專利名稱：利用單層加工技術(shù)的印刷電路的制造技術(shù)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路板的制造。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于形成多層電路結(jié)構(gòu)的連續(xù)工藝。該工藝防止在多層電路結(jié)構(gòu)形成過(guò)程中對(duì)導(dǎo)電箔造成損害，同時(shí)提高了電路的蝕刻精度和準(zhǔn)確性。
背景技術(shù)：
電路板和印刷電路廣泛應(yīng)用于電子領(lǐng)域。它們可用于大規(guī)模應(yīng)用例如工業(yè)控制設(shè)備和小規(guī)模器件例如電話、無(wú)線電和個(gè)人計(jì)算機(jī)。在這種印刷電路的制造中，重要的是對(duì)于非常小的線和間隔寬度來(lái)說(shuō)達(dá)到高的準(zhǔn)確度和分辨率，以確保電路的良好性能。
在小和大規(guī)模設(shè)備的制造中，制造具有非常小的尺寸、尤其是100μ或者更小的精確部件的能力極其重要。當(dāng)電路圖形不斷變得更小時(shí)，蝕刻精度也變得更加重要。眾所周知使用已知的光刻技術(shù)以高精度制造具有小特征的印刷電路板。一般，將導(dǎo)電箔淀積在襯底上，然后將光致抗蝕劑淀積在箔上。然后成影象曝光和顯影光致抗蝕劑，形成小的線和間隔的圖形，然后將小的間隔蝕刻深入到導(dǎo)電箔中(以去除)。
然后公知對(duì)該箔進(jìn)行粘接加強(qiáng)例如“黑氧化”處理(氧化發(fā)黑處理)，其中通過(guò)化學(xué)微腐蝕預(yù)粗糙化銅，并且化學(xué)處理銅形成氧化銅(黑色)層。該處理有助于促進(jìn)箔與其它材料牢固粘接。對(duì)于在箔的表面上形成黑色氧化物的討論，例如參見美國(guó)專利No.4997516公開的內(nèi)容，這里引入作為參考。通過(guò)黑氧化處理極大地增強(qiáng)了箔表面與預(yù)浸料坯或其它材料的粘接。結(jié)果使得到的多層電路結(jié)構(gòu)更耐熱和耐潮濕。
在電路結(jié)構(gòu)的形成中出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題是，金屬箔表面的損害、箔上的樹脂點(diǎn)和薄疊層體的操作已經(jīng)公知會(huì)引起生產(chǎn)率降低。這種損害主要由人工搬運(yùn)過(guò)程中對(duì)箔的過(guò)度操作例如那些目前廣泛用于本領(lǐng)域的。因此希望采用一種形成多層電路結(jié)構(gòu)的方法，該方法避免或減小了金屬箔的損害和瑕疵，并且同時(shí)以高分辨率和精度蝕刻電路線和間隔。本發(fā)明提供了一種解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案，即通過(guò)提供一種對(duì)銅箔的手工操作最少的連續(xù)工藝從而避免和減小對(duì)箔不必要的損害。
在撓性印刷電路的制造中使用連續(xù)工藝，該工藝使由于材料損害而導(dǎo)致的生產(chǎn)率損失最小。撓性襯底(通常是銅包覆的聚酰亞胺或聚酯膜)具有在其一側(cè)或者兩側(cè)上的圖形。典型工藝流程由J.Fjelstad在“Flexible CircuitTechnology，Silicon Valley Publishers Group，1994”中描述了。而且在由環(huán)氧樹脂疊層體制成的四層多芯片組件的制造中，D.Weiss等人在“‘Manufacture of 4Layer MCM-L’s Using Reel to Reel Manufacturing Methods’，Institute forInterconnecting and packaging Electronic Circuits，1997”中也描述了卷到卷(reel toreel)技術(shù)。他主張如果環(huán)氧樹脂襯底極薄，那么在連續(xù)工藝中應(yīng)具有足夠的撓性以加工。環(huán)氧樹脂襯底的問(wèn)題在于芯厚度限制在大約150微米，因此襯底喪失撓性。此外目前的撓性印刷電路工藝把厚度在50和200微米之間的襯底限定在50微米的增量?jī)?nèi)。本發(fā)明解決這些問(wèn)題，以非常小的增量得到了寬范圍的最后產(chǎn)品厚度。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)連續(xù)工藝形成多層電路結(jié)構(gòu)，該連續(xù)工藝包括在銅箔的粗糙側(cè)涂覆和固化膜形成聚合物。任選但優(yōu)選清潔箔的相對(duì)(光亮)側(cè)，用光致抗蝕劑涂覆該相對(duì)側(cè)，然后任選但優(yōu)選干燥該光致抗蝕劑。