DE3689659T2 - Bildaufzeichnungsverfahren für gedruckte schaltungen. - Google Patents
Bildaufzeichnungsverfahren für gedruckte schaltungen.Info
- Publication number
- DE3689659T2 DE3689659T2 DE3689659T DE3689659T DE3689659T2 DE 3689659 T2 DE3689659 T2 DE 3689659T2 DE 3689659 T DE3689659 T DE 3689659T DE 3689659 T DE3689659 T DE 3689659T DE 3689659 T2 DE3689659 T2 DE 3689659T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- film
- photoprocessable
- substrate
- imaging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 48
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 54
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 51
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 40
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 23
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 18
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 15
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 10
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 10
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 81
- 239000010408 film Substances 0.000 description 74
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 18
- 238000011960 computer-aided design Methods 0.000 description 15
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 238000011161 development Methods 0.000 description 7
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 7
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 5
- 238000000742 single-metal deposition Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012822 chemical development Methods 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0073—Masks not provided for in groups H05K3/02 - H05K3/46, e.g. for photomechanical production of patterned surfaces
- H05K3/0082—Masks not provided for in groups H05K3/02 - H05K3/46, e.g. for photomechanical production of patterned surfaces characterised by the exposure method of radiation-sensitive masks
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/095—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having more than one photosensitive layer
- G03F7/0952—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having more than one photosensitive layer comprising silver halide or silver salt based image forming systems, e.g. for camera speed exposure
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/01—Tools for processing; Objects used during processing
- H05K2203/0195—Tool for a process not provided for in H05K3/00, e.g. tool for handling objects using suction, for deforming objects, for applying local pressure
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/05—Patterning and lithography; Masks; Details of resist
- H05K2203/0502—Patterning and lithography
- H05K2203/0505—Double exposure of the same photosensitive layer
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/05—Patterning and lithography; Masks; Details of resist
- H05K2203/0548—Masks
- H05K2203/0551—Exposure mask directly printed on the PCB
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
- H05K3/06—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
- H05K3/061—Etching masks
- H05K3/064—Photoresists
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/108—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by semi-additive methods; masks therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Description
- Diese Anmeldung bezieht sich auf die Parallelanmeldung Nr. 879123756.2 (veröffentlicht als Nr. 0337986) mit dem Titel "Multilayer Circuit Board Fabrication Process" auf den Namen des vorliegenden Anmelders, auf die im folgenden Bezug genommen wird.
- Die Erfindung betrifft allgemein das Herstellen von gedruckten Leiterplatten für elektronische Bauteile und insbesondere Photobearbeitungstechniken für gedruckte Leiterplatten.
- Die fortlaufende Integrierung und Verkleinerung der Bauteile für elektronische Schaltungen wurde eine wachsende Herausforderung bezüglich der Grenzen der Technik der gedruckten Leiterplatten über die vergangenen zwanzig Jahre. Gedruckte Schaltungsplatten oder Leiterplatten (PWB), wie derzeit eher bezeichnet wurden, kommt verschiedentlich eine Schlüsselrolle zu. Zum einen werden elektronische Bauteile, wie insbesondere kompakte integrierte Schaltungen, Widerstände etc. auf der Oberfläche einer ebenen, gewöhnlich soliden, kartenähnlichen Platte angeordnet oder getragen. Somit dient die PWB als Träger für die Bauteile. Zum zweiten bildet die PWB durch chemisches Ätzen oder auf die Oberfläche der Platte aufgalvanisierte Leitermuster die gewünschten elektronischen Verbindungen zwischen den Bauteilen. Darüber hinaus kann die PWB einen als Wärmesenke dienenden Metallbereich aufweisen.
- Leitermuster werden gewöhnlich durch Photoätzen einer auf Epoxy-Fiberglassubstrat aufgebrachten Kupferfolie gebildet. Eine Photolackschicht wird auf die Kupferfolie aufgetragen und durch Einwirkung durch eine Maske projizierten ultravioletten (UV) Lichts bemustert, die oft als "Druckvorlage" bezeichnet wird. Die auf dem Photolack belichteten Bereiche werden polymerisiert. Die nicht polymerisierten Bereiche werden durch eine chemische Lösung entfernt, die die Kupferbereiche und das gewünschte Leitermuster unter der schützenden Schicht des verbliebenen polymerisierten, gehärteten Photolacks zurückläßt. Das freiliegende Kupfer wird dann weggeätzt und der verbliebene Photolack wird chemisch entfernt, um das daraus entstehende Leitungsmuster freizulegen. Alternativ kann der Photolack zum Ausbilden von Kanälen für stromloses Aufbringen von Leitermustern bemustert werden. Es bestehen auf alle Fälle eine Reihe von Abwandlungen dieses Verfahrens, jedoch bei allen wird die Photobemusterung der Photolackschicht benötigt.
- Mit der Zunahme der Anwendung integrierter Schaltungen hat die höhere Dichte der Verbindungsanschlüsse für Inputs und Outputs (I/O) zu doppelseitigen PWBs geführt, bei denen zusätzliche Verbindungen hergestellt wurden, so daß Leitermuster auf der anderen Seite der Platte benutzt werden.
- Zusammen mit der Zunahme der Schaltungsintegrierung hat die Oberflächenmontiertechnologie (SMT) die Verdichtung der elektronischen Schaltungen beschleunigt. Oberflächenmontierbauelemente (SMD) werden direkt auf die Oberfläche der PWB aufgebracht und durch Dampfphasen-, Infrarot (IR)- oder andere Techniken verlötet. SMT revolutioniert die elektronische Herstellungsindustrie durch Verringerung der Zusammenbaukosten um etwa 50%, Steigern der Bauteildichte um mehr als 40% und Erhöhen der Zuverlässigkeit. Die Anordnung von Anschlüssen auf SMDs besitzt eine höhere Dichte oder feineren Abstand als die auf herkömmlichen Bauteilen. Da jeder Anschluß nach wie vor ordnungsgemäß elektrisch mit dem entsprechenden Leiter auf der Platte verbunden sein muß, wird für die Abbildungsgenauigkeit der SMDs hohe Auflösung für die PWB Leiterlinien benötigt. In der Tat wurden SMD Schaltungen so dicht, daß Doppelseitenplatten nicht alle benötigten elektrischen Verbindungen aufnehmen können. Somit rückten vielschichtige PWBs in den Mittelpunkt des Interesses; eine Reihe im Wettbewerb zueinander stehende Technologien sind in Entwicklung. Diese Technologien, die auf Stapeln oder Schichten von Leitermustern beruhen, benötigen
- Zwischenschichtpaßgenauigkeit zusätzlich zu der exakten Linienbreite und dem exakten Abstand der Leitermuster in einer gegebenen Schicht. Die Herstellung sehr feiner Linien in der Größenordnung von 3 bis 5 Milliinch abbildungsgenau über vier oder mehr Schichten tief ist sehr schwierig.
