Главные проблемы этого метода:
создание в· проводниках нужной проводимости, желательно соизмеримой с основным металлом;
возможность воспроизведения рисунка с хорошим· разрешением;
обеспечение паяемости.·
Проблемы проводимости могут быть решены, при условии мак-симального удаления связующего, разделяющего металлические частицы, из объема краски или пасты. Наилучшим образом, это достигается при высоких температурах обработки. Но для этого требуются нагревостойкие диэлектрические основания, типа стекла (ситалл), керамики (стеатит). Нанесение проводников на органичес-кие основания менее успешны из-за их ограниченной нагревостойкости и связанными с этим трудностями в удалении связующего для сближения металлических частиц. Поэтому на органических подложках удается достичь 20% проводимости от чистого металла.
Чем выше температура обжига, тем лучше условия для обеспечения большей проводимости, силы сцепления с подложкой, паяемости. Наиболее удовлетворительные результаты получены с составами на основе серебра и связующего из мелкодисперсного низкоплавкого стекла (фритты). При обжиге, с подъемом температуры до 500...800°С улетучивается растворитель, выгорает органическое связующее и, наконец, плавится фритта. При охлаждении частички серебра прочно сцепляются в объеме стекла (фритты), которое, в свою очередь, прочно сцепляется с керамической подложкой. Проводи-мость воженных проводников может достигать 95% проводимости чистого серебра.
Токопроводящую краску обычно наносят методом трафаретной печати, обеспечивая минимальную ширину проводника 0,8 мм при норме 1,5 мм. При этом формирование проводящего слоя в отверстиях связано с большими трудностями.
Появилась возможность изготовления полноценных плат, в которых токопроводящие краски заполняют рельеф проводников и отверстий. Такой процесс можно считать полностью аддитивным. Авторы утверждают, что эта технология способна воспроизводить проводники и зазоры шириной по 0,15 мм, отверстия диаметром 0,15 мм, в основании толщиной 0,4мм. Типичное время изготовления двусторонней платы – 3...4 часа, 4-слойной – 8...10 часов.
Штампование
При этом способе, медную фольгу сматывают с ролей, покрывают соответствующим клеящим веществом и подают в автоматический штамповальный пресс, как показано на рис. 7. Фольга вырубается и впрессовывается в изоляционный материал острыми кромками штампа по периметру проводников. Нагретый штамп не только впрессовывает края фольги в изоляционный материал, но и рас-плавляет склеивающее вещество, благодаря чему обеспечивается прочное сцепление проводников с основанием. Температура нагрева штампа зависит от используемого клеящего вещества и со-ставляет приблизительно 110° С для термопластичных и 150° С для термореактивных смол. Время выстоя штампа при склеивании термопластичной смолой составляет примерно 2 сек. Для термореактивной смолы оно значительно больше (для окончательного отверждения). Поэтому для ускорения процесса, чтобы время выстоя штампа было минимальным, обеспечивают лишь закрепление фольги на подложке. После сверления отверстий, вырубки пазов, для разобщения цепей схема вновь нагревается под давлением до окончательного отверждения клеящего вещества.
Горячая запрессовка металлического порошка (теснение)
Тонкодисперсная металлическая пудра (порошок) наносится на поверхность подложки опудриванием, пульверизацией, катафорезом, накатыванием или любым другим способом. Затем нагретым штампом с рельефом, соответствующим топологии схемы, порошок впрессовывается в основание подложки. На пробельных местах порошок не закрепляется и удаляется для использования. Штамп может одновременно вырубать отверстия и контур плат. Этот метод незаменим для массового тиража плат из дешевых материалов подложек: картона, листовых термопластичных и термореактивных пластмасс и др. Схема процесса тиснения показана на рис. 6.
Метод переноса (ПАФОС)
К аддитивным процессам можно полноправно отнести и метод переноса. Один из перспективных вариантов реализации такого процесса с использованием электрохимического осаждения металлов (ПАФОС) показан на рис. 8. В методе переноса проводящий рисунок создается на временных «носителях» — листах из нержавеющей стали, поверхность которых предварительное покрывается гальванически осажденной медью толщиной 2...5 мкм.
По тонкому медному покрытию формируется защитный рельеф фоторезиста. Проводники получают гальваническим осаждением тонкого слоя никеля (2...3 мкм) и меди (30...50 мкм) в рельеф фоторезиста. Затем фоторезист удаляют и проводящий рисунок на всю толщину впрессовывают в диэлектрик. Впрессованный рисунок проводников вместе с медной шиной механически отделяется от поверхности временных носителей. Таким образом, его переносят с металлического листа на диэлектрическую подложку. Отсюда название процесса — «метод переноса».
В слоях без межслойных переходов медная шина стравливается. При изготовлении двухсторонних слоев с межслойными переходами тонкая медная шина служит проводящим подслоем для электрохимического процесса металлизации отверстий.
Проводящий рисунок, утопленный в диэлектрик и сверху защищенный слоем никеля, не подвергается травлению при стравливании меди. Поэтому форма, размеры и точность проводящего рисунка определяется рисунком рельефа в фоторезисте, то есть процессами фотолитографии.
Полуаддитивные методы (электрохимические)
Полуаддитивные методы придуманы, чтобы избавиться от длительных и неустойчивых процессов ТХМ, заменив их на высокопроизводительные надежные электрохимические (гальванические) методы металлизации. Но для электрохимических методов металлизации электроизоляционных оснований нужен токопроводящий подслой. Его создают любым способом, удовлетворяющим требованиям по проводимости и прочности сцепления с подложкой:
· химическим осаждением тонкого слоя(до 1 мкм) металла. Процесс тонкослойной металлизации длится не более 15 мин и не требует высокой технологической надежности;
· вакуумным напылением металла, в том числе магнетронным;
·процессами газотермической металлизации;
· процессами термолиза металлоорганических соединений.
Уместно заметить, что для полуаддитивных методов неприемлемы процессы прямой металлизации, так как их использование связано с большим расходом катализатора, и возникают проблемы удаления проводящего подслоя из пробельных мест.
