RU2323555C1 - Method for manufacture of printed circuit board - Google Patents
Method for manufacture of printed circuit board Download PDFInfo
- Publication number
- RU2323555C1 RU2323555C1 RU2006141589/09A RU2006141589A RU2323555C1 RU 2323555 C1 RU2323555 C1 RU 2323555C1 RU 2006141589/09 A RU2006141589/09 A RU 2006141589/09A RU 2006141589 A RU2006141589 A RU 2006141589A RU 2323555 C1 RU2323555 C1 RU 2323555C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- tin
- coating
- printed circuit
- bismuth
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области технологии изготовления печатных плат (ПП), и может быть использовано для получения двухсторонних ПП, используемых в любой области радиоэлектроники и радиоприборостроения.The present invention relates to the field of technology for the manufacture of printed circuit boards (PCBs), and can be used to produce double-sided PCBs used in any field of radio electronics and radio instrument making.
Известен в качестве аналога способ изготовления печатной платы, включающий формирование на диэлектрическом основании токопроводящего рисунка электрической схемы последовательно методом фотолитографии с получением слоя фоторезиста и нанесение металлосодержащего покрытия гальваническим методом с последующим защитой слоя токопроводящего покрытия и удалением покрытия с несанкционированных участков (патент РФ №2058437, МПК С25D 3/56, публ. БИ 11/96 г.).A method for manufacturing a printed circuit board is known as an analogue, which includes forming on a dielectric base a conductive drawing of an electrical circuit in series by photolithography to obtain a photoresist layer and applying a metal-containing coating by the galvanic method, followed by protecting the conductive coating layer and removing the coating from unauthorized sites (RF patent No. 2058437, IPC C25D 3/56, publ. BI 11/96).
Недостатком аналога является недостаточно высокое качество покрытия и отсутствие возможности точного воспроизведения рисунка схемы.The disadvantage of the analogue is the insufficiently high quality of the coating and the lack of the ability to accurately reproduce the pattern.
Известен в качестве прототипа способ изготовления печатной платы (ОСТ 107.460092.004.01-86), включающий поверхностный монтаж путем формирования на диэлектрическом основании токопроводящего рисунка электрической схемы последовательно методом фотолитографии с получением слоя фоторезиста, перфорации диэлектрического основания с получением сквозных отверстий на заданных участках и нанесение металлосодержащего покрытия гальваническим методом с последующим защитой слоя токопроводящего покрытия и удалением покрытия с несанкционированных участков, соответствующих фотолитографической схеме, методом химического травления.Known as a prototype is a method of manufacturing a printed circuit board (OST 107.460092.004.01-86), including surface mounting by forming on a dielectric base a conductive drawing of an electrical circuit in series by photolithography to obtain a photoresist layer, perforating the dielectric base to obtain through holes in predetermined areas and applying a metal-containing electroplating followed by protection of the conductive coating layer and removal of the coating from unauthorized parties weights corresponding to the photolithographic scheme by chemical etching.
Недостатками прототипа являются высокая токсичность способа из-за применения свинцового электролита, недостаточно высокие равнотолщиность, вследствие чего невысока и плоскостность рисунка схемы, и точность воспроизведения рисунка схемы из-за быстрой окисляемости слоя такого покрытия и потерей паяемости, что исключает применение в качестве финишного покрытия гальванического сплава, обеспечивающего высокую воспроизводящую точность.The disadvantages of the prototype are the high toxicity of the method due to the use of lead electrolyte, insufficiently high equal thickness, which is why the flatness of the circuit pattern is not high, and the accuracy of the reproduction of the circuit pattern due to the rapid oxidizability of the layer of such a coating and loss of solderability, which excludes the use of galvanic coating as a finish coating alloy providing high reproducing accuracy.
Задачей авторов изобретения является разработка способа изготовления печатной платы, характеризующегося высокой точностью воспроизведения рисунка электрической схемы, обеспечивающего равнотолщиность слоя гальванического покрытия толщиной 20-40 мкм и плоскостность токопроводящей поверхности платы, а также паяемости, сохраняющейся в течение более продолжительного времени (от 6 и более месяцев) и экологической чистоты производства.The objective of the inventors is to develop a method for manufacturing a printed circuit board, characterized by high accuracy of reproducing a drawing of an electrical circuit, providing equal thickness of a layer of electroplated coating with a thickness of 20-40 microns and flatness of the conductive surface of the board, as well as solderability, which lasts for a longer time (from 6 months or more ) and environmental cleanliness of production.
