СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ РЕЛЬЕФОВ Советский патент 1995 года по МПК G03C1/72 

Изобретение относится к способам изготовления защитных рельефов с использованием сухого пленочного фоторезиста, находящим применение в технологии печатного монтажа.

Целью изобретения является изготовление защитных рельефов с повышенной электрической прочностью и устойчивостью к циклическому воздействию повышенных и пониженных температур.

Способ изготовления защитных рельефов (прототип и предлагаемый) поясняется чертежом, где 1 исходная печатная плата (показан ее фрагмент с металлизированным отверстием) по прототипу и по предлагаемому способу; соответственно 2 печатная плата с нанесенным фоторезистом по прототипу и по предлагаемому способу; 3 экспонирование фоторезиста по прототипу и по предлагаемому способу; 4 печатная плата после проявления по прототипу и по предлагаемому способу; 5 печатная плата с нанесенным жидким отверждаемым составом, причем в предлагаемом способе изображен вариант избирательного нанесения жидкого отверждаемого состава; 6 печатная плата после вскрытия металлизированных отверстий (операция присутствует только в прототипе).

П р и м е р 1. Для испытания используют защитные рельефы, полученные на печатных платах на основе стеклоэпоксида в качестве диэлектрика, и защитные рельефы, полученные на образцах фольгированного диэлектрика на основе стеклоэпоксида. Платы имеют проводники шириной 500 мкм, покрытые сплавом олово-свинец, оплавленным на установке ИК-оплавления, и контактные площадки с металлизированными отверстиями диаметром 0,9 мм. Защитные рельефы получены на основе сухого пленочного фоторезиста СПФ-З по ТУ 16-504.049-82 толщиной 110 мкм, пленкообразующим компонентом которого является тройной сополимер стирол метилметакрилат акрилонитрил с соотношением звеньев стирол метилметакрилат акрилонитрил 40:52,5:7,5 и молекулярной массой 85000 к.е. Перед нанесением фоторезиста платы и заготовки фольгированного диэлектрика промывают для удаления поверхностных загрязнений сначала метилхлороформом, затем деионизированной водой и сушат при 100^oC в течение 1 ч.

Сухой пленочный фоторезист наносят на ламинаторе марки ОМА-1416 при 50-70^oC и времени напрессовки 1 мин. Экспонирование фоторезиста проводят на установке КП 63.41 в течение 50 с эффективного времени через фотошаблоны, имеющие рисунок защитного слоя. Фоторезист проявляют метилхлороформом на струйной установке в течение 120 с, затем производит световое задубливание (вторичная засветка) проявленного фоторезиста без фотошаблона в течение 50 с на установке КП 63.41. После этого все образцы печатных плат и фольгированного диэлектрика с защитным рельефом термообрабатывают в сушильном шкафу при 115^oC в течение 2 ч. Далее все образцы с защитным рельефом промывают спирто-бензиновой (1: 1 по объему) смесью в течение 10-20 c, затем сушат при 55-65^oC в течение 3 ч. После этого на поверхность защитного рельефа сплошным слоем наносят композицию состава, мас.ч.

Эпоксидная смола на
основе 4,4^'-диокси-
(2,2-дифенилпропана) с мол.м. 960 100
Аминный отвердитель гексаметилендиамин 4 Толщина нанесенного состава 10-15 мкм.

Нанесение слоя композиции такого состава производят путем погружения каждого образца в лак ЭП-730 (Э-4100) по ГОСТ 20824-81, содержащий аминный отвердитель 1 (на основе гексаметилендиамина). После испарения смеси растворителей, содержащейся в лаке ЭП-730 (Э-4100) и отвердителе (смеси ацетона, этилцеллозольва, ксилола и этанола), при комнатной температуре в течение 80 мин на поверхности остается слой композиции указанных состава и толщины. Далее проводят отверждение нанесенного слоя композиции при температуре 70^oC в течение 12 ч.

