專利名稱：用耐蝕干膜制作印刷電路板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用耐蝕干膜制作印刷電路板的方法，具體地說，涉及一種在作為普通印刷電路板的銅覆蓋層上形成電路圖樣的使用耐蝕干膜制作印刷電路板的方法，其中制作過程的修正可以提高耐蝕膜的解像度和精細(xì)焊接性，用以實(shí)現(xiàn)電路圖樣的最小化。
為了形成銅覆蓋層，作為PCB的基板，在步驟10實(shí)行預(yù)處理。預(yù)處理包括外層處理步驟和內(nèi)層處理步驟，所述外層處理依序包括鉆孔、去毛刺和外觀處理，內(nèi)層處理包括反蝕刻或酸洗。
伴隨著預(yù)處理，在步驟20，將DFR疊層在所述銅覆蓋層的銅層上。在這一疊層步驟中，用層壓機(jī)剝離DFR的保護(hù)膜，并將DFR的耐蝕膜疊層于所述銅層的表面上。通常，在如下條件下實(shí)行所述的疊層疊層速率0.5-3.5m/min，溫度100-130℃，加熱輥壓強(qiáng)10-90psi。
繼疊層之后，在步驟30，使PCB保持15分鐘，使所述基板穩(wěn)定，在步驟40，再用掩膜使DFR的耐蝕膜經(jīng)過曝光，在其中形成所要的電路圖樣。曝光期間，照射在掩膜上的UV線(紫外線)造成包含于耐蝕膜之曝光區(qū)內(nèi)的光引發(fā)劑，用以激活耐蝕膜中的聚合反應(yīng)。消耗耐蝕膜中的氧，以聚合活性單體，同時引起鏈接，然后與大量單體聚合。相反，在耐蝕膜的未曝光區(qū)內(nèi)難于發(fā)生這種鏈接。
接下去，在步驟50實(shí)行顯影，以除去耐蝕膜的未曝光區(qū)。在該顯影步驟中，將含0.8-1.2wt.％碳酸鉀或碳酸鈉的水溶液用作顯影劑，用以堿性顯影DFR。同時，由于顯影劑中所含的羧酸膠合物的皂化作用，耐蝕膜的未曝光區(qū)被洗掉，留下銅層表面上已固化的耐蝕膜。
在步驟60實(shí)行內(nèi)層和外層的處理，形成電路圖樣。所述內(nèi)層處理步驟包括腐蝕和剝離，以便在基板上形成電路圖樣，而所述外層處理步驟包括蝕刻和涂敷及養(yǎng)護(hù)之后除去焊劑，以形成所規(guī)定的電路圖樣。
當(dāng)用DFR在PCB上繪制電路時，如此形成的電路圖樣的線寬可以作到為0.1mm。由于電子設(shè)備的最新趨向，包括小型化、重量輕、高性能和高可靠性，渴望需要電子設(shè)備中所用PCB的致密化、高性能和高精度，以及減小電路圖樣線寬的方法。于是，也就要求DFR的解像度和精細(xì)焊接性。
為了提高DFR的解像度和精細(xì)焊接性，本專利的發(fā)明人發(fā)明了所謂后期曝光熱處理，這包括在耐蝕膜的曝光與除去耐蝕膜未曝光區(qū)之間的熱處理步驟，這種處理已經(jīng)得到應(yīng)用(韓國專利申請KR 98-14380)和認(rèn)可(韓國專利KR 271216)。
以下參照圖2詳細(xì)描述所述后期曝光熱處理。
首先，在步驟10使基板按與上述參照

