(57)【要約】多層プリント回路を作る方法は、ａ）非メタライズ基板上に感光性表面を生成する溶液によって該基板を被覆することと、ｂ）被覆された基板を回路設計に従って描画することと、ｃ）描画された基板を現像することと、ｄ）現像された画像を被覆された基板上に直接めっきすることと、ｅ）めっきされた基板を液体フォト描画可能カバーコートによって被覆することと、ｆ）被覆されためっき済み基板を事前設計された回路網に従って描画することと、ｇ）液体フォト描画可能カバーコートを現像することと、ステップａ）〜ｄ）を反復することとを含む。多層回路用の所望の層の数が達成されるまで、ステップｅ）〜ｇ）が次いで反復され、その後にステップａ）〜ｄ）が続く。該方法は、自動的に非メタライズ基板をアンロールし、様々な被覆、描画、現像およびめっきステーションを通って該基板を導くコンベヤのようなシステムを有することによって自動化され得る。
2010530646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層プリント回路を作る方法であって、
ａ）非メタライズ基板上に感光性表面を生成する溶液によって該基板を被覆するステップと、
ｂ）該被覆された基板の該表面を光源で露光することによって、該被覆された基板を事前設計された回路網に従って描画するステップと、
ｃ）該描画された基板を１つ以上の化学作用によって現像するステップと、
ｄ）該基板上に該現像された画像に直接めっきするステップと、
ｅ）該めっきされた基板を液体フォト描画可能カバーコートによって被覆するステップと、
ｆ）該被覆されためっき済み基板の該表面を光源で露光することによって、該被覆されためっき済み基板を事前設計された回路網に従って描画するステップと、
ｇ）該液体フォト描画可能カバーコートを現像するステップと、
ｈ）ステップａ）〜ｄ）を反復するステップと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記多層プリント回路用の所望の層の数が達成されるまで、ステップｅ）〜ｇ）を反復し、その後にステップａ）〜ｄ）が続くステップをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記非メタライズ基板を被覆するステップの前に、前記多層プリント回路の複数の層の整列を助けるために、該非メタライズ基板に加工マークをパンチするステップをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記非メタライズ基板を被覆するステップの前に、該非メタライズ基板を事前処理するステップをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記被覆された基板を描画するステップの前に、該被覆された基板を空気乾燥するステップをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記非メタライズ基板を被覆するステップは、シュウ酸第二鉄およびパラジウムの乳剤によって該非メタライズ基板を被覆するステップを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記非メタライズ基板を被覆するステップは、銀ベースの乳剤によって該非メタライズ基板を被覆するステップを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記多層プリント回路基板の第一の層を備える前記非メタライズ基板は、液晶ポリマ、ポリイミド、テレフタル酸ポリエチレン、充填型ポリ四フッ化エチレン、非充填型ポリ四フッ化エチレン、ポリ四フッ化エチレンの織りガラス、ポリ四フッ化エチレンの不織ガラス、低温焼結型セラミック、および高温焼結型セラミックのうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記被覆された基板を描画するステップおよび前記被覆されためっき済み基板を描画するステップは、該被覆された基板の該表面を紫外光線、レーザフォトプロッタ、直接コリメーション描画、およびレーザ直接描画のうちの少なくとも１つで露光することによって、該被覆された基板を描画するステップをそれぞれ包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記基板上に前記現像された画像に直接めっきするステップは、該現像された基板を無電解溶液に通過させ、銅が該現像された画像に付着することを可能にするステップを包含し、それによって、該基板上に銅の画像を生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記基板上に前記現像された画像に直接めっきするステップは、該現像された基板を無電解溶液に通過させ、金およびニッケル金の組成物のうちの少なくとも１つが該現像された画像に付着することを可能にするステップを包含し、それによって、該基板上にメタライズ画像を生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法に従って作られた多層プリント回路。
【請求項１３】
前記多層プリント回路は、２ミクロン未満の細線画像を含んでいる、請求項１２に記載の多層プリント回路。
【請求項１４】
多層プリント回路を作る自動化方法であって、
ａ）自動的にアンロールされ、多くの被覆ステーション、描画ステーション、現像ステーションおよびめっきステーションを通って導かれる非メタライズ基板のロールを提供するステップと、
ｂ）第一の被覆ステーションで該非メタライズ基板上に感光性表面を生成する溶液によって該基板の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを被覆するステップと、