曝光和顯影該光致抗蝕劑，以便除去非圖象區(qū)域而留下圖象區(qū)域。然后蝕刻所除去的非圖象區(qū)域下面的箔以便形成銅圖形，任選但優(yōu)選除去剩余的光致抗蝕劑。然后將該箔切為區(qū)段，接著任選但優(yōu)選沖定位孔。然后任選但優(yōu)選用粘接增強(qiáng)處理處理銅圖形，任選但優(yōu)選檢測(cè)缺陷，并將銅圖形層壓到襯底上，以便形成多層電路結(jié)構(gòu)。該方法優(yōu)選以卷到卷方式進(jìn)行。由于可以利用通過(guò)濕處理步驟的最佳取向(面向下)，因此該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了比已知方法更精確的蝕刻和更好的蝕刻一致性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于形成多層電路結(jié)構(gòu)的連續(xù)工藝，包括(a)銅箔卷退卷，該箔具有光亮表面?zhèn)群痛植诒砻鎮(zhèn)龋?b)在箔的粗糙側(cè)上涂覆和固化膜形成聚合物，(c)任選地清潔箔的光亮側(cè)；(d)在箔的光亮側(cè)上涂覆和任選地干燥光致抗蝕劑；
(e)成影象地將光致抗蝕劑暴露于光化輻射下，從而形成圖象區(qū)域和非圖象區(qū)域；(f)給光致抗蝕劑顯影，從而除去非圖象區(qū)域，留下圖象區(qū)域；(g)腐蝕掉位于除去的光致抗蝕劑的非圖象區(qū)域下面的箔，從而形成銅圖形；(h)任選地除去剩余的光致抗蝕劑；(i)將箔切為區(qū)段；(j)任選地穿過(guò)箔沖定位孔；(k)任選地利用粘接增強(qiáng)處理劑處理銅圖形(l)任選地檢查銅圖形的缺陷；和(m)將至少一個(gè)箔區(qū)段層壓到襯底上；于是形成多層電路結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明還提供了一種用于形成多層電路結(jié)構(gòu)的連續(xù)工藝，包括(a)銅箔卷退卷，該箔具有光亮表面?zhèn)群痛植诒砻鎮(zhèn)龋?b)在箔的粗糙表面?zhèn)壬贤扛埠凸袒ば纬删酆衔铮?c)清潔箔的光亮側(cè)；(d)在箔的光亮側(cè)上涂覆和干燥光致抗蝕劑；(e)成影象地將光致抗蝕劑暴露于光化輻射(actinic radiation)下，從而形成圖象和非圖象區(qū)域；(f)顯影光致抗蝕劑，從而除去非圖象區(qū)域而留下圖象區(qū)域；(g)腐蝕掉所除去的光致抗蝕劑的非圖象區(qū)域下面的箔，從而形成銅圖形；(h)除去剩余的光致抗蝕劑；(i)將箔切為區(qū)段；(j)穿過(guò)箔沖定位孔；(k)利用粘結(jié)增強(qiáng)處理劑處理銅圖形；(l)檢查銅圖形的缺陷；(m)將至少一個(gè)箔區(qū)段層壓在襯底上；從而形成多層電路結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種用于形成多層電路結(jié)構(gòu)的連續(xù)工藝，包括(a)銅箔卷退卷，該箔具有光亮表面?zhèn)群痛植诒砻鎮(zhèn)?，兩?cè)都利用粘結(jié)增強(qiáng)處理劑進(jìn)行了處理；(b)在箔的任一側(cè)上涂覆和固化膜形成聚合物；
(c)任選地清潔箔的沒(méi)有涂覆膜形成聚合物的那一面；(d)在箔的未涂覆側(cè)上涂覆并任選地干燥光致抗蝕劑；(e)成影象地將光致抗蝕劑暴露于光化輻射(actinic radiation)下，從而形成圖象和非圖象區(qū)域；(f)顯影光致抗蝕劑，從而除去非圖象區(qū)域而留下圖象區(qū)域；(g)腐蝕掉所除去的光致抗蝕劑的非圖象區(qū)域下面的箔，從而形成銅圖形；(h)任選地除去剩余的光致抗蝕劑；(i)將箔切為區(qū)段；(j)任選地穿過(guò)箔沖定位孔；(k)任選地檢查銅圖形的缺陷；和(l)將至少一個(gè)箔區(qū)段層壓在襯底上；從而形成多層電路結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明再提供一種用于形成多層電路結(jié)構(gòu)的連續(xù)工藝，包括(a)銅箔卷退卷，該箔具有光亮表面?zhèn)群痛植诒砻鎮(zhèn)?，其光亮?cè)已經(jīng)利用粘結(jié)增強(qiáng)處理劑處理了；(b)在箔的光亮側(cè)上涂覆和固化膜形成聚合物；(c)任選地清潔箔的粗糙側(cè)；(d)在箔的光亮側(cè)上涂覆并任選地干燥光致抗蝕劑；(e)成影象地將光致抗蝕劑暴露于光化輻射(actinic radiation)下，從而形成圖象和非圖象區(qū)域；(f)顯影光致抗蝕劑，從而除去非圖象區(qū)域而留下圖象區(qū)域；(g)腐蝕掉所除去的光致抗蝕劑的非圖象區(qū)域下面的箔，從而形成銅圖形；(h)任選地除去剩余的光致抗蝕劑；(i)將箔切為區(qū)段；(j)任選地穿過(guò)箔沖定位孔；(k)任選地利用粘結(jié)增強(qiáng)處理劑對(duì)銅圖形進(jìn)行處理；(l)任選地檢查銅圖形的缺陷；(m)將至少一個(gè)箔區(qū)段層壓在襯底上；從而形成多層電路結(jié)構(gòu)。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的工藝步驟的流程圖。
