專利名稱：對獨立導體電路進行電鍍的工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于在電子材料領域中采用的布線電路板的一獨立導體電路圖案上形成一沉積層的工藝。
背景技術：
近年來，雖然縮小電子設備尺寸的技術迅猛發展，但對高組裝密度仍有強烈的要求。就布線電路板的導電電路而言，也需要一種精致絕緣的獨立導體電路圖案，甚至近來還需要僅在一部分精致絕緣的導電電路圖案上形成沉積涂層。形成多個凸臺就是所需結構中的一種。
在形成凸臺時，例如眾所周知的，除了所需的凸臺形成部之外的其余部分都涂有一種抗電鍍防護膜再進行電鍍，然后使防護膜剝離而獲得凸臺。
然而采用傳統電鍍工藝在具有精致絕緣的導電圖案的布線電路板中形成凸臺時，需要具有一種虛擬導電電路圖案以對凸臺形成部分提供能源，但其缺陷是所必需的導電電路圖案受到側面的侵蝕而在凸臺形成之后去除侵蝕的虛擬導電電路圖案時發生接線斷裂，或者當采用金屬、如Sn形成凸臺時，當虛擬導電電路圖案蝕刻掉時Sn本身也受到過度損壞。
發明概述本發明旨在克服上述問題，其目的是提供一種在獨立導體電路上進行電鍍的工藝，該工藝能夠在具有精致和獨立導體電路圖案的布線電路板中的獨立導體電路圖案所需位置上形成一金屬沉積涂層，而不會對所必要的導電電路圖案造成任何的損壞。
為了實現上述目的，本發明一個優選實施例中對絕緣電路進行電鍍的工藝為一種通過電鍍方式在布線電路板的獨立導體電路圖案上鍍層的工藝，其特點為包括以下步驟，即在布線電路板上采用一種導電并且可用加熱、溶劑和堿液中的任一種方式剝離的材料形成一導電層，以便至少與需要形成沉積涂層的獨立導體電路圖案接觸而形成一保護層、如至少在需要形成沉積涂層的部分之外的其它部分上的一可剝離且疊加在導電層上的抗電鍍防護膜；通過電鍍將金屬沉積在未形成保護層的部分，并且導電層用作一供電層，將導電層剝離并且將保護層留在布線電路板上。
在此情況下，可以將電源通過導電層輸送，而在獨立導體電路圖案上的進行電鍍形成一沉積涂層，而不采用傳統的虛擬導電電路，并且導電層可采用加熱、溶劑或堿液等方式剝離，而不需要通過象傳統虛擬導電電路所需的那樣通過強酸或類似物質侵蝕，這樣可防止所需的導電電路圖案不受損壞，并且可以穩定地形成沉積涂層。
以下結合對附圖中所示的實施例的詳細描述可以對本發明的其它目的和優點有進一步的了解。
附圖的簡述
圖1(a)至1(d)都是截面圖，示出了根據本發明一個實施例在絕緣電路上鍍層的各個步驟；圖2(a)至2(e)都是截面圖，示出了根據本發明另一個實施例在絕緣電路上鍍層的各個步驟；圖3(a)至3(e)是截面圖，用于解釋根據本發明另一個實施例各個步驟；圖4(a)至4(f)是截面圖，用于解釋根據本發明又一個實施例各個步驟；圖5(a)至5(d)是平面圖，用于解釋圖4實施例的步驟；圖6(a)至6(b)是平面圖，用于解釋圖4實施例的其它步驟圖7是截面圖，用于解釋本發明另一個實施例中部分步驟；圖8是平面圖，用于解釋圖7中實施例部分步驟；圖9(a)至9(f)是截面圖，用于解釋本發明另一實施例中步驟；圖10(a)至10(d)平面圖，是用于解釋圖9實施例的步驟；圖11(a)至11(b)平面圖，是用于解釋圖4實施例的其它步驟；圖12是截面圖，用于解釋本發明再一個實施例中部分步驟；圖13是平面圖，用于解釋圖12實施例中的部分步驟；圖14(a)至14(f)是截面圖，用于解釋本發明再一個實施例的步驟；圖15(a)至15(d)是平面圖，用于解釋圖14實施例的步驟；圖16(a)至16(b)是平面圖，用于解釋圖14實施例的另一步驟；圖17是截面圖，用于解釋本發明另一實施例中部分步驟；圖18是平面圖，用于解釋圖17中實施例的部分步驟；圖19(a)至19(f)是截面圖，用于解釋本發明又一個實施例的步驟；
圖20(a)至20(d)是平面圖，用于解釋圖19實施例的步驟；圖21(a)至21(b)是平面圖，用于解釋圖19實施例的另一步驟；圖22是截面圖，用于解釋本發明另一實施例中部分步驟；圖23是平面圖，用于解釋圖22實施例中部分步驟；圖24(a)至24(f)是截面圖，用于解釋本發明另一實施例的步驟；圖25(a)至25(f)是截面圖，用于解釋本發明又一個實施例的步驟。
較佳實施例的描述以下結合圖1-3中所示的示意步驟圖詳細地描述本發明的優選實施例。在根據本發明的在獨立導體電路上電鍍的工藝中，先如圖1(a)、2(a)和3(a)所示地在一布線電路板12上形成一導電層13，這樣導電層13將至少與一獨立導體電路圖案11接觸，在該電路圖案上需要形成一沉積涂層。
對于本處所采用的布線電路板12而言，可以是一玻璃環氧樹脂或聚酰亞胺樹脂制成的塑料布線板，由鋁、氮化鋁或玻璃制成的無機布線板和由硅或砷化鎵制成的半導體基材，而所采用的板并不僅限于特指的一種。形成在布線電路板12上的獨立導體電路圖案11起到連接到一集成電路芯片上的接線部件的作用，并且設置成多排，導電層13形成后與多個獨立導體電路圖案11接觸。