ｃ）該被覆された基板の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを第一の描画ステーションの光源で露光することによって、該被覆された基板の該上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを少なくとも１つの事前設計された回路網に従って描画するステップと、
ｄ）該描画された基板の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを第一の現像ステーションで１つ以上の化学作用によって現像するステップと、
ｅ）該基板上に該現像された画像の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを第一のめっきステーションで直接めっきするステップと、
ｆ）該めっきされた基板の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを第二の被覆ステーションで液体フォト描画可能カバーコートによって被覆するステップと、
ｇ）該被覆されためっき済み基板の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを第二の描画ステーションの光源で露光することによって、該被覆されためっき済み基板の該上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを少なくとも１つの事前設計された回路網に従って描画するステップと、
ｈ）該描画された液体フォト描画可能カバーコートの上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを第二の現像ステーションで現像するステップと、
ｉ）該現像された液体フォト描画可能カバーコート画像の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを該第一の被覆ステーションで溶液によって被覆するステップと、
ｊ）ステップｃ）〜ｅ）を反復するステップと
を包含する、方法。
【請求項１５】
前記多層プリント回路用の所望の層の数が達成されるまで、ステップｆ）〜ｉ）を反復し、その後にステップｃ）〜ｅ）が続くステップをさらに包含する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記非メタライズ基板を被覆するステップの前に、前記多層プリント回路の複数の層の整列を助けるために、該非メタライズ基板に加工マークをパンチするステップをさらに包含する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記非メタライズ基板の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを被覆するステップは、該非メタライズ基板をシュウ酸第二鉄およびパラジウムの乳剤によって被覆するステップを包含し、前記現像された液体フォト描画可能カバーコート画像の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを被覆するステップは、該現像された液体フォト描画可能カバーコート画像をシュウ酸第二鉄およびパラジウムの乳剤によって被覆するステップを包含する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記非メタライズ基板の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを被覆するステップは、該非メタライズ基板を銀ベースの乳剤によって被覆するステップを包含し、前記現像された液体フォト描画可能カバーコート画像の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを被覆するステップは、該現像された液体フォト描画可能カバーコート画像を銀ベースの乳剤によって被覆するステップを包含する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記非メタライズ基板は、液晶ポリマ、ポリイミド、テレフタル酸ポリエチレン、充填型ポリ四フッ化エチレン、非充填型ポリ四フッ化エチレン、ポリ四フッ化エチレンの織りガラス、ポリ四フッ化エチレンの不織ガラス、低温焼結型セラミック、および高温焼結型セラミックのうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記被覆された基板の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを描画するステップ、ならびに前記被覆されためっき済み基板の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを描画するステップは、該被覆された基板の該上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つ、または該被覆されためっき済み基板の該上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを、紫外光線、レーザフォトプロッタ、直接コリメーション描画、およびレーザ直接描画のうちの少なくとも１つで露光するステップをそれぞれ包含する、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記基板上に前記現像された画像の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つに直接めっきするステップは、該現像された基板を無電解溶液に通過させ、金属が該現像された画像に付着することを可能にするステップを包含し、それによって、該基板上および／または前記液体フォト描画可能カバーコート上に金属画像を生成する、請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記非メタライズ基板のロールは、自動的にアンロールされ、様々なステーションを通過するコンベヤのようなシステムによって、多くの被覆ステーション、描画ステーション、現像ステーションおよびめっきステーションを通って導かれる、請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