Новый технический результат повышения точности воспроизведения рисунка электрической схемы, обеспечения равнотолщинности слоя гальванического покрытия толщиной 20-40 мкм, в том числе и в отверстиях, и плоскостности токопроводящей поверхности платы, а также обеспечение высокой паяемости, сохраняющейся в течение более продолжительного времени (до 6 месяцев и более) и повышения экологической чистоты производства.A new technical result of increasing the accuracy of reproducing a drawing of an electrical circuit, ensuring equal thickness of a layer of galvanic coating with a thickness of 20-40 microns, including in the holes, and flatness of the conductive surface of the board, as well as ensuring high solderability that lasts for a longer time (up to 6 months and more) and increase the environmental cleanliness of production.
Дополнительный технический результат изобретения состоит в обеспечении повышения качества покрытия за счет улучшения равномерности и равнотолщинности покрытия на поверхности подложки и в отверстиях.An additional technical result of the invention is to provide improved coating quality by improving the uniformity and equal thickness of the coating on the surface of the substrate and in the holes.
Указанные задача и новые технические результаты достигаются тем, что в известном способе, включающим поверхностный монтаж путем формирования на диэлектрическом основании токопроводящего рисунка электрической схемы последовательно методом фотолитографии с получением слоя фоторезиста, перфорации диэлектрического основания с получением сквозных отверстий на заданных участках и нанесение металлосодержащего покрытия гальваническим методом с последующим защитой слоя токопроводящего покрытия и удалением покрытия с несанкционированных участков, соответствующих фотолитографической схеме, методом химического травления, в соответствии с предлагаемым способом в качестве травителя для химического травления используют растворы хлорной меди, в качестве защитного неудаляемого слоя покрытия используют сплав олово-висмут, полученный гальваническим методом из электролита на основе солей олова и висмута с блескообразующей комплексной добавкой на основе комплексного органического соединения, при следующем содержании ингредиентов, в г/л:These tasks and new technical results are achieved by the fact that in the known method, including surface mounting by forming a conductive pattern of an electrical circuit on a dielectric base, using a photolithography method sequentially to obtain a photoresist layer, perforating the dielectric base to obtain through holes in predetermined areas and applying a metal-containing coating by galvanic method with subsequent protection of the conductive coating layer and removal of the coating from unauthorized sections corresponding to the photolithographic scheme, the method of chemical etching, in accordance with the proposed method as the etching agent for chemical etching using solutions of chlorine copper, as a protective unremovable coating layer using a tin-bismuth alloy obtained by the galvanic method from an electrolyte based on tin and bismuth salts with a bright-forming complex additive based on a complex organic compound, in the following ingredients, in g / l:
при плотности тока 1-6 А/дм2, при этом используют аноды олова в чехлах из хлориновой ткани.at a current density of 1-6 A / dm 2 , using tin anodes in cases made of chlorine fabric.
Кроме того, в качестве блескообразующей добавки используют добавку «ЭКОМЕТ-Л6».In addition, ECOMET-L6 additive is used as a bright-forming additive.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.
Первоначально проводят поверхностный монтаж формированием на диэлектрическом основании токопроводящего рисунка электрической схемы. Для этого сначала на подложке из диэлектрического материала методом фотолитографии формируют рисунок проводников и контактных площадок (фоторезист), а затем проводят металлизацию отверстий и поверхности подложки с получением слоя меди (металлорезист). Равномерность полученного слоя и в отверстиях, и на поверхности подложки обеспечивается более качественная, чем в прототипе, за счет применения блескообразующей, выравнивающей добавки - "ЭКОМЕТ-Л6", как это показано в эксперименте.Initially, surface mounting is carried out by forming a conductive drawing of an electrical circuit on a dielectric base. To do this, first, a pattern of conductors and contact pads (photoresist) is formed on a substrate of dielectric material by photolithography, and then the holes and the surface of the substrate are metallized to obtain a copper layer (metal resist). The uniformity of the obtained layer both in the holes and on the surface of the substrate is provided with higher quality than in the prototype due to the use of a bright-forming, leveling additive - ECOMET-L6, as shown in the experiment.
