ES2200552T3 - Procedimiento para la fabricacion de placas conductoras con conexiones internas. - Google Patents
Procedimiento para la fabricacion de placas conductoras con conexiones internas.Info
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de placas conductoras con conexiones internas, que se caracteriza por las etapas del proceso siguientes: (A) Revestimiento a doble cara de una lámina de cobre interconectada con una capa protectora galvánica en negativo (galvanoresist); (B) Estructuración del revestimiento a base de una capa protectora mediante la exposición moderada de la imagen, donde las conexiones internas se recubren de una máscara, y posterior revelado; (C) Tratamiento galvánico de una capa protectora metálica (resist); (D) Eliminación de la capa protectora galvánica (galvanoresist) en negativo reticulada, que queda sobre la lámina; (E) Eliminación del cobre libre por medio de una solución cáustica; y (F) Eliminación de la capa protectora metálica (resist) por medio de una solución de desmontado (stripping)
Description
Procedimiento para la fabricación de placas
conductoras con conexiones internas.
La presente invención hace referencia a un
procedimiento para la fabricación de placas conductoras con
conexiones internas.
Un problema en la estructuración de las láminas
de cobre interconectadas es la protección de los orificios frente
al medio caústico.
En M. Hummel:"Introducción a la
tecnología de las placas conductoras" páginas
98-100. Eugen G. Lenze Verlag AG (1991), se ha
propuesto la "técnica Tenting" para solucionar este problema.
Como elemento resistente a la corrosión se emplea una película de
sustancia sólida (película en seco), que se coloca sobre los
orificios como una cubierta. Sin embargo, un inconveniente de este
método es la aparición de anillos anulares de cobre alrededor de
las conexiones internas, de manera que la densidad del cableado de
la placa conductora se encuentra limitada.
Además de la técnica "Tenting" en la
WO87/07980 se ha descrito el proceso de la capa protectora metálica
(resist), en particular para la estructuración de conductores
finísimos de hasta 100 \mum de ancho. Esta técnica incluye el
laminado de una película fotográfica seca trabajando con el
negativo, según el proceso de laminado en caliente, la exposición
de la estructura, el revelado, el galvanizado del cobre del esquema
eléctrico, la consiguiente aplicación de un elemento resistente
metálico (zinc), el decapado de la película fotográfica, el
cauterizado amoniacal del esquema eléctrico y el consiguiente
desmoldeado de la capa protectora (resist).
Según H. Schwab: "Electrodeposition of
Photoresists for Printed Wiring Board Application", EIPC Winter
Conference 1992, dichos anillos anulares pueden reducirse o bien
ser eliminados por completo, cuando se emplea como elemento
protector (resist)cáustico un fotoresist positivo aplicado
mediante electrodeposición. Los fotoresists positivos que se
utilizan habitualmente en la técnica precisan, no obstante, de
periodos de exposición relativamente largos. Además, la
electrodeposición implica un gasto técnico considerable.
El cometido de la presente invención consistía en
desarrollar un proceso menos costoso para la estructuración de las
capas internas y externas interconectadas.
Se ha averiguado que mediante el uso de una capa
protectora galvánica (galvanoresist) líquida, que trabaja en
negativo, se reduce notablemente la formación de anillos anulares o
bien puede llegar a evitarse.
El objeto de la presente invención es un
procedimiento para fabricar placas conductoras con conexiones
internas, que se caracteriza por las etapas siguientes:
- A)
- revestimiento a doble cara de una lámina de cobre interconectada con una capa protectora galvánica(galvanoresist) negativo líquido;
- B)
- Estructuración del revestimiento de la capa protectora(resist) mediante la exposición moderada de la imagen, donde las conexiones internas se recubren de una máscara, y el revelado posterior;
- C)
- Aplicación galvánica de una capa protectora(resist) metálica;
- D)
- Eliminación de la capa protectora galvánica(galvanoresist) negativa reticulada que queda en la lámina;
- E)
- Eliminación del cobre libre por medio de una solución cáustica; y
- F)
- Eliminación de la capa protectora(resist) metálica por medio de una solución de desmontado
La invención se aclara con ayuda de los esquemas
o figuras pertinentes.
La figura 1 muestra una lámina de cobre (capa
interna o externa con conexiones internas 3), que en la etapa del
proceso A) se recubre de un fotoresist negativo líquido con los
métodos habituales, por ejemplo, mediante centrifugado, inmersión,
revestimiento con rascador, estampación a la lionesa, pincelado,
pulverizado, pulverizado electrostático o estampado mecánico.
La láminas de cobre constan en general de un
sustrato aislado (1, fig. 1) que está recubierto por ambos lados de
una película de cobre delgada (2, fig. 1, espesor de capa aprox.
10-50 \mum).
Las resinas epoxi reforzadas a base de fibra de
vidrio, especialmente las resinas epoxi dotadas de los medios
ignífugos apropiados, se emplean preferiblemente como sustrato
aislado para láminas de cobre (láminas FR-4).
Preferiblemente, la lámina se recubre por medio
de una estampación a la lionesa o bien mecánica a base de
rodillos.
Si fuera preciso, el disolvente se elimina
seguidamente mediante el secado en un horno de rayos infrarrojos o
bien de aire circulante.
El grosor de la capa fotosensible seca aplicada
(4, fig. 2) es de 3-30\mum, preferiblemente de
5-15\mum.
En la etapa del proceso (B), la lámina recubierta
se expone según un método conocido a través de una de las máscaras
correspondientes de la estructura que se va a aplicar, de manera
que la composición de la capa protectora(resist) se
solidifica en las superficies que posteriormente se separarán.
