WO2007140496A1 - Verfahren zur herstellung einer leitenden bzw. leitfähigen struktur und struktur - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a conductive structure, in particular of printed conductors on a printed circuit board, as well as to such a conductive or conductive structure.
  • the etching medium does not etch anisotropically, substantially downwards to achieve substantially vertical edges of the desired printed conductors or conductor tracks, but as expected an isotropic etching in the region of the attack surfaces of the ⁇ tz- raediums is carried out on the conductive or conductive material to be etched, so that conductor tracks or conductor tracks or generally conductive elements have a correspondingly uneven structure.
  • conductor tracks or conductor tracks or generally conductive elements have a correspondingly uneven structure.
  • conductor tracks or conductor tracks typically have a smaller thickness or width than in a base or foot area in end areas adjoining the base material.
  • the present invention therefore aims to provide a method of the type mentioned above and a structure in which the above-mentioned disadvantages are avoided and in which it is possible, in particular, conductive or conductive structures, in particular conductor tracks or conductor tracks a printed circuit board with defined dimensions to provide, which in the ideal case have a substantially rectangular cross-section and thus a substantially uniform extension or elevation in the insulating base material of the circuit board different levels.
  • the method according to the invention of the type mentioned above is essentially characterized by the following steps:
  • Finishing the conductive structure by removing residues of the conductive material in regions of the element of the conductive structure adjoining the base material, the region being partially formed before application of the protective material to the region substantially parallel to the base material Elements ⁇ 1 for forming the elements provided resist material of a mask is removed.
  • a protective material can be applied at least to the flanks of the at least one elevation directed essentially normal to the base material, whereupon in at least one elevation-forming element of the conductive structure finishing step, finishing the conductive structure by removing residues of the conductive material in areas of the element of the conductive structure adjoining the base material, and in particular between adjacent elements of the conductive structure.
  • the inventively provided intermediate step of applying a flank protection or of a protective material at least on essentially normal standing subareas of the flanks of the (already) partially formed element (s) of the conductive or conductive structure is at the final completion of the conductive structure provide protection of the protective material-covered portions of the flanks of the partially fabricated member such that an etching process used to complete the structure is substantially based on removal of remnants of the conductive material in lower portions of the respective ones adjacent the base material Collection and provision of several, in particular adjacently arranged elements to a removal of partial areas substantially limited between the adjacent elements of the conductive structure.
  • head regions or adjoining regions of the at least one already partially formed element of the conductive or conductive structure, which are spaced from the insulating base material, are or will not be exposed to any further treatment, in particular etching treatment. so that, after the final finishing step has been carried out, areas of soil immediately adjacent to the insulating base material have substantially the same width or cross-section as the areas protected by the protective material or planking near the head region of the conductive structure exhibit. In this way, it is thus possible to provide essentially rectangular profiles of the conductive or conductive structure (s) or conductor track (s), which have flanks or lateral boundary surfaces running substantially vertically on the insulating base material.
  • a conductive or conductive structure in particular printed conductors or conductor tracks, on a printed circuit board which have a constant cross-section or a constant width over substantially their entire height extent or elevation.
  • the one by the gesarate survey or height extension substantially constant cross-sections having tracks provided by the inventive method, not only a corresponding reduction in the width of individual elements or interconnects in compliance with the required tolerances, in particular with respect to a uniform width or thickness over the entire height extent, can be achieved, but it can also be the distances between adjacent elements of the conductive or conductive structure, taking into account the defined, vertically extending lateral boundary surfaces or flanks are reduced, so that reducing the mutual spacing of adjacent conductive structures may provide a further increase in the density of such conductive structures.
  • the inventive method is both in connection with a subtractive process control, in which according to step a) a conductive material is substantially completely applied to a base material, wherein a formation of the conductive structure after application of a mask and etching of the Mask not affected sub-areas, as well as in connection with a semi-additive method according to step b) can be used, in which after applying a base layer of the conductive material using a mask, for example, an electrochemical structure of the desired tracks takes place.
  • a protective material will at least partially wise applied to the flanks in the substantially normal to the base material directed portions corresponding to the head portions and the upper portions of the produced conductive or conductive structure, which are remote from the insulating base material or removed.
  • the protective material which is applied to at least the flanks of the partially formed element of the conductive structure substantially normal to the base material be formed by a resist material .
  • substantially known resist materials which are in turn removed by known methods, in particular after completion of the conductive or conductive structure by removal of residues of the conductive material in the bottom region and / or between adjacent elements of the conductive structure.
  • the protective material be deposited by electrodeposition, dip coating, meniscus coating, roll coating, ink jet, spraying, in particular electrospray, printing, for example off-set or flexographic printing , chemical or physical vapor deposition or self-assembling layers or layers is applied.
  • Such application methods are not only simple and reliable, but also allow the use of substantially known protective materials or resist materials without causing excessive lengthening of the manufacturing process of the conductive structure.
  • the protective material is applied substantially in the entire, each forming a recess between adjacent partially formed elements of the conductive structure forming region, as a further preferred embodiment of the method according to the invention corresponds.
  • at least partial removal of the protective material may be carried out in subregions in which, for example, residual material is to be removed during the finishing step, so that the final desired shaping of the material individual elements of the conductive or conductive structure can be achieved by optionally required special treatments of the protective material formed essentially over the entire region of the respective one depression between adjacent elements of the partially produced conductive structure.
  • the materials used to produce the individual elements of the conductive structure are in a position opposite closing desired dimensions excessive thickness or thickness applied to the insulating base material, followed by the use of the etching process or a final etching step in the head portions of such elements, a partial removal of the conductive material to the desired final dimensions.
  • the protective material be additionally applied to the surface area of the partially formed elements of the conductive structure substantially parallel to the base material.
  • the protective material before completing the conductive structure with Electromagnetic radiation, in particular UV light irradiated and subsequently developed.
  • the protective material in particular in the event that the protective material is introduced or applied to substantially all of the area formed in each case between adjacent elements of the conductive structure, it can be applied by special treatment of partial areas of the substrate - brought protective material, the desired final configuration of the conductive or conductive structure to be produced, in particular the conductor tracks are further influenced.
  • the protective material be removed in areas other than normal to the base material by laser ablation or an anisotropic plasma etching, as in a further preferred embodiment of the invention. Method corresponds. It can thus be influenced by a targeted removal of protective material, the final configuration in the completion step by a corresponding subsequent removal of the conductive material between adjacent elements of the conductive structure.
  • the completion of the conductive structure after application and / or exposure or development of the protective material is carried out by etching.
  • the method according to the invention in addition to the possibility of providing substantially rectangular cross-sections of at least one element of a conductive or conductive structure, in particular conductor tracks, also provides the possibility, in particular in the head region or in the insulation - Provide well-defined base material facing portion precisely defined dimensions of the individual elements of the conductive structure.
  • a subtractive method using a mask in the fabrication of the individual conductive elements it is proposed that when partially forming the conductive structure according to step (a), a partial undercut of a larger dimension than the one to be formed, a protrusion forming element-containing mask areas is made.
  • the configuration of a head portion is defined, whereupon, in accordance with the under-etching of the portion, a preferential and reliable application of the protective material to the flanks can be made in regions substantially normal to the base material.
  • Such an undercutting or undercutting of the head region makes it possible, for example, to apply the protective material or edge protection essentially over one-half or at least one-third of the height extension of the at least one element of the conductive structure, so that subsequently with a simplified Process step optionally present additional protective materials can be easily removed and Subsequently, the completion of the conductive structure is reliably carried out.
  • the protective material is applied in a layer thickness of less than 40 ⁇ m, in particular less than 20 ⁇ m.
  • a conductive or conductive structure, in particular printed conductors on a printed circuit board are provided beyond that, which are produced by a method of the type mentioned above.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of successive method steps of a first embodiment of the method according to the invention in a subtractive process for producing a conductive or conductive structure
  • FIG. 2 shows, in a representation similar to FIG. 1, a modified embodiment of the method according to the invention, in which a removal of the dry resist in the head region is carried out before application of the material which partially protects the flanks
  • FIG. 3 shows a modified embodiment of the method according to the invention using a positive resist for edge protection in a sequence similar to FIG. 1
  • FIG. FIG. 4 shows, in a method sequence similar to FIG.
  • FIG. Fig. 5 shows a modified embodiment again similar to the process sequence of Fig. 1, wherein a protective material is applied to both the flank and the head region;
  • FIG. 6 shows a further modified embodiment using a protective material similar to that of FIG. 2, using a protective material on the flank as well as in the head region;
  • FIG. 7 shows a sequence of processes for carrying out the method according to the invention in a semi-additive process for producing the conductive or conductive structure
  • FIG. 8 shows a modified embodiment of the process sequence of FIG. 7 using a positive resist for the protective material
  • FIGS. 10 and 11 show parts of a process sequence for carrying out further modified embodiments of the method according to the invention using a printing technique for applying the protective material in the region of the flanks and in the head area both in a subtractive process and in a semi-additive process. While in each case a plurality of juxtaposed, conductive or conductive elements in the form of elevations is arranged in the figures, all method steps can also be applied to a single element, for example a single conductor track.
