專利名稱：制造用于印刷電路板的嚴(yán)格容限埋入元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括阻抗元件的印刷電路板，更具體涉及在絕緣載體上設(shè)置有阻抗元件圖案和導(dǎo)體圖案的印刷電路板。按照這種方式，可制造高容限度的具有阻抗元件的印刷電路板。
在生產(chǎn)印刷電路板的一種常規(guī)方法中，提供一在載體的整個表面上設(shè)置有電阻層的絕緣載體，并在該電阻層上設(shè)置一高導(dǎo)電材料層。采用此常規(guī)方法，通過負(fù)掩模刻蝕法形成印刷電路襯底、絕緣區(qū)、電阻區(qū)和導(dǎo)體區(qū)。在另一先有方法中，通過用可除去的掩蔽片材覆蓋高導(dǎo)電材料層(如銅箔)，制造印刷電路襯底，并在該高導(dǎo)電材料層的另一面上通過電沉積形成電阻層。接著除去掩蔽片，然后將絕緣載體與電阻層結(jié)合。隨后將銅箔表面用光刻膠覆蓋，對導(dǎo)體圖形和電阻圖形一起進(jìn)行成像曝光并顯影，如此光刻膠殘留于圖形區(qū)內(nèi)。通過蝕刻除去未覆蓋光刻膠的區(qū)域中的銅箔，并用蝕刻溶液除去暴露的電阻層，結(jié)果使絕緣載體的表面暴露。接著將殘留的光刻膠用除去溶液除去。然后將襯底再次用光刻膠覆蓋，通過一具有導(dǎo)體圖形的照相底片曝光，并顯影襯底，以使光刻膠保留于導(dǎo)體圖形區(qū)。通過蝕刻除去未覆蓋光刻膠的區(qū)域中的銅箔，結(jié)果使相應(yīng)于電阻圖形區(qū)的電阻層表面暴露。然后用除去溶液除去殘留的光刻膠。將一焊劑防護(hù)涂層(solderstop-off)通過印刷施于電阻圖形區(qū)中的電阻層上，然后加熱并固化以覆蓋電阻層，由此獲得具有電阻的印刷電路板。該先有方法的一個缺點(diǎn)是電阻層薄并且其機(jī)械強(qiáng)度極低。因此多個顯影步驟導(dǎo)致薄層電阻和其它很多特性變化。
為克服這些不同的困難，已提出了另一種方法，其中將印刷電路襯底的導(dǎo)體圖形區(qū)用鍍金膜保護(hù)，并在最后工藝中通過蝕刻除去具有對應(yīng)于電阻圖形區(qū)構(gòu)型的銅箔。然而，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員容易理解，在此方法中，工藝相當(dāng)復(fù)雜，需要非常熟練的技巧。另一形成印刷電路襯底的方法描述于US 4,368,252中。該工藝在銅箔的兩個表面上的預(yù)定區(qū)域形成電阻圖形膜和導(dǎo)體圖形膜。將一絕緣層與高導(dǎo)電材料層上的電阻圖形層膜直接或間接結(jié)合。從上面的描述顯而易見，常規(guī)印刷電路襯底加工工藝存在種種缺點(diǎn)，包括大量的復(fù)雜加工步驟。因此需要相當(dāng)長的加工時間，制造成本高，收率受限，并且輔料費(fèi)用高。此外，用電阻膜制造的埋入電阻具有非常高的電容差，即數(shù)量級為所需值的±10％，這種變化的絕大部分是由于不能在較嚴(yán)格的容限范圍內(nèi)分辨電阻圖形所致。本發(fā)明在于解決這些問題。
根據(jù)本發(fā)明，制造一種具有處于高導(dǎo)電材料片上且附著于載體上的預(yù)形成阻抗元件的印刷電路板。將一絕緣片材施于其間具有阻抗元件的導(dǎo)電材料片材上。從導(dǎo)電材料的片材上除去載體后，將該導(dǎo)電材料蝕刻形成所需圖形，使至少一些導(dǎo)線接觸至少某些阻抗元件。在絕緣片材的背面任意形成其它圖形的阻抗元件和導(dǎo)線。結(jié)果，在絕緣片材上形成阻抗元件，這些阻抗元件具有大大改進(jìn)的電容限。
本發(fā)明提供一種形成具有阻抗元件的印刷電路板的方法，包括按任意順序進(jìn)行的步驟(a)和(b)(a)將一層阻抗材料沉積于高導(dǎo)電材料片材的第一表面上；(b)將高導(dǎo)電材料片材的第二表面附著于載體上；然后(c)將一層光刻膠材料涂于阻抗材料層上；(d)對該光刻膠材料進(jìn)行成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域；(e)將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的阻抗層部分蝕刻掉，然后必要時除去光刻膠材料的成像區(qū)域，如此在高導(dǎo)電材料片材上留下阻抗元件圖形。
該方法優(yōu)選還包括后續(xù)步驟(f)形成多個穿過高導(dǎo)電材料片材的目標(biāo)孔；(g)將一絕緣材料片材的一面附著于高導(dǎo)電材料片材上，使阻抗元件處于絕緣材料片材與高導(dǎo)電材料片材之間；(h)自高導(dǎo)電材料片材除去載體；(i)將另一層光刻膠材料涂于高導(dǎo)電材料片材的第二表面上；(j)對該另一層光刻膠材料進(jìn)行成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域；(k)將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的高導(dǎo)電材料片材部分蝕刻掉，然后視需要除去光刻膠材料的成像區(qū)域，如此留下高導(dǎo)電材料的導(dǎo)線圖形，這樣使至少一些導(dǎo)線接觸至少某些阻抗元件。
