RU2619913C2 - Method of printed circuit board filled transition metallized holes producing - Google Patents

Method of printed circuit board filled transition metallized holes producing

Info

Publication number
RU2619913C2
RU2619913C2 RU2015139375A RU2015139375A RU2619913C2 RU 2619913 C2 RU2619913 C2 RU 2619913C2 RU 2015139375 A RU2015139375 A RU 2015139375A RU 2015139375 A RU2015139375 A RU 2015139375A RU 2619913 C2 RU2619913 C2 RU 2619913C2
Authority
RU
Grant status
Grant
Patent type
Prior art keywords
holes
transition
filling
stencil
vias
Prior art date
Application number
RU2015139375A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015139375A (en )
Inventor
Алексей Владимирович Павлов
Жанна Алексеевна Миронова
Андрей Викторович Бровкин
Original Assignee
Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы")
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
Grant date

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4611Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
    • H05K3/4614Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards the electrical connections between the circuit boards being made during lamination
    • H05K3/462Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards the electrical connections between the circuit boards being made during lamination characterized by laminating only or mainly similar double-sided circuit boards

Abstract

FIELD: manufacturing technology.
SUBSTANCE: invention is intended for designing and manufacturing of multilayer printed circuit boards (PCB) for high-density mounting of surface-mounted components (SMC) with matrix arrangement of terminals in BGA and CGA type housings. In PCB design filled transition metal-coated through holes (MTH) are employed, which enables to achieve uniform application of protective soldering mask and avoid problems with holes metal coating violation due to complexity of chemical agents removal, falling in process of printed unit manufacturing and installation. Filling of transient MTH of SMC seat with matrix arrangement of terminals allows to combine mounting contact pads with transition holes contact pads, thereby increasing conductive pattern arrangement density for creation of space-rocket equipment highly integrated electronics.
EFFECT: providing PCB reliability with increasing printed wiring density due to solder drift prevention into electronic component base seat transition holes with high density outputs matrix arrangement.
3 cl, 4 dwg

Description

Область техники TECHNICAL FIELD

Изобретение относится к области радиоэлектронной техники, в частности к способам изготовления печатных плат (ПП), в том числе многослойных, с заполненными металлизированными сквозными отверстиями (МСО), и может быть использовано при производстве печатных плат высокоплотного монтажа в ракетно-космическом приборостроении, к которым предъявляются соответствующие требования по надежности, а также с возможностью применения электронных компонентов с матричным расположением выводов. The invention relates to the field of electronic technology, particularly to methods of manufacturing printed circuit boards (PCB), including a multilayer, with the filled plated-through holes (INC), and can be used in the manufacture of printed circuit boards of high density mounting in the aerospace instrument to which imposed the relevant requirements in terms of reliability, as well as with the use of electronic components to the matrix location pins.

Уровень техники BACKGROUND

Из уровня техники известен способ тентирования переходных отверстий печатной платы (см. статью «Технология тентинга с заливкой переходных отверстий» О. Баевой в журнале «Технологии в электронной промышленности», №3, 2008 г., стр. 30-31). The prior art discloses a method tentirovaniya vias PCB (see. Article "tentinga technology to fill vias" O. Bayeva in the journal "Technology in the Electronics Industry", №3, 2008, pp. 30-31).

В процессе изготовления печатных плат для защиты от окисления медного слоя переходных отверстий наносится паяльный резист (защитная паяльная маска). In the process of manufacturing printed circuit boards to protect against oxidation of the copper layer vias is applied to the soldering resist (solder mask protective). Для высокоплотных печатных плат используется жидкий паяльный резист. For high-density circuit boards used liquid soldering resist. Его наносят методом трафаретной печати на плату, при этом получая тентированные переходные отверстия, т.е. It is applied by screen printing on the board, thus yielding tentirovannye vias, i.e. отверстия с двух или с одной стороны покрыты тентом защитной паяльной маски. or two holes on one side covered with a protective awning solder mask. Таким образом рекомендуется обеспечивать надежность переходным отверстиям диаметром от 0,1 до 0,6 мм. Thus it is recommended to provide reliable vias with a diameter of 0.1 to 0.6 mm.