這種導電層13構成一具有導電性的導電層，并且用一種可通過加熱、溶劑或堿液方式剝離的材料制成。在本處作為導電層13的材料例如包括一加熱可剝離類樹脂、溶劑可剝離類樹脂或堿液可剝離類樹脂，以及加到其上的導電基材。雖然較佳地在導電層13上可加上一導電填料作為導電基材，但并沒有特別的限制。為了保證導電層13的導電性能，可適當地添加金屬粉末，如銅、銀或類似的粉末。為了降低導電層13材料的成本添加碳粉也是優選的。
雖然形成導電層13的方法不受特別限制，但當形成導電層13的材料處于膏狀時，采用絲網印刷或類似工藝是較佳的，而為薄膜模塑材料時采用熱壓粘結或類似工藝形成導電層是較佳的。只要導電層13不是光感材料，導電層13將如圖1(a)和2(a)所示的形成，以便與獨立導體電路圖案11至少在沉積涂層形成位置14處接觸，沉積涂層將形成在此沉積涂層形成位置的下方。另一方面，當導電層13是感光材料時，導電層13可如圖3(a)所示的形成在整個布線電路板12上。由于導電層13在隨后進行的電鍍過程中起到一供電層的作用，所以層13應較佳地盡可能形成在布線電路板12的整個端邊上，以有助在電鍍過程中供電。
接著，一保護層15形成在將疊加在導電層13上的除沉積涂層形成位置14之外的部分上。雖然本處所采用的保護層15并不限于某種特殊材料，但可以根據所采用的電鍍溶液的性能適當選擇市售的任一種材料。在形成保護層15過程中，只要保護層15的材料為膏狀且不感光，那么沉積涂層形成位置14之外的其它部分的成形以及疊加在導電層13可以通過絲網印刷或類似工藝進行(見圖1(b))。當保護層15是感光材料時，保護層15形成于包含形成沉積涂層17的位置14并且疊加在導電層13上的部分(見圖2(b)和3(b)〕，其后在沉積涂層形成位置14的保護層15(包括感光的導電層13)如圖2(c)和3(c)所示的在預定狀態下通過曝光和顯影方法去除。
接著，將導電層13用作供電層進行電鍍，并且如圖1(d)、2(d)和3(d)所示的金屬16沉積在獨立導體電路圖案11上未形成保護層15的部分上。此沉積金屬16可根據有關技術條件從Au、Sn和類似物質中選出。
然后，留在布線電路板12上的導電層13和保護層15在預定狀態下(通過加熱、溶劑或堿液方式)剝離，并且所需沉積涂層17由沉積金屬16形成，然后如圖1(d)、2(d)和3(d)所示的曝光。當導電層13剝離時，根據當時情況沉積涂層17可能發生氧化，較佳地可采用中性溶劑，如二甲胺伏蘭溶液或類似溶劑，在剝離之后進行還原或類似處理。
以下將結合一些實驗進一步描述如圖1-3所示的本發明的對獨立導體電路進行電鍍的工藝。
實驗1制備具有由涂鎳銅制成的獨立導體電路圖案11的陶瓷布線路板12，以及根據圖1的步驟制備一樣品。首先，通過將銀顆粒散布在一熱剝離類樹脂中且攪拌而制備一導電膏體，在上述布線電路板12上采此膏體通過絲網印刷工藝(在沉積涂層形成位置14之外的其它部位上并且與獨立導體電路圖案11接觸)形成導電層13。然后，采用絲網印刷工藝在沉積涂層形成位置14之外的其它部位上印制市售的(非感光)膏體堿剝離類抗電鍍防護膜，并且疊加在導電層13上，干燥所印過的防護膜形成保護層15。
電鍍錫達10μm厚，并且導電層13用作供電層，金屬錫沉積在未涂有保護層15的部位上。然后，采用氫氧化鈉水溶液先將留在布線電路板12上的保護層15去除，其后通過在180℃下進行10分鐘熱處理來去除剩下的導電層13。在上述熱處理過程中，金屬錫沉積涂層一定程度地氧化，并且采用二甲胺伏蘭(pH7)的水溶液進行還原處理，從而完成形成錫沉積涂層17的過程。
由于在此實驗中沒有采用任何酸和類似物質進行侵蝕處理，所以可以獲得所需的沉積涂層17，而不會對獨立導體電路圖案11造成任何損壞。
實驗2
除了使用銅顆粒與樹脂混合和攪拌來作為導電層13的材料之外，進行與實驗1中相同的步驟以形成沉積涂層17。結果，可以獲得與實驗1類似的所需沉積涂層17，而不會損壞獨立導體電路圖案11。
實驗3制備具有由涂鎳銅制成的獨立導體電路圖案11的陶瓷布線路板12，以及根據圖2的步驟制備一樣品。首先，通過將碳顆粒散布在一加熱剝離樹脂中并且攪拌而制備一導電膏體，在上述布線電路板12上采此膏體通過絲網印刷工藝(在沉積涂層形成位置14之外的其它部位上并且與獨立導體電路圖案11接觸)形成導電層13。然后，采用絲網印刷工藝在沉積涂層形成位置14之外的其它部位上印制市售的感光膏體堿剝離類抗電鍍防護膜，并且疊加在導電層13上，干燥印過的防護膜而形成保護層15。
然后，通過使保護層曝光和顯影，在沉積涂層形成位置14上制成一50μmφ的盲孔，并且在采用導電層13作為供電層的條件下進行厚度達10μm的錫電鍍而在盲孔內沉積金屬錫。然后將留在布線電路板12上的保護層15先用氫氧化鈉水溶液去除，其后在180℃下進行10分鐘加熱處理而剝離剩余的導電層13。由于構成沉積涂層的錫表面在上述加熱處理過程中略微氧化，所以采用二甲伏蘭胺(pH7)的水溶液進行整理處理，這樣完成了沉積涂層17的形成過程。在此實驗中也沒有采用任何酸進行侵蝕處理，這樣可獲得所需的沉積涂層17而不會對獨立導體電路圖案11造成損壞。
