JP2021097232A - イオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法 - Google Patents

イオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法 Download PDF

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Abstract

【課題】イオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法を提供する。【解決手段】イオンビーム印刷システムは、真空中に配置されたロールツーロール印刷機と、ロールツーロール印刷機に設置された中高広範囲エネルギーイオン源、中低広範囲エネルギーイオン源、および低エネルギーイオン源を含む。イオンビーム印刷方法は、ポリイミド基板上にドライフィルムをコーティングし、プリセット回路パターンに従ってドライフィルムをエッチングし、次にイオンビーム印刷システムを使用して回路パターンに広範囲のエネルギーの金属イオンを堆積させて金属フィルム基板を形成し、最後に金属フィルム基板のドライフィルムを剥離して印刷回路基板を得る。広範囲のエネルギーの金属イオンを堆積させることにより超微細線を調製することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、電子回路印刷の技術分野、特にイオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法に関する。
科学技術の発展、特に電子情報産業の急速な発展に伴い、電子回路の要件はますます高まっている。現在、小型、低エネルギー消費、軽量という特徴を備えた電子製品が消費者の間でますます人気が高まっている。軽量化と小型化の需要と開発の傾向の下で、電子回路の線幅と線間隔もますます小さくなっている。線幅や線間隔が短くなるにつれて、既存のエッチング方法ではエッチング液の表面に張力があるため、エッチング液が線溝に浸透してエッチングしにくくなり、または一部が線溝に浸透して、エッチングしても線溝においてエッチングできないところもあり、更にエッチングが全部完成できないという問題を生じ、これにより、調製された回路が設計要件を満たすことが困難になる。既存のエッチング法で作られた電子回路の線幅と線間隔は２０μｍ以下にするのが難しく、歩留まりが非常に低く、調製コストが高く、電子情報産業の発展を制限する技術的なボトルネックになっている。
本発明は、既存の電子回路エッチング法によって電子回路の線幅および線間隔を２０μｍ以下にすることが困難であり、調製された電子回路基板の低歩留まりと高コストの問題を解決するために、イオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は以下の解決手段を提供する。
イオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法であって、前記イオンビーム印刷システムは、真空中に配置されたロールツーロール印刷機と、前記ロールツーロール印刷機に設置された中高広範囲エネルギーイオン源、中低広範囲エネルギーイオン源、および低エネルギーイオン源を含む。前記イオンビーム印刷方法は、ポリイミド基板を準備し、前記ポリイミド基板の表面にドライフィルムをコーティングし、プリセット回路パターンに従って前記ドライフィルムをエッチングし、エッチングされた基板を形成し、前記イオンビーム印刷システムを使用して前記エッチングされた基板の前記プリセット回路パターンに広範囲のエネルギーの金属イオンを堆積させて金属フィルム基板を形成し、前記金属フィルム基板表面のドライフィルムを剥離して印刷回路基板を得ることを含む。前記広範囲のエネルギーの金属イオンのエネルギー範囲は３０ｅｖ−２０Ｋｅｖである。
任意選択的に、前記広範囲のエネルギーの金属イオンはニッケルイオンまたは銅イオンである。
任意選択的に、前記イオンビーム印刷システムを使用して、前記エッチングされた基板の前記プリセット回路パターンに前記広範囲のエネルギーの金属イオンを堆積させて前記金属フィルム基板を形成することは、具体的には、