Недостатком технического решения является недостаточное обеспечение надежности переходных отверстий из-за случаев разрыва тента над отверстием или частичного проникновения внутрь отверстия защитной паяльной маски, при этом создаются условия для проникновения в переходные отверстия химических реактивов (например, флюса) в последующих финишных и сборочно-монтажных операциях, конденсация влаги и т.д., что приводит к деградации медных стенок переходных отверстий и последующему отказу межсоединений в плате. A drawback of the technical solution is insufficient to ensure reliability vias due cases rupture awning over the opening or partial penetration inside the holes protective solder mask, the conditions are created for penetrating vias chemical reagents (e.g., flux) in the subsequent finishing and assembly operations , moisture condensation, etc., which leads to degradation of the copper walls of the vias and interconnects in the subsequent rejection board.

Из уровня техники известны способы заполнения отверстий пастой через трафарет (см. статью «Новые технологии заполнения отверстий и последующая планаризация» Р. Торстон в журнале «Технологии в электронной промышленности», №5, 2005 г., стр. 26-29). The prior art methods for filling holes paste through a stencil (see. Article "New technologies of filling holes and subsequent planarization" R. Thurston in the journal "Technology in the Electronics Industry", №5, 2005, pp. 26-29).

Заполнение отверстий производят до операции нанесения ЗПМ продавливанием пасты через трафарет, размеры отверстий которого больше переходных на 0,1 мм, с помощью ракеля или валика. Filling openings to produce the steps of applying PAZ forcing the paste through the stencil openings whose dimensions are larger transition 0.1 mm, using a doctor blade or roller. При этом для заполнения отверстий с большим аспектным соотношением рекомендуется применение вакуумного стола. Moreover, for filling the holes with a large aspect ratio it is recommended to use a vacuum table.

К недостаткам данного известного технического решения можно отнести трудоемкость изготовления и недостаточную надежность электрических межсоединений из-за большой вероятности вовлечения воздуха в промежутки между проходами ракеля/валика и неполное заполнение. The disadvantages of this known technical solutions include complexity of manufacture and insufficient reliability of the electrical wiring due to the high probability of air entrapment in the interstices between the passages of the doctor blade / roller and incomplete filling.

Раскрытие изобретения SUMMARY OF THE iNVENTION

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности и увеличение плотности печатного монтажа за счет защиты сквозных переходов печатной платы путем заполнения их материалом из слоев препрега без образования воздушных полостей. The technical result of the claimed invention is to increase reliability and increase in density of printed circuit by protecting the circuit board through transitions by filling them with material layers of the prepreg without the formation of air pockets. Таким образом, данное конструкционно-технологическое решение способствует предотвращению ухода припоя в переходные отверстия посадочного места электронной компонентной базы, в том числе с матричным расположением выводов высокой плотности, и позволяет избежать проблем с нарушением металлизации отверстий из-за сложности удаления химических реактивов, попадающих в процессе изготовления и монтажа сборочного узла. Thus, the construction-technological solution helps prevent leaving solder vias seat electronic components, including the matrix arrangement of the high-density pins and avoids problems with the violation of the metallization of holes due to the complexity of removing the chemicals entering the process manufacture and installation of the assembly. Получение заполненных МСО обеспечивает равномерность нанесения защитной паяльной маски. Preparation filled MSO provides uniformity of deposition of protective solder mask. Получение заполненных переходных МСО посадочного места ПМК открывает возможность совмещения монтажных контактных площадок с контактными площадками переходных отверстий, тем самым увеличивая плотность компоновки проводящего рисунка и позволяя применять более высокоплотную ЭКБ для создания высокоинтегрированной радиоэлектронной аппаратуры ответственного назначения. Preparation filled transition IES seat PMC opens the possibility of combining mounting pads with the contact pads of vias, thereby increasing the layout density of the conductive pattern and allowing for a more high-density EKB to generate a highly integrated electronic equipment responsible destination.

Технический результат заявленного изобретения достигается тем, что способ получения заполненных переходных МСО ПП включает: The technical result of the claimed invention is achieved in that the process for the preparation of filled PP transition IES includes:

- сборку пакета для заполнения переходных металлизированных сквозных отверстий в следующем порядке снизу вверх: антивыдавливающая пленка; - a package assembly for filling transition metallized through-holes in the following order from the bottom up: antivydavlivayuschaya film; заготовка платы со сквозными металлизированными отверстиями на стадии, предшествующей нанесению защитной паяльной маски; blank boards with through-plated holes at the stage preceding the application of protective solder mask; трафарет с переходными отверстиями согласно конструкции платы; stencil with vias according to the construction board; препрег; prepreg;

- помещение собранного пакета для заполнения переходных металлизированных сквозных отверстий в пресс-форму; - placing the assembled packet to fill the transition plated through holes in the mold;