- Um den größtmöglichen Vorteil aus den durch die sich ergebenden SMT zur Verfügung gestellten Vorzüge zu ziehen, müssen neue Fabrikationsverfahren für die Herstellung von Substraten und Platten entwickelt werden. In der Vergangenheit bestand eines der Problemgebiete in der Herstellung von PWBs in der Erzeugung und Verwendung der Druckvorlagen zum Bemustern der Photolackschichten. Die Verwendung photographischer Filme oder Glasplatten hat inherente Schwierigkeiten bezüglich Stabilität, Abbildungsgenauigkeit, Transport und Lagerung.
- Die Vermeidung von Druckvorlagen beim Plattenherstellungsverfahren war lange Zeit ein Industrieziel, wodurch die Entwicklung von Hochgeschwindigkeits-UV-Laserplottern gefördert wurde. Viele Maschinen sind derzeit verfügbar; alle sind sehr teuer und in einer frühen Entwicklungsphase. Diese Maschinen bemustern die UV empfindlichen Photolacke direkt ohne Druckvorlage. Leitermuster werden durch computerunterstützte Planung (CAD) entworfen, das die Koordinaten und Dimensionen aller Pfade digitalisiert und sie in Steuersignale für einen UV Laser x-y Plotter umwandelt. Zusätzlich zu ihren hohen Kosten besitzen diese Systeme eine Reihe Einschränkungen, die bei feinlinigen, hochdichten Arbeitsvorlagen deutlich werden. Dazu zählt grundsätzlich, daß die UV empfindlichen Photolacke Materialien mit geringen Kontrasten sind, die einen hohen Belichtungsenergiewert benötigen. Als eine Folge ist die Linienkantenauflösung begrenzt. Um hohe Plotgeschwindigkeiten zu erreichen, arbeiten diese Systeme alle in einem Rasterabtastmodus. Rasterabtasten führt zu bemerkenswerten Kantenungenauigkeiten, die beim Plotten von gewinkelten Linien besonders deutlich werden. Die Begrenzungen der Genauigkeit und der minimalen Linienbreite sind kennzeichnend für diese Rasterplotsysteme. Ein anderer Problembereich in derzeitigen Systemen ist die kurze Lebenserwartung der Laserquelle. Ein weiteres Problem mit dem direkt vom CAD ausgehenden UV-Plotten der photobearbeitbaren Schicht liegt darin, daß es keine Überprüfung vor der Polymerisation ermöglicht. Wenn ein Fehler im Plot gemacht wird, wird der Fehler automatisch in die UV empfindliche Schicht eingebaut. Im Fall eines Photolacks kann die Platte nur durch Entfernen der gesamten Photolackschicht und erneutem Säubern und Erhitzen der feuchtigkeitsfreien Platte wiedergewonnen werden. Im Fall einer UV geplotteten Lötmaske führt eine Störung im Muster dazu, daß die gesamte Panele weggeworfen werden muß.
- Aus IBM Technical Disclosure Bulletins Vol. 12, Nr. 12, Mai 1970, Seite 2159 und Vol. 13, Nr. 7, Dezember 1970, Seite 2078 ist bekannt, eine in situ gebildete photographische Maske auf einer gedruckten Leiterplatte zum Bemustern einer Schicht aus Photolack auf einer Platte durch nachfolgende ultraviolette Bestrahlung zu benutzen. Jedoch, obwohl diese Technik einige der zuvor erwähnten Probleme löst, ist sie durch die Notwendigkeit spezieller Schichtaufbringungsverfahren unflexibel, und Fehler in der Maske können nicht korrigiert werden.
- Die vorliegende Erfindung bietet ein verbessertes Bemusterungsverfahren an. Gemäß eines erfindungsgemäßen Aspekts wird ein Verfahren zum Bemustern einer photobearbeitbaren Schicht auf einem Substrat zur Verfügung gestellt, bei dem ein mit einem Photolack überzogenes Substrat mit einer oberen Schicht eines photobearbeitbaren Materials, das empfindlich in einem ersten Bereich darauf gerichteter Energie ist, und einer photographisch abbildenden Schicht über der photobearbeitbaren Schicht vorgesehen wird, wobei die abbildende Schicht empfindlich in einem zweiten Bereich darauf gerichteter Energie ist, die abbildende Schicht selektiv mit Energie im zweiten Bereich, aber nicht im ersten Bereich, gemäß eines verlangten Musters bestrahlt wird, so daß die abbildende Schicht aktiviert wird, im wesentlichen ohne die darunter liegende Schicht aus dem photobearbeitbaren Material zu beeinflussen, die abbildende Schicht auf dem Substrat entwickelt wird, die photobearbeitbare Schicht mit Energie im ersten Bereich durch das Bild hindurch bestrahlt wird, das in der abbildenden Schicht als eine in situ Maske entwickelt wurde, und die photobearbeitbare Schicht bearbeitet wird, gekennzeichnet durch die Schritte: Vorsehen eines laminierten, nicht belichteten, nicht entwickelten photographisch abbildenden Films als abbildende Schicht, Laminieren des Films auf das Substrat über die photobearbeitbare Schicht, so daß er danach von selbst vom Substrat ablösbar ist, Bilden einer digitalen Darstellung des verlangten Musters, selektives Belichten des Films auf dem Substrat mit einem automatischen Plotter, der durch digitale Darstellung gesteuert wird, um einen Strahl der Energie im zweiten Bereich auszugeben, und Belichten der photobearbeitbaren Schicht unter Verwendung von Energien im ersten Bereich, im wesentlichen einheitlich über das Substrat verteilt und anschließendes Ablösen des Films von dem im wesentlichen unversehrten Substrat. Gemäß eines weiteren erfindungsgemäßen Aspekts wird bei einem Verfahren zum Bemustern einer photobearbeitbaren Schicht auf einem Substrat ein mit einem Photolack überzogenes Substrat mit einer oberen Schicht aus photobearbeitbarem Material, das empfindlich in einem ersten Bereich darauf gerichteter Energie ist, und einer photographisch abbildenden Schicht über der photobearbeitbaren Schicht vorgesehen, wobei die abbildende Schicht empfindlich in einem zweiten Bereich darauf gerichteter Energie ist, wird die abbildende Schicht selektiv mit Energien im zweiten Bereich, aber nicht im ersten Bereich gemäß eines verlangten Musters belichtet, so daß die abbildende Schicht aktiviert wird, im wesentlichen ohne die darunter liegende Schicht aus photobearbeitbarem Material zu beeinflussen, wird die abbildende Schicht auf dem Substrat entwickelt, wird die photobearbeitbare Schicht mit Energie im ersten Bereich durch das Bild hindurch belichtet, das in der abbildenden Schicht als eine in situ Maske entwickelt würde, und wird die photobearbeitbare Schicht bearbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß die photobearbeitbare Schicht und die abbildende Schicht durch Zusammenlaminieren der Schicht des photobearbeitbaren Materials mit einem nicht belichteten, nicht entwickelten, photographisch abbildenden Film als abbildender Schicht, um einen Verbundkörper zu bilden, und durch Aufbringen des Verbundkörpers auf die Anordnung mit oben befindlicher dünner Schicht gebildet wird, daß eine digitale Darstellung des verlangten Musters hergestellt wird, daß das selektive Belichten des Films auf dem Substrat mit einem automatischen Photoplotter, gesteuert durch die digitale Darstellung, durchgeführt wird, um einen Energiestrahl im zweiten Bereich auszugeben, daß das Belichten der photobearbeitbaren Schicht unter Verwendung von Energie im ersten Bereich, im wesentlichen gleichmäßig über das Substrat verteilt, durchgeführt wird und daß anschließend der Film vom im wesentlichen unversehrten Substrat entfernt wird.