實驗4制備具有由涂鎳銅制成的獨立導體電路圖案11的印刷布線路板12，以及根據圖3的步驟制備一樣品。首先，通過將碳顆粒散布在一具有感光性能和加熱剝離類的樹脂中，并且攪拌而制備一導電膏體，在整個布線電路板12上通過絲網印刷工藝形成導電層13。然后，采用絲網印刷工藝在除了端部之外的布線電路板12上印刷市售的感光膏體堿剝離類抗電鍍防護膜，形成保護層15。
接著，將保護層15和導電層13同時曝光和顯影，在形成沉積涂層的位置14上制成一50μmφ的盲孔。然后，在采用導電層13作為供電層的條件下進行厚度達10μm的錫電鍍而在盲孔內沉積金屬錫。然后留在布線電路板12上的保護層15和導電層13同時采用氫氧化鈉水溶液去除，這樣完成了沉積涂層17的形成過程。在此實驗中也沒有采用任何酸進行侵蝕處理，這樣可獲得所需的沉積涂層17而不會對獨立導體電路圖案11造成損壞。由于在本實驗中采用堿剝離類感光導電層，所以與實驗1相比可縮短剝離步驟。
實驗5
制備具有由涂鎳銅制成的獨立導體電路圖案11的陶瓷布線路板12，以及根據圖3的步驟制備一樣品。首先，通過將銅顆粒散布在一溶劑剝離的感光樹脂中并且攪拌而制備一導電膏體，在整個布線電路板12上通過絲網印刷工藝形成導電層13。然后，采用絲網印刷工藝在除了兩端部分之外的整個布線電路板12上印刷市售的感光膏體堿剝離類抗電鍍防護膜，形成保護層15。
接著，將保護層15和導電層13同時曝光和顯影，在形成沉積涂層的位置14上制成一50μmφ的盲孔。然后，在采用導電層13作為供電層的條件下進行厚度達10μm的金電鍍而在盲孔內沉積金。然后留在布線電路板12上的保護層15和導電層13同時采用MEK剝離，這樣完成了金沉積涂層17的形成過程。在此實驗中也沒有采用任何酸進行侵蝕處理，這樣可獲得所需的沉積涂層17而不會對獨立導體電路圖案11造成損壞。由于在本實驗中采用溶劑剝離類感光導電層，所以與實驗1相比可縮短剝離步驟。
在進行上述的電鍍工藝時，所需的電鍍厚度需要非常均勻，并且根據本發明的另一特征，提供了一種結構以改進沉積涂層厚度中的均勻性。
參見圖4至5，圖中示出了一種用于使沉積涂層如上述均勻的結構，其中布線電路板22如圖4(a)和5(b)所示，在頂面上設有獨立導體電路圖案21，且有一構成為與圖案21分離的供電端子32。供電端子32部分地用于與一電源連接以在下文描述的電鍍過程中提供電源，并且較佳地應當形成為端子32盡可能多的分散到一最末端邊緣部分而預備與電源連接。
對于制成布線電路板22的材料，例如塑料板，用環氧樹脂或聚亞酰胺環氧樹脂或類似薄膜粘到一玻璃布上的塑料板，這種無機板可采用鋁、氮化鋁或硅、砷化鎵或類似的玻璃和半導體板，但沒有特別的限制。對于制成獨立導體電路圖案21或供電端子32的材料而言，一般地地可采用金屬，如銅、鎳或類似材料。
接著，如圖4(b)和5(b)所示的，在布線電路板22上形成第一電絕緣保護層33，以蓋住獨立導體電路圖案21的整個表面，只是用于形成沉積涂層的部分24和用于與電源連接的部分31除外，并且從電路圖案21的涂層表面擴展到供電端子32。
對于形成第一保護層33的材料而言，雖然沒有特別限制，可以采用市售的任何一種干燥薄膜、樹脂膏體和類似材料，只要它們電絕緣并且不會妨礙隨后進行的電鍍。一般地，在采用干燥膜的情況下，薄膜顯露于光下在預定部分進行熱壓粘結和硬化，然后，去除其它沒有顯露的部分，形成第一保護層33，而在樹脂膏體的情況下，通過絲網印刷工藝或類似工藝將膏施涂到板上，并硬化而構成第一保護層33。
在用于在獨立導體電路圖案21上形成沉積涂層的部分24尺寸細微變化的情況下，較佳地選擇一種感光材料以形成第一保護層33以便能夠通過一照相印刷方式形成用于構成沉積涂層的精致部分24。
接著，如圖4(c)和5(c)所示，在第一保護層33表面和供電端子32表面形成一導電層35，以便蓋住用于與電源連接的電路圖案21部分31以及在電源連接部分31和供電端子32之間導通，并且顯露沉積涂層形成部分24。重要的是，導電層35不會形成在布線電路板22的顯露絕緣層上的部分布線電路板22上。
而且，導電層35可以形成為蓋住供電端子32的整個表面或僅蓋住端子。由于導電層35在后續步驟的電鍍中用作為一供電層，所以較佳的導電層35構成為在電源連接部分31和供電端子32之間盡可能寬的路線上導通以備供給電源和使布線電路板22表面內的電流密度均勻分配，這樣沉積涂層厚度將更均勻。
這種導電層35由一種導電的且可用加熱、溶劑或堿液中任一種方式剝離的材料制成，并且制成該層35的材料例如可以是由構成加熱剝離硬化基材的樹脂、構成以溶劑剝離硬化基材的樹脂或構成以堿液剝離的硬化基材樹脂與一種導電填充物的混合物。
