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Technisches Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen
gedruckten Leiterplatte, wobei das Verfahren die Massenproduktion
einer mehrschichtigen gedruckten Leiterplatte mit Kontakt- bzw. Durchgangslöchern von
kleinem Durchmesser zuläßt. Durch
Ansteuern des Galvanokopfs mit höherer
Geschwindigkeit wird eine erhöhte
Produktivität
ermöglicht.
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Technischer Hintergrund
der Erfindung
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Eine
mehrschichtige Aufbauleiterplatte weist abwechselnd Zwischenschicht-Harzisolatoren
und leitfähige
Schaltkreisschichten auf, stellt Löcher für die isolierenden Harzzwischenschichten
bereit und verbindet dann die oberen Schichten und die unteren Schichten
elektrisch durch Ausbildung leitfähiger Schichten auf der Wandoberfläche dieser
Löcher.
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Ein
Loch (Kontakt- bzw. Durchgangsloch) in der isolierenden Harzzwischenschicht
wird im allgemeinen mittels eines Belichtungs- und Entwicklungsprozesses
hergestellt, welcher dem Zwischenschichtharz eine lichtempfindliche
Eigenschaft verleiht.
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Der
erforderliche Durchmesser dieser Kontaktlöcher in einer mehrschichtigen
Leiterplatte beträgt
jedoch annähernd
100 μm oder
weniger; daher muß eine
Technologie entwickelt werden, die es ermöglicht, diesen kleinen Durchmesser
einzuhalten. Wegen dieser strengen Anforderungen wird nachstehend
der Einsatz eines Bearbeitungsverfahrens mit Anwendung eines Laserstrahls
zum Bohren der Löcher
in der mehrschichtigen Aufbauleiterplatte untersucht.
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In
GB-A-2 307 352 wird beschrieben, wie eine mehrschichtige gedruckte
Leiterplatte hergestellt wird, indem eine Justiermarke und eine
erste gedruckte Schaltung auf einem ers ten dielektrischen Substrat
ausgebildet werden, ein zweites dielektrisches Substrat und eine
leitfähige
Schicht auf das erste dielektrische Substrat auflaminiert werden,
die leitfähige
Schicht mit einer Photoresistschicht abgedeckt wird, ein erstes
Diapositiv bereitgestellt wird, das eine Peilhilfe und die Profile
von Kontaktlöchern
definiert, die in der leitfähigen Schicht
und dem zweiten dielektrischen Substrat auszubilden sind, das Photoresist
durch das erste Diapositiv belichtet wird, wobei die Peilhilfe genau
auf die Justiermarke ausgerichtet wird, das belichtete Photoresist
bearbeitet wird, um diejenigen Abschnitte der leitfähigen Schicht
freizulegen, die freigelegt werden müssen, um die Kontaktlöcher zu
definieren, die freigelegten Abschnitte geätzt werden, um die Kontaktlöcher auszubilden, die übrige belichtete
Photoresistschicht entfernt wird, die Kontaktlöcher durch Ablation der durch
die Kontaktlöcher
hindurch belichteten Abschnitte des zweiten dielektrischen Substrats
durch das zweite dielektrische Substrat hindurch erweitert werden,
durch die erweiterten Kontaktlöcher
leitfähige
Durchkontaktlöcher
ausgebildet werden und dann ein zweites Diapositiv benutzt wird,
um in der leitfähigen
Schicht eine zweite gedruckte Schaltung auszubilden, wodurch die
erste und die zweite gedruckte Schaltung durch die Kontaktlöcher miteinander
verbunden werden.
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US-A-5
278 385 betrifft ein Verfahren, das die genaue präzise und
schnelle Belichtung von Zonen einer gedruckten Schaltung ermöglicht,
sowohl auf den Leitern als auch an der Seite der Leiter. Die Arbeit
wird an einem Rohling ausgeführt,
der mit einer Isolierschicht versehen ist, die seine gesamte Oberfläche bedecken kann.
In den zu belichtenden Zonen wirkt ein Bearbeitungskopf auf die
Beschichtung ein, der einen oder mehrere Laserstrahlen aufweist
und durch einen Computer gesteuert wird, der die Koordinaten der
Zonen empfängt.
Die Leistung des Strahls wird an den Leitern und an deren Seite
unterschiedlich moduliert, je nachdem, ob Löcher in der Schaltung anzubringen
sind oder die Schaltung an ihrem Rand zu beschneiden ist. Die Erfindung
ist für
die Herstellung flexibler gedruckter Schaltungen anwendbar.
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Technologie,
die Laser zum Bohren von Löchern
nutzt, wird in JPA HEI 3-54884 vorgeschlagen. Nach diesem Verfahren
wird ein Lichtstrahl aus einer Laserquelle von einem Bearbeitungskopf
zur Ablenkung empfangen. Dadurch wird der Laserstrahl auf einen
vorgegebenen Harzisolator gestrahlt, um ein Loch zu bilden.
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Bei
der Massenproduktion mehrschichtiger gedruckter Leiterplatten, die
Hunderte bis Tausende von Kontaktlöchern in jeder Schicht aufweisen,
ist das rationelle Bohren von Löchern
wesentlich. Außerdem
erfordern Kontaktlöcher
genaue Positionierung für
die elektrische Verbindung mit Leiterschaltkreisen in den darunterliegenden
Schichten.
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Leider
war es schwierig, die Position der Laserbestrahlung zum Bohren von
Kontaktlöchern
bei der Massenproduktion mit hoher Genauigkeit zu steuern. Dies
hat zur Notwendigkeit eines Verfahrens zur Herstellung einer mehrschichtigen
gedruckten Leiterplatte geführt,
die Löcher
in genauen Positionen enthält.
Das gegenwärtige
Herstellungsverfahren kann jedoch eine genaue Positionierung der
Laserstrahlung nicht garantieren. Die Verbesserung der Positionierungsgenauigkeit
wird durch eine notwendige Verringerung der Kopfantriebsgeschwindigkeit
ausgeglichen, wodurch wiederum die Produktivität gesenkt wird.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die oben erwähnten Probleme
anzugehen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen gedruckten Leiterplatte
bereitzustellen, das die genaue Positionierung von Löchern unabhängig von
der Positionsgenauigkeit für
Laserstrahlung ermöglicht,
wodurch eine große
Zahl von Löchern
rationell durch Laserstrahlung gebohrt werden.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Verfahrens zur Erhöhung der
Antriebsgeschwindigkeit des Abtastkopfs, ohne die Positionsgenauigkeit
von Kontaktlöchern
zu vermindern.
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Diese
Aufgaben werden mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.
