DE3528814A1

DE3528814A1 - Hard mask for printed-circuit board exposure, method for producing said mask, and appliance for implementing the method

Info

Publication number: DE3528814A1
Application number: DE19853528814
Authority: DE
Inventors: Nikita Dr Sotnik
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-08-10
Filing date: 1985-08-10
Publication date: 1987-02-12

Abstract

Hard masks essentially consist of a support layer 1 and a mask layer 2. In order to make fabrication of the hard masks very simple and inexpensive, it is proposed according to the invention that during the fabrication of the hard mask a transparent film 3, which is coated with at least one opaque mask layer 2, be applied in an essentially optically neutral manner to the dimensionally stable support layer 1 with its side facing away from the mask layer 2 or with its coated side. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Hartmaske für die Leiterplat tenbeschichtung, bestehend aus einer lichtdurchlässigen, formstabilen Trägerschicht und mindestens einer lichtun durchlässigen, strukturierbaren Maskenschicht, sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.The invention relates to a hard mask for the printed circuit board coating, consisting of a translucent, dimensionally stable support layer and at least one light permeable, structurable mask layer, as well as a Process for making the same.

Die Herstellung von Leiterplatten erfolgt in der Regel mit fototechnischen Verfahren. Kupferkaschierte und mit Photolack beschichtete Leiterplatten werden durch eine Maske abgedeckt und im allgemeinen mit ultraviolettem Licht belichtet. Anschließend wird die so im Photolack entstandene Struktur durch geeignete chemische Ätzverfah ren auf die darunterliegende Kupferschicht übertragen, so daß die fertige Leiterplatte praktisch ein Abbild der Maske darstellt. Dabei entsprechen lichtdurchlässigen Bereichen der Maske isolierende Bereiche der Leiterplatte, während den lichtundurchlässigen Bereichen der Maske elektrisch leitfähige Bereiche der Leiterplatte entsprechen oder um gekehrt.Printed circuit boards are usually manufactured with photo-technical processes. Copper clad and with Printed circuit boards are coated with a photoresist Mask covered and generally with ultraviolet Illuminated light. Then the so in the photoresist structure created by suitable chemical etching transferred to the underlying copper layer, see above that the finished circuit board is practically an image of the mask represents. Correspond to translucent areas areas of the mask isolating the circuit board while the opaque areas of the mask electrically conductive areas of the circuit board correspond to or around swept.

Häufig arbeitet man dabei mit flexiblen Filmmasken. We sentliche Nachteile dieser Filmmasken sind ihre Kratz empfindlichkeit, ihre geringe Lebensdauer, ihr thermischer und klimatischer Verzug, sowie ihre fehlende Formbestän digkeit, deretwegen Kontaktkopien erforderlich sind. Wei terhin neigen derartige Filmmasken zu elektrostatischer Aufladung, sie sind schlecht zu reinigen und erfordern einen hohen Prüfaufwand durch das menschliche Auge, da es keine automatischen Prüfmöglichkeiten gibt. Die Taktzeiten sind lang und die Ausschußraten bei den Leiterplatten hoch.Often you work with flexible film masks. We Significant disadvantages of these film masks are their scratch sensitivity, their short lifespan, their thermal and climatic warpage, as well as their lack of shape retention due to which contact copies are required. Wei Furthermore, such film masks tend to be more electrostatic Charging, they are difficult to clean and require a high inspection effort by the human eye since it there are no automatic test options. The cycle times are long and the rejection rates for printed circuit boards are high.

Hartmasken weisen zumindest einen Teil dieser Nachteile nicht auf. Sie sind im allgemeinen formbeständig und zei gen kaum thermischen oder klimatischen Verzug. Daher kann die Belichtung auch ohne direkten Kontakt zur Leiterplat te erfolgen, wodurch die Lebensdauer der Maske erhöht wird und gleichzeitig die Gefahr der Verschmutzung durch Photolackteilchen sinkt. So gibt es beispielsweise Masken aus photoemulsionsbeschichtetem Glas, die jedoch nach wie vor zu elektrostatischer Aufladung neigen, schlecht zu rei nigen und auf der bilderzeugenden Schicht kratzempfindlich sind und nach wie vor den gleichen hohen optischen Prüf aufwand wie die flexiblen Filmmaksen erfordern. Außerdem haben diese Masken im allgemeinen eine geringe Lebensdauer, und mechanische Justierstifte sind auf der Maske praktisch nicht zu integrieren.Hard masks have at least some of these disadvantages not on. They are generally dimensionally stable and hardly any thermal or climatic distortion. Therefore exposure even without direct contact with the printed circuit board te, which increases the life of the mask and at the same time the risk of pollution from Photoresist particles sink. For example, there are masks made of photoemulsion-coated glass, but still like before electrostatic charge tend to tear badly and scratch-sensitive on the image-forming layer are and still the same high optical test effort as the flexible film masks require. Furthermore these masks generally have a short lifespan, and mechanical alignment pins come in handy on the mask not to integrate.

Diejenigen Hartmasken, die der erfindungsgemäßen Hartmaske technisch am nächsten stehen, haben Glas als Trägermaterial und weisen eine Beschichtung entweder aus Eisenoxid oder aus Chrom auf.Those hard masks that the hard mask according to the invention technically closest, have glass as the carrier material and have a coating of either iron oxide or made of chrome.

