Способ изготовления печатных плат

Способ изготовления печатных плат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ, включающий нанесение рисунка схемы на поверхность диэлёктриКа краской-катализатором и химическую металлизацию рисунка, о т л ич .аю1цийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности процесса, в качестве краски-катализатора используют состав, содержащий каталитический наполнитель на основе двуокиси титана, модифицированный оловом и палладием перед химической металлизацией, проводя термообработку рисунка при температуре 80-100°С в.течение 30-60 мин и химическую обработку в водном растворе серной кислоты и хромового ангидрида при температуре 20-45с в течение 0,5-15 мин. 2. Способ по п. 1, отличающ и и с я тем, что нанесение рисунка (Л проводят офсетной печатью.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕС(ИХ

РЕСПУБЛИК

09) (1И

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

П 3 И РЫ Й (21 ) 346 7282/18-21 (22) 09.07.82 (46) 30.06.84. Бюл. Р 24 (72) В.И.Андреева, В.В.Бесков, В.М.Водолазская, А.Н.Полякова, М.Б.Борисов, В.А.Краснов, N.Ñ.Äåäåíåâà и Н.К.Зиганшина (53) 621. 396.6.049 (088.8 ) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 80734, кл. Н 05 К 3/00, 1966.

2. Федулова A.Ë., Котов Е.П., Явич Э.P. Многослойные печатные платы. М.,"Советское радио", 1977, с.214.(прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ, включающий нанесение рисунка схемы на поверхность диэлектриfca краской-катализатором и химичесЗ(1) Н 05 К 3 10 Н 05 K 3 18 кую металлизацкю рисунка, о т л ич.а ю шийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности процесса, в качестве краски-катализатора используют состав, содержащий каталитический наполнитель на основе двуокиси титана, модифицированный оловом и палладием перед химической металлизацией, проводят термообработку рисунка при температуре 80-100 С в.течение 30-60 мин и химическую обработку в водном растворе серной кислоты и хромового ангидрида при температуре 20-45 С о в течение 0,5-15 мин.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю- е

Ф шийся тем, что нанесение рисунка проводят офсетной печатью.

1100761

Изобретение относится к изготовлению печатных плат аддитивной тех-. нологией и может быть использовано в электротехнике, радио-и электронной промышленности.

Известно изготовление печатных плат шелкотрафаретным и офсетным способами печатания, при которых на фольгированный диэлектрик наносят, защитный рисунок печатной схемы, а металлический слой на пробельных участках стравливают (1 .

Недостатками известного способа являются высокая трудоемкость процесса, необходимость стравливания значительного количества медной фольги (60-70 Ъj и снижение прочности сцепления проводников с подложкой вследствие подтравливания их при удалении фольги с пробельных участков схемы.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления печатных плат, включающий нанесение мето. дом шелкографии рисунка схемы на поверхность диэлектрика краскойкатализатором, перенос платы в ванну с раствором, где происходит их химическая металлиэация. Медь, содержащаяся в растворе, выделяется только на тех участках поверхности платы, которые были покрыты краской. 30

Краска состоит из смеси порошка записи меди и связующего смолы. . При погружении платы в ванну химической металлизации закись меди восстанавливается до металла, образующего затравку для дальнейшего осаждения металла из раствора (2) .

Недостаток данного способа большая толщина слоя краски-катализатора по рисунку проводящих соеди- 40 нений, сопровождающаяся растеканием или смазыванием изображения, плохим разрешением рисунка печатной схемы, подтекание краски под трафарет, образованием зазубренных краев рисун-45 ка схемы. Способ не обеспечивает многотиражности. По этим причинам шелкография, как один из видов трафа. ретной печати, применяется при производстве дешевых печатных плат, не требующих высокой степени разрешения. Применение в краске в качестве катализатора металлизации порошка закиси меди не позволяет получить стабильные свойства краски, вследст— вие окислительных процессов в закиси 55 меди в процессе ее хранения, нанесения и сушки полученного рисунка схемы. Рисунок схемы, содержащий закись меди, обладает крайне низкой активностью при химической металлиэации 60 и не позволяет получить необходимую адгезию металлического покрытия на поверхности краски.

Цель изобретения — повышение раэрешакщей способности процесса. 65

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления печатных плат, включающему нанесение рисунка схемы на поверхность диэлектрика краской-катализатором и химическую металлизацию рисунка, в качестве краски-катализатора используют состав, содержащий каталитический наполнитель на основе двуокиси титана, модифицированный оловом и палладием перед химической металлизацией, проводят термообработку рисунка при температуре 80-100 С в течение

30-60 мин и химическую обработку в водном растворе серной кислоты и хромового .ангидрида при температуре

20-45 С в течение 0,5;15 мин.

Нанесение рисунка осуществляют офсетной печатью.

В качестве поверхности диэлектрика печатной схемы могут быть использованы любые типы материалов, пригодные по техническим характеристикам для производства печатных плат: стеклотекстолиты, гетинакс и т.п.

Нанесение рисунка печатной схемы осуществляют путем печатания с офсетных печатных форм на любых типах офсетных машин каталитической крас" кой. Толщина красочного слоя, наносимого по рисунку схемы на поверхность диэлектрика, составляет 0,52,0 мк. Такая толщина красочного слоя обеспечивает: получение рисунка схемы покрытия, способного металлизировать с высокой скоростью; минимальные графические искажения при печатании на невпитывающую поверхность диэлектрика, высокую разрешающую способность печатной схемы, присущую офсетному способу печатания.

Полученную печатным способом заготовку (поверхность диэлектрика с нанесенным краской рисунком печатной схемы) подвергают термической обработке в термошкафу при 80-100 С в течение 30-60 мин. В результате термообработки происходит полимеризация красочного слоя и увеличение адгезии слоя краски к изоляционному основанию.