請求項１４に記載の方法に従って作られた多層プリント回路。
【請求項２４】
前記プリント回路は、２ミクロン未満の細線画像を含んでいる、請求項２２に記載の多層プリント回路。
【請求項２５】
多層プリント回路を作るシステムであって、
基板上に感光性表面を生成する溶液を含んでいる第一の被覆ステーションと、
少なくとも１つの光源を含んでいる第一の描画ステーションと、
１つ以上の化学作用を含んでいる第一の現像ステーションと、
無電解溶液を含んでいる第一のめっきステーションと、
液体フォト描画可能カバーコート溶液を含んでいる第二の被覆ステーションと、
少なくとも１つの光源を含んでいる第二の描画ステーションと、
１つ以上の化学作用を含んでいる第二の現像ステーションと、
基板上に感光性表面を生成する溶液を含んでいる第三の被覆ステーションと、
少なくとも１つの光源を含んでいる第三の描画ステーションと、
１つ以上の化学作用を含んでいる第三の現像ステーションと、
無電解溶液を含んでいる第二のめっきステーションと
を備えている、システム。
【請求項２６】
非メタライズ基板のロールを前記複数のステーションを通って自動的に導くコンベヤ手段をさらに備えている、請求項２５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント回路基板技術に関し、より具体的には、多層プリント回路を作るダイレクト乳剤プロセスと、プリント回路および多層プリント回路を作る自動化ダイレクト乳剤プロセスとに関する。多層回路を作るダイレクト乳剤プロセスは、ａ）非メタライズ基板上に感光性表面を生成する溶液によって該基板を被覆することと、ｂ）被覆された基板を回路設計に従って描画することと、ｃ）描画された基板を現像することと、ｄ）現像された画像を被覆された基板上に直接めっきすることと、ｅ）めっきされた基板を液体フォト描画可能カバーコートによって被覆することと、ｆ）被覆されためっき済み基板を事前設計された回路網に従って描画することと、ｇ）液体フォト描画可能カバーコートを現像することと、ステップａ）〜ｄ）を反復することとを含む。多層回路用の所望の層の数が達成されるまで、ステップｅ）〜ｇ）が次いで反復され、その後にステップａ）〜ｄ）が続く。本発明はまた、この方法からもたらされる多層プリント回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路基板産業においては、より高速、より高周波数およびより多い機能性と同時に、一方でコストを下げる厳しい動機が存在する。一般的な低価格重視は、製造者に、世界中において新しい場所で低い人件費モデルを甘受することを強いている。現在の複雑な相互接続構造に必要とされる技術の進歩は、高密度相互接続プロセス、マイクロバイア、新しいプロセス／材料の種類、およびより薄い材料の必要性をもたらしている。相互接続産業は、部品コストから人件費をカットし、かつ品質を高める新しい方法を常に探求している。しかしながら、真に必要とされるものは、バイアおよびトレースを作り出すために、必ずしも伝統的なプリント回路基板プロセスだけに頼らない先進的な相互接続を製造することによって、価値を作り出す新しいパラダイム、新しい方法である。
【０００３】
新しいプリント回路基板技術を取り巻く動機付けは、多くの市場および用途において見出され得る。伝統的に早期の採用者とは考えられていないが、高周波アンテナ、デバイスパッケージ、および他の先進的な相互接続に対する現代の防衛／航空宇宙のプログラムは、システムの重量を低減し、かつ性能を改善するために、より新しい材料系および製造技術を含んでいる。最先端の医学用超音波イメージング、自動車の衝突回避、および商用デバイスのパッケージ設計は、同様な課題を有しており、その課題は、設計者および製造者をプリント回路基板産業で提供されているより新しい解決策の一部に突き動かしている。費用対効果が高い無線周波数識別タグへの要求は、それらを製造する様々な方法を多くの企業に探究させている。相互接続を形成するための一般に受容された方法を一変させる新しいインクジェットプリント技術をプリント回路基板製造に適用することについては、最近多くのことが書かれている。これらは両方とも、進化的または革命的であるか否かにかかわらず、改善およびより確実な将来へのプリント回路基板産業の健全な動機付けのよい例である。
【０００４】
プリント回路およびプリント回路基板を製造する従来技術のプロセスは、一般に、プリント回路を形成し現像するいくつかの他のステップおよびプロセスとともに、所望のプリント回路の画像を生成するために、ハロゲン化銀ポリエステルベースのフィルムを用いる。フォトプロッタは、一般に、回路設計を描画する媒体としてハロゲン化銀ポリエステルフィルムを用いる装置の一部である。この装置は次いで、その後の処理に用いられて、メタライゼーションのために回路を描画したり、特定の設計された回路をプリントおよびエッチングしたりする。これは、プリントおよびエッチングプロセス、またはめっきおよびエッチングプロセスとして公知である。
【０００５】
