Способ металлизации отверстий печатных плат

Способ металлизации отверстий печатных плат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (»)921124

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 19.06.79 (21) 2772501/18-21 (51)М. Кл. з

Союз Советских

Сощиапистических респубики с присоединением заявки,% (23) Приоритет

Н 05 K 3/10 Ьоударстееккы6 комитет

СССР ав девам изооретенкН и открытии (53) УДК,621. 793 (088. 8) Опубликовано 15. 04. 82. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 17.04.82

Ю. И. Михайлов, А. М. Маккаев, О . И. омовскиЪ и В. В. Болдырев

Институт физико-химических основ пер®aбoTMи минерального,сырья Сибирского отделения АЙСССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЕТАЛЛИЗАЦИИ ОТВЕРСТИЙ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Изобретение относится к изготовлению печатных плат, в частности к металлизации стенок отверстий односторонних, двухсторонних и многослойных печатных плат.

Известен способ металлизации отверстий печатных плат, основанный на химическом осаждении меди на диэлектрическую поверхность, которую предва.рительно активируют путем обработки в растворе хлористого олова, промывки, обработки .в растворе хлориотого палладия, промывки, а после химической металлизации осуществляют электрохимическое наращивание покрытия требуемой толщины (1) .

Однако данный способ не обеспечивает надежность межслойных соединений в печатных платах из-за контактного выделения палладия на торцах медных контактных площадок. Эта палладиевая пленка в процессе изготовления и эксплуатации платы эффективно.. поглощает водород, превращаясь в гидрид палладия - хрупкий и неэлектро1проводный,материал, в результате чего нарушается механический и электри,ческий контакт и плата выходит из строя. Кроме того, способ технологически сложен, предусматривает операцию химического меднения, требует использования дорогих и дефицитных реактивов.

Наиболее близким по технической сущности является способ металлизации отверстий печатных плат, включающий их обезжиривание, активацию и электрохимическое наращивание металла (2) .

Недостатками известного способа являются сложность технологического — процесса и слабая адгезия.

Цель изобретения - упрощение тех20 нологического процесса и улучшение адгезии.

Поставленная цель достигается тем, что в способе металлизации отверстий печатных плат, включающем их обезжи921124 ривание, активацию и электрохимичес кое напряжение металла, активирование осуществляют путем смачивания в растворе фосфорсодержащей соли меди и последующей термообработки. 5

При этом термообработку проводят путем нагрева в нормальных условиях до температуры 100-135 С- в течение

7-15 мин.

Кроме того, термообработку прово= 10 дят путем облучения ИК-лучами до температуры 220-270 С в течение 7-20 с.

Термообработку проводят путем совместного .облучения ИК- и УФ-лучами до температуры 180-220 С в тече- 15 ние 5-12 с. ф

Пример 2. Электрохимическую металлизацию сквозных отверстий печатной платы ведут как в примере 1, но активирование стенок отверстий осуществляют путем смачивания платы в растворе фосфорсодержащей -соли меди с концентрацией 100 г/л в течение 20 с и термообработки ИК-излучателем при температуре 270 С в течение 20 с, после чего следует промывка и электрохимическое наращивания покрытия на стенки отверстия.

П р и и е р 3. Электрохимическую металлизацию сквозных отверстий пе чатной платы ведут как в примере 1, но активирование стенок отверстий осуществляют путем смачивания платы

Способ осуществляется следующим образом.

В процессе активирования при сма20 чивании заготовки на поверхность стенок отверстий наносится тонкий .слой водного раствора фосфорсодержащей соли меди. При термообработке, в усло виях интенсивного испарения раствори25 теля, вначале происходит осаждение на поверхность. стенки свердой термочувствительной соли меди, а затем ее разложение с образованием активных медных частиц, а сама поверхностЬ стенок отверстий становится электропроводной. В результате, после промывки становится возможным электрохимическое наращивание на стенки отверстий слоя металла требуемой толщины.

