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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der provisorischen US-Patentanmeldung
S. N. 60/111851, welche am 11. Dezember 1998 eingereicht wurde.
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(1) Erfindungsgebiet
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Diese
Erfindung betrifft Polymere, welche zur Herstellung von Laminaten
eines Typs verwendet werden können,
welche typischerweise in gedruckten Leiterplatten verwendet werden.
Insbesondere betrifft diese Erfindung verbesserte Polymerformulierungen,
welche mindestens einen durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoff
und mindestens einen Farbstoff, welcher unter Umgebungslicht sichtbar
ist, enthalten. Die Verwendung einer Kombination von Farbstoffen
verbessert die automatisierte optische Betrachtung (AOI) der gedruckten
Leiterplatten und anderen Laminaten auf Defekte, minimiert die Anzahl
von Fehlern oder falscher Identifizierung von Defekten durch AOI-Anlagen
und verbessert die Leistung der nachgelagerten Montageanlagen.
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(2) Beschreibung des Standes der Technik
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Automationsanlagen
werden häufig
in der Elektronikindustrie eingesetzt, um gefertigte Leiterplatten
zu betrachten und/oder um elektrische Komponenten und elektronische
Bausteine auf Laminaten zu befestigen, um gefertigte Leiterplatten
zu bilden. Die automatisierten Betrachtungs- und Herstellungsanlagen
schließen
typischerweise eine Kamera oder eine andere optische Vorrichtung
ein, um das Laminat oder die gedruckte Leiterplatte auf eine solche
Weise zu sehen, dass es der Automationsmaschine erlaubt wird, Fehler
in dem Laminat oder in Teilschaltungen in einer hergestellten Platte
zu detektieren.
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Einige
automatisierte optische Betrachtungsanlagen arbeiten unter Verwendung
von Röntgenstrahlen, andere
arbeiten nach dem Prinzip der Reflexion von sichtbarem Licht und
einige arbeiten unter Verwendung von Fluoreszenzlicht. Als Ergebnis
werden Fluoreszenzfarbstoffe häufig
zu Harzen hinzugegeben, die in der Laminat- und Leiterplattenherstellung
verwendet werden, um die Verwendung von Maschinen zu erleichtern, die
mit Fluoreszenz arbeiten. Zusätzlich
werden Harze, die unter Umgebungslicht sichtbare Farbstoffe und
insbesondere sichtbare schwarze Farbstoffe enthalten, verwendet,
um Träger
und Gehäuse
für integrierte
Schaltungen und andere elektronische Mikrobausteine herzustellen.
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US-Patent 4,965,208 beschreibt
eine Zusammensetzung, welche ein wärmehärtbares Harz, einen Fluoreszenzfarbstoff,
TiO
2 und ein Lösungsmittel umfasst.
WO 99/21937 beschreibt
eine Polymerzusammensetzung, welche einen Fluoreszenzfarbstoff umfasst.
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Trotz
der Verwendung von Fluoreszenztinten zur Ermöglichung der Betrachtung und
des Aufbaus von Laminat und Leiterplatte arbeiten die Automationsmaschinen,
welche zur Herstellung und Betrachtung von Leiterplatten verwendet
werden, die über
Reflexion von sichtbarem Licht arbeiten, bei Verwendung von Laminat und
Leiterplatten, welche Fluoreszenzfarbstoffe enthalten, nicht gut.
Tatsächlich
werden nicht weniger als 99% der gedruckten Leiterplatten, welche
durch Automationsmaschinen, die über
Reflexion arbeiten, als defekt identifiziert und müssen visuell
durch Menschen betrachtet werden. Aus diesem Grund besteht ein großer Bedarf
daran, die automatisierte Betrachtbarkeit von Leiterplatten-Laminatmaterialien
zu verbessern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Harzzusammensetzung
bereitzustellen, welche in der Herstellung von Gehäusen für elektronische
Bausteine, Laminaten, gedruckten Leiterplatten und dergleichen verwendbar
ist, welche einen oder mehrere Farbstoffe oder Tinten enthält, welche
die automatisierte Betrachtbarkeit von gedruckten Leiterplatten
verbessert.
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Es
ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, Leiterplatten bereitzustellen,
welche mindestens einen Farbstoff enthalten, welcher unter Umgebungslicht
sichtbar ist, enthaltend eine Schicht, welche die Betrachtbarkeit
der Leiterplatte verbessert.