Si fuera preciso se realiza un postendurecimiento
térmico a continuación de la etapa del proceso B) para la
reticulación completa de los polímeros en la composición de la capa
protectora(resist).
El polímero no reticulado se elimina según un
método conocido mediante su tratamiento con un disolvente,
preferiblemente agua o una solución alcalina acuosa (fig. 2).
En cualquiera de las superficies, de las que se
ha eliminado el fotopolímero mediante su revelado, se incrusta
galvánicamente en la etapa del proceso C una capa
protectora(resist) metálica mediante un método conocido (5,
fig.3).
Las capas protectoras(resists) metálicos
preferidos son el zinc, níquel, plomo, plata, oro o una aleación
que contenga uno de estos metales. Se prefiere especialmente el
zinc.
El material fotoresist reticulado que queda en la
placa se elimina en la etapa del proceso D mediante su tratamiento
con un disolvente apropiado (desmontado), preferiblemente lejía
cáustica acuosa o lejía potásica, si fuera preciso a una
temperatura elevada.
A continuación, se trata la lámina con una
solución cáustica de cobre, por ejemplo, una solución de
Cu(NH_{3})_{4}Cl_{2}, KmnO_{4} o bien
(NH_{4})_{2}S_{2}O_{8}, donde se eliminan totalmente
las superficies de cobre libres (fig.4).
En la última etapa del proceso se liberan
entonces de la capa protectora(resist) metálica las pistas
conductoras de cobre y las conexiones internas. Esto se realiza con
un método conocido mediante el tratamiento con una solución de
desmontado apropiada, que ciertamente ataca y disuelve el metal de
la capa protectora(resist), no sin embargo el cobre (fig.5).
Las soluciones de desmontado apropiadas contienen en general ácidos
diluidos, como por ejemplo ácido clorhídrico o ácido
tetrafluorbórico.
En caso de que sea conveniente, la capa
protectora(resist) metálica puede dejarse sobre el cobre. Si
se utiliza zinc como capa metálica se conecta a continuación
preferiblemente una etapa de calor, que conduce a una fusión y por
tanto a un revestimiento de las superficies de cobre.
De esta forma, se obtiene una placa conductora a
doble cara con conexiones internas, que puede presentar ninguno o
muy pocos anillos anulares.
Una capa interna no estructurada de 0,3 mm de
espesor con conexiones internas de 0,25 mm se recubre de
Probimage®1020(Negativ-Resist, Ciba Specialty
Chemicals) por medio de una estampadora de rodillos. El
revestimiento se seca en un horno de aire circulante a 80ºC durante
5 minutos. Por lo que se consigue un grosor de capa
protectora(resist) de 11\mum. A continuación, se expone a
doble cara a través de una fotomáscara que contiene como imagen
positiva el esquema eléctrico creado. La fotomáscara cubre por tanto
las conexiones internas con un diámetro de 0,25 mm con un punto de
0,3 mm. La energía de exposición es de 150 mJ/cm^{2}. Tras el
revelado del revestimiento no reticulado con una solución de
carbonato sódico al 1% en un revelador pulverizador a 2 bar, 35ºC
durante 40 segundos, el pulverizado con agua desionizada y el
secado a base de aire caliente se sumerge la placa en un baño de
zinc galvánico. En el baño ácido de zinc, se crea catódicamente una
capa de aproximadamente 8\mum de grosor en los lugares revelados.
En la etapa siguiente, se trata la Probimage® 1020 fotoreticulada
con lejía cásutica al 3% a 60ºC en una instalación de pulverizado, a
una presión de 3 bar, y se separa de la placa. Las superficies de
cobre que quedan libres se atacarán ahora con una solución
amoniacal de cloruro de cobre(II). La placa se lavará con
agua desionizada y en la etapa siguiente se eliminará el zinc con
una solución ácida de desmontado. Se obtiene una capa interna con
conexiones internas, que solamente tiene pequeños anillos
residuales de 0,025 mm de grosor. Las conexiones internas no
muestran signo alguno de corrosión.
Claims (3)
1. Procedimiento para la fabricación de placas
conductoras con conexiones internas, que se caracteriza por
las etapas del proceso siguientes:
- (A)
- Revestimiento a doble cara de una lámina de cobre interconectada con una capa protectora galvánica en negativo (galvanoresist);
- (B)
- Estructuración del revestimiento a base de una capa protectora mediante la exposición moderada de la imagen, donde las conexiones internas se recubren de una máscara, y posterior revelado;
- (C)
- Tratamiento galvánico de una capa protectora metálica (resist);
- (D)
- Eliminación de la capa protectora galvánica (galvanoresist) en negativo reticulada, que queda sobre la lámina;
- (E)
- Eliminación del cobre libre por medio de una solución cáustica; y
- (F)
- Eliminación de la capa protectora metálica (resist) por medio de una solución de desmontado (stripping)
2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1,
que se caracteriza por que en una etapa del proceso (A) la
lámina de cobre se recubre por medio de una estampadora de rodillos
o una estampación a la
\hbox{lionesa.} 3. Procedimiento conforme a la reivindicación 1,
que se caracteriza por, que como capa protectora metálica
(resist) se utiliza en la etapa
del proceso (C) zinc, níquel, plomo, plata, oro o alguna aleación que contenga uno de estos
metales.
del proceso (C) zinc, níquel, plomo, plata, oro o alguna aleación que contenga uno de estos
metales.
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