ES2200552T3 - Procedimiento para la fabricacion de placas conductoras con conexiones internas. - Google Patents

Procedimiento para la fabricacion de placas conductoras con conexiones internas.

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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.
Ejemplo 1
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.
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