Способ изготовления печатных плат Советский патент 1983 года по МПК H05K3/18 

сд

00

Изобретение относится к способам изготовления печатных плат с металлизированными отверстиями.

Известен способ металлизации отверстий печатных плат, включающий 5 нанесение на плату защитного лакового покрытия, сверление отверстий, последовательное проведение химической и гальванической металлизации в ограниченном для каждого отверстия объеме при прокачивании электролита f1,

Однако способ не повышает адгезию слоя металлизации к диэлектрику, обусловленной наличием ослабленного слоя полимера под покрытием. Кроме того, 15 устройство для прокачивания электролита сложно.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления печатных плат, включающий науесение защитного 20 лака, сверление отверстий в диэлектрическом основании, промывку отверстий, проведение операций сенсибилизации в растворе 2 г/л SnCPQ: и 2 мл НСР с наложением ультразвукового поля 25 частотой 20-400 кГц, промывку, активирование в растворе 0,5 г/л PdC6 и 1 г/л НС с наложением ультразвукового поля частотой 20-400 кГц, химическую и гальваническую металлиза- 30 цию без применения ультразвука С2.

Недостатком известного способа является низкое качество металлизации отверстий и, как следствие, низкая ремонтопригодность (малое количество 35 перепаек).

Из-за большого поверхностного натяжения припоя с выводами радиокомпонентов и осажденного металла в гладких отверстиях необходимо более дли- 40 телЬное время для его удаления. Особенно это имеет место при перепайке многовыводных радиокомпонентов, так как при этом происходит перегрев соединений, в результате которого из-за 45 неодинакового коэффициента температур ного расширения меди и диэлектрика возникают механические напряжения, которые ослабляют прочность сцепления между осажденным металлом и диэлектри- 50 ком. Это ведет к отслоению контактных площадок и появлению трещин, обусловленных также неравномерной металлизацией отверстий.

Несмотря на то, что операция ак- 55 тивирования протекает в растворе, подч вергнутом воздействию ультразвукового поля частотой 20-400 кГц, наряду с увеличением смачиваемости раствора и

интенсификации процесса на данных частотах наблюдается большая неравномерность кавитационного поля как по глубине, так и по площади ванны, способствующая неодинаковой скорости протекания процесса как по площади одной платы, так и между платами. Это приводит к неравномерному выделению палладия в отверстиях печатной платы, что ухудшает последующий процесс химического осаждения меди, т.е. наблюдается наличие несплошной металлизации и,низкая адгезия слоя металлизации к диэлектрику.

Целью изобретения является повышение качества металлизации.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу изготовления печатных плат, включающему сверление отверстий в диэлектрическом основании, сенсибилизацию, активацию, химическую и гальваническую металлизацию отверстий и поверхности основания, после сверления стенкам отверстий придают винтообразный профиль, а операции сенсибилизации, активации химической и гальванической металлизации проводят в предварительно омагниченнЫх растворах.

Кроме того, операции сенсибилизации, активации, химической и гальванической металлизации проводят при наложении на растворы ультразвуковых колебаний в диапазоне частот 10 5-10 Гц. .

Выполнение отверстий винтообразной (ормы улучшает прохождение раствора через отверстия, придавая ему вращательно-поступательное движение. Кроме того, при пайке элементов припой проникает на всю глубину отверстия, а при выпайке элементов практически полностью стекает, так как за счет винтообразного профиля образуется самотек.

Формирование данного профиля происходит механически. После сверления отверстий в заготовках печатных плат данные отверстия проходят многозаходным метчиком.

Приготовление омагниченных водных растворов снижает поверхностное натяжение растворов, увеличивает смачивае фсть ими диэлектрика, ускоряет образование центров кристаллизации и увеличивает их. число за счет уменьшения гидратации ионов. При этом линейная скорость роста кристаллов не меняется и в результате этого воз3 , 10 никает более мелкокристаллическая структура осаждаемой меди.

Возбуждение ультразвуковых колебаний данного спектра частот позволяет при химической и гальванической металлизации получить равномерное покрытие.

Пример. После проведения стан дартных операций по нанесению лака на диэлектрическое основание сверления отверстий, подготовки отверстий к процессу металлизации проводят сенбибилизацию и промывку заготовки в деионизованной воде; активацию и промывку в деионизованной воде; химическое меднение и промывку в деиони зованной воде; гальваническое осаждение слоя меди в отверстиях до 25 мкм.

Сенсибилизацию проводят в растворе, г/л: SnCE, 15 и нее-15 при температуре, раствора К в те чение 1-1,5 мин, причем раствор предварительно обрабатывают в магнитном поле, а в процессе сенсибилизации перпендикулярно к поверхности платы накладывают ультразвуковое поле.

.П рЬмывку проводят в деионизованной вОде в течение 5 мин„

Активацию проводят в растворе, г/л: PdCe2. 2 и НСР при температуре раствора 293-298 К в течение 1-2 мин. Раствор активирования предварительно омагничивают.

Для химического меднения используют раствор, г/л: CuSOi 5, NiS04 4, НадСОз 20, ЫаОНАО, KNaC4Ht4 - H O (сегнетова соль) 1бО, GH20 30, , 0,2 и 10 мл/л. При этом рН раствора поддерживали в интервале 12,5-13,5, а температуру 293 298 К.

Время обработки плат составляет

от 2 до 5 мин.

Раствор предварительно омагничи,вают.

84

Ультразвуковое поле накладывают перпендикулярно к поверхности платы. Для гальванического меднения используют электролит следующего состава, г/л: CuSO 250, SO 70, C Hg-OH 10 мл/л.. ,

Злектроосаждение меди ведут при комнатной температуре при плотности тока 10 А/дм.

Гальваническое осаждение меди до 25 мкм в отверстиях проводят при воздействии ультразвуковых колебаний вдоль металлизируемых отверстий, при катодной плотности тока 10 А/дм в

течение 10 мин.

Плату промывают в проточной деионизованной воде в течение 10 мин и высушивают методом центрифугирования с одновременной инфракрасной сушкой.

Далее существующими методами на плате вытравливают требуемый рисунок и проводят монтаж радиокомпонентов.

При наложении ультразвуковых колебаний Ы0 -510 Гц разброс толщины нанесенного слоя меди по площади печатной платы в отверстиях составляет 5-7, а от образца к образцу 7-12, при предварительном омагничивании полем напряженностью 50-70 Э растворов для проведения указанных олераций разброс толцины канесенного слоя меди по площади платы в отверстиях составляет 3-5, а от образца к образцу k-7%.

Прочность механического сцепления меди с фигурным отверстием ho° сравнению с гладким возрастает в 2-3 раза и не зависит от температуры перепайки. Количество перепаек 10-15 раз.

Таким образом, использование предл гаемого способа позволяет повысить адгезию пистонов в 2-3 раза, повысить равномерность толщины пистонов в 2раза и увеличить количество его пе

репаек в 3 раза.

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ, включающий сверление отверстий в диэлектрическом основании, сенсибилизацию, активацию, химическую и гальваническую металлизацию, отверстий и поверхности основания, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металлизации, после сверления стенкам отверстий придают винтообразный профиль, а операции сенсибилизации, активации, химической и гальванической металлизации проводят в предварительно омагничённых растворах. 2. Способ по п. 1,отличающий с я тем, 4to операции сенсибилизации, активации, химической и I гальванической металлизации проводят при наложении на растворы ультразвуковых колебаний в диапазоне частот . оГц. §