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Es
ist noch eine andere Aufgabe dieser Erfindung, Leiterplatten bereitzustellen, welche
einen durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoff und einen zweiten
Farbstoff, welcher unter Umgebungslicht sichtbar ist, enthalten,
welche es der Leiterplatte erlauben, durch Anlagen betrachtet zu
werden, welche sichtbares Licht und/oder ultraviolettes Licht zur
Betrachtung der montierten Leiterplatten verwenden.
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Es
ist noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, gedruckte Leiterplatten
bereitzustellen, welche unter Verwendung von Farbstoff enthaltenden
Harzen hergestellt sind, welche dazu in der Lage sind, mit einem hohen
Grad von Genauigkeit unter Verwendung von fluoreszenzbasierenden
automatisierten optischen Betrachtungsanlagen und automatisierten
optischen Relexionslichtbetrachtungsanlagen betrachtet zu werden.
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Es
ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, gedruckte Leiterplatten
bereitzustellen, welche aus Farbstoff enthaltenden Laminatmaterialien
hergestellt sind, welche in hohem Maße dahingehend vielseitig sind, dass
sie unter Verwendung von auf Reflexionslicht beruhenden automatischen
optischen Betrachtungsanlagen, auf Fluoreszenzlicht basierenden
automatischen optischen Betrachtungsanlagen oder beiden Arten von automatischen
optischen Betrachtungsanlagen betrachtet und hergestellt werden
können.
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In
einer Ausführungsform
ist diese Erfindung eine Polymerzusammensetzung eines Materials,
welches zur Herstellung eines Laminates verwendbar ist, worin die
Zusammensetzung ein organisches Polymer, mindestens einen durch
Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoff und mindestens einen zweiten
Farbstoff, welcher unter Umgebungslicht sichtbar ist, einschließt, worin
die ausgewählten
Farbstoffe mit dem organischen Polymer kompatibel sind.
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Es
ist noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, einen Komposit bereitzustellen,
umfassend ein wärmehärtbares
Harzsystem, welches mindestens einen durch Fluoreszenzlicht aktivierten
Farbstoff einschließt
und mindestens einen zweiten Farbstoff, welcher unter Umgebungslicht
sichtbar ist.
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Noch
eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist eine gedruckte Leiterplatte,
welche mindestens eine Schicht einschließt, umfassend einen Komposit,
einschließlich
mindestens eines organischen Polymers, mindestens einer Farbstoff-
oder Tintenzusammensetzung, welche unter natürlichem Licht sichtbar ist,
und mindestens einer Farbstoff- oder Tintenzusammensetzung, welche
unter Fluoreszenzlicht sichtbar ist.
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Eine
weitere Aufgabe dieser Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für gedruckte
Leiterplatten, in welchem die gedruckte Leiterplatte in Folge durch
automatisierte optische Betrachtung unter Verwendung von zwei Arten
automatisierter optischer Betrachtungsanlagen betrachtet wird. Das
Verfahren schließt
das Vorsehen einer Vielzahl von Laminaten mit im Wesentlichen identischen
Zusammensetzungen ein, einschließlich eines Harzsystems, mindestens
eines durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoffs und mindestens
eines zweiten Farbstoffs, welcher bei Umgebungslicht sichtbar ist.
Eine erste Schaltung wird auf der einen Seite des metallplattierten
Laminates gebildet, und die erste Schaltung wird hinsichtlich Defekten
unter Verwendung von Umgebungslicht zur Unterscheidung zwischen
Laminat und der ersten Schaltung betrachtet. Eine zweite Schaltung
wird auf der zweiten Seite des metallplattierten Laminates gebildet,
und die zweite Schaltung wird hinsichtlich Defekten unter Verwendung
von Fluoreszenzlicht zur Unterscheidung zwischen dem Laminat und der
zweiten Schaltung betrachtet.
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Die
vorstehenden Aufgaben sind in den beigefügten Ansprüchen gekennzeichnet.
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BESCHREIBUNG DER DERZEITIGEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Die
Erfindung schließt
eine Polymerzusammensetzung ein, welche für die Herstellung von in der
Elektronikindustrie verwendeten Laminaten, Prepregs und anderen
Materialien und insbesondere für
die Herstellung von Laminaten verwendbar ist. Insbesondere schließt diese
Erfindung eine Zusammensetzung ein, welche ein Polymer, einen ersten
durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoff und einen zweiten Farbstoff,
welcher unter Umgebungslicht sichtbar ist, enthält, wie in den beigefügten Ansprüchen gekennzeichnet.