前記中高広範囲エネルギーイオン源から発生する中高広範囲エネルギーイオンビームを用いて前記エッチングされた基板表面の前記プリセット回路パターン位置に表面処理を行い、表面処理後の基板を形成し、
前記中低広範囲エネルギーイオン源から発生する中低広範囲エネルギーイオンビームを用いて前記表面処理後の基板表面の前記プリセット回路パターン位置に超薄金属層を堆積させ、超薄金属層を堆積させた基板を形成し、
前記低エネルギーイオン源から発生する低エネルギーイオンビームを用いて前記超薄金属層を堆積させた基板表面の前記プリセット回路パターン位置に金属の堆積を行ってその厚さを増し、前記金属フィルム基板を形成すること、
を含む。
任意選択的に、前記中高広範囲エネルギーイオン源から発生する前記中高広範囲エネルギーイオンビームを用いて前記エッチングされた基板表面の前記プリセット回路パターン位置に表面処理を行い、前記表面処理後の基板を形成することは、具体的には、
前記中高広範囲エネルギーイオン源を用いて前記エッチングされた基板表面の前記プリセット回路パターン位置に前記中高広範囲エネルギーイオンビームを注入することを含み、
前記中高広範囲エネルギーイオンビームの注入電圧は８〜３０ｋＶ、ビーム強度は１〜１０ｍＡ、注入量は１×１０１５〜１×１０１６個／ｃｍ２、注入深さは７０〜１２０ｎｍである。
任意選択的に、前記中低広範囲エネルギーイオン源から発生する前記中低広範囲エネルギーイオンビームを用いて前記表面処理後の基板表面の前記プリセット回路パターン位置に超薄金属層を堆積させ、前記超薄金属層を堆積させた基板を形成することは、具体的には、
前記中低広範囲エネルギーイオン源を用いて前記表面処理後の基板表面の前記プリセット回路パターン位置に磁気濾過堆積法によって超薄金属層を堆積させ、前記超薄金属層を堆積させた基板を形成することを含み、
前記磁気濾過堆積法で使用されるアーク電流は９０〜１５０Ａであり、磁気パイプの磁場電流は１．０〜４．０Ａである。
任意選択的に、前記低エネルギーイオン源から発生する低エネルギーイオンビームを用いて前記超薄金属層を堆積させた基板表面の前記プリセット回路パターン位置に金属の堆積を行ってその厚さを増し、前記金属フィルム基板を形成することは、具体的には、
前記低エネルギーイオン源を用いて前記超薄金属層を堆積させた基板表面の前記プリセット回路パターン位置に磁気濾過堆積法によってさらに厚さ向上金属層を堆積させ、前記金属フィルム基板を形成することを含み、
前記磁気濾過堆積法で使用されるアーク電流は１００〜１５０Ａであり、磁気パイプの磁場電流は２．０〜４．０Ａである。
任意選択的に、前記中高広範囲エネルギーイオン源は、カソードパルスによってトリガーしてプラズマを形成し、前記プラズマは磁気パイプを通して引き出され、中高エネルギー無線周波数電源がリードアノードの外側に配置され、前記中高エネルギー無線周波数電源の電圧範囲は０−１０００Ｖで、周波数範囲は０．１−３ＭＨｚである。
任意選択的に、前記中低広範囲エネルギーイオン源は、直流電源によってトリガーしてプラズマを形成し、前記プラズマは磁気パイプを通して引き出され、中低エネルギー無線周波数電源が前記磁気パイプの外側に配置され、前記中低エネルギー無線周波数電源の電圧範囲は０−１００Ｖで、周波数範囲は０．１−３ＭＨｚである。
任意選択的に、前記低エネルギーイオン源は、直流電源によってトリガーしてプラズマを形成し、前記プラズマは磁気パイプを通して引き出され、前記磁気パイプの外側には無線周波数電源はないが、リード磁場が前記磁気パイプに設定されている。
本発明によって提供される特定の実施例によれば、本発明は、以下の技術的効果を開示する。
本発明は、イオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法を開示し、前記イオンビーム印刷システムは、真空中に配置されたロールツーロール印刷機と、前記ロールツーロール印刷機に設置された中高広範囲エネルギーイオン源、中低広範囲エネルギーイオン源、および低エネルギーイオン源を含む。前記イオンビーム印刷方法は、最初にポリイミド基板上にドライフィルムをコーティングし、プリセット回路パターンに従って前記ドライフィルムをエッチングし、次にイオンビーム印刷システムを使用して前記回路パターンに広範囲のエネルギーの金属イオンを堆積させて金属フィルム基板を形成し、最後に前記金属フィルム基板表面のドライフィルムを剥離して印刷回路基板を得ることを含む。本発明は、イオンビーム印刷システムを採用して、広域エネルギー金属イオンを堆積させ、超微細線を調製することができ、その線幅および線間隔は３μｍ以下とすることが可能であり、堆積された金属フィルムは緻密であり、金属フィルム表面は滑らかであり、そして製造コストは低く、歩留まりは高く、高周波および高速伝送アプリケーションに適し、電気めっき液による環境汚染という問題がなく、より環境にやさしい。