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Offenbarung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden Kontaktlöcher
in die Harzisolierschicht durch Öffnungen
in einem daran befestigten Metallfilm gebohrt, indem als Reaktion
auf die Plattenposition, die durch eine Kamera in Bezug auf in den
Metallfilm eingravierte Registermarken erfaßt wird, Laserstrahlung annähernd auf
die Öffnungen
gerichtet wird. (Dieser Metallfilm funktioniert als Resistmaske
für den
Laserstrahl und wird nachstehend als konturgetreue bzw. konforme
Maske bezeichnet.)
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Auf
diese Weise können
Kontaktlöcher
in geeigneten Positionen angebracht werden, auch wenn die Positionsgenauigkeit
für Laserstrahlung
nicht hoch ist, da die Positionsgenauigkeit der Kontaktlöcher ausschließlich von
der Positionsgenauigkeit der Öffnungen
in dem Metallfilm (oder der konformen Maske) abhängt.
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Außerdem können auf
diese Weise wegen der Registermarken, die in den Metallfilm mit Öffnungen
für Kontaktlöcher eingraviert
sind, Hunderte bis Tausende von Kontaktlöchern rationell gebohrt werden.
Diese Registermarken ermöglichen
die genaue Positionsbestimmung der Platte bezüglich des Abtastkopfs (Galvanokopfs),
dessen Bewegung bereits programmiert worden ist. Die resultierenden
Daten steuern die Positionierung des Tischs und des Abtastkopfs.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann Laserstrahlung verwendet werden, ohne die Positionsgenauigkeit
von Kontaktlöchern
zu opfern, selbst wenn die Leiterplatte nicht sehr genau positioniert
ist. Dies bedeutet, daß sich
der Abtastkopf schneller bewegen und mehr Kontaktlöcher pro
Zeiteinheit herstellen kann, wodurch sich die Produktivität verbessert.
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Bei
der vorliegenden Erfindung sollten die Registermarken auf der mehrschichtigen
gedruckten Leiterplatte idealerweise durch Ätzen oder dergleichen auf den
Metallfilm eingraviert werden. Sie können kreisförmig, quadratisch oder rechteckig
sein.
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Die
lichtundurchlässige
Metallregistermarke ergibt einen Schattenriß, wenn sie vom Tisch aus in
Aufwärtsrichtung
beleuchtet wird, oder reflektiert Licht, wenn sie in Abwärtsrichtung
beleuchtet wird. Mit anderen Worten, sie kann unge achtet der Richtung,
aus der sie beleuchtet wird, durch die Kamera erkannt werden.
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Die
Registermarken sollten gleichzeitig mit dem Ätzen der Öffnungen auf dem Metallfilm
eingraviert werden. Dadurch entfällt
die Notwendigkeit, für
die Herstellung der Öffnungen
und das Eingravieren der Registermarken zwei Schritte getrennt auszuführen.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
wird auf der Oberfläche
der Platte, die mit einer isolierenden Harzzwischenschicht bedeckt
ist, eine Unterschichtmarke ausgebildet, und in dem als konforme
Maske wirkenden Metallfilm wird eine Öffnung (als Registermarke)
ausgebildet, wie in den 11 und 12 dargestellt.
Die Position wird durch Erfassen der Unterschichtmarke in der Öffnung (oder
der Registermarke) durch die Harzschicht hindurch bestimmt. Der
Vorteil dieser Ausführungsform
ist, daß die
Unterschichtmarke 220B, die mit einer Harzschicht bedeckt
ist, nicht oxidiert und an Reflexionsvermögen verliert und sich auch
nicht ablöst
(und daher kein Problem bei der Erkennung im Umriß darstellt).
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Konkreter
ausgedrückt,
das Verfahren besteht aus Schritten, in denen die isolierende Harzzwischenschicht
ausgebildet wird, darauf der Metallfilm (der als konforme Maske
dient) durch physikalisches oder chemisches Aufdampfen oder stromlose
Abscheidung oder durch Heißpressen
einer mit einem Metallfilm bedeckten Harzschicht ausgebildet wird
und die Registermarke gleichzeitig mit der Öffnung durch Ätzen ausgebildet wird.
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Die
oben erwähnte
isolierende Harzzwischenschicht kann aus einem hitzehärtbaren
Harz oder thermoplastischen Harz oder einer Kombination davon gebildet
werden.
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Sie
kann auch aus einem Klebstoff für
stromlose Abscheidung gebildet werden. In seiner günstigsten Form
besteht der Klebstoff aus einem ungehärteten hitzebeständigen Harz,
das in Säure
oder Oxidationsmittel leicht löslich
ist, und aus (darin dispergierten) Teilchen eines ausgehärteten,
in Säure
oder Oxidationsmittel leicht löslichen
hitzebeständigen
Harzes. Durch Behandlung mit Säure
oder Oxidationsmittel werden die hitzebeständigen Harzteilchen aufgelöst und entfernt,
wo durch eine rauhe Oberfläche
mit winzigen Grübchen
zur Verankerung entsteht.
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Der
Klebstoff für
stromlose Abscheidung sollte vorzugsweise ein Klebstoff sein, der
die ausgehärteten hitzebeständigen Harzteilchen
enthält,
die durch einen der folgenden Punkte spezifiziert werden, da er
die Verankerung einer komplexeren Struktur bewirkt.
- (1) Hitzebeständige
Harzteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von weniger
als 10 μm.
- (2) Agglomerat von hitzebeständigem
Harzpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von weniger als 2 μm.
- (3) Gemisch aus hitzebeständigem
Harzpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 2–10 μm und hitzebeständigem Harzpulver
mit einem mittleren Teilchendurchmesser von weniger als 2 μm.
- (4) Pseudoagglomerat von hitzebeständigem Harzpulver mit einem
mittleren Teilchendurchmesser von 2–10 μm, wobei jedes Teilchen des
Agglomerats auf seiner Oberfläche
hitzebeständiges
Harzpulver oder anorganisches Pulver oder beides mit einem mittleren
Teilchendurchmesser von weniger als 2 μm trägt.
- (5) Gemisch aus hitzebeständigem
Harzpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,1–8 μm und hitzebeständigem Harzpulver
mit einem mittleren Teilchendurchmesser von mehr als 0,8 μm und weniger als
2 μm.
- (6) Hitzebeständiges
Harzpulver, das einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,1–10 μm aufweist.
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Für gutes
Haftvermögen
sollte die rauhe Oberfläche
idealerweise eine Rauhigkeit Rmax = 0,01–20 μm aufweisen.
Im Fall eines halbadditiven Verfahrens ist die bevorzugte Rauhigkeit
0,1–5 μm, wodurch
gute Haftung gewährleistet
wird und die stromlos abgeschiedene Schicht entfernt werden kann.
