JP2005535146A - 高周波技術に使用可能な導体構造を作製する方法 - Google Patents

Abstract

ここに示されているのは、マイクロストリップ導体を使用して、高周波技術に使用可能な導体構造を導体支持体に作製する方法である。ここでこれは１８０μｍより格段に小さい、例えば３０μｍの層間隔を有する。この方法によれば、少なくともレーザ構造化法の際にはレーザについて、エッチング法の際にはエッチングについて、また前記導電体構造支持体に最も薄くデポジットできる特性について、少なくとも化学成分スズまたはアモルファスレジストの特性に相応する特性を有するレジストと一緒に、レーザ構造化法とエッチング法とを組み合わせる。

Description

本発明は、高周波技術に使用可能な導体構造を導体構造支持体に作製する方法に関する。

今日のプリント基板技術では、共振器、帯域通過フィルタ、帯域阻止フィルタに対して、またスパイラルインダクタンスに対してもかなり大きな構造が必要である。比較的薄い、例えば５０μｍのオーダのサイズを有する絶縁層による適用では、ライン生産に対する従来の比較高い導体路公差により、マイクロストリップ導体の使用が許容されないことが多い。いずれにせよマイクロストリップ導体を使用できる可能性は、比較的大きな導体路公差によって大きく制限される。例えば高周波技術的な適用に対してマイクロストリップ導体は現在のところ不適切である。セラミックによる適用では作製時に、導体構造支持体として使用されるプリント基板に比べて長い製造過程所要時間が必要である。さらにセラミックを使用する際の生産量は、プリント基板にくらべて格段に不利である。またセラミックは光学的支持体としては不適切である。

共振器、帯域通過フィルタ、帯域阻止フィルタに対して、またスパイラルインダクタンスに対して大きな構造を回避するため、これまではスペース上の理由からプリント基板の表面におけるコンポーネントが使用されてきた。この場合にこれらのコンポーネントにより、コストが上昇しており、さらにコンポーネントをプリント基板に載置するためのコストが付け加わっていた。別の欠点は、これらのコンポーネントに対する取付領域をプリント基板の表面に用意しなければならなかったことである。

確かにいわゆるＦＲ４プリント基板において、十分に大きい領域が設けられている場合にマイクロストリップ導体がＨＦ部にすでに使用されていた。しかしながらこれは例えば、ＨＦ構造に対して例えば１００μｍより大きい、比較的大きな層間隔を有する領域箇所に限定されていた。上記の導体路における公差は、このような層間隔の場合に受け入れられていたのである。

本発明の課題は、マイクロストリップ導体を使用して、層間隔が１００μｍよりも格段に小さく高周波技術に使用可能な導体構造を導体構造支持体に作製する方法を提供することである。

この課題は、本発明により、請求項１に記載した方法ステップを有する方法によって解決される。

これによれば、接着強さの高いレジストと一緒に、レーザ構造化法とエッチング法とが組み合わせられ、ここでこのレジストは、少なくとも、レーザ構造化法の際にはレーザについて、エッチング法の際にはエッチングについて、また導体構造支持体に最も薄くデポジットできる特性について、少なくとも化学成分スズまたはアモルファスレジストの特性に相応する特性を有するのである。

化学成分スズは、約１μｍの厚さでデポジットすることができる。アモルファスレジストは、２０μｍよりも格段小さな厚さであってもデポジットすることができる。レジストが薄くデポジットできればできるほど、本発明にとってはそれだけ有利である。従来のレジストは、２０μｍよりも格段に大きい層厚を有していた。これらの格段に薄いレジストにより、レーザを極めて精確に行うことができる。これにより、最適化した作製プロセスでは、２０ないしは１０μｍの範囲およびそれ以下までの構造が可能である。このような微細な構造により、高周波技術に使用可能な導体構造を形成することができ、ここでこの導体構造により、相応の欠点を有するがそうなれば必要である従来のコンポーネントが置き換えられるのである。詳しくいうと、この導体構造はつぎのように形成することができる。すなわちこの導体構造により、高周波技術に有効なコンデンサ、コイルおよび抵抗がそれぞれ所望の値を有し、最小のスペースに形成されるようにこの導体構造を形成できるのである。この際にレーザ構造化法により、例えばフォト技術法に比べて構造化が比較的簡単に、しかしながら高速に可能になる。レーザ構造化法とエッチング法とを組み合わせることによってさらに、大きな領域（vollflaechige Bereiche）を、別の領域の除去によって同時に取り除くことができるという利点が得られる。これによって時間が節約される。しかしながらこれはまた高周波技術に使用される導体構造が、フルの領域によって存在し得る電場により、マイナスの影響を受けないようにするためにしばしば必要である。

まとめるとプリント基板の内側の層にまたは外側の層にもわずかな公差しか有しない、この方法によって構造化された導体路は、作製加工素材（Fertigungsnutzen）全体にわたってほとんど任意の機能を有するマイクロストリップ導体路として実現することができる。導体路幅は、ほとんど任意に限定することができる。今日ではすでに±５μｍ以下の公差が可能である。通例の公差は以前±２５μｍの大きさの範囲であった。

本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。

有利な実施形態によれば、導体構造支持体としてＦＲ４支持材料を使用する。この材料は公知であり、またコスト的に有利である。

化学成分スズまたはアモルファスレジストの利点は、レーザ構造化法とエッチング法とからなる組合せと一緒にすることにより、高周波技術に使用可能な導体構造が実現できることである。