- Auf diese Weise sind die im Plattenherstellungsverfahren zu handhabenden separaten Originaldruckvorlagen unnötig, obwohl die Kantenauflösungsprobleme der UV Plotter vermieden sind. Extrem feines Linienbemustern mit minimaler Zwischenschichtfehlabbildungsgenauigkeit ist bei geringen Kosten und hoher Geschwindigkeit unter Einsatz einer insgesamt zuverlässigeren Ausrüstung verfügbar. Es ist nun möglich, eine stark vereinfachte Vorrichtung zum Herstellen von Substrat/- Platten zur Verfügung zu stellen, die direkt durch ein CAD Layout betrieben wird. Das Verfahren nutzt bevorzugt einen sehr dünnen, photoempfindlichen, abziehbaren, sehr kontrastreichen Film, der direkt auf ein Substrat, das mit der photobearbeitbaren Schicht überzogen ist, laminiert wird. Alternativ sind die photobearbeitbare Schicht und der Film ursprünglich zusammenlaminiert und als ein Verbundkörper auf das Substrat aufgebracht. Die resultierende Anordnung kann an Ort und Stelle durch einen CAD mit einem herkömmlichen Niederenergieweißlichtplotter belichtet werden, der die darunter liegende Photolackschicht nicht wesentlich polymerisiert. Nach Belichten kann die Filmschicht durch herkömmliche chemische Filmentwicklungsverfahren oder ein weiteres für Filme geeignetes Verfahren entwickelt werden. Die Entwicklung darf den darunter liegenden Photolack nicht beeinträchtigen. Die entstehende Schichtabbildung mit hohem Kontrast bildet eine in situ Maske, insbesondere für die darauffolgende einheitliche UV Flutbelichtung des darunter liegenden Photolacks. Nach der UV Belichtung wird der Film durch Ablösen vom Substrat entfernt. Die weitere Verarbeitung des Substrats kann durch herkömmliche Vorrichtungen erfolgen. Das Verfahren kann für viele Schichten wiederholt werden, ohne daß Abbildungsgenauigkeitsfehler, die durch Handhaben von separaten Originaldruckvorlagen hervorgerufen werden, wiederholt werden. Das System kann gleichfalls einen Rasterscanplotter einsetzen. Ein octogonaler Lichtfleck erzeugt geradkantige Linien bei 45º oder 90º zur Abtastrichtung. Durch die Verwendung eines Films mit hohem Kontrast ist Licht geringer Intensität ausreichend für die Belichtung, was im Gegensatz zur direkten UV Bemusterung des darunter liegenden Photolacks zu extrem feiner Auflösung führt. Es ist daher möglich, die Vorteile des CAD betriebenen Plotters mit direkter Musterbildung auf der Platte zu verbinden, wobei ein schärferes Muster aufgrund der Anwendung von Weißlichtplotten mit hohem Kontrast und geringer Energie erhalten wird. Darüber hinaus ist die gewünschte sichtbare Abbildung auf dem entwickelten Film vollständig vor der UV Belichtung überprüfbar und kann, falls notwendig, ausgebessert werden. Wenn die Abbildung annehmbar ist, kann der Film abgezogen werden und kann ein unbelichteter Film aufgetragen werden. Das System kann gleichfalls zum Bemustern von Lötmasken oder Dauertrockenfilmisolierungsschichten und ähnlichem, so wie für Photolacke verwendet werden.
- Die Erfindung wird nun durch ein Beispiel anhand der Zeichnungen beschrieben:
- Fig. 1A-1G sind schematische Querschnittsansichten einer gedruckten Leiterplatte (PWB), die einer Reihe von Schritten zum Bemustern des Photolacks direkt vom CAD mittels einer subtraktiven Ätzmustertechnik unterzogen wird;
- Fig. 2 zeigt eine schematische Funktionsdarstellung eines Systems zum Vorlaminieren des Photolacks zusammen mit dem photographischen Film, bevor dieses als ein Verbundkörper auf ein Substrat aufgebracht wird;
- Fig. 3 zeigt eine schematische Funktionsdarstellung eines Systems zum Aufbringen des photographischen Films auf ein mit Photolack beschichtetes Substrat;
- Fig. 4A-4F zeigen schematische Querschnittansichten einer Leiterplatte, die Permanenttrockenschichtbemusterung in einer Reihe von Schritten unterzogen wird;
- Fig. 5A-5F zeigen schematische Querschnittansichten einer Bemusterungssequenz durch ein herkömmliches Bemusterungsverfahren;
- Fig. 6A-6B zeigen schematische Darstellungen eines Rasterscanphotoplotters mit gleichseitigem octogonalen Lichtfleck;
- Fig. 7A-7B zeigen schematische Darstellungen eines Rasterscanphotoplotters mit nicht gleichseitigem octogonalen Lichtfleck.
- Wie in Fig. 1A gezeigt, wird die Ausgestaltung eines Leitermusters für eine Schicht eines PWB auf CAD 10 vorgenommen. Die PWB kann jede Größe bis zu einem typischen Maximum von 18 bis 24 Inch besitzen. Die Koordinaten des Musters werden digitalisiert und in eine kompatible digitale Form als Steuereingabe zu einem x-y Plotter 12, beispielsweise ein Gerber Modell 35, übertragen. Diese gewöhnlich für die Herstellung von Originaldruckvorlagen verwendeten Plotter besitzen einen Bewegungstisch (nicht gezeigt), auf dem der Film aufgebracht wird. Der Tisch ist dazu in der Lage, sich gleichzeitig in x- und y-Richtung mittels getrennter x- und y-Schrittmotoren und Verschiebungsspindeln in Längsrichtung zu bewegen. Der Plotkopf besteht aus einer Weißlichtquelle 14 mit einer Anzahl wählbarer Öffnungen und im vorliegenden Fall mit einem Gelbfilter 16, um die unerwünschten UV Bestandteile zu entfernen. Der Plotter befindet sich in einem dunklen Raum und der Lichtstrahl 18 bewegt sich relativ zum Film, wobei er ein Linienmuster mit gewöhnlich sich ändernden Breiten auf den Film schreibt.
- Wie in Fig. 1A gezeigt, ist das Substrat 20 beispielsweise eine Epoxyfiberglaslage, das die eine einheitliche Schicht aus Metall, beispielsweise Kupfer 22, trägt. Eine UV lichtempfindliche Photolackschicht 24 wird auf die Kupferschicht 22 aufgebracht. Eine dünne Lage eines photographischen dünnen Films 26 auf der Streifenbasis liegt über dem Photolack 24. Der Film 26 ist bevorzugt ein viertel oder ein halbes Milliinch dick.