該方法更優(yōu)選提供按任意順序進(jìn)行步驟(l)和(m)的另一些步驟(l)將第二層阻抗材料沉積于高導(dǎo)電材料第二片材的第一表面上；(m)將高導(dǎo)電材料第二片材的第二表面附著于載體上；然后(n)將一層光刻膠材料涂于阻抗材料層上；(o)對該光刻膠材料進(jìn)行成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域；(p)將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的第二阻抗層部分蝕刻掉，然后視需要除去光刻膠材料的成像區(qū)域，如此在高導(dǎo)電材料第二片材上留下第二阻抗元件的圖形；(q)形成多個穿過高導(dǎo)電材料第二片材的目標(biāo)孔；(r)將該高導(dǎo)電材料第二片材附著于絕緣材的另一面上，使第二阻抗元件處于絕緣材料層與高導(dǎo)電材料第二片材之間；(s)自高導(dǎo)電材料第二片材除去第二載體；(t)將另一層光刻膠材料涂于高導(dǎo)電材料第二片材的背面上；(u)對該另一層光刻膠材料進(jìn)行成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域；(v)將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的高導(dǎo)電材料第二片材部分蝕刻掉，然后視需要除去光刻膠材料的成像區(qū)域，如此留下高導(dǎo)電材料的第二導(dǎo)線圖形，從而使至少一些第二導(dǎo)線接觸至少某些第二阻抗元件。
本發(fā)明另一實(shí)施方案提供按任意順序進(jìn)行步驟(a)和(b)(a)將阻抗元件圖形沉積于高導(dǎo)電材料片材的第一表面上；(b)將高導(dǎo)電材料片材的第二表面附著于載體上；(c)形成多個穿過高導(dǎo)電材料片材的目標(biāo)孔；(d)將一絕緣材料片材的一面附著于高導(dǎo)電材料片材上，使阻抗元件處于絕緣材料片材與高導(dǎo)電材料片材之間；(e)自高導(dǎo)電材料片材除去載體；(f)將一層光刻膠材料涂于高導(dǎo)電材料片材的第二表面上；(g)對該光刻膠材料層進(jìn)行成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域；
(h)將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的高導(dǎo)電材料片的部分蝕刻掉，然后視需要除去光刻膠材料的成像區(qū)域，如此留下高導(dǎo)電材導(dǎo)線圖形，從而使至少一些導(dǎo)線接觸至少某些阻抗元件。
本實(shí)施方案進(jìn)一步包括按任意順序進(jìn)行步驟(i)和(j)(i)將阻抗元件的第二圖形沉積于高導(dǎo)電材料第二片材的第一表面上；(j)將高導(dǎo)電材料第二片材的第二表面附著于第二載體上；然后(k)形成多個穿過高導(dǎo)電材料第二片材的目標(biāo)孔；(l)將該高導(dǎo)電材料第二片材附著于絕緣材片材的另一面上，使第二阻抗元件處于絕緣材料層與高導(dǎo)電材料第二片材之間；(m)自高導(dǎo)電材料第二片材除去第二載體；(n)將另一層光刻膠材料涂于高導(dǎo)電材料第二片材的背面上；(o)對該另一層光刻膠材料進(jìn)行成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域；(p)將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的高導(dǎo)電材料第二片材部分蝕刻掉，然后視需要除去光刻膠材料的成像區(qū)域，如此留下高導(dǎo)電材料的第二導(dǎo)線圖形，從而使至少一些第二導(dǎo)線接觸至少某些第二阻抗元件。
本發(fā)明的第三個實(shí)施方案提供一種形成具有阻抗元件的印刷電路板的方法，包括按任意順序進(jìn)行步驟(a)和(b)(a)將一層光敏阻抗材料沉積于高導(dǎo)電材料片材的第一表面上；(b)將高導(dǎo)電材料片材的第二表面附著于載體上；然后(c)對該光敏阻抗材料進(jìn)行成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域，從而在高導(dǎo)電材料片材上留下阻抗元件圖形；(d)形成多個穿過高導(dǎo)電材料片材的目標(biāo)孔；(e)將一絕緣材料片材的一面附著于高導(dǎo)電材料片材上，使阻抗元件處于絕緣材料片材與高導(dǎo)電材料片材之間；(f)自高導(dǎo)電材料片材除去載體；(g)將一層光刻膠材料涂于高導(dǎo)電材料片材的第二表面上；(h)對該光刻膠材料層進(jìn)行成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域；(i)將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的高導(dǎo)電材料片材部分蝕刻掉，然后視需要除去光刻膠材料的成像區(qū)域，如此留下高導(dǎo)電材料的導(dǎo)線圖形，這樣使至少一些導(dǎo)線接觸至少某些阻抗元件。