圖1同樣的方式受到預(yù)處理。隨著所述預(yù)處理，在步驟20，將DFR疊層于基板的頂面上，并在步驟30整體保持。隨后，在步驟40，利用掩膜，使DFR曝光于UV的照射下，形成所需的電路圖樣。
接下去，在步驟45′，使所得的材料被熱處理。這種熱處理是采用本領(lǐng)域所熟知的加熱輥或者熱風(fēng)烘箱來實(shí)現(xiàn)的。采用加熱輥熱處理是在以下條件下實(shí)行的，即至少滿足下列要求之一使用1-3個加熱輥；加熱輥的溫度為80-160℃；加熱輥的驅(qū)動速率為0.2-5.0m/min；以及加熱輥的壓強(qiáng)為10-90psi。采用熱風(fēng)烘箱的熱處理是在高于80-200℃的溫度下進(jìn)行5-600秒鐘。
雖然用于提高耐蝕膜的解像度和精細(xì)焊接性的后期曝光熱處理能夠增強(qiáng)干膜的基礎(chǔ)特性，但使用熱風(fēng)烘箱惡化了實(shí)用性和生產(chǎn)能力，而使用加熱輥又要求對過程的精確控制，因?yàn)榫哂胁贿m宜的材料的加熱輥的污染可能增大固定的相關(guān)缺陷。
本發(fā)明的目的在于提供一種方法，用以在用耐蝕干膜(DFR)制作印刷電路板(PCB)或引線框時繼曝光之后實(shí)行的熱處理步驟中，減少因不適宜的材料所造成的固定的相關(guān)缺陷，并提高生產(chǎn)效率。
本發(fā)明的另一目的在于，證明在使用加熱輥、熱風(fēng)烘箱或IR干燥區(qū)的所謂后期曝光熱處理過程之后實(shí)行的熱處理步驟中使用具有預(yù)定厚度之DFR的效果。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供一種使用DFR制作PCB和引線框的方法，它包括預(yù)處理、疊層、保持、曝光及顯影步驟，其中，所述制作方法還包括在耐蝕膜曝光與除去未曝光的耐蝕膜區(qū)域之間，用紅外線干燥區(qū)實(shí)行5-600秒鐘的加熱干燥步驟。
本發(fā)明的另一方面，提供一種PCB的制作方法，它包括在厚度為如下范圍之耐蝕膜曝光的步驟與除去未曝光之耐蝕膜區(qū)域的步驟之間的熱處理步驟5μm≤t≤100μm其中，t表示DFR的基膜與覆膜之間的耐蝕膜層厚度，設(shè)為將20μm≤t≤30μm排除在外。
以下將參照圖3詳細(xì)描述本發(fā)明的制作方法。
按與普通制作方法同樣的方式實(shí)行各步程序，包括預(yù)處理(步驟10)、疊層(步驟20)、保持(步驟30)和曝光(步驟40)。繼而，以紅外線干燥區(qū)實(shí)行加熱干燥(步驟45)。
以30-300cm長的紅外線干燥區(qū)，在30-150℃溫度下實(shí)行加熱干燥5-600秒鐘，在這樣的條件下，難于發(fā)生耐蝕膜的熱固化。
加熱干燥條件可總述如下30cm≤L≤300cm；30℃≤T≤150℃；5sec≤t≤600sec其中L是所述紅外線區(qū)域的長度，T是干燥區(qū)域的溫度，t是紅外線區(qū)域的滯留時間。
在超出上述范圍的條件下，不能使耐蝕膜充分地?zé)崽幚?，以便去增?qiáng)精細(xì)焊接性和解像力。另外，過分的熱處理可能引起耐蝕膜未曝光區(qū)域的熱剝離，并因此而在接下去的顯影和脫模步驟中不能充足地在耐蝕膜上顯影和脫模。
接下去的步驟是顯影(步驟50)和內(nèi)/外層處理(步驟60)。
在PCB的連續(xù)制作過程中的以紅外線干燥區(qū)熱處理解決了固定的相關(guān)缺陷問題，如圖2所示，在用加熱輥熱處理步驟中，由于加熱輥的污染，所述的這種缺陷可能會增強(qiáng)。這種由紅外線干燥區(qū)熱處理的步驟比起用熱風(fēng)烘箱熱處理來，還提高了干燥的效率，從而以高效率減少了熱處理的時間，并增強(qiáng)了電路圖樣的性質(zhì)，如感光性、解像度和精細(xì)焊接性。
另一方面，本發(fā)明還包括在規(guī)定的耐蝕膜厚度范圍內(nèi)，用加熱輥或熱風(fēng)烘箱的熱處理，以及上述用紅外線干燥區(qū)熱處理。
在至少滿足以下要求之一的條件下，實(shí)行用加熱輥熱處理，即使用1-3個加熱輥、加熱輥的溫度為80-160℃；加熱輥的驅(qū)動速率為0.2-5.0m/min；以及加熱輥的壓強(qiáng)為10-90psi。采用熱風(fēng)烘箱的熱處理是在高于80-200℃的溫度下進(jìn)行5-600秒鐘。
DFR的熱處理效果與DFR耐蝕膜層的厚度有關(guān)。也就是關(guān)于薄膜或厚膜的熱處理明顯地增強(qiáng)了DFR的基礎(chǔ)特性，如獨(dú)立細(xì)線、解像度和跟攝能力等。
DFR的耐蝕膜層厚度最好約為5-100μm，同時排除20-30μm的厚度范圍。
所謂“薄DFR(耐蝕干膜)”具有厚度等于或大于5μm而小于20μm的耐蝕膜。具有厚度大于30μm而小于或等于100μm之耐蝕膜的DFR被稱為“厚DFR”。
所述熱處理明顯地增強(qiáng)了薄DFR和厚DFR的基礎(chǔ)特性，如解像度或精細(xì)焊接性，特別提高了DFR的跟攝能力，這對提高生產(chǎn)效率有所貢獻(xiàn)。
伴隨所述熱處理步驟，實(shí)行顯影和內(nèi)/外層處理。
圖1是表示一般印刷電路板(PCB)制作方法的方框圖；圖2是表示包含繼曝光之后熱處理的PCB制作方法的方框圖；圖3是表示按照本發(fā)明包含繼曝光之后用紅外線(IR)干燥區(qū)域熱處理的PCB制作方法的方框圖；圖4是測試布線圖，用以在覆銅疊層(CCL)上形成描線，為的是評估DFR的跟攝能力；圖5是在圖4所示布線圖下，在CCL表面上形成描線之后的測試布線圖；圖6是在CCL上沿垂直方向形成電路圖樣用的測試布線圖。
表1