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Das
oben erwähnte
hitzebeständige,
in Säure
oder Oxidationsmittel leicht lösliche
Harz sollte vorzugsweise ein "Verbundstoff
aus hitzehärtbarem
Harz und thermoplastischem Harz" oder
ein "Verbundstoff
aus lichtempfindlichem Harz und thermoplastischem Harz" sein. Der erstere
weist eine hervorragende Hitzebeständigkeit auf, und der letztere
kann durch Photoli thographie aufgebracht werden, um die Öffnung für das Kontaktloch
zu bilden.
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Das
oben erwähnte
hitzehärtbare
Harz enthält
z. B. Epoxidharz, Phenolharz oder Polyimidharz. Diese Chemikalien
können
lichtempfindlich gemacht werden, wenn ihre hitzehärtbaren
Gruppen mit Methacrylsäure oder
Acrylsäure
modifiziert werden. Acrylmodifiziertes Epoxidharz ist am besten
geeignet.
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Das
Epoxidharz enthält
z. B. Epoxidharze vom Phenolnovolak-Typ oder Cresolnovolak-Typ und
alicyclische Epoxidharze, die durch Modifikation mit Dicyclopentadien
gebildet werden.
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Das
thermoplastische Harz enthält
z. B. Polyethersulfon (PES), Polysulfon (PSF), Polyphenylensulfon (PPS),
Polyphenylensulfid (PPES), Polyphenylether (PPE), Polyetherimid
(PI) und Fluorkunststoffe.
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Das
Mischungsverhältnis
des hitzehärtbaren
(lichtempfindlichen) Harzes zum thermoplastischen Harz sollte idealerweise
95/5 bis 50/50 betragen, so daß die
resultierende Verbindung eine gute Zähigkeit ohne Verlust an Hitzebeständigkeit
aufweist.
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Der
Anteil der hitzebeständigen
Harzteilchen sollte 5–50
Gew.-%, vorzugsweise 10–40
Gew.-% Feststoffe in der hitzebeständigen Harzmatrix betragen.
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Die
hitzebeständigen
Harzteilchen sollten vorzugsweise diejenigen von Aminoharz (wie
z. B. Melaminharz, Harnstoffharz und Guanaminharz) und Epoxidharz
sein.
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Übrigens
kann der Klebstoff aus zwei Schichten bestehen, die sich in der
Zusammensetzung unterscheiden, wie weiter unten erläutert wird.
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Die
gleichzeitige Ausbildung einer isolierenden Harzzwischenschicht
und eines Metallfilms ist akzeptierbar. In diesem Fall wird die
Leiterplatte mit darauf ausgebildeten Leiterschichten mit einem
darauf aufgebrachten Prepreg zusammen gepreßt, wobei das Prepreg aus einem
hitzehärtbaren
Harz, einem thermoplastischen Harz oder einem Verbundstoff aus hitzehärtbarem
und thermoplastischem Harz besteht, mit dem ein faserförmiges Substrat
imprägniert
ist.
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Das
faserförmige
Substrat kann Glasfasergewebe oder Aramidfasergewebe sein.
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Ein
weiteres akzeptierbares Verfahren besteht aus dem Auflegen einer
metallbeschichteten Harzschicht auf die Platte mit darauf ausgebildeten
Leiterschichten, der Durchführung
des Heißpressens,
wodurch die isolierende Harzzwischenschicht und der Metallfilm gebildet
werden, und dem Ätzen
des Metallfilms, wodurch die Öffnungen
und die Registermarken gebildet werden.
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Die
oben erwähnte
Harzschicht kann aus hitzehärtbarem
Harz, thermoplastischem Harz oder einem Verbundstoff aus hitzehärtbarem
Harz und thermoplastischem Harz bestehen.
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Das
hitzehärtbare
Harz enthält
z. B. eine oder mehrere der folgenden Substanzen: Epoxidharz, Polyimidharz,
Phenolharz, Bismaleimid-Triazin-Harz (BT). Das thermoplastische
Harz enthält
z. B. eine oder mehrere der folgenden Substanzen: Polyethersulfon
(PES), Polyetherimid (PEI), Polyphenylenether (PPE), Polyphenylensulfid
(PPS) und Fluorkunststoffe. Das thermoplastische Harz sollte in
Form einer ungehärteten
Harzschicht verwendet werden.
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Das
Heißpressen
kann bei 100–150°C und 5–50 kg/cm2 für
hitzehärtbare
Harze und bei 100–350°C und 5–100 kg/cm2 für
thermoplastische Harze durchgeführt
werden.
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Die
Harzschicht sollte idealerweise 5–100 μm dick sein. Eine zu große Dicke
macht Schwierigkeiten beim Bohren der Löcher mit einem Laserstrahl.
Zu dünne
Schichten bieten keine zufriedenstellende Zwischenschichtisolierung.
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Der
Metallfilm kann aus einem oder mehreren der folgenden Metalle bestehen:
Kupfer, Nickel, Aluminium und Edelmetall (wie z. B. Gold, Silber,
Palladium und Platin). Kupferfolie ist wegen ihres niedrigen Preises und
der guten Beständigkeit
gegen Laserstrahlen besonders wünschenswert.
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Der
Metallfilm sollte idealerweise 1–20 μm dick sein. Eine zu große Dicke
liefert keine Feinstrukturen, und zu dünne Filme werden leicht durch
Laserstrahlen beschädigt.
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Der
Metallfilm als konforme Maske wird durch physikalische oder chemische
Aufdampfung gebildet. Durch diese Maske hindurch werden Öffnungen
für Kontaktlöcher unter
Anwendung eines Lasers gebildet. Auf diesem Metallfilm wird durch
stromlose Abscheidung eine Schicht gebildet. Auf dieser Schicht
wird durch galvanische Abscheidung eine weitere Schicht gebil det. Übrigens
sollte auf die stromlos abgeschiedene Schicht vor der galvanischen
Abscheidung ein Galvanisierresist aufgebracht werden. Die stromlos
abgeschiedene Schicht unter dem Galvanisierresist wird durch Ätzen entfernt,
wenn die Leiterschaltkreise und Kontaktlöcher ausgebildet werden. Der
Galvanisierresist schützt
die galvanisch abgeschiedene Schicht, die zur Ausbildung von Leiterschaltkreisen
und Kontaktlöchern
verwendet wird, vor Beschädigung
durch das Ätzverfahren,
da der Metallfilm und die stromlos abgeschiedene Schicht dünn genug
für eine
leichte Entfernung sind. Auf diese Weise können eine Verdrahtung mit einem
feinen Rasterabstand und Kontaktlöcher mit äußerst kleinem Durchmesser erzeugt
werden. Geeignete Ätzlösungen sind
unter anderem eine wäßrige Lösung von
Schwefelsäure und
Wasserstoffperoxid, eine wäßrige Ammoniumpersulfatlösung und
eine wäßrige Eisenchloridlösung.
