Многослойные печатные платы это комбинация отдельных слоев печатных проводников и изоляционных слоев. Изоляционные слои могут быть очень тонкими, так как стабильность МПП зависит от их суммарной толщины и качества соединений.
Наиболее распространенными методами изготовления МПП являются метод металлизации сквозных отверстий (МСО), метод открытых контактных площадок (ОКП), метод послойного наращивания и метод попарного прессования.
Схема технологического процесса изготовление МПП методом металлизации сквозных отверстий представлена на рис. 3
Изготовление слоя по технологии представленной на рис.1
одно- или двухсторонний фольгированный диэлектрик, создание защитного рельефа, травление, удаление резиста
Сборка слоев и изоляционных прокладок
Прессоование
Сверление и очистка отверстий
Подтравливание диэлектрика
Дальнейшие операция согласно технологии представленной на рис.777сенсибилизация и активация, химическое меднение, создание защитного рельефа, гальваническое усиление меди, гальваническое осаждение металлического слоя, устойчивого к травлению, удаление резиста, травление, создание неметаллизированных отверстий, маркировка
Рис. 3. Схема технологического процесса изготовления МПП методом металлизации сквозных отверстий. 1 - медная фольга; 2 - диэлектрик; 3 - изоляционная прокладка.
В качестве исходного материала используется одно- или двухсторонний фольгированный диэлектрик (в основном стеклотекстолит). Выполнение рисунка отдельных слоев осуществляется по той же технологии, что и изготовление односторонних печатных плат, однако проводящие слои при этом могут располагаться с двух сторон диэлектрика. Затем из отдельных слоев и изоляционных прокладок собирается пакет и прессуется.
В процессе прессования связующее вещество изоляционных прокладок затвердевает и соединяет при этом слои в жесткую конструкцию. Одновременно отдельные рисунки проводников изолируются друг от друга.
Электрическое соединение отдельных слоев МПП является критической операцией, оказывающей существенное влияние на надежность всего устройства. Благодаря подтравливанию диэлектрика в отверстиях можно достигнуть трехстороннего охвата медного кольца, что обеспечивает наиболее надежное соединение.
Другим методом изготовления МПП является метод открытых контактных площадок. Метод открытых контактных площадок не позволяет осуществить непосредственное соединение различных слоев. Сущность этого метода состоит в следующем: если необходимо соединить печатный проводник одной плоскости с элементом или проводником другой плоскости, то во всех слоях, лежащих выше места контактирования, выполняется перфорация, как показано на рис. 4. Благодаря этому проводники различных слоев МПП становятся доступными для соединения. Можно непосредственно к ним припаять выводы радиодеталей или поставить соединяющую отдельные слои перемычку из калиброванной проволоки, которую при необходимости можно провести над поверхностью ПП. Этот метод не позволяет осуществить непрерывный технологический процесс и не соответствует требованиям серийного производства.
Рис. 4. Конструкция многослойной печатной платы, выполненной методом открытых контактных площадок.
1 - слой меди; 2 - диэлектрик; З - контактная поверхность для пайки.
Метод послойного наращивания метод формирует многослойную структуру не из заранее подготовленных слоев, а в непрерывном процессе из чередующихся изоляционных и проводящих слоев.
На рис. 5 показана схема конструкции такой многослойной керамической платы.
Рис. 5 Схема конструкции многослойной керамической платы. 1 - диэлектрический слой; 2- проводящий слой; З - межслойный переход; 4 - подложка; 5 - контактная площадка
В изоляционных слоях в месте создания межслойных переходов создаются окна. При нанесении последующего проводящего слоя создается электрическое соединение через эти окна с нижележащим проводящим слоем. Таким образом, можно последовательно нанести друг на друга несколько слоев.
В качестве подложки используется керамический материал. Нанесение слоев можно производить как на одной, так и на обеих сторонах подложки. Так как в керамике в неотожженном состоянии можно создавать отверстия, то возможно создание межслойных переходов для соединения самых нижних проводящих слоев коммутационной структуры, расположенных с обеих сторон подложки. В этом случае возможно использование на одной многослойной керамической плате преимуществ тонкопленочной и толстопленочной технологий.
При использовании толстопленочной технологии изоляционные и проводящие составы наносят с помощью трафаретной печати и затем вжигают.
Преимуществами этого метода являются:
· высокая надежность;
· высокая производительность труда;
· большая гибкость при изменениях схемы;
· незначительные затраты на оборудование.
Наряду с достоинствами имеются и недостатки:
· необходимо время на проведение операции вжигания;
· для структур с несколькими проводящими слоями должны использоваться материалы со ступенчатыми температурами вжигания;
· выбор материалов для подложек очень ограничен из-за высоких тепловых нагрузок (большей частью используют АI2О3или ВеО).
При использовании тонкопленочной технологии диэлектрические и проводящие слои наносят с помощью подходящего вакуумного метода (термовакуумное испарение, распыление и т. д.). Все вакуумные методы отличаются многообразием применяемых осаждаемых материалов и возможностью нанесения различных слоев в одном цикле вакуумной откачки. В то же время получаемые покрытия чувствительны к внешним механическим воздействиям, а затраты на оборудование значительны.
В методе попарного прессования используется две заготовки из двухстороннего фольгированного диэлектрика, на каждой из которых с одной стороны разводят монтаж, и металлизированные отверстия, соединяющие монтаж с фольгой с другой стороны. Затем эти две заготовки спрессовывают печатью внутрь, изолировав прокладкой. Заготовка имеет по обе стороны сплошную фольгу с металлизированными отверстиями, которые соединяют фольгу с печатью на ближайшем слое. После этого выполняют монтаж на наружных слоях и металлизация отверстий, которые соединяют проводники на наружных слоях. Каждое отверстие на любом слое имеет контактные площадки. Недостаток метода в том, что можно получить только 4-х слойную плату, а соединения имеют только внешние слои, 1-й со 2-м и 3-й с 4-м. Установка элементов на внешних слоях делается обычным способом;