  • a substantially full-surface layer or layer 2 of a conductive or conductive material for example copper, is applied to an insulating base material 1 in a step S0O, with conductive or conductive material in detrii itself
  • a mask 3 is applied by a liquid or dry resist.
  • step S11 etching is carried out in step S11 for a partial formation of the conductive structure in the form of at least one, in the case shown, a plurality of adjacent elements forming a bump 4, each of which is formed in step S10 provided, substantially full-surface layer or layer 2 of the conductive material arise.
  • etching or removal of the conductive material formed between the individual masked regions 3 in step S 1 residual regions 11 remain between the individual bumps 4 so that residues of the conductive layer remain between bumps 4 in step S 1, which subsequently form the conductive or conductive structure.
  • a protective material is applied substantially in the entire region of the depression 6 between the individual adjacent elevations or elements 4, which subsequently conductive or conductive structure, wherein the protective material is formed by a known resist 7 and is applied, for example, by electrodeposition, dip coating, roll coating or the like.
  • step S 1 in the first removal or etching step an undercutting or undercutting takes place in the head region of the individual elevations 4, wherein the back-etched or under-etched regions are designated by 8.
  • step S12 After the protective material 7 has been applied in step S12 essentially in the entire region between adjacent elevations 4, an ablation with laser beams schematically indicated by 9 takes place in step S13, parts of the mask 3 as well as those not etched back or undercut Divisions 8 protected areas different from the substantially normal to the insulating base material 1 standing flanks denote 10 of the protective material to be removed.
  • step S13 therefore, essentially the regions 10 which adjoin the head region 5 or the original mask 3 and which extend, for example, over less than one half, in particular one third of the flanks, are protected by the protective material, while the subsequent to the insulating base material 1 sub-areas or bottom areas 11 by the laser beams 9, the protective material has been removed.
  • the individual elements of the conductive or conductive structure forming elevations 4 can be substantially coated on the insulating base material 1 rectangular cross section and thus provide with substantially normal to the insulating base material 1 extending flanks 12 available.
  • substantially rectangular or rectangular elements or interconnects 4 With defined dimensions on their entire extent or height to make available. It is thus not only possible to provide correspondingly precise, uniform and small dimensions having elements or conductor tracks 4, but also to reduce the mutual distance between adjacent elements 4, since, in contrast to the prior art, there is no need to fear that, in particular Remaining material of the conductive layer 2 remains or has remained in the foot region or the subregions of the elevations 4 immediately adjacent to the insulating base material 1.
  • step S13 a laser ablation of the protective material 7 is carried out using a laser power of, for example, more than 4 watts, wherein the substantially full-surface laser ablation, as already described above, results in mentions that parts of the remaining masking 3 are also removed.
  • the undercutting 8, which takes place in step Sil, and the use of the substantially collimated laser beam 9 ensure that substantially only flank regions 10 adjoining the head region, which lie approximately parallel to the laser beams 9, remain unchanged from the protective material 7 remain protected or covered, as can be seen in step S13.
  • step S14 final etching or finishing of the conductive structure or of the individual ⁇ elements 4, for example using an acidic or alkaline etching medium.
  • a partially formed, conductive structure is provided in the context of a subtractive method, wherein in turn a partial undercutting or etching 8 is undertaken in the head regions.
  • a removal of the masked parts 3 or of the etching resist is carried out in a step S21A, whereupon in a step S22 corresponding to the step S22 a substantially full-area coating of the elevations 4 with the protective material 7 takes place.
  • step S23 laser ablation is carried out in a step S23 in accordance with step S13 using laser beams 9, wherein only areas extending substantially parallel to the load beams remain provided with the edge protection 10, while at the head end 5 as well as in the areas of the recesses 11 between adjacent elevations 4 and adjacent to the base material, lower or bottom areas of the protective material 7 is removed.
  • a removal of the residual material 11 takes place in bottom regions or between the individual elements or elevations 4, moreover also in the head region 5 a corresponding partial removal or etching of the conductive material of the elevations or conductor tracks 4 takes place.
  • the protective material or the flank protection 10 is in turn stripped, so that elevations or elements 4 of the conductive structure having, in particular, a rectangular cross-section, in turn, essentially have a rectangular cross-section similar to the method of FIG are provided normal to the base material 1 extending flanks 12.
  • a partially formed conductive structure is provided by a subtractive process.
  • step S32 Similar to step S12, a substantially full-area application of a protective material 7 takes place in step S32, wherein in the embodiments shown in FIGS. 3 and 4 a positive resist is used in contrast to the resist used in FIGS Another consequence is removed by laser ablation.
  • an essentially full-area exposure with parallel or collimated light, in particular UV light which has, for example, an exposure energy of 2 to 2,000 mJ / cm 2 , takes place in step S33A.
  • the applied positive resist 7 remains insoluble because. taking into account the parallel or collimated light used, too little radiation impinges on the sub-regions which are again denoted by 10, so that in the subsequent development step S33B the subregions of the flanks, again designated 10, remain protected.
  • step S34 etching or removal of the subregions remaining between the individual elevations 4 or regions 11 adjoining the base material is carried out in accordance with step S14, followed by stripping of the resist or masking in a step S35 in accordance with step S15 3 as well as the flange protection 10 is carried out so that similarly as in the preceding embodiments again conductive elements or interconnects 4 are provided with a substantially rectangular cross-section and extending substantially normal to the insulating base material flanks 12. 4, as in the embodiment according to FIG. 3, again a positive resist is used, again in a similar manner to the embodiment according to FIG.
  • step S41 the provision of the partially formed conductive structure takes place, wherein in one not In a step S42, a removal of the masking material or of the resist 3 is carried out in a step S42 in turn, a substantially full-area application of the protective material 7 is carried out.
  • steps S33A and S33B parallel collimated light exposure and development are performed in steps S43A and S43B, whereupon residual areas between the individual conductive elements or printed conductors 4 are again removed in step S44.
  • step S45 After stripping the protective material 10 in step S45, rectangular cross-sectional elements 4 of the conductive structure are again provided.
  • step S51 of a partially formed conductive structure whereupon in a step S51A a passive layer 14 is applied to projecting surfaces.
  • the application is carried out, for example, by electrodeposition, dip coating, roll coating, chemical or physical vapor deposition or the like.
  • Step S51B stripping or removal of the resist or of the mask 3 takes place, whereupon in one Step S52, according to step S12, a deposition of a protective material 7 takes place both in flank regions 10 adjoining the head region 5 and directly in the head region 5.
  • step S53A removal of the passive layer takes place in a step S53A, so that only the protective material 7 remains on the individual elevations 4, whereupon, in a step S54 corresponding to the step S14, the residual material 11 is removed.
  • step S55 a removal of the protective material or flank protection 10, so that turn again in substantially rectangular cross-section providing surveys or conductive structures 4 are provided.
  • step S61B application of a passivating material, again denoted by 14, similarly to the embodiments according to FIGS. 3 and 4, is effected by irradiation with UV Light 13 in a step S61C and subsequently developing in a step S6ID, whereupon, in step S62, the protective material 7 is applied similarly to the step S12.
  • step S63A After removal of the passive layer in step S63A corresponding to step S53A, similarly as in the embodiment according to FIG. 5, removal of residual material 11 takes place corresponding to steps not shown in detail, so that again conductive elements 4 or substantially rectangular cross-section are provided Conductor tracks are provided.
  • a semi-additive construction takes place in the case of a conductive or conductive structure, wherein a continuous layer 20 is formed in steps, not shown, on a base material which is again denoted by 1
  • desired conductive or conductive structures 22 and passage openings or contacts or laser bores 23 are constructed. Up to the structure shown in FIG.
  • a thickness of a conductive base layer 20 to a maximum of 18 ⁇ m is used, whereupon the conductive structures using the mask 21 in a thickness between 2 to 50 ⁇ m, for example by galvanic buildup of copper , be formed.
  • step S72 a stripping or removal of the resist areas or the masking 21 takes place, followed by an essentially full-area application of a layer of protective material, again denoted by 7, in step S73.
  • a laser ablation takes place in step S74, so that protective material remains essentially only on the subregions or flanks designated in each case by 24 or 25, substantially normal to the base material 1 the protective material 7 is removed by the laser irradiation 26 in the head portions 5 and bottom portions.
  • step S75 etching is carried out in step S75, in particular of the base layer 20, as well as a partial removal of the head regions 27, so that after a further stripping or removal of the protective layer or of the protective mask.