Da die entsprechenden Beschichtungsverfahren jedoch sehr aufwendig sind und da andererseits Hartmasken bis zur Grös se von ca. 600 × 400 mm² hergestellt werden müssen, ist es bisher praktisch nicht möglich, derartige Beschichtungen auf große Glassubstrate in großen Stückzahlen zu realisie ren. Außerdem ist der Preis für derartig hergestellte Masken extrem hoch (cirka DM 2000,-- für eine Platte im Format 600 × 400 mm²). Wegen der aufwendigen Herstellungs weise können diese Masken auch nicht unter vertretbarem Aufwand beim Anwender fertiggestellt werden. Die mit Eisen oxid beschichteten Masken können nicht automatisch geprüft werden und neigen ebenso wie die Filmemulsionsmasken zu elektrostatischer Aufladung und dementsprechender Verschmut zung. Auf beiden Arten von Masken sind auch mechanische Ju stierstifte nur schlecht zu integrieren.However, since the corresponding coating processes are very complex and, on the other hand, hard masks up to the size of approx. 600 × 400 mm ² have to be produced, it has hitherto been practically impossible to realize such coatings on large glass substrates in large numbers Price for masks made in this way is extremely high (approx. DM 2000, - for a plate in the format 600 × 400 mm ² ). Because of the complex manufacturing method, these masks cannot be completed by the user with reasonable effort. The masks coated with iron oxide cannot be checked automatically and, like the film emulsion masks, tend to become electrostatically charged and contaminated accordingly. Mechanical juicing pins are difficult to integrate on both types of masks.

Daher besteht die Aufgabe darin, eine Hartmaske für die Belichtung von Leiterplatten zu schaffen, die einfach, billig und in großen Stückzahlen herzustellen ist. Therefore, the task is to create a hard mask for the To create exposure of circuit boards that are simple, is cheap and can be produced in large quantities.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen der Trägerschicht und der Maskenschicht und/oder auf der der Trägerschicht abgewandten Seite der Maskenschicht eine oder mehrere lichtdurchlässige Schichten, darunter min destens eine lichtdurchlässige Folie, angeordnet ist. Die Anordnung der Folie zwischen Trägerschicht und Masken schicht erlaubt es, den Beschichtungsvorgang unabhängig von der Verbindung mit der formstabilen Trägerschicht vor zunehmen. So kann also zunächst die Beschichtung einer sehr großen Folienfläche in der gewünschten Weise erfol gen, anschließend werden von der beschichteten Folie Stücke von passender Größe abgetrennt und mit der form stabilen Trägerschicht verbunden, wobei die beiden zu letzt genannten Verfahrensschritte auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden können.This object is achieved in that between the Carrier layer and the mask layer and / or on the Side of the mask layer facing away from the carrier layer or several translucent layers, including min at least a translucent film is arranged. The Arrangement of the film between the carrier layer and the masks layer allows the coating process to be independent from the connection with the dimensionally stable support layer increase. So the coating of a very large film area in the desired manner gene, then from the coated film Pieces of appropriate size separated and shaped stable carrier layer connected, the two too last-mentioned process steps also in reverse Order can be performed.

Die Beschichtung von Folien kann sehr viel effektiver und rationeller erfolgen als die Beschichtung der in Form von einzelnen festen Platten vorliegenden Trägerschicht. Ins besondere lassen sich Folien in Form von sehr langen, auf gerollten Bahnen bearbeiten, können leicht transportiert werden und sind platzsparend unterzubringen. Weiterhin hat man unter der Vielzahl der bekannten Folienmateria lien große Auswahlmöglichkeiten hinsichtlich der gewünsch ten Trägereigenschaften für die aufzubringenden Schichten und die gewünschte Verbindung mit der formstabilen Träger schicht.Coating foils can be much more effective and done more efficiently than coating in the form of individual solid plates present carrier layer. Ins Special films can be in the form of very long ones Edit rolled webs can be transported easily are and are to be accommodated to save space. Farther one has among the multitude of known film materials Large selections with regard to the desired carrier properties for the layers to be applied and the desired connection with the dimensionally stable support layer.

Eine auf diese Weise hergestellte Hartmaske weist neben der allen Hartmasken gemeinsamen stabilen Trägerschicht und der Maskenschicht als weitere Schicht mindestens eine Folie auf, die zweckmäßigerweise zwischen der Träger schicht und der Maskenschicht angeordnet ist.A hard mask produced in this way also has the stable backing layer common to all hard masks and the mask layer as a further layer at least one Foil, which is conveniently between the carrier layer and the mask layer is arranged.

Neben der durch die einfache und originelle Herstellungs weise bedingten drastischen Absenkung der Produktions kosten im Vergleich zu auf konventionelle Weise herge stellten Hartmasken weist die erfindungsgemäße Hartmaske weitere Vorteile auf. So können die erfindungsgemäßen Hartmasken beispielsweise mit nahezu beliebigen Masken materialien beschichtet sein, die andernfalls nur schlecht oder unter erheblichem Aufwand direkt auf die Trägerschicht aufzubringen wären.In addition to the simple and original manufacturing wise drastic cut in production cost compared to conventional the hard mask according to the invention further advantages. So can the invention Hard masks, for example, with almost any mask materials that are otherwise poor or directly onto the carrier layer with considerable effort would have to be brought up.