Die neue Zusammensetzung ist für
die Herstellung von Laminaten verwendbar, welche in Folge zur Herstellung
von gedruckten Leiterplatten verwendet werden, welche leicht mit
automatisierten Anlagen betrachtet und montiert werden können.
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Zum
Zwecke dieser Erfindung werden die Bezeichnungen ”Farbstoff” und ”Tinte” synonym
für Zusammensetzungen
verwendet, welche die Farb- und Lichtdurchlässigkeitseigenschaften von
aus der Polymerzusammensetzung hergestellten Produkten verändern, wenn
sie zu der Polymerzusammensetzung hinzugefügt werden. Die Bezeichnung ”durch Fluoreszenzlicht
aktivierter Farbstoff” wird
hierin zur Bezeichnung von Farbstoffen verwendet, welche aktiviert
werden und entweder sichtbar werden oder die Farben ändern, wenn
sie gegenüber
ultraviolettem Licht ausgesetzt werden. Die durch Fluoreszenzlicht
aktivierten Farbstoffe können bei
Umgebungslichtbedingungen unsichtbar sein oder eine Farbe zeigen,
oder unter Fluoreszenzlichtbedingungen eine zweite Farbe zeigen.
Die Bezeichnung ”Farbstoff,
welcher unter Umgebungslicht sichtbar ist” bezeichnet Farbstoffe, welche
durch Materialien, welche unter Verwendung der erfindungsgemäßen Polymere hergestellt
werden, eine Farbe verleihen und/oder die Durchlässigkeit von sichtbarem Umgebungslicht
vermindern. Die hierin verwendeten Farbstoffe, welche unter Umgebungslicht
sichtbar sind, können
auch durch Fluoreszenzlicht aktiviert werden. Die Farbstoffe, welche
in den Zusammensetzungen und Produkten dieser Erfindung verwendbar
sind, sind solche, die die Polymerverarbeitbarkeit, die Reaktivität oder die
Endprodukteigenschaften nicht beeinflussen, die farbfest sind, die
nicht wandern, wenn das Polymer bei der Herstellung von Festprodukten
verwendet wird, die in der Harz- oder der Lackzusammensetzung lange
genug stabil sind, um eine Haltbarkeit von einigen Wochen zu liefern,
und die nicht mit der Zeit verblassen. Eine Klasse von bevorzugten
Farbstoffen, welche in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendbar
sind, sind lösungsmittelbasierte
Farbstoffe. Lösungsmittelfarbstoffe
sind definiert als Farbstoffe, welche in organischen Lösungsmitteln
löslich
sind. Diese Farbstoffe beruhen auf einer breiten Vielzahl von Chemikalien,
welche sich über
Anthrachinone, Phthallocyanine, Diphenylmethan (für Blau)
und auf Azin basierte Farbstoffe für Schwarz erstrecken. Schwarzfarbstoffe
können
ebenfalls durch Mischen von anderen Farben erhalten werden, beispielsweise
Gelb, Rot, Violett (Pyrazin, Azo und Anthrachinone). Ein schwarzer
Farbstoff, welcher in dieser Anwendung besonders verwendbar ist,
ist ein auf Azo beruhender Lösungsfarbstoff
mit der folgenden Formel:
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Andere
Klassen von bevorzugten Farbstoffen schließen stickstoffhaltige Farbstoffe,
hocharomatische Farbstoffe und hocharomatische, stickstoffhaltige
Farbstoffe ein.
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Die
Farbstoffe sollten in den Zusammensetzungen und Produkten dieser
Erfindung in einer Menge anwesend sein, welche ausreichend ist,
die Fähigkeit
der automatisierten optischen Betrachtungsanlagen, welche die Laminatprodukte
verarbeiten, zu erhöhen,
um Fehler und Defekte in den Materialien zu erkennen und ebenso
um nichtpolymere Produktkomponenten, wie beispielsweise Schaltungsspuren,
in einer gedruckten Leiterplatte zu erkennen. Auf diese Weise sind
Farbstoffe oder Tinten in dieser Erfindung in den Polymerzusammensetzungen
dieser Erfindung in einer Menge anwesend, welche von ungefähr 0,01
bis ungefähr
10,0 Gew.-% und insbesondere von ungefähr 0,01 bis ungefähr 5,0 Gew.-%
reicht. Es ist bevorzugter, dass der durch Fluoreszenzlicht aktivierte
Farbstoff und der zweite Farbstoff, welcher unter Umgebungslicht
sichtbar ist, beide in den Polymerzusammensetzungen der Erfindung
in einer Menge anwesend sind, welche von ungefähr 0,01 bis ungefähr 2,0 Gew.-%
reicht.