  • step S76 similar to the previous embodiments, again a substantially rectangular or rectangular cross-section having conductive or conductive patterns or tracks 22 remain which have substantially normal to the base material 1 extending flanks 28 and 29.
  • a protective material 7 which consists of a positive resist, so that after steps S81 to S83 which follow steps S71 to 73, in step S84A a substantially full-surface exposure is again effected with parallel or collimated light, in particular UV light.
  • the positive resist 7 remains insoluble, so that after the development in step S84B, the protective material remains substantially similar to the partial regions 24 normally remaining on the base layer 1, as in step S74 ,
  • steps S85 and S86 which correspond to steps S75 and S76, again etching or removal of the base layer 20 between the protected by the areas 24 parts, so that in step S86 again a substantially rectangular or having rectangular cross-section conductive elements or conductors 22 with substantially normal to the base material 1 extending flanks 28 and 29 can be provided.
  • a passivating material or a passive layer is again used.
  • a passive layer 31 is applied in step S92A, which is subjected to UV irradiation 32 in step S92B.
  • step S92A By using the full-area exposure with parallel light, areas which are substantially parallel to the light 32 or substantially normal to the surface of the base layer 1 remain unresolved, so that subregions of the passivation layer 31 are again removed in the subsequent development step S92C.
  • step S93 the protective material 7 is applied again, followed by removal or stripping of the passive layer in step S94A, so that, similar to the preceding embodiments, the protective layer only in subregions 24 extending substantially normal to the base layer 1 remains.
  • FIGS. 10 and 11 show embodiments in which the protective material 7 is applied in each case only in the head region 5 and the immediately adjoining flank regions, wherein in FIG. 10 deposition takes place in partially formed conductive structures 4 produced in a subtractive process.
  • step S110 the application is shown by a roller indicated schematically at 33, followed by removal of remaining material in step S102, similar to step S14, so that after the stripping of the protective material in step S103 again takes place conductive elevations or conductor tracks 4 are provided with a substantially rectangular or rectangular cross-section.
  • step S111 the protective material 7 is applied in step S111 via a roller, again denoted by 33
  • step S112 a removal of the base layer 20 between the individual elevations or conductor tracks 22 takes place, and in step S113 after removal of the protective layer 7 again has a substantially rectangular cross-section having conductive elements 22 with substantially normal to the base layer 1 extending flanks 28 or 29 are made available.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer leitenden bzw. leitfähigen Struktur, insbesondere von Leiterbahnen auf einer Leiterplatte sind folgende Schritte vorgesehen, teilweises Ausbilden (S11) der leitfähigen Struktur in Form von wenigstens einem eine Erhebung bildenden Element (4) der leitenden Struktur, Aufbringen (S12) eines schützenden Materials (7) zumindest auf die im wesentlichen normal zu dem Basismaterial gerichteten Flanken (10) des teilweise ausgebildeten, eine Erhebung (4) bildenden Elements (4) der leitenden Struktur, und Fertigstellen (S14) der leitenden Struktur durch ein Entfernen von Resten (11) des leitenden Materials in an das Basismaterial anschließenden Bereichen des Elements der leitenden Struktur, wobei vor dem Aufbringen des schützenden Materials (7) auf dem im wesentlichen parallel zum Basismaterial verlaufenden Bereich der teilweise ausgebildeten Elemente (4) ein für ein Ausbilden der Elemente vorgesehenes Resistmaterial einer Maske (3) entfernt wird, wodurch einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisende Elemente (4) der leitenden bzw. leitfähigen Struktur zur Verfügung gestellt werden können.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER LEITENDEN BZW. LEITFÄHIGEN
STRUKTUR UND STRUKTUR
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer leitenden bzw. leitfähigen Struktur, insbesondere von Leiterbahnen auf einer Leiterplatte, sowie auf eine derartige leitende bzw. leitfähige Struktur.
Im Zusammenhang mit der Herstellung von leitenden bzw. leitfähigen Strukturen, insbesondere von Leiterbahnen auf einer Leiterplatte ist es in einem sogenannten subtraktiven Prozeß bzw. Verfahren bekannt, Leiterbahnen bzw. Leiterzüge auf einem isolierenden Basismaterial beispielsweise dadurch herzustellen, daß auf eine Beschichtung aus einem im wesentlichen vollflächigen leitenden Material, beispielsweise Kupfer, eine Maske aufgebracht wird, worauf nach einem Belichten und Entwickeln der Maske freibleibende Bereiche der Schicht aus leitendem Material geätzt bzw. frei- geätzt werden, worauf in weiterer Folge die Maske entfernt wird. Alternativ ist es möglich, in einem sogenannten semiadditiven Verfahren ausgehend von einer gleichmäßigen und dünneren leitenden Schicht auf dem Basismaterial beispielsweise elektrochemisch Leiterbahnen bzw. Leiterzüge aufzubauen, wobei wiederum unter Verwendung einer Maske ge- wünschte Freistellungen bzw. Abstände zwischen den Leiterbahnen definiert werden. Zur Herstellung der leitenden bzw. leitfähigen Struktur erfolgt abschließend wiederum ein Ätzen der durchgehend dünnen Basisschicht.
Bei beiden Verfahren ergibt sich das Problem, daß das Ätz- medium nicht anisotrop, im wesentlichen nach unten zur Erzielung im wesentlichen vertikaler Flanken der gewünschten Leiterbahnen bzw. Leiterzüge ätzt, sondern erwartungsgemäß ein isotropes Ätzen im Bereich der Angriffsflächen des Ätz- raediums auf das zu ätzende leitende bzw. leitfähige Material erfolgt, so daß Leiterbahnen bzw. Leiterzüge bzw. allgemein leitende Elemente eine entsprechend ungleichmäßige Struktur aufweisen. Insbesondere in von dem isolierten Basismaterial abgewandten Endbereich bzjw. Kopfbereich weisen i derartige Leiterbahnen bzw. Leiterzüge üblicherweise eine geringere Dicke bzw. Breite als in einem Boden- bzw. Fußbereich in an das Basismaterial anschließenden Endbereichen auf. Es wird bei zunehmender Verringerung der Abmessungen derartiger leitender bzw. leitfähiger Strukturen, insbesondere Leiterbahnen nicht mehr möglich, die geforderten Genauigkeiten der Abmessungen und gegebenenfalls erforderlichen relativen Abstände zwischen einzelnen leitenden bzw. leitfähigen Elementen einer derartigen Struktur aufrecht zu erhalten, so daß eine zunehmende Verringerung der Abmessungen derartiger Leiterbahnen bzw. allgemein leitender bzw. leitfähiger Strukturen durch die oben erwähnten Beschränkungen im Zusammenhang mit dem Einsatz des Ätzmediums begrenzt ist.
Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Struktur zur Verfügung zu stellen, bei welchen die oben erwähnten Nachteile vermieden sind und bei welchen es insbesondere möglich wird, leitende bzw. leitfähige Strukturen, insbesondere Leiterbahnen bzw. Leiterzüge auf einer Leiterplatte mit definierten Abmessungen zur Verfügung zu stellen, welche im Idealfall einen im wesentlichen rechteckigen Quer- schnitt und somit eine im wesentlichen einheitliche Erstreckung bzw. Erhebung in von dem isolierenden Basismaterial der Leiterplatte unterschiedlichen Ebenen aufweisen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren der eingangs genannten Art im wesentlichen gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
- teilweises Ausbilden der leitfähigen Struktur in Form von wenigstens einem eine Erhebung bildenden Element der leitenden Struktur durch
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(a) Aufbringen eines im wesentlichen vollflächigen leitenden Materials auf ein isolierendes Basismaterial und teilweises Entfernen von Teilbereichen1 des vollflächigen leitenden Materials entsprechend dem auszubildenden Element der leitenden Struktur unter Einsatz einer Maske, oder
(b) Aufbauen von leitendem Material aτiιf einer auf ein isolierendes Basismaterial aufgebrachten ©rundschicht des leitenden Materials entsprechend dem auszubildenden Element der leitenden Struktur unter Einsatz einer Maske und nachträgliches Entfernen der Maske;
- Aufbringen eines schützenden Materials zumindest auf die im wesentlichen normal zu dem Basismaterial gerichteten Flanken des teilweise ausgebildeten, eine Erhebung bilden- den Elements der leitenden Struktur, und
- Fertigstellen der leitenden Struktur durch e|in Entfernen von Resten des leitenden Materials in an das Basismaterial anschließenden Bereichen des Elements der leitenden Struktur, wobei vor dem Aufbringen des schützenden Materials auf dem i im wesentlichen parallel zum Basismaterial verlaufenden Be- i reich der teilweise ausgebildeten Elemente ein ι 1 für ein Aus- bilden der Elemente vorgesehenes Resistmaterial einer Maske entfernt wird.
