專利名稱：印刷電路及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種印刷電路板技術(shù)，更具體地涉及制造包括涂覆非金屬的襯底并將 電路設(shè)計(jì)的圖像直接電鍍在經(jīng)涂覆的襯底上的印刷電路的方法。本發(fā)明還涉及由該方法產(chǎn) 生的印刷電路和印刷電路板。
背景技術(shù)：
制造印刷電路和印刷電路板的現(xiàn)有技術(shù)工藝一般使用基于鹵化銀聚酯的膜以形 成要求的印刷電路的圖像，配合若干其它步驟和工藝以形成和顯影出印刷電路。光電繪圖 儀是典型地將鹵化銀聚酯膜用作介質(zhì)以使電路設(shè)計(jì)成像的一件設(shè)備。該設(shè)備用于接下來的 處理以使金屬化的電路成像或印刷和蝕刻專門設(shè)計(jì)的電路。這已知為印刷和蝕刻工藝或電 鍍和蝕刻工藝。用于形成印刷電路板的現(xiàn)有技術(shù)工藝的一個(gè)例子包括步驟創(chuàng)建CAD/CAM設(shè)計(jì)； 將關(guān)聯(lián)于該設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)發(fā)送至光電繪圖儀；對鹵化銀聚酯膜進(jìn)行光電繪圖；從發(fā)送的數(shù)據(jù) 顯影出圖像；形成中間加工；刷洗或清洗襯底以成像；用干膜涂覆該襯底；使具有該設(shè)計(jì)的 襯底成像；顯影出圖像；蝕刻該圖像；并隨后剝離剩余的干膜。該現(xiàn)有技術(shù)工藝需要若干步 驟并對細(xì)線圖像的成像、顯影和蝕刻存在限制。通過這種工藝，可始終如一地進(jìn)行細(xì)線成像 直到0. 003英寸(。對更細(xì)線的成像，對例如直到0. 0025英寸的細(xì)線成像，在使用該現(xiàn)有技 術(shù)的工藝時(shí)產(chǎn)生問題并且是不一致的。另外，必須購買有銅附于面板上的疊層并且這種類 型的處理具有底切和粗糙的邊緣的固有問題，這對于高速RF應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生“損耗”問題。換 句話說，通過這種工藝，任何粗糙突起或底切就像小型天線以及在高頻應(yīng)用中減小或喪失 信號行進(jìn)速度。高頻應(yīng)用需要光滑的圖像和非常薄的銅。因此，需要一種有利于細(xì)線成像而沒有現(xiàn)有技術(shù)工藝中所看到的固有問題的制造 印刷電路以及印刷電路板的新方法。另外，需要一種制造印刷電路和印刷電路板的方法，它 可省去現(xiàn)有技術(shù)工藝中使用的許多步驟同時(shí)仍然允許利用低于0. 002英寸的非常薄的銅 形成具有細(xì)線成像、非常平整的不粗糙表面并且沒有底切的印刷電路和印刷電路板。發(fā)明概述本發(fā)明針對消除現(xiàn)有技術(shù)工藝中需要用于干膜成像的銀膜的制造印刷電路和印 刷電路板的方法。本發(fā)明中用于制造印刷電路和印刷電路板的方法包括步驟涂覆非金屬 襯底并將電路設(shè)計(jì)的圖像直接電鍍到經(jīng)涂覆的襯底上。隨后對該圖像襯底進(jìn)行顯影和處理 以形成最后的印刷電路而不需要額外的干膜的印刷、干膜的顯影和蝕刻工藝。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，非金屬化的襯底可以是液晶聚合物、聚酰亞胺、陶瓷、陶 瓷填料、玻璃、經(jīng)填充的聚四氟乙烯、未經(jīng)填充的聚四氟乙烯、聚四氟乙烯織物玻璃以及涂 覆并隨后將要求的電路圖像直接電鍍到經(jīng)涂覆的襯底上的聚四氟乙烯非織物玻璃。本發(fā)明還針對根據(jù)上述方法制成的印刷電路，其中該印刷電路包括具有非常薄的 銅的直至0. 00025英寸的細(xì)線。本發(fā)明用于制造印刷電路和印刷電路板的另一示例性方法包括步驟提供非金屬 化預(yù)加工的襯底；用適于激光成像的光敏化學(xué)品涂覆該襯底的表面；烘烤該經(jīng)涂覆的襯底直到烘干；設(shè)計(jì)電路并將關(guān)聯(lián)于電路設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)發(fā)送給激光器光電繪圖儀或直接成像繪圖 儀；將經(jīng)涂覆的襯底中的加工用作成像步驟的基準(zhǔn)，用激光光電繪圖儀或直接成像繪圖儀 將電路設(shè)計(jì)直接成像在經(jīng)涂覆的襯底材料上；用一種或多種化學(xué)品對已成像的襯底進(jìn)行顯 影；并用銅浴處理經(jīng)顯影的圖像。