RU2395938C1 - Method for manufacturing of printed circuit boards - Google Patents

Method for manufacturing of printed circuit boards Download PDF

Info

Publication number
RU2395938C1
RU2395938C1 RU2008142986/09A RU2008142986A RU2395938C1 RU 2395938 C1 RU2395938 C1 RU 2395938C1 RU 2008142986/09 A RU2008142986/09 A RU 2008142986/09A RU 2008142986 A RU2008142986 A RU 2008142986A RU 2395938 C1 RU2395938 C1 RU 2395938C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
printed circuit
metal
circuit boards
manufacturing
coating
Prior art date
Application number
RU2008142986/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008142986A (en
Inventor
Александр Михайлович Слушков (RU)
Александр Михайлович Слушков
Наталья Анатольевна Фукина (RU)
Наталья Анатольевна Фукина
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет"
Priority to RU2008142986/09A priority Critical patent/RU2395938C1/en
Publication of RU2008142986A publication Critical patent/RU2008142986A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2395938C1 publication Critical patent/RU2395938C1/en

Links

Landscapes

  • Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: in method for manufacturing of printed circuit boards transition holes are filled with melt of alloy having melt temperature below temperature of dielectric destruction, from which printed circuit board is made, and prior to application of protective metal resistive coating, electric circuit is covered with copper or other metal, having high electric conductivity.
EFFECT: improvement of ecological purity of the process, manufacturing of printed circuit boards, which do not contain water, salts of metals and gases that are ingressed in process of chemical and galvanic metallisation in dielectric base and in metal coating.
3 cl

Description

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано при изготовлении печатных плат, применяющихся при конструировании радиоэлектронной аппаратуры для самолето- и космостроения.The invention relates to the field of electronics and can be used in the manufacture of printed circuit boards used in the design of electronic equipment for aircraft and space construction.

В настоящее время почти все схемы радиоаппаратуры изготавливаются в виде металлического рисунка на диэлектрической основе путем избирательного вытравливания участков медной фольги, приклеенной на основу диэлектрика. Участки фольги, которые не должны вытравливаться и которые образуют нужный рисунок радиоэлектрической схемы, защищаются от воздействия травильного раствора стойким к нему покрытием - фоторезистом [1]. После вытравливания и удаления фоторезиста с проводящих дорожек получают рисунок электропроводящей схемы.Currently, almost all circuits of radio equipment are made in the form of a metal pattern on a dielectric basis by selectively etching sections of copper foil glued to the base of the dielectric. The areas of the foil that should not be etched and which form the desired pattern of the radioelectric circuit are protected from the action of the etching solution by a coating resistant to it - photoresist [1]. After etching and removing the photoresist from the conductive paths, a drawing of an electrically conductive circuit is obtained.

Основным недостатком этого способа является то, что все процессы (травления, активирования, нанесения покрытия) проводят в водных растворах солей. Поэтому вода и соли присутствуют в стеклотекстолитовой основе, особенно между слоями стеклотекстолита в переходных и технологических отверстиях, что неизбежно приводит к нарушению электропроводящих связей между слоями, особенно при изменении температур. Продукты электролиза присутствуют и в самих покрытиях, так как гальванические покрытия являются пористыми. При этом возможно образование гальванических пар «медь - сплав олово-свинец», что может привести к разрушению электропроводящих дорожек, возникновению перемычек между проводниками, а при эксплуатации при температурах ниже 0°С и к разрушению электропроводящих дорожек.The main disadvantage of this method is that all processes (etching, activation, coating) are carried out in aqueous solutions of salts. Therefore, water and salts are present in the fiberglass base, especially between the layers of fiberglass in the transition and technological holes, which inevitably leads to a violation of the electrically conductive bonds between the layers, especially when the temperature changes. Electrolysis products are also present in the coatings themselves, since galvanic coatings are porous. In this case, the formation of galvanic pairs “copper - tin-lead alloy” is possible, which can lead to the destruction of electrically conductive paths, the appearance of jumpers between conductors, and during operation at temperatures below 0 ° C, and to the destruction of electrically conductive paths.