Auch die Mehrfachbeschichtung von Folien ist ohne weiteres schnell und kostengünstig auch für größere Folienflächen zu realisieren, da ganze Rollen einer entsprechenden Menge von Bahnmaterial in eine Beschichtungsanlage eingebracht und verarbeitet werden kann. Dementsprechend weisen die erfin dungsgemäßen Hartmasken weitere lichtdurchlässige Schichten auf, welche aufgrund ihrer gezielt ausgewählten Eigenschaf ten für die Herstellung, Handhabung, Überprüfung und Nutzung der Masken von Vorteil sind.The multiple coating of foils is also straightforward quickly and inexpensively even for larger film areas realize since whole roles of a corresponding amount of Web material introduced into a coating system and can be processed. Accordingly, the inventions hard masks according to the invention further translucent layers which, due to their specifically selected properties manufacturing, handling, inspection and use the masks are beneficial.

So ist bei einer bestimmten Ausführungsform einer Hartmaske gemäß der Erfindung zwischen der Folie und der Maskenschicht als eine weitere Schicht, eine lichtdurchlässige, elektrisch leitfähige Schicht angeordnet. Das Material dieser Schicht kann zum Beispiel ITO (Indium-Zinn-Oxid) sein. Eine derar tige elektrisch leitfähige Schicht hat den Vorteil, daß ei ne elektrostatische Aufladung der Hartmaske und die damit verbundene Verschmutzung vermieden wird. Weiterhin ist er findungsgemäß vorgeshen, daß die Maskenschicht auch auf ihrer der Folienschicht abgewandten Seite mit einer licht durchlässigen, elektrisch leitfähigen Schicht versehen ist. Eine derartige Schicht bildet einen gewissen Schutz für die darunterliegenden, oft mikroskopisch feinen Strukturen der fertig geätzten Maskenschicht. Insbesondere das hier als Be schichtungsmaterial infrage kommende ITO hat hinsichtlich seiner Kratzfestigkeit recht günstige Eigenschaften.This is the case with a specific embodiment of a hard mask according to the invention between the film and the mask layer as another layer, a translucent, electrical conductive layer arranged. The material of this layer can be, for example, ITO (indium tin oxide). A derar term electrically conductive layer has the advantage that egg ne electrostatic charging of the hard mask and the so associated pollution is avoided. He is still provided according to the invention that the mask layer also its side facing away from the film layer with a light permeable, electrically conductive layer is provided. Such a layer forms a certain protection for the underlying, often microscopic structures of the ready etched mask layer. In particular, this as Be Layering material eligible ITO has regarding its scratch resistance properties are quite favorable.

Die bevorzugten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Hartmaske sind dadurch gekennzeichnet, daß die Träger schicht aus Glas oder Plexiglas, die Maskenschicht aus Metall und/oder die Folie aus Kunststoff besteht. Eine der artige Hartmaske weist mehrere Vorteile auf. Zum einen sind die verwendeten Materialien leicht und in großen Mengen zu erhalten, zum anderen stehen eine Fülle verschiedener Me talle und Kunststoffolien mit den jeweils gewünschten gün stigsten Eigenschaften zur Verfügung. Eine metallische Maskenschicht hat vor allem den Vorteil, daß die fertig geätzte Maske automatischen Prüfverfahren zugänglich ist. Zweckmäßigerweise wählt man wie auch bei der Beschichtung der elektrischen Leiterplatten Kupfer als Material für die Maskenschicht. Hinsichtlich der Folie ist vor allem auf die gute Haftung der aufzubringenden Schicht zu achten, weiter hin sollte sich die Folie auch gut mit der Trägerschicht, d. h. Glas oder Plexiglas, verbinden lassen. Gegebenen falls kann hier ein Klebstoff als Hilfsmittel benutzt wer den. Sofern auf der Maskenschicht gelötet werden soll, ist auch auf die Temperaturbeständigkeit der verwendeten Folie zu achten. In einem solchen Fall kämen beispielsweise Kapton oder PTFE infrage.The preferred embodiments of an inventive Hard mask are characterized in that the carrier layer of glass or plexiglass, the mask layer Metal and / or the film is made of plastic. One of the like hard mask has several advantages. For one are the materials used easily and in large quantities too on the other hand, there is an abundance of different measurements talle and plastic films with the desired gün most available properties. A metallic one The main advantage of the mask layer is that it is finished etched mask automatic test procedure is accessible. As with the coating, it is expedient to choose of the electrical circuit boards copper as material for the Mask layer. With regard to the film is mainly on the ensure good adhesion of the layer to be applied, further the film should also fit well with the backing, d. H. Glass or plexiglass, let it connect. Given if an adhesive can be used here as an aid the. If there is to be soldering on the mask layer, is also on the temperature resistance of the film used to watch out for. In such a case, Kapton would come or PTFE in question.