本発明の実施例又は従来技術における技術的解決手段をさらに明確に説明するために、以下に、実施例で使用する必要のある図面を簡単に紹介し、明らかに、以下の説明の図面は、本発明のいくつかの実施例にすぎず、当業者にとって、他の図面は、創造的な労力なしに、これらの図面に基づいて得ることができる。
本発明の提供するイオンビーム印刷システムの構造模式図。 本発明の提供するイオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法のフローチャート。 本発明の提供するイオンビーム印刷システムの中高広範囲エネルギーイオン源の原理模式図。 本発明の提供するイオンビーム印刷システムの中低広範囲エネルギーイオン源の構造模式図。 本発明の提供するイオンビーム印刷システムの低エネルギーイオン源の構造模式図。
本発明の実施例における技術的解決手段を、本発明の実施例における図面と併せて、以下に明確かつ完全に説明し、明らかに、記載された実施例は、すべての実施例ではなく、本発明の実施例の一部にすぎない。本発明の実施例に基づいて、創造的な作業なしに当業者によって得られる他のすべての実施例は、本発明の保護範囲に含まれるものとする。
本発明は、既存の電子回路エッチング法によって電子回路の線幅および線間隔を２０μｍ以下にすることが困難であり、調製された電子回路基板の低歩留まりと高コストの問題を解決するために、イオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法を提供することを目的とする。
本発明の上記の目的、特徴および利点をより明白かつ理解しやすくするために、本発明を、添付の図面および発明を実施するための形態と併せて、以下でさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の提供するイオンビーム印刷システムの構造模式図である。図２は、本発明の提供するイオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法のフローチャートである。図１、２に示すように、本発明の前記イオンビーム印刷方法は、イオンビーム印刷システムに基づき、前記イオンビーム印刷システムは、真空中に配置されたロールツーロール印刷機と、前記ロールツーロール印刷機に設置された中高広範囲エネルギーイオン源（第一の中高広範囲エネルギーイオン源２０１及び第二の中高広範囲エネルギーイオン源２１４を含み）、中低広範囲エネルギーイオン源（第一の中低広範囲エネルギーイオン源２０４、第二の中低広範囲エネルギーイオン源２０６及び第三の中低広範囲エネルギーイオン源２０８を含み）および低エネルギーイオン源２１２を含む。前記ロールツーロール印刷機は、各コールドロール（２０２、２０５、２１３）、補助ロール２０３、巻き取りロール２１０、コリメーション検出器（２１５、２１８）、巻き戻し室２１７などの必要な部品を含む。前記ロールツーロール印刷機の各部品はそれぞれ、左真空チャンバー２１６、ステンレス鋼チャンバー２０７及び右下の真空チャンバー２１１によって提供される真空環境に配置されている。
具体的には、左真空チャンバー２１６は、接続チャネルを介してステンレス鋼チャンバー２０７に接続され、ステンレス鋼チャンバー２０７の下側は、右下の真空チャンバー２１１に接続されている。左真空チャンバー２１６の内部に第一ステンレス鋼チャンバー仕切板２１９が設置され、該仕切板２１９の主な機能は、圧力差を維持することであり、その結果、左真空チャンバー２１６の上部と下部との間に１０３Ｐａの圧力差が存在する。ステンレス鋼チャンバー２０７と右下の真空チャンバー２１１との間に第二ステンレス鋼チャンバー仕切板２０９が設置され、該仕切板２０９の主な機能は、圧力差を維持することであり、その結果、ステンレス鋼チャンバー２０７と右下の真空チャンバー２１１との間に１０３Ｐａの圧力差が存在する。