表2

在比較例1和2中，DFR-A和DFR-B各自在熱風(fēng)烘箱內(nèi)于120-150℃下熱處理12秒鐘。從曝光到熱處理耗時35秒鐘。
代替熱風(fēng)烘箱，在例1和2的熱處理步驟中使用紅外線干燥區(qū)，其中紅外線干燥區(qū)的長度為50cm，干燥溫度是70-90℃，干燥速率是2.5m/min(熱處理時間12秒鐘)。
繼而，根據(jù)耐蝕膜厚度和照射在耐蝕膜上的光量，對各個耐蝕膜的靈敏度、解像度和精細(xì)焊接性進(jìn)行測量。結(jié)果示于表3中。
表3

有如從表3所能看到的那樣，以紅外線干燥區(qū)熱處理所用的時間比用熱風(fēng)烘箱熱處理所用的時間短，并有更多的優(yōu)點(diǎn)，其中，如此形成的電路圖樣具有極好的特性，如靈敏度、解像度及精細(xì)焊接性，并對接下去的處理有促進(jìn)作用。再有，在紅外線干燥區(qū)的溫度為50℃時，還可使包括靈敏度、解像度及精細(xì)焊接性在內(nèi)的耐蝕膜特性得以提高，而無需改變最小的顯影速率例3將具有表4所示耐蝕膜組分的DFR疊層在覆蓋PCB的銅層上，并經(jīng)歷曝光、熱處理及顯影。接下去測量如此固化之耐蝕膜的特性。
在熱處理步驟，使用加熱輥、熱風(fēng)烘箱或紅外線干燥區(qū)。然后，根據(jù)DFR的厚度和照射在DFR上的光量，對DFR的靈敏度、解像度及精細(xì)焊接性進(jìn)行測量。結(jié)果被示于表5中。在如下條件下，實(shí)行示于加熱輥的熱處理步驟，即加熱輥的溫度為120℃、壓強(qiáng)80psi、熱處理速率2.5m/min，并使用兩級輥?zhàn)印Ｔ?50℃下實(shí)行用熱風(fēng)烘箱的熱處理步驟12秒鐘。在如下條件下實(shí)行以紅外線干燥區(qū)熱處理的步驟，即熱處理溫度120℃、熱處理速率2.5m/min，所述紅外線干燥區(qū)的長度100cm。
表4

表5

有如從表5所能看到的那樣，關(guān)于DFR-C(10μm)組分熱處理具有最為滿足的效果，提高解像度和獨(dú)立細(xì)線。特別是在使用加熱輥(方法II)時，在DFR-C(μm)組分內(nèi)最大地提高了獨(dú)立細(xì)線。
也就是說，以加熱輥熱處理，提高薄DFR-C(μm)的跟攝能力，以改善精細(xì)焊接性，這在較厚的DFR-C(μm)中是被顯著地提高了的。
為了證明這些結(jié)果，在方法I(不熱處理)與方法II(用加熱輥熱處理)之間進(jìn)行被提高的特性的比較。結(jié)果被示于表6中。
表6

接下去，以與上述同樣的方式評述在厚DFR上熱處理的效果。結(jié)果被示于表7中。
表7

有如從表7所能看到的那樣，經(jīng)過熱處理的厚DFR增強(qiáng)了一般的特性，如解像度和精細(xì)焊接性，這些都比薄DFR的一般特性差。相反，在熱處理步驟之后，對于PCB制作時的生產(chǎn)率是必需的跟攝能力卻非常明顯地得到增強(qiáng)。
關(guān)于跟攝能力評估厚DFR，其結(jié)果被示于表8中。
用三種方法測量所述的跟攝能力。具體地說，在圖4所示的布線圖下，利用軟蝕刻方法，使覆銅疊層(CCL)的表面凸出以圖4所示的描線，并使DFR沿垂直方向疊層在CCL上。繼疊層之后，沿與所示描線正交的方向形成有如圖6所示的電路，計數(shù)電路中的斷點(diǎn)(斷路缺陷)數(shù)目。所述描線的深度為10±1μm或25±2μm。采用激光掃描顯微鏡測量所述描線的深度。
表8