Auch bei der Verwendung von Metall als Maskenschicht kann es vorteilhaft sein, wenn erfindungsgemäß unter der Masken schicht noch eine lichtdurchlässige, elektrisch leitfähige Schicht angeordnet ist. Nach dem Ätzen der Maske können näm lich durchaus größere Bereiche frei von Metall sein, so daß sich ohne die darunter liegende elektrisch leitfähige Schicht eine elektrostatische Aufladung und demzufolge Verschmutzung in diesen Bereichen ergeben könnte. Eine der artige elektrostatische Aufladung wird beispielsweise durch eine zwischen Folie und Maskenschicht angeordnete ITO- Schicht vermieden.Can also be used when using metal as a mask layer it may be advantageous if according to the invention under the masks layer still a translucent, electrically conductive Layer is arranged. After the mask has been etched, näm Lich larger areas should be free of metal, so that yourself without the underlying electrically conductive Layer an electrostatic charge and consequently Pollution could result in these areas. One of the like electrostatic charge is, for example, by an ITO arranged between the film and mask layer Layer avoided.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Hart maske auf ihrer der Trägerschicht abgewandten Seite eine Schutzschicht aufweist.It is further provided according to the invention that the hard mask on its side facing away from the carrier layer Has protective layer.

Eine derartige Schutzschicht kann beispielsweise die be reits erwähnte ITO-Schicht sein, es kann jedoch anstatt der ITO-Schicht eine andere Schutzschicht aufgebracht wer den oder aber die ITO-Schicht mit einer weiteren Schutz schicht versehen werden. Eine derartige Schutzschicht ist vor allem dann vorteilhaft und zweckmäßig, wenn die Hart masken noch über längere Strecken transportiert werden müssen und/oder erst beim Anwender durch Ätzen struktu riert werden. Such a protective layer can, for example, be ITO layer already mentioned, but it can be instead another protective layer is applied to the ITO layer the or the ITO layer with further protection layer. Such a protective layer is especially advantageous and expedient when the hard masks can still be transported over longer distances must and / or structure only at the user by etching be cured.

Insbesondere im zuletzt genannten Fall kann es vorteil haft sein, wenn, wie auch erfindungsgemäß vorgesehen, die Schutzschicht photoempfindlich ist, da auch die Ätz verfahren für Hartmasken häufig mit phototechnischen Mit teln arbeiten.In the latter case in particular, it can be advantageous be liable if, as also provided according to the invention, the protective layer is photosensitive since the etching procedures for hard masks often with phototechnical co work.

Hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung einer Hart maske mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, daß eine mit mindestens einer lichtundurchlässi gen Maskenschicht beschichtete, lichtdurchlässige Folie mit ihrer der Maskenschicht abgewandten oder mit ihrer beschichteten Seite auf die formstabile Trägerschicht im wesentlichen optisch neutral aufgebracht wird.Regarding the method of making a Hart Mask with the features of the preamble of claim 1 the object underlying the invention is thereby solved that one with at least one opaque Translucent film coated with a mask layer with their facing away from the mask layer or with their coated side onto the dimensionally stable carrier layer is applied essentially optically neutral.

Die Forderung nach dem optisch neutralen Aufbringen der Folie auf die Trägerschicht ist dabei so zu verstehen, daß gewährleistet sein muß, daß ein wesentlicher Teil des für die Belichtung von elektrischen Leiterplatten verwendeten Lichtes (i. a. UV-Licht) nicht nur durch die Trägerschicht und durch die Folie, sondern auch durch die zwischen ihnen liegende Grenzschicht hindurchtreten kann. Verluste bis zu 50 % und eventuell auch darüber sind da bei ohne weiteres in Kauf zu nehmen. Vermieden werden muß jedoch eine Blasenbildung zwischen Folie und Trägerschicht, da an derartigen Blasen eine Streuung bzw. Reflexion des Lichtes erfolgen könnte, die zu Belichtungsfehlern auf der elektrischen Leiterplatte führen würden.The requirement for the optically neutral application of the Foil on the carrier layer is to be understood as that it must be guaranteed that an essential part for the exposure of electrical circuit boards used light (generally UV light) not only by the Carrier layer and through the film, but also through the boundary layer lying between them can pass through. Losses of up to 50% and possibly even more are there to accept without further ado. Must be avoided however, bubbles form between the film and the carrier layer, because at such bubbles a scattering or reflection of the Light could occur, causing exposure errors on the would lead electrical circuit board.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das umständige und aufwendige Beschich ten einzelner Trägerplatten, beispielsweise in Aufdamp fungs- oder Sputteranlagen entfallen kann und durch einen einfachen Klebe- oder Walzvorgang ersetzt wird. Das Be schichten der Hartmaske mit den verschiedenen Materialien wird also bei dem Verfahren gemäß der Erfindung von der Verbindung dieser Schicht mit der festen und formstabilen Trägerplatte verfahrenstechnisch getrennt. A major advantage of the method according to the invention consists in the fact that the complicated and complex coating ten individual carrier plates, for example in vapor deposition or sputter systems can be omitted and by a simple gluing or rolling process is replaced. The Be layers of the hard mask with the different materials is thus in the method according to the invention of the Connection of this layer with the solid and dimensionally stable Carrier plate procedurally separated.