Образцы печатных плат с защитным рельефом подвергают циклическому воздействию повышенных и пониженных температур на установке термоциклирования в режиме от -60^oC (30 мин) до 125^oC (30 мин) с перерывами по 3 мин между каждым изменением температуры.

Образцы фольгированного диэлектрика с защитным рельефом испытывают на электрическую прочность на установке УПУ-1М по ГОСТ 6433.3-71 на частоте 1000 Гц при температуре 20±2^oC и плавном подъеме напряжения со скоростью 1 кВ/с. При испытании установлено, что защитные рельефы, изготовленные по предлагаемому способу, выдерживают воздействие повышенных и пониженных температур в количестве 20-25 циклов, а электрическая прочность защитных рельефов составляет 10-11 кВ (см. табл.1).

Защитные рельефы, изготовленные по прототипу и испытанные в аналогичных условиях, показали стойкость к термоциклированию 6-7 циклов и электрическую прочность 5-6 кВ (см.табл.2).

П р и м е р 2. Защитные рельефы обрабатывают и испытывают в соответствии с примером 1, но после отверждения слоя композиции повторяют нанесение и отверждение композиции в тех же условиях, что и при однократном нанесении. Проводят испытание при двух и трехкратном нанесении и отверждении композиции.

А. Для двукратного нанесения стойкость к термоциклированию составляет 12-15 циклов, электрическая прочность 11-12 кВ.

Б. Для трехкратного нанесения стойкость к термоциклированию 10-12 циклов, электрическая прочность 13-14 кВ.

П р и м е р 3. Изготовление защитных рельефов производят аналогично примеру 1, но наносят композицию через сетчатый трафарет на сеткографическом полуавтомате Гидра-2 на поверхность отвержденного светочувствительного слоя СПФЗ, оставляя контактные площадки открытыми. Испытание защитного рельефа проводят, как указано в примере 1. При испытании найдено, что устойчивость защитных рельефов и электрическая прочность не изменяются и составляют 20-25 циклов и 10-11 кВ соответственно.

П р и м е р ы 4-21, 25-42, 46-63. Образцы изготавливают и испытывают аналогично примеру 1, в примерах 23 и 44 изготавливают и испытывают аналогично примеру 2, в примерах 24 и 45 аналогично примеру 3.

П р и м е р ы 1-63 даны на все предлагаемые параметры, кроме того, параметры процесса изготовления защитных рельефов по прототипу приведены в табл. 1. Результаты испытаний устойчивости к термоциклированию и величины электрической прочности приведены в табл.2.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ РЕЛЬЕФОВ путем нанесения на печатную плату сухого пленочного фоторезиста, экспонирования фоторезиста, проявления метилхлороформом, термообработки при 115 120^oС, нанесения жидкого отверждаемого состава, включающего ароматическую эпоксидную смолу и аминный отвердитель, сушки нанесенного состава и его термоотверждения, отличающийся тем, что, с целью повышения электрической прочности и устойчивости к циклическому воздействию повышенных и пониженных температур, в качестве сухого пленочного фоторезиста используют фоторезист толщиной 85 140 мкм на основе тройного сополимера стирола с метилметакрилатом и акрилонитрилом с соотношением звеньев стирол метилметакрилат акрилонитрил 40 52, 5 7,5 и мол.м. 85000 к.е. экспонированию подвергают фоторезист над участками печатной платы, подлежащими защите, после операции проявления фоторезист подвергают световому задубливанию в течение 15 120 с, термообработку фоторезиста проводят в течение 1,5 2,5 ч, а в жидком отверждаемом составе используют ароматическую эпоксидную смолу с мол.м. 390-1070 к.е. аминный отвердитель выбранный из ряда: гексаметилендиамин, диэтилентриамин, полиаралкиленполиамин, полиэтиленполиамин, при соотношении компонентов, мас.ч.

Ароматическая эпоксидная смола 90 120
Аминный отвердитель 3 50
а термоотверждение покрытия проводят при 55 75^oС в течение 2 30 ч.