前記第一の中高広範囲エネルギーイオン源２０１、第二の中高広範囲エネルギーイオン源２１４はそれぞれ、左真空チャンバー２１６の両側に設置されている。前記第一の中低広範囲エネルギーイオン源２０４は、ステンレス鋼チャンバー２０７の片側に設置され、前記第二の中低広範囲エネルギーイオン源２０６及び前記第三の中低広範囲エネルギーイオン源２０８は、前記ステンレス鋼チャンバー２０７の他側に設置されている。２つの前記低エネルギーイオン源２１２は、右下の真空チャンバー２１１の内部に設置されている。電子回路の表裏印刷を実現するために、前記中高広範囲エネルギーイオン源、前記中低広範囲エネルギーイオン源及び前記低エネルギーイオン源は、いずれも少なくとも２つ設置されている。
図１および図２に示すように、前記イオンビーム印刷方法は以下を含む。
ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＩ）基板を準備するステップ１、
前記ポリイミド基板の表面にドライフィルムをコーティングするステップ２、
プリセット回路パターンに従って前記ドライフィルムをエッチングし、エッチングされた基板を形成し、
設計されたプリセット回路パターンに基づいてドライフィルムのフォトグラフィーを実行し、フォトグラフィーによって必要なプリセット回路パターンを形成し、具体的には、紫外線または他の手段を使用してドライフィルムをエッチングし、必要な回路パターンを形成し、次に、得られたエッチングされた基板に基づいて、広いエネルギー範囲のイオンビーム印刷を実行し、得られた回路パターンに対して、イオンビーム技術に基づいて広範囲のエネルギーのイオンビーム堆積を行う。イオンビーム加工においては、イオンの半径が１０−１０ｍ程度であるため、極細線加工中では線が細すぎるために線が不完全になったり、形状が不一致となったりするなどの問題はない。最後に、残りのドライフィルムを除去して、プリセット回路パターンが印刷された印刷回路基板を取得するステップ３、を行う。
前記イオンビーム印刷システムを使用して、前記エッチングされた基板の前記プリセット回路パターンに広範囲のエネルギーの金属イオンを堆積させ、金属フィルム基板を形成し、
エッチングされた前記基板の処理順序は、最初に左真空チャンバー２１６を通過し、第１の中高広範囲エネルギーイオン源２０１および第２の中高広範囲エネルギーイオン源２１４によって生成される広範囲の中高エネルギーのイオンビームによってエッチングされた前記基板を表面処理することであり、具体的には前記エッチングされた基板表面のプリセット回路パターン位置に中高広範囲エネルギーイオンビームを注入し、前記中高広範囲エネルギーイオンビームにおける広いエネルギー範囲の金属イオンは、Ｎｉ（ニッケル）又はＣｕ（銅）元素のイオンであり、次に、ステンレス鋼チャンバー２０７を通して、第１の中低広範囲エネルギーイオン源２０４、第２の中低広範囲エネルギーイオン源２０６、および第３の中低広範囲エネルギーイオン源２０８によって生成される中低広範囲エネルギーイオンビームによって、超薄層金属堆積を実行し、金属堆積層の金属元素はＮｉ又はＣｕであり、厚さは１〜２ｎｍであり、最後に、右下の真空チャンバー２１１を通過して、低エネルギーイオン源２１２によって生成された低エネルギーイオンビームによって、金属を堆積してその厚さを増加させて厚さ向上金属層を堆積させ、厚さ向上金属層の金属元素はＮｉ又はＣｕであり、厚さは１〜２μｍである、ステップ４を行う。
さらに、前記ステップ４は具体的には以下を含む。
前記中高広範囲エネルギーのイオン源から発生する中高広範囲エネルギーイオンビームを用いて前記エッチングされた基板表面のプリセット回路パターン位置に表面処理を行い、表面処理された基板を形成する。
図３は、本発明の提供するイオンビーム印刷システムの中高広範囲エネルギーイオン源の原理模式図である。図３に示すように、前記中高広範囲エネルギーイオン源は、カソードパルスによってトリガーしてプラズマを形成し、プラズマは磁気パイプを通して引き出され、中高エネルギー無線周波数電源がリードアノードの外側に配置され、無線周波数電界を生成し、前記中高エネルギー無線周波数電源の電圧範囲は０−１０００Ｖで、周波数範囲は０．１−３ＭＨｚである。パルスをトリガーにしてプラズマを形成した後、プラズマのエネルギー範囲を最初に無線周波数電界によって広げ、次に加速システムに入り、別々に加速し、最後にプラズマを引き出して広範囲のイオンビームを得る。