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Die
Gesamtmenge an durch Fluoreszenzlicht aktiviertem Farbstoff in den
Zusammensetzungen dieser Erfindung wird teilweise auf der Grundlage
der Menge des zweiten Farbstoffes, welcher unter Umgebungslicht sichtbar
ist, welcher in den Zusammensetzungen verwendet wird, variieren.
Im Allgemeinen wird der zweite Farbstoff dazu tendieren, die Wirksamkeit
des durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoffs in der Zusammensetzung
zu maskieren. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, dass die Zusammensetzungen
dieser Erfindung einen durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoff
in einer Menge enthalten, welche ausreichend ist, jeden Maskierungseffekt
des zweiten, bei Umgebungslicht sichtbaren Farbstoffs zu überwinden,
um Laminate herzustellen, welche annehmbare Fluoreszenz zeigen.
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Die
in dieser Erfindung verwendbaren Polymerzusammensetzungen bestehen
aus beliebigen wärmehärtbaren
Harzen, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf begrenzt, Epoxy-,
Cyanatester-, Polyimid-, Bismaleimidtriazin-, Novolak- oder Urethanharzsystemen.
Andere in dieser Erfindung verwendbare Zusammensetzungen können auch
Mischungen von wärmehärtbaren
Harzen mit einem oder mehreren wärmehärtbaren Harzen,
wie beispielsweise, jedoch nicht darauf begrenzt, Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymeren,
Polyphenylenoxiden, Polyamiden, wärmehärtbaren Urethanen, Nitrilkautschuken,
Butadienkautschuken und Silikon einschließen. Wenn das Polymer mit einem
oder mehreren Harzen kombiniert wird, dann kann es durch Aushärten in
Festmaterialien gebildet werden, oder diese können mit Trägermaterialien kombiniert oder
an Trägermaterialien
imprägniert
werden, wie beispielsweise gewebte oder nichtgewebte Tücher oder
Fasern, wie beispielsweise Glasfaser, E-Glas, Quarz, Papier, Aramid,
PTFE, CCP oder ähnliche
Verstärkungsmaterialien.
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Die
Farbstoffe werden vorzugsweise in ein ”Harzsystem” eingebaut. Das Harzsystem
wird typischerweise aus mindestens einem Polymer und anderen Materialien
bestehen, welche benötigt
werden, den aus dem Polymersystem hergestellten Materialien die
geeignete Stärke,
Haltbarkeit, Wärmebeständigkeit,
Wasserbeständigkeit
usw. zu liefern. Einige Beispiele von Harzsystemkomponenten schließen Kettenverlängerer, Härtungsmittel,
Katalysatoren, Reaktivitätssteuerer
usw. ein. Beispiele für
die Harzsysteme, welche in Verbindung mit den Farbstoffen verwendbar
sind, sind in den
US-Patentveröffentlichungen
Nr. 5,508,328 ,
5,620,789 ,
5,534,565 und der vorläufigen US-Anmeldung
Nr. 60/019,853 beschrieben, welche hierin jeweils durch Bezugnahme
eingefügt
werden. Ein anderes Harzsystembeispiel wird in der
PCT/EP97/05308 beschrieben, welche ebenfalls
hierin unter Bezugnahme eingefügt
wird.
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Die
Farbstoff enthaltenden Polymere und Harzsysteme dieser Erfindung
sind bei der Herstellung von Prepregs, metallplattierten Laminaten,
unplattierten Laminaten, Gehäusen
und anderen Substraten verwendbar, welche zur Herstellung von elektronischen
Schaltungen, integrierten Schaltungsgehäusen usw. verwendbar sind.
Prepregs und Laminate werden am häufigsten auf Maschinen hergestellt,
welche als Behandler (treaters) bezeichnet werden. Die Behandler
schließen
typischerweise Zufütterrollen,
einen Harzimprägnierungsbehälter, einen
Behandlerofen und Empfängerrollen
ein. Wenn ein Verstärkungsmittel,
wie beispielsweise Glasfasern, verwendet wird, dann wird dieses
gewöhnlich
aus einer langen Spule geliefert. Die Spule wird auf die Zufütterrollen
gelegt, welche sich drehen und langsam das Glas abrollen. Das Glas
bewegt sich dann durch das Farbstoff enthaltende Harzsystem in einen
Harzimprägnierungsbehälter. Nach
dem Auftauchen aus dem Behälter
bewegt sich das Farbstoff enthaltende harzimprägnierte Glas aufwärts bei
Geschwindigkeiten im Bereich von 10 bis 100 Fuß pro Minute zu einem Behandlerofen,
welcher typischerweise bei ungefähr
200 bis 300°F
arbeitet. Am Fuße
des Behandlerofens ist ein Satz von Walzen angebracht, durch welche
das imprägnierte
Glas passiert. Die Lückeneinstellung
zwischen den zwei Walzen bestimmt die Menge an Harz, welche auf
das Glas beschichtet wird. In dem Behandler befeuchtet das Harz
das Glas, und das Lösungsmittel
in dem Harz wird verkocht, an welchem Punkt das Harz anfängt zu polymerisieren.