- прессование пакета для заполнения переходных металлизированных сквозных отверстий путем приложения давления и температуры в течение 10-15 мин, вследствие чего происходит заполнение переходных отверстий материалом препрега, величины прилагаемых давления и температуры должны соответствовать условиям процесса прессования выбранного препрега, охлаждение со скоростью не более 3 °С/мин; - pressing transition package for filling plated through holes by applying pressure and temperature for 10-15 minutes, whereupon the filling of vias prepreg material quantities attached pressure and temperature conditions must comply with the selected pressing process of the prepreg, cooling at a rate not exceeding 3 ° C / min;

- удаление пакета для заполнения переходных металлизированных сквозных отверстий из пресс-формы; - removal of the package for filling plated through holes transition from the mold;

- механическое удаление трафарета и антивыдавливающей пленки с заготовки печатной платы. - Mechanical removal of the stencil and antivydavlivayuschey film circuit board blank.

В качестве трафарета может быть использован алюминиевый лист с просверленными переходными отверстиями. As stencil aluminum sheet drilled with vias can be used.

Механическое удаление трафарета происходит отделением вручную от заготовки платы. Mechanical removal of the stencil is separated manually from the preform board.

Увеличение плотности печатного монтажа увеличивает функциональность и уменьшает массогабаритные характеристики изделия в целом за счет возможности установки соответствующих электронных компонентов при обеспечении высокого качества и надежности. Increasing the density of printed wiring increases functionality and reduces the weight and size characteristics of the product as a whole by allowing the installation of appropriate electronic components while maintaining a high quality and reliability.

Краткое описание чертежей BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

Признаки и сущность заявленного изобретения поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом чертежами, где показано следующее. The features and nature of the claimed invention will become apparent from the following detailed description, the accompanying drawings, wherein: FIG.

На фиг. FIG. 1 представлена заготовка многослойной ПП (МПП) МСО, где: 1 shows a multilayer preform PP (MPP) INC, where:

1 – переходные металлизированные сквозные отверстия; 1 - transitional plated through holes;

2 – монтажные металлизированные сквозные отверстия; 2 - assembly plated through holes;

3 3 – диэлектрическое основание. - dielectric base.

На фиг. FIG. 2 представлен пакет для заполнения переходных МСО, где: 2 shows a package to fill transitional INC, where:

4 – препрег; 4 - prepreg;

5 – трафарет с переходными сквозными отверстиями; 5 - stencil transition through holes;

6 – заготовка МПП МСО; 6 - preparation MPP MSO;

7 – антивыдавливающая пленка. 7 - antivydavlivayuschaya film.

На фиг. FIG. 3 представлен график зависимости давления и температуры от времени в процессе заполнения, где: 3 shows a graph plotting pressure and temperature vs. time during the filling process, wherein:

8 – давление; 8 - pressure;

9 9 – температура. - temperature.

На фиг. FIG. 4 представлена фотография микрошлифа заполненных переходных МСО диаметром 0,3 мм, где: 4 is a photograph microsection filled transition IES 0.3 mm in diameter, wherein:

10 – заполненные смолой из препрега переходные МСО; 10 - filled with the resin of the prepreg transient MCO;

11 – слой защитной паяльной маски. 11 - protective layer of solder mask.

Осуществление и пример реализации заявленного изобретения The implementation and embodiment of the claimed invention

Заполнение переходных МСО МПП (см. фиг. 1) осуществляется следующим способом. Filling of transitional INC MPP (see. FIG. 1) in the following manner. Заготовка МПП МСО непосредственно перед операцией нанесения защитной паяльной маски собирается в пакет (см. фиг. 2), состоящий из препрега (поз. 4 фиг. 2), трафарета (поз. 5 фиг. 2), например, из листа алюминия толщиной 100 мкм с просверленными отверстиями, диаметр и расположение которых соответствуют переходным отверстиям платы, заготовка платы (поз. 6 фиг. 2), антивыдавливающая пленка (поз. 7 фиг. 2). Workpiece MPP MSO immediately before the step of applying a protective solder mask is collected in the package (see. Fig. 2) composed of the prepreg (pos. 4, FIG. 2) of the stencil (pos. 5, FIG. 2), e.g., from a sheet of aluminum of thickness 100 um with drilled holes, the diameter and arrangement of which correspond to the vias board, the board blank (pos. 6, FIG. 2), antivydavlivayuschaya film (pos. 7, FIG. 2). Трафарет позиционируется на заготовке платы относительно базовых отверстий и закрепляется любым известным способом, например с помощью двухсторонней липкой ленты, наклеенной на технологическое поле платы. A stencil is positioned on the workpiece relative to the base board holes and secured in any known manner, for example using double sided adhesive tape glued to the technological field of the board.