本實(shí)施方案優(yōu)選進(jìn)一步提供按任意順序進(jìn)行步驟(j)和(k)(j)將第二層光敏阻抗材料沉積于高導(dǎo)電材料第二片材的第一表面上；(k)將高導(dǎo)電材料片材的第二表面附著于第二載體上；然后(l)對該光敏阻抗材料進(jìn)行成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域，從而在高導(dǎo)電材料第二片材上留下第二阻抗元件圖形；(m)形成多個穿過高導(dǎo)電材料第二片材的目標(biāo)孔；(n)將高導(dǎo)電材料第二片材附著于絕緣材料片材的另一面上，使第二阻抗元件處于絕緣材料層與高導(dǎo)電材料第二片材之間；(o)自高導(dǎo)電材料第二片材除去第二載體；(p)將一層光刻膠材料涂于高導(dǎo)電材料第二片材的背面上；(q)對該光刻膠材料層進(jìn)行成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域；(r)將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的高導(dǎo)電材料第二片材部分蝕刻掉，然后視需要除去光刻膠材料的成像區(qū)域，如此留下高導(dǎo)電材料的第二導(dǎo)線圖形，這樣使至少一些第二導(dǎo)線接觸至少某些第二阻抗元件。


圖1給出在高導(dǎo)電材料片材一面上的阻抗材料沉積層，在導(dǎo)電材料片材另一面上的載體和在阻抗材料上的光刻膠層。
圖2給出在光刻膠材料成像曝光、接著除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域后的結(jié)果。
圖3給出在將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的阻抗層材料區(qū)域內(nèi)的阻抗材料成像蝕刻掉、接著除去光刻膠后的結(jié)果。
圖4給出在將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的阻抗層材料區(qū)域內(nèi)的阻抗材料成像蝕刻掉但不除去光刻膠后的結(jié)果。
圖5給出穿過高導(dǎo)電材料片材和附著于該高導(dǎo)電材料片材上的絕緣材料片材的鉆出的目標(biāo)孔。
圖6給出除去載體后的結(jié)果。
圖7給出涂于高導(dǎo)電材料片材背面的另一光刻膠層。
圖8給出曝光和顯影后的光刻膠。
圖9給出蝕刻掉處于已除去的光刻膠材料區(qū)域下面的高導(dǎo)電材料、留下接觸某些阻抗元件的導(dǎo)線圖形后的結(jié)果。
圖10給出在高導(dǎo)電材料第二片材上的第二阻抗材料層，所述高導(dǎo)電材料第二片材附著于第二載體上，并在第二阻抗材料層上具有另一光刻膠材料層。
圖11給出對光刻膠材料成像曝光、接著除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域后的結(jié)果。
圖12給出在將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的阻抗層材料區(qū)域內(nèi)的阻抗材料成像蝕刻掉由此形成阻抗元件、接著除去光刻膠后的結(jié)果。
圖13給出穿過高導(dǎo)電材料片材的鉆出的目標(biāo)孔。
圖14給出將高導(dǎo)電材料第二片材附著于絕緣材料背面上的結(jié)果。
圖15給出從高導(dǎo)電材料第二片材除去的第二載體，并將另一光刻膠層涂于該導(dǎo)電片材的背面。
圖16給出已將光刻膠成像曝光和顯影后的結(jié)果。
圖17給出已將第二導(dǎo)電片材蝕刻形成導(dǎo)線并除去光刻膠后的結(jié)果。
圖1說明在形成印刷電路板襯底方法中的第一步驟。它包括(按任意順序)將一層阻抗材料4沉積于高導(dǎo)電材料片2的第一面上，然后將高導(dǎo)電材料片2的第二表面附著于載體8上。接著將一層光刻膠材料6涂于阻抗材料層4上。在所有附圖中，都未按比例標(biāo)注。
用于高導(dǎo)電材料的合適材料不僅僅包括由銅、鋁、鎳、黃銅、金、銀、不銹鋼、錫、鋅或其組合構(gòu)成的箔。這些箔優(yōu)選具有厚度約12μm至約35μm。