Такими же недостатками обладает способ изготовления печатных плат по ГОСТ 23770-79 [2, 3].The same disadvantages have a method of manufacturing printed circuit boards in accordance with GOST 23770-79 [2, 3].

В качестве прототипа выбран способ изготовления печатных плат из фольгированного и нефольгированного стеклотекстолита с переходными отверстиями, при котором вместо химической металлизации проводят газовую металлизацию путем термораспада металлоорганических соединений [4]. Известный способ позволяет избежать попадания влаги и солей в стеклотекстолит, особенно в отверстиях, так как предусматривает нанесение защитного электропроводящего покрытия, после чего на него гальванически наносится медь. Однако данный способ обладает рядом недостатков. Исходные соединения, дициклопентадиенильные соединения никеля и кобальта, не выпускаются промышленностью. Процесс распада проводится в потоке водорода, т.е. является взрывоопасным. Покрытия свыше 3 мкм отслаиваются, а при больших площадях покрываемой поверхности трудно контролировать толщину электропроводящего металлического покрытия. Обязательно использование катализатора, который наносится из водных растворов, и хотя время нахождения в них небольшое, какое-то количество воды и катализатора остается в имеющихся отверстиях, особенно если при сверлении в них остаются задиры.As a prototype, a method for manufacturing printed circuit boards from foil and non-foil fiberglass with vias was chosen, in which instead of chemical metallization, gas metallization is carried out by thermal decomposition of organometallic compounds [4]. The known method avoids the ingress of moisture and salts into the fiberglass, especially in the holes, as it involves the application of a protective electrically conductive coating, after which copper is galvanically applied. However, this method has several disadvantages. The starting compounds, nickel and cobalt dicyclopentadienyl compounds, are not commercially available. The decay process is carried out in a stream of hydrogen, i.e. is explosive. Coatings over 3 μm exfoliate, and for large areas of the surface to be coated it is difficult to control the thickness of the electrically conductive metal coating. It is mandatory to use a catalyst that is applied from aqueous solutions, and although the residence time in them is small, a certain amount of water and catalyst remains in the existing holes, especially if there are scores during drilling.

Задачей изобретения является улучшение экологической чистоты процесса, изготовление печатных плат, не содержащих в диэлектрической основе, а также в металлическом покрытии воды, солей металлов и газов, попадающих при химической и гальванической металлизации.The objective of the invention is to improve the environmental cleanliness of the process, the manufacture of printed circuit boards that do not contain a dielectric base, as well as in the metal coating of water, metal salts and gases that are involved in chemical and galvanic metallization.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления печатных плат, включающем операции сверления переходных отверстий, избирательное вытравливание отдельных участков медной фольги, нанесение защитного металлорезистивного покрытия, переходные отверстия заполняют расплавом сплава, имеющего температуру плавления ниже температуры деструкции диэлектрика, из которого изготовлена печатная плата, а перед нанесением защитного металлорезистивного покрытия электросхему покрывают медью или другим металлом, обладающим высокой электропроводностью.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing printed circuit boards, including the operation of drilling vias, selective etching of individual sections of copper foil, applying a protective metal resistive coating, vias are filled with a melt alloy having a melting temperature below the temperature of the destruction of the dielectric from which the printed circuit board is made , and before applying a protective metal-resistive coating, the electrical circuit is coated with copper or another metal having im high electrical conductivity.

