что в этом случае наблюдается плохая адгезия защитного легкоплавкого покрытия к медным дорожкам, его отслаивание [2]. При изготовлении рисунка наблюдается боковое подтравливание проводящих дорожек.

К недостаткам указанного способа можно отнести необходимость обязательного нанесения защитного лакового покрытия, например лака УР-231, для защиты от влияния воздействия окружающей среды и увеличения адгезии электропроводящих дорожек к основе (стеклотекстолиту, полиимиду и др.).

В качестве прототипа выбран способ получения гибких печатных плат [3]. Способ состоит из последовательного нанесения на металлическую пластину методом термораспада алюминиевого покрытия, металлорезестивного толщиной 4-5 мкм и электропроводящего медного или молибденового толщиной 20-30 мкм. Затем путем фотолитографии получают рисунок электросхемы и покрывают его слоем полимера толщиной 80-100 мкм, после чего отделяют полимерную пленку с электропроводящей схемой и металлорезестивным покрытием путем растворения алюминиевого слоя.

Недостатком этого способа является боковое подтравливание, а также невозможность получения электрической схемы с шириной дорожек менее 100 мкм.

Задачей изобретения является получение электропроводящих печатных плат на полимерной основе с хорошо паяющейся электросхемой, устойчивой к окислению при ширине электропроводящих дорожек менее 100 мкм.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления гибких печатных плат, состоящем из последовательного нанесения на металлическую пластину методом термораспада металлоорганических соединений (МОС) алюминиевого покрытия, металлорезистивного никелевого или кобальтового покрытия, получения рисунка электропроводящей схемы с последующим растворением алюминиевого слоя, электропроводящую схему получают путем формирования защитного рельефа пленочным фоторезистом на никелевом или кобальтовом резистивном покрытии и нанесением меди гальваническим методом на незащищенные фоторезистом участки, поле чего пленочный фоторезист удаляют, а полученную электросхему заливают полиимидом, отделяют полимерную пленку с электропроводящей схемой и металлорезестивным покрытием от металлической пластины, после этого методом фотолитографии из защитного никелевого или кобальтового покрытия формируют защитный рисунок медной электропроводящей схемы и получают гибкую печатную плату.

Способ осуществляется следующим образом. На поверхность листа из нержавеющей стали сначала наносят алюминиевое покрытие толщиной 40-50 мкм путем термораспада триизобутилалюминия [4]. Осаждение проводят на установках [5, 6]. После нанесения алюминиевого покрытия на той же установке путем термораспада дициклопентодиенильных соединений никеля или кобальта получают хорошо паяющееся никелевое или кобальтовое покрытие толщиной 4-5 мкм. Если толщина покрытия менее 4 мкм оно получается пористое. Пористость покрытия определялась по ГОСТ 9.302-79 [7]. Наносить покрытие свыше 5 мкм не целесообразно, так как оно хорошо паяется и является беспористым уже при 4 мкм. Термораспад проводится при температуре (150-200)°С по способу [8, 9]. После формирования защитного рельефа пленочным фоторезистом, на незакрытые фоторезистом участки наносят гальваническое медное покрытие толщиной 30-50 мкм. Поле чего пленочный фоторезист удаляется, а полученная электросхема заливается полиимидом указанной толщины. При этом дорожки электропроводящей схемы оказываются «утопленными» в слое полиимида, а четвертая сторона покрыта хорошо паяющимся никелевым (кобальтовым) покрытием на всей ширине медной дорожки. После удаления промежуточного алюминиевого покрытия и проведения фотолитографии по никелевому покрытию получают печатную плату с медной электропроводящей схемой, дорожки которой с трех сторон защищены диэлектриком, а четвертая верхняя покрыта хорошо паяющимся никелевым или кобальтовым покрытием.

Для получения двухсторонних гибких печатных плат две односторонние гибкие платы соединяют между собой слоем полиимида.

Предлагаемый способ позволяет отказаться от травления электропроводящего медного покрытия и тем самым избежать бокового подтравливания. Ширина дорожки определяется рисунком рельефа на пленочном фоторезисте. Фотоэкспонирование дает возможность получить на пленочном фоторезисте рисунок электросхемы с любой шириной дорожек, ровными краями.