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Da erfindungsgemäß im Gegensatz zu bisher bekannten Verfahrensführungen in einem ersten Verfahrensschritt ein lediglich teilweises Ausbilden der leitfähigen Struktur in Form von wenigstens einem eine Erhebung bildenden Element der leitenden Struktur vorgenommen wird, kann in weiterer Folge, wie dies erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, ein schützendes Material zumindest auf die im wesentlichen nor- mal zu dem Basismaterial gerichteten Flanken der wenigstens einen Erhebung aufgebracht werden, worauf in einem abschließenden Bearbeitungsschritt ein Fertigstellen der leitenden Struktur durch ein Entfernen von Resten des leitenden Materials in an das Basismaterial anschließenden Be- reichen des Elements der leitenden Struktur und insbesondere zwischen benachbarten Elementen der leitenden Struktur vorgenommen wird. Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Zwischenschritt eines Aufbringens eines Flankenschutzes bzw. eines schützenden Materials zumindest an im wesent- liehen normal stehenden Teilbereichen der Flanken des (der) bereits teilweise ausgebildeten Elements (e) der leitenden bzw. leitfähigen Struktur wird bei der abschließenden Fertigstellung der leitenden Struktur ein Schutz der durch das schützende Material bedeckten bzw. beschichteten Bereiche der Flanken des teilweise hergestellten Elements bereitgestellt, so daß ein zur Fertigstellung der Struktur vorgenommenes Ätzverfahren sich im wesentlichen auf ein Entfernen von Resten des leitenden Materials in an das Basismaterial anschließenden, unteren Teilbereichen der jeweiligen Erhebung und bei Vorsehen von mehreren, insbesondere benachbart angeordneten Elementen auf ein Entfernen von Teilbereichen im wesentlichen zwischen den benachbarten Elementen der leitenden Struktur beschränkt. Insbesondere Kopfbe- reiche bzw. daran anschließende Bereiche des wenigstens einen bereits teilweise ausgebildeten Elements der leitenden bzw. leitfähigen Struktur, welche von dem isolierenden Basismaterial beabstandet sind, sind bzw. werden keiner weiteren Behandlung, insbesondere Ätzbehandlung ausgesetzt, so daß nach Durchführung des abschließenden Fertigstellungsschritts auch Bodenbereiche bzw. Bereiche, welche unmittelbar an das isolierende Basismaterial anschließen, im wesentlichen dieselbe Breite bzw. denselben Querschnitt wie die durch das schützende Material bzw. den Plankenschutz geschützten Bereiche nahe dem Kopfbereich der leitenden bzw. leitfähigen Struktur aufweisen. Derart wird somit ermöglicht, im wesentlichen rechteckige Profile der leitenden bzw. leitfähigen Struktur (en) bzw. Leiterbahn (en) zur Verfügung zu stellen, welche im wesentlichen vertikal auf das isolierende Basismaterial verlaufende Flanken bzw. seitliche Begrenzungsflächen aufweisen.
Insbesondere bei Aufbringung von schützendem Material auch auf Kopfbereichen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß vor dem Aufbringen des schützenden Materials auf dem im wesentlichen parallel zum Basismaterial verlaufenden Bereich der teilweise ausgebildeten Elemente ein für ein Ausbilden der Elemente vorgesehenes Resistmaterial einer Maske ent- fernt wird, da bei Aufbringen der schützenden Schicht auch im Kopfbereich der durch ein andernfalls sich ergebendes Verbleiben der Maske zur Verfügung gestellte Schutz des Kopfbereichs nicht mehr notwendig ist.
Es läßt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren eine leitende bzw. leitfähige Struktur, insbesondere Leiterbahnen bzw. Leiterzüge auf einer Leiterplatte zur Verfügung stellen, welche im wesentlichen über ihre gesamte Höhenerstreckung bzw. Erhebung einen gleichbleibenden Querschnitt bzw. eine gleichbleibende Breite aufweisen. Derart lassen sich unter Berücksichtigung einer fortschreitenden Minimierung der Abmessungen derartiger Leiterbahnen die Toleranzbzw. Genauigkeitsanforderungen über den gesamten Quer- schnitt einzelner Elemente der leitenden bzw. leitfähigen Struktur einhalten. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die einen über die gesarate Erhebung bzw. Höhenerstreckung im wesentlichen gleichbleibenden Querschnitte aufweisenden Leiterbahnen durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Verfügung gestellt werden, kann nicht nur eine entsprechende Verringerung der Breite einzelner Elemente bzw. Leiterbahnen unter Einhaltung der geforderten Toleranzen, insbesondere im Hinblick auf eine gleichmäßige Breite bzw. Dicke über die gesamte Höhenerstreckung, erzielt werden, sondern es können auch die Abstände zwischen benachbarten Elementen der leitenden bzw. leitfähigen Struktur unter Berücksichtigung der definierten, vertikal verlaufenden seitlichen Begrenzungsflächen bzw. Flanken verringert werden, so daß durch die Verringerung des gegenseitigen Abstands benachbarter leitender bzw. leitfähiger Strukturen eine weitere Erhöhung der Dichte bzw. Kompaktheit derartiger leitender bzw. leitfähiger Strukturen zur Verfügung gestellt werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl im Zusammenhang mit einer subtraktiven Prozeßführung, bei welcher gemäß Schritt a) ein leitendes Material im wesentlichen voll- flächig auf einem Basismaterial aufgebracht wird, wobei eine Ausbildung der leitenden bzw. leitfähigen Struktur nach Aufbringen einer Maske und Ätzen der von der Maske nicht betroffenen Teilbereiche erfolgt, als auch im Zusammenhang mit einem semi-additiven Verfahren gemäß Schritt b) einsetzbar, bei welchem nach Aufbringen einer Grundschicht des leitenden Materials unter Einsatz einer Maske beispielsweise ein elektrochemischer Aufbau der gewünschten Leiterbahnen erfolgt. In beiden Fällen wird vor dem Fertigstellungsschritt ein schützendes Material wenigstens teil- weise auf die Flanken in den im wesentlichen normal zu dem Basismaterial gerichteten Teilbereichen aufgebracht, welche den Kopfbereichen bzw. den oberen Teilbereichen der herzustellenden leitenden bzw. leitfähigen Struktur entsprechen, welche von dem isolierenden Basismaterial abgewandt bzw. entfernt sind.
Zur Erzielung des gewünschten Schutzes der Flanken bzw. insbesondere des Kopfbereichs von .herzustellenden leitenden bzw. leitfähigen Strukturen bei gleichzeitiger Ermöglichung des Einsatzes von im wesentlichem bekannten Verfahrens-
I schritten, insbesondere Ätzschritten, zur Fertigstellung der leitenden Strukturen wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das schützende Material, welches zumindest auf die im wesentlichen normal zu dem Basismaterial gerichteten Flanken des teilweise ausgebildeten Elements der leitenden Struktur aufgebracht wird, von einem Resistmaterial gebildet wird. Derart können im wesentlichen bekannte Resistmaterialien eingesetzt werden, welche mit bekannten Verfahren insbesondere nach einer Fertigstellung der leitenden bzw. der leitfähigen Struktur durch ein Entfernen von Resten des leitenden Materials im Bodenbereich und/oder zwischen benachbarten Elementen der leitenden Struktur wiederum entfernt werden.
Für eine besonders zuverlässige und einfache Aufbringung des zu schützenden Materials wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das schützende Material durch Elektroabscheidung, Tauchbeschichten, Menis- kusbeschichten, Walzenbeschichten, Tintenstrahlen, Sprühen, insbesondere Elektrosprühen, Druckverfahren, beispielsweise Off-set- oder Flexodruck, chemische oder physikalische Dampfabscheidung oder selbstaufbauende Schichten bzw. Lagen aufgebracht wird. Derartige Aufbringungsverfahren lassen sich nicht nur einfach und zuverlässig durchführen, sondern ermöglichen auch den Einsatz von im wesentlichen bekannten schützenden Materialien bzw. Resistmaterialien, ohne eine übermäßige Verlängerung des Herstellungsverfahrens der leitenden bzw. leitfähigen Struktur zu bedingen.
Im Rahmen einer besonders einfachen Aufbringung des zu schützenden Materials wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß das schützende Material im wesentlichen in den gesamten, jeweils eine Vertiefung zwischen benachbarten teilweise ausgebildeten Elementen der leitenden Struktur ausbildenden Bereich aufgebracht wird, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren entspricht . Nach einem derartigen vereinfachten Aufbringungsverfahren des schützendes Materials unter Einsatz bekannter Verfahren kann eine wenigstens teilweise Entfernung des schützenden Materials in Teilbereichen, in welchen im Rahmen des Fertigstellungsschritts beispielsweise ein Ätzen bzw. Entfernen von Restmaterial erfolgen soll, durchgeführt werden, so daß die abschließend gewünschte Formgebung der einzelnen Elemente der leitenden bzw. leitfähigen Struktur durch gegebenenfalls erforderliche spezielle Behandlungen des im wesentlichen über den gesamten Bereich der jeweils eine Vertiefung zwischen benachbarten Elementen der teilweise hergestellten leitenden Struktur ausgebildeten bzw. aufgebrachten schützenden Materials erzielbar ist .