有利な実施形態では、高周波技術に使用可能な導体構造の少なくとも周囲において、少なくとも、大きな面積で残っている導体構造を除去する。

以下では本発明を図面に基づいて詳しく説明する。ここで
図１は、本発明による方法の基本的な流れを示しており、
図２は、高周波技術に使用可能な導体構造および高周波技術に使用できない導体構造を有する、図１の方法にしたがって作製した比較的大きなプリント基板構造の一部を断面図で示しており、
図３は、本発明による導体構造と、相応する従来技術による導体構造との間のサイズ比較を示しており、
図４〜７は、本発明にしたがって作製されるコイルの段階的な実現を示しており、
図８〜１０は、プリント基板において本発明にしたがって実現され完成された３つの適用の側面図を示しており、
図１１および１２は、本発明による別の適用を示しており、
図１３〜１６は、コンデンサ、コイル、抵抗および湿度センサについての本発明の適用例を示している。

図１に示した部分レーザ構造化された導体パターン（ＰＨＤＩ：Partial High Density Interconnection）には導体構造支持体１（基板、例えばＦＲ４プリント基板）が示されており、その表面は、最初のコーティングフェーズにおいて相応に前処理され、化学成分銅の薄い層をデポジットすることができる。つぎの電解コーティングでは別の銅層がデポジットされる。この実施例ではこの銅層は、２０μｍまでの総層厚を有する。これに引き続いて薄いレジスト層がデポジットされる。ここでこれは約１μｍの層厚を有する化学成分スズからなる。

コーティングフェーズの後、構造化フェーズが続く。構造化は図１のようにレーザで行う。この構造化フェーズでは、化学成分スズ層の下にある銅層を後に取り除かなければならない箇所において、レーザにより、化学成分スズ層が切削除去される。

この構造化フェーズの後、いま述べたように露出させられた銅層がエッチングによって除去される。つぎにまだ残っている化学成分スズ層を取り除く。

図２では左上の領域に本発明の導体構造が示されており、これに対して中央の領域には従来の導体構造が示されている。

図３には、あらかじめ与えられた導体構造が、本発明にしたがって、また従来技術にしたがって実現される場合に、サイズの比が示されている。

図４〜７にはマイクロストリップ導体によって実施されるコイルの段階的な実現が、本発明にしたがって示されている。ここでは図４において１ｍｍ長さの辺を有する銅の領域が示されている。この銅の領域は、個々の作製ステップにおいてレーザによって構造化される。図５ではすでに渦巻形のコイルを識別することができる。図６では邪魔なコーナー領域が除去される。図７でコイルが完成する。

図８〜１０では再度、完成した適用例がそれぞれ側方から示されており、ここでこれはそれぞれコイルに基づいている。図の形状および大きさは任意に選択することができる。図示の実施例では、それぞれ最もコンパクトな形状が選択されている。

図１１にはコンポーネントの下のプリント基板内における適用例が示されている。図示の形態ではプリント基板の取り付け面は不要である。このコイルは、このレイアウトの任意の別の箇所に収容することも可能である。

図１２には接続部分領域（バッド）の下にあるコンデンサとしての適用が示されている。適切な絶縁層と、下に向かってわずかな小さな層厚、例えば２５μｍまでの層厚とを使用することによって、例えば２０ｐＦまでの範囲のコンデンサを極めて小さなスペースに実現することができる。これらのコンデンサは付加的に、これが誘導的には全く作用しないという利点を有する。

図１３にはＨＦコンデンサについての適用が示されている。図１４にはＨＦコイルについての適用が示されている。図１５にはＨＦ抵抗についての適用が、また図１６には湿度センサについての適用が示されている。

本発明による方法の基本的な流れを示す図である。 高周波技術に使用可能な導体構造および高周波技術に使用できない導体構造を有する、図１の方法にしたがって作製した比較的大きなプリント基板構造の一部を示す断面図である。 本発明による導体構造と、相応する従来技術による導体構造とのサイズを比較する図である。 本発明にしたがって作製されるコイルを実現する１段階を示す図である。 本発明にしたがって作製されるコイルを実現する別の１段階を示す図である。 本発明にしたがって作製されるコイルを実現するさらに別の１段階を示す図である。 本発明にしたがって作製されるコイルを実現するさらに別の１段階を示す図である。 プリント基板において本発明にしたがって実現され完成された適用の側面図である。 プリント基板において本発明にしたがって実現され完成された別の適用の側面図である。 プリント基板において本発明にしたがって実現され完成されたさらに別の適用の側面図である。 本発明の別の適用を示す図である。 本発明のさらに別の適用を示す図である。 コンデンサについての本発明の適用例を示す図である。 コイルについての本発明の適用例を示す図である。 抵抗についての本発明の適用例を示す図である。 湿度センサについての本発明の適用例を示す図である。

Claims (4)

1. 高周波技術に使用可能な導体構造を導体構造支持体に作製する方法において、
   少なくとも、レーザ構造化法の際にはレーザについて、エッチング法の際にはエッチングについて、また前記導体構造支持体に最も薄くデポジットできる特性について、少なくとも化学成分スズまたはアモルファスレジストの特性に相応する特性を有するレジストを使用し、
   レーザ構造化法とエッチング法との組み合わせを適用することを特徴とする、
   高周波技術に使用可能な導体構造を導体構造支持体に作製する方法。
2. 導体構造支持体としてＦＲ４支持材料を使用する、
   請求項１に記載の方法。
3. レジストとして化学成分スズまたはアモルファスレジストを使用する、
   請求項１または２に記載の方法。
4. 高周波技術に使用可能な導体構造の少なくとも周囲にて、少なくとも、大きな面積で残っている導体構造を除去する、
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。

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