DE10028790A1 - Verfahren zum lithographischen Belichten von Leiterplattensubstraten - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren ermöglicht die laserlithographische Herstellung von Leiterplatten unter Verwendung des Direktschreibeverfahrens. Das Verfahren soll dahingehend ausgebildet werden, daß ohne Einsatz eines Hochleistungslasers die Belichtung des Layouts in die Fotolackschicht eines Substrats ermöglicht wird. Es wird vorgeschlagen, daß zunächst eine latente Maske auf die Oberfläche des Substrats belichtet wird und die Belichtung in den Fotolack in einem zweiten Schritt mit einer anderen Wellenlänge erfolgt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Verfahren, Leiterplattenlayouts laserlithographisch unter Verwendung des Direktschreibeverfahrens auf die Oberfläche eines belackten Substrates abzubilden und die so erzeugte Oberflächenmaske anschließend durchzubelichten. Dieses Verfahren ermöglicht es, Leiterplatten in zwei Belichtungsschritten mit Licht unterschiedlicher Wellenlängen ohne die für eine direkte Anwendung des Direktschreiben benötigte Hochleistungslichtquelle laserlithographisch mit der Auflösung und Flexibilität des Direktschreibens herzustellen.

Zur photolithographischen Herstellung von Leiterplatten bieten sich zur Zeit zwei Standardverfahren an: Die Kontaktbelichtung und das Direktschreiben. Bei der Kontaktbelichtung wird zunächst eine Maskenplatte lithographisch hergestellt. Diese Maske wird bei der photolithographischen Herstellung mehrer Leiterplatten verwendet, wobei sie mit der beschichteten Seite auf die belackte Substratfläche aufgelegt wird und die nicht abgedeckten Flächen mit einem UV-Blitz belichtet werden. Die Nachteile dieser Methode sind zum einen die rasche Abnutzung der Maske durch den Kontakt der belichteten Seite mit dem Substrat und das Fehlen einer Anpassungsmöglichkeit der Vorlage an die eventuell durch andere Prozeßschritte verzerrte Geometrie des Substrats. Diese Nachteile werden umgangen, wenn man das gewünschte Layout im Direktschreibverfahren in den Photolack belichtet. Bei den in der Leiterplattenherstellung benötigten Lackdicken wird dafür jedoch ein UV-Laser mit sehr hoher Energie (mehrere Watt) benötigt, um ein Standardlayout innerhalb eines akzeptablen Zeitraums zu belichten. Ziel der Erfindung ist es, ohne Einsatz eines solchen Hochleistungslasers die Belichtung des Layouts in die Photolackschicht eines Substrats mit den Vorteilen des Direktschreibverfahrens zu ermöglichen. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Anwendungsbeispiele näher erläutert, ohne daß insoweit eine Einschränkung der Erfindung erfolgt. Es zeigen:

Fig. 1 Anwendungsbeispiel zum Verfahren mit Direktschreiben in eine Schutzfolie

Fig. 2 Anwendungsbeispiel zum Verfahren mit Direktschreiben auf die Lackoberfläche

Als Substrat dient ein Leiterplattensubstrat zur photolithographischen Bearbeitung. Bei dem beispielhaft in Fig. 1 dargestellten Substrat wird die auf die Leiterplattenlage 1 aufgebrachte Photolackschicht 2 von einer Schutzfolie 3 geschützt, die photoempfindliche Bestandteile aufweist, deren spektrale Empfindlichkeit sich von der des Photolackes unterscheiden. In diese Schutzfolie wird im ersten Schritt im Direkt­ schreibeverfahren das Leiterplattenlayout mit einem Laserstrahl 4 belichtet, bei dessen Wellenlänge die photoempfindlichen Substanzen in der Schutzfolie belichtet werden, der Photolack jedoch unempfindlich ist. Enthält die Folie Substanzen, die bei Belichtung direkt schwärzen, kann direkt zum nächsten Schritt übergegangen werden, andernfalls muß die Folie zunächst entwickelt werden. Im zweiten Belichtungsschritt folgen die Belichtung in den Photolack und die Prozessierung des Substrates wie bei einer Kontaktbelichtung.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Anwendungsbeispiel des Verfahrens kann ein Standardsubstrat verwendet werden. Im ersten Schritt wird mittels Oberflächendirektschreiben mit einem Laser ausreichender Leistung, dessen Wellenlänge außerhalb der spektralen Empfindlichkeit des Photolackes liegt, eine latente Maske in die Oberfläche des Photolackes gebrannt. Der zweite Belichtungsschritt erfolgt wie im ersten Anwendungsbeispiel.

Funktionsweise

• 1. Verfahren zum lithographischen Belichten von Leiterplattensubstraten in zwei Schritten unter Nutzung von direktem laserlithographischem Schreiben auf der Substratoberfläche.
• 2. 2.1. Die photolithographische Herstellung von Leiterplatten ist im Direktschreibeverfahren flexibler als im Kontaktbelichtungsverfahren. Bei den für Leiterplattensubstrate üblichen Lackdicken kann das Direktschreibeverfahren aber nur mit Lasern mit hoher Leistung in akzeptabler Zeit durchgeführt werden. Das neue Verfahren soll es ermöglichen, auch ohne solchen Laser die Vorteile des Direktschreibens zu nutzen.
• 3. 2.2. Das Verfahren wird in zwei Schritte aufgeteilt. Im ersten Schritt wird mittels Direktschreibeverfahren eine variabel an die Geometrie des Einzelsubstrates anpaßbare Maske erzeugt indem zum Beispiel eine Spezialschutzfolie belichtet und falls notwendig entwickelt wird oder das Design direkt in die Lackoberfläche des Substrates mit einer Wellenlänge außerhalb der spektralen Empfindlichkeit des Photolackes eingebrannt wird. Im zweiten Schritt erfolgt die Belichtung der Maske in den Photolack wie bei einer Kontaktbelichtung.
• 4. 2.3. Herstellung von Leiterplatten.

Bezugszeichen

1

Leiterplattenlage

2

Photolack (Schichtdicke ~ 50 µm)

3

Schutzfolie

4

direktschreibender Laserstrahl

5

Belichtungsblitz

Claims (3)

1. Verfahren zur laserlithographischen Herstellung von Leiterplatten unter Verwendung des Direktschreibeverfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine latente Maske auf die Oberfläche des Substrates belichtet wird und die Belichtung in den Photolack in einem zweiten Schritt mit einer anderen Wellenlänge erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Schritt (Direktschreiben) eine photoempfindliche Schutzfolie auf dem Photolack belichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Schritt (Direktschreiben) mit einem intensiven Laser mit einer Wellenlänge außerhalb der spektralen Empfindlichkeit des Lackes das Layout in die oberste Schicht gebrannt wird.