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Die
physikalische oder chemische Aufdampfung kann durch Sputtern oder
Vakuumbedampfung durchgeführt
werden.
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Der
abgeschiedene Metallfilm und die stromlos abgeschiedene Schicht,
die ihn bedeckt, sollten vorzugsweise dünner als 2 μm sein. Ein solcher Dünnfilm läßt sich
durch Ätzen
leicht entfernen, wenn Leiterschaltkreise und Kontaktlöcher durch
Entfernen unnötiger
Teile des Metallfilms und der stromlos abgeschiedenen Schicht ausgebildet
werden. Daher wird die galvanisch abgeschiedene Schicht, die zur
Bildung von Leiterschaltkreisen und Kontaktlöchern verwendet wird, durch
den Ätzprozeß nicht
beschädigt.
Auf diese Weise können
eine Verdrahtung mit feinem Rasterabstand und Kontaktlöcher mit äußerst kleinem
Durchmesser erzeugt werden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird der Metallfilm gleichzeitig mit
der isolierenden Harzzwischenschicht ausgebildet. Dies wird erreicht,
indem ein Prepreg auflaminiert und dann ein Heißpressen ausgeführt wird,
um das Harz auszuhärten.
(Das Prepreg ist ein Glasfasergewebe oder Aramidfasergewebe, das
mit Harz im B-Zustand imprägniert
wird. Es kann durch eine Harzschicht im B-Zustand ersetzt werden.)
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In
diesem Fall werden die in 4(D) und 5(E) dargestellten Schritte durch die
in 9(D') und 9(E') dargestellten
Schritte ersetzt.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 zeigt
eine Schemazeichnung, welche die Vorrichtung zur Herstellung einer
mehrschichtigen gedruckten Leiterplatte darstellt.
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2 zeigt
ein Blockschaltbild, welches das Steuerungssystem für die in 1 dargestellte
Produktionseinheit darstellt.
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3 zeigt
ein Ablaufdiagramm, das die Verarbeitung durch das in 2 gezeigte
Steuerungssystem darstellt.
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Die 4(A) bis 4(D) zeigen
Schemazeichnungen, die das Verfahren zur Herstellung einer gedruckten
Leiterplatte darstellen.
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Die 5(E) bis 5(H) zeigen
Schemazeichnungen, die das Verfahren zur Herstellung einer gedruckten
Leiterplatte darstellen.
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Die 6(I) bis 6(L) zeigen
Schemazeichnungen, die das Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Leiterplatte
darstellen.
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Die 7(M) bis 7(P) zeigen
Schemazeichnungen, die das Verfahren zur Herstellung einer gedruckten
Leiterplatte darstellen.
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8(A) zeigt eine Draufsicht, welche die
Leiterplatte mit einer darauf angebrachten ringförmigen Registermarke darstellt. 8(B) zeigt eine Draufsicht, welche die
Leiterplatte mit einer darauf angebrachten quadratischen Registermarke
darstellt.
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Die 9(D') und 9(D') zeigen
Schemazeichnungen, die das Verfahren zur Herstellung einer gedruckten
Leiterplatte darstellen.
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Die 10(A) bis 10(E) zeigen
Schemazeichnungen, die das Verfahren zur Herstellung einer gedruckten
Leiterplatte nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung darstellen.
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Die 11(A) bis 11(E) zeigen
Schemazeichnungen, die das Verfahren zur Herstellung einer gedruckten
Leiterplat te nach der ersten Ausführungsform (mit Modifikation)
der vorliegenden Erfindung darstellen.
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Die 12(F) bis 12(H) zeigen
Schemazeichnungen, die das Verfahren zur Herstellung einer gedruckten
Leiterplatte nach der ersten Ausführungsform (mit einer weiteren
Modifikation) der vorliegenden Erfindung darstellen.
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Beste Ausführungsart
der Erfindung
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Die
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet eine in 1 dargestellte
Vorrichtung zur Herstellung einer mehrschichtigen gedruckten Leiterplatte.
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In
dieser Ausführungsform
erzeugt ein CO2-Laserstrahler 60 einen
Laserstrahl. Der Laserstrahl wird durch einen Spiegel 66 reflektiert
und durch eine Transfermaske 62 zu einem Galvanokopf 70 zur
scharfen Fokussierung auf die Leiterplatte durchgelassen.
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Der
Galvanokopf (Abtastkopf) 70 besteht aus einer Gruppe von
Galvanospiegeln, zu denen ein Galvanospiegel 74X zum Abtasten
des Laserstrahls in X-Richtung und ein Galvanospiegel 74Y zum
Abtasten des Strahls in Y-Richtung gehören. Diese Spiegel 74X, 74Y werden
durch Stellmotoren 72X, 72Y angetrieben. Die Motoren 72X, 72Y stellen
die Winkel der Spiegel 74X, 74Y in Abhängigkeit
von dem Steuerbefehl vom Computer (der weiter unten erläutert wird)
ein und übertragen
außerdem
das Erfassungssignal vom eingebauten Codierer zur Computerseite.
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Die
Abtastfläche
des Galvanospiegels beträgt
30 × 30
mm. Außerdem
beträgt
die Positionierungsgeschwindigkeit des Galvanospiegels 400 Punkte/s
innerhalb der Abtastfläche.
Der Laserstrahl wird in X- bzw. Y-Richtung durch die Galvanospiegel 74X bzw. 74Y abgetastet,
passiert die f-θ-Linsen 76 und
trifft auf die Öffnung 30a der
Metallschicht eines Substrats 20 (wird weiter unten erläutert) zur
Ausbildung eines Kontaktlochs (einer Öffnung).
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Das
Substrat 20 wird auf den X-Y-Koordinatentisch 80 aufgelegt,
der sich in X-Y-Richtung bewegt. Wie oben erläutert, ist die Anzahl der Schrittbereiche
des X-Y-Tischs 80 gleich 289 (17 × 17), da die Abtastfläche des
Galvanospiegels pro Galvanokopf 70 gleich 30 mm × 30 mm
ist und das Substrat 20 von 500 mm × 500 mm verwendet wird. Das
heißt,
die Verarbeitung des Substrats 20 kann abgeschlossen werden,
indem die Bewegung von 30 mm in X-Richtung 17 mal bzw.
die Bewegung in Y-Richtung 17 mal wiederholt wird.
