用于制备具有高度密集导体的PCB产品的方法及设备技术

一种用于制备具有高度密集导体的PCB产品的方法，所述方法包含：提供包含导电层的PCB衬底；采用喷墨印刷机在所述PCB衬底上选择性地印刷未曝光光敏图案，所述未曝光光敏图案具有小于5pm的厚度；将所述光敏图案暴露于辐射借此界定曝光图案，所述曝光图案具有小于20pm的间距；及根据由所述曝光图案界定的图案湿蚀刻所述导电层借此界定具有小于30pm的间距的所述高度密集导体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备具有高度密集导体的PCB产品的方法及设备
本专利技术涉及基于液体光致抗蚀剂材料的喷墨打印的印刷电路板(PCB)制造。
技术介绍
在所属领域中已知用于制造PCB的各种系统及方法。
技术实现思路
本专利技术试图提供基于液体光致抗蚀剂材料的喷墨打印的印刷电路板(PCB)生产的经改进系统及方法。因此提供一种根据本专利技术的优选实施例的用于制备具有高度密集导体的PCB产品的方法，所述方法包含：提供包含导电层的PCB衬底；采用喷墨印刷机在所述PCB衬底上选择性地印刷未曝光光敏图案，所述未曝光光敏图案具有小于5μm的厚度；将所述光敏图案暴露于辐射借此界定曝光图案，所述曝光图案具有小于20μm的间距；及根据由所述曝光图案界定的图案湿蚀刻所述导电层借此界定具有小于30μm的间距的所述高度密集导体。优选地，所述高度密集导体具有小于25μm的间距。更优选地，所述高度密集导体具有小于20μm的间距。根据本专利技术的优选实施例，所述导电层是铜层。根据本专利技术的优选实施例，所述方法还包含在所述采用喷墨印刷机选择性地印刷未曝光光敏图案之后且在所述曝光所述光敏图案之前采用喷墨印刷机选择性地印刷非透氧图案。另外，所述非透氧图案具有小于3μm的高度。另外或替代地，所述非透氧图案对所述辐射是透明的。优选地，所述非透氧图案的印刷不会增加所述曝光图案的所述间距。根据本专利技术的优选实施例，所述方法还包含在将所述未曝光光敏图案及所述非透氧图案暴露于辐射之前检验所述未曝光光敏图案及所述非透氧图案中的至少一者。根据本专利技术的优选实施例，所述方法还包含在所述采用喷墨印刷机选择性地印刷未曝光光敏图案之前进行所述PCB衬底的配准。优选地，所述未曝光光敏图案用包含以下各者的光敏油墨来印刷：构成所述光敏油墨的33到64wt.％的光致抗蚀剂；构成所述光敏油墨的19.99到59.99wt.％的溶剂；构成所述光敏油墨的1到10wt.％的湿润剂；构成所述光敏油墨的0.01到0.1wt.％的表面活性剂；构成所述光敏油墨的1到3wt.％的附着力促进剂，所述附着力促进剂具有在1700到70000Da之间的分子量；及构成所述光敏油墨的2到3wt.％的碱性溶液，所述附着力促进剂溶解于所述碱性溶液中。根据本专利技术的优选实施例，所述附着力促进剂可操作以增加所述光敏油墨被印刷在其上的铜组件的湿蚀刻工艺的各向异性。另外或替代地，所述光敏油墨具有小于30dyn/cm的表面张力。根据本专利技术的优选实施例，所述非透氧图案用包含以下各者的非透氧油墨来印刷：构成所述非透氧油墨的10到15wt.％的聚合物，所述聚合物具有最小7000Da的分子量；构成所述非透氧油墨的63.9到68.99wt.％的一或多种溶剂；构成所述非透氧油墨的20wt.％的增稠剂溶剂；构成所述非透氧油墨的1wt.％的湿润剂；及构成所述非透氧油墨的0.01到0.1wt.％的表面活性剂。优选地，所述非透氧油墨对具有在355到460nm之间的波长的光透明。另外或替代地，所述非透氧油墨具有小于30dyn/cm的表面张力。还提供一种根据本专利技术的另一优选实施例的用于制备具有高度密集导体的PCB产品的设备，所述设备包含：共同底盘；喷墨印刷机，其安装在所述共同底盘上且可操作以在PCB衬底上选择性地印刷未曝光光敏图案，所述未曝光光敏图案具有小于5μm的厚度；及图案曝光器，其安装在所述底盘上且可操作以将所述光敏图案暴露于辐射借此界定曝光图案，所述曝光图案具有小于20μm的间距。根据本专利技术的优选实施例，所述喷墨印刷机包含：第一喷墨头，其可操作以印刷光敏油墨的所述未曝光光敏图案；及第二喷墨头，其可操作以印刷非透氧油墨的非透氧图案。另外，所述喷墨头的喷嘴板可操作以被加热到40到60℃之间以使所述光敏油墨及所述非透氧油墨的粘度最优。