プリント回路基板を形成する従来技術のプロセスの一例は、ＣＡＤ／ＣＡＭ設計を作り出すステップと、設計に関するデータをフォトプロッタに送信するステップと、ハロゲン化銀のポリエステルフィルムにフォトプロットするステップと、送信されたデータからの画像を現像するステップと、中間の加工マークを作り出すステップと、描画のために基板をスクラブまたは洗浄するステップと、基板をドライフィルムによって被覆するステップと、基板を設計に従って描画するステップと、画像を現像するステップと、画像をエッチングするステップと、残留ドライフィルムを除去するステップとを含む。この従来技術のプロセスは、いくつかのステップを必要としており、細線画像の描画、現像、およびエッチングにおいて限界を有する。このプロセスによって、細線の描画は、０．００３インチまで一貫して実行され得る。より微細な線の描画、例えば０．００２５インチまでの細線の描画は、この従来技術のプロセスを用いるときには、問題を生じ、かつ一貫性がない。さらに、積層板は、銅がパネルに貼り付けられた状態で購入されなければならず、このタイプの処理は、高速ＲＦ用途に対して「損失性」の問題を作り出し得るアンダーカットおよび粗いエッジによる固有の問題を有する。すなわち、このプロセスによって、任意の粗い突起またはアンダーカットは、小さなアンテナのように作動し、信号の進行速度が、高周波の印加中には低下するかまたは失われる。高周波の用途は、平滑な画像と非常に薄い銅とを必要としている。
【０００６】
さらに、より新しいインクジェット技術は、いくつかのコスト的利益を製造者に提供することは確かであるが、一方でまだ電気的性能、信頼性、およびコストに関連したいくらかの不確実性を欠点としてもつ。費用対効果が高いインクジェットベースの回路製造の見込みが、大量生産のロールツーロール技術において実現され得るか否かもまだ分かっていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、可撓性、剛体、または剛体−可撓性構造に対する従来のプリント回路基板プロセスのコストを低減する一方で、細線描画を容易にする多層プリント回路を作る新方式に対するニーズが存在する。さらに、多層プリント回路および多層回路の相互接続を作る自動化方法が必要であり、該方法は、従来技術のプロセスで用いられるステップの多く（例えば、積層、銅エッチング、またはバイアのドリル加工など）を取り除く一方で、２ミクロン未満の細線描画によって、アンダーカットのない非常に平坦で粗くない表面を有する多層プリント回路の作成をなおも可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、従来技術のプロセスで用いられるいくつかの処理ステップの必要性を取り除く、多層プリント回路を作る方法を対象にしている。本発明に従った、多層プリント回路を作る該方法は、ａ）非メタライズ基板上に感光性表面を生成する溶液によって該基板を被覆するステップと、ｂ）該被覆された基板を回路設計に従って描画するステップと、ｃ）該描画された基板を現像するステップと、ｄ）該現像された画像を該被覆された基板上に直接めっきするステップと、ｅ）該めっきされた基板を液体フォト描画可能カバーコートによって被覆するステップと、ｆ）該被覆されためっき済み基板を事前設計された回路網に従って描画するステップと、ｇ）該液体フォト描画可能カバーコートを現像するステップと、ステップａ）〜ｄ）を反復するステップとを含む。多層回路用の所望の層の数が達成されるまで、ステップｅ）〜ｇ）が次いで反復され、その後にステップａ）〜ｄ）が続く。描画された基板は、追加的なドライフィルムのプリント、ドライフィルムの現像、およびエッチングプロセスを必要とすることなく、結果としてもたらされるプリント回路を作り出すために現像され、処理される。
【０００９】
例示的な一実施形態において、非メタライズ基板を被覆するステップは、該非メタライズ基板をシュウ酸第二鉄およびパラジウムの乳剤によって被覆することを含む。別の例示的な実施形態において、非メタライズ基板を被覆するステップは、該非メタライズ基板を銀ベースの乳剤によって被覆することを含む。
【００１０】
上記非メタライズ基板は、次の材料を含み得るが、それに限定されない。その材料とは、液晶ポリマ、ポリイミド、セラミック、充填型セラミック、ガラス、充填型ポリ四フッ化エチレン、非充填型ポリ四フッ化エチレン、ポリ四フッ化エチレンの織りガラス、およびポリ四フッ化エチレンの不織ガラスであり、該材料は、被覆され、所望の回路の画像が次いで、該被覆された基板上に直接めっきされる。該被覆された基板を描画するステップは、該被覆された基板の表面を紫外光線、レーザフォトプロッタ、直接コリメーション描画、およびレーザ直接描画のうちの少なくとも１つで露光することを含み得る。
【００１１】
本発明はまた、上記の方法に従って作られる多層プリント回路を対象にしており、該多層プリント回路は、２ミクロンまでの細線画像を含み、そして特定の細線画像においては、非常に薄い銅によって２ミクロンまでの細線画像を含む。
【００１２】