Wenn das Material aus dem Turm auftaucht, ist es bis zu einem Grad
gehärtet,
bei welchem es nicht nass oder klebrig ist. Indes wird der Härtungsprozess
typischerweise kurz vor Vervollständigung angehalten, sodass
zusätzliches
Härten
erfolgen kann, wenn das Endlaminat hergestellt wird. Das Laminat
wird dann mit einem oder mehreren Metallsheets aus leitfähigen Metallplattierungslaminaten
verbunden. Eine bevorzugte Metallplattierung ist Kupfer. Die Metallplattierungslaminate
können
dann unter Verwendung von gewöhnlichen
Leiterplattenverarbeitungstechniken verarbeitet werden, um Leitungsspuren
auf den Laminatoberflächen
aufzutragen. Zusätzlich
können
die Leiterplattenschichten laminiert werden, wenn dies gewünscht wird,
um mehrstufige Leiterplatten zu bilden.
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Die
unter Verwendung der Farbstoff enthaltenden Verbindungen dieser
Erfindung hergestellten Metallplattierungslaminate werden leicht
in gedruckte Leiterplatten gefertigt, welche dann leicht unter Verwendung von
automatisierten optischen Betrachtungsanlagen evaluiert und hergestellt
werden können.
Ein Hauptvorteil der unter Verwendung dieser Metallplattierungslaminate
hergestellten Leiterplatten ist, dass sie unter Verwendung von automatisierten
optischen Betrachtungsanlagen betrachtet werden können, welche
auf den Prinzipien des Reflexionsvermögens von sichtbarem Licht oder
unter Verwendung von Fluoreszenzlicht arbeiten.
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Auf
diese Weise kann ein Hersteller eine Vielzahl von Laminaten mit
im Wesentlichen identischen Zusammensetzungen lagern und kann ein
erstes dieser Laminate an ein erstes Plattengeschäft und ein
zweites dieser Laminate an ein zweites Plattengeschäft verkaufen.
Das erste Plattengeschäft
kann eine erste Schaltung auf dem ersten Laminat bilden, und die
erste Schaltung kann nach Defekten unter Verwendung von umgebungslichtempfindlichen
automatisierten optischen Betrachtungsanlagen betrachtet werden,
um zwischen der ersten Schaltung und dem Farbstoff enthaltenden
Laminat zu unterscheiden. Das zweite Plattengeschäft kann
eine zweite Schaltung auf dem zweiten Laminat bilden, und die zweite
Schaltung kann auf Defekte unter Verwendung von fluoreszenzlichtempfindlichen
automatisierten optischen Betrachtungsanlagen betrachtet werden,
um zwischen der zweiten Schaltung und dem Farbstoff enthaltenden
Laminat zu unterscheiden. Die Verwendung von zwei Farbstoffen in
dem Laminat ermöglicht
einen hohen Grad an Vielseitigkeit in der automatisierten optischen
Betrachtung von Leiterplatten. Die bevorzugten Farbstoffe weisen
eine Farbe auf, welche von den Schaltungsspuren unter Verwendung
von entweder Fluoreszenz- oder Reflexionslichtanlagen unterscheidbar
ist.