- Die Verbundstruktur 30 der Fig. 1A kann auf viele verschiedene Weisen hergestellt werden. Wie in Fig. 2 gezeigt, können der Photolack 24 und der Film 26 durch Heißrollen bei 32 zur Bildung eines zweischichtigen Verbundkörpers 34 laminiert werden, der dann bei 36 auf das unbeschichtete Substrat 38 rollaminiert wird. Wie in Fig. 3 gezeigt, kann der photographische Film 26 alternativ direkt auf ein mit Photolack beschichtetes Substrat rollaminiert werden.
- In beiden Fällen wird die entstehende Struktur 30 auf dem Bewegungstisch (nicht gezeigt) des Plotters 12 angeordnet, und der Film 26 wird durch den Strahl 18 belichtet.
- Einmal belichtet, wird der Film 26 durch herkömmliche chemische photographische Entwicklungsverfahren entwickelt (Fig. 1B), beispielsweise durch Eintauchen der gesamten Struktur 30 in die notwendige Bäderabfolge in einer Dunkelkammer. Die Abbildung 42 entwickelt sich in der oberen Emulsionsschicht des Films 26.
- Der Film 26 kann eine dünne Silberschicht auf Streifenbasis sein. Ein geeigneter dünner Negativ- oder Positivfilm ist bei der 3-M Company erhältlich. Die chemische Entwicklung des Films beeinflußt die Unversehrtheit der im einzelnen verwendeten darunter liegenden Photolackschichten, insbesondere von semiwäßrigen oder Lösungsmittelphotolacken nicht.
- Ein möglicherweise hervorragend geeigneter Film für die erfindungsgemäße Verwendung ist ein Trockensilberabbildungsfilm. Dieser gleichfalls bei der 3-M Company erhältliche Film ist gegenüber weißem Licht photoempfindlich und besitzt relativ starken Kontrast, bedarf jedoch keiner Chemikalien zur Entwicklung des Bildes. Das Bild wird durch Erwärmen des Films entweder bei erhöhter Temperatur über kurze Zeit oder bei vergleichsweise moderaten Temperaturen über einen längeren Zeitraum entwickelt. Aufgrund dieser Eigenschaft besitzt der Trockensilberfilm sehr geringe Archivierungseigenschaften, da er sogar bei moderat erhöhten Temperaturen nach gewisser Zeit verschleiert wird. Dieser Film kann jedoch für die vorliegende Erfindung ideal sein, da er mit der Emulsionsseite nach unten in Berührung mit dem Substrat, beispielsweise dem Photolack oder der Lötmaske, aufgebracht werden kann. Dadurch, daß die Emulsionsseite direkt gegen die photobearbeitbare Schicht angeordnet wird, können die Eigenschaften der in situ Maske verstärkt werden, da die UV Strahlen nicht nach der Maske durch das die Emulsion tragende Filmsubstratmaterial gehen müssen. Mit anderen Worten wird die UV Strahlung durch das Filmbild in der Emulsion unmittelbar vor dem Eintritt in die UV empfindliche Schicht maskiert. Ein möglicher Nachteil des Trockensilberfilms in diesem Verfahren ist, daß er einen geringeren Kontrast als die durch herkömmliche Chemie entwickelte Film auf Streifenbasis besitzt. Zusätzlich kann er nicht leicht retuschiert werden, während der entwickelte Trockensilberfilm auf der Platte vor der UV Belichtung überprüfbar ist.
- Nachdem das Bild 42 im Film 26 fixiert ist, wird die Struktur 30 durch eine UV Flutlampe 44 belichtet, wie in Fig. 1C gezeigt. Die dunklen Bereiche 42 des Bildes auf dem Film 26 absorbieren das ultraviolette Licht und schirmen den darunter liegenden Photolack ab. Wo der Film 26 transparent bleibt, dringt jedoch das ultraviolette Licht in die Photolackschicht 24 ein und polymerisiert die darunter liegenden Bereiche 46. In der Praxis wird die Verwendung eines kurzen UV Energieimpulses von einer Blitzlampe als wünschenswert angesehen, um eine einheitlichere Polymerisation zu erzielen.
- Nachdem die Platte von der UV Belichtungsapparatur 44 entfernt wurde, wird im nächsten Schritt der Film 26 abgelöst, wie in Fig. 1D gezeigt. Sobald der Film 26 entfernt ist, liegt der bemusterte Photolack 24 offen. Der übrige Teil der Substratbehandlung wird wie bisher durchgeführt (Photolackentwicklung, Ätzen oder Metallisieren, etc.). Wie beispielsweise in Fig. 1E, 1F und 1G gezeigt, können die nichtpolymerisierten Bereiche des Photolacks 24 durch chemische Einwirkung, die lediglich die polymerisierten Bereiche 46 über den ausgewählten Bereichen der Kupferschicht 22 zurückläßt, entfernt werden. Als nächstes wird das Kupfer geätzt, um Kupferleitermuster 48 zu bilden, und die polymerisierten Bereiche des Photolacks 46 werden chemisch entfernt, wobei sie die durch die ursprüngliche CAD Planung bezeichneten Kupferleitermuster 48 zurücklassen, wie in Fig. 1G gezeigt.
- Die vorliegende Erfindung ist gleichfalls auf die Herstellung von Lötmasken und Isolierungsschichten anwendbar. Wie in Fig. 4A-4E gezeigt, wird ein mit Kupferfolie plattiertes Substrat 20' auf Epoxyfiberglas oder anderem geeignetem Material durch eine herkömmliche Technik oder die in Fig. 1A-1G gezeigten Techniken bemustert. Das Leiterfolienmuster 50 ist in Fig. 4A abgebildet. Ein Verbundkörper 52 aus einem Silberfilm 26 auf Streifenbasis und ein permanenttrockener Film (PDF) 54, gemäß Fig. 2 werden zusammenrollaminiert und direkt auf das das Leitermuster 50 tragende Substrat 20' aufgegeben. Alternativ kann das PDF 54 zuerst zum Bilden eines beschichteten Substrats aufgebracht werden, worauf der Film 26 anschließend gemäß Fig. 3 aufgetragen wird.
- Wie in Fig. 4C gezeigt, wird die vom Verbundkörper bedeckte Struktur den gleichen Schritten, wie in Fig. 1A, 1B, 1C und 1D unterzogen. Die in der Emulsionsschicht des Films 26 ausgebildete, direkt vom CAD geplottete Abbildung 55 schirmt die darunter liegenden Bereiche der PDF über dem Leiterfolienmuster 50 ab und dient als eine in situ Maske. In Fig. 4D werden die unbelichteten, unpolymerisierten Bereiche der PDF über dem Leitermuster 50 chemisch entfernt, wobei sie die polymerisierte, gehärtete PDF isolierende Schicht 60 zurücklassen.
