Многослойная коммутация и ее особенности

Развитие тонкопленочной технологии позволило создать многослойную коммутацию на соединительных платах и МПКП, что оказалось особенно эффективным при применении полиимидной пленки в качестве материала (рис. 1).

Многослойная коммутация на основе полиимидной пленки позволяет реализовать высокую плотность рисунка - более 5 линий/мм, а плотность упаковки ЭВС увеличить в 5-20 раз (см. табл. 1).

Особенностями многослойной коммутации на основе полиимидной пленки является гибкость технологического процесса, универсальность применения в самых различных конструкциях, отсутствие необходимости в электрической проверке цепей коммутации (необходимые параметры гарантируются с помощью статистического регулирования уровня технологического процесса и методов визуального контроля). Кроме того, непосредственно на полиимидную пленку с коммутирующей разводкой, можно монтировать бескорпусные ИС с любыми выводами. На основе таких многослойных плат возможно создание гибридных БИС, конструктивно и функционально оптимальных и технологически совместимых с материалами коммутации ячеек в блоке ЭВС, выполненного также на полиимидной пленке. При этом обеспечивается эффективное проектирование топологии схем машинными методами с помощью ЭВМ.

Соединение ячеек и блоков, изготовленных с применением многослойных плат на основе полиимидной пленки, производится с помощью многослойных шлейфов (гибких плоских кабелей) на полиимидной пленке. Технологический процесс изготовления таких шлейфов аналогичен технологии получения многослойной разводки.

Жестким основанием для полиимидной пленки при создании МПКП служит механически прочная, с хорошим теплоотводом пластина алюминиевого сплава, на которой методом глубокого анодного окисления сформирован слой Al2O3 толщиной 50 мкм.

Межслойные коммутационные соединения такой многослойной платы осуществляется способом групповой пайки. Для межслойной изоляции применяют полиимидные прокладки с отверстиями в местах осуществления межслойных коммутационных соединений.

Следует отметить, что применение таких многослойных плат позволяет автоматизировать производство ЭВС и повысить их надежность не менее, чем в 100 раз.

Среди многообразия конструкторско-технологических вариантов реализации ФЯ с высокоплотным монтажом перспективным является также формирование многослойной коммутационной платы с полиимидной изоляцией на металлической подложке методом послойного наращивания слоев разводки, чередуемых с диэлектрическими слоями. При этом вари-


 

Рис. 1, а. Полиимидная пленка.

 

Рис. 1, б. Двухстороннее нанесение фоторезиста.

Рис. 1, в. Двухстороннее экспонирование.

 

 

Рис. 1, г. Получение рисунка в фоторезисте с двух сторон и формирование сквозных отверстий в полиимидной пленке.

 

Рис. 1, д. Удаление фоторезиста и создание металлизации на всей поверхности полиимидной пленки (Cr-Cu-Cr)

Рис. 1, е. Двухстороннее нанесение фоторезиста на поверхность металлизации и создание в нем рисунка коммутации схем.

Рис. 1, ж. Удаление Cr и частичное удаление Cr в местах, незащищенных фоторезистом, а также последующие гальванические наращивания Cu и SnBi в этих же местах с обеих сторон пленки.

 

Рис. 1, з. Последовательное селективное стравливание слоев Cr-Cu-Cr в местах, которые защищались фоторезистом при гальваническом наращивании Cu-SnBi.

Окончание рис. 1

Рис. 1, и. Удаление фоторезиста с двух сторон.

Рис. 1, к. Формирование четырехслойное гибкой платы из полиимидных пленок, имеющих двухслойную коммутацию и с использованием полиимидных пленок без коммутации в качестве прокладок между слоями, а также вакуумной пайки.

Рис. 1, л. Сборочные и монтажные операции на многослойной гибкой плате, установленной на жесткое основание.


Условные обозначения к рис. 1

Обозначение материала Наименование материала Навесной компонент (БИС)
  Полиимидная пленка Фоторезист (негативный)
Фотошаблон Верхний слой коммутации
Структура МПКП Жесткое основание для теплоотвода и обеспечения жесткой конструкции
П – полиимидная прокладка К – клей Припой ПОС-61

 

анте на металлическую подложку наносится методом центрифугирования полиимидный лак типа АД-9103 с последующей его высокотемпературной имидизацией при температуре 270°С в три этапа. Создание коммутации осуществляется по тонкопленочной технологии, а межслойная изоляция формируется нанесением полиимидного лака с последующим отверждением и получением с помощью химического, либо плазмохимического травления отверстий для межслойных переходов. Таким образом, послойным нанесением чередующихся слоев металла и диэлектрика создают многослойную структуру коммутации платы (см.
рис 1).