具体的には、前記中高広範囲エネルギーイオン源は、カソードパルスによってトリガーしてプラズマを形成し、リードアノードの外側に無線周波数電源を設定し、そのうち補助無線周波数電源を共励起し、次に、異なるエネルギーのイオンが、磁気リードパイプの加速システムイオンによって二回目加速され、最後に中高エネルギーの広範囲エネルギーイオンビームを取得するステップ４０１を行う。
具体的には、前記ステップ４０１は、前記中高広範囲エネルギーイオン源を用いて前記エッチングされた基板表面のプリセット回路パターン位置に中高広範囲エネルギーイオンビームを注入し、注入電圧は８〜３０ｋＶ、ビーム強度は１〜１０ｍＡ、注入量は１×１０１５〜１×１０１６個／ｃｍ２、注入深さは７０〜１２０ｎｍであることを含む。
前記中低広範囲エネルギーイオン源から発生する中低広範囲エネルギーイオンビームを用いて前記表面処理後の基板表面のプリセット回路パターン位置に超薄金属層を堆積させ、超薄金属層を堆積させた基板を形成する。
図４は、本発明の提供するイオンビーム印刷システムの中低広範囲エネルギーイオン源の構造模式図である。図４に示すように、前記中低広範囲エネルギーイオン源は、直流によってトリガーしてプラズマを形成し、プラズマは磁気パイプを通して引き出され、中低エネルギー無線周波数電源がリードパイプの外側に配置され、前記中低エネルギー無線周波数電源の電圧範囲は０−１００Ｖで、周波数範囲は０．１−３ＭＨｚである。
具体的には、プラズマは、直流でトリガーして形成し、アノードシリンダーを通過して、磁気パイプ（磁気エルボ）に入り、磁気エルボに入ると、まず無線周波数磁場によって選択的に加速されてエネルギーを広げ、最後に磁場で引き出されて、磁場がコイルによって生成され、磁気エルボの内側は常にエルボの磁場によって制御され、エルボの磁場の主な機能は、中低広範囲エネルギーイオンビームを引き出すことである、ステップ４０２を行う。
具体的には、前記ステップ４０２は、前記中低広範囲エネルギーイオン源を用いて前記表面処理後の基板表面のプリセット回路パターン位置に磁気濾過堆積法によって超薄金属層を堆積させ、超薄金属層を堆積させた基板を形成し、前記磁気濾過堆積中、アーク電流は９０〜１５０Ａ、エルボの磁場電流は１．０〜４．０Ａ、アーク電流はカソードの開始電流、エルボの磁場電流は引き出し磁場電流の強度であることを含む。
前記低エネルギーイオン源から発生する低エネルギーイオンビームを用いて超薄金属層を堆積させた前記基板表面のプリセット回路パターン位置に金属を堆積させてその厚さを増し、前記金属フィルム基板を形成するステップ４０３を行う。
図５は、本発明の提供するイオンビーム印刷システムの低エネルギーイオン源の構造模式図である。図５に示すように、前記低エネルギーイオン源は、直流でトリガーしてプラズマを形成し、プラズマは磁気パイプ（磁気リードパイプ）を通して引き出され、磁気リードパイプの外側には無線周波電源はないが、磁気リードパイプにコイルを設定してリード磁場を形成する。
具体的には、前記ステップ４０３は、前記低エネルギーイオン源を用いて超薄金属層を堆積させた前記基板表面のプリセット回路パターン位置に磁気濾過堆積法によってさらに厚さ向上金属層を堆積させ、前記金属フィルム基板を形成し、前記磁気濾過堆積中、アーク電流は１００〜１５０Ａ、磁気パイプ（エルボ）の磁場電流は２．０〜４．０Ａ、アーク電流はカソードの開始電流、エルボの磁場電流は引き出し磁場電流の強度であることを含む。
前記金属フィルム基板表面のドライフィルムを剥離し、印刷回路基板を得て、広いエネルギー範囲のイオンビーム処理が完了した後、前記金属フィルム基板の表面に残っているドライフィルムを剥離し、必要なプリセット回路パターンが印刷された印刷回路基板（または印刷配線板）を得るステップ５を行う。
本発明は、超微細線の調製の問題を解決するための、前記イオンビーム印刷システムの広範囲のエネルギーのイオン源に基づくものであり、広範囲のエネルギーのイオンビーム印刷方法によりエッチングのプロセスを回避することで、精密回路を成形しにくいという技術的ボトルネックを完全に解消する。