Verfahren zur Beschichtung von Kunststoffolien mit ver schiedenen Materialien sind hinlänglich bekannt; die ent sprechenden Produkte werden im Alltagsleben vielfältig benutzt (in erster Linie für Verpackungen). Weiterhin sind auch Verfahren bekannt, Kunststoffolien mit Glas zu verbinden. Dies geschieht beispielsweise bei der Herstel lung von sogenannten Verbundglasscheiben für Kraftfahr zeuge, bei denen auf eine Frontglasscheibe zunächst eine Kunststoffolie und auf diese dann wieder eine Glasschei be aufgebracht wird. Die eben genannten Verfahren und die dabei verwendeten Materialien sind jedoch von den in der Elektronikindustrie verwendeten Verfahren und Materialien derart weit entfernt, daß ihre Übertragung in den Elektro nikbereich bisher ausgeschlossen schien. Insbesondere die hohen Qualitätsanforderungen für die Leiterplattenherstel lung, die wegen der teilweise notwendigen Erzeugung extrem feiner Strukturen erforderlich sind (die Leiterbahnen ha ben teilweise eine Breite von weniger als 80 Mikrometern), verhindert die Anwendung der entsprechenden Verfahren.Process for coating plastic films with ver different materials are well known; the ent speaking products become diverse in everyday life used (primarily for packaging). Farther methods are also known to plastic films with glass connect. This happens, for example, at the manufacturer development of so-called laminated glass panes for motor vehicles witness, where first on a front glass pane Plastic film and then a piece of glass on top of it be applied. The procedures just mentioned and the materials used here are, however, of those in the Processes and materials used in the electronics industry so far away that their transmission into the electro nik area seemed previously excluded. especially the high quality requirements for the PCB manufacturer development, which is extreme because of the partially necessary generation fine structures are required (the conductor tracks ha ben sometimes less than 80 microns wide), prevents the application of the corresponding procedures.

Überraschenderweise hat sich jedoch herausgestellt, daß sowohl die Beschichtung der Folie mit den erwähnten Ma terialien, als auch die Verbindung der Folie mit der fe sten Trägerschicht sich in der Weise realisieren lassen, daß die geforderten Qualitätsstandards für die Hartmasken erreicht werden.Surprisingly, however, it has been found that both the coating of the film with the mentioned Ma materials, as well as the connection of the foil with the fe most support layer can be realized in such a way that the required quality standards for the hard masks can be achieved.

Erfindungsgemäß ist beim bevorzugten Verfahren vorgesehen, daß die Folie zunächst einseitig mit einer lichtdurch lässigen, elektrisch leitfähigen Schicht, dann mit einer lichtundurchlässigen Maskenschicht und wieder mit einer lichtdurchlässigen, elektrisch leitfähigen Schicht be schichtet wird.According to the invention, the preferred method provides that the film is first one-sided with a translucent casual, electrically conductive layer, then with a opaque mask layer and again with a translucent, electrically conductive layer be is layered.

Das vorherige Beschichten der Folie mit weiteren Schich ten außer der Maskenschicht ist teilweise deshalb er forderlich, weil das nachträgliche Anbringen von Schich ten zwischen Folie und Maskenschicht nicht mehr möglich wäre, zum anderen ist es aber auch vorteilhaft, weil da mit weitere Arbeitsgänge zur Maskenbeschichtung entfallen. The previous coating of the film with another layer This is partly why it is except the mask layer required because the subsequent attachment of Schich between the film and the mask layer is no longer possible on the other hand it is also advantageous because there with further mask coating operations.

Je nach den verwendeten Folien und Trägerschichtmaterial ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die der Maskenschicht abgewandte Seite der Folie oder die der Folie zugewandte Seite der Trägerschicht vor dem Aufbringen der Folie auf die Trägerschicht mit einem Klebstoffilm versehen wird.Depending on the foils and backing material used it is provided according to the invention that that of the mask layer opposite side of the film or the side facing the film Side of the backing layer before applying the film the carrier layer is provided with an adhesive film.

In vielen Fällen sind die Adhäsionskräfte zwischen Kunst stoffolie und Plexiglas oder Glas, insbesondere wenn die Folie unter Vakuum auf die Trägerplatte aufgewalzt wird, so hoch, daß ein derartiger Klebstoffilm nicht erforder lich ist. Jedoch kann ein derartiger Klebstoffilm, ins besondere im Fall von temperaturbeständigen Kunststoff folien, die aus Kapton oder PTFE bestehen, in vorteilhaf terweise die Haftung der Folie auf dem Trägermaterial ver bessern.In many cases, the adhesive forces are between art fabric and plexiglass or glass, especially if the Film is rolled onto the carrier plate under vacuum, so high that such an adhesive film is not required is. However, such an adhesive film, ins especially in the case of temperature-resistant plastic films made of Kapton or PTFE are advantageous usually the adhesion of the film to the carrier material improve.

Prinzipiell wird es auch möglich sein, die beschichtete Seite der Folie auf das Trägermaterial aufzubringen. Dies würde jedoch eine zusätzliche Beschichtung oder in den meisten Fällen die Verwendung von Klebstoffen erfordern. Die Folie könnte dann vor der weiteren Verarbeitung ge gebenenfalls entfernt werden, könnte aber auch als Schutz schicht dienen. In der Praxis wird es jedoch kostensparen der und fertigungstechnisch einfacher sein, die unbe schichtete Seite der Folie mit der Trägerschicht zu ver binden. Im Zweifelfall kann auch die der Maskenschicht ab gewandte Seite der Folie mit einer für die Verbindung als geeignet angesehenen Schicht versehen werden.In principle, it will also be possible to use the coated one Apply the side of the film to the carrier material. This However, an additional coating or in the most cases require the use of adhesives. The film could then ge before further processing removed if necessary, but could also be used as protection serve layer. In practice, however, it will save costs the and be technically simpler, the unbe layered side of the film with the backing layer tie. In case of doubt, the mask layer can also be removed facing side of the film with one for connection as appropriately regarded layer.