Способ осуществляется следующим образом. На фольгированнйй с двух сторон диэлектрической пластине сверлят переходные и технологические отверстия, причем делают не сквозные, а до металлической фольги, находящейся на оборотной стороне стеклотекстолитовой пластины. Затем на обеих сторонах этой фольгированной пластины делают электросхему любым из известных методов (фотолитографии, лазерным лучом, фрезерованием). В отверстия, полученные после сверления, на всю глубину вставляют обрезки проволоки диаметром меньше диаметра отверстия. Проволока должна иметь температуру плавления ниже температуры деструкции диэлектрической пластины. Затем диэлектрическую пластину с электросхемами на обеих сторонах и кусочками проволоки, вставленными в переходные отверстия, нагревают до температуры плавления проволоки, после чего на дорожки электросхемы и контактные площадки наносится металлическое покрытие, например, меди методом холодного напыления [5], а затем металлорезистивное защитное покрытие, например олово-свинец, олово-висмут, сплав Розе и др., любым известным способом.The method is as follows. Transitional and technological holes are drilled on a foil dielectric plate on both sides, and they are made not through holes, but up to a metal foil located on the back side of a fiberglass plate. Then, on both sides of this foil plate, an electrical circuit is made using any of the known methods (photolithography, laser beam, milling). Cuttings of wire with a diameter less than the diameter of the hole are inserted into the holes obtained after drilling to the entire depth. The wire should have a melting point below the temperature of the destruction of the dielectric plate. Then, a dielectric plate with electrical circuits on both sides and pieces of wire inserted into the vias is heated to the melting temperature of the wire, after which a metal coating, for example, copper, is applied to the electrical circuit tracks and contact pads by cold spraying [5], and then a metal-resistive protective coating , for example tin-lead, tin-bismuth, a rose alloy and others, by any known method.

Экспериментально установлено, что проволоку целесообразно вставлять при толщине фольгированной диэлектрической пластины более 2 мм и более. При толщине менее 2 мм заполнение отверстий кусочками проволоки исключается, отверстия заполняются в процессе холодного напыления.It was experimentally established that it is advisable to insert the wire with a thickness of a foil-coated dielectric plate of more than 2 mm or more. With a thickness of less than 2 mm, filling the holes with wire pieces is excluded, the holes are filled in the process of cold spraying.

Экспериментально установлено, что размер частиц порошка напыляемого материала не должен превышать 20-25 мкм. При больших размерах увеличивается пористость с 1-2% до 5-7%.It was experimentally established that the particle size of the powder of the sprayed material should not exceed 20-25 microns. With large sizes, the porosity increases from 1-2% to 5-7%.

Источники информацииInformation sources

1. Федулова А.А., Котова Е.А., Явич Э.Р. Многослойные печатные платы. М.: Сов. Радио, 1977. С.248.1. Fedulova A.A., Kotova E.A., Yavich E.R. Multilayer printed circuit boards. M .: Sov. Radio, 1977. S. 248.

2. ГОСТ 23770-78 «Печатные платы. Типовые технические процессы химической и гальванической металлизации».2. GOST 23770-78 "Printed circuit boards. Typical technical processes of chemical and galvanic metallization. "

3. Патент РФ № 2213435. Способ изготовления печатных плат. Бюллетень № 27, 2003 г.3. RF patent No. 2213435. A method of manufacturing printed circuit boards. Bulletin No. 27, 2003

4. Патент РФ № 2329620. Способ изготовления печатных плат. Бюллетень № 20, 2008 г. (прототип).4. RF patent No. 2329620. A method of manufacturing printed circuit boards. Bulletin No. 20, 2008 (prototype).

5. О.Клюев, А.Каширин. «Холодное» напыление металлических покрытий. Наука и жизнь. № 3. 2005 г. с.82.5. O. Klyuyev, A. Kashirin. Cold spraying of metal coatings. Science and life. No. 3. 2005, p. 82.

Claims (3)