該阻抗材料優(yōu)選為用于在導(dǎo)電材料上沉積電阻的阻性材料，但也可包括電容、電感或用于形成晶體管或其它微電子器件的有源材料。它們通常厚約100nm至約1000nm。阻性材料可包括鎳、含鎳的合金、半導(dǎo)體或至少一種金屬或金屬合金和至少一種絕緣體的組合。該阻性材料優(yōu)選具有約25至約1000歐姆每平方的電阻。合適的容性材料包括聚合物材料、金屬氧化物、半導(dǎo)體材料或其組合。容性材料優(yōu)選具有電容約0.01至約3000納法拉/cm2，優(yōu)選約0.5至約2000納法拉/cm2。合適的電感材料不僅僅包括無定形金屬如鐵、硼和二氧化硅的復(fù)合物，如購自Honeywell Amorphous Metals的產(chǎn)品2605 SA1，以及產(chǎn)品2714 A，其為鈷、鐵、硼和二氧化硅的復(fù)合物，同樣購自Honeywell Amorphous Metals。這些產(chǎn)品通過如下方法生產(chǎn)將熔化的金屬倒入已冷凍的轉(zhuǎn)鼓中使物料迅速冷卻并形成無定形狀態(tài)。可將感應(yīng)材料通過諸如電鍍、濺射或蒸氣沉積技術(shù)沉積到導(dǎo)電材料上。電感材料優(yōu)選具有電感約0.001至1亨利。
載體包括金屬、聚合物或其組合物。合適的金屬不僅僅包括鋁和不銹鋼。這些載體優(yōu)選具有厚度約0.12mm至約0.51mm。該載體優(yōu)選包括能夠與高導(dǎo)電材料片超聲鍵合的材料。該載體最優(yōu)選通過US5,942,314(該專利這里作為參考引入)中公開的技術(shù)超聲鍵合或焊接于高導(dǎo)電材料片材上。超聲鍵合的益處是能夠承受對結(jié)合的化學(xué)或熱沖擊。這樣給出了對涂布和加工阻抗元件技術(shù)的寬容度。
光刻膠可為正工作或負(fù)工作光刻膠并可為液體或干膜。當(dāng)對負(fù)工作光刻膠組合物進(jìn)行輻射成像曝光時，暴露于輻射下的區(qū)域變?yōu)閹缀醪豢扇苡陲@影溶液中，同時光刻膠的未曝光區(qū)域保持基本上可溶于顯影溶液中。因此，用顯影劑處理已曝光的負(fù)工作光刻膠導(dǎo)致除去光刻膠涂層的未曝光區(qū)域，由此露出下面的其上沉積有光刻膠組合物的襯底表面的所需部分。當(dāng)將正工作光刻膠組合物進(jìn)行輻射成像曝光時，那些暴露于輻射下的區(qū)域變?yōu)楦扇苡陲@影劑溶液中，而未曝光的區(qū)域保持基本上不可溶于顯影劑溶液中。因此，用顯影劑處理已曝光的正工作光刻膠導(dǎo)致除去光刻膠涂層的曝光區(qū)域，并在正光刻膠涂層中形成正圖像。在任一情況下，下面的襯底表面的所需部分保持暴露。正工作光刻膠組合物優(yōu)于負(fù)工作光刻膠，原因在于前者通常具有更好的分辨率。合適的光刻膠組合物是本領(lǐng)域公知的，可包括鄰-醌二疊氮化物與堿水可溶或可溶漲粘結(jié)劑樹脂如線型酚醛清漆或聚(4-羥基苯乙烯)的混合物。合適的光刻膠描述于US 4,692,398、4,835,086、4,863,827和4,892,801中。合適的光刻膠可市購，如購自ClariantCorporation of Somerville，New Jersey的AZ-4620和AZ-111。
在本發(fā)明方法中，將上述光敏組合物涂于合適的襯底上。制備的光刻膠溶液可通過光刻膠領(lǐng)域使用的任何常規(guī)方法包括浸涂、噴涂、輥涂、旋渦和旋轉(zhuǎn)涂布施于襯底上。在旋涂時，例如，可調(diào)節(jié)光刻膠溶液的固體含量以在給定的所用旋轉(zhuǎn)涂布裝置類型和該旋涂方法允許的時間下提供所需的厚度。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，通過在以速度約500至約6000rpm、優(yōu)選約1500至約4000rpm旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)輪上，將液體光刻膠組合物在約5至約60秒內(nèi)，優(yōu)選約10至約30秒內(nèi)涂于上表面中心以使該組合物沿上表面均勻分布的方式，形成光刻膠層。光刻膠層的厚度可根據(jù)涂布的液體光刻膠組合物的量而變化，但厚度通常可為約500至約50,000，優(yōu)選約2000至約12000。涂布的光刻膠的量可為約1ml至約10ml，優(yōu)選約2ml至約8ml，取決于襯底的尺寸。