3$

Пример 1. Печатную плату из фольгированного стеклотекстолита с просферленными отверстиями обезжиривают в растворе порошка "Лотос", декапируют в 5-10 -ном растворе соляной кислоты, промывают s воде s течение 1-2 мин. Затем плату смачивают в растворе фосфорсодержащей соли меди с концентрацией 300 г/л в течение

20 с методом протока раствора через . 45 отверстия. После этого подвергают термообработке путем нагрева при температуре 135 С в течение 7 мин до полного завершения термического разложения твердого осадка на поверхности стенок отверстий. Плату промывают водой и подвергают электрохими-. ческому меднению в известных ваннах, например: СиБ04 "5HzO 230 г/л, НрБ04 (уд. вес. 1,84) 60 г/л, С,Н,ОН 10мл/л.%$.

Плотность тока 2,5-3,0 А/дм2,.температура 18-25 С, время выдержки 60 мин до .олщины 30 мк. в растворе фосфорсодержащей соли меди с концентрацией 20 г/л в течение

20 с и термообработкой совместно

ИК- и У -лучами, например установкой

ПР-3796, используемой в произв 1дстве печатных плат для оплавления сплава олово-свинец, в которой применяются галогенные йодонаполненные лампы

КГИ-220-2000-4. Термообработка ведется при температуре 220 С в течение

7 с.

Указанный способ обеспечивает следующие преимущества.

Во-первых, резко упрощается технологический процесс электрохимической металлизации сквозных отверстий печатных плат, как это следует из приведенной схемы. Упрощение связано с сокращением числа стадий, уменьшением длительности процесса (время, требуемое для подготовки отверстий к электрохимическому наращиванию покрытия, сокращается от 35-40 мин до 2- 15 мин в зависимости от условий термообработ. ки), отсутствием необходимости в приготовлении, использовании, корректировке и утилизации отходов различных растворов при активировании стенок отверстии и их электрохимическом меднении. Исключение операции химического меднения позволяет.на серийном предприятии сократить линию металлизации отверстий от 20 м до 8 м, освободить производственные площадки и рабочую силу.

Во-вторых, улучшается адгезия металлического покрытия к стенкам отверстий. Предлагаемый, способ исключает проблемы технологической надежносз ти сцепления металлического покрытия с торцами медных контактных площадок, поскольку исключает применение солей

5 9211 палладия. С другой стороны, способ обеспечивает повышение прочности сцеп. ления с диэлектрической поверхностью стенок отверстий. Результаты испытаний прочности сцепления металлизированного пистона со стенками отверстий, выполненных на ряде предприятий, показывают, что отверстия в платах допускают 12-20-кратную перепайку, тогда как известный способ обеспечивает 10 лишь 3-5-кратную перепайку.

В-третьих, способ исключает из применения дорогие и дефицитные вещества.

Формула изобретения

1. Способ металлизации отверстий печатных плат, включающий их обезжи- 2о ривание, активацию и электрохимичес- кое наращивание металла,.о т л ичающий с я тем, что, с целью упрощения технологического процесса и улучшения адгезии, активирование 2s осуществляют путем смачивания в раст24 6 воре фосфорсодержащей соли меди и последующей термообработки.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что термообработку про водят путем нагрева в нормальных условиях до температуры 100"135 С в течение 7-15 мин.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что термообработку проводят путем облучения ИК-лучами до температуры 220-270 С в течение

7-20 с.

4. Способ по и. 1, о т л и ч à юшийся тем, что термообработку . проводят путем совместного облучения

ИК- и Уф-лучами до температуры 180220 С в течение 5-12 с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Фвдулова А. А., Котов Е. П. и др. Многослойные печатные платы.

М., "Советское радио", 1977, с. 133137

2.:Авторское свидетельство СССР .Ь 470940, кл. Н 05 К 3/10, 1975 (прототип) .

Составитель Л. Беспалова

Редактор Т. Кинь Техреду A. Ач Корректор Н. Стец

Заказ 2385/76 . Тираж 856 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130Я Москва, Ж- 5 Раушская наб. д. 4/$

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