具體的實(shí)施方式本發(fā)明提供一種用于制造多層電路結(jié)構(gòu)的連續(xù)工藝。本發(fā)明的工藝優(yōu)選以卷到卷的方式進(jìn)行。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的第一步是銅箔卷的退卷，該銅箔具有光亮表面?zhèn)群痛植诒砻鎮(zhèn)?。根?jù)本發(fā)明，術(shù)語(yǔ)“銅箔”優(yōu)選包括銅或者銅合金。銅合金可以包含鋅、鉻、鎳、鋁、不銹鋼、鐵、鈦及其組合。銅箔可以通過(guò)眾所周知電沉積工藝制造。一個(gè)優(yōu)選的工藝包括從銅鹽的溶液中將銅電沉積到旋轉(zhuǎn)的金屬鼓形圓筒上。緊鄰鼓形圓筒的箔側(cè)一般是光滑或者光亮側(cè)，而另一側(cè)具有相對(duì)粗糙的表面，而且亦稱粗糙側(cè)。該鼓形圓筒通常由不銹鋼或者鈦制成，當(dāng)從溶液中淀積銅時(shí)，上述鼓形圓筒作為陰極，并且接收銅。陽(yáng)極通常由鉛合金構(gòu)成。在陽(yáng)極和陰極之間施加大約5-10伏的電解槽電壓以引起銅淀積，同時(shí)在陽(yáng)極放出氧。然后從鼓形圓筒上取下該銅箔。
任選性地利用本領(lǐng)域已知的粘結(jié)增強(qiáng)處理劑對(duì)箔的光亮側(cè)、粗糙側(cè)或者兩側(cè)進(jìn)行預(yù)處理，該處理劑對(duì)銅箔會(huì)起到粘結(jié)促進(jìn)劑的作用。一個(gè)最佳的粘結(jié)增強(qiáng)處理劑包括可以在市場(chǎng)上買到McGean Rohco Inc.of Cleveland，Ohio生產(chǎn)的Durabond，即一種氧化錫。其它適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)增強(qiáng)處理劑不排它地包括氧化物處理劑。一個(gè)最佳的氧化物處理劑是黑氧化物處理劑，這種處理劑利用氧化劑使銅箔氧化，從而將襯底上的銅轉(zhuǎn)化為光亮的氧化銅。黑氧化物處理劑優(yōu)選使用，作為處理溶液，一種氧化劑的溶液例如次氯酸鈉。由于氧化劑溶液是堿性的，因此用氧化劑溶液處理的銅箔在處理之后可能會(huì)需要清洗。該化學(xué)品的一個(gè)提供者是Electrochemicals Inc.of Maple Plains，MN。
然后在箔的一側(cè)涂覆膜形成聚合物組合物并固化。優(yōu)選在箔的已經(jīng)用粘結(jié)增強(qiáng)處理劑預(yù)處理了的側(cè)面上涂覆和固化膜形成聚合物組合物?？梢栽诓娜我粋?cè)進(jìn)行上述操作，但優(yōu)選粗糙側(cè)。在如上所述利用粘結(jié)增強(qiáng)處理劑對(duì)箔的兩側(cè)都進(jìn)行了預(yù)處理的實(shí)施例中，可以將聚合物組合涂覆和固化到箔的任一側(cè)上。在涂覆和固化膜形成聚合物組合物之前，優(yōu)選部分或者完全退卷銅箔。適當(dāng)?shù)哪ば纬删酆衔锊慌潘匕ň埘啺?、聚酯、含聚酯的共聚物、聚芳醚、液晶聚合物、聚苯?polyphenylene ethers)、胺及其組合。其中，聚酰亞胺和聚酯是最優(yōu)選的。膜形成聚合物組合物還可以任選地包含填料。可以通過(guò)常規(guī)技術(shù)例如噴霧、彎月面(meniscus)涂覆、刮板涂覆、濺射、蒸發(fā)、汽相淀積等涂覆膜形成聚合物組合物，以便進(jìn)行聚合物厚度的控制和實(shí)現(xiàn)厚度的均勻性。然后優(yōu)選將該聚合物固化到箔上，如此形成預(yù)浸料坯。優(yōu)選通過(guò)常規(guī)技術(shù)例如爐內(nèi)加熱進(jìn)行固化。優(yōu)選在大約100°F至大約600°F的溫度下進(jìn)行熱固化，時(shí)間為大約1-10分鐘。固化后，根據(jù)本發(fā)明為了檢測(cè)和/或儲(chǔ)存可以再卷繞該銅箔，以備后來(lái)再退卷以便完成后續(xù)的步驟。這種預(yù)卷繞和退卷可以通過(guò)本領(lǐng)域已知的任何適當(dāng)方法進(jìn)行，例如利用收集器(accumulator)。
然后，任選地利用常規(guī)技術(shù)清潔箔的沒(méi)有涂覆膜形成聚合物的一側(cè)。在已經(jīng)用聚合物涂覆了粗糙側(cè)的實(shí)施例中，任選地清潔光亮側(cè)。相反，在已經(jīng)用聚合物涂覆了光亮側(cè)的實(shí)施例中，任選地清潔粗糙側(cè)。優(yōu)選在清潔之前部分或者全部將箔退卷?？梢酝ㄟ^(guò)本領(lǐng)域已知的任何常規(guī)方法進(jìn)行清潔，例如用過(guò)硫酸鈉微蝕刻或者用稀硫酸漂洗。