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Die
oben erläuterte
Herstellungsvorrichtung ist außerdem
mit einer CCD-Kamera 82 ausgestattet; daher werden die
Positionen der Positioniermarken 30b, die auf jeder der
vier Ecken eines Substrats 20 angebracht sind, gemessen,
um nach dem Fehlerausgleich die Bearbeitung zu beginnen.
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Nachstehend
wird unter Bezugnahme auf 2 die Steuereinrichtung
dieser Herstellungsvorrichtung erläutert.
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Die
Steuereinrichtung weist einen Computer 50 auf, der Lochkoordinatendaten
(Verarbeitungsdaten) der mehrschichtigen gedruckten Leiterplatte,
die vom Eingabeabschnitt 54 gewonnen werden, und die durch die
CCD-Kamera 82 gemessene Position der Positioniermarke 30b empfängt, um
die im Speicherabschnitt 52 zu speichernden Bearbeitungsdaten
zu erzeugen. Der eigentliche Bohrvorgang kann durchgeführt werden,
indem der X-Y-Tisch 80, der Laser 60 und der Galvanokopf 70 auf
der Basis der Bearbeitungsdaten angesteuert werden.
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Hier
wird der durch den Computer 50 ausgeführte Prozeß zur Erzeugung der Bearbeitungsdaten
anhand von 3 näher erläutert.
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Zunächst steuert
der Computer 50 den X-Y-Tisch 80 an, um die CCD-Kamera 82 auf
die Positioniermarke 30b auszurichten (erster Prozeß). Fehler,
wie z. B. eine Abweichung in X-Richtung,
eine Abweichung in Y-Richtung, der Kompressionsbetrag des Substrats
und der Drehungsbetrag, werden durch Berechnung der Positionen der
vier Positioniermarken 30b mit der CCD-Kamera 82 gemessen
(zweiter Prozeß).
Hierbei werden Fehlerdaten zur Korrektur etwaiger Meßfehler
erzeugt (dritter Prozeß).
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Anschließend korrigiert
der Computer 50 die Lochkoordinatendaten, die aus den Koordinaten
der entsprechenden Löcher
bestehen, mit den im dritten Prozeß erzeugten Fehlerdaten, um
die tatsächlichen
Verarbeitungsdaten zu erzeugen, die aus den Koordinaten der tatsächlich gebohrten
Löcher
bestehen (vierter Prozeß).
Auf der Basis der tatsächlichen
Bearbeitungsdaten werden die Galvanokopfdaten zur Ansteuerung des Galvanokopfs 70 erzeugt
(fünfter
Prozeß),
die Tischdaten zur Ansteuerung des X-Y-Tischs werden erzeugt (sechster
Prozeß),
und außerdem
werden die Laserdaten für
die zeitliche Steuerung der Laserschwingung 60 erzeugt
(siebter Prozeß).
Diese Daten werden vorübergehend
im Speicherabschnitt 52 gespeichert, wie oben erläutert, und
der eigentliche Bohrvorgang wird durch Ansteuerung des X-Y-Tischs 80,
des Lasers 60 und des Galvanokopfs 70 in Abhängigkeit
von diesen Daten durchgeführt.
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Gedruckte
Leiterplatten werden gemäß den Schritten
hergestellt, die nachstehend unter Bezugnahme auf die 4 bis 7 nacheinander
erläutert
werden.
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(1)
Das Basismaterial ist ein kupferbeschichtetes Laminat 20a.
Siehe dazu 4(A). Es ist eine 1 mm dicke
Platte 20 aus Epoxid-Glasfaser-Laminat oder BT-Harz (Bismaleimid-Triazin), deren beide
Seiten mit einer 18 μm
dicken Kupferfolie 22 beschichtet sind. Die Kupferfolie
wird unter Anwendung des Standardverfahrens durch Ätzen strukturiert,
um eine Kupferstruktur 22a und eine Registermarke 22b auf
jeder Seite der Leiterplatte auszubilden. Tatsächlich sind vier Registermarken
vorhanden. Siehe dazu 4(B).
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(2)
Nach dem Waschen mit Wasser und dem Trocknen wird die Platte 20 mit
Säure entfettet
und weich geätzt.
Sie wird dann mit einer Katalysatorlösung behandelt, die aus Palladiumchlorid
und organischer Säure besteht.
Die Pd-aktivierte Platte 20 erfährt eine stromlose Abscheidung,
so daß die
Kupferstruktur 22A mit einer 2,5 μm dicken Schicht aus Ni-P-Cu-Legierung bedeckt
wird, die eine rauhe Oberfläche 32 aufweist.
Siehe dazu 4(C).
Vorher wird
die Platte gespült
und 1 Stunde bei 50°C
in ein stromloses Abscheidungsbad getaucht, das eine Zinn-Bortrifluorid-Thioharnstoff-Lösung enthält, so daß die rauhe
Oberfläche 23 mit
einer 0,3 μm
dicken zinnsubstituierten Plattierungsschicht (nicht dargestellt)
bedeckt wird.
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(3)
Die Platte 20 wird zwischen zwei 20 μm dicken Fluorkunststoffschichten
("Teflon" von DuPont) unter
einem Druck von 20 kg/cm2 bei 300°C 30 Minuten
heißgepreßt, um die
isolie renden Harzzwischenschichten 26 zu bilden. Siehe
dazu 4(D).
Die Fluorkunststoffschicht
kann durch irgendeinen bekannten Klebstoff für stromlose Abscheidung oder
durch irgendein bekanntes Harz ersetzt werden, wie z. B. Polyphenylensulfid
(PPS), Polyetheretherketon (PEEK), Polyester, Epoxidharz, Bismaleimid-Triazin
(BT) usw. Im Falle des ersteren wird natürlich ein Metallfilm als konforme
Maske (weiter unten erwähnt)
durch stromlose Abscheidung ausgebildet.
Die isolierende Harzschicht 26 wird
einem Gleichstromsputtern mit einem Cu-Target in Argon ausgesetzt,
so daß darauf
eine 0,5 μm
dicke Cu-Schicht (Metallfilm) 30 ausgebildet wird. Siehe
dazu 5(E). Cu kann durch Aluminium,
Chrom oder Eisen ersetzt werden.
Außerdem kann das Sputtern durch
physikalische Aufdampfung mittels Vakuumaufaufdampfen oder durch chemische
Aufdampfung ersetzt werden. Falls die isolierende Harzzwischenschicht 26 aus
einem Klebstoff für stromlose
Abscheidung besteht, wird der Metallfilm durch stromlose Abscheidung
gebildet.