對于構成導電層35的工藝，可以是一種將構成通過加熱、溶劑或堿液剝離制成的硬化基材的樹脂與導電填充物混合而制備的液體膏體通過絲網印刷工藝施涂并且隨后硬化的成形工藝，也可以是將形成通過加熱、溶劑或堿液方式可剝離的硬化基材的樹脂與導電填充物混合而形成的感光、導電薄膜熱壓粘結，粘結后的薄膜預定部分都顯露到光線下以硬化該部分，然后去除其它未顯露的部分，以及類似的工藝。鑒于其極佳的生產率，采用其中施涂導電膏體且隨后硬化的工藝是較佳的。
當將形成由堿液可剝離的硬化基材的酚醛樹脂與導電填充物混合而制備的導電膏體時，將所施涂的膏體在50℃至150℃加熱以使之硬化而形成導電層35是較佳的。當加熱溫度高于150℃時，發生過度硬化，并且在接下來的導電層35剝離步驟中難以用堿液剝離。另一方面，當加熱溫度低于50℃時，剝離性能不會發生問題，但在某些情況下硬化會不充分，而有可能在電鍍時不能保證所需的導電性能。
對于導電填充物而言，雖然沒有特殊的限制，但采用如銅、銀或類似金屬粉末將易于保證導電層35的導電性能，因而是較佳的。使用碳粉末作為導電填充物對降低導電層35的材料成本是較佳的。
而且，當導電層35形成在第一保護層33和供電端子32表面上時，使得導電層35與布線電路板22表面上的不形成任何導電電路的絕緣部分難以接觸，由于導電填充物或類似形成導電層35的材料的存在，而較少在絕緣部分發生污染或類似的損壞。
接著，如圖4(d)和5(d)所示的，形成由一種電絕緣且可由加熱、溶劑或堿液方式剝離的材料制成的第二保護層37以蓋住導電層35的整個表面，包含形成在第一保護層33上和電源連接部分31上的部分，而只暴露用于形成沉積涂層的部分24。
只要不妨礙本發明的目的，如果在形成第一保護層33上和電源連接部分31上的部分處的導電層35一定程度地暴露也是無關緊要的。而且，形成在供電端子32表面上的導電層35甚至可以由第二保護層37蓋住或暴露。
第二保護層37由一種不會妨礙接下來的電鍍且可由加熱、溶劑或堿液方式剝離的材料制成。對于第二保護層37的材料，例如可以采用構成由加熱剝離的硬化基材的樹脂、構成由溶劑剝離的硬化基材的樹脂和構成由堿液可剝離的硬化基材的樹脂中的任一種，或者可以采用如玻璃粉末的絕緣填充物與這些樹脂的混合物。
而且對于形成此第二保護層37的工藝而言，可以是一種工藝，其中單獨形成由加熱、溶劑或堿液方式剝離的硬化基材的液態電絕緣樹脂膏體，或這些樹脂與絕緣填充物的混合物通過絲網印刷工藝或類似工藝施涂，然后硬化而形成保護層37；也可以是一種工藝，其中對構成由加熱、溶劑或堿液方式剝離的硬化基材的感光、電絕緣樹脂薄膜進行熱壓粘結，粘結薄膜的預定部分暴露在光線下以使之硬化，去除未暴露部分以形成保護層37。鑒于其生產率極佳，采用施涂電絕緣膏體且隨后硬化的工藝是較佳的。
而且，當電絕緣膏體中所含的樹脂是形成由堿液剝離的硬化基材的酚醛樹脂時，樹脂的硬化基材可以通過將其浸在較低濃度的苛性鈉堿溶液中而方便地剝離，而不需使用任何加熱或有毒的氯溶劑，并且這種樹脂是較佳的。當這種電絕緣膏體含有形成硬化的由堿液可剝離的基材的酚醛樹脂時，較佳地通過在施涂后將其加熱到50℃至150℃而硬化膏體。當加熱溫度高于150℃時，發生過度硬化，這樣第二保護層37將難以在以后的剝離步驟中用堿性溶液剝離。當加熱溫度低于50℃時，對于剝離性能沒有妨礙，但硬化可能不充分，可能發生保護層在進行電鍍時不能顯示其特性的情況。
接著，將電能輸送到供電端子32上，此時整塊板浸在一電鍍池(未示)中，并且沉積涂層27都形成在用于形成沉積涂層的部分24上，如圖4(e)和5(d)所示。
此時，由于形成在第一保護層33和電源連接部分31上的導電層35整個表面都由第二保護層37蓋住，可防止電鍍金屬沉積在除了沉積涂層形成部分24之外的其它不必要部分上，厚度極均勻的沉積涂層27形成在成形部分24上。當第二保護層37沒有形成在導電層35上或者當第二保護層37涂層有缺陷，也可以在電鍍時暴露的導電導35表面形成一沉積涂層，但沉積涂層形成部分24上的一些部分沒有獲得所需的電流密度，并且形成在部分24上的沉積涂層27的厚度波動十分明顯。
然后，將第二保護層37和導電層35剝離，從而如圖4(f)和6(b)所示的，可以獲得獨立導體電路圖案21，或者絕緣部分幾乎不損壞且具有厚度極均勻的沉積涂層27的獨立導體電路圖案21。
當第二保護層37和導電層35都剝離而只留下第一保護層33時，第一保護層33可用作一防焊接保護或類似情況的永久保護層。當永久保護層不需要時，可以選擇一種由加熱、溶劑和堿液剝離的材料作為形成第一保護層33的材料，并且第一保護層33也可以與第二保護層37和導電層35一起剝離。第一保護層33被剝離的狀態示出在圖7和8中。
根據本發明中企圖使沉積涂層均勻的另一實施例，提供了一種工藝，其中與圖4至8所示實施例相反，在布線電路板22表面上在圖9和10所示的初始階段僅設置了獨立導體電路圖案21。對于用作布線電路板22的基材而言，或者對于形成獨立導體電路圖案21的材料而言，這些材料與圖4至8中所述實施例的獨立導體電路的電鍍工藝中所用的相同。