本発明はまた、多層プリント回路を作る自動化方法を対象にしており、該方法は、ａ）自動的にアンロールされ、多くの被覆ステーション、描画ステーション、現像ステーションおよびめっきステーションを通って導かれる非メタライズ基板のロールを提供するステップと、ｂ）第一の被覆ステーションで該非メタライズ基板上に感光性表面を生成する溶液によって該基板の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを被覆するステップと、ｃ）該被覆された基板の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを第一の描画ステーションの光源で露光することによって、該被覆された基板の該上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを少なくとも１つの事前設計された回路網に従って描画するステップと、ｄ）該描画された基板の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを第一の現像ステーションで１つ以上の化学作用によって現像するステップと、ｅ）該基板上に該現像された画像の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを第一のめっきステーションで直接めっきするステップと、ｆ）該めっきされた基板の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを第二の被覆ステーションで液体フォト描画可能カバーコートによって被覆するステップと、ｇ）該被覆されためっき済み基板の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを第二の描画ステーションの光源で露光することによって、該被覆されためっき済み基板の該上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを少なくとも１つの事前設計された回路網に従って描画するステップと、ｈ）該描画された液体フォト描画可能カバーコートの上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを第二の現像ステーションで現像するステップと、ｉ）該現像された液体フォト描画可能カバーコート画像の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを該第一の被覆ステーションで溶液によって被覆するステップと、ｊ）ステップｃ）〜ｅ）を反復するステップとを含む。該多層プリント回路用の所望の層の数が達成されるまで、ステップｆ）〜ｉ）が次いで反復され、その後にステップｃ）〜ｅ）が続けられる。
【００１３】
多層プリント回路を作る自動化方法はまた、多層プリント回路の複数の層の整列を助けるために、上記非メタライズ基板を被覆するステップの前に、該非メタライズ基板に加工マークをパンチするステップを含み得る。該非メタライズ基板の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを被覆するステップは、該非メタライズ基板をシュウ酸第二鉄およびパラジウムの乳剤によって被覆することを含み得、上記現像された液体フォト描画可能カバーコート画像の上部表面および底部表面のうちの少なくとも１つを被覆するステップは、該現像された液体フォト描画可能カバーコート画像をシュウ酸第二鉄およびパラジウムの乳剤によって被覆することを含み得る。他の被覆溶液がまた用いられ得、それらは、硝酸銀ベースの液体、塩化銀ベースのクエン酸および感光性ゼラチン、鉄ベースの材料、クロム銅ベースの材料、クロムニッケルベースの材料、浸漬金材料、およびパラジウムとともに用いられるプラチナベースの材料を含むが、それらに限定されない。
【００１４】
多層プリント回路を作る自動化方法はまた、上記非メタライズ基板のロールが、自動的にアンロールされ、様々なステーションを通過するコンベヤのようなシステムによって、多くの被覆ステーション、描画ステーション、現像ステーションおよびめっきステーションを通って導かれることを含み得る。本発明はまた、本発明の多層回路を作る自動化方法に従って作られた多層回路を含む。
【００１５】
本発明はまた、多層プリント回路を作る自動化システムを含み、該システムは、基板上に感光性表面を生成する溶液を含んでいる第一の被覆ステーションと、少なくとも１つの光源を含んでいる第一の描画ステーションと、１つ以上の化学作用を含んでいる第一の現像ステーションと、無電解溶液を含んでいる第一のめっきステーションと、液体フォト描画可能カバーコート溶液を含んでいる第二の被覆ステーションと、少なくとも１つの光源を含んでいる第二の描画ステーションと、１つ以上の化学作用を含んでいる第二の現像ステーションと、基板上に感光性表面を生成する溶液を含んでいる第三の被覆ステーションと、少なくとも１つの光源を含んでいる第三の描画ステーションと、１つ以上の化学作用を含んでいる第三の現像ステーションと、無電解溶液を含んでいる第二のめっきステーションとを含む。第一および第三の被覆ステーションは、好ましくは、シュウ酸第二鉄およびパラジウムの乳剤または銀ベースの乳剤を含んでいるが、また硝酸銀ベースの液体、塩化銀ベースのクエン酸および感光性ゼラチン、鉄ベースの材料、クロム銅ベースの材料、クロムニッケルベースの材料、浸漬金材料、およびパラジウムとともに用いられるプラチナベースの材料を含む多くの他の溶液を含み得るが、それらに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明は、同様な番号が同様な要素を示している添付の図面とともに、以下の本明細書中に記載される。
【図１】図１は、銅を基板に積層する従来技術の従来プロセスを示す概略図である。
【図２】図２は、プリント回路およびプリント回路基板を作る従来技術のプロセスを図示するフローチャートである。
【図３】図３は、プリント回路およびプリント回路基板を製造する本発明の方法の例示的な実施形態を図示するフローチャートである。
【図４】図４は、プリント回路およびプリント回路基板を製造する本発明の方法の別の例示的な実施形態を図示するフローチャートである。
【図５】図５は、プリント回路およびプリント回路基板を製造する本発明の方法のまた別の例示的な実施形態を図示するフローチャートである。
【図６】図６は、本発明に従った、多層プリント回路を作る自動化方法を示す概略図である。
【図７】図７は、本発明の多層回路を作る方法に従って作られた多層プリント回路の透視図である。