- Die freigesetzten Metallstellen in Fig. 4D können mit Lot durch Eintauchen in ein geschmolzenes Lotbad beschichtet werden, um die ausgehöhlten Kanäle oder Öffnungen in der isolierenden Schicht 60 mit Lot 62 aufzufüllen (Fig. 4E). Um eine egalisierte Oberfläche zu erhalten, wird die obere Schicht der Struktur mit einem Heißluftmesser behandelt, das die Oberfläche des Lots 62 wieder aufschmilzt. Das Ergebnis ist eine glatte Oberfläche, die zum Anbringen der SMDs bereit ist. In der Praxis wird die Lotpaste durch Siebdruck auf die Oberfläche der Struktur in Fig. 4E aufgebracht, werden die SMDs montiert und wird die Struktur in einem Dampfphasenverfahren erwärmt, um beispielsweise elektrische Verbindungen zwischen den Leitern der Platte und den SMDs zu bilden.
- Wie in Fig. 4F gezeigt, kann alternativ die PDF als ein Zwischenschichtisolator in vielschichtigen Strukturen des in unserer zuvor erwähnten, anhängigen Multischicht-Anmeldung offenbarten Typs eingesetzt werden. Das Kupferfolienmuster 50 der Fig. 4D bildet katalytische Stellen für stromloses Metallisieren. Die in der PDF isolierenden Schicht 60 gebildeten Kanäle werden stromlos metallisiert, um feste Kupferleiter 64 herzustellen (Fig. 4F). Die darauffolgenden Schichten würden dann oben auf die in Fig. 4F gezeigte Struktur aufgegeben, um eine vielschichtige Schaltung aufzubauen.
- Ein Musterplatierungsverfahren ist in Fig. 5A-5F dargestellt, das die erfindungsgemäße direkt vom CAD ausgehende in situ Photomaskentechnik einsetzt. Wie in Fig. 5A gezeigt, trägt ein Substrat 20 eine obere Schicht aus Folie 22, eine Photolackschicht 24 und einen ein Bild entwickelnden Film 26. Die Anordnung stimmt mit der in Fig. 1A dargestellten überein, mit dem Unterschied, daß, wenn ein Negativphotolack verwendet wird, der Film bevorzugt ein Negativfilm auf Streifenbasis statt, eines Positivfilms, wie in Fig. 1A abgebildet, ist.
- Die Filmschicht wird belichtet (geplottet) und auf der Platte entwickelt, um gemäß Fig. 5B das Bild 70 herzustellen. Die Platte wird anschließend durch eine UV Quelle belichtet, um die ungeschützten Bereiche der Photolackschicht 24 zu polymerisieren. Wie in Fig. 5B gezeigt, wird der Film 26, nachdem er seinen Zweck erfüllt hat, abgelöst und weggeworfen. Anschließend wird der unpolymerisierte Photolack in Fig. 5C entfernt, wobei er Bereiche gehärteten Photolacks 72 über der gleichförmigen Schicht aus Kupfer 22 zurückläßt.
- Da die Kupferschicht unversehrt ist, kann Galvanisieren eingesetzt werden. Löcher (nicht gezeigt) werden gemeinsam mit den Kupferkanälen galvanisiert, die durch den Photolack belichtet sind. Die durch Photolack 72 bedeckten Bereiche werden nicht durch das Galvanisieren betroffen. Dieses ist vorteilhaft, da ausschließlich das Leitermuster (und Löcher) galvanisiert werden, so daß kein überflüssiges galvanisiertes Kupfer entfernt werden muß.
- Wie in Fig. 5D abgebildet, wird, nachdem die Kupferleiter 22' aufgalvanisiert wurden, eine Beschichtung 74 aus Zinnlot auf die Oberfläche des Kupferleiters 22' in einem geeigneten Bad galvanisiert. Die Zinnlotbeschichtung 74 überdeckt das gewünschte Leitermuster. Nach Entfernen des gehärteten, polymerisierten Photolacks 72 gemäß Fig. 5E, wird die Struktur in ein Ätzbad gestellt. Die Zinnlotbeschichtung 74 wirkt als Abdeckung gegenüber dem Kupferätzmittel. Als Ergebnis wird die Kupferfolienschicht 22 überall mit der Ausnahme dort, wo das Muster mit Zinnlot galvanisiert wurde, entfernt, um somit das gewünschte zinnplattierte Kupfermuster gemäß Fig. 5F zurückzulassen. Gemäß des abschließenden Schritts der Zeichnung (Fig. 5F) wird die Struktur durch IR Strahlung oder Heißölbehandlung erwärmt, um die Zinnlotschicht 74 über den geätzten Kanten 76 (Fig. 5F) des Kupfermusters aufzuschmelzen.
- Die Vorteile des direkten CAD Photoplottens auf eine in situ Silberfilmmaske sind vielfach. Insbesondere ergibt eine sehr dünne, kontrastreiche in situ Filmmaske eine hochauflösende Bemusterungsmöglichkeit, die der durch direktes CAD- UV-Plotten auf den Photolack weit überlegen ist. Direktes CAD Belichten kann mit herkömmlichen kostengünstigen Weißlichtphotoplotten, im Gegensatz zu den teuren komplexen UV Plottsystemen mit Hochenergie-UV-Lasern, die häufig ersetzt werden müssen, durchgeführt werden. Darüber hinaus ist hochkontrastreiches Weißlichtplotten UV-Plotten überlegen, da ein lichtempfindlicher Film höheren Kontrast bei geringeren Energiewerten zeigt.
- Die photogeplottete in situ Maske stellt die Grundlage für hochpräzise Zwischenschichtabbildungsgenauigkeit und vielschichtig gedruckte Leiterplatten zur Verfügung. Die Filmbelichtung ist überprüfbar und stabil gegenüber voriger Photolackbelichtung.
- Die Überprüfbarkeit stellt einen besonders wichtigen Vorteil gegenüber dem UV Plotten dar. Ein Fehler oder ein Artifakt in dem UV polymerisierten Muster kann nicht einfach durch Schneiden entfernt werden. Vielmehr muß der Photolack abgelöst und nach Säubern und Trocknen der Platte wieder aufgetragen werden, oder die Platte muß einfach verworfen werden. Beim Herstellen stromlos galvanisierter vielschichtiger Platten gemäß des in der zuvor genannten anhängigen Anmeldung offenbarten Verfahrens sind die Folgen des Fehlplottens der UV empfindlichen PDF Schichten durchaus ernstzunehmen. Durch Einsatz des vorliegenden Verfahrens kann jedoch der auf der Platte entwickelte Film leicht auf durch eine Plottstörung, Haar, Staub etc. hervorgerufene Artifakte überprüft werden. In vielen Fällen kann anstelle des Ablösens des alten Films und des Auflösens eines neuen Films die in situ Photomaske durch einen UV opaken Füllfederhalter oder durch Herausschneiden kleiner Bereiche der fälschlich belichteten Emulsion mit einem exakten Messer retuschiert werden. Falls notwendig, kann in jedem Fall die schlechte Maske schnell abgelöst werden, um es mit einem neuen Filmstück erneut zu versuchen. Der wichtige Unterschied liegt darin, daß die UV empfindliche Schicht unversehrt bleibt, sogar, wenn die Platte direkt aus dem CAD Layout geplottet wird.
- Das System kann weiterhin einem Hochgeschwindigkeitsrasterscansystem zu Herstellungszwecken angepaßt werden, ohne irgendeine der Einschränkungen einer herkömmlichen Laserausrüstung. Eine denkbare Weißlichtquelle ist eine Xenonstroboskoplampe mit kollimiertem Strahl.