Im Zusammenhang mit der Herstellung von leitenden bzw. leitfähigen Strukturen, insbesondere Leiterzügen bzw. Leiterbahnen einer Leiterplatte • ist es teilweise bekannt, die zur Herstellung der einzelnen Elemente der leitenden Struktur eingesetzten Materialien in einer gegenüber den ab- schließend gewünschten Abmessungen übermäßigen Dicke bzw. Stärke auf das isolierende Basismaterial aufzubringen, worauf bei Einsatz des Ätzverfahrens bzw. eines abschließenden Ätzschritts auch in Kopfbereichen derartiger Elemente ein teilweises Abtragen des leitenden Materials auf die gewünschten Endabmessungen erfolgt.
Um ein derartiges vorangehendes Bereitstellen eines Übermaßes einer Höhe bzw. Erstreckung des leitenden Materials unter Berücksichtigung des in einem nachfolgenden bzw. abschließenden Verfahrensschritt, insbesondere Ätzschritt erfolgenden und neuerlichen Abtragens vermeiden zu können, wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausfühirungsform vorge-
I schlagen, daß das schützende Material zusätzlich auf dem im wesentlichen parallel zum Basismaterial gerichteten Oberflächenbereich der teilweise ausgebildeten Elemente der leitenden Struktur aufgebracht wird. Durch ein derartiges bzw. zusätzliches Aufbringen des schützenden ' Materials auf Kopfbereiche bzw. im wesentlichen parallel zum Basismate- rial gerichtete Oberflächenbereiche wird sichergestellt, daß im abschließenden Fertigstellungsschritt derartige Kopfbereiche ebenso wie daran anschließende Flankenbereiche vor einem weiteren Ätzangriff geschützt sind, so daß die gewünschten Abmessungen im Kopfbereich zuverlässig aufrecht erhalten werden. Derart lassen sich Kopfbereiche mit entsprechend genau bestimmten Abmessungen zur Verfügung stellen, bei welchen nicht Einflüsse eines abschließenden Ätzverfahrens berücksichtigt werden müssen.
Im Zusammenhang mit einer besonders einfachen und zuverlässigen Verfahrensführung wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das schützende Material vor einem Fertigstellen der leitenden Struktur mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere UV-Licht bestrahlt und nachfolgend entwickelt wird.
Wie oben bereits angedeutet, kann insbesondere für den Fall, daß das schützende Material im wesentlichen in dem gesamten, jeweils eine Vertiefung zwischen benachbarten Elementen der leitenden Struktur ausgebildeten Bereich eingebracht bzw. darauf aufgebracht wird, durch eine spezielle Behandlung von Teilbereichen des aufgebrachten bzw. einge- brachten schützenden Materials die gewünschte Endkonfiguration der herzustellenden leitenden bzw. leitfähigen Struktur, insbesondere der Leiterbahnen weiter beeinflußt werden. In diesem Zusammenhang wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß das schützende Material in von im wesentlichen normal zu dem Basismaterial gerichteten Flanken verschiedenen Bereichen durch eine Laserablation oder ein anisotropes Plasmaätzen entfernt wird, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen. Verfahren entspricht. Es kann somit durch ein gezieltes Entfernen von schützendem Material die Endkonfiguration im Fertigstellungsschritt durch ein entsprechendes nachträgliches Entfernen des leitenden Materials zwischen benachbarten Elementen der leitenden Struktur beeinflußt werden. In diesem Zusammenhang wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausfüh- rungsform vorgeschlagen, daß die Fertigstellung der leitenden Struktur nach Aufbringen und/oder Belichten bzw. Entwickeln des schützenden Materials durch ein Ätzen vorgenommen wird.
Zu der Fertigstellung der leitenden bzw. leitfähigen Struktur wird in einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß nach der Fertigstellung der leitenden Struktur ein gegebenenfalls verbliebenes schützendes Material entfernt bzw. gestrippt wird.
Wie oben bereits mehrfach erwähnt, ergibt die erfindungsge- mäße Verfahrensführung neben der Möglichkeit, im wesentlichen rechteckige Querschnitte wenigstens eines Elements einer leitenden bzw. leitfähigen Struktur, insbesondere Leiterbahnen zur Verfügung zu stellen, auch die Möglichkeit, insbesondere im Kopfbereich bzw. im von dem isolie- renden Basismaterial abgewandten Teilbereich genau definierte Abmessungen der einzelnen Elemente der leitenden Struktur zur Verfügung zu stellen. Im Zusammenhang mit einem subtraktiven Verfahren unter Einsatz einer Maske bei der Herstellung der einzelnen leitenden Elemente wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß bei teilweisem Ausbilden der leitfähigen Struktur gemäß Schritt (a) ein teilweises Unterätzen der eine größere Abmessung als das auszubildende, eine Erhebung bildende Element aufweisenden Maskenbereiche vorgenommen wird. Durch das gewünschte Ausmaß eines Unterätzens wird die Konfiguration eines Kopfbereichs definiert, worauf in weiterer Folge entsprechend dem Unterätzen bzw. Hinterätzen des Bereichs ein bevorzugtes und zuverlässiges Aufbringen des schützenden Materials an den Flanken in im wesentlichen normal zu dem Basismaterial gerichteten Bereichen vorgenommen werden kann. Ein derartiges Unterätzen bzw. Hinterätzen des Kopf- bereichs ermöglicht beispielsweise ein Aufbringen des schützenden Materials bzw. Flankenschutzes im wesentlichen über eine Hälfte bzw. wenigstens ein Drittel der Höhener- Streckung des wenigstens einen Elements der leitenden Struktur, so daß in weiterer Folge mit einem vereinfachten Verfahrensschritt gegebenenfalls vorhandene zusätzliche, schützende Materialien einfach entfernt werden können und nachfolgend zuverlässig die Fertigstellung der leitenden Struktur erfolgt.
Unter Berücksichtigung der Abmessung der einzelnen Elemente der leitenden Struktur und der wechselweisen Abstände bei Vorsehen mehrerer, benachbarter Elemente als auch den insbesondere zur Fertigstellung der leitenden Struktur eingesetzten Materialien, insbesondere Ätzmaterialien, welchen die Flanken wenigstens teilweise widerstehen müssen, wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das schützende Material in einer Schichtdicke von weniger als 40 μm, insbesondere weniger als 20 μm aufgebracht wird.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben wird darüber hinaus eine leitende bzw. leitfähige Struktur, insbesondere Leiterbahnen auf einer Leiterplatte zur Verfügung gestellt, welche durch ein Verfahren der oben genannten Art hergestellt sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert. In dieser zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung von aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem subtraktiven Prozeß zur Herstellung einer leitenden bzw. leitfähigen Struktur; Fig. 2 in einer zu Fig. 1 ähnlichen Darstellung eine abge- wandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei vor einem Aufbringen des die Flanken teilweise schützenden Materials eine Entfernung des Trockenresists im Kopfbereich vorgenommen wird; Fig. 3 in einer zu Fig. 1 ähnlichen Verfahrensabfolge eine abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Einsatz eines positiven Resists für den Flankenschutz; Fig. 4 in einer zu Fig. 2 ähnlichen Verfahrensabfolge Verfahrensschritte einer weiteren abgewandelten Ausführungs- form wiederum unter Einsatz eines positiven Resists wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3; Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform wiederum ähnlich der Verfahrensabfolge von Fig. 1, wobei ein schützendes Material sowohl auf die Flanke als auch den Kopfbereich aufgebracht wird;
Fig. 6 in einer zu Fig. 2 ähnlichen Ver.fahrensabfolge eine weitere abgewandelte Ausführungsform unter Einsatz eines schützenden Materials an der Flanke als auch im Kopfbe- reich;
Fig. 7 eine Verfahrensabfolge zur Durchfü.hrung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem semi-additiven Prozeß zur Herstellung der leitenden bzw. leitfähigen Struktur; Fig. 8 eine abgewandelte Ausführungsform der Verfahrensabfolge von Fig. 7 unter Einsatz eines positiven Resists für das schützende Material;
Fig. 9 eine weitere abgewandelte Verfahrenaibfolge unter Einsatz eines schützenden Materials sowohl im Bereich der Flanke als auch im Kopfbereich; und
Fig. 10 und 11 Teile einer Verfahrensabfolge zur Durchführung von weiteren abgewandelten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Einsatz einer Drucktechnik zur Aufbringung des schützenden Materials im Bereich der Flanken und im Kopfbereich sowohl bei einem subtrak- tiven Prozeß als auch bei einem semi-additiven Prozeß. Während in den Figuren jeweils eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, leitenden bzw. leitfähigen Elementen in Form von Erhebungen angeordnet ist, lassen sich alle Verfahrensschritte auch auf ein einzelnes Element, beispielsweise eine einzelne Leiterbahn, anwenden.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Verfahrensabfolge wird in einem Schritt SlO auf einem isolierenden Basismaterial 1 eine im wesentlichen vollflächige Schicht bzw. Lage 2 aus einem leitenden bzw. leitfähigen Material, beispielsweise Kupfer aufgebracht, wobei auf detrii leitenden bzw. leitfähigen Material in an sich bekannter, Weise eine Maske 3 durch einen Flüssig- oder Trockenresist ;aufgebracht wird.