前述非金屬化襯底可用于該方法，且用于涂覆非金屬化表面的光敏化學(xué)品可包括 基于硝酸銀的液體、基于氯化銀的檸檬酸(a silver chloride basedwith citric acid) 及光敏凝膠、基于鐵的金屬、基于鉻銅合金的材料、基于鉻鎳合金的材料、浸金材料、與鈀結(jié) 合使用的基于鉬的材料。附圖簡述下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同部分，并且

圖1是表述用于制造印刷電路和印刷電路板的現(xiàn)有技術(shù)工藝的流程圖；圖2是表述用于制造印刷電路和印刷電路板的本發(fā)明方法的示例性實(shí)施例的流 程圖；圖3是表述用于制造印刷電路和印刷電路板的本發(fā)明方法的另一示例性實(shí)施例 的流程圖；示例性實(shí)施例的詳細(xì)說明用于制造印刷電路和印刷電路板的本發(fā)明方法總的包括提供非金屬化的襯底； 涂覆非金屬化的襯底；以及直接在經(jīng)涂覆的襯底上使電路設(shè)計(jì)成像。隨后用一種或多種化 學(xué)品對圖像襯底進(jìn)行顯影并通過使其經(jīng)受銅浴而進(jìn)行處理，從而形成印刷電路或印刷電路 板。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可使用任何類型的非金屬化襯底，只要該襯底對于成像是 均一的。另外，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，許多光敏化學(xué)品可用來涂覆非金屬化襯底的表 面并且多種化學(xué)品可用來對已成像的襯底進(jìn)行顯影。圖1示出表述用于形成印刷電路和印刷電路板的現(xiàn)有技術(shù)工藝的流程圖10。在步 驟12中，用CAD/CAM設(shè)計(jì)形成電路并在步驟14中將關(guān)聯(lián)于該電路設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)傳送給光電 繪圖儀。接著，在步驟16中，將該電路設(shè)計(jì)通過光電繪制到鹵化銀聚酯膜上，并隨后在步驟 18中對鹵化銀聚酯膜上的圖像進(jìn)行顯影。在步驟20中形成中間加工。隨后在步驟22中刷 洗或清洗例如液晶聚合物或聚四氟乙烯的襯底以準(zhǔn)備成像。隨后在步驟24中將襯底涂覆 干膜并在步驟26中使襯底成像而具有電路設(shè)計(jì)。在將印刷電路成像在經(jīng)涂覆的襯底上后， 在步驟28中使印刷電路的圖像顯影。隨后在步驟30蝕刻經(jīng)涂覆的襯底上的印刷電路的經(jīng) 顯影圖像，并在步驟32中剝離任何剩下的干膜以形成印刷電路。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，其示出表述用于制造印刷電路或印刷電路板的本發(fā)明方法的示例 性實(shí)施例。首先，在步驟21中涂覆非金屬化的襯底。隨后在步驟22中形成電路設(shè)計(jì)。隨后 在步驟24中將關(guān)聯(lián)于電路設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)傳送給光電繪圖儀或直接成像設(shè)備，并在步驟26中 將關(guān)聯(lián)于電路設(shè)計(jì)的圖像直接繪制在經(jīng)涂覆的非金屬化襯底上。與現(xiàn)有技術(shù)的工藝不同， 圖像沒有被繪制至中間鹵化銀聚酯膜或重氮膜上。隨后在步驟28中使電路設(shè)計(jì)的經(jīng)繪制 的或直接圖像顯影，并在步驟30中處理該經(jīng)顯影的圖像而不需要中間的顯影和蝕刻工藝。另外，通過流程圖50在圖3中示出用于制造印刷電路和印刷電路板的本發(fā)明更詳 細(xì)的示例性實(shí)施例。首先，在步驟48中提供非金屬化預(yù)加工襯底，隨后在步驟51中對襯 底進(jìn)行涂覆。非金屬化預(yù)加工襯底可包括印刷電路板技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)公知的任何襯底或粘結(jié)
