Изучение технологии изготовления печатных плат с высокой плотностью коммутации

Материалы для изготовления печатных плат

Для изготовления печатных плат широкое применение находят фольгированные диэлектрики. Фольгированные материалы представляют собой слоистые электроизоляционные пластины или синтетические пленки (фторопластовые, лавсановые, полиимидные и др.), облицованные с одной или двух сторон металлической фольгой, обычно медной (99% от общего количества выпускаемых плат), либо алюминиевой или никелевой. Алюминиевую фольгу применяют реже медной из-за плохой паяемости, а никелевую – вследствие высокой стоимости и повышенного в сравнении с медью и алюминием удельного сопротивления, а также меньшей теплоотводности (кроме плохой паяемости). Толщина медной фольги составляет 18-35 мкм. Для уменьшения расхода меди и подтравливания печатных проводников в последнее время находит применение тонкомерная фольга толщиной порядка 5,0 мкм (за рубежом – в диапазоне 2-5 мкм). Медную фольгу изготавливают прокаткой и электролитическим осаждением. Наиболее широкое применение получила медная электролитическая фольга марок ФМЭО (оксидированная, толщиной 18-35 мкм); ФМЭОШ (оксидированная, шероховатая, толщиной 35 мкм) (для повышения адгезии фольги к основанию).

С целью обеспечения надежного контакта фотошаблона с поверхностью фольгированного диэлектрика при экспонировании и, следовательно, точного воспроизведения топологических параметров печатной схемы фольга имеет одну гладкую поверхность (выполненную по квалитету не ниже Н8). Другая поверхность фольги для повышения адгезии с диэлектриком является шероховатой с высотой неровностей 3-8 мкм для марки ФМЭО и 5-8 мкм – для марки ФМЭОШ. Этим требованиям удовлетворяет электролитическая фольга. Катаная фольга применяется лишь при изготовлении МПП методом выступающих выводов, где большое значение имеют повышенные механические свойства медной фольги. Для увеличения прочности сцепления фольги с диэлектрическим основанием шероховатая поверхность фольги покрывается оксидированным гальваностойким слоем толщиной 0,15-0,35 мкм или хромовым слоем толщиной 1-3 мкм.
Фольгированные диэлектрики используют для изготовления печатных плат по субтрактивной технологии. Для плат, работающих на частотах до 10⁶ Гц, наибольшее распространение получили фольгированные диэлектрики на основе слоистых пластиков, таких как стеклотекстолиты, реже – гетинаксы и текстолиты. Стеклотекстолиты готовятся на основе стеклоткани, гетинаксы – на основе бумаги и текстолиты – на основе хлопчатобумажной ткани, пропитанных фенольноформальдегидными смолами, иногда модифицированных эпоксидными, кремнийорганическими или другими смолами. В настоящее время широкое применение находят стеклотекстолиты на основе эпоксидных и кремнийорганических смол. Печатные платы, используемые для работы на частотах до 10¹⁰ Гц, изготавливают с применением фольгированных диэлектриков на основе неполярных материалов – фторопласта, полиэтилена, полиэтилентерефталата и др. Полиимидные гибкие пленочные диэлектрики используют при изготовлении многослойных коммутационных плат сложных быстродействующих устройств. Для производства рельефных плат перспективны термопластичные материалы, например, полисульфон, полиэфиримид, полиэфирсульфон и др.; для мощных устройств (в том числе СВЧ-устройств) платы изготавливают на основе различных керамик (например, оксидных керамик с преобладанием Al₂O₃, ВеО и др., а также бескислородных керамик на основе материалов типа АlN, BN, SiC и др.). Среди самых перспективных диэлектрических материалов коммутационных плат для устройств высокотемпературной микроэлектроники следует отметить алмазную керамику и тонкие высокотеплопроводящие алмазные пленки (с коэффициентом теплопроводности до 900-1000 Вт/(мК)).