В качестве препрега рекомендуется использовать препрег, соответствующий марке применяемого в конструкции МПП МСО, например DE 104 ML. As recommended prepreg prepreg corresponding mark used in the construction of the MPP MSO, e.g. DE 104 ML. В качестве антивыдавливающей пленки может использоваться пленка марки DAF-200. As antivydavlivayuschey film may be used a film grade DAF-200.

Собранный пакет помещается в пресс-форму. The assembled stack is placed in a mold. Для защиты от загрязнений пресс-формы смолой применяется антиадгезионная пленка. To protect against contamination of the mold release film resin used. Далее пресс-форма помещается в пресс. Next, the mold is placed in a press. Процесс заполнения переходных МСО происходит во время операции прессования согласно графику зависимостей давления и температуры от времени (см. фиг. 3). The process of filling transition MCO occurs during the pressing operation according to the schedule dependency of pressure and temperature on the time (see. FIG. 3). Для сокращения цикла заполнения процесс прессования можно проводить с «горячего старта», таким образом, начальная температура процесса Т 1 может составлять от 20 °С до Т 2 – температуры прессования препрега. To reduce the filling cycle pressing process can be carried out with a "hot start", thus, the initial process temperature T 1 may range from 20 ° C to T 2 - pressing temperature prepreg. Давление Р 1 (поз. 8 фиг. 3) прилагается в «одну ступень», т.е. The pressure P 1 (pos. 8, FIG. 3) attached in the "one step", i.e. на протяжении всего цикла заполнения и охлаждения, и составляет от 5 до 15 бар. throughout the cycle of filling and cooling, and it is from 5 to 15 bar. Время заполнения отверстий [t 1 , t 2 ] в случае горячего старта соответствует времени текучего состояния смолы при температуре Т 2 и составляет не более 15 мин. The filling holes [t 1, t 2] in the case of a hot start time corresponds to a flowable state at a resin temperature T 2 and is not more than 15 minutes. Охлаждение производится со скоростью не более 3 °С/мин при постоянном давлении Р 1 , что позволяет избежать напряжений в плате. Cooling is performed at a rate not exceeding 3 ° C / min at constant pressure P 1, that allows to avoid stresses in the board.

Таким образом, достигается полное заполнение переходных отверстий смолой из препрега (см. фиг. 4), обеспечивая необходимый коэффициент термического расширения и необходимую планаризацию поверхности ПП для дальнейшего нанесения финишных покрытий. Thus achieving complete filling of the vias resin prepreg (see. FIG. 4), providing the desired thermal expansion coefficient and the desired planarization surface of the PCB for further applying the finishing coating.

Заявленное изобретение позволяет обеспечить надежность при увеличении плотности печатного монтажа и избежать проблем с очисткой и отмывкой МСО ПП. The claimed invention allows to ensure the reliability by increasing the density of printed wiring and to avoid problems with the purification and washing INC PP.

Claims (3)

  1. 1. Способ получения заполненных переходных металлизированных сквозных отверстий печатной платы, включающий: сборку пакета для заполнения переходных металлизированных сквозных отверстий в следующем порядке снизу вверх: антивыдавливающая пленка, заготовка платы со сквозными металлизированными отверстиями на стадии, предшествующей нанесению защитной паяльной маски, трафарет с переходными отверстиями согласно конструкции платы, препрег, помещение собранного пакета для заполнения переходных металлизированных сквозных отверстий в пре 1. A process for preparing transition filled plated through holes of the PCB, comprising: a package assembly for filling transition metallized through-holes in the following order from the bottom up: antivydavlivayuschaya film blank boards with through-plated holes at the stage preceding the application of protective solder mask stencil with vias according to the construction board, the prepreg of the assembled package space for filling transition metallized through holes in the pre с-форму, прессование пакета для заполнения переходных металлизированных сквозных отверстий путем приложения давления и температуры в течение 10-15 мин, вследствие чего происходит заполнение переходных отверстий материалом препрега, величины прилагаемых давления и температуры должны соответствовать условиям процесса прессования выбранного препрега, охлаждение со скоростью не более 3 °С/мин, удаление пакета для заполнения переходных металлизированных сквозных отверстий из пресс-формы, механическое удаление трафарета и антивыдавливаю a form, pressing the package for filling transition metallized through holes by applying pressure and temperature for 10-15 minutes, whereupon the filling of vias prepreg material quantities attached pressure and temperature conditions must comply with the selected pressing process of the prepreg, cooling at a rate not more than 3 ° C / min, the removal of the package for filling plated through holes transition from the mold, the mechanical removal of the stencil and antivydavlivayu ей пленки с заготовки печатной платы. her films with the printed circuit board blank.
  2. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве трафарета может быть использован алюминиевый лист с просверленными переходными отверстиями. 2. The method of claim. 1, characterized in that the stencil aluminum sheet drilled with vias can be used.
  3. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что механическое удаление трафарета происходит отделением вручную от заготовки платы. 3. The method of claim. 1, characterized in that the mechanical removal of the stencil is separated manually from the preform board.
RU2015139375A 2015-09-17 2015-09-17 Method of printed circuit board filled transition metallized holes producing RU2619913C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015139375A RU2619913C2 (en) 2015-09-17 2015-09-17 Method of printed circuit board filled transition metallized holes producing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015139375A RU2619913C2 (en) 2015-09-17 2015-09-17 Method of printed circuit board filled transition metallized holes producing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015139375A true RU2015139375A (en) 2017-03-22
RU2619913C2 true RU2619913C2 (en) 2017-05-19