根据本专利技术的优选实施例，所述设备包含至少部分环绕所述共同底盘、所述喷墨印刷机及所述图案曝光器的机罩。另外，所述机罩中的大气以可操作以防止所述未曝光光敏图案在其通过所述图案曝光器曝光期间发生氧化的惰性气流为特征。优选地，所述设备还包含可操作以烘干所述未曝光光敏图案的至少一第一油墨烘干机。另外，所述第一喷墨头、所述至少第一油墨烘干机及所述第二喷墨头经布置使得所述PCB衬底沿着所述共同底盘的逐步前进允许所述未曝光光敏图案在所述第二喷墨头印刷所述非透氧图案之前被所述至少第一油墨烘干机烘干。优选地，所述设备还包含可操作以检验所述未曝光光敏图案及所述非透氧图案中的至少一者的相机。根据本专利技术的优选实施例，所述图案曝光器包含发射在355到460nm之间的范围内的光的至少一个光源。优选地，所述图案曝光器是激光直接成像曝光器。替代地，所述图案曝光器是LED曝光器。根据本专利技术的优选实施例，所述设备还包含可操作以配准所述PCB衬底的相机。根据本专利技术的优选实施例，所述设备还包含共同载物台。另外，所述共同载物台被加热到最大80℃的温度以帮助烘干所述光敏油墨及所述非透氧油墨中的至少一者。根据本专利技术的优选实施例，所述未曝光光敏图案用包含以下各者的光敏油墨来印刷：构成所述光敏油墨的33到64wt.％的光致抗蚀剂；构成所述光敏油墨的19.99到59.99wt.％的溶剂；构成所述光敏油墨的1到10wt.％的湿润剂；构成所述光敏油墨的0.01到0.1wt.％的表面活性剂；构成所述光敏油墨的1到3wt.％的附着力促进剂，所述附着力促进剂具有在1700到70000Da之间的分子量；及构成所述光敏油墨的2到3wt.％的碱性溶液，所述附着力促进剂溶解于所述碱性溶液中。根据本专利技术的优选实施例，所述附着力促进剂可操作以增加所述光敏油墨被印刷在其上的铜组件的湿蚀刻工艺的各向异性。另外或替代地，所述光敏油墨具有小于30dyn/cm的表面张力。根据本专利技术的优选实施例，所述非透氧图案用包含以下各者的非透氧油墨来印刷：构成所述非透氧油墨的10到15wt.％的聚合物，所述聚合物具有最小7000Da的分子量；构成所述非透氧油墨的63.9到68.99wt.％的一或多种溶剂；构成所述非透氧油墨的20wt.％的增稠剂溶剂；构成所述非透氧油墨的1wt.％的湿润剂；及构成所述非透氧油墨的0.01到0.1wt.％的表面活性剂。优选地，所述非透氧油墨对具有在355到460nm之间的波长的光透明。另外或替代地，所述非透氧油墨具有小于30dyn/cm的表面张力。还提供一种根据本专利技术的另一优选实施例的用于制备具有高度密集导体的PCB产品的设备，所述设备包含：共同载物台；喷墨印刷机，其可操作以在所述载物台上的PCB衬底上选择性地印刷未曝光图案，所述未曝光图案具有小于8μm的厚度；及图案曝光器，其可操作以将所述载物台上的所述PCB衬底上的所述图案暴露于辐射借此界定曝光图案，所述曝光图案具有小于20μm的间距。根据本专利技术的优选实施例，所述喷墨印刷机包含：第一喷墨头，其可操作以印刷光敏油墨的所述未曝光光敏图案；及第二喷墨头，其可操作以印刷非透氧油墨的非透氧图案。另外，所述喷墨头本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备具有高度密集导体的PCB产品的方法，所述方法包括：/n提供包含导电层的PCB衬底；/n采用喷墨印刷机在所述PCB衬底上选择性地印刷未曝光光敏图案，所述未曝光光敏图案具有小于5μm的厚度；/n将所述光敏图案暴露于辐射借此界定曝光图案，所述曝光图案具有小于20μm的间距；及/n根据由所述曝光图案界定的图案湿蚀刻所述导电层借此界定具有小于30μm的间距的所述高度密集导体。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190214 US 62/805,3181.一种用于制备具有高度密集导体的PCB产品的方法，所述方法包括：
提供包含导电层的PCB衬底；
采用喷墨印刷机在所述PCB衬底上选择性地印刷未曝光光敏图案，所述未曝光光敏图案具有小于5μm的厚度；
将所述光敏图案暴露于辐射借此界定曝光图案，所述曝光图案具有小于20μm的间距；及
根据由所述曝光图案界定的图案湿蚀刻所述导电层借此界定具有小于30μm的间距的所述高度密集导体。