將光刻膠組合物溶液涂于襯底上后，將襯底在溫度約20℃至200℃下處理。進(jìn)行此溫度處理的目的在于降低并控制光刻膠中的殘余溶劑的濃度同時不使光敏劑明顯熱降解。通常人們希望最大限度地降低溶劑的濃度，因此進(jìn)行此溫度處理，直至基本上所有溶劑已蒸發(fā)并使一薄層厚度為微米數(shù)量級的光刻膠組合物涂層保留于襯底上為止。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，該溫度處理在約50℃至約150℃下進(jìn)行。更優(yōu)選的范圍為約70℃至約90℃。進(jìn)行該處理，直至溶劑除去的速率變化變得相對不明顯為止。溫度和時間選擇取決于用戶所需的性能、使用的裝置和從經(jīng)濟(jì)角度考慮希望的時間。用于熱板處理的經(jīng)濟(jì)上可接受的處理時間為至多約3分鐘，更優(yōu)選至多約1分鐘。在一個實(shí)施例中，可在90℃下處理約30秒。當(dāng)在這些溫度下在對流烘箱中進(jìn)行時，處理時間增加至約20min-約40min。
沉積在襯底上后，將光刻膠層例如通過ArF激光器或經(jīng)蝕刻光掩模實(shí)施光化輻射進(jìn)行成像曝光。此曝光帶來光刻膠的圖像與非圖像區(qū)域之間的成像差。然后，用顯影液將非圖像區(qū)溶解掉。使用的UV輻射量優(yōu)選應(yīng)足以使光刻膠層成像曝光部分可溶于合適的顯影劑中。UV曝光的劑量優(yōu)選為約5mJ/cm2至約300mJ/cm2，更優(yōu)選約5mJ/cm2至約100mJ/cm2，最優(yōu)選10mJ/cm2至約30mJ/cm2。
顯影步驟可通過將在合適的顯影溶液中浸漬進(jìn)行。將該溶液優(yōu)選通過例如噴入氮?dú)鈹嚢璧姆绞竭M(jìn)行攪拌。將襯底放置于顯影劑中，直至所有或基本上所有光刻膠涂層已從輻射區(qū)域溶解。適宜作為顯影劑的堿性水溶液的典型例子包括氫氧化鈉、四甲基氫氧化銨，或?qū)儆谠刂芷诒淼贗和II族的金屬的氫氧化物水溶液如氫氧化鉀。不含金屬離子的有機(jī)堿水溶液如四烷基氫氧化銨如四甲基氫氧化銨(TMAH)、四乙基氫氧化銨(TEAH)和四丁基氫氧化銨(TBAH)。更優(yōu)選四甲基氫氧化銨(TMAH)。另外，如果需要，用作顯影劑的堿性水溶液還可含有任何添加劑如表面活性劑以改善得到的顯影效果。
圖2給出將光刻膠物質(zhì)成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域后的結(jié)果。然后蝕刻掉在處于已除去的光刻膠材料的非圖像區(qū)域下面的阻抗層材料部分中的阻抗材料，如此在高導(dǎo)電材料片6上留下阻抗元件的圖形，如圖3所示。蝕刻阻抗材料可通過使阻抗材料與蝕刻劑接觸進(jìn)行，該蝕刻可通過水平或垂直連續(xù)噴霧型裝置進(jìn)行。也可用等離子體系統(tǒng)干蝕刻此材料。圖3中已除去平衡的光刻膠，圖4中未除去平衡的光刻膠。
接著將絕緣材料片12的一面附著于高導(dǎo)電材料片上，使阻抗元件處于絕緣材料片12與高導(dǎo)電材料片2之間。在如圖5所示的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案中，鉆出穿過高導(dǎo)電材料片2、載體8、絕緣材料12和根據(jù)需要的一些阻抗元件4的兩個或多個目標(biāo)或引導(dǎo)孔10，這些孔起到促使阻抗材料圖形與后面形成的金屬線重合(registration)的作用。
絕緣材料片材可包括增強(qiáng)或非增強(qiáng)熱固性或熱塑性聚合物。合適的絕緣材料為由環(huán)氧樹脂-玻璃布、聚酯樹脂-玻璃布、聚酰亞胺-玻璃布、聚酰胺酰亞胺-玻璃布、酚樹脂-紙和環(huán)氧樹脂-紙，聚酰亞胺，聚酯，聚酰胺酰亞胺構(gòu)成的多層疊層結(jié)構(gòu)；和由柔韌性環(huán)氧樹脂-玻璃布或柔韌性聚酰胺-紙構(gòu)成的柔韌的絕緣片材或薄膜。也可將無機(jī)材料如陶瓷板和玻璃板作為絕緣材料，其中將樹脂和橡膠如環(huán)氧樹脂、聚酯、聚氨酯、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺和橡膠作為粘結(jié)劑層使用。絕緣材料片材包括環(huán)氧或聚酰亞胺。
然后除去載體8形成圖6的結(jié)果。接著將另一光刻膠層6施于高導(dǎo)電材料片材的背面，如圖7所示。將該光刻膠曝光并按類似于上述形成圖8的結(jié)果的方式顯影。然后蝕刻掉處于已除去的光刻膠材料的非成像區(qū)域下面的高導(dǎo)電材料片材部分，接著視需要除去光刻膠材料的圖像區(qū)域，如此留下高導(dǎo)電材料的導(dǎo)線圖形，這樣至少一些導(dǎo)線接觸至少某些阻抗元件，如圖9所示?？蓪⒐奈g刻溶液用作導(dǎo)電材料層的蝕刻溶液。例如，對于銅箔，該蝕刻溶液可為氯化鐵、過硫酸銨、氯化銅、鉻酸硫酸混合溶液，同時考慮到阻抗材料的耐腐蝕性，采用各種氨敖合劑型蝕刻溶液。形成導(dǎo)線，使至少一些阻抗元件在阻抗元件的不同接觸點(diǎn)接觸至少兩根導(dǎo)線，其中接觸點(diǎn)之間的距離為約0.025mm至約100mm。
圖10至17給出本發(fā)明的另一實(shí)施方案，其中在絕緣材料片12的背面上形成阻抗元件層和導(dǎo)線。圖10給出阻抗材料104在高導(dǎo)電材料102的第二片材的第一表面上的第二沉積層，然后使該高導(dǎo)電材料片102的第二表面附著于第二載體108上。接著將另一光刻膠材料106層施于第二層阻抗材料104的上。