Nach Herstellung der Basis- bzw. Grundstruktur im Schritt SlO erfolgt im Schritt Sil ein Ätzen für ein teilweises Ausbilden der leitfähigen Struktur in Form wenigstens einem, im dargestellten Fall einer Mehrzahl von benachbarten, jeweils eine Erhebung 4 bildenden Elementen, welche aus der in Schritt SlO bereitgestellten, im wesentlichen vollflächigen Lage bzw. Schicht 2 des leitenden Materials entstehen. Bei dem in Schritt Sil durchgeführten Ätzen bzw. Entfernen des zwischen den einzelnen maskierten Bereichen 3 jeweils eine Erhebung 4 bildenden leitenden Materials blei- ben Restbereiche 11 zwischen den einzelnen Erhebungen 4 zurück, so daß in Schritt Sil Reste der leitenden Schicht zwischen Erhebungen 4 verbleiben, welche in weiterer Folge die leitende bzw. leitfähige Struktur ausbilden.
Anschließend erfolgt in einem Schritt S12 ein Aufbringen eines schützenden Materials im wesentlichen in dem gesamten Bereich der Vertiefung 6 zwischen den einzelnen benachbarten Erhebungen bzw. Elementen 4 der in weiterer Folge aus- zubildenden leitenden bzw. leitfähigen Struktur, wobei das schützende Material von einem an sich bekannten Resist 7 gebildet ist und beispielsweise durch Elektroabscheidung, Tauchbeschichten, Rollen- bzw. Walzenbeschichten oder dgl. aufgebracht wird.
Wie in Fig. 1 in Schritt Sil ersichtlich, erfolgt in dem ersten Entfernungs- bzw. Ätzschritt ein Unterätzen bzw. Hinterätzen im Kopfbereich der einzelnen Erhebungen 4, wo- bei die hinterätzten bzw. unterätzten Bereiche mit 8 bezeichnet sind. Nach dem in Schritt S12 erfolgten Aufbringen des schützenden Materials 7 im wesentlichen im gesamten Bereich zwischen benachbarten Erhebungen 4 erfolgt im Schritt S13 eine Ablation mit schematisch mit 9 angedeuteten Laser- strahlen, wobei Teile der Maskierung 3 als auch die nicht durch die hinterätzten bzw. unterätzten Teilbereiche 8 geschützten Bereiche verschieden von den im wesentlichen normal auf das isolierende Basismaterial 1 stehenden Flanken bezeichnen 10 des schützenden Materials entfernt werden. In Fig. 1 sind im Schritt S13 somit im wesentlichen die an den Kopfbereich 5 bzw. die ursprüngliche Maskierung 3 anschließenden, sich beispielsweise über weniger als eine Hälfte, insbesondere ein Drittel der Flanken erstreckenden Bereiche 10 durch das schützende Material geschützt, wäh- rend in den an das isolierende Basismaterial 1 anschließenden Teilbereichen bzw. Bodenbereichen 11 durch die Laserstrahlen 9 das schützende Material entfernt wurde.
Derart wird es in einem weiteren bzw. abschließenden Ent- fernungs- bzw. Ätzschritt S14 möglich, die an das Basismaterial anschließenden Bereiche 11 an den Flanken bzw. die zwischen den einzelnen Erhebungen 4 verbliebenen Teilbe- reiche 11 aus leitendem bzw. leitfähigetn Material zu entfernen.
Nach einem abschließenden Entfernen bzw. Strippen der Reste der Maske bzw. des Trocken- bzw. Flüssigresists 3 sowie des schützenden Materials bzw. Flankenschutzes 10 lassen sich auf dem isolierenden Basismaterial 1 die einzelne Elemente der leitenden bzw. leitfähigen Struktur ausbildende Erhebungen 4 mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt und somit mit im wesentlichen normal auf das isolierende Basis- material 1 verlaufenden Flanken 12 zu Verfügung stellen.
Durch die Bereitstellung der im wesentlichen normal auf das isolierende Basismaterial 1 verlaufenden Flanken 12 der einzelnen Erhebungen 4, welche beispielsweise Leiterbahnen bzw. Leiterzüge ausbilden, wird es möglich, entsprechende, im wesentlichen rechteckige bzw. rechtwinkelige Elemente bzw. Leiterbahnen 4 mit definierten Abmessungen über ihre gesamte Erstreckung bzw. Höhe zur Verfügung zu stellen. Es wird somit nicht nur möglich, entsprechend präzise, gleichförmige und geringe Abmessungen aufweisende Elemente bzw. Leiterbahnen 4 bereitzustellen, sondern auch den gegenseitigen Abstand zwischen benachbarten Elementen 4 zu verringern, da im Gegensatz zum Stand der Technik nicht befürch- tet werden muß, daß insbesondere im Fußbereich bzw. den unmittelbar an das isolierende Basismaterial 1 anschließenden Teilbereichen der Erhebungen 4 Restmaterial der leitenden Schicht 2 verbleibt bzw. verblieben ist.
Im Schritt S13 erfolgt eine Laserablation des schützenden Materials 7 unter Einsatz einer Laserleistung von beispielsweise mehr als 4 Watt, wobei durch die im wesentlichen vollflächige Laserablation, wie oben bereits er- wähnt, Teile der verbliebenen Maskierung 3 ebenfalls entfernt werden. Durch die Unterätzung 8, welche in Schritt Sil erfolgt, und durch den Einsatz des im wesentlichen kol- lirainierten Laserstrahls 9 wird sichergestellt, daß im we- sentlichen nur an den Kopfbereich anschließende Flankenbereiche 10, die annähernd parallel zu den Laserstrahlen 9 liegen, unverändert von dem schützenden Material 7 geschützt bzw. abgedeckt verbleiben, wie dies in Schritt S13 ersichtlich ist.
Das in Schritt S14 vorgenommene abschließende Ätzen bzw. Fertigstellen der leitenden Struktur bzw. der einzelnen ■ Elemente 4 erfolgt beispielsweise unter Einsatz eines sauren oder alkalischen Ätzmediums.
Bei dem Verfahren gemäß Fig. 2 wird in einem Schritt S21 ähnlich wie in Schritt Sil eine teilweise ausgebildete, leitfähige Struktur im Rahmen eines subtraktiven Verfahrens zur Verfügung gestellt, wobei wiederum in den Kopfbereichen ein teilweises Unterätzen bzw. Hinterätzen 8 vorgenommen wird.
Anschließend wird in einem Schritt S21A eine Entfernung der maskierten Teile 3 bzw. des Ätzresists vorgenommen, worauf in einem dem Schritt S12 entsprechenden Schritt S22 ein im wesentlichen vollflächiges Beschichten der Erhebungen 4 mit dem schützenden Material 7 erfolgt.
In weiterer Folge wird in einem Schritt S23 entsprechend dem Schritt S13 unter Einsatz von Laserstrahlen 9 eine Laserablation vorgenommen, wobei nur sich im wesentlichen parallel zu den Lasterstrahlen erstreckende Bereiche mit dem Flankenschutz 10 versehen bleiben, während an den Kopf- bereichen 5 als auch in den Bereichen der Vertiefungen 11 zwischen benachbarten Erhebungen 4 bzw. an das Basismaterial angrenzenden, unteren bzw. Bodenbereichen das schützende Material 7 entfernt wird.
In dem darauffolgenden Ätzschritt S24 entsprechend dem Ätzschritt S14 erfolgt eine Entfernung des Restmaterials 11 in Bodenbereichen bzw. zwischen den einzelnen Elementen bzw. Erhebungen 4, wobei darüber hinaus auch im Kopfbereich 5 ein entsprechendes teilweises Entfernen bzw. Ätzen des leitenden Materials der Erhebungen bzw. Leiterbahnen 4 erfolgt. In einem dem Schritt S15 entsprechenden Schritt S25 wird wiederum das schützende Material bzw. der Flankenschutz 10 gestrippt, so daß ähnlich wie bei der Verfahrens- führung gemäß Fig. 1 wiederum insbesondere einen rechteckigen Querschnitt aufweisende Erhebungen bzw. Elemente 4 der leitenden Struktur mit im wesentlichen normal auf das Basismaterial 1 verlaufenden Flanken 12 zur Verfügung gestellt werden.