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BEISPIEL 1
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Dieses
Beispiel schließt
ein Harzsystem ein, welches zur Herstellung eines Metalplattierungslaminatmaterials
verwendbar ist, welches einen schwarzen lösungsmittelbasierten Farbstoff,
welcher unter Umgebungslicht sichtbar ist, und einen Farbstoff,
welcher durch Fluoreszenzlicht aktiviert ist, enthält. Das
verwendete Harzsystem wird in Tabelle 1 unten beschrieben: Tabelle 1
| Farbstoff
enthaltende Harzzusammensetzung |
| Bestandteil | Handelsname | Hersteller | kg | Reihenfolge
der Zugabe |
| Epoxidharzsystem | UR-X19081 | Dow | 36,69 | 3 |
| Methanol | | - | 0,333 | 6 |
| Borsäure | | - | 0,20 | 6 |
| Beschleuniger | Curimid
2,4 EMT | Boergaard
Synthesis | 0,30 | 6 |
| Lösungsmittelbasierte
Fluoreszenztinte | Uvitex
OB | CIBA | 0,20 | 6 |
| Styrolapfelsäureanhydrid | ER-30 | ELF
Autochem | 26,18 | 4 |
| Härtungsmodifizierer | PKHS-40 | Phenoxy
Associates | 8,77 | 5 |
| Methylethylketon | - | - | 8,04 | 2 |
| Cyclohexanon
oder DMF | - | - | 19,52 | 1 |
| Lösungsmittelbasierte schwarze
Tinte – suchtbar
bei Ungebungslicht | Neptune
Blk X-60 | Aakash
Chemicals and Dyesuffs | 0,39 | 7 |
| Gesamt | | | 100 | |
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Die
Harzformulierung der Tabelle 1 wurde verwendet, um ein Laminat für die anschließende Verwendung
als einem integrierten Schaltungsträger herzustellen. Der Harzlack
wird in einen geeignetermaßen
dimensionierten Metall-, Glas- oder Plastikrührkessel bei Raumtemperatur
gemischt. SMA und PKHS-40 werden in 70:30 Cyclohexanon/MEK oder
100% DMF bei 50% bzw. 40% Feststoffen vorgelöst. Die SMA-Lösung und das
Epoxid werden kombiniert, gefolgt von der Cyclohexanonlösung, und
für einige
Stunden unter Verwendung eines cowelsartigen Hochscher-Blattrührers gerührt. Nach
Erreichen von Homogenität
werden der Beschleuniger, die Borsäure und Uvitex OB, verteilt
in Methanol, hinzugegeben. Die Mischung wird für 24 Stunden unter Mischen
digeriert. Der Farbstoff wird typischerweise nach Zugabe der Methanollösung hinzugegeben,
jedoch kann er an einem beliebigen Schritt aufgelöst werden.
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Prepreg
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Der
Harzlack wird dann ”geprepregt” oder auf
dem Glasgewebe in einem Beladungsbereich von 30 bis 80 Gew.-% getrocknetem
Lack unter Verwendung des in den Absätzen auf Seiten 10 bis 11 beschriebenen Verfahrens
aufgetragen. Das Behandlerverfahren steuert auch, zusätzlich zu
der Verdopplung des prozentualen Harzgehaltes des Prepregs, die
Beförderung
eines Harzsystems oder ”B-Zustände” des Materials
zu einem kundenspezifischen Pressfluss, ausgedrückt als eine Prozentangabe
der Harzbewegung während
der Presshärtung
von dem Substrat weg.
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Laminat
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Das
B-Zustands-Prepreg wird in eine kundenspezifische Stapelkonfiguration
mit Kupfer- und/oder Ablösefolien
im Falle von Plattierungslaminat und nur Ablösefolie im Falle von unplattiertem
Laminat gelegt. In einem typischen Härtzyklus wird der Stapel bei
einem Druck von ungefähr
200 psi und unter einem Vakuum von ungefähr 30 in/Hg gehalten. Die Stapeltemperatur
wird von ungefähr
180°F bis
ungefähr
375°F über eine Zeitdauer
von 20 Minuten erhöht.
Der Stapel verweilt bei einer Temperatur von ungefähr 375°F für 75 Minuten, wonach
der Stapel von einer Temperatur von 375°F auf eine Temperatur von 75°F über eine
Zeitdauer von 20 Minuten gekühlt
wird.
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BEISPIEL 2
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Das
Beispiel 2 offenbart ein Harzsystem, welches einen durch Fluoreszenzlicht
aktivierten Farbstoff und einen blauen, bei Umgebungslicht sichtbaren
Farbstoff enthält.