5膜，只要襯底對于成像是平整的和均一的。例如，非金屬化襯底可以是液晶聚合物、聚酰亞 胺、平整玻璃板、聚乙烯對苯二甲酸酯、經(jīng)填充的聚四氟乙烯、未經(jīng)填充的聚四氟乙烯、聚四 氟乙烯織物玻璃、聚四氟乙烯非織物玻璃、低溫共燒陶瓷(LTCC)和高溫共燒陶瓷(HTCC)。 襯底可以是織物或非織物以及陶瓷填充或未填充的。另外，數(shù)種已知產(chǎn)品也可用作非金 屬化襯底，包括已知為 KAPTON、SPEED BOARD C、ULTRALAM、FR4EP0XIES、MULTIFUNCTIONAL EPOXIES、BT EPOXIES、LCP和DUROID的產(chǎn)品。在步驟51中以適于激光顯影的光敏化學(xué)品 涂敷非金屬化預(yù)加工襯底。這些化學(xué)品可包括但不局限于，基于硝酸銀的液體、基于氯化銀 的檸檬酸和光敏凝膠、基于鐵的材料、基于鉻銅合金的材料以及基于鉻鎳合金的材料、非電 解鎳、浸金材料、基于鉬和基于鈀的材料。然后在步驟49中烘烤經(jīng)涂覆的襯底直到烘干為 止。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，經(jīng)涂覆的襯底在傳統(tǒng)烤爐或輸送烤箱中以40攝氏度烘烤將近 20至30分鐘。隨后在步驟52中設(shè)計(jì)印刷電路或印刷電路板的電路，并在步驟54中將關(guān)聯(lián) 于電路設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)發(fā)送至光電繪圖儀或激光直接成像。接著，在步驟56中使用光電繪圖儀 或激光直接成像儀使在經(jīng)涂覆的襯底上的電路設(shè)計(jì)成像，并且使用經(jīng)涂覆的襯底的加工作 為成像期間的基準(zhǔn)導(dǎo)向。對照現(xiàn)有技術(shù)的工藝，不使用鹵化銀聚酯膜來成像。相反，經(jīng)涂覆 的襯底直接放置于光電繪圖儀或激光直接成像儀以成像。結(jié)果，用于制造印刷電路和印刷 電路板的本發(fā)明方法省去了許多生產(chǎn)、步驟和過程的需要，包括需要銀膜、重氮膜、干膜、液 體干膜、經(jīng)準(zhǔn)直或未經(jīng)準(zhǔn)直的UV光源、熱輥真空層壓、標(biāo)準(zhǔn)印刷電路板的顯影和蝕刻以及 剝離、廢料處理化學(xué)品加上與之關(guān)聯(lián)的開銷以及直接和間接勞動(dòng)成本。在圖3所示示例性方法中，隨后在步驟58中用化學(xué)品使圖像襯底顯影。這里，可 使用例如KODAK DEKTOL或NGS NAT 540和FIXER NAT 750的任何紙式顯影劑的化學(xué)品或 基于EDTA的顯影劑。最后，在步驟60中以銅浴處理經(jīng)顯影的圖像以形成最后的印刷電路 或印刷電路板。這可包括業(yè)內(nèi)已知的用于電路板孔金屬化的任何標(biāo)準(zhǔn)非電解鍍銅工藝。要理解前面的說明是本發(fā)明的較佳示例性實(shí)施例，本發(fā)明不局限于本文示出或描 述的具體形式。可對本文公開的制造和使用本發(fā)明的設(shè)計(jì)、配置、順序和步驟類型作出多種 修改而不脫離所附權(quán)利要求書中表達(dá)的范圍。
權(quán)利要求
一種制造印刷電路的方法，包括涂覆非金屬化襯底并將電路設(shè)計(jì)的圖像直接電鍍在經(jīng)涂覆的襯底上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括對經(jīng)成像的襯底進(jìn)行顯影，并通過 使經(jīng)成像的襯底經(jīng)歷銅浴而處理經(jīng)顯影的圖像。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述非金屬化襯底包括液晶聚合物、聚酰亞 胺、聚乙烯對苯二甲酸酯、經(jīng)填充的聚四氟乙烯、未經(jīng)填充的聚四氟乙烯、聚四氟乙烯織物 玻璃、聚四氟乙烯非織物玻璃、低溫共燒陶瓷和高溫共燒陶瓷中的至少一種。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述非金屬化襯底包括稱為LCP、KAPTON、 SPEED BOARD C、PET、ULTRALAM 和 DUROID 的產(chǎn)品中的至少一種。