圖11給出對第二光刻膠材料106進(jìn)行成像曝光、接著除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域后的結(jié)果。圖12給出在將處于已除去的光刻膠材料106非圖像區(qū)域下面的阻抗層材料區(qū)域內(nèi)的第二阻抗材料104成像蝕刻掉，接著除去光刻膠后的結(jié)果。蝕刻和光刻膠除去按與上述類似的方式進(jìn)行。未給出非必要保留的光刻膠。
圖13給出穿過高導(dǎo)電材料片102、載體108和和視需要的一些阻抗元件104鉆出的目標(biāo)孔100。圖14給出將第二片材高導(dǎo)電材料102附著于絕緣材料片12的背面的結(jié)果，這樣使第二阻抗元件104處于絕緣材料層12與第二片高導(dǎo)電材料102之間。然后從第二片高導(dǎo)電材料102上除去第二載體108，并將另一光刻膠層106涂于片材102的背面，如圖15所示。圖16給出已將光刻膠106成像曝光和顯影后的結(jié)果。圖17給出這樣一種產(chǎn)品，即其中已將第二片高導(dǎo)電材料102進(jìn)行蝕刻形成第二圖形的導(dǎo)線，該圖形與絕緣材料片12的背面上的第二圖形的阻抗元件接觸。盡管已給出了制備的在兩面上具有阻抗元件和導(dǎo)線的絕緣材料片材，但在本發(fā)明范圍內(nèi)可形成具有另一些阻抗元件層、導(dǎo)線和絕緣片材或?qū)拥慕Y(jié)構(gòu)。
盡管上面已對其中通過將一完整的阻抗材料片材涂于導(dǎo)電材料片材上、隨后借助光刻膠成像圖形化并蝕刻形成阻抗元件的方式形成阻抗元件進(jìn)行了詳細(xì)描述，但在本發(fā)明范圍內(nèi)還可通過將阻抗元件圖形沉積于高導(dǎo)電材料片材上形成阻抗元件。這可例如通過將具有各種金屬填料的聚合物油墨以阻抗元件圖形方式沉積來進(jìn)行。這些聚合物油墨包括購自O(shè)rmet，of San Diego，California，Electra Polymersof Kent，England和Parelec，of Rocky Hill，New Jersey的那些。這種沉積可通過公知的絲網(wǎng)印刷工藝進(jìn)行。此外，阻抗材料本身可為光敏性的。可將一層阻抗材料涂于導(dǎo)電材料上并借助標(biāo)準(zhǔn)平版印刷成像和顯影工藝進(jìn)行成像。合適的光敏性阻抗材料包括購自CibaGeigy of Basil，Switzerland和Electra Polymers的那些。
用下面的非限制性實(shí)施例說明本發(fā)明。
盡管本發(fā)明已參考優(yōu)選的實(shí)施方案進(jìn)行具體展現(xiàn)和描述，但可在不離開本發(fā)明精神和范圍下進(jìn)行各種變化和替換。試圖用給出的權(quán)利要求覆蓋公開的實(shí)施方案、已討論的那些變化和其所有等價物。
權(quán)利要求
1.一種形成具有阻抗元件的印刷電路板的方法，包括按任意順序進(jìn)行步驟(a)和(b)(a)將一層阻抗材料沉積于高導(dǎo)電材料片材的第一表面上；(b)將高導(dǎo)電材料片材的第二表面附著于載體上；然后(c)將一層光刻膠材料涂于阻抗材料層上；(d)對該光刻膠材料成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域；(e)將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的阻抗層材料部分蝕刻掉，然后視需要除去光刻膠材料的成像區(qū)域，從而在高導(dǎo)電材料片材上留下阻抗元件圖形。
2.權(quán)利要求1的方法，還包括后續(xù)步驟(f)形成多個穿過高導(dǎo)電材料片材的目標(biāo)孔；(g)將一絕緣材料片材的一面附著于高導(dǎo)電材料片材上，使阻抗元件處于絕緣材料片材與高導(dǎo)電材料片材之間；(h)自高導(dǎo)電材料片材上除去載體；(i)將另一層光刻膠材料涂于高導(dǎo)電材料片材的第二表面上；(j)對該另一層光刻膠材料成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域；(k)將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的高導(dǎo)電材料片材部分蝕刻掉，然后視需要除去光刻膠材料的成像區(qū)域，如此留下高導(dǎo)電材料的導(dǎo)線圖形，從而使至少一些導(dǎo)線接觸至少某些阻抗元件。