如上所述，在曝光與顯影之間，用紅外線干燥區(qū)實(shí)行的加熱干燥，使得能夠在短時間內(nèi)以較高的干燥效率進(jìn)行有效的熱處理處理，增強(qiáng)電路的特性，如靈敏度、解像度和精細(xì)焊接性，并減少在常規(guī)用熱風(fēng)烘箱或加熱輥加熱干燥中因加熱輥之污染而可能發(fā)生的固定相關(guān)缺陷問題。就薄DFR而言，也即具有厚度等于或大于5μm而小于20μm之耐蝕膜層的膜，在曝光與顯影之間所實(shí)行的熱處理，明顯地增強(qiáng)了耐蝕膜的解像度和獨(dú)立細(xì)線。對于具有厚度大于30μm而小于或等于100μm之耐蝕膜層的厚DFR而言，曝光與顯影之間的熱處理，增強(qiáng)了耐蝕膜的解像度和精細(xì)焊接性，特別是DFR的跟攝能力，這對于提高生產(chǎn)率有所貢獻(xiàn)。
權(quán)利要求
1.用耐蝕干膜制作印刷電路板的方法，其特征在于，包括在曝光耐蝕膜的步驟與除去未曝光的耐蝕膜區(qū)域的步驟之間的熱處理步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，以紅外線干燥區(qū)使所述熱處理實(shí)行5至600秒鐘的加熱干燥。
3.如權(quán)利要求2所述的制作方法，其特征在于，在至少滿足以下要求之一的條件下，實(shí)行所述熱處理步驟，即紅外線干燥區(qū)的長度為30-300cm；溫度為30-150℃；在紅外線干燥區(qū)的滯留時間為5-60秒鐘。
4.一種用耐蝕干膜制作印刷電路板的方法，其特征在于，在厚度為下述范圍的耐蝕膜曝光步驟與除去未曝光耐蝕膜區(qū)域的步驟之間的熱處理步驟，所述厚度范圍為5μm≤t≤100μm其中，t表示所述耐蝕干膜的基膜與覆膜之間的耐蝕膜層厚度，設(shè)為將20μm≤t430μm排除在外。
5.如權(quán)利要求4所述的制作方法，其特征在于，由加熱輥或熱風(fēng)烘箱實(shí)行所述熱處理步驟。
6.如權(quán)利要求4所述的制作方法，其特征在于，由紅外線干燥區(qū)實(shí)行所述熱處理步驟。
7.如權(quán)利要求5所述的制作方法，其特征在于，至少在滿足以下條件之一的條件下，實(shí)行所述使用加熱輥的熱處理步驟，即使用1-5個加熱輥；加熱輥的溫度為30-160℃；加熱輥的驅(qū)動速率為0.2-5.0m/min；以及加熱輥的壓強(qiáng)為10-90psi。
8.如權(quán)利要求5所述的制作方法，其特征在于，至少在滿足以下條件之一的條件下，實(shí)行所述使用熱風(fēng)烘箱的熱處理步驟，即溫度為30-200℃，熱處理時間是5-600秒鐘。
9.如權(quán)利要求6所述的制作方法，其特征在于，至少在滿足以下條件之一的條件下，實(shí)行所述使用紅外線干燥區(qū)的熱處理步驟，即所述紅外線干燥區(qū)的長度是30-300cm，溫度為30-150℃，在紅外線干燥區(qū)滯留的時間為5-60秒鐘。
全文摘要
一種用耐蝕干膜制作印刷電路板的方法,在覆銅疊層上形成電路圖樣作為標(biāo)準(zhǔn)印刷電路板,對制作過程的改進(jìn)可提高耐蝕膜解像度和精細(xì)焊接性,從而實(shí)現(xiàn)印刷圖樣的精細(xì)結(jié)構(gòu)。本法包括:在印刷電路板頂面上疊置耐蝕干膜;利用掩膜使耐蝕干膜曝光于紫外線的照射下,形成所需電路圖樣;以紅外線照射,使上述所得材料熱處理;通過顯影除去未曝光的耐蝕膜區(qū)。使用預(yù)定厚度之耐蝕干膜形成印刷電路板的電路圖樣的方法包括:將耐蝕干膜疊層于印刷電路板頂面上,使耐蝕干膜曝光于UV照射下并熱處理所得的材料,以增強(qiáng)耐蝕膜的解像度和精細(xì)焊接性,實(shí)現(xiàn)電路圖樣的精細(xì)結(jié)構(gòu)。熱處理步驟在提高薄耐蝕干膜的解像度和精細(xì)焊接性和增強(qiáng)厚耐蝕干膜的跟攝能力方面效果明顯。
文檔編號H01L23/50GK1360463SQ0114454
公開日2002年7月24日 申請日期2001年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月19日
發(fā)明者崔埈赫, 韓國賢, 金長勛 申請人:可隆株式會社