接著，如圖9(b)和10(b)所示，電絕緣的第一保護層33形成在布線電路板22上，以蓋住獨立導體電路圖案21的整個表面，只是沉積涂層形成部分24和電源連接部分31除外，并且從所涂的獨立導體電路圖案21的表面部分擴展至位置33A，在該處將形成一供電端子，并且該端子與獨立導體電路圖案21分離。
用于形成第一保護層33的材料或者其成形工藝都與圖4至8所述的實施例中的用于獨立導體電路的電鍍工藝相同。在將要形成供電端子的位置33A是在隨后步驟中形成作為導電層的一個供電端子部分的導電層位置，并且當供電端子部分連接到在接下來的電鍍步驟中的電源上時，用作輸送電源的端子，它設置在布線電路板22的端邊部分處，將使與電源的連接更容易，所以是較佳的。
接著，如圖9(c)和10(c)所示，含有導電的且可由加熱、溶劑和堿液方式剝離的材料的導電層35形成在第一保護層33的表面上，以蓋住將要形成電源連接部分31和供電端子的位置33A，在該處電源連接部分31和位置33A之間形成連通以形成供電端子，而暴露沉積涂層形成部分24，還形成具有供電端子35a的導電層35。
用于形成這種導電層35的材料及其成形工藝也可以與圖4至8所示實施例中的獨立導體電路的電鍍工藝中所用的相同。
由于導電層35在接下來的電鍍工藝中用作一供電層，較佳地，為了使沉積涂層的厚度沉積均勻，層35形成為電源連接部分31和供電端子部分35a在盡可能寬的路線上導通，以便于供電和電流密度在布線電路板22表面中的均勻分布。
因為導電層35形成在第一保護層33表面上，保護層35難以直接接觸布線電路板22的不形成導電電路或類似電路的絕緣部分，由于存在用于導電層35的導電填充物或類似物質，這樣絕緣部分在被沾污時很少受到損壞。
接著，如圖9(d)和10(d)所示的，形成含有電絕緣且由加熱、溶劑或堿液方式剝離的材料的第二保護層37以蓋住導電層35的整個表面，只是第一保護層33表面內的供電端子部分35a除外。用于形成此第二保護層37的材料和其形成工藝也可以與圖4至8所示的獨立導體電路的電鍍工藝中的那些相同。
接著，當處于浸在電鍍溶液中(未示)的狀態下時，向導電層35的供電端子部分35a輸送電源，沉積涂層27形成在獨立導體電路圖案21的沉積涂層形成部分24上，如圖9(e)和11(a)所示。
由于此時，導電層35的整個表面除了供電端子部35a以外都由第二保護層37蓋住，可防止電鍍金屬沉積在除了沉積涂層形成部分24之外的不必要部分上。在當第二保護層37沒有形成在導電層35表面上時，或者當第二保護層37涂層有缺陷時，沉積涂層也形成在電鍍時暴露的層35表面上，而形成一個部分，在該處沉積涂層形成部分24上不能獲得所需的電流密度，形成在部分24上的沉積涂層27的厚度明顯波動。
接著，將第二保護層37和導電層35剝離，從而可獲得如圖9(b)和11(b)所示的獨立導體電路圖案21或在絕緣部分難以受損且具有極佳的均勻厚度的沉積涂層27的獨立導體電路圖案21。
當第二保護層37和導電層35剝離，而只留下第一保護層33時，第一保護層33可以用作永久防護膜以防止焊料侵蝕。另一方面，當不需要這種永久防護膜時，可以采用一種可由加熱、溶劑和堿液剝離的材料制成第一保護層33，這樣第一保護層33也可以與第二保護層37和導電層35一起剝離。第一保護層33也可剝離的狀態示出在圖12和13中。
以下，將進一步詳細地描述本發明涉及的獨立導體電路電鍍工藝的實驗。
實驗6首先，制備一其表面上具有獨立導體電路圖案21的陶瓷系列布線電路板22，其中銅涂鎳，而鎳涂金，并且銅制供電端子32與電路圖案21分離，接著進行圖4所示的步驟。此時，供電端子位于布線電路板的一端邊上。
此時，如圖4(b)所示的，獨立導體電路圖案21蓋在除沉積涂層形成部分24(最小尺寸為150×150μm)和電源連接部分31之外的整個表面上，電絕緣的第一保護層33從涂覆的電路圖案21擴展到形成于布線電路板22的供電端子32上。此第一保護層33由絲網印刷工藝形成圖案而制成，并且一液態樹脂膏體作為焊接防護膜(永久防護膜)，對此圖案在150℃下進行60分鐘的加熱處理。
接著，如圖5(c)所示的，由堿液可剝離材料制成的導電層35通過圖案印刷制成在第一保護層33上，即通過含銀粉的導電膏體(由Kabushiki KaishaAsahi Kagaku Kenkyusho制造的商品名“銀膏體LS-520”)作為導電填充物以及構成堿液可剝離的硬化基材的酚醛樹脂作為樹脂、80℃下進行30分鐘加熱處理的絲網印刷工藝制成。此導電層35形成在第一保護層33和供電端子32的表面上，以蓋住獨立導體電路圖案21和在電源連接部分31和供電端子32之間導通，同時使沉積涂層形成部分24暴露。
然后，如圖4(d)所示的，形成由堿液可剝離材料制成的第二保護層37以蓋住在第一保護層33和電源連接部分31上的導電層35部分的整個表面，而暴露沉積涂層形成部分24。
在形成此第二保護層37時，其圖案通過絲網印刷工藝印制而成，即采用含有形成可由堿液剝離和電絕緣的硬化基材的酚醛樹脂的電絕緣膏體(由K.K.Asahi Kagaku Kenkyusho制造的商品名為“抗電鍍防護劑MR300CNo6”)印制成，此圖案在80℃下進行30分鐘的加熱處理。