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(4)
Die Cu-Schicht 30 wird mit einem handelsüblichen
lichtempfindlichen Trockenfilm 34 bedeckt, die anschließend durch
eine darauf aufgelegte Maske 31 mit einem schwarzen Fleck 31a (für ein Kontaktloch)
und einem schwarzen Fleck 31b (für eine Registermarke) belichtet
wird (100 mJ/cm2). Siehe dazu 5(F). Die Ausrichtung der Maske 31 auf
die Leiterplatte 20 wird durch Ausrichten der Marke 31b auf
der Maske 31 mit der Registermarke 22B auf der
Platte 20 mit Hilfe einer Röntgenkamera (nicht dargestellt)
erreicht. Eine andere Möglichkeit
der Ausrichtung ist die Verwendung einer CCD-Kamera, in der die
Registermarke 22B sichtbar gemacht wird, indem unmittelbar
darüber
eine Öffnung
in der Cu-Schicht 30 angebracht wird. In diesem Fall funktioniert
die Registermarke 22B auch als die in den 11 und 12 dargestellte
Registermarke 22B, die benutzt wird, um die Position der
Leiterplatte zu bestimmen und daher die Position für die Laserbestrahlung
zu berechnen, wie weiter unten erwähnt wird.
Nach der Belichtung
wird ein lichtempfindlicher Trockenfilm mit einer 0,8%-igen Natriumcarbonatlösung entwickelt. Auf
diese Weise erhält
man ein 15 μm
dickes Ätzresist 32,
das eine Öffnung 32a für ein Kontaktloch
und eine Öffnung 32b für eine Registermarke
aufweist. Siehe dazu 5(G).
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(5)
Das Ätzen
mit einer wäßrigen Lösung von
Schwefelsäure
und Wasserstoffperoxid wird durch das Ätzresist 32 hindurch
ausgeführt,
so daß die
Cu-Schicht 30 an der Öffnung 32a für das Kontaktloch
und der Öffnung 32b für die Registermarke
teilweise entfernt wird. Auf diese Weise werden eine Öffnung 30a (Durchmesser
20 μm) und
Registermarken 30b und 30b' ausgebildet. Siehe dazu 5(H). Das Ätzresist 32 wird mit einer
wäßrigen Natriumhydroxidlösung entfernt.
Siehe 6(I). Die auf diese Weise erhaltene
Leiterplatte 20, die Öffnungen 30a und
Registermarken 30b aufweist, ist in 8(A) dargestellt.
In 6(I) sind zwei Registermarken 30b und 30b' auf jeder der
beiden Seiten dargestellt; tatsächlich
sind jedoch die Registermarken 30b und 30b' auf den vier
Ecken der Platte 20 angeordnet, wie in 1 dargestellt.
Die hier dargestellten Registermarken 30b sind ringförmig, können aber
auch quadratisch sein, wie in 8(B) dargestellt.
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(6)
Die Platte 20 wird auf einen X-Y-Tisch 80 aufgelegt,
wie in 1 dargestellt. Die Position der Platte 20 wird
bestimmt und mit Hilfe der darauf angebrachten Registermarken 30b korrigiert,
die durch die CCD-Kamera 82 erfaßt werden. Die Platte wird
Laserimpulsen (50 μs)
von dem Laserstrahler 60 ausgesetzt (400 W Ausgangsleistung
und 10,6 μm
Wellenlänge).
Dieser Teil des Harzes 26, der durch die Öffnungen 30a in
der Cu-Schicht 30 diesen Laserimpulsen ausgesetzt wird,
wird entfernt. Als Ergebnis entsteht eine Öffnung 26a (Durchmesser
20 μm) für ein Kontaktloch,
durch welche die Kupferstruktur 22A teilweise freigelegt
wird. Siehe dazu 6(J1). Mit anderen
Worten, die Cu-Schicht (0,5 μm
dick) wird bei der Ausbildung der Öffnung 26a für ein Kontaktloch
durch einen Laserstrahl als konforme Maske verwendet. Der CO2-Laserstrahl wird nacheinander auf die Öffnungen 30A gerichtet.
Die Platte 20 wird umgedreht. Die Position der Platte 20 wird
bestimmt und mit Hilfe der darauf angebrachten Registermarken 30b' korrigiert,
die durch die CCD-Kamera 82 erfaßt werden. Die Platte wird
Laserimpulsen ausgesetzt, und dieser Teil des Harzes 26, der
durch die Öffnung 30a in
der Cu-Schicht 30 diesen Laserimpulsen ausgesetzt wird,
wird entfernt. Als Ergebnis wird eine Öffnung 26a (20 μm Durchmesser)
für das
Kontaktloch ausgebildet. Siehe dazu 6(J2).
Übrigens
sollte der Strahl idealerweise einen größeren Durchmesser als das 1,3-fache
des Öffnungsdurchmessers
(20 μm)
aufweisen, um sicherzustellen, daß der Laserstrahl ein Kontaktloch
durch die Öffnung 26a auch
in dem Fall bohrt, wo die Position des Laserstrahls ein wenig versetzt
ist. Daraus folgt, daß die
Positionsgenauigkeit des Kontaktlochs (oder die Positionsgenauigkeit
der Öffnung 26a für das Kontaktloch
bezüglich der
Registermarke 30b) von der Positionsgenauigkeit der Öffnung 30a für das Kontaktloch
bezüglich
der Registermarke 30b abhängig ist, die auf der Cu-Schicht 30 als
der konformen Maske ausgebildet ist. Dadurch wird die Ausbildung
des Kontaktlochs in einer geeigneten Position auch im Fall einer
niedrigen Genauigkeit bei der Laserstrahlpositionierung ermöglicht.
5000
Löcher
werden statistisch verteilt mit einem Laserstrahl auf dem Substrat
(500 × 500
mm) gebohrt. Hierbei beträgt,
wie oben erläutert,
die Abtastfläche
des Galvanospiegels 30 × 30
mm, und die Positionierungsgeschwindigkeit beträgt im Abtastbereich 400 Punkte/s.
Andererseits ist die Anzahl der Schrittbereiche des X-Y-Tischs gleich
289 (17 × 17).
Das heißt,
der Laserprozeß wird
abgeschlossen, indem die Bewegung von 30 mm in X-Richtung 17 mal
ausgeführt
wird und die Bewegung von 30 mm in Y-Richtung 17 mal ausgeführt wird. Die
Bewegungsgeschwindigkeit des X-Y-Tischs 80 beträgt 15000
mm/min. Dabei beträgt
die Verarbeitungszeit der vier Positioniermarken 30b durch
die CCD-Kamera 82 9 Sekunden einschließlich der Bewegungszeit des Tisches 80.