Der verwendete blaue Farbstoff weist die folgende Formel auf:
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Das
Harzsystem wurde zur Herstellung von metallplattierten Laminaten
verwendet. Das verwendete Harzsystem wird in der Tabelle 2 unten
beschrieben. Tabelle 2
| Farbstoff
enthaltende Harzzusammensetzung |
| Komponente | Handelsname | Hersteller | Menge
Gew.-% |
| Epoxidharz | DER
592-480 | Dow | 75,4 |
| Dicyandiamdi | - | - | 1,89 |
| Z:
Methylimidazol | - | - | 0,211 |
| Borsäure | - | - | |
| Epoxyharz
enthaltendes Fluoreszenzfarbstoffmittel | EPON
1031-A70 | Shell | 3,50 |
| Dimethylformamid | - | - | 18,6 |
| Sichtbarer
blauer Farbstoff | Solvent
blue 36 | Aakash
Chemicals and Dyestuffs | 0,155 |
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Ein
Laminat wurde unter Verwendung der Harzzusammensetzung in Tabelle
2 durch Auftragen der Formulierung auf ein beschichtetes Schweißglasgewebe
hergestellt. Das harzbeschichtete Gewebe wurde bei einer Temperatur
von ungefähr
350°C für ungefähr 5 Minuten
gehalten, um den B-Zustand (b-stage) zu erreichen und dann zum C-Zustand
(c-stage) durch Druckauflegen bei 350°C für ungefähr 1,5 Stunden gehärtet, um
ein Laminat herzustellen. Die Kupferfolie wurde auf beiden Oberflächen des
Laminates während
des Druckauflegens aufgetragen, um ein kupferplattiertes Laminat
herzustellen.
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Das
kupferplattierte Laminat wurde unter Verwendung von herkömmlichen
Techniken geätzt,
um eine Schaltungsstruktur auf der Laminatoberfläche aufzutragen. AOI-Anlagen,
welche nach dem Prinzip der Reflektion von sichtbarem Licht und
Fluoreszenz arbeiten, wurden verwendet, um die Betrachtbarkeit des
blau gefärbten
Laminates zu evaluieren. Die verwendeten AOI-Reflexionsanlagen wurden
von Orbotech und von Lloyd-Doyle hergestellt. Die verwendete AOI-Fluoreszenzanlage
war der Orbotech 309. Die getesteten AOI-Einheiten konnten jeweils
Fiduziale beim Nachätzstanzen
lokalisieren und die Laminate stanzten annehmbar. Überdies
konnten die AOI-Einheiten jedes Panel betrachten und die AOI-Einheit
war gegenüber
Laminat-Unregelmäßigkeiten
nicht empfindlich. Das blaue Farbmaterial lieferte genügend Kontrast
für saubere Panelidentifikation
in den nachgelagerten Herstellungsanlagen.
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BEISPIEL 3
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Das
Harzsystem von Beispiel 1 wurde verwendet, um ein metallplattiertes
Laminat gemäß dem Beispiel
2 herzustellen, welches anschließend den AOI-Betrachtbarkeitstests
unter Verwendung der in Beispiel 2 identifizierten AOI-Anlagen unterworfen
wurde. Die Differenz zwischen den Zusammensetzungen von Beispiel 2
und Beispiel 1 lag primär
in der Verwendung eines schwarzen lösungsmittelbasierten Farbstoffs
in Beispiel 1 im Gegensatz zu einem blauen lösungsmittelbasierten Farbstoff
in Beispiel 2. Bei der Betrachtung der AOI-Einheiten wurde herausgefunden, dass
das Laminat, welches aus dem Farbstoff enthaltenden Harzsystem von
Beispiel 1 hergestellt wurde, nicht betrachtbar war.
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Indes
waren die AOI-Einheiten sehr empfindlich gegenüber der Harzoberfläche und
identifizierten Unregelmäßigkeiten
und Kratzer in der Laminatoberfläche
als Fehler. Überdies
verursachte die Verwendung eines schwarz gefärbten Laminates, dass die Schaltung
der Leiterplatte unsichtbar wurde, wenn schwarzes Oxid auf die Schaltungsspuren
aufgetragen wurde. Dieses Problem kann durch Auftragen eines braunen
oder weißen
Oxids auf die Schaltungsspuroberfläche überwunden werden, um einen
guten Kontrast zwischen den Schaltungsspuren und dem Leiterplatten-Laminatmaterial zu
erhalten.
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BEISPIEL 4
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Der
Zweck dieses Beispiels war es, die Fähigkeit der automatisierten
verbundenen (on-line) Betrachtungsanlagen zu evaluieren, um Defekte
in Laminaten, welche hellblaue, dunkelblaue und schwarze Farbstoffe enthalten,
im Vergleich zu gelben Kontrollen zu evaluieren. Um die Farbstoffe
zu evaluieren wurden zehn innere Schichten unter Verwendung von
jedem der drei Farbstoffmaterialien und des Kontrollmaterials hergestellt.