接著，在箔的與涂覆了聚合物的側(cè)相反的側(cè)涂覆光致抗蝕劑，并任選地并且優(yōu)選干燥。該光致抗蝕劑的組成可以是正性(positive working)或者負(fù)性的，并且通常是在市場(chǎng)上可以買到的。適當(dāng)?shù)恼怨庵驴刮g劑在本領(lǐng)域是已知的，可以包括鄰-醌二疊氮輻射敏化劑(o-quinone diazide radiation sensitizer)。該鄰-醌二疊氮輻射敏化劑包括在美國(guó)專利Nos.2,797,213；3,106,465；3,148,983；3,130,047；3,201,329；3,785,825和3,802,885中公開的鄰-醌-4-或5-磺酰-二疊氮(diazides)。當(dāng)使用鄰醌二疊氮時(shí)，優(yōu)選的粘合樹脂包括水不溶性、堿水溶液可溶或可溶脹粘合樹脂，優(yōu)選線型酚醛清漆。適當(dāng)正性感光介質(zhì)樹脂可以在市場(chǎng)上買到，例如Clariant Corporation ofSomerville，New Jersey提供的AZ-P4620商標(biāo)以及Shipley I-line光致抗蝕劑。負(fù)性光致抗蝕劑在市場(chǎng)上也能很容易得到。光致抗蝕劑優(yōu)選通過(guò)常規(guī)技術(shù)例如上面提到的技術(shù)涂覆在箔的光亮側(cè)。光致抗蝕劑層的厚度可以隨著所用的淀積工序而變化。然后通過(guò)常規(guī)技術(shù)例如加熱任選地將光致抗蝕劑干燥到箔上。在箔上涂覆和任選地干燥光致抗蝕劑之后，根據(jù)本發(fā)明為了檢查和/或儲(chǔ)存可以重新卷繞該銅箔，后來(lái)再退卷以便完成后續(xù)的步驟。這種重新卷繞和退卷可以通過(guò)本領(lǐng)域已知的任何適當(dāng)方法進(jìn)行，例如利用收集器(accumulator)。
然后通過(guò)掩模將光致抗蝕劑成影象地曝光于光化輻射下，例如可見光、光譜的紫外或紅外區(qū)，或者通過(guò)電子束、離子或中子束或者X射線掃描光致抗蝕劑，由此形成圖象和非圖象區(qū)域。在曝光之前應(yīng)使箔退卷。光化輻射可以是非相干光或相干光的形式，例如激光。在一個(gè)實(shí)施例中，光致抗蝕劑曝光于輻射之后可以臨時(shí)或者永久停止本發(fā)明的工藝。
然后利用適當(dāng)?shù)娜軇├鐗A性水溶液成影象地顯影光致抗蝕劑，除去非圖象區(qū)域，留下圖象區(qū)域。優(yōu)選的溶劑顯影劑在市場(chǎng)上可以很容易得到，可以包括氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液或碳酸鈉水溶液。
下一步在除去光致抗蝕劑層的非圖象區(qū)域的情況下任選地蝕刻掉部分銅箔，形成蝕刻了的銅圖形。該光致抗蝕劑圖形為高精度和高度準(zhǔn)確地蝕刻導(dǎo)電層提供了優(yōu)異質(zhì)量的蝕刻掩模。可以通過(guò)常規(guī)技術(shù)例如酸蝕刻和堿蝕刻形成該蝕刻了的圖形。適當(dāng)?shù)奈g刻劑非排它地包括堿性溶液或酸性溶液，例如二氯化銅或硝酸。優(yōu)選的還有三氯化鐵或過(guò)硫酸(sulfuric peroxide)。然后可以利用常規(guī)技術(shù)例如剝離或灰化任選地除去剩余的光致抗蝕劑。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的工藝可以在除去光致抗蝕劑之后臨時(shí)或者永久停止。
然后優(yōu)選通過(guò)常規(guī)技術(shù)將箔切割為區(qū)段。優(yōu)選區(qū)段是正方形，但可以是特定應(yīng)用或者工藝所需的任何其它形狀。然后任選地穿過(guò)箔沖定位孔。該孔優(yōu)選利用沖孔系統(tǒng)制成，然后，也可以使用本領(lǐng)域已知的任何其它方法。優(yōu)選在層壓箔之前沖定位孔。
然后，任選地利用粘結(jié)增強(qiáng)處理劑處理銅圖形，該處理劑起到銅箔與粘結(jié)材料(bonding material)(例如用環(huán)氧樹脂涂覆的纖維玻璃布)的粘結(jié)促進(jìn)劑的作用。
根據(jù)本發(fā)明，下一步是將箔層壓到襯底上。在層壓之前，任選地檢查銅圖形的缺陷。任選的檢查可以通過(guò)本領(lǐng)域已知的任何適當(dāng)方法進(jìn)行。優(yōu)選方法非排它地包括在線光學(xué)檢測(cè)、隨機(jī)抽樣、電氣測(cè)試和目檢。