Далее, в соответствие с заданной схемой, осуществляют перфорацию с получением сквозных отверстий в основании платы на отдельных ее участках. Металлизацию осуществляют гальваническим способом с получением металлосодержащего слоя покрытия на основе сплава олово-висмут с последующей защитой слоя токопроводящего покрытия в соответствии с заданной схемой путем нанесения защитного слоя изолирующего материала (например, краски маркировочной). Затем методом химического травления удаляют металлическое покрытие с несанкционированных участков, соответствующих фотолитографической схеме, путем погружения в раствор химического реагента (щелочные растворы на основе хлорной меди).Further, in accordance with a predetermined pattern, perforation is performed to obtain through holes in the base of the board in its individual sections. Metallization is carried out in a galvanic manner to obtain a metal-containing coating layer based on a tin-bismuth alloy, followed by protecting the conductive coating layer in accordance with a predetermined scheme by applying a protective layer of insulating material (for example, marking paint). Then, by chemical etching, the metal coating is removed from unauthorized sites corresponding to the photolithographic scheme by immersion in a solution of a chemical reagent (alkaline solutions based on chlorine copper).
Как это экспериментально показано, гальванический способ нуждается в меньшем контроле за его параметрами, является более стабильным, экономичным и простым по сравнению с другими способами нанесения указанного сплава. Следует отметить, что применяемый в предлагаемом способе электролит не использовался при получении финишного защитного покрытия при изготовлении ПП в данной области техники.As experimentally shown, the galvanic method needs less control over its parameters, is more stable, economical and simple compared to other methods of applying the specified alloy. It should be noted that the electrolyte used in the proposed method was not used to obtain the final protective coating in the manufacture of PP in the art.
Использование именно сплава олово-висмут, как это выявлено экспериментально, позволяет повысить экологическую чистоту производства (невысокий класс токсичности по сравнению с прототипом), кроме того, получаемые слои покрытия характеризуются большей равномерностью, плоскостностью и не требуют дополнительной операции оплавления в ИК-лучах, что уменьшает трудоемкость способа. Применение блескообразующей добавки позволяет получить качественный слой сплава олово-висмут, с большей равномерностью и улучшенную планарность (плоскостность), что позволяет выровнить слой покрытия и исключить необходимость оплавления его в ИК-лучах, что традиционно используют для выравнивания толщины слоя такого покрытия. Аноды предлагается использовать в чехлах из пропитанной ткани из-за уменьшения шламообразования, которое могло негативно бы отразиться на качестве покрытия, т.к. частицы шлама могли быть вовлечены в слой покрытия и снизить точность воспроизведения токопроводящего рисунка. При этом хлориновая ткань функционирует как фильтр, препятствующий попаданию механических частиц с анодов в электролит.The use of a tin-bismuth alloy, as experimentally identified, allows to increase the environmental friendliness of production (low toxicity class compared to the prototype), in addition, the resulting coating layers are characterized by greater uniformity, flatness and do not require additional reflow operation in infrared rays, which reduces the complexity of the method. The use of a bright-forming additive makes it possible to obtain a high-quality tin-bismuth alloy layer with greater uniformity and improved planarity (flatness), which makes it possible to even out the coating layer and eliminate the need to melt it in infrared rays, which is traditionally used to even out the layer thickness of such a coating. Anodes are proposed to be used in cases made of impregnated fabric due to the reduction of sludge formation, which could negatively affect the quality of the coating, because sludge particles could be involved in the coating layer and reduce the accuracy of the reproduction of the conductive pattern. At the same time, chlorine tissue functions as a filter, preventing the ingress of mechanical particles from the anodes into the electrolyte.
Плотность тока подобрана экспериментально как оптимальная для достижения требуемых характеристик покрытия ПП.The current density is selected experimentally as optimal to achieve the required characteristics of the PP coating.
