191139. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés többrétegű nyomtatott huzalozású áramkörök gyártásánál furatok átfémezése megbízhatóságának növelésére
3 191 139 4 tos összeköttetést biztosít a többrétegű, nyomtatott huzalozású kártya egyik külső és valamely belső vezetőrétege között. A találmány alapja az a felismerés, hogy az átfémezett furattal az üzembiztos összeköttetést úgy érjük el, hogy a közbenső rétegnél az érintkezést nemcsak az egyes vezetőrétegek élével, hanem az adott vezetőréteg egy nagyobb felületrészével biztosítjuk, továbbá kiküszöböljük a szigetelőanyag kenődésének hatását. A találmány szerinti eljárás lényege az, hogy a többrétegű nyomtatott lemezeknél a külső és a közbenső rétegek közötti összeköttetés biztonságát növeljük azzal, hogy a közbenső réteg átfémezésre alkalmas felületét lényegesen megnöveljük. Ezt úgy érjük el, hogy az áramköri kártya furathelyein átmenő furatok készítését és a furatok átfémezését tartalmazó szokásos technológiai lépések közé egy további lépést iktatunk be. Ez abból áll, hogy legalább egy furathelyen az átmenő furatnál nagyobb átmérőjű furatot készítünk valamelyik közbenső vezetőrétegig, és a furatok elkészítése után végezzük el az átfémezést. Az eredmény szempontjából közömbös, hogy először az átmenő furatot készítjük el és azt követően a nagyobb átmérőjű furatot, vagy fordított sorrendet alkalmazunk. Ennek megfelelően az eljárást végrehajtjuk úgy, hogy az átmenő furatok szokásos elkészítése után azokat a furatokat, amelyeknél a belső vezetőrétegek bármelyikével kell az átfémezett furatot öszszekötni, nagyobb átmérőjű fúróval újrafúrjuk oly módon, hogy a nagyobb átmérőjű furat a közbenső vezetőrétegig tart. Ugyancsak hasonló eredményre vezet, ha először készítjük el a nagyobb átmérőjű fúróval a közbenső rétegig tartó furatokat, majd ezután a szokásos átmérőjű, teljes keresztmetszeten áthaladó furatokat. Ezután folytatódnak a további technológiai lépések. A találmány szerinti berendezés előtolást végző szerkezettel merev kapcsolatban álló fúróval ellátott fúrókészüléket és egy érzékelő áramkört tartalmaz, amelynek a fúró és a nyomtatott áramköri kártya valamelyik vezetőrétege közötti eltérést érzékelő bemenetéi vannak, továbbá az érzékelő áramkör kimenete egy elektronikus vezérlő bemenetére, az elektronikus vezérlő kimenete pedig az előtolást végző szerkezet vezérlő bemenetére van kapcsolva. A találmányt a továbbiakban az ábrázolt példák alapján ismertetjük részletesebben. A rajzokon az 1. ábra egy négyrétegű nyomtatott kártya keresztmetszete ismert módon átfémezett furatokkal, a 2. ábra az 1. ábra szerinti kártya egy kinagyított részlete, a 3. ábra egy furat a maratás után, a 4. ábra egy négyrétegű nyomtatott kártya keresztmetszete a találmány szerint elkészített és átfémezett furatokkal, az 5. ábra a 4. ábra szerinti kártya egy másik kiviteli alakja, a 6. ábra a találmány szerinti berendezés tömbvázlata, és a 7. ábra egy többrétegű nyomtatott kártya egy részletének keresztmetszete kétoldalról bővített furattal. Az 1. ábrán egy hagyományos négyrétegü, a középső 1,2 vezetőrétegekben földet, illetve tápáramot vivő nyomtatott kártya metszete látható, ahol a vonaikázott részek vezető fémréteget ábrázolnak. Az ábra bal oldalán lévő