根據(jù)本發(fā)明，至少將一個(gè)箔區(qū)段層壓到襯底上，這樣形成多層電路結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的實(shí)施中，可以將多個(gè)箔區(qū)段層壓在一起。而且，可以通過(guò)相鄰區(qū)段之間的襯底將多個(gè)箔區(qū)段層壓在一起。優(yōu)選在大約160℃至大約320℃、更優(yōu)選大約170℃至大約245℃、最優(yōu)選在大約175℃至大約230℃的溫度下在加壓的情況下進(jìn)行層壓。優(yōu)選層壓時(shí)間為大約15分鐘至大約180分鐘，更優(yōu)選30分鐘至大約120分鐘，最優(yōu)選大約30分鐘至大約90分鐘。優(yōu)選，熱壓機(jī)處在從至少25至大約30mm水銀柱的真空下，更優(yōu)選大約28至大約30mm水銀柱，最優(yōu)選大約大約29至大約30英寸水銀柱。壓機(jī)壓力優(yōu)選保持在大約3.5kg/cm2至大約70kg/cm2，更優(yōu)選從大約7kg/cm2至大約30kg/cm2，最優(yōu)選從大約9kg/cm2至大約21kg/cm2。
典型的襯底是那些適合被加工成印刷電路或者其它微電子器件的襯底。適用于本發(fā)明的襯底非排它地包括環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、聚酯、氰酸酯、BT-環(huán)氧樹脂及其組合，用材料例如玻璃纖維增強(qiáng)的聚合物、有機(jī)紙、芳族聚酰胺(凱夫拉爾)、芳族聚酰胺紙(Thermount)、Polybenzoxolate紙及其組合。其中有玻璃纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂是最優(yōu)選的襯底。襯底的最佳厚度在大約10至大約200μm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選大約10至大約50μm。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，清潔箔、干燥光致抗蝕劑、除去剩余光致抗蝕劑、穿過(guò)箔沖定位孔、用粘接增強(qiáng)處理劑處理銅圖形、和檢測(cè)銅圖形缺陷的任選步驟都進(jìn)行。
在另一個(gè)實(shí)施例中，尤其當(dāng)對(duì)箔的兩面都進(jìn)行了粘接增強(qiáng)處理時(shí)，不進(jìn)行用粘接增強(qiáng)處理劑對(duì)銅圖形進(jìn)行處理的任選步驟。
在另一個(gè)實(shí)施例中，在層壓之前，可以對(duì)銅箔的光亮側(cè)進(jìn)行電解處理，以便形成粗糙化的銅淀積，和對(duì)粗糙側(cè)電解處理以便淀積金屬或者合金的微瘤。這些瘤優(yōu)選是銅或者銅合金，增加對(duì)襯底的粘接。通過(guò)輪廓儀例如可以從MahrFeinpruef Corporation of Cincinnati，Ohio買到的Perthometer model M4P或者S5P，測(cè)量箔的表面微結(jié)構(gòu)。根據(jù)2115 Sanders Road，Northbrook，Illinois60062的互連和封裝電路協(xié)會(huì)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IPC-TM-650第2.2.172節(jié)進(jìn)行峰和谷的表面晶粒結(jié)構(gòu)的地形測(cè)量。在測(cè)量工序中，選擇樣品表面上的測(cè)量長(zhǎng)度Im。Rz定義為測(cè)量長(zhǎng)度Im內(nèi)5個(gè)連續(xù)取樣長(zhǎng)度的峰到谷的平均最大高度(I0為Im/5)。Rt為最大粗糙深度，并且是測(cè)量長(zhǎng)度Im內(nèi)最高峰和最低谷之間的最大垂直距離。Rp是最大測(cè)平深度(leveling depth)，并且是測(cè)量長(zhǎng)度Im內(nèi)最高峰的高度。Ra或平均粗糙度定義為測(cè)量長(zhǎng)度Im內(nèi)與中心線的粗糙輪廓的所有絕對(duì)距離的算術(shù)平均值。對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)重要的參數(shù)是Rz和Ra。進(jìn)行的表面處理生成了具有峰和谷的表面結(jié)構(gòu)，這樣生成粗糙度參數(shù)，其中Ra在大約1至大約10μm的范圍內(nèi)，Rz在大約2至大約10μm的范圍內(nèi)。
在光亮側(cè)進(jìn)行表面處理生成了具有峰和谷的表面結(jié)構(gòu)，這樣產(chǎn)生粗糙參數(shù)，其中Ra在大約1至大約4μm的范圍內(nèi)，優(yōu)選大約2至大約4微米的范圍內(nèi)，最優(yōu)選從大約3至大約4微米的范圍內(nèi)。Rz值在大約2至大約4.5μm的范圍內(nèi)，優(yōu)選從大約2.5至大約4.5微米的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在大約3至大約4.5μm的范圍內(nèi)。