Bei der Verarbeitung des Substrats 20 durch eine solche
Fertigungsvorrichtung beträgt
die Fertigungszeit 269,5 Sekunden.
-
(7)
Die Leiterplatte 20 mit der darin ausgebildeten Öffnung 26a wird
zum Entfernen von Harzverschmierungen (Desmearing) im Bohrloch eine
Minute in Chromsäure
getaucht. Dann wird die Platte 20 in eine Neutralisierungslösung (von
Shiplay Corp.) getaucht und gespült.
Statt des Eintauchens in Chrom säure
können
Rückstände auch
durch Eintauchen in Kaliumpermanganatlösung oder durch Behandlung
mit O2-Plasma, CF4-Plasma
oder Gasplasma aus O2-CF4-Gemisch
aus der Öffnung 26a entfernt
werden.
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(8)
Die Platte
20 wird mit einem Palladium-Katalysator (von
Atotech Corp.) behandelt und dann in eine stromlose Kupferabscheidungslösung mit
der folgenden Zusammensetzung getaucht, um eine 0,5 μm dicke Kupferschicht
40 auf
der Kupferschicht
30 und innerhalb der Öffnung
26a für das Kontaktloch
zu bilden. Siehe dazu
6(K). Zusammensetzung
der stromlosen Abscheidungslösung
| EDTA | 150
g/l |
| Kupfersulfat | 20
g/l |
| HCHO | 30
ml/l |
| NaOH | 40
g/l |
| α,α'-Bipyridyl | 80
ml/l |
| PED | 0,1
g/l |
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(9)
Die Cu-Schicht 40 (ausgebildet durch stromlose Abscheidung)
wird mit einem handelsüblichen lichtempfindlichen
Trockenfilm 34 bedeckt, der anschließend durch eine darauf aufgelegte
Maske 36, die schwarze Flecken 36a in vorgeschriebenen
Positionen aufweist, belichtet wird (100 mJ/cm2).
Siehe dazu 6(L). Anschließend an
die Belichtung wird mit einer 0,8%-igen Natriumcarbonatlösung entwickelt,
die den unbelichteten Abschnitt entfernt. Auf diese Weise erhält man ein
15 μm dickes Ätzresist 38.
Siehe dazu 7(M).
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(10)
Die galvanische Kupferabscheidung wird unter den folgenden Bedingungen
ausgeführt,
um eine 15 μm
dicke Kupferschicht
44 zu bilden. Siehe dazu
7(N). Galvanische
Abscheidungslösung
| Schwefelsäure | 180
g/l |
| Kupfersulfat | 80
g/l |
| Zusatzstoff | 1
ml/l |
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(11)
Das Resist 38 wird durch Behandlung mit 5%-iger KOH-Lösung entfernt.
Siehe dazu 7(O). Das Ätzen mit
einem Gemisch aus Schwefelsäure
und Wasserstoffperoxid wird durchgeführt, um die Cu-Schicht 30 und
die abgeschiedene Kupferschicht 40, die sich unter dem
Resist 38 befinden, aufzulösen und zu entfernen. Auf diese
Weise werden ein Leiterschaltkreis 46 und ein Kontaktloch 48 (beide
16 μm dick) ausgebildet,
die jeweils aus einer Cu-Schicht 30, einer stromlos abgeschiedenen
Kupferschicht 40 und einer galvanisch abgeschiedenen Kupferschicht 44 bestehen.
Siehe dazu 7(P). Die Platte wird dann
3 Minuten bei 70°C
in Chromsäurelösung getaucht
(800 g/l), bis die isolierende Harzzwischenschicht 26 zwischen
den Leiterschaltkreisen auf eine Tiefe von 1 μm geätzt ist und ihre Oberfläche von
dem rückständigen Palladiumkatalysator
gereinigt ist. Diese Behandlung ist notwendig, um die Isolierung
zwischen den Leiterschaltkreisen sicherzustellen. (Der Einfachheit
halber ist nur ein Leiterschaltkreis 46 in der Figur dargestellt,
obwohl eine reale gedruckte Leiterplatte eine Anzahl von Leiterschaltkreisen
aufweist.) Auf diese Weise kann ein feinstrukturierter Leiterschaltkreis 46 von
etwa 20 μm
Breite ausgebildet werden. Durch Wiederholen der oben erwähnten Schritte
und Aufbau der Verdrahtungsschicht kann eine mehrschichtige gedruckte
Leiterplatte fertiggestellt werden.
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In
diesem Beispiel wird die Cu-Schicht 30 als konforme Maske
durch Sputtern auf der isolierenden Harzzwischenschicht 26 ausgebildet.
Dies bedeutet, daß die
konforme Maske 30 dünn
und mit gutem Haftvermögen
auf der isolierenden Harzzwischenschicht 26 hergestellt
werden kann. Der Vorteil einer derartigen dünnen konformen Maske 30,
daß sie
nach der Ausbildung des Leiterschaltkreises 46 und des
Kontaktlochs 48 leicht durch Ätzen entfernt werden kann;
daher besteht keine Möglichkeit,
daß die
galvanisch abgeschiedene Kupferschicht 44, die den Leiterschaltkreis 46 und
das Kontaktloch 48 bildet, durch das Ätzen stark beschädigt wird.
Daraus ergeben sich eine Verdrahtung mit einem feinen Rasterabstand
und Kontaktlöcher
mit äußerst kleinem
Durchmesser.
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Übrigens
sollten die durch Sputtern gebildete Cu-Schicht 30 und der durch stromlose
Abscheidung gebildete Film 40 idealerweise dünner als
2,0 μm sein,
so daß sie
sich leicht ätzen
lassen, wenn ihre unnötigen Teile
entfernt werden.
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Das
oben erwähnte
Beispiel kann modifiziert werden, indem der Galvanokopf für die Abtastung
durch einen Polygonspiegel und der CO2-Laser
durch einen anderen Laser ersetzt wird. Statt einen Laserstrahl
in der oben erwähnten
Ausführungsform
nacheinander auf die Öffnung 30a der
Cu-Schicht 30 zu richten, kann außerdem die gesamte Oberfläche der
Platte mit einem Laserstrahl abgetastet werden, so daß das Harz 26 unter
der Öffnung 30a entfernt
wird.