átfémezett furat a földvezetéket viszi ki mindkét szélső rétegre, a középen lévő furat pedig a tápáram vezetéket. Végül a jobbszélső furat nem érintkezik sem a föld, sem a tápáram vezetékekkel, hanem a nyomtatott áramköri lap két külső rétegén lévő jelvezetékeket köti össze. A leginkább szokásos megoldásoknál az egyes vezető rétegek vastagsága tipikusan 35 mikron, a furatok átmérője 0,8-tól 1,2 mm körüli. A 2. ábrán egy átfémezett furat nagyított képe Sátható, amelynél a közbenső, földet hordozó 4 vezetőréteg van kivezetve a közbenső 3 szigetelő rétegeken keresztül a két szélső vezetőrétegre. A 6 kenődés azonban megnöveli a két fémréteg közötti ellenállást, esetleg egészen el is szigeteli a rétegeket. A fúrás utáni maratás előnyös tulajdonsága, hogy a maratás a szigetelőanyagot támadja meg és távolítja 5 el, a fémet nem. így maratás után a furatban a réz Vezetőrétegek jobban kiemelkednek és nagyobb felületen érintkeznek az átfémezés vezető anyagával. A 3. ábra maratás után a fémezés előtt ábrázolja egy négyrétegű nyomtatott huzalozású áramkör furatát. Az ábrából látható, hogy a 7 szigetelőrétegek a maratás következtében mélyebben vannak, mint a 8 vezetőrétegek. A közbeiktatott technológiai lépés megoldására mutat példát a 4. ábra. Az ábrán négyrétegű nyomtatott huzalozású lemez metszete látható, ahol a bal oldali átfémezett furat a belső földet vezető nyomtatott 9 vezetőréteget vezeti ki a két külső felületre, míg a jobb oldali a belső tápáram 10 vezetőrétegét. (Összehasonlításképpen af, 1. ábra a hasonló szokásos megoldást mutatja.) A 4. ábrán jól megfigyelhető, hogy a belső 9, 10 vezetőréteg és az átfémezett furat most már nemcsak egy kb. 35 mikron nagyságú hengerpaláston érintkezik, hanem egy jóval nagyobb felületű kúppaláston, továbbá, hogy a szigetelőanyag felkenődési lehetősége ezen a kúppaláston jóval kisebb, és így a kártyák megbízhatósága nagymértékben nő. Az 5. ábrán egy másik kiviteli alak látható. Ennél a megoldásnál a bal oldali nagyobb átmérőjű furat a felüiettől a belső 17 vezetőrétegig, a másik furatnál az ellenkező oldali felülettől a másik belső 12 vezetőrétegig tart. Négynél többrétegű nyomtatott huzalozású lemezek alkalmazása esetén, amikor a közbenső rétegek jelvezetékeket is tartalmaznak és azok galvanikus öszszekötése szükséges, a megoldást a 7: ábra szemlélteti. Ebben az esetben az ismertetett eljárást úgy tudjuk alkalmazni, hogy a felfúrást mindkét oldalról elvégezzük, a 18, illetve á 19 vezetőrétegekig. rA feníiekben leírt eljárást példaképpen megvalósító berendezés a 6. ábrán látható. A megvalósítás folyamán a legnagyobb problémát az jelenti, hogy a furat szélesítését végző fúró előtolását igen gyorsan meg keil állítani, amikor a fúró a közbenső fémezést eléri, nehogy a közbenső fémezést nagyon elvékonyítsa. Az elrendezés szerint a furat szélesítését végző 14 fúró elektronikusan vezérelt 15 előtolást végző szerkezettel van merev kapcsolatban. A 15 előtolást végző szerkezet „a” vezérlő bemenete a 16 elektronikus vezérlő kimenetére csatlakozik. A 16 elektronikus vezérlő „b” bemenete a 17 érzékelő áramkör kimenetére van kapcsolva. A 17 érzékelő áramkör a „c” és „d” elérést érzékelő bemenetekke! rendelkezik, amelyek a 14 fúró 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