- Die Verwendung einer octogonalen Öffnung für den Rasterscanstrahl beseitigt jede Kantenungenauigkeit sowohl bei 45 und 90º Linien, als auch bei 0º Linien, d. h. parallel zur Abtastrichtung. Wie in Fig. 6A und 6B dargestellt, kann ein Rasterscanplotter mit einer einfachen Weißlichtquelle mit einer octogonalen Öffnung, bevorzugt in Form einer Schablone, ausgerüstet sein. Der octogonale Lichtfleck wird auf die Emulsion im Film fokussiert. In Fig. 6A verläuft die Abtastrichtung wie abgebildet entlang der y-Achse und das Objektiv zieht oder bildet eine Linie in die x-Richtung. Um dieses zu erreichen, wird die Stroboskoplampe präzise an der richtigen y-Koordinate getriggert (y&sub1; in Fig. 6A), um ein Octagon 90 auf dem Film während des ersten Scans zu belichten. Im nächsten Scan blitzt die Stroboskoplampe wieder in der Stellung y&sub1;, um ein zweites Octagonbild 92 wie dargestellt zu belichten. Der Abstand zwischen den Scans beträgt etwa ein drittel der Breite des aufgezeigten Octagons, so daß beispielsweise die Seiten 90a und 92a ausgerichtet sind und sich berühren oder gerade überlappen. Nach aufeinanderfolgenden Scans plotten die entstehenden gestaffelten, überlappenden Octagons eine Linie mit gut gezeichneten, geraden Kanten. Zusätzlich führen die in Fig. 6B gezeigten Diagonallinien in 45º Winkeln gleichfalls zu Mustern mit geraden Kanten 94a, 96a, die durch Octagonlichtflecke mittels aufeinanderfolgenden Scans in y-Richtung mit einem Abstand von einem Drittel der Lichtfleckbreite gebildet wurden.
- Da die in Fig. 6A und 6B gezeigten Octagons gleichseitige oder regelmäßige Octagons sind, ist der Grad der Überlappung der Seiten bei 90º Wegen größer als bei 45º Wegen (Fig. 6B). Dieser Effekt kann durch Einsatz relativ zur Abtastrichtung diagonal verlaufender Seiten mit gleicher Länge beseitigt werden, die ein Verhältnis von ca. 2 zu den in Fig. 7A und 7B gezeigten orthogonalen Seiten besitzen. Bei dieser Gestaltung wird das Octagon gleichmäßig in Drittel geteilt, so daß die Überlappung beim Herstellen diagonaler oder orthogonaler Linien gleich sein wird. Wenn jedoch die Breite der Orthogonallinie drei Einheiten beträgt, wird die von einer diagonalen Linie herrührende Breite 2,828 Einheiten betragen. Diese Breite kann jedoch angeglichen werden, indem die Vergrößerung gewechselt wird, beispielsweise falls der Rasterplotter ein automatisches Zoomobjektiv besitzt, oder durch genaue Einstellung der Belichtungsdauer, damit das Licht ein in y-Richtung leicht vergrößertes Octagon ausleuchten kann, um dessen verringerte diagonale Breite beim Erstellen diagonaler Linien auszugleichen.
- Bestehende Rastersysteme einschließlich der vorangegangenen Verfeinerungen und das in situ Silberdünnfilmmaskensystem ergeben ein praktisches, hochqualitatives Substratverarbeitungsverfahren mit Produktionsgeschwindigkeiten, die in der Realität an 5 Sekunden pro Plot heranreichen.
- Das in situ Maskensystem kann einen Film auf Streifenbasis des negativen oder positiven Typs verwenden. Da die meisten der heutzutage verwendeten erhältlichen Photolacke negativ arbeiten, ist ein Film auf Streifenbasis des positiven Typs für Subtraktivverfahren bevorzugt. Der Film auf Streifenbasis des negativen Typs wird in gleicher Weise verwendet werden, wenn die Platten durch ein in Fig. 5A-5F gezeigtes Mustergalvanisierungsverfahren mit negativ arbeitendem Photolack hergestellt würden.
- Die vorangegangene Beschreibung des in situ Filmmasken- PWB-Systems dient der Erläuterung und ist nicht einschränkend. Beispielsweise können, obwohl die obigen Beispiele nur einseitige Platten zeigen, doppelseitige Platten hergestellt werden, indem das gleiche Verfahren gleichzeitig oder in Folge auf beide Seiten eines Substrats angewandt wird. Viele Abwandlungen und Zusätze zu den hierin beschriebenen Schritten und Materialien sind innerhalb des erfindungsgemäßen Umfangs möglich.
Claims (19)
1. Verfahren zum Bemustern einer photobearbeitbaren
Schicht auf einem Substrat, bei dem ein mit einem Photolack
überzogenes Substrat mit einer oberen Schicht eines
photobearbeitbaren Materials, das empfindlich in einem ersten
Bereich darauf gerichteter Energie ist, und einer
photographisch abbildenden Schicht über der photobearbeitbaren
Schicht vorgesehen wird, wobei die abbildende Schicht
empfindlich in einem zweiten Bereich darauf gerichteter Energie
ist, die abbildende Schicht selektiv mit Energie im zweiten
Bereich, aber nicht im ersten Bereich, gemäß eines
verlangten Musters bestrahlt wird, so daß die abbildende Schicht
aktiviert wird, im wesentlichen ohne die darunterliegende
Schicht aus dem photobearbeitbaren Material zu beeinflussen,
die abbildenden Schicht auf dem Substrat entwickelt wird,
die photobearbeitbaren Schicht mit Energie im ersten Bereich
durch das Bild hindurch bestrahlt wird, das in der
abbildenden Schicht als eine in situ Maske entwickelt wurde, und die
photobearbeitbare Schicht bearbeitet wird, gekennzeichnet
durch die Schritte: Vorsehen eines laminierten, nicht
belichteten, nicht entwickelten photographisch abbildenden
Films als abbildende Schicht, Laminieren des Films auf das
Substrat über die photobearbeitbare Schicht, so daß er
danach von selbst vom Substrat ablösbar ist, Bilden einer
digitalen Darstellung des verlangten Musters, selektives
Belichten des Films auf dem Substrat mit einem automatischen
Plotter, der durch die digitale Darstellung gesteuert wird,
um einen Strahl der Energie im zweiten Bereich auszugeben,
und Belichten der photobearbeitbaren Schicht unter
Verwendung
von Energie im ersten Bereich, im wesentlichen
einheitlich über das Substrat verteilt, und anschließendes Ablösen
des Films von dem im wesentlichen unversehrten Substrat.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schritt des Entfernens des Films durch Ablösen
des Films vom Substrat erreicht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Bearbeiten der photobearbeitbaren
Schicht nach Belichten durch chemisches Entfernen der
entweder belichteten oder nicht belichteten Teile der
photobearbeitbaren Schicht erreicht wird.
4. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich aktinische UV-
Strahlung einschließt und der zweite Bereich im wesentlichen
aktinische Strahlung ausschließt.
5. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß das verlangte Muster ein
Leitermuster für eine gedruckte Leiterplatte einschließt.
6. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß der Film eine Emulsion neben der
photobearbeitbaren Schicht aufweist.
7. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß der Film eine trockene
Silberemulsion aufweist.
8. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß der Film eine wärmeentwickelbare
Emulsion aufweist.
9. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß nach Entwickeln des Films und
vor Belichten der photobearbeitbaren Schicht das im Film
gebildete Bild auf Fehler untersucht wird und falls ein
Fehler gefunden wird, der fehlerhafte Film vom Substrat
abgelöst und weggeworfen wird, woraufhin die vorangegangenen
Schritte mit dem gleichen Substrat wiederholt werden.
10. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Laminieren des
Films durch Roll-Laminieren des Films auf das mit Fotolack
überzogene Substrat angeführt wird.
11. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch,
gekennzeichnet durch den Schritt des nicht
wiederverwendbaren Wegwerfens des abgelösten Films nach der Verwendung
als in situ Maske.
12. Verfahren zum Bemustern einer photobearbeitbaren
Schicht auf einem Substrat, bei dem ein mit einem Fotolack
überzogenes Substrat mit einer oberen Schicht aus
photobearbeitbarem Material, das empfindlich in einem ersten Bereich
darauf gerichteter Energie ist, und einer photographisch
abbildenden Schicht über der photobearbeitbaren Schicht
vorgesehen wird, wobei die abbildende Schicht empfindlich in
einem zweiten Bereich darauf gerichteter Energie ist, die
abbildenden Schicht selektiv mit Energie im zweiten Bereich,
aber nicht im ersten Bereich gemäß eines verlangten Musters
belichtet wird, so daß die abbildende Schicht aktiviert
wird, im wesentlichen ohne die darunterliegenden Schicht aus
photobearbeitbarem Material zu beeinflussen, die abbildenden
Schicht auf dem Substrat entwickelt wird, die
photobearbeitbaren Schicht mit Energie im ersten Bereich durch das Bild
hindurch belichtet wird, das in der abbildenden Schicht als
eine in situ Maske entwickelt würde, und die
photobearbeitbare Schicht bearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die photobearbeitbare Schicht und die abbildende Schicht
durch Zusammenlaminieren der Schicht des photobearbeitbaren
Materials mit einem nicht belichteten, nicht entwickelter
photographisch abbildenden Film als abbildende Schicht, um
einen Verbundkörper zu bilden, und durch Aufbringen des
Verbundkörpers auf die Struktur mit dem darauf befindlichen
Film gebildet werden, daß eine digitale Darstellung des
verlangten Musters hergestellt wird, daß das selektive
Belichten des Films auf dem Substrat mit einem automatischen
Photoplotter, gesteuert durch die digitale Darstellung,
durchgeführt wird, um einen Energiestrahl im zweiten Bereich
auszugeben, daß das Belichten der photobearbeitbaren Schicht
unter Verwendung von Energie im ersten Bereich, im
wesentlichen gleichmäßig über das Substrat verteilt, durchgeführt
wird und daß anschließend der Film vom im wesentlichen
unversehrten Substrat entfernt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schritt des Entfernens des Films durch Ablösen
des Films vom Substrat erreicht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das Bearbeiten der photobearbeitbaren
Schicht nach Belichten durch chemisches Entfernen von
entweder belichteten oder nicht belichteten Teilen der
photobearbeitbaren Schicht erfolgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich aktinische
Strahlung einschließt und der zweite Bereich aktinische
Strahlung im wesentlichen ausschließt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß das verlangte Muster ein
Leitermuster für eine gedruckte Leiterplatte ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß der Film eine Emulsion neben der
photobearbeitbaren Schicht enthält.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß der Film eine trockene
Silberemulsion aufweist.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß der Film eine wärmeentwickelbare
Emulsion aufweist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/742,742 US4666818A (en) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | Method of patterning resist for printed wiring board |
PCT/US1986/002709 WO1988004797A1 (en) | 1985-06-10 | 1986-12-17 | Method of patterning resist for printed wiring board |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3689659D1 DE3689659D1 (de) | 1994-03-24 |
DE3689659T2 true DE3689659T2 (de) | 1994-09-29 |
Family
ID=24986015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3689659T Expired - Fee Related DE3689659T2 (de) | 1985-06-10 | 1986-12-17 | Bildaufzeichnungsverfahren für gedruckte schaltungen. |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4666818A (de) |
EP (1) | EP0339020B1 (de) |
JP (1) | JPH02501427A (de) |
KR (1) | KR940007800B1 (de) |
DE (1) | DE3689659T2 (de) |
DK (1) | DK170480B1 (de) |
NO (1) | NO883643L (de) |
WO (1) | WO1988004797A1 (de) |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5254435A (en) * | 1985-06-10 | 1993-10-19 | The Foxboro Company | Method of patterning resist |
US5302494A (en) * | 1985-06-10 | 1994-04-12 | The Foxboro Company | Multilayer circuit board having microporous layers and process for making same |
US5015553A (en) * | 1985-06-10 | 1991-05-14 | The Foxboro Company | Method of patterning resist |
IL81157A (en) * | 1987-01-05 | 1990-04-29 | Uri Shoshani | Decorative products made of plastic having a metallic decorative pattern |
JPH02502675A (ja) * | 1987-01-22 | 1990-08-23 | ザ・フォックスボロ・カンパニー | レジストパターニングの方法 |
CA1249065A (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-17 | Allan R. Drake | Process for forming silver conductors on a substrate |
US4999277A (en) * | 1988-02-22 | 1991-03-12 | Trw Inc. | Production of precision patterns on curved surfaces |
JPH0234984A (ja) * | 1988-04-13 | 1990-02-05 | Mitsubishi Electric Corp | プリント回路基板の製造方法 |
US4987050A (en) * | 1988-12-06 | 1991-01-22 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Light-sensitive transfer material and image-forming process using the same |
US5260168A (en) * | 1989-10-13 | 1993-11-09 | The Foxboro Company | Application specific tape automated bonding |
EP0448702B1 (de) * | 1989-10-13 | 1995-08-09 | The Foxboro Company | Anwendungsorientiertes automatisiertes bandbonding |
CA2028710A1 (en) * | 1989-10-30 | 1991-05-01 | Paul E. Grandmont | Multilayer circuit board having microporous layers and method for making same |
EP0433721A3 (en) * | 1989-12-22 | 1992-07-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Method of applying a solder stop coating on printed circuit boards |
EP0486246A1 (de) * | 1990-11-14 | 1992-05-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Durch Wärme entwickelbare, lichtempfindliche Zusammensetzung |