【図８】図８は、従来技術の従来のプリント回路基板処理と、本発明のダイレクト乳剤処理とを用いて、多層プリント回路を作るプロセスのステップを比較する図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
プリント回路およびプリント回路基板を製造する本発明の方法は、概して、非メタライズ基板を提供することと、該非メタライズ基板を被覆することと、回路設計を該被覆された基板上に直接描画することとを含む。描画された基板は、次いで、１つ以上の化学作用によって現像され、金属画像を有するプリント回路またはプリント回路基板を作り出すために、無電解溶液にさらすことによって処理され得る。基板が描画に対して均一である限り、任意のタイプの非メタライズ基板が用いられ得ることは当業者によって理解されるべきである。さらに、当業者は、多くの感光性化学薬品が、非メタライズ基板の表面を被覆するために用いられ得、そして様々な化学作用が、描画された基板を現像するために用いられ得ることを理解するであろう。
【００１８】
図１は、銅を基板に積層する従来技術の従来プロセス１０を示す概略図である。大型の積層プレス１２が、銅１４を基板１６に積層するために用いられ、それによって積層サイクルの間に、材料内に応力を作り出すかまたは誘起する。この積層材料は、従来のプリント回路基板プロセスの間に熱に曝露されるときに、収縮するかまたはシュリンクする。積層材料がシュリンクすることは、積層材料のパネルまたはシートのサイズに関して予測不能である。従って、最初の金属積層基板の使用を必要としない、プリント回路基板を作るプロセスまたは方法が望ましい。
【００１９】
図２は、プリント回路およびプリント回路基板を形成する例示的な従来技術のプロセスを図示するフローチャート２０を示す。該方法は、ステップ２２において、銅張り積層材料で始まり、該銅張り積層材料は次いで、ステップ２４において、化学洗浄され、ドライフィルムレジストによって積層される。化学洗浄およびドライフィルムレジスト積層は、さらなる応力を銅張り積層板内に誘起する。回路は、ステップ２６におけるＣＡＤ／ＣＡＭ設計によって作り出され、回路設計に関するデータが、ステップ２８においてレーザフォトプロッタに送信される。次に、ステップ２９において、回路設計は、例えば、ハロゲン化銀ポリエステルフィルムなどのシルバーマスタおよびジアゾニウムの作業用フィルムにフォトプロットされる。ステップ３０において、シルバーおよびジアゾフィルムかまたは回路設計のレーザ直接描画を用いて、回路のフォト画像が、ドライフィルムレジストを有する銅張り積層板上に作り出される。銅張り積層板上の回路設計の描画に続いて、水性ドライフィルム現像剤を用いて、回路設計の画像が、ステップ３１において現像される。ステップ３１において、画像が銅張り積層板上で現像された後、銅張り積層板は、ステップ３２において、エッチングされ、除去されることにより、回路設計の金属画像を生成する。エッチングされた描画済み積層板は次いで、プリント回路を作り出すために、ステップ３３における酸化膜処理および積層処理に対して準備される。
【００２０】
銅張り積層板上の描画された回路を、ステップ３１において水性ドライフィルム現像剤を用いて現像することは、プロセスから除去されなければならない副産物３６を生成する。ステップ３１からの使用済み化学薬品３７はまた、廃棄物処理される必要があり、それによって、プリント回路を作ることに対するコストの増大および処理時間の増大を結果としてもたらす。さらに、ステップ３２における銅張り積層板のエッチングおよび除去に由来する使用済みエッチング液３８は、運搬されなければならず、このステップで使用された化学薬品３９もまた、廃棄物処理されなければならない。これらもまた、プリント回路を作ることに対して増大したコストおよび増大した処理時間を付加する。さらに、ステップ３２におけるエッチングまたはサブトラクティブなプロセスは、アンダーカットと、一部の用途に対して必要とされる線幅および形体の技術を達成する能力が無いこととを認める。形体は一般に、サブトラクティブなプロセスを用いて反復することが困難な、２５ミクロン未満にまで下がる必要がある。また、プリント回路内のすべての層は、上から下まで位置合わせされる必要があり、このことは、ステップ３１におけるドライフィルム描画と、ステップ３２におけるエッチングプロセスとの間に積層板内に置かれた応力のすべてが原因で、伝統的な従来技術のプリント回路基板の処理では行うことが困難である。
【００２１】
ここで図３を参照すると、プリント回路またはプリント回路基板を製造する本発明の方法の例示的な実施形態を図示するフローチャート４０が示されている。最初に、非メタライズ基板が、ステップ４１において被覆される。次いで、ステップ４２において、回路設計が作り出される。回路設計に関するデータは次いで、ステップ４３において、フォトプロッタまたは直接描画装置に送信され、そしてステップ４４において、回路設計に関する画像が、被覆された非メタライズ基板上に直接プロットされる。従来技術のプロセスと異なり、画像は、中間のハロゲン化銀ポリエステルフィルムまたはジアゾフィルムにはプロットされない。回路設計のプロットされたまたは直接描画された画像は次いで、ステップ４５において現像され、現像された画像は次いで、中間の現像プロセスおよびエッチングプロセスを必要とせずに、ステップ４６において処理される。
【００２２】
