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

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:

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.

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).
Фоторезист
Медь

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.

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.

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.

Технологический процесс создания РИТМ-платы
Последующие этапы:
осаждение электрохимического припойного покрытия;
заливка твердым или эластичным компаундом, включая воздушные промежутки для повышения вибро и удароустойчивости.

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

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.

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).

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.

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.

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.

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.

Недостатки РИТМ-технологии:
малая механическая прочность;
коробление;
сложность изготовления.

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

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.

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 РИТМ-платы в 3-5 раз дешевле МПП.