Family

ID=58454730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015139375A RU2619913C2 (en) 2015-09-17 2015-09-17 Method of printed circuit board filled transition metallized holes producing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2619913C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1621192A1 *
US6204456B1 (en) * 1998-09-24 2001-03-20 International Business Machines Corporation Filling open through holes in a multilayer board
UA70414C2 *
EP0804061B1 (en) * 1995-11-10 2009-05-13 Ibiden Co, Ltd. Multilayered printed wiring board and its manufacture
RU2534024C1 (en) * 2013-05-29 2014-11-27 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных системы" (ОАО "Российские космические системы") Method for manufacturing of multilayer super-dense populated printed circuit board

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1621192A1 *
UA70414C2 *
EP0804061B1 (en) * 1995-11-10 2009-05-13 Ibiden Co, Ltd. Multilayered printed wiring board and its manufacture
US6204456B1 (en) * 1998-09-24 2001-03-20 International Business Machines Corporation Filling open through holes in a multilayer board
RU2534024C1 (en) * 2013-05-29 2014-11-27 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных системы" (ОАО "Российские космические системы") Method for manufacturing of multilayer super-dense populated printed circuit board

Also Published As

Publication number Publication date Type
RU2015139375A (en) 2017-03-22 application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5436062A (en) Process for the production of printed circuit boards with extremely dense wiring using a metal-clad laminate
US6138350A (en) Process for manufacturing a circuit board with filled holes
US20060054352A1 (en) Printed circuit board including embedded passive component and method of fabricating same
US5737833A (en) Method of producing a high-density printed wiring board for mounting
US6323439B1 (en) Metal core multilayer resin wiring board with thin portion and method for manufacturing the same
US7002080B2 (en) Multilayer wiring board
US20080296056A1 (en) Printed circuit board, production method therefor, electronic-component carrier board using printed circuit board, and production method therefor
US5243142A (en) Printed wiring board and process for producing the same
US20090205859A1 (en) Method of manufacturing printed wiring board with built-in electronic component
US20050251997A1 (en) Method for forming printed circuit board
US7594317B2 (en) Method of manufacturing wiring substrate and method of manufacturing electronic component mounting structure
US20060145331A1 (en) Printed circuit board including embedded chips and method of fabricating the same using plating
US20060044734A1 (en) Printed circuit board including embedded capacitor having high dielectric constant and method of fabricating same
US20090084595A1 (en) Printed circuit board and manufacturing method of the same
US20090272562A1 (en) Method of producing circuit board by additive method, and circuit board and multilayer circuit board obtained by the method
US20060131729A1 (en) Ball grid array substrate having window and method of fabricating same
US6625880B2 (en) Method for producing printed wiring board
US20060014327A1 (en) Method of fabricating PCB including embedded passive chip
US20090229868A1 (en) Printed wiring board with reinforced insulation layer and manufacturing method thereof
US20070114203A1 (en) High density printed circuit board and method of manufacturing the same
JP2001053447A (en) Multilayer wiring board with built-in part and manufacturing method thereof
US20060157832A1 (en) Printed circuit board including embedded chips and method of fabricating the same
US20060180346A1 (en) High aspect ratio plated through holes in a printed circuit board
US20090250253A1 (en) Printed circuit board and manufacturing method thereof
JP2006196785A (en) Printed-wiring board having built-in electronic component and manufacturing method thereof