接著，在圖4(e)所示的獨立導體電路圖案21中的沉積涂層形成部分24處電鍍錫，即將整塊板浸在錫電鍍溶液中，然后將電源輸送到端子32上，而形成含錫的沉積涂層27。此時，在可獲得沉積涂層厚度為5μm的適當條件下進行電鍍。
然后，將所獲得的板浸在苛性鈉溶液(4％)中，通過一超聲清洗系統對所浸的板施加超聲波來剝離第二保護層37和導電層35，這樣可獲得如圖4(f)所示的對獨立導體電路圖案21進行沉積涂覆的布線電路板22。
實驗7首先，制備一其表面上具有獨立導體電路圖案21的陶瓷系列布線電路板22，其中銅涂鎳，而鎳涂金，接著進行圖9所示的步驟。
此時，如圖9(b)所示的，電絕緣的第一保護層33形成在布線電路板22上，以蓋住除沉積涂層形成部分24(最小尺寸為150×150μm)和電源連接部分31之外的整個獨立導體電路圖案21表面上，并且從涂覆的電路圖案21擴展到形成有供電端子32的布線電路板22的位置33A上。
此時，用于形成供電端子的位置33A與獨立導體電路圖案21分離，并且位于布線電路板22的端邊上。而且，第一保護層33由絲網印刷工藝形成圖案而制成，并且一液態樹脂膏作為焊接防護膜(永久防護膜)，對此圖案在150℃下進行60分鐘的加熱處理。
然后，如圖9(c)所示的，由堿液可剝離材料制成并具有供電端子部分35a的導電層35通過與實驗6所采用的相同電絕緣膏體和相同方式制成在第一保護層33上。此導電層35形成在第一保護層33上以蓋住電源連接部分31和用于形成供電端子的位置33A，并且在連接部分31和端子形成部位33A之間導通，同時使沉積涂層形成部分24暴露。
接著，如圖9(d)所示的，以與實驗6所述的相同電絕緣膏體和相同方式形成由堿液可剝離材料制成的第二保護層37以蓋住除供電端子部分35a之外的導電層35的整個表面，而暴露沉積涂層形成部分24。
將所獲得的板浸在如實驗6中所采用的相同電鍍錫溶液之后，將電源輸送到導電層35的供電端子部分35a上而在獨立導體電路圖案21中的沉積涂層形成部分24上進行電鍍錫，而形成沉積涂層形成部分24。此時，在可獲得沉積涂層厚度為5μm的適當條件下進行電鍍。
然后，通過一超聲清洗系統對浸在苛性鈉溶液(4％)中的板施加超聲波來剝離第二保護層37和導電層35，這樣可獲得如圖9(f)所示的對獨立導體電路圖案21進行沉積涂覆的布線電路板22。
實驗8以與實驗7相同的方式進行實驗，只是與用于形成導電層35的導電膏體有關的加熱處理狀態為50℃下進行30分鐘，可獲得其中對獨立導體電路圖案21進行電鍍的布線電路板22。
實驗9以與實驗7相同的方式進行實驗，只是與用于形成導電層35的導電膏體有關的加熱處理狀態為150℃下進行30分鐘，可獲得其中對獨立導體電路圖案21進行電鍍的布線電路板22。
實驗10以與實驗7相同的方式進行實驗，只是與用于形成導電層35的導電膏體有關的熱處理狀態為170℃下進行30分鐘，可獲得其中對獨立導體電路圖案21進行電鍍的布線電路板22。
實驗11
以與實驗7相同的方式進行實驗，只是獨立導體電路圖案21上的沉積涂層形成部分24的最小尺寸為50×50μm，感光干燥薄膜(抗電鍍防護膜)用作形成第一保護層33的材料，以照相印刷方式制成第一保護層33，可獲得其中對獨立導體電路圖案21進行電鍍的布線電路板22。
實驗12以與實驗7相同的方式進行實驗，只是獨立導體電路圖案21上的沉積涂層形成部分24的最小尺寸為50×50μm，構成用堿液可剝離的基材的感光干燥薄膜(抗電鍍防護膜)用作形成第一保護層33的材料，以照相印刷方式制成第一保護層33，并同時可以第二保護層37和導電層35一起剝離，可獲得其中對獨立導體電路圖案21進行電鍍的布線電路板22。
實驗13以與實驗7相同的方式進行實驗，只是第二保護層37可采用構成硬化基材的、由加熱可剝離的一種導電膏體制成(由K.K.Asahi Kagaku Kenkyusho制造、商品名為“帶掩模#503B-SH；硬化參數為120℃，硬化時間15分鐘；剝離參數剝離溫度180℃，處理時間15分鐘)，即通過絲網印刷印刷圖案，在120℃對此圖案加熱處理15分鐘；通過一加熱可剝離導電膏體與銀粉的混合物作為其構成材料、通過絲網印刷印制其圖案、在120℃下對圖案進行15分鐘的加熱處理可制成導電層35；在180℃下進行15分鐘加熱處理可剝離第二保護層37和導電層35；可獲得其獨立導體電路圖案21進行電鍍的布線電路板22。
對由各實驗所獲得的布線電路板22進行獨立導體電路圖案21和絕緣部分外觀和沉積涂層厚度的評價。對于獨立導體電路圖案的外觀，通過肉眼觀察獨立導體電路圖案21是否被側邊侵蝕而損傷進行評價，未受損的由G標出。
對于絕緣部分的外觀，通過肉眼觀察所進行的評價可得知絕緣部分是否由于導電層35中所含的導電填充物沾污而受損，并且留在布線電路板22表面未形成獨立導體電路圖案21或類似圖案的絕緣部分表面上，還可得知絕緣部分是否受到導電層35的損壞而與第一保護層33一起未被剝離而留在絕緣部分上，未受損的由G標出，而局部受損的由N標出。
