Субстрактивные методы изготовления печатных плат

Принципиальным отличием печатной платы от подложки гибридной интегральной схе­мы, которая также содержит контактные площадки и про­водники, является наличие сквозных отверстий, предназ­наченных для монтажа элемен­тов и осуществления переходов между рисунками на обеих сто­ронах печатной платы или сло­ями многослойной печатной платы. Это отличие приводит к необходимости осуществле­ния не только фотолитографи­ческих операций, но и операций химического и гальванического меднения отверстий. Поэтому методы изготовления подоб­ных ПП получили наименова­ние комбинированных. Кроме того, если при фотолитографии в производстве ИС обрабаты­ваются пленки толщиной не свыше нескольких микромет­ров, то в производстве ПП медная фольга имеет толщину 35 или 50 мкм; при этом медные проводники ПП необходимо защищать от коррозии. Как указывалось, рисунок схемы можно наносить на аготовку комбинированным негативным или пози­тивным способом.

Негативный метод имеет две модификации — с нанесением защитного рельефа через сетчатые трафа­реты (сеткография) и с использованием в качестве защит­ного рельефа фотополимерных композиций (фотолито­графия).

Сетчатый трафарет изготовляется из бронзы или не­ржавеющей стали аналогично сетчатым трафаретам, ис­пользуемым при производстве ГИС. Рисунок схемы по­лучается при продавливании красок через пробельные места в сетчатом трафарете. После сушки краски про­изводят травление меди в пробельных местах, обычно в растворе хлорида железа. Затем с медных проводников краску смывают и наносят защитный лак. Эта операция необходима для того, чтобы при последующем сверле­нии отверстий контактные площадки не отрывались, а при операциях химического и гальванического медне­ния отверстий медь не осаждалась бы на поверхности пе­чатной платы.

Сверление отверстий — наиболее трудоемкая и ответственная операция при изготовлении ПП. От точ­ности сверления зависит возможность автоматизации по­следующих сборочных работ. Сверление отверстий осу­ществляют спиральными твердосплавными сверлами на сверлильных станках с программным управлением.

Химическое и гальваническое меднение произво­дят с целью создания на стенках отверстия проводящего слоя меди. Эта операция присутствует во всех схемах из­готовления ПП. Меднение — также трудоемкая операция и служит частой причиной брака.

Перед химическим меднением выполняют подготови­тельные операции: подтравливание поверхностей отвер­стий, сенсибилизацию их и активацию дихлорида палла­дия для создания адгезионного подслоя, без которого медь не осаждается на диэлектрической поверхности платы.

Иногда применяют процесс создания металлического слоя в отверстиях разложением соединений меди под действием ультрафиолетового излучения (термолиза).

Гальваническим меднением получают слой меди в от­верстиях толщиной 20 — 25 мкм. После гальванического меднения на поверхность проводников окунанием нано­сят расплавленный сплав Розе.-

Достаточно широко применяют также комбиниро­ванный негативный способ с применением жидких или сухих фоторезистов.

Комбинированный позитивный метод с предвари­тельной металлизацией отверстий включает следующие технологические операции: предварительную гальваниче­скую металлизацию поверхностей отверстий с нанесе­нием слоя меди толщиной 5 — 7 мкм, окончательное галь­ваническое меднение; гальваническое нанесение металли­ческого резиста — слоя металла специального состава, который защищает проводники от травления; паллади-рование. При этом методе получают более четкие, не­размытые края проводников.

Трудоемкость изготовления ПП комбинированным позитивным способом на 40-50% выше, чем при комби­нированном негативном способе, однако он позволяет получать ПП с более высокой плотностью монтажа. По­этому этот метод по сравнению с другими субстрак-тивными методами имеет преимущественное применение.