5.一種如權(quán)利要求1所述的方法制造成的印刷電路。
6.如權(quán)利要求5所述的印刷電路板，其特征在于，所述印刷電路包括細(xì)至0.00025英寸 的細(xì)線圖像。
7.—種制造印刷電路板的方法，包括提供非金屬化的預(yù)加工襯底；用適于激光成像的光敏化學(xué)品涂覆所述襯底的表面；烘烤所述經(jīng)涂覆的襯底直到烘干為止；設(shè)計(jì)電路并將關(guān)聯(lián)于電路設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)發(fā)送至光電繪圖儀；使用經(jīng)涂覆的襯底中的加工作為成像步驟的基準(zhǔn)，通過所述光電繪圖儀將所述電路設(shè) 計(jì)直接成像在經(jīng)涂覆的襯底材料上；用一種或多種化學(xué)品對經(jīng)成像的襯底進(jìn)行顯影；以及用銅浴處理經(jīng)顯影的圖像。
8.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述非金屬化預(yù)加工襯底包括液晶聚合物、 聚酰亞胺、聚乙烯對苯二甲酸酯、經(jīng)填充的聚四氟乙烯、未經(jīng)填充的聚四氟乙烯、聚四氟乙 烯織物玻璃、聚四氟乙烯非織物玻璃、低溫共燒陶瓷和高溫共燒陶瓷中的至少一種。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述非金屬化預(yù)加工襯底包括稱為LCP、KAPTON、SPEED BOARD C、PET、ULTRALAM和 DUROID的產(chǎn)品中的至少一種。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述用于涂覆非金屬化表面的光敏化學(xué)品 包括基于硝酸銀的液體、基于氯化銀的檸檬酸及光敏凝膠、基于鐵的材料、基于鉻銅合金的 材料和基于鉻鎳合金的材料中的一種。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在傳統(tǒng)烤爐或輸送烤箱中以40攝氏度烘烤 所述經(jīng)涂覆的襯底。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，用于使經(jīng)成像的襯底顯影的化學(xué)品包括用 于在紙上使圖像顯影的任何化學(xué)品。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在銅浴中處理經(jīng)顯影的圖像致使光電繪圖 后剩下的圖像金屬化。
14.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述成像步驟包括使細(xì)至0.00025英寸的 細(xì)線成像。
15.一種如權(quán)利要求8所述的方法制造的印刷電路板。
16.如權(quán)利要求15所述的印刷電路板，其特征在于，所述印刷電路板包括細(xì)至0. 00025英寸的細(xì)線圖像。
全文摘要
一種制造印刷電路和印刷電路板的方法，包括涂覆非金屬化襯底并將要求的電路設(shè)計(jì)圖像直接電鍍在經(jīng)涂覆的襯底上而不需要將電路設(shè)計(jì)圖像成像到中間的鹵化銀聚酯膜或重氮膜上；并利用傳統(tǒng)印刷電路板工藝中已有的成像、顯影和蝕刻消減技術(shù)。
文檔編號H01L21/44GK101971309SQ200880022492
公開日2011年2月9日 申請日期2008年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月21日
發(fā)明者史蒂文·李·達(dá)頓 申請人:史蒂文·李·達(dá)頓