Bei der Verfahrensführung gemäß Fig. 3 erfolgt wiede'rum ähnlich wie bei Schritt Sil in Schritt S31 eine Bereitstellung einer teilweise ausgebildeten leitenden bzw. leitfähigen Struktur durch ein subtraktives Verfahren.
Ähnlich dem Schritt S12 erfolgt im Schritt S32 ein im wesentlichen vollflächiges Aufbringen eines schützenden Materials 7, wobei in den in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen ein Positivresist im Gegensatz zu dem in den Fig. 1 und 2 verwendeten Resist zum Einsatz gelangt, welcher in weiterer Folge durch Laserablation entfernt wird. Nach dem Aufbringen des Resists bzw. des schützenden Materials 7 erfolgt im Schritt S33A ein im wesentlichen vollflächiges Belichten mit parallelem bzw. kolliminiertem Licht, insbesondere UV-Licht, welches beispielsweise eine Belichtungsenergie von 2 bis 2.000 mJ/cm2 aufweist. An Stellen, wo eine Unterätzung 8 erfolgte, bleibt der aufgebrachte Positivresist 7 unlöslich, da. unter Berücksichti- gung des verwendeten parallelen bzw. kollimierten Lichts zu wenig Strahlung auf die wiederum mit 10 bezeichneten Teil- bereiche trifft, so daß in dem nachfolgenden Entwicklungs- schritt S33B die wiederum mit 10 bezeichneten Teilbereiche der Flanken geschützt verbleiben. *
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Ahnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist davon auszugehen, daß Flächen, die annähernd parallel zu dem
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Lichtstrahl bzw. im wesentlichen normal zur' Oberfläche des isolierenden Basismaterials 1 verlaufen, durch das schützende Material geschützt verbleiben, wobei diese Bereiche mit 10 bezeichnet sind.
Im nachfolgenden Schritt S34 erfolgt entsprechend dem Schritt S14 wiederum ein Ätzen bzw. Entfernen »der zwischen den einzelnen Erhebungen 4 verbleibenden Teilbereiche bzw. an das Basismaterial anschließenden Bereiche 11, worauf in einem Schritt S35 entsprechend dem Schritt S15 ein Strippen des Resists bzw. der Maskierung 3 als auch des Flanschschutzes 10 vorgenommen wird, so daß ähnlich wie bei den vorangehenden Ausführungsformen wiederum leitende Elemente bzw. Leiterbahnen 4 mit im wesentlichen rechteckigem Quer- schnitt und im wesentlichen normal auf das isolierende Basismaterial verlaufenden Flanken 12 bereitgestellt werden. Bei der Verfahrensführung gemäß Fig. 4 findet, wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3, wiederum ein Positivresist Verwendung, wobei wiederum ähnlich zu Ausführungsform gemäß Fig. 2 im Schritt S41 die Bereitstellung der teilweise aus- gebildeten leitfähigen Struktur erfolgt, wobei in einem nicht näher dargestellten Schritt entsprechend dem Schritt S21A ein Entfernen der Maskierung bzw. des Resists 3 erfolgt, worauf in einem Schritt S42 wiederum ein im wesentlichen vollflächiges Auftragen des schützenden Materials 7 vorgenommen wird.
Ähnlich den Schritten S33A und S33B erfolgt in den Schritten S43A und S43B ein Belichten mit parallelem, kollimier- tem Licht und ein Entwickeln, worauf anschließend im Schritt S44 wiederum Restbereiche zwischen den einzelnen leitenden Elementen bzw. Leiterbahnen 4 entfernt werden.
Nach einem Strippen bzw. Entfernen des schützenden Materials 10 in Schritt S45 werden wiederum eine rechtwinkelige Querschnittsform aufweisende Elemente bzw. Leiterbahnen 4 der leitenden bzw. leitfähigen Struktur zur Verfügung gestellt.
Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 5 erfolgt wiederum in Schritt S51 eine Bereitstellung einer teilweise ausgebildeten leitenden Struktur, worauf in einem Schritt S51A eine Passivschicht 14 auf projizierende Flächen aufgebracht wird. Das Aufbringen erfolgt beispielsweise durch Elektroabscheidung, Tauchbeschichten, Walzbeschichten, chemische oder physikalische Dampfabscheidung oder dgl.
Nachfolgend erfolgt in einem Schritt S51B ein Strippen bzw. Entfernen des Resists bzw. der Maske 3, worauf in einem Schritt S52 entsprechend dem Schritt S12 ein Aufbringen eines schützenden Materials 7 sowohl in an den Kopfbereich 5 anschießenden Flankenbereichen 10 als auch unmittelbar im Kopfbereich 5 erfolgt .
Nachfolgend erfolgt in einem Schritt S53A ein Entfernen der Passivschicht, so daß lediglich das schützende Material 7 auf den einzelnen Erhebungen 4 verbleibt, worauf in einem Schritt S54 entsprechend dem Schritt S14 ein Entfernen des Restmaterials 11 vorgenommen wird. Abschließend erfolgt in einem Schritt S55 entsprechend dem Schritt S15 ein Entfernen des schützenden Materials bzw. Flankenschutzes 10, so daß wiederum wiederum im wesentlichen rechteckigen Querschnitt bereitstellende Erhebungen bzw. leitende Strukturen 4 zur Verfügung gestellt werden.
Bei der Verfahrensführung gemäß Fig. 6 erfolgt nach einem Entfernen der Maske 3 in Schritt S61A in Schritt S61B ein Aufbringen eines wiederum mit 14 bezeichneten passivieren- den bzw. Passivmaterials ähnlich wie in den Ausführungs- formen gemäß Fig. 3 und 4 ein Bestrahlen mit UV-Licht 13 in einem Schritt S61C und ein nachfolgendes Entwickeln in einem Schritt S6ID, worauf im Schritt S62 ähnlich dem Schritt S12 das schützende Material 7 aufgebracht wird.
Nach einem Entfernen der Passivschicht im Schritt S63A entsprechend dem Schritt S53A erfolgt in weiterer Folge ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 entsprechend nicht näher dargestellten Schritten ein Entfernen von Rest- material 11, so daß wiederum im wesentlichen rechwinkeligen Querschnitt aufweisende leitende Elemente 4 bzw. Leiterbahnen zur Verfügung gestellt werden. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 findet ein semi-addi- tiver Aufbau bei einer leitenden bzw. leitfähigen Struktur statt, wobei in nicht näher dargestellten Schritten auf einem Basismaterial, welches wiederum mit 1 bezeichnet ist, eine durchgehende Schicht 20 ausgebildet wird, auf welcher in weiterer Folge unter Einsatz einer Maskierung 21 gewünschte leitende bzw. leitfähige Strukturen 22 und Durchtrittsöffnungen bzw. Kontaktierungen oder Laserbohrungen 23 aufgebaut werden. Bis zu dem in Fig. 7 in Schritt S71 dargestellten Aufbau findet beispielsweise eine Dicke einer leitfähigen Basisschicht 20 bis maximal 18 μm Verwendung, worauf die leitenden Strukturen unter Einsatz der Maskierung 21 in einer Dicke zwischen 2 bis 50 μm, beispielsweise durch galvanisches Aufbauen von Kupfer, ausgebildet werden.
Nachfolgend erfolgt in Schritt S72 ein Strippen bzw. Entfernen der Resistbereiche bzw. der Maskierung 21, worauf in Schritt S73 ein im wesentlichen vollflächiges Aufbringen einer wiederum mit 7 bezeichneten Schicht aus schützendem Material erfolgt.
Ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 erfolgt eine Laserablation im Schritt S74, so daß schützendes Material im wesentlichen nur an dem jeweils mit 24 bzw. 25 be- zeichneten, im wesentlichen normal auf das Basismaterial 1 stehenden Teilbereichen bzw. Flanken verbleibt, während das schützende Material 7 durch die Laserbestrahlung 26 in den Kopfbereichen 5 und Bodenbereichen entfernt wird.
Nachfolgend erfolgt im Schritt S75 ein Ätzen insbesondere der Basisschicht 20 sowie ein teilweises Entfernen der Kopfbereiche 27, so daß nach einem weiteren Strippen bzw. Entfernen der schützenden Schicht bzw. des schützenden Ma- terials 7 im Schritt S76 ähnlich wie bei den vorangehenden Ausführungsformen wiederum einen im wesentlichen rechteckigen bzw. rechtwinkeligen Querschnitt aufweisende leitende bzw. leitfähige Strukturen bzw. Leiterbahnen 22 verbleiben, welche im wesentlichen normal auf das Basismaterial 1 verlaufende Flanken 28 und 29 aufweisen.
