3.6. Виготовлення багатошарових друкованих плат методом металізації наскрізних отворів.

Багатошарова друкована плата (БДП) містить друковані провідники на окремих, ізольованих один від одного шарах діелектрика. Ці плати використовують для виготовлення електронно-обчислювальної, авіаційної та космічної апаратури.

Технологічний процес виготовлення багатошарових плат складається з 4 етапів:

1. Виготовлення окремих шарів.

2. Складання пакета БДП та його пресування.

3. Свердлення отворів для металізації та їх обробка.

4. Металізація отворів та виготовлення струмопровідного рисунка на зовнішніх шарах БДП.

Вихідними матеріалами для виготовлення БДП є фольгова ний склотекстоліт товщиною 0,1÷0,2 мм з товщиною мідної фольги 18; 35 мкм і прокладна склотканина.

Схема технологічного процесу виготовлення БДП

1 етап - виготовлення окремих шарів

1) Виготовлення заготовок.

2) Виготовлення технологічних отворів.

3)Нанесення захисного рельєфу на струмопровідний рисунок внутрішніх шарів.

4) Травлення міді з пробільних ділянок внутрішніх шарів.

5) Видалення захисного рельєфу із внутрішніх шарів.

Зовнішні шари БДП при цьому являють собою фольгова ні заготовки і не обробляються.

2 етап - складання пакета БДП та його пресування.

1) Складання пакета БДП.

Складання пакета здійснюють у спеціальних пресформах шляхом послідовного укладання окремих шарів БДП і прокладної склотканини. Нижній і верхній шари пакета являють собою фольгова ний діелектрик і не мають рисунка. Для усунення можливих нерівностей між плитами пресформи і пакетом укладають лавсанову плівку і декілька шарів кабельного паперу.

2) Пресування пакета БДП.

Здійснюють на пресах з плитами, які підігріваються. Пресування виконують за двома стадіями з такими режимами:

а) р = 1 атм, t = 160÷170°C, τ = 10÷30 хв;

б) р = 20÷30 атм, t = 160÷170°C, τ = 50÷70 хв.

Після пресування плити охолоджують. Величину тиску, температури і тривалість процесу вибирають експериментально для кожної партії прокладної склотканини і строго витримують. Операцію пресування здійснюють у приміщеннях очищених від пилу.

3 етап - свердлення отворів для металізації та їх обробка.

1) Свердлення отворів для металізації здійснюють на верстатах з ЧПУ.

2) Обробка отворів полягає у підтравлюванні діелектрика на їх поверхні. Призначення цього процесу:

а) Видалення тонкого шару епоксидної смоли, яка в розплавленому стані наноситься на торці друкованих провідників при свердленні отворів.

б) Надання поверхні діелектрика потрібної мікро шорсткості.

в) Збільшення площі контакту провідників з металізованою поверхнею отворів. Площа контакту зростає на 30%. Підвищується надійність між шарових з’єднань.

У промисловості очистку поверхні отворів здійснюють хімічним гідроабразивним та плазмохімічним способами.

Хімічну очистку за двома варіантами:

а) Обробка концентрованої сірчаною та плавековою кислотою;

б)Обробка лужними лужним розчином перманганату калію. Перманганат на очистка останнім часом більш поширена.

Гідроабразивна очистка полягає в прокачуванні через отвори під великим тиском гідропульпи, яка містить дрібний абразивний порошок. При цьому додатково очищається поверхня фольги і набуває потрібної мікрошорсткості.

Плазмохімічну очистку отворів здійснюють у плазмі, яка утворюється в суміші кисню і фреону під дією високочастотних розрядів. Плазма перетворює епоксидну смолу і скло у летку речовину, яка легко видаляється із отворів. Процес сухий, не вимагає додаткових обробок заготовок плат.

Для плазмової обробки пакет БДП поміщають у простір між двома паралельними електродами з отворами, які є спільновісні з отворами на платах. Пакет з електродами розташовують у спеціальній камері, яку герметизують і заповнюють сумішшю кисню та фреону. На електроди подають високу напругу з частотою 15 МГц від генератора. Між електродами виникають високочастотні розряди і утворюється плазма, яка вільно проходить через отвори, частково руйнує діелектрик і очищає отвори. Цей процес очистки вимагає складного обладнання і є дорогим.

4етап - металізація отворів та виготовлення струмопровідного рисунка на зовнішніх шарах БДП.

Здійснюють базовим позитивним комбінованим методом:

1. Хімічне міднення до товщини одного мкм.

2. Попереднє гальванічне міднення до товщини 5÷7 мкм.

3.Нанесення захисного рельєфу на пробільні ділянки методом фотодруку.

4. Гальванічне нанесення міді на струмопровідний рисунок до товщини 25 мкм в отворах.

5. Гальванічне нанесення металорезисту (ПО-61) на струмопровідний рисунок.

6. Видалення захисного рельєфу з захисних ділянок.

7. Травлення з пробільних ділянок.

8. Освітлення і оплавлення сплаву ПОС-61.

9. Обробка плати за контуром

10. Контроль якості БДП. На спеціальних пристроях для усіх плат перевіряють наявність усіх міжшарових електричних з’єднань.

Виготовлення струмопровідного рисунка на зовнішніх шарах БДП останнім часом здійснюють також за технологією ”SMOBC” з використанням паяльної маски.