3.權(quán)利要求2的方法，還包括按任意順序進(jìn)行步驟(l)和(m)(1)將第二層阻抗材料沉積于高導(dǎo)電材料第二片材的第一表面上；(m)將高導(dǎo)電材料第二片材的第二表面附著于載體上；然后(n)將一層光刻膠材料涂于阻抗材料的第二層上；(o)對該光刻膠材料進(jìn)行成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域；(p)將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的第二層阻抗材料部分蝕刻掉，然后視需要除去光刻膠材料的成像區(qū)域，從而在高導(dǎo)電材料第二片材上留下第二阻抗元件的圖形；(q)形成多個穿過高導(dǎo)電材料第二片材的目標(biāo)孔；(r)將該高導(dǎo)電材料第二片材附著于絕緣材料的另一面上，從而使第二阻抗元件處于絕緣材料層與高導(dǎo)電材料第二片材之間；(s)自高導(dǎo)電材料第二片材上除去第二載體；(t)將另一層光刻膠材料涂于高導(dǎo)電材料第二片材的背面上；(u)對該另一層光刻膠材料進(jìn)行成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域；(v)將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的高導(dǎo)電材料第二片材部分蝕刻掉，然后視需要除去光刻膠材料的成像區(qū)域，如此留下高導(dǎo)電材料的第二導(dǎo)線圖形，從而使至少一些第二導(dǎo)線接觸至少某些第二阻抗元件。
4.權(quán)利要求1的方法，其中在步驟(e)中，進(jìn)行除去光刻膠材料的成像區(qū)域。
5.權(quán)利要求3的方法，其中在步驟(v)中，進(jìn)行除去光刻膠材料的成像區(qū)域。
6.權(quán)利要求1的方法，其中高導(dǎo)電材料包括銅、鎳、鋁、金、銀、黃銅或不銹鋼。
7.權(quán)利要求1的方法，其中阻抗材料包括阻性材料。
8.權(quán)利要求7的方法，其中阻性材料包括鎳、含鎳的合金、半導(dǎo)體或至少一種金屬或金屬合金和至少一種絕緣體的組合。
9.權(quán)利要求7的方法，其中阻性材料具有電阻約25至約1000歐姆每平方。
10.權(quán)利要求1的方法，其中阻抗材料包括容性材料。
11.權(quán)利要求10的方法，其中容性材料包括聚合物材料、金屬氧化物、半導(dǎo)體材料或其組合。
12.權(quán)利要求10的方法，其中容性材料容性材料具有電容約0.01至約3000納法拉/cm2。
13.權(quán)利要求1的方法，其中載體包括能夠與高導(dǎo)電材料超聲鍵合的材料。
14.權(quán)利要求1的方法，其中載體與高導(dǎo)電材料超聲鍵合。
15.權(quán)利要求1的方法，其中載體包括金屬、聚合物或其組合。
16.權(quán)利要求1的方法，其中載體包括鋁。
17.權(quán)利要求1的方法，其中載體包括不銹鋼。
18.權(quán)利要求1的方法，其中將光刻膠以液體形式涂布。
19.權(quán)利要求1的方法，其中將光刻膠材料以干膜形式涂布。
20.權(quán)利要求2的方法，其中絕緣材料片材包括環(huán)氧或聚酰亞胺。
21.權(quán)利要求2的方法，其中絕緣材料片材包括增強(qiáng)或非增強(qiáng)熱固性或熱塑性聚合物。
22.權(quán)利要求2的方法，其中至少一些阻抗元件在阻抗元件的不同接觸點(diǎn)接觸至少兩根導(dǎo)線，其中接觸點(diǎn)之間的距離為約0.025mm至約100mm。
23.權(quán)利要求1的方法，其中高導(dǎo)電材料包括銅，阻抗材料包括鎳或鎳合金，載體包括鋁。
24.權(quán)利要求2的方法，其中高導(dǎo)電材料包括銅，阻抗材料包括鎳或鎳合金，載體包括鋁，絕緣材料包括環(huán)氧樹脂。
25.權(quán)利要求3的方法，其中高導(dǎo)電材料包括銅，阻抗材料包括鎳或鎳合金，載體包括鋁，絕緣材料包括環(huán)氧樹脂，第二高導(dǎo)電材料包括銅，第二阻抗材料包括鎳或鎳合金，第二載體包括鋁。
26.一種形成具有阻抗元件的印刷電路板的方法，包括按任意順序進(jìn)行步驟(a)和(b)(a)將阻抗元件圖形沉積于高導(dǎo)電材料片材的第一表面上；(b)將高導(dǎo)電材料片材的第二表面附著于載體上；(c)形成多個穿過高導(dǎo)電材料片材的目標(biāo)孔；(d)將一絕緣材料片材的一面附著于高導(dǎo)電材料片材上，使阻抗元件處于絕緣材料片材與高導(dǎo)電材料片材之間；(e)自高導(dǎo)電材料片材上除去載體；(f)將一層光刻膠材料涂于高導(dǎo)電材料片材的第二表面上；(g)對該光刻膠材料層成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域；(h)將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的高導(dǎo)電材料片材部分蝕刻掉，然后視需要除去光刻膠材料的成像區(qū)域，如此留下高導(dǎo)電材料的導(dǎo)線圖形，從而使至少一些導(dǎo)線接觸至少某些阻抗元件。