1. Способ изготовления печатных плат, включающий операции сверления переходных отверстий, избирательное вытравливание отдельных участков медной фольги, нанесение защитного металлорезистивного покрытия, отличающийся тем, что переходные отверстия заполняют расплавом сплава, имеющего температуру плавления ниже температуры деструкции диэлектрика, из которого изготовлена печатная плата, а перед нанесением защитного металлорезистивного покрытия электросхему покрывают медью или другим металлом, обладающим высокой электропроводностью.1. A method of manufacturing printed circuit boards, including the operation of drilling vias, selective etching of individual sections of copper foil, applying a protective metal-resistive coating, characterized in that the vias are filled with a melt alloy having a melting point below the temperature of the dielectric of which the printed circuit board is made, and Before applying a protective metal-resistive coating, the electrical circuit is coated with copper or another metal with high electrical conductivity. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлизацию электросхемы проводят методом «холодного» напыления.2. The method according to claim 1, characterized in that the metallization of the electrical circuit is carried out by the method of "cold" spraying. 3. Способ изготовления печатных плат, включающий операции сверления переходных отверстий, избирательное вытравливание отдельных участков медной фольги, нанесение защитного металлорезистивного покрытия, отличающийся тем, что переходные отверстия при толщине диэлектрика менее 2 мм заполняют распыляемым металлом, а перед нанесением защитного металлорезистивного покрытия электросхему покрывают медью или другим металлом, обладающим высокой электропроводностью. 3. A method of manufacturing printed circuit boards, including the operation of drilling vias, selective etching of individual sections of copper foil, applying a protective metal-resistive coating, characterized in that the vias are filled with a spray metal when the dielectric thickness is less than 2 mm, and the circuitry is coated with copper before applying a protective metal-resisting coating or other metal having high electrical conductivity.
RU2008142986/09A 2008-10-29 2008-10-29 Method for manufacturing of printed circuit boards RU2395938C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008142986/09A RU2395938C1 (en) 2008-10-29 2008-10-29 Method for manufacturing of printed circuit boards

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008142986/09A RU2395938C1 (en) 2008-10-29 2008-10-29 Method for manufacturing of printed circuit boards

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008142986A RU2008142986A (en) 2010-05-10
RU2395938C1 true RU2395938C1 (en) 2010-07-27

Family

ID=42673427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008142986/09A RU2395938C1 (en) 2008-10-29 2008-10-29 Method for manufacturing of printed circuit boards

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2395938C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2472325C1 (en) * 2011-05-20 2013-01-10 Игорь Валентинович Колядов Method of making plated holes in printed-circuit board

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 23770-79. Печатные платы. Типовые технологические процессы химической и гальванической металлизации. - М.: Издательство стандартов, 1988. КРЫЛОВ В.П. Технологии и подготовка производства печатных плат. Учебное пособие. Владим. гос. ун-т. Владимир: изд-во Владим. гос. ун-та, 2006. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2472325C1 (en) * 2011-05-20 2013-01-10 Игорь Валентинович Колядов Method of making plated holes in printed-circuit board

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008142986A (en) 2010-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI766064B (en) Semi-additive process for printed circuit boards
CN101442886B (en) Printed circuit board and manufacturing method of the same
EP2647267B1 (en) Method for manufacturing printed circuit board
KR101553499B1 (en) Circuit board, method for forming conductive film, and adhesion improver
KR20140027150A (en) Sheet assembly with aluminum based electrodes
JP2006278774A (en) Double-sided wiring board, method for manufacturing the same and base substrate thereof
RU2543518C1 (en) Method of production of double-sided printed board
JP2004510061A (en) Method for selective metallization of dielectrics
WO2007095439A3 (en) Electrochemical etching of circuitry for high density interconnect electronic modules
WO2013082054A1 (en) Fabricating a conductive trace structure and substrate having the structure
JP4846455B2 (en) A method for manufacturing a nitride ceramic circuit board.
KR20100018041A (en) Method in manufacturing of circuit boards
KR20100029431A (en) Manufacturing method for printed circuit board
KR20100028306A (en) Printed circuit board and method of manufacturing the same
RU2395938C1 (en) Method for manufacturing of printed circuit boards
KR100772432B1 (en) Method of manufacturing printed circuit board
CN104115569A (en) Printed circuit board and method of manufacturing the same
RU2396738C1 (en) Method for manufacturing of printed circuit boards
KR20130113376A (en) Printed circuit board and manufacture method thereof
JP2013093359A (en) Semiconductor chip mounting substrate and manufacturing method therefor
Zeng et al. Direct fabrication of electric components on insulated boards by laser microcladding electronic pastes
RU2386225C2 (en) Method of making printed circuit boards with built-in resistors
Henning et al. Realization of double-sided wiring boards of biopolymer
TW201241236A (en) Process for etching a recessed structure filled with tin or a tin alloy
RU2382532C1 (en) Method of making printed circuit boards

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20120703

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151030