2.根据权利要求1所述的用于制备PCB产品的方法，且其中所述高度密集导体具有小于25μm的间距。


3.根据权利要求1所述的用于制备PCB产品的方法，且其中所述高度密集导体具有小于20μm的间距。


4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的用于制备PCB产品的方法，且其中所述导电层是铜层。


5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的用于制备PCB产品的方法，且其还包括在所述采用喷墨印刷机选择性地印刷未曝光光敏图案之后且在所述曝光所述光敏图案之前采用喷墨印刷机选择性地印刷非透氧图案。


6.根据权利要求5所述的用于制备PCB产品的方法，且其中所述非透氧图案具有小于3μm的高度。


7.根据权利要求5或权利要求6所述的用于制备PCB产品的方法，且其中所述非透氧图案对所述辐射是透明的。


8.根据权利要求5到7中任一权利要求所述的用于制备PCB产品的方法，且其中所述非透氧图案的印刷不会增加所述曝光图案的所述间距。


9.根据权利要求5到8中任一权利要求所述的用于制备PCB产品的方法，且其还包括在所述将所述未曝光光敏图案及所述非透氧图案暴露于辐射之前检验所述未曝光光敏图案及所述非透氧图案中的至少一者。


10.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的用于制备PCB产品的方法，且其还包括在所述采用喷墨印刷机选择性地印刷未曝光光敏图案之前进行所述PCB衬底的配准。


11.根据权利要求1到10中任一权利要求所述的用于制备PCB产品的方法，且其中所述未曝光光敏图案用包括以下各者的光敏油墨来印刷：
构成所述光敏油墨的33到64wt.％的光致抗蚀剂；
构成所述光敏油墨的19.99到59.99wt.％的溶剂；
构成所述光敏油墨的1到10wt.％的湿润剂；
构成所述光敏油墨的0.01到0.1wt.％的表面活性剂；
构成所述光敏油墨的1到3wt.％的附着力促进剂，所述附着力促进剂具有在1700到70000Da之间的分子量；及
构成所述光敏油墨的2到3wt.％的碱性溶液，所述附着力促进剂溶解于所述碱性溶液中。


12.根据权利要求11所述的用于制备PCB产品的方法，且其中所述附着力促进剂可操作以增加所述光敏油墨被印刷在其上的铜组件的湿蚀刻工艺的各向异性。


13.根据权利要求11或权利要求12所述的用于制备PCB产品的方法，且其中所述光敏油墨具有小于30dyn/cm的表面张力。


14.根据权利要求5到9中任一权利要求所述的用于制备PCB产品的方法，且其中所述非透氧图案用包括以下各者的非透氧油墨来印刷：
构成所述非透氧油墨的10到15wt.％的聚合物，所述聚合物具有最小7000Da的分子量；
构成所述非透氧油墨的63.9到68.99wt.％的一或多种溶剂；
构成所述非透氧油墨的20wt.％的增稠剂溶剂；
构成所述非透氧油墨的1wt.％的湿润剂；及
构成所述非透氧油墨的0.01到0.1wt.％的表面活性剂。


15.根据权利要求14所述的用于制备PCB产品的方法，且其中所述非透氧油墨对具有在355到460nm之间的波长的光透明。


16.根据权利要求14或权利要求15所述的用于制备PCB产品的方法，且其中所述非透氧油墨具有小于30dyn/cm的表面张力。


17.一种用于制备具有高度密集导体的PCB产品的设备，所述设备包括：
共同底盘；
喷墨印刷机，其安装在所述共同底盘上且可操作以在PCB衬底上选择性地印刷未曝光光敏图案，所述未曝光光敏图案具有小于5μm的厚度；及
图案曝光器，其安装在所述底盘上且可操作以将所述光敏图案暴露于辐射借此界定曝光图案，所述曝光图案具有小于20μm的间距。