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Statt
die isolierende Harzzwischenschicht und den Metallfilm in der oben
erwähnten
Ausführungsform nacheinander
auszubilden, können
sie auch gleichzeitig ausgebildet werden. In diesem Fall werden
die in den 4(D) und 5(E) dargestellten
Schritte durch die in den 9(D') und 9(E') dargestellten
Schritte ersetzt. In dem in 9(D') dargestellten
Schritt wird die Platte 120 mit einem Prepreg 126 und
einer Metallfolie 130 laminiert. Bei dem in 9(E') dargestellten
Verfahren werden diese Schichten durch Aushärten mittels Heißpressen
miteinander verklebt. (Das Prepreg ist ein Glasfasergewebe oder
Aramidfasergewebe, das mit einem Harz im B-Zustand imprägniert wird.
Es kann durch eine Harzschicht im B-Zustand ersetzt werden.)
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In
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden die isolierende Harzzwischenschicht
und der Metallfilm gleichzeitig ausgebildet, wie nachstehend unter
Bezugnahme auf 10 erläutert wird.
- (1)
Eine 9 μm
dicke Kupferfolie 230 wird auf einer Seite mit einem Epoxidharz
vom Cresolnovolak-Typ beschichtet. Durch dreistündiges Erhitzen auf 60°C wird das
Harz in ein Harz 226 im B-Zustand umgewandelt. Auf diese
Weise erhält
man eine Harzschicht 250. Siehe dazu 10(A).
- (2) Auf beiden Seiten der Platte 20 werden eine Innenschicht-Kupferstruktur 22A und
eine Registermarke 22B auf die gleiche Weise wie im Schritt
(1) des Beispiels ausgebildet, das weiter oben unter Bezugnahme auf 4(B) erläutert wurde. Siehe dazu 10(B).
- (3) Auf der Oberfläche
der Innenschicht-Kupferstruktur 22A entsteht auf die gleiche
Weise wie im Schritt (2) des ersten Beispiels, das weiter oben unter
Bezugnahme auf 4(C) erläutert wurde,
eine 2,5 μm
dicke Schicht aus Ni-P-Cu-Legierung
mit rauher Oberfläche.
Siehe dazu 10(B). Auf dieser rauhen
Oberfläche
wird eine 0,3 μm
dicke zinnsubstituierte Abscheidungsschicht erzeugt (nicht dargestellt).
- (4) Die Platte 20 wird als Schicht zwischen 2 Stücke der
Harzschicht 250 eingefügt,
die im Schritt (1) hergestellt wurde. Siehe dazu 10(D).
Das entstandene Laminat wird eine Stunde bei 120°C und drei Stunden bei 150°C unter einem
Druck von 10 kg/cm2 heißgepreßt. Auf diese Weise werden
die isolierende Harzzwischenschicht 26 und der Metallfilm 230 ausgebildet.
Siehe dazu 10(E).
- (5) Eine mehrschichtige gedruckte Leiterplatte wird auf die
gleiche Weise wie in den Schritten (4) bis (11) hergestellt, die
weiter oben unter Bezugnahme auf 5(E) bis 7(P) erläutert wurden.
-
Nachstehend
wird unter Bezugnahme auf die 11 und 12 ein
weiteres Beispiel einer modifizierten Ausführungsform erläutert.
-
Es
ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Registermarke 30b kreisförmig statt ringförmig (wie
in der vorhergehenden Ausführungsform)
ist und die Marke 230B gleichfalls kreisförmig ist.
-
Die
Platte 20 ist mit einer Unterschichtmarke 220B und
einem Leiterschaltkreis 22A versehen, wie in 11(B) dargestellt. Die Unterschichtmarke 220B und
der Leiterschaltkreis 22A weisen aufgerauhte Oberflächen auf,
wie in 11(C) dargestellt. Die in 11(A) dargestellte kupferbeschichtete
Harzschicht 250 wird laminiert, wie in 11(D) dargestellt.
Das Laminat wird heißgepreßt, um die
isolierende Harzzwischenschicht 226 und den Metallfilm 230 zu
bilden, wie in 11(E) dargestellt.
Die Kupferfolie 30 wird geätzt, um eine Öffnung 30b für die Registermarke
und eine Öffnung 30a für das Kontaktloch
auszubilden, wie in 12(F) dargestellt.
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Die
Unterschichtmarke 220B unter der Registermarke 30b wird
durch die Harzschicht 226 hindurch durch die CCD-Kamera 82 betrachtet,
um die Position der Platte 20 zu bestimmen und zu korrigieren,
wie in 12(G) dargestellt. Ein Laserstrahl
wird auf die Öffnung 30a in
der Cu-Schicht 30 gerichtet, um den Teil der Harzschicht 226 zu
entfernen, der dadurch belichtet wird. Dieser Prozeß erzeugt
eine Öffnung 26a (20 μm Durchmesser)
für das
Kontaktloch, wie in 12(H) dargestellt.
Die mit dem Harz 26 bedeckte Unterschichtmarke 220B oxidiert
nicht, wobei sich ihr Reflexionsvermögen vermindern würde, und
löst sich
auch nicht ab (und stellt daher kein Problem bei der Erkennung der
Silhouette dar). In dieser Ausführung
kann daher die Position der Platte 20 bezüglich der
Unterschichtmarke 220B bestimmt und korrigiert werden,
und die Richtung des Laserstrahls bezüglich der Registermarke 30b kann
gesteuert werden.
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Die
Unterschichtmarke 220B ist ein Zeiger für die Position der Innenschichtkontaktstelle,
mit der das Kontaktloch verbunden wird, und die Registermarke 30b ist
ein Zeiger für
die Position des Kontaktlochs. Wenn daher die Unterschichtmarke 220B und
die Registermarke 30b zu stark gegeneinander versetzt sind,
folgt daraus, daß das
Kontaktloch nicht mit der Innenschichtkontaktstelle verbunden wird.
Durch Messen des Betrags der relativen Versetzung wird es möglich, Mängel während des
Fertigungsprozesses zu erkennen.
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Nutzung in der Industrie
-
Wie
oben erläutert,
sichert die vorliegende Erfindung die genaue Positionierung der Öffnung für ein Kontaktloch
auch im Fall einer niedrigen Laserzielgenauigkeit. Dies ist vorteilhaft
für die
Massenproduktion von mehrschichtigen gedruckten Leiterplatten, die
Hunderte bis Tausende von Löchern
erfordern, die durch Laserstrahlen zu bohren sind.
-
Außerdem ermöglicht die
vorliegende Erfindung einen schnelleren Betrieb des Laserabtastkopfs
mit niedriger Zielgenauigkeit der Laserposition, ohne die Genauigkeit
für die
Erfassung der Position der Öffnung für ein Kontaktloch
zu opfern. Das Ergebnis ist eine Steigerung der Anzahl von Öffnungen,
die pro Zeiteinheit ausgebildet werden können, und damit eine Produktivitätssteigerung.