在粗糙側(cè)上進(jìn)行表面處理生成了具有峰和谷的表面結(jié)構(gòu)，這樣產(chǎn)生粗糙參數(shù)，其中Ra在大約4至大約10μm的范圍內(nèi)，優(yōu)選大約4.5至大約8微米的范圍內(nèi)，最優(yōu)選從大約5至大約7.5微米的范圍內(nèi)。Rz值在大約4至大約10μm的范圍內(nèi)，優(yōu)選從大約4至大約9微米的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在大約4至大約7.5μm的范圍內(nèi)。
優(yōu)選，光亮側(cè)具有大約2至4.5μm厚的銅淀積，以便產(chǎn)生2μm或者更大的平均粗糙度(Rz)。更優(yōu)選，粗糙側(cè)具有大約4-7.5μm的粗糙度Rz。金屬或者合金的微瘤將具有大約0.5μm的大小。如果需要，可以將其它金屬例如鋅、銦、錫、鈷、黃銅、青銅等淀積為微瘤。美國(guó)專利5,679,230中更全面地描述了該工藝，這里引入作為參考。
光亮表面優(yōu)選具有大約0.7kg/線性cm至大約1.6kg/線性cm范圍內(nèi)的剝離強(qiáng)度，更優(yōu)選在大約0.9kg/線性cm至大約1.6kg/線性cm范圍內(nèi)。粗糙側(cè)優(yōu)選具有大約0.9kg/線性cm至大約2kg/線性cm范圍內(nèi)的剝離強(qiáng)度，更優(yōu)選在大約1.1kg/線性cm至大約2kg/線性cm范圍內(nèi)。根據(jù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IPC-TM-650第2.4.8節(jié)修訂C測(cè)量剝離強(qiáng)度。
下面利用非限制性的例子說(shuō)明本發(fā)明。應(yīng)理解光敏涂層組合物成份比例的變化和元素的選擇對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的，并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
例1在退卷輥上安裝電沉積的35μm、一盎司銅箔的卷，寬度為0.64米。穿過(guò)張緊輥、導(dǎo)輥將該箔裝到收繞輥上。然后在該箔上施加每英寸寬度4磅的張力。掛上收繞輥上的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，并且設(shè)定為1.2米/分鐘。在不銹鋼混合桶中用N-甲基吡咯烷酮調(diào)整液態(tài)聚酰亞胺樹脂，使其含25％固體，粘度為大約20,000厘泊。將聚酰亞胺溶液裝到配給系統(tǒng)，利用重力和液態(tài)聚合物粘度作為配給力將大約50μm的膜涂覆到移動(dòng)箔的粗糙側(cè)。
調(diào)整刮刀以便生成43μm厚的濕膜，得到撓性復(fù)合物，該復(fù)合物具有大約7.6μm厚的已經(jīng)干燥的聚合物膜。在刮刀的上游側(cè)保持連續(xù)的液壓頭高度和堆積材料的體積，以便保持連續(xù)的撓性復(fù)合物膜厚和不包含空氣的膜。
蒸發(fā)溶劑并且在425℃溫度下在爐中固化該聚合物。當(dāng)涂覆的箔首先進(jìn)入爐中時(shí)，應(yīng)預(yù)見最初的溫度下降。一旦爐中達(dá)到穩(wěn)定的溫度，通過(guò)下列方式檢查膜的厚度，即提取膜的樣品且比較箔的涂覆后的重量和基本重量以便利用聚酰亞胺的密度從重量換算為膜厚度?；诖藴y(cè)量調(diào)整配給聚酰亞胺的速度和箔上刮刀的高度。重復(fù)此工藝直到得到理想的膜厚。
然后清潔并用硫酸鈉微蝕刻箔的光亮側(cè)，接著用水漂洗并涂覆光致抗蝕劑。干燥光致抗蝕劑，并利用UV曝光單元通過(guò)掩膜成影象地曝光于光化輻射下，從而形成圖象區(qū)域和非圖象區(qū)域。然后利用碳酸鈉水溶液顯影光致抗蝕劑，以便除去非圖象區(qū)域，留下圖象區(qū)域。然后在二氯化銅中蝕刻該箔，以便形成銅圖形。利用氫氧化鉀剝掉剩余的抗蝕劑，留下想要的銅圖形。
將該箔切為矩形區(qū)段，然后利用光學(xué)定位機(jī)械沖孔機(jī)穿加工孔。然后利用含31g/l亞氯酸氫鈉、15g/l氫氧化鈉和12g/l磷酸三鈉的溶液處理箔區(qū)段上的銅圖形，在85℃下攪動(dòng)3分鐘，從而提供黑氧化處理。
然后在275℃和10kg/cm2的水壓下將處理后的箔區(qū)段層壓到玻璃纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂襯底上，保持30分鐘。壓機(jī)在28英寸水銀柱的真空下。將第二箔區(qū)段層壓到第一箔區(qū)段上，從而形成多層電路結(jié)構(gòu)。