US5384230A (en) * | 1992-03-02 | 1995-01-24 | Berg; N. Edward | Process for fabricating printed circuit boards |
US5751594A (en) * | 1993-03-16 | 1998-05-12 | Emc Corporation | Aperture control system for printed circuit board fabrication |
JP3149289B2 (ja) * | 1993-03-24 | 2001-03-26 | 三菱製紙株式会社 | 画像形成材料及びそれを使用する画像形成方法 |
DE4408507A1 (de) * | 1994-03-14 | 1995-09-28 | Heidelberg Instruments Mikrotechnik Gmbh | Lithografisches Verfahren |
US5712613A (en) * | 1995-05-05 | 1998-01-27 | Mcdonnell Douglas Corporation | Computer-aided method for producing resistive tapers and resistive taper produced thereby |
EP0785474A1 (de) * | 1996-01-16 | 1997-07-23 | Schablonentechnik Kufstein Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Flexodruckschablone |
GB2321908B (en) * | 1996-08-09 | 2000-08-30 | Matsushita Electric Works Ltd | Process of plating on isolated conductor circuit |
EP1246773A2 (de) * | 2000-01-07 | 2002-10-09 | President And Fellows Of Harvard College | Herstellung von metallenen mikrostrukturen durch belichtung einer lichtempfindlichen zusammensetzung |
JP3657168B2 (ja) | 2000-02-28 | 2005-06-08 | 富士通株式会社 | 多層プリント配線板の製造方法 |
TW200507131A (en) | 2003-07-02 | 2005-02-16 | North Corp | Multi-layer circuit board for electronic device |
WO2005092043A2 (en) * | 2004-03-22 | 2005-10-06 | Epic Research Company, Inc. | Process for fabrication of printed circuit boards |
US8142987B2 (en) * | 2004-04-10 | 2012-03-27 | Eastman Kodak Company | Method of producing a relief image for printing |
KR100697601B1 (ko) | 2004-07-10 | 2007-03-21 | 지성우 | 명함 제조 방법 |
JP2009239070A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Fujifilm Corp | 配線形成方法 |
CN108650797A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-10-12 | 赣州中盛隆电子有限公司 | 一种电路板负片图形转移工艺 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT326703B (de) * | 1971-10-07 | 1975-12-29 | Zimmer Peter | Verfahren zur herstellung von druckformen |
US3867150A (en) * | 1973-06-08 | 1975-02-18 | Grace W R & Co | Printing plate process and apparatus using a laser scanned silver negative |
US4168980A (en) * | 1977-08-19 | 1979-09-25 | Eastman Kodak Company | Heat developable photographic material and process |
US4419675A (en) * | 1979-05-24 | 1983-12-06 | American Hoechst Corporation | Imaging system and method for printed circuit artwork and the like |
JPS5660442A (en) * | 1979-10-23 | 1981-05-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | Photosensitive lithographic plate and method for making lithographic plate |
JPS56129394A (en) * | 1980-03-14 | 1981-10-09 | Dainippon Screen Mfg | Method of producing through hole of printed board |
US4373018A (en) * | 1981-06-05 | 1983-02-08 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Multiple exposure microlithography patterning method |
JPS5965838A (ja) * | 1982-10-07 | 1984-04-14 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 多層構造を有する感材およびその製版方法 |
JPS5973748U (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-18 | 大日本スクリ−ン製造株式会社 | 色校正用フイルム |
US4515877A (en) * | 1982-11-27 | 1985-05-07 | Basf Aktiengesellschaft | Image-recording materials and image-recording carried out using these to produce an optical mask |
JPH0664341B2 (ja) * | 1983-01-24 | 1994-08-22 | ウエスターン エレクトリック カムパニー,インコーポレーテッド | 半導体デバイスの製作法 |
US4469777A (en) * | 1983-12-01 | 1984-09-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Single exposure process for preparing printed circuits |
-
1985
- 1985-06-10 US US06/742,742 patent/US4666818A/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-12-17 WO PCT/US1986/002709 patent/WO1988004797A1/en active IP Right Grant
- 1986-12-17 JP JP62500562A patent/JPH02501427A/ja active Pending
- 1986-12-17 KR KR1019880700996A patent/KR940007800B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1986-12-17 DE DE3689659T patent/DE3689659T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-07-05 EP EP87900544A patent/EP0339020B1/de not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-08-16 NO NO88883643A patent/NO883643L/no unknown
- 1988-08-16 DK DK457988A patent/DK170480B1/da active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1988004797A1 (en) | 1988-06-30 |
DK457988A (da) | 1988-08-16 |
US4666818A (en) | 1987-05-19 |
EP0339020B1 (de) | 1994-02-16 |
JPH02501427A (ja) | 1990-05-17 |
DK170480B1 (da) | 1995-09-11 |
DK457988D0 (da) | 1988-08-16 |
KR940007800B1 (ko) | 1994-08-25 |
DE3689659D1 (de) | 1994-03-24 |
EP0339020A1 (de) | 1989-11-02 |
NO883643L (no) | 1988-10-14 |
NO883643D0 (no) | 1988-08-16 |
KR890700855A (ko) | 1989-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3689659T2 (de) | Bildaufzeichnungsverfahren für gedruckte schaltungen. | |
DE69835962T2 (de) | Verfahren zur herstellung einer mehrschichtigen gedruckten leiterplatte | |
US5015553A (en) | Method of patterning resist | |
DE4429522A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Leiterplatten | |
DE4417245A1 (de) | Verfahren zur strukturierten Metallisierung der Oberfläche von Substraten | |
DE3729733C2 (de) | ||
EP0602257B1 (de) | Leiterplatten mit lokal erhöhter Verdrahtungsdichte und Herstellungsverfahren für solche Leiterplatten | |
EP1123644B1 (de) | Verfahren zur herstellung von mehrlagenschaltungen | |
US5254435A (en) | Method of patterning resist | |
EP0602258B1 (de) | Leiterplatten mit lokal erhöhter Verdrahtungsdichte und konischen Bohrungen sowie Herstellungsverfahren für solche Leiterplatten | |
DE3889448T2 (de) | Photomusterbare Mehrschichtstruktur. | |
DE69023816T2 (de) | Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungsplatten. | |
AU612563B2 (en) | Method of patterning resist for printed wiring board | |
DE1194939B (de) | Verfahren zur Herstellung von Matrizen fuer elektronische Schaltungseinheiten | |
DE4022165C2 (de) | ||
DE3537829A1 (de) | Verfahren zum herstellen von druckvorlagen, insbesondere fuer die anfertigung von gedruckten schaltungen | |
DE69033892T2 (de) | Lichtdurchlässige Paste und Absetzverfahren für metallisches Kupfer, das diese Paste verwendet | |
CA1283574C (en) | Method of patterning resist for printed wiring boards | |
JP3657168B2 (ja) | 多層プリント配線板の製造方法 | |
DE3830636C1 (en) | Baseplate for producing metallised holes in printed circuit boards or substrates, and a method for producing the baseplate | |
DD250400A1 (de) | Schablonenabbildungsverfahren zur verringerung des strukturrasters | |
DE19620203A1 (de) | Leiterplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE10028790A1 (de) | Verfahren zum lithographischen Belichten von Leiterplattensubstraten | |
DE1916739C3 (de) | Verfahren zur Herstellung mehrlagiger gedruckter und/oder integrierter elektrischer Schaltungen sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens | |
DE3840207A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer leiterplatte mit mehreren leiterbahnebenen und entsprechende multilayer-leiterplatte |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |