Разделительно-избирательное травление металлов (РИТМ) при изготовлении печатных плат «РИТМ – плата»

1. Разделительно-избирательное травление металлов (РИТМ) при изготовлении печатных плат «РИТМ – плата»

2. Технологический процесс создания РИТМ-платы

Что такое «РИТМ-плата»?
Это – разделительно-избирательное травление
металлов (РИТМ) при изготовлении печатных плат.
Главная особенность РИТМ-процесса состоит в
использовании
металлической
подложки
вместо
диэлектрика при проведении операций получения
защитного рельефа и электрохимического осаждения
проводникового материала.
Процесс
изготовления
РИТМ-плат
на
медной
подложке состоит из следующих основных этапов
изготовления:

3. Технологический процесс создания РИТМ-платы

1 этап: Получение металлической подложки из меди или ее сплавов
толщиной, равной ширине проводников второго уровня разводки.
2 этап: Получение рисунка уровней разводки проводников на
противоположных сторонах подложки фотохимическим способом
(создание защитного рельефа, соответствующего негативному
рисунку проводников):
двустороннее нанесение фоторезиста;
экспонирование;
проявление.

4. Технологический процесс создания РИТМ-платы

3 этап: Электрохимическое осаждение никеля толщиной
15 мкм из сульфаминового электролита (селективное
осаждение проводников через окна в фоторезисте).
Осажденный металл проводников (никель) является
металлорезистом на операции селективного травления
металла подложки (см. 6 этап).
Медь
Фоторезист

5. Технологический процесс создания РИТМ-платы

4 этап: Удаление фоторезиста между проводниками и
затравливание металлической подложки для увеличения
рельефности проводников над подложкой. После
удаления фоторезиста и подтравливания подложки
проводники рельефно выступают над поверхностью в
результате бокового подтравливания подложки.

6. Технологический процесс создания РИТМ-платы

5 этап:
Наклеивание (напрессовывание) подложки на несущее
основание из стеклотекстолита СТЭК толщиной 1,0...1,5 мм (или
алюминия марок А5; АД1 толщиной 0,8...1,5 мм и др.) при помощи
склеивающих прокладок из стеклоткани толщиной 0,02...0,03 мм,
пропитанных
эпоксидным
компаундом
в
состоянии
частичной
полимеризации. Эта операция необходима для формирования
диэлектрического слоя со стороны первого уровня разводки и
электрической схемы соединения. Применение в качестве основания
термопластичных материалов, например, фторопласта и др. позволяет
исключить использование склеивающих прокладок.

7. Технологический процесс создания РИТМ-платы

6 этап: Разделительно-избирательное травление, основанное
на эффекте бокового подтравливания металлической подложки
на всю толщину для образования промежутков между
пересекающимися проводниками разных уровней разводки,
удаляется металл со всей подложки, за исключением мест
перехода с одного уровня разводки на другой, где он остается в
виде столбиков, поддерживающих второй уровень проводников,
которые выполняют роль металлизированных отверстий в
обычной ПП. Для удаления металла используют селективный
травитель на основе хромового ангидрида и серной кислоты.

8. Технологический процесс создания РИТМ-платы

Последующие этапы:
осаждение электрохимического припойного покрытия;
заливка твердым или эластичным компаундом, включая
воздушные промежутки для повышения вибро и
удароустойчивости.

9. РИТМ-плата

Проводник первого
уровня
Столбик металла для
коммутации двух уровней
Склеивающая прокладка
Проводник второго
уровня
Стеклотекстолит

10. Технологический процесс создания РИТМ-платы

Фрагмент РИТМ-платы (вид сверху):
1 — кроссовер; а — линейный размер контактной площадки; b — ширина
проводников верхнего и нижнего уровней; с — линейный размер
переходного столбика.
Унифицированным топологическим элементом второго уровня является
кроссовер (линейный или сетчатый проводник), который отделяется
зазором от проходящих под ним проводников нижнего уровня разводки.
Кроссовер опирается на связывающие его с нижним уровнем переходы в
виде столбиков металла подложки, полученные после избирательного
травления. Максимальная величина пролета линейного кроссовера от
опоры до опоры не должна превышать 10 мм; минимальный размер
перехода или столбикового вывода составляет 0,4х0,4 мм2.

11. Технологический процесс создания РИТМ-платы

Контактные площадки первого уровня разводки
можно использовать для микросварки гибких
проволочных выводов бескорпусной элементной
базы.
Контактные площадки второго уровня разводки,
имеющие под собой жесткие опоры в виде
столбиков металла, используют для установки на
пастообразный
припой
и
групповой
пайки
поверхностно монтируемые компоненты (ПМК).

12. Три класса создаваемых плат:

Все разрабатываемые платы по своим конструктивным
характеристикам (плотность рисунка, габариты) делятся на три
класса:
1 класс - платы с пониженной плотностью - ширина проводника
и расстояние между ними 0,2 мм, габаритные размеры 300 х 360
мм.
2 класс - платы со средней плотностью - ширина проводника и
расстояние между ними 0,15 - 0,2 мм, габаритные размеры до
150 х 180 мм.
3 класс - платы с высокой плотностью - ширина проводника и
расстояние между ними 0,1 - 0,15 мм, габаритные размеры до
100 х 100 мм.
При необходимости возможно получение проводников
шириной 0,08 мм с расстоянием между ними 0,1 мм. Но для
этого
требуется
высокий
класс
чистоты
поверхности,
применение стеклянных фотошаблонов и фоторезистов с
высокой разрешающей способностью.

13. Преимущества РИТМ-технологии

По сравнению с печатным монтажом:
- исключается сверление и металлизация сквозных
отверстий ДПП и МПП;
- отсутствуют дорогостоящие фольгированные материалы;
- возможно изготовление гибких, жестких и
комбинированных плат;
- повышается надежность соединений;
- в 3-5 раз улучшаются массо-габаритные показатели.

14. Преимущества РИТМ-технологии

По сравнению с толстоплёночной технологией:
- увеличивается предельный размер КУ;
- отказ от применения хрупких, тяжелых и дорогих
керамических подложек;
- отказ от драгоценных металлов в составе проводниковой
металлизации;
- исключение высокотемпературных обработок при
вжигании проводниковой металлизации;
- в 1,5-2 раза улучшаются масс-габаритные показатели.

15. Преимущества РИТМ-технологии

По сравнению с тонкопленочной технологией:
- увеличивается формат КУ;
- повышается процент выхода годных изделий;
- в 3-5 раз сокращается парк технологического
оборудования;
- в 7-10 раз снижается стоимость КУ при примерном
сохранении массогабаритных показателей.
Применение РИТМ-плат в РЭС и ЭС повышает ее
надежность,
обеспечивает
высокую
повторяемость
параметров изделия от образца к образцу, способствует
механизации и автоматизации технологических процессов.

16. Недостатки РИТМ-технологии:

малая механическая прочность;
коробление;
сложность изготовления.

17. Другие конструкции РИТМ-плат

В основе метода изготовления этих плат лежит эффект
раздельного воздействия определённых травителей на различные
металлы. Для ряда металлов применяются травители, которые
действуют избирательно по отношению к этому металлу.
Примером комбинации металлов, для которых травители
действуют избирательно является "Никель-медь".
Процесс изготовления РИТМ – платы

18. Другие конструкции РИТМ-плат

Заготовка РИТМ-платы представляет собой чаще
всего медную плату, покрытую никелем. Толщина
никеля составляет несколько микрометров, толщине
меди - доли миллиметра. Изготовление платы ведется
следующим образом:
• проводится травление окна в слое никеля. При этом
используется травитель, воздействующий только на
никель, и нейтральный по отношению к меди.
• через окно вытравливается полость в медной пластине
травителем,
воздействующим
только
на
медь.
Никелевое покрытие платы остаётся нетронутым при
травлении меди.

19. Другие конструкции РИТМ-плат

Конструкция РИТМ – платы
Таким образом, можно формировать произвольные рисунки,
например изготовить линию связи в составе РИТМ-платы для
сверхбыстродействующих ЭВМ, выполнить двухслойную плату без
отверстий и т.п.
РИТМ-платы применяются в качестве коммутационных плат в
модулях 1-го уровня (ячейках) и микросборках. Стоимость РИТМплаты в 3-5 раз дешевле МПП.

20. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!