對于沉積涂層的厚度，通過觀察截面，在10個位置處對在獨立導體電路圖案21表面上形成的含錫沉積涂層的厚度進行測量，可獲得其平均值、最大值、最小值和最大值與最小值之間的差值(R)，這些結果示出在下表中。
雖然與圖1至3的實施例相比，圖4至13的前述實施例所有性能并不總是最佳的，但可以認為大體上改善了圖1至3的實施例的性能。
表實驗 6 7 8 9 10 11 12 13導電膏體 堿剝離 7 8 9 10 11 12 加熱剝離絕緣膏體 堿剝離 7 8 9 10 11 12 加熱剝離導電膏體的80℃80℃50℃150℃ 170℃ 80℃80℃80℃加熱參數 30分鐘 30分鐘 30分鐘 30分鐘 30分鐘 30分鐘 30分鐘 30分鐘獨立導體 G G G G G G G G電路的外觀絕緣部分 G G G G G G G G的外觀沉積涂層 平均值 5.065.055.015.055.074.985.055.07的厚度最大值 5.125.115.105.125.135.025.155.13(μm)同 最小值 4.984.984.884.984.994.874.994.99差值0.140.130.220.140.140.150.160.14結論G G G G G G G G而且，根據本發明的另一特征，可提供一種在獨立導體電路圖案上進行電鍍的工藝，它通過在形成于布線電路板上的獨立導體電路上的所需部分進行電鍍可形成一不僅厚度均勻而且沉積特性極佳的沉積涂層，而不會對形成于布線電路板表面的獨立導體電路或對沒有獨立導體電路的絕緣部分產生任何損害。
參照圖14和15，在此實施例中，也采用了在表面上設置布線電路板22的結構，并且獨立導體電路圖案21和供電端子32與圖案21分離，并且基本上與前述實施例相同。
另一方面，在此實施例中，電絕緣的第一保護層33與一突出部分33a一起形成在布線電路板22上，該突起部分形成于沉積涂層形成部分24和電源連接部31之間，在接下來的步驟中，在形成與第一保護層33接觸的部位形成導電層35或第二保護層37。
此處，在后續步驟中，用于形成導電層35或形成第二保護層37的導電膏體或類似材料向沉積涂層形成部分24膨脹時，突起部33a起到防止沉積涂層形成部分24被導電膏體或類似材料填入的作用。根據導電性、第二保護層形成的厚度、或突起部33a等之間的距離可適當調節其突起量。
對于突起部33a的形狀，在此處示出的實施例中，其形狀為沉積涂層形成部24和電源連接部31之間平面呈波浪形，但是對其沒有特殊限制，只要其形狀可有效地防止沉積涂層形成部分24被導電膏體或類似材料填入。靠近沉積涂層形成部分24形成的突起部33a可以可靠地防止膏體填入突起24而是較佳的。
對于形成突起部33a的工藝，一般地采用突起部33a在多個步驟中形成，這樣在將要形成第一保護層的所有部位上第一保護層33厚度相同，其后，僅向形成突起部33a的部分輸送樹脂膏體或類似材料，但也可以一次制成突起部。
現在，如圖14至16所示，以基本上與圖4至6所述實施例中相同的方式形成沉積涂層。
由于此時突起部33a形成在沉積涂層形成部分24和電源連接部32之間，從而可有效地防止輸送到涂層連接部分31上的導電膏體或類似材料膨脹到沉積涂層形成部分24上的危險發生。
沉積涂層27可以可靠地形成在其形成部位24上，并且能夠有效地形成沉積性能極佳的沉積涂層27。
另一方面，如圖17和18所示的，在第二保護層37和導電層35都剝離而只留下第一保護層33時，第一保護層33起到如焊接防護膜的永久防護膜的作用，而當不需要永久防護膜時，可選用任何一種加熱、溶劑和堿液剝離的材料來制成第一保護層33，這樣第一保護層33與可以與第二保護層37和導電層35一起剝離。
而且，圖19至21所示為進行電鍍所產生的沉積性能極佳的本發明另一實施例，其中與圖14至18所述實施例相反，采用一種工藝，即采用具有僅在始初階段形成的獨立導體電路圖案21的布線電路板22。此時，較佳地，突起部33a靠近沉積涂層形成部24并且在圖示實施例中平面視圖是環形的，而形狀可以是獲得所需目的的任一種形狀，而沒有特殊限制。
如圖22和23所示的，也可采用一種結構，其中與圖7和8類似的第一保護層33可以和第二保護層37和導電層35一起剝離。
圖14至18的前述結構以及圖19至23所述結構都與圖4至8和圖9至13相同，與圖4至8和圖9至13中相同的構成部件在圖14至18和圖19至23中以相同的標號示出，并且可實現相同的功能和效果。
在圖24所示的再一個實施例中，設置成表面上具有獨立導體電路圖案21以及與電路圖案21分離的供電端子32的布線電路板22還具有形成在電路圖案21和端子32之間的突起33b而在頂面上有一凹槽，從而通過此突起33b可實現與圖14至18的突起部33a相同的功能。
在圖25所述的又一個實施例中，在僅帶有獨立導體電路圖案21的布線電路板22上，頂面具有凹槽的突起33形成為其平面視圖是環形的，從而，可實現與圖19至23的突起部33a相同的功能。
