在介电基板上形成导电图案的方法技术

本发明专利技术公开了一种在介电基板上形成导电图案的方法，包括：ａ）在覆有金属膜的基板上涂覆一层保护层，涂覆的方法是让所述金属膜在含有至少一种含氮化合物的溶液中进行处理；ｂ）在非对应将形成的导电图案的区域上，以紫外线剥除其上至少一部分的保护层，以此方式而使所述金属膜外露；以及ｃ）所述外露的金属膜则接着以蚀刻法去除。通过这种方法可在介电基板上以可再生的方式，生产及其微细的导电图案。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种，该基板覆有金属膜，优选为铜膜。过去已经提出许多在电路载体上制造导电图案的不同方法。在嵌板电镀法(Panel-Plating-Verfahren)中，首先，按导体结构所需的厚度制造一铜层，该铜层覆盖钻孔印刷电路板材料的所有部分；然后，在与欲生成的导体结构相同的印刷电路板外侧区域覆盖一层保护层，使得这些层面在随后的蚀刻过程中可被保留下来。在图案电镀法(Pattern-Plating-Verfahren)中，首先，只在印刷电路板材料上形成一层薄铜层；然后，在其上涂上如光防护层，并通过在那些与欲形成的导体结构相同的位置上进行光建构(Photostructuring)作用，使所述铜层再次外露。在上述铜层外露的区域上涂上一层金属膜，接着移除光防护层并将外露的铜层蚀刻掉。如果是使用金属保护法(Metallresist-verfahren)，则需涂上如锡/铅层的金属保护层作为抗电镀层。这些方法却具有相当的缺点，特别是在其生产条件下，不太可能以再生方式制造出结构宽度小于100μm的导体结构。而为了达到这个目标确实已经做了足够的尝试。这种种类的电路已经利用某些昂贵的方法和初始材质而被成功地制造出来，但是当大量生产时却不会考虑这种方法，因为它们太过昂贵又浪费，和/或需要相当昂贵的初始产物，然而这些方法并不适合用来制造线路的结构宽度小于50μm的电路。已提出由咪唑或苯并咪唑的衍生物制得的薄层作为替代的抗蚀刻膜。例如，EP 0 178 864 A2中说明了制造印刷电路板的方法，所述板是利用铜予以通孔电镀，此法包括首先在铜涂层上，以碱溶性保护剂形成所需的电路图案，再让所述板与烷基咪唑的水溶液于外露位置接触，接着使其干燥，随后即以碱性蚀刻溶液将外露的铜蚀刻除去，由此而形成抗蚀刻膜。EP 0 364 132 A1中则提出一种适于形成保护层并可避免失去光泽的溶液，其亦可用作抗蚀刻剂。这种溶液含有具有C5-21烷链的咪唑化合物，并另外含有铜或锌离子。EP 0 619 333 A2中描述了制造导体结构的方法，其中使用含氮化合物来形成一层抗蚀刻膜。可以使用下列的化合物等作为含氮的化合物被至少含三个碳原子的烷链所取代的咪唑、苯并咪唑、三唑、苯并三唑、吡咯、吡唑、恶唑、异恶唑、噻唑、苯并噻唑、吲哚、腺嘌呤、嘌呤、喹啉、吡嗪、喹唑啉、鸟嘌呤、黄嘌呤、次黄嘌呤、吲唑、肌酸酐、吩嗪、铜铁灵。为了制造导体结构，首先在碱液中以一种可移除的常规保护剂形成负像，接着在所述板的外露区域上，以含有含氮化合物的抗蚀刻薄膜进行覆盖，之后再除去所述的负保护层，如此可在蚀刻过程之后形成导体结构。DE 43 39 019 A1中则叙述了另一种方法，其中使用一种由咪唑和/或苯并咪唑制成的保护层，在这个例子中，所述保护层会只生成于穿孔壁上，且是在当另一层也已经在印刷电路板的外侧形成至高达所述穿孔板的边缘之后形成，这种层状物可以预防所述保护层在此处形成。如果在这个不同的层面上使用光敏漆，则可利用光构建法来制造导体结构。DE 37 32 249 A1中描述了一种制造三维印刷电路板的方法，所述法是在绝缘基板之上使用具有影像转移的消减/半加成技术，其中覆有铜层的基板的所有部分会先以锡-金属保护层涂覆，这种保护层可以利用无电方式和/或电沉积法而沉积，且所述金属保护层可利用激光在没有任何掩模的情况下予以选择性照射，如此则可以负型方式制造出导电图案。铜外露的区域可接着以蚀刻法来移除。DE 41 31 065 A1涉及一种制造印刷电路板的方法，其中是将金属层以及抗蚀刻膜依次涂到电绝缘基板之上，并在与随后的线路图案直接比邻的区域上，以电磁射线除去所述抗蚀刻膜，而金属层的外露区域则被往下蚀刻直到基板表面，其方式则在使线路图案与金属层的散布区能通过蚀刻洞成为电绝缘区，并残留在基板之上。