Bei dem Verfahren zur Herstellung von Hartmasken gemäß der Erfindung ist auch vorgesehen, daß die mit der Masken schicht und/oder weiteren lichtdurchlässigen Schichten beschichtete Folie vor dem Aufbringen auf die Träger schicht mit einer zusätzlichen Schutzschicht versehen wird.According to the method for manufacturing hard masks The invention also provides that the mask layer and / or other translucent layers coated film before application to the carrier layer with an additional protective layer becomes.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Maskenschicht, oder darüber befindliche Schutzschicht beim Aufbringen der Folie auf die Trägerschicht nicht beschädigt werden. Das Aufbringen der beschichteten Folie auf die Trägerschicht wird im allgemeinen durch Aufwalzen erfolgen. Dabei drückt eine Walze notwendigerweise auch auf die oberste Schicht der beschichteten Folie, so daß eine Schutz schicht vorteilhaft ist.This measure ensures that the mask layer, or overlying protective layer when applying the Do not damage the film on the carrier layer. The Applying the coated film to the carrier layer will generally be done by rolling. Here a roller necessarily also presses the top one Layer of the coated film, so that a protection layer is advantageous.

Hinsichtlich der Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens, welche im wesentlichen aus einem Laminiergerät be steht, wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens ein zweites Laminiergerät und/oder eine Klebstoffbeschich tungsvorrichtung, welche vor dem ersten Laminiergerät an geordnet sind, vorgesehen ist. Das zweite Laminiergerät dient zur weiteren Beschichtung der Folie mit einer Schutz schicht, während die Klebstoffbeschichtungsvorrichtung, welche ihrerseits selbst ein Laminiergerät sein kann, dazu dient, für die bessere Verbindung von Trägerschicht und beschichteter Folie eine oder beide miteinander zu verbin dende Flächen vor dem endgültigen Laminiervorgang mit ei nem geeigneten Klebemittel zu versehen.With regard to the device for performing the procedure rens, which be essentially from a laminator stands, the problem is solved in that at least a second laminator and / or an adhesive coating tion device, which in front of the first laminator are ordered, is provided. The second laminator serves to further coat the film with a protection layer while the adhesive coater, which itself can be a laminator serves for the better connection of carrier layer and coated film to bind one or both together surfaces before the final lamination process with egg with a suitable adhesive.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfol genden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und des Verfahrens anhand der zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:Further advantages, features and possible applications The present invention results from the following description of a preferred embodiment and the method based on the associated drawings. Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Hartmaske gemäß der Er findung in einer bevorzugten Ausführungsform und Fig. 1 shows a section through a hard mask according to the invention in a preferred embodiment and

Fig. 2 eine Vorrichtung zum Aufbringen einer beschichteten Fo lie auf eine Trägerplatte. Fig. 2 shows a device for applying a coated fo lie on a carrier plate.

Fig. 1 zeigt den Schichtaufbau einer erfindungsgemäßen Hartmaske. Auf einer formstabilen Trägerschicht 1, welche beispielsweise aus einer rechteckigen Platte aus Glas von 2,5 mm Dicke und einer Fläche von 608 × 400 mm² besteht, ist eine Folie 3 aufgebracht, auf welcher weitere Schich ten angeordnet sind. Ausgehend von der Trägerschicht 1 folgt auf die Folie 3 zunächst die lichtdurchlässige und elektrisch leitfähige Schicht 4. Auf dieser Schicht ist wiederum die strukturierbare Maskenschicht 2 angeordnet, welche ihrerseits von einer weiteren, lichtdurchlässigen und elektrisch leitfähigen Schicht 4′ abgedeckt wird. Auf dieser ist schließlich noch eine Schutzschicht 5 angeord net. Zwischen Folie und Trägerschicht befindet sich noch eine in der Zeichnung nicht dargestellte und vergleichs weise dünne Klebstoffschicht. Bevorzugt werden im ein zelnen die folgenden Materialien: Fig. 1 shows the layer structure of a hard mask according to the invention. On a dimensionally stable carrier layer 1 , which consists for example of a rectangular plate made of glass 2.5 mm thick and an area of 608 × 400 mm ² , a film 3 is applied, on which further layers are arranged th. Starting from the carrier layer 1 , the film 3 is first followed by the translucent and electrically conductive layer 4 . The structurable mask layer 2 is in turn arranged on this layer, which in turn is covered by a further, translucent and electrically conductive layer 4 '. Finally, a protective layer 5 is arranged on this. Between the film and the backing layer there is still a relatively thin adhesive layer, not shown in the drawing. In particular, the following materials are preferred:

Für die Folie 3 Polyester, für die lichtdurchlässigen, elek trisch leitfähigen Schichten 4 und 4′ ITO, für die Masken schicht Kupfer und für die Schutzschicht 5 Festresist.For the film 3 polyester, for the translucent, electrically conductive layers 4 and 4 'ITO, for the mask layer copper and for the protective layer 5 fixed resist.