Далее заготовку подвергают химической обработке в растворе серной кислоты и хромового ангидрида-с целью обеспечения:каталитической активности поверхности красочного слоя и адгезии к нему химически осажденного металла. Химическую обработку поверхности красочного слоя проводят при температуре раст- . вора для меднения 20-45 С в течение

0,5-15 мин. После промывки заготовки водой, нейтрализации в содовом растворе и последующей промывки водой, на поверхность красочного слоя химически осаждают металл из раствора его соли с целью форми1100761 рования токопроводящих элементов печатной схемы.

Раствор, в котором проводят химическую обработку, не взаимодействует в приведенных условиях с поверхностью диэлектрика, что позволяет производить обработку поверхности формируемых проводников беэ применения защитных средств, исключающих воздействие рас.вора на поверхность диэлектрика.

1Î

В таблице представлены. сравнительные характеристики печатных плат, изготовленных известным и предлагаемым способами.

При выдерживакии печатной схемы 15 при температуре ниже 80 С и времени меньшем, чем 30 мин не достигается необходимой величины адгезии медного покрытия (0,8 кгс/см). Увеличение температуры выше. 100 С вызывает нежелательную деформацию диэлектрика и его коробленис. Увеличение времени обработки .более 60 мин нерациональ, но, так как желаемый эффект достигается уже за этот период времени.

Понижение температуры раствора химической обработки ниже 20 С нецелесообразно из-за технических трудностей, кроме того значительно замедляется процесс изменения структуры слоя и удлиняется технологический процесс изготовления платы.

При. увеличении температуры раствора выше 45 С происходит нарушение адгео зии слоя к диэлектрику в результате разрушения печатной схемы, а также Ç5 связующего диэлектрической подложки на пробельных местах.

Время данной обработки 0,5 мин ! является наименьшим для получения положительного эффекга в процессе 4р ! химической металлизации рисупка схе.мы. Увеличение времени обработки более 15 мин приводит к нарушению адгезии слоя и разрушению рисунка схемы и диэлектрика.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ изготовления печатных плат обеспечивает повышение графической четкости печатных элементов схемы и разрешающей способности, а также повышает адгезию проводников, полученных при химической металлизации в 3 раза и снижает расход краскикатализатора в 30-40 раз, при этом позволяет повысить производительность процесса.

Пример 1. На изоляционную подложку из стеклотекстолита толщиной 100 мк на офсетной листовой машине "Доминант 714" наносится с печатной формы краской-катализатором, со- 60 держащей пигмент-наполнитель на основе двуокиси титана, модифицированный с поверхности сплавом олова и палладия, а в качестве связующего фенолформальдегидную смолу, рисунок 5 печатной схемы при толщине красочного слоя 0,5 мкм. Полученную заготов-. ку сушат в сушильном шкафу при 80 С в течение 45 мин. После термообработки заготовку подвергают химической обработке в растворе следующего состава г/л: серная кислота 650; хромовый ангидрид 130 при следующих режимах: температура раствора 20 С; продолжительность обработки 15 мин.

Заготовку проьывают водой, нейтрализуют в ЗЪ-ным содовом растворе, промывают водой. Для формирования токопроводящих элементов печатной схемы проводят металлизацию красочного покрытия в растворе химической металлизации.

Пример 2. На иэоляцйонную подложку из текстолита толщиной

1 мм на офсетной листовой машине

"Ромайор" с печатной формы для офceTHQA печати каталитической краской, содержащей .пигмент-наполнитель на основе двуокиси титана, модифицированный с поверхности сплавом олова и палладия, связующее на основе эпоксидной смолы и растворитель, наносят рисунок толщиной 1 мкм.

Заготовку сушат в термошкафу при 100 C в течение 60 мин. После термообработки заготовку обрабатывают в растворе следующего состава, г/л: серная кислота 650; хромовый ангидрид 130 при следующих режимах: температура раствора 45ОС; время обработки 30 с.

Затем заготовку подвергают обработке как в примере 1.

Пример 3. На изоляционную подложку иэ гетинакса толщиной 2 мм на офсетной листовой машине "Ромайор" с печатной фор ы для офсетной печати каталитической краской, содержащей пигмент-наполнитель на основе двуокиси титана, модифицирован»ый с поверхности сплавом олова и палладия, связующее на основе эпоксиноволачной смолы и растворитель, наносят рисунок толщиной 2 мкм.

Заготовку сушат в термошкафу при

90 С в течение 50 мин. После термообработки заготовку обрабатывают в растворе следующего состава,г/лг серная кислота 650; хромовый ангидрид 130 при следующих режимах: температура раствора 30 С; время обработки 180 с. Затем. заготовку подвергают отработке как в примере 1.

Предлагаемый способ позволяет резко повысить производительность производства нлат и их качество, графическую четкость рисунка проводников, разрешающую способность печатных плат, снизить расход каталитичес.. кой.краски в 30-40 раз и предусматривает возможность автоматизации технологического процесса, тиражирования при идентичности качества за счет применения офсетной печати.

1100761

Печатные платы изготовленные

Показатели по прототипу предлагаемым спосо-. бом по примерам

Четкость графических элементов мк

+ 10 + 10

+ 10

+ 100

100

100

100

500

О, 8

0;8

0,8

0,25

Составитель В.Иилостлавская

Редактор Т.Парфенова Техред А.Ач Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4500/44 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Минимальная ширина вос- . произведения штриховых элементов, мк

Адгезия осажденного медного покрытия, кгс/см

Расход краски-катализатора на 1 м.,кг й

0,03-0,04 0,001 0,001 0,001