Bei der in Fig. 8 dargestellten, semi-additiven Verfahrensführung erfolgt ähnlich wie bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 3 und 4 ein Einsatz eines schützenden Materials 7, welches aus einem Positivresist besteht, so daß nach den Schritten S81 bis S83, welche den Schritten S71 bis 73 entsprechen, im Schritt S84A eine im wesentlichen vollflächige Belichtung wiederum mit parallelem bzw. kollimiertem Licht, insbesondere UV-Licht erfolgt. An Flächen, welche im wesentlichen parallel zu der isolierenden Basisschicht 1 sind, bleibt der Positivresist 7 unlöslich, so daß nach der in Schritt S84B erfolgenden Entwicklung das schützende Material ähnlich wie im Schritt S74 im wesentlichen an den normal auf der Basisschicht 1 verbleibenden Teilbereichen 24 bleibt.
Derart erfolgt in den Schritten S85 und S86, welche den Schritten S75 und S76 entsprechen, wiederum ein Ätzen bzw. Entfernen der Basisschicht bzw. Grundschicht 20 zwischen den durch die Bereiche 24 geschützten Teilen, so daß im Schritt S86 wiederum einen im wesentlichen rechteckigen bzw. rechtwinkeligen Querschnitt aufweisende leitende Elemente bzw. Leiterbahnen 22 mit im wesentlichen normal auf das Basismaterial 1 verlaufenden Flanken 28 bzw. 29 zur Verfügung gestellt werden können. Bei der in Fig. 9 dargestellten Verfahrensführung findet ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 und 6 wiederum ein passivierendes Material bzw. eine Passivschicht Verwendung .
Ausgehend von den Schritten S71 und S72 entsprechenden Verfahrensschritten S91 und S92 erfolgt im Schritt S92A ein Aufbringen einer Passivschicht 31, welche im Schritt S92B einer UV-Bestrahlung 32 unterworfen wird. Durch Einsatz der vollflächigen Belichtung mit parallelem Licht bleiben Bereiche, welche im wesentlichen parallel zum Licht 32 bzw. im wesentlichen normal zur Oberfläche der Basisschicht 1 sind, ungelöst, so daß im nachfolgenden Entwicklungsschritt S92C Teilbereiche der Passivierungsschicht 31 wiederum ent- fernt werden.
Im nachfolgenden Schritt S93 erfolgt wiederum ein Aufbringen des schützenden Materials 7, worauf in Schritt S94A ein Entfernen bzw. Strippen der Passivschicht vorgenommen wird, so daß ähnlich wie bei den vorangehenden Ausführungsformen lediglich in im wesentlichen normal auf die Basisschicht 1 verlaufenden Teilbereichen 24 die schützende Schicht verbleibt.
In dem nachfolgenden Entfernungs- bzw. Ätzschritt S95 der Basisschicht 20 erfolgt eine Trennung der zueinander benachbarten leitenden bzw. leitfähigen Elemente bzw. Erhebungen 22, worauf nach einem Entfernen bzw. Strippen der schützenden Schicht in Schritt S96 wiederum leitende bzw. leitfähige Elemente 22 mit im wesentlichen normal zur Basisschicht 1 verlaufenden Flanken 28 bzw. 29 zur Verfügung gestellt werden. In Fig. 10 und 11 sind Ausführungsformen dargestellt, bei welchen das schützende Material 7 jeweils lediglich im Kopfbereich 5 sowie den unmittelbar daran anschließenden Flankenbereichen aufgebracht wird, wobei in Fig. 10 ein Aufbringen bei in einem subtraktiven Verfahren hergestellten teilweise ausgebildeten leitenden Strukturen 4 erfolgt. In Schritt SlOl ist die Aufbringung durch eine schematisch mit 33 angedeutete Rolle bzw. Walze gezeigt, worauf in Schritt S102 ähnlich dem Schritt S14 eine Entfernung von verbleibendem Material vorgenommen wird, so daß nach dem in Schritt S103 erfolgenden Entfernen bzw. Strippen des schützenden Materials wiederum leitende Erhebungen bzw. Leiterbahnen 4 mit im wesentlichen rechteckigem bzw. rechtwinkeligem Querschnitt zur Verfügung gestellt werden.
Ähnlich dem Verfahren von Fig. 10 wird in Fig. 11 ein Aufbringen von schützendem Material 7 auf eine in einem semiadditiven Verfahren hergestellte Struktur durchgeführt, wobei in Schritt SlIl ein Aufbringen des schützenden Mate- rials 7 über eine wiederum mit 33 bezeichnete Walze erfolgt, worauf in Schritt S112 ein Entfernen der Grundschicht 20 zwischen den einzelnen Erhebungen bzw. Leiterzügen 22 erfolgt und in Schritt S113 nach einem Entfernen der schützenden Schicht 7 wiederum einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisende leitende Elemente 22 mit im wesentlichen normal zur Basisschicht 1 verlaufenden Flanken 28 bzw. 29 zur Verfügung gestellt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung einer leitenden bzw. leitfähigen Struktur, insbesondere von Leiterbahnen auf einer Leiterplatte, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
- teilweises Ausbilden der leitfähigen Struktur in Form von wenigstens einem eine Erhebung bildenden Element (4) der leitenden Struktur durch
(a) Aufbringen eines im wesentlichen vollflächigen leitenden Materials auf ein isolierendes Basismaterial (1) und teilweises Entfernen von Teilbereichen des vollflächigen leitenden Materials (2) entsprechend dem auszubildenden Element der leitenden Struktur unter Einsatz einer Maske (3) , oder (b) Aufbauen von leitendem Material auf einer auf ein isolierendes Basismaterial (1) aufgebrachten Grundschicht des leitenden Materials (2) entsprechend dem wenigstens einen auszubildenden Element der leitenden Struktur unter Einsatz einer Maske (3) und nachträgliches Entfernen der Maske;
- Aufbringen eines schützenden Materials (7) zumindest auf die im wesentlichen normal zu dem Basismaterial gerichteten Flanken (10) des teilweise ausgebildeten, eine Erhebung bildenden Elements (4) der leitenden Struktur, und - Fertigstellen der leitenden Struktur durch ein Entfernen von Resten (11) des leitenden Materials in an das Basismaterial (1) anschließenden Bereichen des Elements der leitenden Struktur (2) , wobei vor dem Aufbringen des schützenden Materials (7) auf dem im wesentlichen parallel zum Basismaterial verlaufenden Bereich der teilweise ausgebildeten Elemente (4) ein für ein Ausbilden der Elemente vorgesehenes Resistmaterial einer Maske (3) entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schützende Material (7) , welches zumindest auf die im wesentlichen normal zu dem Basismaterial gerichteten Flan- ken (10) des wenigstens einen teilweise ausgebildeten Elements (4) der leitenden Struktur (2) aufgebracht wird, von einem Resistmaterial gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeich- net, daß das schützende Material • (7) durch Elektroabschei- dung, Tauchbeschichten, Meniskusbeschichten, Walzenbeschichten, Tintenstrahlen, Sprühen, insbesondere Elektro- sprühen, Druckverfahren, beispielsweise Off-set- oder FIe- xodruck, chemische oder physikalische Dampfabscheidung oder selbstaufbauende Schichten bzw. Lagen aufgebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet, daß das schützende Material (7) im wesentlichen in den gesamten, jeweils eine Vertiefung (6) zwischen be- nachbarten, teilweise ausgebildeten Elementen (4) der leitenden Struktur (2) ausbildenden Bereich aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das schützende Material (7) zusätzlich auf dem im wesentlichen parallel zum Basismaterial gerichteten Oberflächenbereich der teilweise ausgebildeten Elemente (4) der leitenden Struktur (2) aufgebracht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, daß das schützende Material (7) vor einem
Fertigstellen der leitenden Struktur mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere UV-Licht bestrahlt und nachfolgend entwickelt wird. ' 2 B -
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das schützende Material (7) in von im wesentlichen normal zu dem Basismaterial gerichteten Flanken (10) verschiedenen Bereichen durch eine Laserabiation oder ein anisotropes Plasmaätzen entfernt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fertigstellung der leitenden Struktur nach Aufbringen und/oder Belichten bzw. Entwickeln des schützenden Materials (7) durch ein Ätzen vorgenommen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Fertigstellung der leitenden Struktur (2) ein ge- gebenenfalls verbliebenes schützendes Material entfernt bzw. gestrippt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei teilweisem Ausbilden der leitfähigen Struktur (2) gemäß Schritt (a) ein teilweises Unterätzen der eine größere Abmessung als das auszubildende, eine Erhebung bildende Element (4) aufweisenden Maskenbereiche vorgenommen wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das schützende Material (7) in einer Schichtdicke von weniger als 40 μm, insbesondere weniger als 20 μm aufgebracht wird.
12. Leitende bzw. leitfähige Struktur, insbesondere Leiterbahnen auf einer Leiterplatte, welche durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt ist.
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