プリント回路およびプリント回路基板を製造する本発明の別の、さらに詳細な例示的な実施形態が、図４のフローチャート５０によって示されている。最初に、事前加工された非メタライズ基板が、ステップ４８において提供され、該基板は次いで、ステップ５１において被覆される。事前加工された非メタライズ基板は、描画に対して基板が平坦で、かつ均一である限り、プリント回路基板技術産業で公知の任意の基板または接合薄膜を含み得る。例えば、非メタライズ基板は、液晶ポリマ、ポリイミド、平面ガラスプレート、テレフタル酸ポリエチレン、充填型ポリ四フッ化エチレン、非充填型ポリ四フッ化エチレン、ポリ四フッ化エチレンの織りガラス、ポリ四フッ化エチレンの不織ガラス、低温焼結型（ｃｏｆｉｒｅｄ）セラミック（ＬＴＣＣ）、および高温焼結型セラミック（ＨＴＣＣ）であり得る。基板は、織りまたは不織であり得、充填型または非充填型セラミックであり得る。さらに、多くの公知の製品がまた、非メタライズ基板として用いられ得、それらの製品は、ＫＡＰＴＯＮ、ＳＰＥＥＤ  ＢＯＡＲＤ  Ｃ、ＵＬＴＲＡＬＡＭ、ＦＲ４  ＥＰＯＸＩＥＳ、ＭＵＬＴＩＦＵＮＣＴＩＯＮＡＬ  ＥＰＯＸＩＥＳ、ＢＴ  ＥＰＯＸＩＥＳ、ＬＣＰ、およびＤＵＲＯＩＤとして公知の製品を含む。事前加工された非メタライズ基板は、ステップ５１において、レーザ描画に適する感光性化学薬品によって被覆される。そのような化学薬品は、硝酸銀ベースの液体、塩化銀ベースのクエン酸および感光性ゼラチン、鉄ベースの材料、クロム銅ベースの材料、およびクロムニッケルベースの材料、無電解ニッケル、浸漬金、プラチナベースの材料およびパラジウムベースの材料を含み得るが、これらに限定されない。
【００２３】
ステップ４９において、被覆された基板は次いで、乾燥するまでベークされる。例示的な一実施形態において、被覆された基板は、従来のオーブンまたはコンベヤオーブンで約２０〜３０分の間、摂氏４０度でベークされる。プリント回路またはプリント回路基板用の回路網が次いで、ステップ５２において設計され、そして回路設計に関するデータが、ステップ５４においてフォトプロッタまたはレーザ直接描画装置に送信される。次に、ステップ５６において、回路網設計が、被覆された基板上にフォトプロッタまたはレーザ直接描画装置を用いて描画され、被覆された基板内の加工マークが、描画の間の基準ガイドとして用いられる。従来技術のプロセスと対比すると、ハロゲン化銀ポリエステルフィルムは、描画には用いられない。代わりに、被覆された基板が、描画用のフォトプロッタまたはレーザ直接描画装置の上に直接配置される。結果として、プリント回路およびプリント回路基板を製造する本発明の方法は、多くの製品、ステップおよび手順の必要性を取り除き、その取り除かれた製品、ステップおよび手順には、銀塩フィルム、ジアゾフィルム、ドライフィルム、液状ドライフィルム、平行または非平行のＵＶ光源、熱ロール真空積層、標準のプリント回路基板の現像およびエッチングおよび除去、ならびに化学薬品の廃棄物処理の必要性とともに、関連するオーバヘッドならびに直接および間接の人件費を含む。
【００２４】
図４に示された例示的な方法において、描画基板は次いで、ステップ５８において化学作用により現像される。ここで、ＫＯＤＡＫ  ＤＥＫＴＯＬまたはＮＧＳ  ＮＡＴ５４０およびＦＩＸＥＲ  ＮＡＴ７５０のような任意の紙タイプの現像剤などの化学作用が用いられるか、またはＥＤＴＡベースの現像剤であり得る。最後に、現像された画像は、ステップ６０において銅浴によって処理され、結果としてもたらされるプリント回路またはプリント回路基板を作り出す。これは、当該分野で公知の回路基板ホールのメタライゼーションに用いられる任意の標準的な無電解銅めっきプロセスを含み得る。
【００２５】
プリント回路およびプリント回路基板を製造する本発明の方法のまた別の例示的な実施形態を図示するフローチャート７０が、図５に示されている。プロセスは、ステップ７２において、無被覆（ｕｎｃｌａｄ）の基板から始まる。無被覆の基板は次いで、ステップ７４において、ダイレクト乳剤プロセスの化学作用によって準備される。ステップ７４は、基板上に感光性の表面を生成する溶液によって無被覆（すなわち、非メタライズ）基板を被覆することを伴う。溶液は、好ましくは、シュウ酸第二鉄およびパラジウムの乳剤または銀ベースの乳剤を含む。しかしながら、溶液はまた、硝酸銀ベースの液体、塩化銀ベースのクエン酸および感光性ゼラチン、鉄ベースの材料、クロム銅ベースの材料、クロムニッケルベースの材料、浸漬金材料、およびパラジウムとともに用いられるプラチナベースの材料を含み得るが、それらに限定されない。
【００２６】
回路は、ステップ７６において、ＣＡＤ／ＣＡＭ設計によって作り出され、回路設計に関するデータは、ステップ７８において、レーザフォトプロッタに送信される。次に、ステップ７９において、回路設計は、シルバーマスタおよびジアゾニウムの作業用フィルムにフォトプロットされる。ステップ７４からの被覆された基板は次いで、ステップ８０において、被覆された基板の表面を、例えば、紫外光源、レーザフォトプロッタ、直接コリメーション描画、またはレーザ直接描画などの光源で露光することによって、回路設計に従って描画される。一旦表面が光線で露光されると、シュウ酸第二鉄およびパラジウムの乳剤からの鉄材料が黒化または酸化し、それによって、パラジウム粒子がこれらの露光された部位に付着することを可能にする。ここで露光された鉄／パラジウムの部位が残り、露光されていない領域は、洗い落とされ（現像され）、基板上に黒化した画像を残す。描画された基板は、ステップ８１において、１つ以上の化学作用によって現像され、該１つ以上の化学作用は、ステップ７４において用いられたダイレクト乳剤プロセスの化学作用のための低コスト現像剤を含み得る。他の化学作用はまた、ＫＯＤＡＫ  ＤＥＫＴＯＬまたはＮＧＳ  ＮＡＴ５４０およびＦＩＸＥＲ  ＮＡＴ７５０のような任意の紙タイプの現像剤などが用いられ得るか、またはＥＤＴＡベースの現像剤であり得る。ステップ８２において、現像された画像が、基板上に直接めっきされる。基板上に現像された画像に直接めっきするステップ８２は、現像された基板を無電解溶液に通過させるステップを含み得ることにより、現像された画像に金属が付着することを可能にし、それによって、基板上に金属画像を生成する。描画され、めっきされた積層板は次いで、ステップ８３において、酸化膜処理および積層処理の準備ができて、プリント回路を作り出す。