Eine derartig aufgebaute Hartmaske weist folgende Vortei le auf:A hard mask constructed in this way has the following advantages le on:

1. The photoresist protective layer 5 enables the user to structure the hard mask directly using phototechnical means.
2. After removal of the photoresist layer 5 , the ITO layer 4 'protects the structured mask layer 2 from external mechanical influences.
3. The ITO layer 4 underneath the mask layer 2 prevents electrostatic charging of the hard mask in the areas in which the mask layer is etched away.
4. Because of their elec electrical conductivity through automatic, electri procedures are tested.
5. After removing the ITO layer 4 'at some predetermined locations above the remaining mask layer, mechanical alignment pins can be soldered, the position of which is thus determined relative to the layout of the conductor tracks of the hard mask.

Die Verwendung einer Katonfolie als Folie 3 läßt dabei Löttemperaturen bis 450°C zu.The use of a Katon foil as foil 3 allows soldering temperatures up to 450 ° C.

Da lötbeständige Folien jedoch im allgemeinen schlechte Adhäsionseigenschaften aufweisen, ist erfindungsgemäß die Anbringung eines in der Figur nicht dargestellten Kleb stoffilmes zwischen der Folie 3 und der Trägerschicht 1 vorgesehen. Alternativ kann jedoch die der Folie 3 am weitesten entfernt liegende Schicht 4′ direkt mit oder ohne Klebstoff auf die Trägerschicht 1 aufgebracht werden, wobei die Folie 3 als abdeckende Schutzfolie dient und nach Bedarf mit chemischen und/oder physikalischen Mitteln von der Maske entfernt werden kann. Auch in diesem Fall wäre die freigelegte aus Kupfer bestehende Maskenschicht 2 lötbar.However, since solder-resistant foils generally have poor adhesion properties, the attachment of an adhesive film (not shown in the figure) between the foil 3 and the carrier layer 1 is provided according to the invention. Alternatively, however, the film 3 furthest away layer 4 'can be applied directly to the carrier layer 1 with or without adhesive, the film 3 serving as a covering protective film and can be removed from the mask by chemical and / or physical means as required . In this case, too, the exposed mask layer 2 made of copper would be solderable.

Die Lötbarkeit der Maskenschicht 2 hat wie schon erwähnt den Vorteil, daß mechanische Justierstifte an vorbestimm ten Stellen auf der fertig strukturierten Maskenschicht 2 angebracht werden können. Derartige Justierstifte können dann in entsprechend vorgesehene Raststellen einer Belich tungseinrichtung für Leiterplatten einrasten, so daß die Maske unabhängig von den äußeren Abmessungen der Träger platte 1 relativ zu der Maskenstruktur in einer räumlich exakten Lage positioniert wird. In vorteilhafter Weise kann so die genormte Form und Größe vieler Leiterplatten ohne Ausschußproduktion exakt eingehalten werden.The solderability of the mask layer 2 has, as already mentioned, the advantage that mechanical alignment pins can be attached at predetermined locations on the finished structured mask layer 2 . Such adjustment pins can then snap into device provided for a lighting device for printed circuit boards, so that the mask plate 1 is positioned relative to the mask structure in a spatially exact position regardless of the outer dimensions of the support. Advantageously, the standardized shape and size of many printed circuit boards can be adhered to exactly without reject production.

Die als Abdeckung der Maskenschicht 2 vorgesehne ITO- Schicht 4′ oder auch die unterhalb der Maskenschicht 2 liegende ITO-Schicht 4 kann vorteilhafterweise auch zur Kontrolle und Steuerung der Belichtungszeit bzw. -inten sität benutzt werden. Dazu läßt man in Bereichen, in denen die Maskenschicht entfernt ist, schmale Brücken aus ITO stehen, die beispielsweise einen elektrischen Widerstand in der Größenordnung von einigen hundert Ohm aufweisen und mit Hilfe geeigneter Leiterbahnen der Maskenschicht 2 kontaktiert werden. Da der Widerstand von ITO temperatur abhängig ist und bei der Bestrahlung mit UV-Licht eine merkliche Erwärmung auftritt, kann über den temperaturab hängigen Widerstand der schmalen ITO-Brücke die Temperatur und damit indirekt die Belichtung kontrolliert und ge steuert werden. Dies ist besonders wichtig und vorteilhaft in den Bereichen, in welchen die Maskenschicht sehr feine Strukturen aufweist (beispielsweise 5 parallele, gegen einander isolierte Leiterbahnen auf einer Breite von we niger als einem Millimeter). Whereas the tendon as a cover of the mask layer 2 ITO layer 4 'or the lying underneath the mask layer 2 ITO layer 4 can advantageously also -inten intensity are used to monitor and control the exposure time or. For this purpose, narrow bridges made of ITO are left in areas in which the mask layer has been removed, which, for example, have an electrical resistance of the order of a few hundred ohms and are contacted with the aid of suitable conductor tracks of the mask layer 2 . Since the resistance is dependent on ITO temperature and a noticeable warming occurs when irradiated with UV light, the temperature and thus the exposure can be controlled and controlled indirectly via the temperature-dependent resistance of the narrow ITO bridge. This is particularly important and advantageous in the areas in which the mask layer has very fine structures (for example 5 parallel, mutually insulated conductor tracks with a width of less than one millimeter).

In Fig. 2 kann man anhand der Vorrichtung zur Durchfüh rung des Verfahrens den erfindungsgemäßen Ablauf desselben erkennen.In Fig. 2 you can see from the device for carrying out the method, the sequence of the invention.