本発明の広範囲のエネルギーは、磁気パイプの外側に無線周波数電源を設置して共励起を行うことによって実現され、前記無線周波数電源の周波数は往復にスキャンされ、異なるｍ／ｚ（プロトンの数／電荷の数）のイオンは異なる時間帯での無線周波数電源の共振によって励起され、エネルギーを受けて加速され、他のｍ／ｚイオンは加速されない。したがって、イオン生成の時点が異なったら得られるエネルギーも同じではなく、それによって広範囲のエネルギーのイオンビームを形成する。
本発明に開示されるイオンビーム印刷方法を使用して、超微細線を作製することができ、線幅および線間隔を３μｍ未満にすることができ、最も薄い銅箔の厚さを２μｍにすることができる。回路の銅フィルムはアディティブ法で堆積され、堆積技術は広いエネルギー範囲のイオンビーム技術であり、広いエネルギー範囲のイオンビームのエネルギー範囲は３０ｅｖ−２０Ｋｅｖで、エネルギー幅が広く、堆積されたフィルムは、良好な緻密で平滑な表面特性を有し、高周波や高速伝送などの用途に適する。広範囲イオンビーム技術におけるエネルギー取得の違いは、無線周波数電源によって実現され、無線周波数とイオンｍ／ｚは共振し、エネルギーを吸収して加速される。広範囲イオンビーム技術で調製した回路基板は、従来のエッチング液の汚染問題を解消でき環境に完全にやさしく、電気めっきによる汚染の問題もない。
したがって、従来の技術と比較して、本発明に開示されるイオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法は、主に以下の利点を有する。
１、本発明の方法は、ポリマー基板の表面に広いエネルギー範囲のイオンビームを堆積し、広いエネルギー範囲の中高エネルギーを用いたイオン注入により、高い結合強度を有する金属層を形成し、従来の技術と比較して、本発明の方法は、低、中、高エネルギーのイオンビーム堆積金属を混合し、優れたエネルギー選択性、優れた堆積緻密性、およびより高い結合強度を備えた。高エネルギーをポリマー表面に直接注入して混合層を形成できるため、混合層とフォローアップの金属を化学的に結合させることができ、結合強度が大幅に向上した。
２、本発明の方法は、中高エネルギーの広範囲のエネルギーのイオンビーム、中低エネルギーの広範囲のエネルギーのイオンビーム、および低エネルギーのイオンビーム技術を使用して、印刷プロセスにおいて基板を処理する。エネルギー制御は、主に補助無線周波数電源電圧、無線周波数の周波数などのパラメータによって制御されるが、これは従来のエネルギー制御方法とは明らかに異なる。本発明で使用される無線周波数電源の周波数を調整することができ、周波数調整中に、異なる電荷対質量比ｍ／ｚを有するイオンの加速およびエネルギー供給を実現することができる。
３、本発明の方法は、銅メッキにおいて、回路パターンの部分のみを銅メッキするため、過剰な銅をエッチングするためのエッチングプロセスを必要とせず、従来の技術と比較して、本発明は、超微細で広いエネルギー範囲のイオンビーム印刷技術を採用し、このプロセスにはエッチングプロセスが導入されておらず、環境を汚染して取り扱いが困難なエッチング廃液がなく、環境への汚染もない。
４、本発明により提供されたイオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法では、印刷回路の線幅および線間隔は、フォトリソグラフィ技術に限定され、現在のフォトリソグラフィ技術は、ナノメートルでもよく、したがって、本発明の方法によって調製される線幅および線間隔は、従来の技術における約２０μｍの線幅および線間隔よりもはるかに小さくすることができ、これは、集積回路の軽量化および小型化のための強力な手段を提供する。
５、本発明に開示されるイオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法は、その広いエネルギー範囲特性により調製された銅フィルムは高い緻密性を有し、調製された銅箔の厚さは、２μｍまで薄くすることができ、これは、従来の最も薄い銅の厚さである７μｍと比較して大幅に改善されている。
６、本発明に開示されるイオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法は、ＣＯＦ（チップオンフィルム）回路を調製するという従来の技術では解決できない問題を解決することができ、本発明の方法の調製効果は、高精度ＣＯＦ回路の調製に非常に適し、平坦度と線品質の点で改善されている。
