Аддитивные методы изготовления печатных плат. Токопроводящие элементы рисунка. Избирательность осаждения металла

8,9. Аддитивные методы изготовления печатных плат

Эти методы предполагают использование нефольгированных диэлектрических оснований, на которые тем или другим способом, избирательно (там, где нужно) наносят токопроводяший рисунок. Разновидности метода определяются способами металлизации и избирательностью металлизации.

Токопроводящие элементы рисунка можно создать:

-  химическим восстановлением металлов на катализированных участках диэлектрического основания (толстослойная химическая металлизация – ТХМ);

-  переносом рисунка, предварительно сформированного на металлическом листе, на диэлектрическую подложку (метод переноса);

-  нанесением токопроводяших красок или паст или другим способом печати;

-  восстановительным вжиганием металлических паст в поверхность термостойкого диэлектрического основания из керамики и ей подобных материалов;

-  вакуумным или ионно-плазменным напылением;

-  выштамповыванием проводников.

Избирательность осаждения металла можно обеспечить:

-  фотолитографией (через фотошаблон) фоторезиста, закрывающего в нужных местах участки поверхности основания, неподлежащие металлизации (для метода толстослойной химической металлизации — ТХМ);

-  избирательным фотоочувствлением (через фотошаблон или сканирующим лучом) катализатора, предварительно нанесенного на всю поверхность основания (для фотоаддитивного метода ТХМ);

-  трафаретной печатью (для паст и красок);

-  масочные защиты для вакуумной и ионно-плазменной металлизации).

Фотоаддитивный процесс

Схема процесса фотоаддитивной технологии (как пример одного из вариантов аддитивного метода):

-  вырубка заготовки;

-  сверление отверстий под металлизацию;

-  нанесение фотоактивируемого катализатора на все поверхности заготовки и в отверстия;

-  активация катализатора высокоэнергетической экспозицией через фотошаблон-негатив;

-  толстослойное химическое меднение активированных участков печатной платы (печатных проводников и отверстий);

-  отмывка платы от остатков технологических растворов и неактивированного катализатора;

-  глубокая сушка печатной платы;

-  нанесение паяльной маски;

-  нанесение маркировки;

-  обрезка платы по контуру;

-  электрическое тестирование;

-  приемка платы – сертификация.

Основные фрагменты фотоаддитивного метода показаны на рисунке 1.

-  Нанесение и закрепление на поверхности подложки фотокатализатора

-  Экспонирование фотокатализатора через фотошаблон – негатив

-  Активация фотокатализатора на освещенных участках подложки – по местам будущих проводников

-  Толстохимическая металлизация проводников за счет работы активированного катализатора Готовая плата.

Рисунок – 1 Схема фотоаддитивного процесса

Преимущества:

- использование нефольгированных материалов;

- возможность воспроизведения тонкого рисунка.

Недостатки:

- длительный контакт открытого диэлектрика с технологическими растворами металлизации, ухудшающими характеристики электрической изоляции без дополнительных мер по отмывке;

-   длительность процесса толстослойного химического меднения.

Нанесение токопроводящих красок или металлонаполненных паст

Схема процесса изготовления рельефных плат с заполнением рельефа и отверстий металлонаполненными пастами.

Гравирование рельефа проводников и контактных площадок в диэлектрической подложке. Используется сверлильный станок с ЧПУ с нормированным заглублением инструмента в обрабатываемую подложку.

Заполнение углублений рельефа металлонаполненной пастой (контактолом).

Используется станок трафаретной печати с нормированной скоростью перемещения ракеля. Черным обозначен ракель станка, красным – металлосодержащая паста (контактол).

Термообработка в печи с нейтральной средой. Связующее металлонаполненной пасты выгорает. Металлические частицы спекаются, образуя металлическую подложку