【００２７】
図２を参照して上記されたプリント回路を作る従来技術の従来プロセスと異なり、図３を参照して記載された、本発明に従ったプリント回路基板を作る方法は、効率を作り出し、かつ廃棄物を取り除き、それによって、プリント回路を作るためのコストおよび処理時間を低減する。例えば、ステップ８１において用いられた現像溶液（化学作用）は、再生され得（ステップ８６）、現像された画像が、ステップ８２において基板上に直接めっきされるので、エッチングが必要とされない（ステップ８８）。さらに、基板上の銅の必要性と、ドライフィルム、ドライフィルムの被覆、ドライフィルムの現像、エッチングおよびドライフィルムの除去の必要性とを取り除くことが、積層板内の応力を有意に低減し、それによって、上から下までの層の位置合わせを改善する。このことはまた、これらのプロセスのそれぞれに対するすべての関連するコストと、エッチングプロセスにおいて生成されたあらゆる副産物のその後の廃棄物処理とを取り除く。
【００２８】
プリント回路を作る本発明のダイレクト乳剤プロセスに対する潜在的用途は、チップパッケージング、フェイズドアレイアンテナおよび平面アレイアンテナを含む防衛／航空宇宙、高周波構成要素、ボードツーボード相互接続を含む高速／高周波用の可撓性相互接続、埋め込み型医療デバイスを含む医療デバイス、自動車、ボーリング穴およびパイプラインの監視エレクトロニクスを含むが、それらに限定されない。
【００２９】
図６は、本発明に従った、多層プリント回路を作る自動化方法１００を示す概略図である。非メタライズ基板１０２のロールが、第一のステーション１０４を通過し、そこでは、非メタライズ基板が加工マークをパンチされることにより、多層プリント回路の複数の層を整列させることを助ける。加工マークをパンチされた非メタライズ基板は次いで、ステーション１０６において、基板上に感光性表面を生成する溶液によって被覆される。非メタライズ基板は、その上部表面および／または底部表面上に被覆溶液によってスプレーコートされ得る。被覆された基板は次いで、ステーション１０８において、被覆された基板の表面を光源で露光することによって、事前設計された回路網に従って描画される。被覆された基板の上部表面および／または底部表面の両方が描画され得る。描画された基板は次いで、ステーション１１０において、１つ以上の化学作用によって現像され、そこでは、描画された基板の上部表面および／または底部表面の両方が現像され得る。現像された画像は、現像された画像を無電解溶液に通過させることによって、ステーション１１２において基板上に直接めっきされる。
【００３０】
めっきされた基板は次いで、ステーション１１４において、液体フォト描画可能カバーコートで被覆され、そして被覆されためっき済み基板は次いで、ステーション１１６において、被覆されためっき済み基板の表面を光源で露光することによって、事前設計された回路網に従って描画される。液体フォト描画可能カバーコートは次いで、ステーション１１８において、１つ以上の化学作用によって現像される。液体フォト描画可能カバーコートは、上部表面および／または底部表面の両方から現像され得る。現像された液体フォト描画可能カバーコートは次いで、ステップ１２０において、感光性表面を生成する溶液によって被覆される。被覆された液体フォト描画可能カバーコートは次いで、ステーション１２２において、被覆された液体フォト描画可能カバーコートの表面を光源で露光することによって、事前設計された回路網に従って描画される。描画された被覆済み液体フォト描画可能カバーコートは次いで、ステーション１２４において、１つ以上の化学作用によって上部表面および／または底部表面から現像される。その結果もたらされる現像された層は次いで、回路をめっきするために無電解溶液を通過させられ、第二の層の処理が完了する。これらのステップは次いで、多層プリント回路用の所望の層の数が達成されるまで反復され得る。方法は、自動的に非メタライズ基板１０２をアンロールし、コンベヤのような手段を用いて、多くの様々な被覆ステーション、描画ステーション、現像ステーションおよびめっきステーションを通って非メタライズ基板のロールを導くことによって自動化され得る。
【００３１】
多層回路を作る本発明の方法に従って作られた多層プリント回路１３０の透視図が図７に示されている。多層プリント回路１３０は、非メタライズ基板からなる底部の層、および感光性表面を生成するダイレクト乳剤化学作用１３４と、液体フォト描画可能カバー１３６との交互の層を含む。ダイレクト乳剤化学作用１３４と液体フォト描画可能カバー１３６との交互の層は、非メタライズ基板１３２の上に位置決めされ、図７に示されているスタックトバイアなどのダイレクト乳剤の形体１３８を含む。
【００３２】
最後に、図８は、従来技術の従来のプリント回路基板処理と、本発明に従った、ダイレクト乳剤処理とを用いて、多層プリント回路を作るプロセスのステップを比較する図表である。
【００３３】
以上の説明は、本発明の好適で例示的な実施形態であり、本発明は、本明細書中に示されまたは記載された特定の形態に限定されないことが理解されるであろう。添付の特許請求の範囲において表現されるような本発明の範囲を逸脱することなく、本発明を製造し用いるために本明細書中に開示されたステップの設計、配列、順序、および種類において様々な修正が行われ得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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