圖24和25的前述結構中的其它方面都與圖4至8、14至18、圖9至13以及圖19至23所示的相同，在圖24和25中與前述實施例相同的構成部件都以前述實施例相同的標號示出。
權利要求
1.一種在獨立導體電路圖案上進行電鍍的工藝，其中通過在布線電路板的一獨立導體電路圖案上進行電鍍可形成一沉積涂層，其特征在于，包括以下步驟在布線電路板上由導電且可由加熱、溶劑和堿液方式剝離的材料構成導電層，以便至少與獨立導體電路圖案上將要形成沉積涂層的部位接觸；至少在將要形成沉積涂層且將疊加在導電層上的部位之外的部位上形成一可剝離的保護層；通過導電層起到供電層的作用而進行的電鍍在未蓋有保護層的部位上形成金屬沉積涂層；將導電層剝離，將保護層留在布線電路板上。
2.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，所形成的保護層是感光的，在將要形成沉積涂層的部位上的感光保護層通過曝光和顯影而去除。
3.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，導電層是一種感光材料。
4.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，導電層含有導電填充物。
5.如權利要求4所述的工藝，其特征在于，導電填充物至少是從碳、銅和銀的一組材料中選出的。
6.一種對形成于布線電路板上的獨立導體電路圖案進行電鍍以形成一沉積涂層的工藝，其特征在于，包括以下步驟(a)在布線電路板上形成一電絕緣第一保護層以蓋住除沉積涂層形成部位和電源連接部位之外的整個獨立導體電路圖案表面，并且到達將要輸送電源的一部分板面；(b)在第一保護層和將要輸送電源的部分的表面上形成一由導電且可由加熱、溶劑和堿液方式剝離的材料制成的導電層，以蓋住電源連接部位和將要輸送電源部位，且在電源連接部位和將要輸送電源的部分之間導通，而暴露沉積涂層形成部分；(c)形成一由導電且可由加熱、溶劑和堿液剝離的材料制成的第二保護層，以蓋住形成在第一保護層上的導電層部分及電源連接部位的整個表面，而只暴露沉積涂層形成部位；(d)通過向將要輸送電源的部分輸送電源進行電鍍而在獨立導體電路圖案上的沉積涂層形成部位形成一沉積涂層；以及(e)將第二保護層和導電層剝離。
7.如權利要求6所述的工藝，其特征在于，步驟(a)包括一通過將電絕緣的第一保護層與獨立導體電路圖案分離而先形成供電端子的步驟，步驟(b)包括對電源連接部位和先形成的供電端子進行一可剝離材料的涂覆，且在其間導通。
8.如權利要求6所述的工藝，其特征在于，感光材料用作形成第一保護層的材料。
9.如權利要求6所述的工藝，其特征在于，構成可以由加熱、溶劑和堿液剝離的基材的材料可以是用于形成第一保護層的材料。
10.如權利要求6所述的工藝，其特征在于，在步驟(b)，通過將一導電填充物與樹脂混合所制備的一導電膏體施涂并且硬化所施涂的膏體而制成導電層。
11.如權利要求10所述的工藝，其特征在于，構成可由堿液剝離的硬化基材的酚醛樹脂用作導電膏體中含有的樹脂。
12.如權利要求10所述的工藝，其特征在于，從含碳粉、銅粉和銀粉中選出的至少一種材料用作導電膏體中所含的導電填充物。
13.如權利要求6所述的工藝，其特征在于，在步驟(c)中，通過施涂一種含有樹脂的電絕緣膏體且硬化所施涂的膏體而制成第二保護層。
14.如權利要求13所述的工藝，其特征在于，構成可由堿液剝離的硬化基材的酚醛樹脂可用作導電膏體中所含的樹脂。
15.如權利要求6所述的工藝，其特征在于，步驟(a)包括在形成第一保護層的同時，在沉積涂層形成部分和電源連接部之間形成一突起部。
16.如權利要求15所述的工藝，其特征在于，步驟(a)包括形成一突起部的步驟以包圍所述沉積涂層形成部分。
17.如權利要求6所述的工藝，其特征在于，步驟(a)包括在形成第一保護層的同時，在沉積涂層形成部分和電源連接部位之間形成一凹槽。
18.如權利要求17所述的工藝，其特征在于，步驟(a)包括形成一凹槽以包圍沉積涂層形成部分。
全文摘要
在具有精致和獨立導體電路圖案的布線電路板中,在獨立導體電路圖案所需的位置上形成一金屬沉積涂層,而不會對圖案的導電電路造成損壞,這是本發明的目的。在布線電路板上形成由導電的且可由加熱、溶劑和堿液中任一種方式剝離的材料制成的導電層,以至少與獨立導體電路圖案上將要形成沉積涂層的部分接觸,一可剝離的保護層形成為疊加在導電層上至少除將要形成沉積涂層的部分之外的部分上,在保護層沒有蓋住的部位上通過將導電層用作供電層而進行電鍍以形成金屬沉積涂層,并且將導電層和留在布線電路板上的保護層剝離。
文檔編號H05K3/24GK1198873SQ9719106
公開日1998年11月11日 申請日期1997年8月7日 優先權日1996年8月9日
發明者吉澤出, 高橋広明, 川原智之 申請人:松下電工株式會社