[其他]印刷線路板的圖案抗蝕法

無效

• 申請號: 87100339
• 申請日: 1987-01-19
• 公開（公告）號: CN87100339A
• 公開（公告）日: 1988-08-03
• 發明（設計）人: 哈羅德·萊克;保羅·E·格蘭蒙特
• 申請（專利權）人: 福克斯保羅公司
• 主分類號: H05K3/06
• 分類號: H05K3/06
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 肖掬昌

本申請涉及格蘭蒙特（Grantmont）和萊克（Lake）題為“多層電路板制造法”的共同未決申請，申請號為742，747，申請日為1985年6月10日（與本申請同一天），該申請已轉讓給本申請的受讓人，并在這里加入參考資料。

本發明一般涉及電氣元件用的印刷線路板的制造，更具體地說，本發明涉及印刷線路板用的光學處理技術。

過去二十年來，電子電路元件的前進中的集成化和小型化成為對印刷線路板技術極限的日益增長的挑戰。印刷電路板或更確切地稱為印刷線路板（PWB）在幾個方面起著關鍵的作用。首先，如特殊封裝的集成電路、電阻器等等電氣元件被裝在或載在扁平的堅固卡片狀印刷板表面上。故印刷線路板起著支承元件的作用。其次，在印刷板的表面上使用化學刻蝕或涂覆的導體圖案，使印刷線路板形成元件間的所需電氣互連。此外，印刷線路板還包括起散熱作用的金屬區域。

導體圖案一般是采用光刻蝕敷銅箔的環氧樹脂纖維玻璃基板形成的。將一層光敏抗蝕層涂敷到銅箔上，并通過一掩模（通常稱為“原圖”）用紫外（UV）光投射其上曝光以形成圖案。曝過光的區域受到聚合作用。未起聚合作用的區域由化學溶液除去，留下銅的區域（即所需導體圖案）位于剩余的聚合硬化的光抗蝕保護阻擋層之下。然后將暴露的銅刻蝕掉，并用化學方法除去剩下的光敏抗蝕層以露出所得的導體圖案。另一種做法是作出光敏抗蝕層的圖案以形成導體圖案的化學鍍用的通道。當然，這種方法有許多變化，但所有變化都需要光刻出該抗蝕層的圖案。

由于集成電路的使用已經日愈增長，輸入和輸出（I/O）用的較高密度的互連端頭就需用雙面的印刷線路板，其附加的互連用導體圖案做在板的另一面。

隨著電路集成的增加，面安裝技術（SMT）也加速了電子電路的密集化。將面安裝器件（SMD）直接安放到印刷線路板表面上，并用汽相、紅外（IR）或其它技術焊接。面安裝技術徹底改革了電子制造工業，使裝配成本下降約50%，元件密度增加超過40%，并增強了可靠性。面安裝器件上的端頭排列比常用元件的端頭排列有較高的密度或較密的間隔。因為各端頭在電氣上仍須正確地連到板上的有關導體，面安裝器件的對準要求印刷線路板導線有高的分辨率。事實上，面安裝器件電路已經變得密到雙面板容納不下所有需要電氣的連接。因此，多層印刷電路板已經成為注意力的焦點，有幾種競爭的技術正在展開。那些依賴于導體圖案疊層的技術，除了在已知層中導體圖案的線寬和間距要精確外，還需要各層間的對準。要在四或更多層的深度對準制作相當于3至5密耳的甚細線條是很困難的。

為了最充分利用正在冒出來的面安裝技術所提供的可能好處，必須在制造基板和印刷板方面開發新的制造工序。以往在制造印刷線路板中的一個有問題的地方曾經是發生和使用原圖以作出光敏抗蝕層的圖案。使用照相底片或玻璃板會出現穩定性、對準、輸運和存儲方面固有的困難。

從印刷板制造方法中消除原圖長久以來就是一個工業目標，它助長了高速紫外激光繪圖儀的發展。有幾種設備目前雖然可以買到，但全都很昂貴而且是早期發展階段的產物。這些設備不用原圖，可以直接作出紫外光敏感的抗蝕層圖案。導體圖案采用計算機輔助設計（CAD）來設計，CAD將所有路徑的坐標和尺寸數字化，并將它們轉換為控制紫外激光X-Y繪圖儀的信號。除了它們的價格極高外，這些系統還有一些局限性，這些局限性在細線條、高密度作業中變為值得注意。其中主要的局限性在于，紫外光敏感的抗蝕層是對比度低的材料，需用高能級的曝光能量。于是，線條邊緣的分辨率受到限制。為了取得高的繪制速度，這些系統全都以光柵掃描的方式工作。光柵掃描產生的邊緣不規則相當嚴重，在繪制拐角線時非常明顯。在準確性和最小線條的局限性方面是這些光柵繪圖系統的特點。現系統中另一個有問題的地方是激光源的工作期限短。再一個直接從CAD用紫外光繪制光可處理層的問題是在聚合作用之前不能作出檢查。如果圖中作出了誤差，錯誤就自動地隱埋在紫外光敏感層中。在抗蝕層的情況下，只有在除去整個抗蝕層并對板作第二次的清潔和焙干到無濕氣后，重新再開始，才能進行板的補救工作。在用紫外光繪制焊料掩模的情況下，圖案制作中的筆尖失靈導致整塊面板報廢。

因此，本發明的總目的是消除分立的在印刷板的制造方法中必須加以控制的原因，以避免直接使用紫外光繪圖儀而在邊緣分辨率出問題。本發明的另一個目的是要用固有的更可靠的設備提供成本低速度高能作出極細線條而層間失準最小的圖案。