７、本発明により提供されたイオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法では、ロールツーロール処理法を採用し、その処理効率および有効性が大幅に向上し、従来技術に比べて生産性が１−２倍向上し、歩留まりが高い。
本明細書の各実施例は、段々深くなるように記載され、各実施例は、他の実施例との違いを中心にして釈明し、様々な実施例間の同じおよび類似の部分については、互いに参照することができる。
本明細書では、本発明の原理および実施形態を説明するために特定の例を使用し、上記の実施例の説明は、本発明の方法およびコアアイデアを理解するのを助けるためにのみ使用される。同時に、当業者にとって、本発明のアイデアによれば、発明を実施するための形態および適用範囲について変更をすることもある。要約すると、本明細書の内容は、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
２０１；第一の中高広範囲エネルギーイオン源、２０２；コールドロール、２０３；補助ロール、２０４；第一の中低広範囲エネルギーイオン源、２０５；コールドロール、２０６；第二の中低広範囲エネルギーイオン源、２０７；ステンレス鋼チャンバー、２０８；第三の中低広範囲エネルギーイオン源、２０９；第二ステンレス鋼チャンバー仕切板、２１０；巻き取りロール、２１１；右下の真空チャンバー、２１２；低エネルギーイオン源、２１３；コールドロール、２１４；第二の中高広範囲エネルギーイオン源、２１５；第一コリメーション検出器、２１６；左真空チャンバー、２１７；巻き戻し室、２１８；第二コリメーション検出器、２１９；第一ステンレス鋼チャンバー仕切板。

Claims (9)

  1. イオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法であって、
    前記イオンビーム印刷システムは、真空中に配置されたロールツーロール印刷機と、前記ロールツーロール印刷機に設置された中高広範囲エネルギーイオン源、中低広範囲エネルギーイオン源、および低エネルギーイオン源を含み、
    前記イオンビーム印刷方法は、
    ポリイミド基板を準備するステップ、
    前記ポリイミド基板の表面にドライフィルムをコーティングするステップ、
    プリセット回路パターンに従って前記ドライフィルムをエッチングし、エッチングされた基板を形成するステップ、
    前記イオンビーム印刷システムを使用して前記エッチングされた基板の前記プリセット回路パターンに広範囲のエネルギーの金属イオンを堆積させて金属フィルム基板を形成するステップ、
    前記金属フィルム基板の表面のドライフィルムを剥離して印刷回路基板を得るステップ、
    を含み、
    前記広範囲のエネルギーの金属イオンのエネルギー範囲は３０ｅｖ−２０Ｋｅｖであることを特徴とするイオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法。
  2. 前記広範囲のエネルギーの金属イオンはニッケルイオンまたは銅イオンであることを特徴とする請求項１に記載のイオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法。
  3. 前記イオンビーム印刷システムを使用して、前記エッチングされた基板の前記プリセット回路パターンに前記広範囲のエネルギーの金属イオンを堆積させ、前記金属フィルム基板を形成する前記ステップは、具体的には、
    前記中高広範囲エネルギーイオン源から発生する中高広範囲エネルギーイオンビームを用いて前記エッチングされた基板表面の前記プリセット回路パターン位置に表面処理を行い、表面処理後の基板を形成し、
    前記中低広範囲エネルギーイオン源から発生する中低広範囲エネルギーイオンビームを用いて前記表面処理後の基板表面の前記プリセット回路パターン位置に超薄金属層を堆積させ、超薄金属層を堆積させた基板を形成し、