Die inneren Schichten wurden unter Verwendung von Standardverarbeitungstechniken
hergestellt. Die innere Kontrollschicht wurde unter Verwendung eines
funktionalen Harzes, enthaltend eine gelbe Farbstoffkontaminierung,
hergestellt. Die Farbstoff enthaltenden inneren Schichten wurden
unter Verwendung eines Harzes, enthaltend 0,5 Gew.-% schwarzen Farbstoff
oder 0,25 bis 0,5 Gew.-% blaue Farbstoffe, hergestellt. Identische
Schaltungen wurden auf beiden Schichten jeder der inneren Schichten
unter Verwendung von Standardherstellungstechniken aufgetragen.
Eine einzelne AOI-Anlage (mission) wurde unter Verwendung einer Lloyd-Doyle-AOI-Anlage
verwendet, um jede der inneren Schichten zu evaluieren.
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Die
Kontrollgruppe von zehn inneren Schichten wurde zuerst unter Verwendung
der Lloyd-Doyle-AOI-Anlage betrachtet, und die Anzahl der durch
die AOI-Anlage detektierten Treffer wurde aufgezeichnet. Als nächstes wurde
die Kontrollgruppe manuell betrachtet, um die Anzahl der wirklichen
Defekte, welche durch die AOI-Anlage
identifiziert wurden, gegen die falschen Defekte aufzuzeichnen.
Die Evaluierung der zehn inneren Schichten, hergestellt mit jedem
Farbstoff enthaltenden Harz, wurde auf eine ähnliche Weise durchgeführt. Die
AOI-Anlage wurde dann eingestellt, und die inneren Nichtkontrollschichten
wurden ein zweites Mal unter Verwendung der AOI-Anlage evaluiert.
Die Ergebnisse der AOI-Evaluierung
sind in der Tabelle 3 unten aufgeführt: Tabelle 3
| Teil | #
der Treffer | Cu-Spritzer | Kontrast | Falsche Treffer | Verunreinigung | Oxidation | Defekte | Maske |
| Gelb | 362 | 7 | 189 | 68 | 75 | 6 | 3 | 16 |
| B1-25 | 216 | 9 | 2 | 100 | 85 | 7 | 9 | 1 |
| B1-50 | 223 | 6 | 0 | 82 | 106 | 12 | 14 | 1 |
| Schwarz | 198 | 9 | 16 | 13 | 158 | 1 | 3 | 0 |
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Jede
der oben genannten Spalten stellt die Gesamtheit der Betrachtungen
auf beiden Seiten der zehn Kernstücke von jeder inneren Schichtfarbe
für eine
Gesamtheit von zwanzig Seiten jeder Farbe dar. In der Tabelle 3
oben bezeichnet ”#
der Treffer” die
Gesamtzahl der Defekte, welche der AOI-Scanner detektierte. ”Cu-Spritzer” bezeichnet
die Anzahl der überschüssigen Kupferdefekte. ”Kontrast” bezeichnet
die falschen Treffer aufgrund der Interpretation der Kupfermerkmale
auf der anderen Seite als Defekte. ”Falsche Treffer” bezeichnet
Situationen, in denen ein Orbotech-Verifier sich auf die Stelle
bewegte, wo ein Defekt (d. h. ein Kupferspritzer) sein sollte, jedoch
kein Defekt visuell gesehen werden konnte. Es ist wahrscheinlich,
dass die meisten falschen Treffer von Verunreinigung auf der inneren
Schichtoberfläche
herrührten,
welche während
der AOI anwesend waren, jedoch vor Betrachtung eliminiert wurden. ”Verunreinigung” bezeichnet
die Fälle,
in denen der Anwender am Verifier physikalisch seine Hände über das
Kernstück
wischte, um Verunreinigungsteilchen zu entfernen. ”Oxidation” bezeichnet
die Situationen, in denen der Anwender ein Schneidegerät (eraser)
verwenden musste, um die Schaltung/das Pad zu reinigen. ”Defekte” bezeichnet
die wirklichen Defekte, welche nicht durch die Scanner detektiert
werden mussten, und ”Maske” bezeichnet
mögliche
Defekte, welche detektiert wurden, welche jedoch nicht in der Nähe der Schaltungsabbildung
lagen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Anzahl der Materialien, welche
falsche Treffer verursachen können,
stark durch Verändern
der Farbe des Basislaminates von der gelben Kontrolle zu blau oder
schwarz vermindert werden können.
Die blauen und schwarzen Farbstoffe verbesserten insbesondere die
kontrastfalschen Treffer.