例2重復(fù)例1，只是通過(guò)在85℃將銅箔浸入具有下列組分的黑氧化處理水溶液中3分鐘進(jìn)行黑氧化處理步驟NaClO2-31g/lNaOH-15g/lNa3PO4-12g/l例3重復(fù)例1，只是在襯底上箔區(qū)段的聚酰亞胺表面之間層壓10μm的對(duì)亞苯基-2，6-苯并雙噁唑(benzobisoxazole)紙片。得到的產(chǎn)品具有改進(jìn)的尺寸穩(wěn)定性并且耐撕破。
例4重復(fù)例1，只是利用連續(xù)熱輥層壓工藝在300℃和21kg/cm2下進(jìn)行層壓。將該產(chǎn)品接受層壓后烘爐烘烤以實(shí)現(xiàn)最后的固化。
例5重復(fù)例1，只是利用擠出涂覆機(jī)進(jìn)行涂覆，并且通過(guò)夾輥工藝進(jìn)行層壓。填料與聚酰亞胺一起擠出。
例6重復(fù)例1，只是用瘤處理箔的粗糙側(cè)以便改進(jìn)與聚酰亞胺的機(jī)械粘接。最大的瘤尺寸小于120微英寸以避免可能出現(xiàn)的高潛在性失效。
例7重復(fù)例1，只是用非鹵化熱固性聚酰亞胺(Keramid601)浸漬纖維玻璃布，形成預(yù)浸料坯。然后部分固化該聚合物。該預(yù)浸料坯的厚度為大約68μm。然后將銅箔層壓到預(yù)浸料坯上，聚合物涂層面對(duì)預(yù)浸料坯。在275℃真空下(28英寸Hg)和14kg/cm2壓力下進(jìn)行層壓，時(shí)間為90分鐘。
例8重復(fù)例7，只是非鹵化環(huán)氧樹脂代替熱固性聚酰亞胺。在185℃進(jìn)行層壓，時(shí)間為60分鐘。
例9重復(fù)例7，只是襯底是另一種玻璃纖維，且預(yù)浸料坯厚度為大約115μm。
盡管參考最佳實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解在不離開本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以作出各種變化和修改。權(quán)利要求應(yīng)理解為覆蓋所公開的實(shí)施例、上面已經(jīng)討論的替代方案及其所有的等效物。
權(quán)利要求
1.一種用于形成多層電路結(jié)構(gòu)的連續(xù)方法，包括(a)銅箔卷退卷，該箔具有光亮表面?zhèn)群痛植诒砻鎮(zhèn)龋?b)在箔的粗糙側(cè)上涂覆和固化膜形成聚合物；(c)任選地清潔箔的光亮側(cè)；(d)在箔的光亮側(cè)上涂覆和任選地干燥光致抗蝕劑；(e)成影象地將光致抗蝕劑暴露于光化輻射下，從而形成圖象區(qū)域和非圖象區(qū)域；(f)顯影光致抗蝕劑，從而除去非圖象區(qū)域，留下圖象區(qū)域；(g)腐蝕掉位于除去的光致抗蝕劑的非圖象區(qū)域下面的箔，從而形成銅圖形；(h)任選地除去剩余的光致抗蝕劑；(i)將箔切為段；(j)任選地穿過(guò)箔沖定位孔；(k)任選地利用粘接增強(qiáng)處理劑處理銅圖形；(l)任選地檢查銅圖形的缺陷；和(m)將至少一個(gè)箔段層壓到襯底上；于是形成多層電路結(jié)構(gòu)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中膜形成聚合物包括聚酰亞胺、聚酯及其組合。
3.權(quán)利要求1的方法，包括將多個(gè)箔段層壓在一起。
4.權(quán)利要求1的方法，包括通過(guò)在相鄰的區(qū)段之間的襯底將多個(gè)箔區(qū)段層壓在一起。
5.權(quán)利要求4的方法，其中襯底包括增強(qiáng)的聚合物。
6.權(quán)利要求1的方法，其中襯底包括增強(qiáng)的聚合物，該聚合物本身包括環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、聚酯、氰酸酯、BT-環(huán)氧樹脂或其組合。
7.權(quán)利要求1的方法，其中使光致抗蝕劑暴露在輻射之后停止該方法。
8.權(quán)利要求1的方法，其中在剝離光致抗蝕劑之后停止該方法。
9.權(quán)利要求1的方法，其中通過(guò)酸腐蝕作用來(lái)腐蝕該箔。
10.權(quán)利要求1的方法，其中通過(guò)堿腐蝕作用來(lái)腐蝕該箔。
11.權(quán)利要求1的方法，其中根據(jù)步驟(b)之后的步驟(c)清潔箔的光亮側(cè)。
12.權(quán)利要求1的方法，其中根據(jù)步驟(h)之后的步驟(i)穿過(guò)箔沖孔。
13.權(quán)利要求1的方法，其中根據(jù)步驟(j)之后的步驟(k)利用粘接增強(qiáng)處理劑處理銅圖形。
14.權(quán)利要求1的方法，其中根據(jù)步驟(j)之后的步驟(k)利用黑氧化處理劑處理銅圖形。
15.權(quán)利要求1的方法，其中根據(jù)步驟(c)不清潔箔的光亮側(cè)，并且根據(jù)步驟(k)不利用氧化物處理銅圖形。