Таким образом, использование всех условий и операций предлагаемого способа, а также химических добавок, обеспечивает повышение точности воспроизведения рисунка электрической схемы, высокую адгезию слоя металлорезиста к подложке - контактным площадкам и к стенкам отверстий перфорации ПП, равнотолщинность слоя гальванического покрытия толщиной 20-40 мкм, в том числе и в отверстиях, планарность схемы, более высокое качество покрытия, сохраняющего способность к пайке оловосодержащим сплавом в течение продолжительного времени (порядка 6 месяцев и более, чем у прототипа.Thus, the use of all the conditions and operations of the proposed method, as well as chemical additives, improves the accuracy of reproducing the electrical circuit pattern, high adhesion of the metal resist layer to the substrate - contact pads and to the walls of the perforation holes of the PP, the uniform thickness of the galvanic coating layer with a thickness of 20-40 microns, including holes, planarity of the circuit, higher quality of the coating, which retains the ability to solder with tin-containing alloy for a long time (about 6 months ant, and more than a prototype.
Возможность промышленной реализации предлагаемого способа подтверждается следующими примерами исполнения.The possibility of industrial implementation of the proposed method is confirmed by the following performance examples.
Пример 1Example 1
Предлагаемый способ реализован в следующей последовательности.The proposed method is implemented in the following sequence.
Первоначально готовились образцы, в условиях данного примера вырезанием заготовок из фольгированного диэлектрика, конкретно - стеклотекстолита, марки СФ 2-35Г-1,5, ГОСТ 10316-78. Затем на основании производилась перфорация с получением технологических, базовых и сквозных отверстий на заданных участках диэлектрического основания при помощи сверлильных станков с ЧПУ. После чего осуществлялась предварительная химико-гальваническая металлизация отверстий и поверхности заготовок. Формирование токопроводящего рисунка схемы на диэлектрическом основании производилось методом фотолитографии с применением сухого фоторезиста. Затем по намеченной топографии осуществлялось гальваническое осаждение меди печатной схемы до требуемой толщины. Перед травлением платы для наносился защитный слой офсетной краски для защиты металлизации в санкционированных местах. В процессе последующего травления удалялся слой металлизации (слоя меди) с несанкционированных участков ПП. Окончательно был получен заданный токопроводящий контур в соответствии с требованиями КД.Initially, samples were prepared, under the conditions of this example, by cutting blanks from a foil-coated dielectric, specifically fiberglass, grade SF 2-35G-1,5, GOST 10316-78. Then, perforation was performed on the base to produce technological, base and through holes in predetermined sections of the dielectric base using CNC drilling machines. After that, preliminary chemical-galvanic metallization of the holes and the surface of the workpieces was carried out. The conductive pattern of the circuit on a dielectric base was formed by the method of photolithography using dry photoresist. Then, according to the planned topography, the printed circuit copper was galvanically deposited to the required thickness. Before etching the circuit board, a protective layer of offset ink was applied to protect the metallization in authorized places. During the subsequent etching, the metallization layer (copper layer) was removed from unauthorized sections of the PP. Finally, a given conductive circuit was obtained in accordance with the requirements of the design documentation.
Операцию гальванического осаждения на печатную схему защитного металлорезиста сплава олово-висмут ведут при комнатной температуре, при плотности тока 0,8-1 А/дм2, в течение 15-18 минут, в электролите со следующим соотношением ингредиентов, г/л.:The operation of galvanic deposition on a printed circuit of a protective metal resist of a tin-bismuth alloy is carried out at room temperature, at a current density of 0.8-1 A / dm 2 , for 15-18 minutes, in an electrolyte with the following ratio of ingredients, g / l:
В результате электролиза в данном электролите осажден равномерный слой сплава олово - висмут, не требующего дополнительного оплавления, что позволило значительно упростить способ и его продолжительность.As a result of electrolysis, a uniform layer of tin - bismuth alloy is deposited in this electrolyte, which does not require additional reflow, which made it possible to significantly simplify the method and its duration.
Пример 2Example 2
В условиях примера 1 получено покрытие сплавом на ПП в электролите следующего состава компонентов, г/л:In the conditions of example 1, the obtained alloy coating on PP in an electrolyte of the following composition of components, g / l:
Результаты испытаний покрытия сведены в таблицу.The test results of the coating are summarized in table.
