СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫХ ОТВЕРСТИЙ В ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЕ Российский патент 2013 года по МПК H05K3/42 B23K26/38 

Область применения

Новый способ прошивки и металлизации отверстий в печатной плате лазерным излучением относится к обработке электронных плат в пластическом исполнении с поверхностной металлизацией посредством создания внутреннего давления в печатной плате лазерным пучком и предназначен для подготовки к установке и припаиванию в изготовленных отверстиях электронных деталей.

Аналоги

Известен способ прошивки прецизионных отверстий лазерным излучением (Патент РФ №2192341, МПК 7 В23К 26/38, оп. 10.11.2002). Он включает в себя генерирование лазерного излучения путем его возбуждения в одном или более активных элементах, модуляцию добротности резонатора и создание излучения в виде цугов импульсов с помощью лазерного затвора, коллимацию и фокусировку лазерного излучения на обрабатываемую заготовку и управление его интенсивностью в процессе обработки заготовки.

А также то, что в нем генерируют излучение с s- или р-поляризацией, направляют его в элемент, который пропускает излучение только в направлении обрабатываемой заготовки, а в процессе управления интенсивностью лазерного излучения увеличивают интенсивность импульсов в цуге по мере заглубления канала отверстия.

Известен способ металлизации отверстий в диэлектрической подложке (Патент РФ №1820831, МПК 6 Н05К 3/18, оп. 10.03.1996). Он включает в себя формирование отверстий в подложке лазером и их металлизацию.

Но металлизацию отверстий проводят путем обработки их поверхностей в растворах - осуществляют активацию, а далее химическую и гальваническую металлизацию отверстий, что удлиняет, усложняет и удорожает способ.

Прототип

Наиболее близким к новому способу является способ прошивки отверстий преимущественно малого диаметра в слоях печатных плат (Патент РФ №1610704, МПК 5 B23K 26/00, оп. 15.02.1994). В нем обработку производят управляемым по частоте импульсным излучением лазера в процессе перемещения с регулируемой скоростью обрабатываемой платы. При этом фокальное пятно сфокусированного лазерного излучения поддерживают неподвижно или перемещают относительно движущейся обрабатываемой платы со скоростью, меньшей скорости движения самой платы.

Сущность изобретения

Новый способ прошивки и металлизации отверстий в печатной плате лазерным излучением также заключается в формировании отверстий в подложке перемещением фокального пятна сфокусированного лазерного излучения и их металлизации.

Новым в нем является то, что лазерное излучение формируют в форме конуса (например, линзой) с фокальным пятном в его вершине, перемещают фокальное пятно вертикально вниз (например, перемещением линзы вниз) с верхней поверхности платы до нижней поверхности платы, под которую перед прошивкой подкладывают подложку из электропроводящего материала, зеркально отражающего лазерное излучение, в процессе прошивки принимают отраженное лазерное излучение и после окончания прошивки отверстия получают резкое увеличение сигнала от отраженного лазерного излучения, а затем осуществляют металлизацию отверстия (конической формы) электрическим газовым разрядом, для чего прилагают напряжение одним полюсом к подложке, а другим полюсом - к кольцу, располагаемому над печатной платой и охватывающему лазерное излучение.

Технический результат

Техническим результатом нового способа является упрощение и ускорение процесса металлизации прошиваемых лазерным излучением отверстий в плате.

Технический результат (упрощение и ускорение процесса металлизации прошиваемых лазерным излучением отверстий в плате) достигается в новом способе за счет отказа от гальванических (электрохимических) процедур металлизации в пользу нанесения металла на стенки отверстия электрическим газовым разрядом в результате отрыва металла от подложки и разброса его по стенкам отверстия газовым разрядом.

Описание рисунка.

На рисунке показана схема реализации нового способа. На ней изображены плата 1 на подложке 2, подключенная к источнику напряжения 3, который подсоединен также к кольцу 4, охватывающему фокусируемое и отражаемое лазерное излучение, показанное на рисунке стрелками.

Описание принципа

Лазерное излучение, формируемое лазером, фокусируют с помощью линзы и перемещают образованное фокальное пятно вертикально вниз (например, перемещением линзы вниз) с верхней поверхности платы 1 до ее нижней поверхности. В результате в ней прожигается отверстие. Подложка 2 зеркально отражает лазерное излучение в конце прошивки отверстия, в результате получают резкое увеличение сигнала от отраженного лазерного излучения. После чего от источника напряжения 3 прилагают напряжение между подложкой 2 и кольцом 4, располагаемым над печатной платой и охватывающим лазерное излучение. Образуется электрический разряд, который вырывает металл из подложки 2 и разбрасывает его по стенкам отверстия в плате 1.

Изобретение относится к способу изготовления металлизированных отверстий в печатной плате и предназначен для подготовки к установке и припаиванию в изготовленных отверстиях электронных деталей. Способ включает формирование отверстий в подложке перемещением фокального пятна сфокусированного лазерного излучения и их металлизацию. Лазерное излучение формируют в форме конуса с фокальным пятном в его вершине. Перемещают фокальное пятно вертикально вниз с верхней поверхности платы до нижней поверхности платы, под которую перед прошивкой подкладывают подложку из электропроводящего материала, зеркально отражающего лазерное излучение. В процессе прошивки принимают отраженное лазерное излучение. Затем осуществляют металлизацию отверстия электрическим газовым разрядом путем приложения напряжения одним полюсом к подложке, а другим полюсом - к кольцу, охватывающему лазерное излучение и которое располагают над печатной платой. Техническим результатом является упрощение и ускорение процесса металлизации прошиваемых лазерным излучением отверстий в плате. 1 ил.

Способ изготовления металлизированных отверстий в печатной плате, включающий прошивку отверстия сфокусированным лазерным излучением и его последующую металлизацию, отличающийся тем, что в процессе прошивки отверстия перемещают фокальное пятно лазерного излучения вертикально вниз с верхней поверхности платы до нижней поверхности платы, под которую перед прошивкой подкладывают подложку из электропроводящего материала, зеркально отражающего лазерное излучение, в процессе прошивки принимают отраженное лазерное излучение, а после окончания прошивки отверстия осуществляют металлизацию отверстия электрическим газовым разрядом путем приложения напряжения одним полюсом к подложке, а другим полюсом к кольцу, которое располагают над печатной платой с возможностью охвата лазерного излучения.