18.根据权利要求17所述的设备，且其中所述喷墨印刷机包括：
第一喷墨头，其可操作以印刷光敏油墨的所述未曝光光敏图案；及
第二喷墨头，其可操作以印刷非透氧油墨的非透氧图案。


19.根据权利要求18所述的设备，且其中所述喷墨头的喷嘴板可操作以被加热到40到60℃之间以使所述光敏油墨及所述非透氧油墨的粘度最优。


20.根据权利要求17到19中任一权利要求所述的设备，且其中所述设备包括至少部分环绕所述共同底盘、所述喷墨印刷机及所述图案曝光器的机罩。


21.根据权利要求20所述的设备，且其中所述机罩中的大气以可操作以防止所述未曝光光敏图案在其通过所述图案曝光器曝光期间发生氧化的惰性气流为特征。


22.根据权利要求17到21中任一权利要求所述的设备，且其还包括可操作以烘干所述未曝光光敏图案的至少一第一油墨烘干机。


23.根据权利要求22所述的设备，且其中所述第一喷墨头、所述至少第一油墨烘干机及所述第二喷墨头经布置使得所述PCB衬底沿着所述共同底盘的逐步前进允许所述未曝光光敏图案在所述第二喷墨头印刷所述非透氧图案之前被所述至少第一油墨烘干机烘干。


24.根据权利要求17到23中任一权利要求所述的设备，且其还包括可操作以检验所述未曝光光敏图案及所述非透氧图案中的至少一者的相机。


25.根据权利要求17到24中任一权利要求所述的设备，且其中所述图案曝光器包括发射在355到460nm之间的范围内的光的至少一个光源。


26.根据权利要求17到25中任一权利要求所述的设备，且其中所述图案曝光器是激光直接成像曝光器。


27.根据权利要求17到25中任一权利要求所述的设备，且其中所述图案曝光器是LED曝光器。


28.根据权利要求17到27中任一权利要求所述的设备，且其还包括可操作以配准所述PCB衬底的相机。


29.根据权利要求17到28中任一权利要求所述的设备，且其还包括共同载物台。


30.根据权利要求29所述的设备，且其中所述共同载物台被加热到最大80℃的温度以帮助烘干所述光敏油墨及所述非透氧油墨中的至少一者。


31.根据权利要求17到30中任一权利要求所述的设备，且其中所述未曝光光敏图案用包括以下各者的光敏油墨来印刷：
构成所述光敏油墨的33到64wt.％的光致抗蚀剂；
构成所述光敏油墨的19.99到59.99wt.％的溶剂；
构成所述光敏油墨的1到10wt.％的湿润剂；
构成所述光敏油墨的0.01到0.1wt.％的表面活性剂；
构成所述光敏油墨的1到3wt.％的附着力促进剂，所述附着力促进剂具有在1700到70000Da之间的分子量；及
构成所述光敏油墨的2到3wt.％的碱性溶液，所述附着力促进剂溶解于所述碱性溶液中。


32.根据权利要求31所述的用于制备PCB产品的设备，且其中所述附着力促进剂可操作以增加所述光敏油墨被印刷在其上的铜组件的湿蚀刻工艺的各向异性。


33.根据权利要求31或权利要求32所述的用于制备PCB产品的设备，且其中所述光敏油墨具有小于30dyn/cm的表面张力。


34.根据权利要求18到33中任一权利要求所述的设备，且其中所述非透氧图案用包括以下各者的非透氧油墨来印刷：
构成所述非透氧油墨的10到15wt.％的聚合物，所述聚合物具有最小7000Da的分子量；
构成所述非透氧油墨的63.9到68.99wt.％的一或多种溶剂；
构成所述非透氧油墨的20wt.％的增稠剂溶剂；
构成所述非透氧油墨的1wt.％的湿润剂；及
构成所述非透氧油墨的0.01到0.1wt.％的表面活性剂。
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【专利技术属性】
技术研发人员：N·什帕伊斯曼，A·格罗斯，A·葛雷瑟，
申请(专利权)人：奥宝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL