DE2415487B2 - Verfahren zur herstellung von leiterplatten nach dem photoaetzverfahren - Google Patents

Verfahren zur herstellung von leiterplatten nach dem photoaetzverfahren

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Description

55
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Leiterplatten nach dem Pholoätzverfahrcn, bei welchem zunächst die Flächen der Leiterschicht, auf denen keine Leiterbahnen entstehen sollen, mit einer galvanoresislenten ersten Schutzschicht bedeckt werden, danach auf das spätere Leiterbild eine dünne korrosionsfeste Metallschicht aufgebracht wird, nach Entfernung der ersten Schutzschicht auf die bercichswcise verstärkte Leiterschicht eine ät/resistente zweite Schutzschicht aufgebracht wird und die Leiterplatten in bekannter Weise geätzt werden.
Hei der Herstellung von Leiterplatten ist es bekannt.
die Leiterschichten mit ei.icm galvanoresistenten Ncgativbil'l des gewünschten Leiterbildes zu bedrucken, das spätere Leiterbild galvanisch mit einer dünnen, korrosionsfesten und ätzresistenien Metallschicht zu verstärken und die nicht dem Leiterbild entsprechenden Bereiche der Lciterscln'ehten durch Ätzen vollständig zu entfernen. Während des Ätzvorgangs wird an den Kanten des Leiterbildes unterhalb der äizresistenien Metallschicht mehr Metall abgetragen als in unmittelbarer Nähe des Basismaterial, auf welchem die Lcitcrschichten angeordnet sind. Dieses Unterätzen kommt dadurch zustande, daß die Leiterbildkanten unmittelbar unterhalb der ätzresisienden Metallschicht am längsten dem Ätzmitte! ausgesetzt sind. Außerdem kann es an dieser Kontaktstelle zweier verschiedener Metalle zur Ausbildung eines den Abbau beschleunigenden Lokalelementes kommen.
Das Unterätzen der korrosionsfesten Metallschicht führt in der Regel zum Abbruch der Überstände am L.eiterbild. Die Folge ist nicht nur. daß die Konturentreue verlorengeht, sondern es besteht vor allem die Gefahr, daß die abgebrochenen Teile Kurzschlüsse verursachen.
Es wurden daher bereits eine Reihe von Versuchen unternommen, daß Maß der Unterätzung zu vermindern. So ist beispielsweise aus der DT-AS 20bl 991 ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, bei welchem durch die zusätzliche ätzresisleme zweite Schutzschicht ein erhöhter Schutz gegen das Unterätzen an den Leiterbahnkanten erzielt wird. Eine vollständige Vermeidung der Unterätzung und der damit verbundenen Nachteile wird durch das bekannte Verfahren jedoch nicht möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß ein Unterätzen der korrosionsfesten Metallschicht auf dem Leiterbild vollständig verhindert wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst, i lierbei kann das Maß der Unterätzung beispielsweise durch Versuche bestimmt oder auch berechnet werden, während die Brcitendifferenz zwischen der korrosionsfesten Metallschicht und der zweiten Schutzschicht durch die verschiedene Unterstrahlung der Maske bei der Belichtung der beiden pholocmpfindliehen Materialien gesteuert wird.
Bei der Herstellung von Leiterplatten mit Druckkontaktierungen werden vorzugsweise vor dem Aufbringen der ersten Schutzschicht Durchgangslöcher gebohrt und auf die Leiterschicht und die Innenwandungen der Durchgangslöcher mindestens eine Metallschicht galvanisch abgeschieden.
Die verschiedene Unterstrahlung der Maske kann dadurch gesteuert werden, daß für die erste Schutzschicht eine größere Stärke gewählt wird als für die zweite Schutzschicht oder daß als negativ wirkendes photoempfindliches Material eine Photofolie und als positiv wirkendes photoempfindliches Material eine dünne Photolackschicht verwendet wird. Weitere vorteilhaft Möglichkeiten, die verschiedene Unterstrahlung der Maske zu steuern, sind dadurch gegeben, daß das negativ wirkende photoempfindliche Material überbelichtet und das positiv wirkende photoempfindliche Material knapp bis normal belichtet wird oder daß das negativ wirkende photoempfindliehe Material mittels Streulicht und das positiv wirkende photoempfindliche Material durch parallel gerichtetes Licht belichtet wird.
Allsführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand
der Zeichnung nachstehend näher erläutert. Es zeigt
F i g. I eine in bekannter Weise hergestellte, unierützte Leiterbahn, die
Fig. 2 bis b in schemaiisel>jr Darstellung die einzelnen Verfahrensschritte bei der Herstellung einlagiger Leiterplatten und die
Fig. 7 bis 9 in schematischer Darstellung die einzelnen Verfahrensschritte bei der Herstellung mehrlagiger Leiterplatten. Alle Figuren stellen Schnittbilder dar.
Fig. I zeigt ein isolierendes Basismaterial 1, das beispielsweise aus Epoxydharz besteht und eine Leiterbahn 2 aus Kupfer. Die Oberfläche der Leiterbahn 2 ist mit einer dünnen, galvanisch aufgebrachten, iitzresistenten Metallschicht 3 verschen. Das Maß der Unterälzung der ätzresisienten Metallschicht 3 ist mit «1 und die Höhe der Leiterbahn 2 mit h bezeichnet. Bei der Verwendimg von Zinn für die ätzresistente Metallschicht 3 betragt bei einer h= 70um hohen Leiterbahn 2 das Mali der Unterätz.ung ;ί = 45μηι. Beim Einsatz von Sprühäl/.maschincn mit alkalischem Ätzmittel ist das Verhältnis /): .7« 1.5.
Fig. 2 zeigt ein isolierendes Basismaterial I, auf dessen einer Oberfläche eine Metallfolie 4 aufkaschiert ist. Auf der Metallfolie 4 befindet sich eine negativ wirkende Photofolie 5, auf welcher eine Maske 6 aufliegt. Die Photofolic 5 wird durch die Maske 6 hindurch mittels Streulicht 7 belichtet. Hierbei wird die Maske 6 um ein der Unierüt/.ung entsprechendes Maß ,·» unierstrahll, so daß der Bereich 8 der Photofolie 5 unbclichtet bleibt.
Fig. ί zeigt die gleiche Platte nach dem Entwickeln der Photofolie 5 und der Entfernung der unbelichteten Bereiche 8.
Auf die freiliegenden dem herzustellenden Leiterbikl entsprechenden Bereiche der Metallfolie 4 wird galvanisch eine dünne, korrosionsfeste Metallschicht 9 aufgebracht.
F i g. 4 zeigt die gleiche Platte nach der Entfernung der belichteten Bereiche der Photofolie 5 und nach dem Aufbringen einer positiv wirkenden Photolackschicht 10. Auf der Photolackschicht 10 liegt die Maske 6, die beispielsweise mittels Paßsliften in genau der gleichen Weise justiert ist, wie bei ihrer in F i g. 2 dargestellten Anwendung. Die Photolackschicht 10 wird durch die Maske 6 hindurch mit parallelgerichtetem Licht 11 belichtet. In dem dargestellten, idealisierten Fall tritt hierbei keine Unterstrahlung der Makse 6 ein, so daß der unbelichtcte Bereich 12 der Photolackschicht 10 die seitlichen Kanten der korrosionsfesten Metallschicht 9 jeweils um das der Unterätzung entsprechende Maß ;i überdeckt.
Fig, 5 zeigt die gleiche Platte nach dem Entwickeln der Phoiolackschicht 10 und der Entfernung ihrer belichteten Bereiche sowie nach der Entfernung der nicht dem Leiterbild entsprechenden Bereiche der Metallfolie 4 durch Ätzen. Die nicht weggeätzten Bereiche der Metallfolie 4 bilden die Leiterbahnen 13. Beim Ätzvorgang wird der als Ätzresist wirkende unbelichtete Bereich 12 der Phoiolackschicht 10 um das Maß .1 unterätzt.
Fig.6 zeigt die fertige Leiterbahn 13 nach Entfernung der Ätzresistschicht. Die korrosionsfeste Metallschicht 9 ist überall, also auch an den Rändern, fest mit der darunter liegenden Leiterbahn 13 verbunden.
Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt aus einer mehrlagigen Leiterplatte. Hierbei wird von einem mehrschichtigen Laminat ausgegangen, dessen Inncniagen bereits fertiggestellt sind und dessen außenliegende Isolierstoffschichten 14 mit Kupferfolien 15 kaschiert sind. Zur Herstellung von Durchkontaktierungen werden in das Laminat Durchgangslöcher 16 gebohrt und deren Innenwandungen durch chemische Kupferabscheidung leitend gemacht. Anschließend wird auf die Kupferfolien 15 und die Innenwandungen der Durchgangslöcher 16 durch Fläehengalvanisierung eine Kupferschicht 17 aufgebracht. Eine diese Kupferschicht 17 bedeckende, negativ wirkende Pholofolie 18 wird danach mit Streulicht durch eine Makse 19 hindurch belichtet, wobei die Mase 19 um ein der Unterätzung entsprechendes Mali .7 unlerstrahlt wird. Nach dem Entwickeln der Photofolie 18 wird auf das Leiterbild und die Innenwandungen der Durchgangslöcher 16 eine Zinn-Blei-Oberfläche 20 galvanisch aufgebracht.
F i g. 8 zeigt die in F ig. 7 dargestellte mehrlagige Leiterplatte nach dem Einschichten der Photofolie 18 und nach dem Aufbringen oiner pos'tiv wirkenden Photolackschicht 21. Das Aulbringen der Photolackschicht 21 erfolgt durch Rollbcschichtung, wobei die Innenwandung der Durchgangslöcher 16 nicht bedeckt werden.
Fi jf. 9 zeigt die in F i g. 8 dargestellte mehrlagige Leiterplatte nach dem Belichten und Entwickeln der Photolackschichi 21 und nach der Entfernung der nicht dem Leiterbikl entsprechenden Bereiche der Kupferfe lie 15 und der Kupferschicht 17 durch Ätzen. Die Belichtung der Photolackschicht 21 erfolgte durch die Maske 19 hindurch mit parallelgerichtetem Licht, so daß nach dem Entwickeln die Zinn-Blei-Endoberfläche 20 um das der Unterätzung cntr>prechende Muß .7 überdeckt wird. Nach dem Ätzen wird zur Fertigstellung der Leiterplatte die Phololackschichi 21 entschichtet.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Leiterplatten nach dem Photoäizverfahren, bei welchem zunächst die Flachen der Leiterschicht, iiuf denen keine Leiterbahnen entstehen sollen, mit einer galvanorcsistenten ersten Schutzschicht bedeckt werden, danach auf das spätere Leiterbild eine dünne korrosionsfeste Metallschicht aufgebracht wird, nach Entfernung der ersten Schulzschicht auf die bereichsweisc verstärkte Leiterschicht eine ätzresistente zweite Schutzschicht aufgebracht wird und die Leiterplatten in bekannter Weise geätzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schutzschicht (5, 18) aus einem negativ wirkenden Photoempfindliehen Material und die zweite Schutzschicht (12, 2J) aus einem positiv wirkenden photoempfindliehen Material mittels der gleichen Maske (6, 19) aufgebracht werden und daß die jeweilige Un'.erslrahlung der Maske (6, 19) derart gewählt wird, daß die /weite Schutzschicht (12, 21) der korrosionsfesten Metallschicht (9, 20) um ein definiertes, der Unterätzung entsprechendes, Maß (n) überdeckt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen der ersten Schutzschicht (18) Durchgangslöcher (16) gebohrt werden und auf die Lederschicht (15) und die Innenwandung der Durchgangslöcher (16) mindestens eine Metallschicht (17) galvanisch abgeschieden wird.
J. Verfahren nach Anspruch ! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die erste Schutzschicht (5, 18) eine größere Stärke gewählt wird als für die zweite Schutzschicht (12.21).
4. Verfahren nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß als negativ wirkendes photoempfindliches Material eine Photofolie und als positiv wirkendes photoempfindliches Material eine dünne Photolackschicht verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daß das negativ wirkende photoempfindliche Material überbelichtet und das positiv wirkende photoempfindliche Material knapp bis normal belichtet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das negativ wirkende photoempfindliche Material mittels Streulicht (7) und das positiv wirkende photoempfindliche Material durch parallel gerichtetes Licht (11) belichtet wird.
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