Eine Bahn aus beschichteter Folie, die auf konventionelle und an sich bekannte Weise hergestellt ist, wird durch die Laminiereinrichtung 6 auf ihrer beschichteten Seite mit einer Schutzeinrichtung versehen und erhält auf ihrer Un terseite durch die Sprüheinrichtung 7 einen Klebstoffilm. Eine Trockeneinrichtung 8 sorgt für eine rasche Aushärtung der Schutzschicht, falls nötig. Die Schutzschicht 5 kann auch durch eine Sprühvorrichtung hergestellt werden.A web of coated film, which is produced in a conventional manner known per se, is provided with a protective device by the laminating device 6 on its coated side and receives an adhesive film on its underside by the spray device 7 . A drying device 8 ensures rapid hardening of the protective layer, if necessary. The protective layer 5 can also be produced by a spray device.

Die Folie wird anschließend über eine Transportvorrich tung 9 der Walze 10 zugeführt und durch die Walze 10 auf die Trägerschicht 1 aufgewalzt, wobei eine Walze 11 als Widerlager dient und die Trägerschicht bzw. -platte wei tertransportiert. Anschließend wird die Walze 11 eine wei tere Trägerplatte 1 zugeführt. Eine Schneideeinrichtung 12, welche hinter den Walzen 10 und 11 angeordnet ist, trennt den über die Trägerplatte 1 hinausragenden Teil der Fo lie 3 bündig mit der Trägerplattenkante ab.The film is then fed via a Transportvorrich device 9 of the roller 10 and rolled by the roller 10 onto the carrier layer 1 , wherein a roller 11 serves as an abutment and the carrier layer or plate further tertransported. Subsequently, the roller 11 is fed a white carrier plate 1 . A cutting device 12 , which is arranged behind the rollers 10 and 11 , separates the part of the film 3 protruding beyond the support plate 1 , flush with the edge of the support plate.

Als Transportmittel für die Trägerplatten 1 und die Folie 3 vor und nach dem Verbinden dienen entweder Walzen, För derbänder oder andere Transporteinrichtungen, die in Fig. 2 nicht dargestellt sind.Either rollers, conveyor belts or other transport devices, which are not shown in FIG. 2, serve as transport means for the carrier plates 1 and the film 3 before and after the connection.

Sofern die Folie 3 gute Adhäsionseigenschaften aufweist, kann das Verfahren auch ohne eine Klebstoffsprüheinrich tung 7 durchgeführt werden. Vorzugsweise sollte das Ver fahren dann unter Luftabschluß bzw. Fein- oder Grobva kuumbedingungen durchgeführt werden, da so eine besonders gute Haftung der Folie 3 auf der Trägerschicht 1 erreicht werden kann.If the film 3 has good adhesion properties, the method can also be carried out without an adhesive spraying device 7 . Preferably, the process should then be carried out under exclusion of air or under fine or rough vacuum conditions, since particularly good adhesion of the film 3 to the carrier layer 1 can be achieved in this way.

Claims

1. Hard mask for circuit board exposure, consisting of a translucent, dimensionally stable carrier layer ( 1 ) and an opaque, structurable mask layer ( 2 ), characterized in that between the carrier layer ( 1 ) and the mask layer ( 2 ) and / or on the carrier layer ( 1 ) facing away from the mask layer ( 2 ) one or more further translucent layers, including at least one film ( 3 ) are arranged.

2. Hard mask according to claim 1, characterized in that between the film ( 3 ) and the mask layer ( 2 ) a further layer is arranged as a translucent, electrically conductive layer ( 4 ).

3. Hard mask according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier layer ( 1 ) made of glass or plexiglass, the mask layer ( 2 ) made of metal and / or the film ( 3 ) consists of plastic.

4. Hard mask according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the mask layer ( 2 ) on its side facing away from the carrier layer ( 1 ) has a protective layer ( 5 ).

5. Hard mask according to claim 4, characterized in that the protective layer ( 5 ) is photosensitive.

6. A method for producing a hard mask according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that one with at least one translucent mask layer ( 2 ) coated, translucent film ( 3 ) with its facing away from the mask layer ( 2 ) or with it coated side is brought onto the dimensionally stable carrier layer ( 1 ) essentially optically neutral.

7. The method according to claim 6, characterized in that the film ( 3 ) before it is applied to the carrier layer ( 1 ) on one side first with a translucent, electrically conductive layer ( 4 ), then with an impermeable mask layer ( 2 ) and again with a translucent, electrically conductive layer ( 4 ') is coated.

8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the mask layer ( 2 ) facing away from the film ( 3 ) or the film ( 3 ) facing side of the carrier layer ( 1 ) before the application of the film ( 3 ) the carrier layer ( 1 ) is provided with an adhesive film.

9. The method according to one or more of claims 6 to 8, characterized in that with the mask layer ( 2 ) and further light-transmitting layers ( 4 ), ( 4 ') be layered film ( 3 ) prior to application to the carrier layer ( 1 ) with an additional protective layer ( 5 ) is seen ver.

10. Device for performing the method according to a or more of claims 6 to 9, consisting of one Laminator, characterized in that at least a second laminator, which is in front of the first Lami niergerät is arranged, and / or an adhesive Layering device are provided.