    前記低エネルギーイオン源から発生する低エネルギーイオンビームを用いて前記超薄金属層を堆積させた基板表面の前記プリセット回路パターン位置に金属の堆積を行ってその厚さを増し、前記金属フィルム基板を形成すること、
    を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のイオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法。
  4. 前記中高広範囲エネルギーイオン源から発生する前記中高広範囲エネルギーイオンビームを用いて前記エッチングされた基板表面の前記プリセット回路パターン位置に表面処理を行い、前記表面処理後の基板を形成することは、具体的には、
    前記中高広範囲エネルギーイオン源を用いて前記エッチングされた基板表面の前記プリセット回路パターン位置に前記中高広範囲エネルギーイオンビームを注入することを含み、
    前記中高広範囲エネルギーイオンビームの注入電圧は８〜３０ｋＶ、ビーム強度は１〜１０ｍＡ、注入量は１×１０１５〜１×１０１６個／ｃｍ２、注入深さは７０〜１２０ｎｍであることを特徴とする請求項３に記載のイオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法。
  5. 前記中低広範囲エネルギーイオン源から発生する前記中低広範囲エネルギーイオンビームを用いて前記表面処理後の基板表面の前記プリセット回路パターン位置に超薄金属層を堆積させ、前記超薄金属層を堆積させた基板を形成することは、具体的には、
    前記中低広範囲エネルギーイオン源を用いて前記表面処理後の基板表面の前記プリセット回路パターン位置に磁気濾過堆積法によって超薄金属層を堆積させ、前記超薄金属層を堆積させた基板を形成することを含み、
    前記磁気濾過堆積法で使用されるアーク電流は９０〜１５０Ａであり、磁気パイプの磁場電流は１．０〜４．０Ａであることを特徴とする請求項３に記載のイオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法。
  6. 前記低エネルギーイオン源から発生する低エネルギーイオンビームを用いて前記超薄金属層を堆積させた基板表面の前記プリセット回路パターン位置に金属の堆積を行ってその厚さを増し、前記金属フィルム基板を形成することは、具体的には、
    前記低エネルギーイオン源を用いて前記超薄金属層を堆積させた基板表面の前記プリセット回路パターン位置に磁気濾過堆積法によってさらに厚さ向上金属層を堆積させ、前記金属フィルム基板を形成することを含み、
    前記磁気濾過堆積法で使用されるアーク電流は１００〜１５０Ａであり、磁気パイプの磁場電流は２．０〜４．０Ａであることを特徴とする請求項３に記載のイオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法。
  7. 前記中高広範囲エネルギーイオン源は、カソードパルスによってトリガーしてプラズマを形成し、前記プラズマは磁気パイプを通して引き出され、中高エネルギー無線周波数電源がリードアノードの外側に配置され、前記中高エネルギー無線周波数電源の電圧範囲は０−１０００Ｖで、周波数範囲は０．１−３ＭＨｚであることを特徴とする請求項３に記載のイオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法。
  8. 前記中低広範囲エネルギーイオン源は、直流電源によってトリガーしてプラズマを形成し、前記プラズマは磁気パイプを通して引き出され、中低エネルギー無線周波数電源が前記磁気パイプの外側に配置され、前記中低エネルギー無線周波数電源の電圧範囲は０−１００Ｖで、周波数範囲は０．１−３ＭＨｚであることを特徴とする請求項３に記載のイオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法。
  9. 前記低エネルギーイオン源は、直流電源によってトリガーしてプラズマを形成し、前記プラズマは磁気パイプを通して引き出され、前記磁気パイプの外側には無線周波数電源はないが、リード磁場が前記磁気パイプに設定されていることを特徴とする請求項３に記載のイオンビーム印刷システムに基づくイオンビーム印刷方法。
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