16.權(quán)利要求1的方法，其中根據(jù)步驟(i)之后的步驟(j)給箔沖孔。
17.權(quán)利要求1的方法，其中根據(jù)步驟(k)之后的步驟(l)檢查銅圖形。
18.權(quán)利要求1的方法，其中根據(jù)步驟(b)固化膜形成聚合物之后卷繞箔，然后在步驟(c)之前將箔再退卷。
19.權(quán)利要求1的方法，其中根據(jù)步驟(d)干燥光致抗蝕劑之后卷繞箔，然后在步驟(e)之前將箔再退卷。
20.權(quán)利要求1的方法，其中通過(guò)收集器卷繞該箔。
21.一種用于形成多層電路結(jié)構(gòu)的連續(xù)方法，包括(a)銅箔卷退卷，該箔具有光亮表面?zhèn)群痛植诒砻鎮(zhèn)龋?b)在箔的粗糙表面?zhèn)壬贤扛埠凸袒ば纬删酆衔铮?c)清潔箔的光亮側(cè)；(d)在箔的光亮側(cè)上涂覆和干燥光致抗蝕劑；(e)成影象地將光致抗蝕劑暴露于光化輻射(actinic radiation)下，從而形成圖象和非圖象區(qū)域；(f)顯影光致抗蝕劑，從而除去非圖象區(qū)域而留下圖象區(qū)域；(g)蝕刻所除去的光致抗蝕劑的非圖象區(qū)域下面的箔，從而形成銅圖形；(h)除去剩余的光致抗蝕劑；(i)將箔切為段；(j)穿過(guò)箔沖定位孔；(k)利用粘結(jié)增強(qiáng)處理劑處理銅圖形；(l)檢查銅圖形的缺陷；(m)將至少一個(gè)箔區(qū)段層壓在襯底上；從而形成多層電路結(jié)構(gòu)。
22.一種用于形成多層電路結(jié)構(gòu)的連續(xù)方法，包括(a)銅箔卷退卷，該箔具有光亮表面?zhèn)群痛植诒砻鎮(zhèn)?，兩?cè)都利用粘結(jié)增強(qiáng)處理劑進(jìn)行了處理；(b)在箔的任一側(cè)上涂覆和固化膜形成聚合物；(c)任選地清潔箔的沒(méi)有涂覆膜形成聚合物的側(cè)面；(d)在箔的未涂覆側(cè)涂覆并任選地干燥光致抗蝕劑；(e)成影象地將光致抗蝕劑暴露于光化輻射(actinic radiation)下，從而形成圖象和非圖象區(qū)域；(f)顯影光致抗蝕劑，從而除去非圖象區(qū)域而留下圖象區(qū)域；(g)腐蝕掉所除去的光致抗蝕劑的非圖象區(qū)域下面的箔，從而形成銅圖形；(h)任選地除去剩余的光致抗蝕劑；(i)將箔切為段；(j)任選地穿過(guò)箔沖定位孔；(k)任選地檢查銅圖形的缺陷；和(l)將至少一個(gè)箔區(qū)段層壓在襯底上；從而形成多層電路結(jié)構(gòu)。
23.一種用于形成多層電路結(jié)構(gòu)的連續(xù)方法，包括(a)銅箔卷退卷，該箔具有光亮表面?zhèn)群痛植诒砻鎮(zhèn)?，其光亮?cè)已經(jīng)利用粘結(jié)增強(qiáng)處理劑處理了；(b)在箔的光亮側(cè)涂覆和固化膜形成聚合物；(c)任選地清潔箔的粗糙側(cè)；(d)在箔的光亮側(cè)上涂覆并任選地干燥光致抗蝕劑；(e)成影象地將光致抗蝕劑暴露于光化輻射(actinic radiation)下，從而形成圖象和非圖象區(qū)域；(f)顯影光致抗蝕劑，從而除去非圖象區(qū)域而留下圖象區(qū)域；(g)腐蝕掉所除去的光致抗蝕劑的非圖象區(qū)域下面的箔，從而形成銅圖形；(h)任選地除去剩余的光致抗蝕劑；(i)將箔切為段；(j)任選地穿過(guò)箔沖定位孔；(k)任選地利用粘結(jié)增強(qiáng)處理劑對(duì)銅圖形進(jìn)行處理；(l)任選地檢查銅圖形的缺陷；(m)將至少一個(gè)箔段層壓在襯底上；從而形成多層電路結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種用于形成多層電路結(jié)構(gòu)的連續(xù)方法，包括在銅箔的粗糙側(cè)上涂覆和固化膜形成聚合物。任選地而且優(yōu)選清潔箔的相對(duì)側(cè)(光亮側(cè))，用光致抗蝕劑涂覆然后任選但優(yōu)選干燥該光致抗蝕劑。曝光并顯影光致抗蝕劑，以便除去非圖象區(qū)域而留下圖象區(qū)域。然后蝕刻所除去的非圖象區(qū)域下面的箔，以便形成銅圖形。任選但優(yōu)選除去剩余的光致抗蝕劑。然后將箔切為段，然后任選地而且優(yōu)選沖定位孔。然后任選但優(yōu)選用粘結(jié)增強(qiáng)處理處理銅圖形，并將銅圖形層壓到襯底上，形成多層電路結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)B32B15/09GK1496670SQ01820940
公開日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2001年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月26日
發(fā)明者J·安德雷薩基斯, D·帕圖雷爾, J 安德雷薩基斯, 祭錐 申請(qǐng)人:奧克-三井有限公司