Итак, как это показали примеры реализации предлагаемого способа, достигнуты повышение точности воспроизведения рисунка электрической схемы, обеспечении высокой адгезии слоя металлорезиста к подложке - контактным площадкам и к стенкам отверстий перфорации ПП, равнотолщинности слоя гальванического покрытия толщиной 20-40 мкм, планарности схемы, более высокое качество покрытия, сохраняющего способность к пайке оловосодержащим сплавом в течение продолжительного времени (порядка 6 месяцев), чем у прототипа.So, as examples of the implementation of the proposed method showed, an increase in the accuracy of reproducing a drawing of the electrical circuit, ensuring high adhesion of the metal resist layer to the substrate - contact pads and to the walls of the holes of the perforation of the PP, the equal thickness of the galvanic coating layer with a thickness of 20-40 microns, planarity, higher the quality of the coating, which retains the ability to solder tin alloy for a long time (about 6 months) than that of the prototype.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006141589/09A RU2323555C1 (en) | 2006-11-24 | 2006-11-24 | Method for manufacture of printed circuit board |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006141589/09A RU2323555C1 (en) | 2006-11-24 | 2006-11-24 | Method for manufacture of printed circuit board |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2323555C1 true RU2323555C1 (en) | 2008-04-27 |
Family
ID=39453208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006141589/09A RU2323555C1 (en) | 2006-11-24 | 2006-11-24 | Method for manufacture of printed circuit board |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2323555C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2477029C2 (en) * | 2011-01-12 | 2013-02-27 | Евгений Васильевич Савлев | Method for manufacturing printed circuit boards for light diodes |
WO2018111135A1 (en) * | 2016-12-16 | 2018-06-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Тонкопленочные Технологии" | Deformation sensor |
RU227721U1 (en) * | 2024-07-02 | 2024-07-31 | Общество с ограниченной ответственностью "РОСТИНТЕХ" | DEVICE FOR FORMING PRINTED CIRCUIT BOARD TOPOLOGY |
-
2006
- 2006-11-24 RU RU2006141589/09A patent/RU2323555C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2477029C2 (en) * | 2011-01-12 | 2013-02-27 | Евгений Васильевич Савлев | Method for manufacturing printed circuit boards for light diodes |
WO2018111135A1 (en) * | 2016-12-16 | 2018-06-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Тонкопленочные Технологии" | Deformation sensor |
RU227721U1 (en) * | 2024-07-02 | 2024-07-31 | Общество с ограниченной ответственностью "РОСТИНТЕХ" | DEVICE FOR FORMING PRINTED CIRCUIT BOARD TOPOLOGY |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2796019B1 (en) | Method for combined through-hole plating and via filling | |
US9526183B2 (en) | Galvanic process for filling through-holes with metals, in particular of printed circuit boards with copper | |
EP0227857B1 (en) | Process for making printed circuits | |
TWI410530B (en) | Deposition of conductive polymer and metallization of non-conductive substrates | |
JP2004510061A (en) | Method for selective metallization of dielectrics | |
EP2566311A1 (en) | Direct plating method | |
KR20040057979A (en) | Method for depositing lead-free tin alloy | |
JP3780302B2 (en) | Method for plating substrate having via hole and through hole | |
US7591956B2 (en) | Method and composition for selectively stripping nickel from a substrate | |
RU2323555C1 (en) | Method for manufacture of printed circuit board | |
JPS6257120B2 (en) | ||
KR20140091689A (en) | Aqueous composition for etching of copper and copper alloys | |
US11729917B2 (en) | Method for optimized filling hole and manufacturing fine line on printed circuit board | |
CA1051559A (en) | Process for the production of printed circuits with solder rejecting sub-zones | |
KR100294394B1 (en) | Electro-deposited copper foil for printing circuit board and method for manufacturing the same | |
US6003225A (en) | Fabrication of aluminum-backed printed wiring boards with plated holes therein | |
IE49971B1 (en) | Manufacture of printed circuits | |
KR100417335B1 (en) | Composition for acidic copper coating additive for filling up via hole, and method for filling up via hole using the same | |
CN115125593B (en) | Application of chelating agent in PCB preparation | |
KR0142407B1 (en) | Process for production of copper through-hole printed wiring boards | |
RU2274964C2 (en) | Method for manufacturing relief electronic board | |
JP2006339483A (en) | Wiring board and manufacturing method thereof | |
CN114959810A (en) | Novel electro-coppering additive and application thereof | |
KR20220053469A (en) | Hole filling method of circuit board using different species metal | |
SU834947A1 (en) | Printed circuit board manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 12-2008 FOR TAG: (72) |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081125 |