27.權(quán)利要求26的方法，還包括按任意順序進(jìn)行步驟(i)和(j)(i)將阻抗元件的第二圖形沉積于高導(dǎo)電材料第二片材的第一表面上；(j)將高導(dǎo)電材料第二片材的第二表面附著于第二載體上；然后(k)形成多個穿過高導(dǎo)電材料第二片材的目標(biāo)孔；(1)將該高導(dǎo)電材料第二片材附著于絕緣材片材的另一面上，從而使第二阻抗元件處于絕緣材料層與高導(dǎo)電材料第二片材之間；(m)自高導(dǎo)電材料第二片材上除去第二載體；(n)將另一層光刻膠材料涂于高導(dǎo)電材料第二片材的背面上；(o)對該另一層光刻膠材料層成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域；(p)將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的高導(dǎo)電材料第二片材部分蝕刻掉，然后視需要除去光刻膠材料的成像區(qū)域，如此留下高導(dǎo)電材料的第二導(dǎo)線圖形，從而使至少一些第二導(dǎo)線接觸至少某些第二阻抗元件。
28.權(quán)利要求26的方法，其中阻抗元件包括聚合物油墨。
29.權(quán)利要求26的方法，其中阻抗元件通過絲網(wǎng)印刷沉積。
30.一種形成具有阻抗元件的印刷電路板的方法，包括按任意順序進(jìn)行步驟(a)和(b)(a)將一層光敏阻抗材料沉積于高導(dǎo)電材料片材的第一表面上；(b)將高導(dǎo)電材料片材的第二表面附著于載體上；然后(c)對該光敏阻抗材料成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域，如此在高導(dǎo)電材料片材上留下阻抗元件圖形；(d)形成多個穿過高導(dǎo)電材料片材的目標(biāo)孔；(e)將一絕緣材料片材的一面附著于高導(dǎo)電材料片材上，從而使阻抗元件處于絕緣材料片材與高導(dǎo)電材料片材之間；(f)自高導(dǎo)電材料片材上除去載體；(g)將一層光刻膠材料涂于高導(dǎo)電材料片材的第二表面上；(h)對該層光刻膠材料層成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域；(i)將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的高導(dǎo)電材料片材部分蝕刻掉，然后視需要除去光刻膠材料的成像區(qū)域，如此留下高導(dǎo)電材料的導(dǎo)線圖形，這樣使至少一些導(dǎo)線接觸至少某些阻抗元件。
31.權(quán)利要求30的方法，還包括按任意順序進(jìn)行步驟(j)和(k)(j)將第二層光敏阻抗材料沉積于高導(dǎo)電材料第二片材的第一表面上；(k)將高導(dǎo)電材料片材的第二表面附著于第二載體上；然后(l)對該光敏阻抗材料成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域，如此在高導(dǎo)電材料第二片材上留下第二阻抗元件圖形；(m)形成多個穿過高導(dǎo)電材料第二片材的目標(biāo)孔；(n)將高導(dǎo)電材料第二片材附著于絕緣材料片材的另一面上，從而使第二阻抗元件處于絕緣材料層與高導(dǎo)電材料第二片材之間；(o)自高導(dǎo)電材料第二片材除去第二載體；(p)將一層光刻膠材料涂于高導(dǎo)電材料第二片材的背面上；(q)對該光刻膠材料層成像曝光，如此形成圖像和非圖像區(qū)域，然后除去非圖像區(qū)域同時保留圖像區(qū)域；(r)將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的高導(dǎo)電材料第二片材部分蝕刻掉，然后視需要除去光刻膠材料的成像區(qū)域，如此留下高導(dǎo)電材料的第二導(dǎo)線圖形，從而使至少一些第二導(dǎo)線接觸至少某些第二阻抗元件。
全文摘要
一種形成包括阻抗元件的印刷電路板的方法,其中在絕緣載體上引入阻抗元件圖形和導(dǎo)體圖形。該方法涉及:將一層阻抗材料沉積于高導(dǎo)電材料片材的第一表面上,并將高導(dǎo)電材料片材的第二表面附著于載體上。然后將一層光刻膠材料涂于阻抗材料層上并對其進(jìn)行成像曝光和顯影。將處于已除去的光刻膠材料非圖像區(qū)域下面的阻抗層材料部分蝕刻掉后,在高導(dǎo)電材料片材上保留阻抗元件圖形。如此可制造具有高電容限的具有阻抗元件的印刷電路板。
文檔編號H05K3/02GK1335742SQ0111953
公開日2002年2月13日 申請日期2001年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月25日
發(fā)明者J·A·安德雷薩基斯 申請人:奧克-三井有限公司