抗蚀刻膜最好是利用无电的金属沉积法形成。在此也采用其他的替代方案，例如可使用有机材质如电沉积涂料。最好使用激光来产生电磁射线，特别是Nd-YAG激光，蚀刻洞的宽度为150μm。在优选为铜层的金属膜的蚀刻期间，在蚀刻洞的边缘总可检测到35μm的下蚀刻(Unteraetzung)区。EP 0 757 885 B1公开了一种在电绝缘基板之上形成金属性导电图案的方法，所述图案具有可焊接和/或可接合的连结区域。该方法中首先将金属喷镀层涂到基板上，然后在电浸浴中将一种有机、电镀以及抗蚀刻的保护层沉积在所述金属喷镀层上；而后在后来的连结区域中，利用激光再次把所述保护层移除，并将一种抗蚀刻、可焊接和/或可接合的末端表面，以电沉积法沉积在金属喷镀层的外露区域之上；至少在与后来的导电图案直接相连区域上的保护层须通过激光移除，最后则是再次将金属喷镀层的外露区域蚀刻至基板的表面。此例中也提到利用Nd-YAG激光作为射线源，所形成的蚀刻洞的宽度为150μm。这些已知的方法不是过于奢侈而昂贵，就是无法证实其能以再生方式生产相当微细的结构，所述结构的宽度应为50μm或更小，尤其为20μm或更小。唯一已知的可能性是从具有至少5μm厚的铜层的材质着手进行。但是如果从操作技术的层面观之，制造这种材质是相当奢侈而昂贵的。当使用具有厚铜层的标准材质时，可看出由于导体结构有不可忽略的下蚀刻现象，因此通常不具有垂直横切面，使得它们在基板上的承压面积会非常小，也因此无法达到线路所需的附着力。因此，本专利技术的任务是避免已知方法中的缺点，特别是要找出一种方法，通过所述方则即使在大量制造时亦可进行简单的建构，这种建构使其可能以再生方式制造相当微细的结构，如结构宽度为50μm及更小，尤其是20μm及更小。就导电图案的成品而言，也不应具有已知方法中存在的问题。线路的形状也应使其具有再生性，并尽量让横切面为垂直。也可以采用如此方式，确保线路和金属膜之间能在凹陷处也有确实的接触，来制造“无界设计(landless design)”中所谓的高度集成电路。在“无界设计”中，凹陷处的周遭并没有铜环生成，而这种凹陷处则可供做大部分线路面上的电连结。另外，线路会合并但不扩大到凹陷壁的金属喷镀层上。这个问题可以利用如权利要求1中的方法来解决。本专利技术的优选具体实施例是在附属的权利要求中提及。本专利技术的方法可用来在介电基板之上形成导电图案。本方法是用以制造微电子的高度集成电路载体。所述方法自然也可以用来制造其他的产品，例如用来制造微反应器、储存媒体、太阳能收集器以及用来在塑胶材质上形成装饰效果的金属图样。为了实施本专利技术的方法，使用一种覆有优选为铜层的金属膜的基板，且可按本专利技术的建构方法，以蚀刻去除此金属膜，如此即可制造所需的导电图案。为了建构所述金属膜，a)基板以一层保护层涂覆之，而所述层是通过让金属在含有至少一种含氮化物的溶液中处理而形成的；且b)接着，在与欲形成导电图案不同的区域中，利用紫外线剥除其上至少一部分的保护层，以这种方式令金属膜外露；c)利用蚀刻法除去外露的金属膜。其中，最好以激光作为能量射线，因为这种射线具有制造相当细微的结构时所需的特性，又因为激光可达到足够高的能量密度，以便将保护层剥除。为了选择性除去金属层的欲外露区域上的保护层，最好使用一种可特别以脉冲输送的激发激光，这种激光源特别适合用来剥除以有机材质组成的薄保护层，且不会留下任何本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在介电基板之上形成导电图案的方法，该方法包括： ａ）在一种覆有金属膜的基板上涂覆一层保护层，所述保护层是通过将金属膜放入含有至少一种含氮化合物的溶液中进行处理而得； ｂ）在非对应于将形成导电图案的区域上，以紫外线剥除其上至少部分的保护层，以这种方式使所述金属膜外露；以及 ｃ）利用蚀刻法除去所述外露的金属膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：麦克古基摩斯，法兰滋寇恩里，
申请(专利权)人：艾托特克德国公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]