Способ позволяет получать гибкие печатные платы с любой шириной дорожки в том числе и менее 100 мкм с высокой плотностью монтажа. При этом три стороны электропроводящих дорожек утоплены в диэлектрике, а четвертая защищена хорошо паяющимся металлорезестивным покрытием.

ЛИТЕРАТУРА

1. Федулова А.А., Котова Е.А., Явич Э.Р. Многослойные печатные платы М: Сов. Радио, 1977. С.248.

2. Патент РФ №2213435. Способ изготовления печатных плат. Бюллетень №27, 2003 г.

3. Патент РФ №2277764. Способ изготовления гибких печатных плат. Бюллетень №18, 2004 г. (Прототип).

4. Воронин Л.Г., Левченко Г.М. Влияние температуры пиролиза паров триизобутилалюминия на свойства алюминиевых покрытий. IV Всесоюзное совещание по применению МОС для получения неорганических покрытий и материалов: Тезисы докладов. г.Горький, 1983. С.84.

5. Слушков A.M. и др. Устройство для нанесения покрытий в вакууме. Авторское свидетельство №1693895, 1991.

6. Слушков A.M. и др. Устройство для нанесения покрытий в вакууме. Авторское свидетельство №1693895, 1992.

7. ГОСТ 9.302-79. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы контроля.

8. Каплин Ю.А. и др. Осаждение никелевых покрытий разложением дициклопентадиенилникеля водородом. Изд. ВУЗ. // сер. Химия и хим. технология. 1977. Т.20. №5. С.771.

9. Каплин Ю.А. и др. Осаждение кобальтовых покрытий разложением дициклопентадиенилкобальта водородом. Изд. ВУЗ. // сер. Химия и хим. технология. 1977. Т.20. №6. С.944-945.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при изготовлении гибких печатных плат, применяемых при изготовлении радиоэлектронной техники. Технический результат - получение электропроводящих печатных плат на полимерной основе с хорошо паяющейся электросхемой, устойчивой к окислению при ширине электропроводящих дорожек менее 100 мкм. Достигается тем, что в способе изготовления печатных плат, состоящем из последовательного нанесения на металлическую пластину алюминиевого покрытия, металлорезистивного никелевого (кобальтового) покрытия и получения электропроводящей медной схемы путем формирования защитного рельефа пленочным фоторезистом на никелевом или кобальтовом резистивном покрытии и нанесением меди на незащищенные фоторезистом участки, полученную электропроводящую медную схему покрывают тонким слоем полимера. Затем отделяют полимерную пленку с электропроводящей схемой и металлорезестивным покрытием путем растворения алюминиевого слоя и формируют из защитного никелевого или кобальтового покрытия защитный рисунок медной электропроводящей схемы. Для получения двухсторонних гибких плат после удаления пленочного фоторезиста берут две платы и соединяют между собой слоем полимера со стороны электропроводящей схемы, после чего растворяют алюминиевые слои, отделяют металлические пластины, методом фотолитографии на никелевом или кобальтовом покрытии формируют защитный рисунок электропроводящей схемы и получают двухстороннюю гибкую плату. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ изготовления гибких печатных плат, состоящий из последовательного нанесения на металлическую пластину методом термораспада металлоорганических соединений (МОС) алюминиевого покрытия, металлорезистивного никелевого или кобальтового покрытия, получения рисунка электропроводящей схемы с последующим растворением алюминиевого слоя, отличающийся тем, что электропроводящую схему получают путем формирования защитного рельефа пленочным фоторезистом на никелевом или кобальтовом резистивном покрытии и нанесением меди гальваническим методом на незащищенные фоторезистом участки, поле чего пленочный фоторезист удаляют, а полученную электросхему заливают полиимидом, отделяют полимерную пленку с электропроводящей схемой и металлорезестивным покрытием от металлической пластины, после этого методом фотолитографии из защитного никелевого или кобальтового покрытия формируют защитный рисунок медной электропроводящей схемы и получают гибкую печатную плату.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после удаления пленочного фоторезиста берут две платы и соединяют между собой слоем полимера толщиной 80-100 мкм со стороны электропроводящей схемы, затем растворяют алюминиевые слои, отделяют металлические пластины, после чего методом фотолитографии на никелевом или кобальтовом покрытии формируют защитный рисунок электропроводящей схемы и получают двухстороннюю гибкую плату.