印刷电路板制造方法以及根据该方法制造的印刷电路板技术

为了制造印刷电路板，提供形成为膜或板的基底基板(101)，其具有第一基板侧(101a)和第二基板侧，该基底基板至少部分地由非导电有机聚合物材料组成，且在该基底基板的情况下，该第一基板侧(101a)被覆盖有覆盖金属层(102)。部分地移除该覆盖金属层(102)，同时将该第一基板侧(101a)分成至少一个第一局部区域(104)及至少一个第二局部区域(105)，在该至少一个第一局部区域(104)中第一基板侧(101a)没有所述覆盖金属层(102)，在该至少一个第二局部区域(105)中第一基板侧(101a)覆盖有所述覆盖金属层(102)。通过使等离子体作用于第一基板侧(101a)，在该至少一个第一局部区域(104)中移除聚合物材料，形成至少一个凹槽(106)。然后，用填充金属(108)填充该至少一个凹槽(106)，且去除覆盖金属层(102)，在该至少一个第二局部区域(105)中形成导体结构(109)或导体结构的一部分。如果需要，随后用已被填充的至少一个凹槽(106)平坦化第一基板侧(101a)。该方法适合于制造单层及多层的印刷电路板。合于制造单层及多层的印刷电路板。合于制造单层及多层的印刷电路板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】印刷电路板制造方法以及根据该方法制造的印刷电路板
[0001]下文所描述的本专利技术涉及制造印刷电路板的方法以及根据该方法制造的印刷电路板。
[0002]印刷电路板(英语：printed circuit board; 简称：PCB)充当用于电子部件的载体并确保其电接触。几乎每个电子设备都含有一个或多个印刷电路板。
[0003]印刷电路板总是包含基底基板，基底基板是非导电形成的并且其在至少一个基板侧上具有导体轨道结构(简称：导体结构)用于电子部件的电接触。通常，用于印刷电路板的基底基板由纤维增强塑料、塑料膜或硬纸组成。导体轨道通常由诸如铜的金属构成。
[0004]在最简单的情况下，基底基板的仅一侧具有导体结构。然而，对于更复杂的电路常常需要多于一个的导体轨道平面；那么需要多层印刷电路板(英语：multilayer board，简称MLB)。在这些情况下，例如，载体层的两侧可具有导体结构，或者具有各一个导体轨道平面的多个基底基板组合成MLB。特别地，两侧具有导体结构的基底基板也可形成多层构造的基础。不同导体轨道平面的导体轨道可通过金属化通孔（英语：Via）彼此电连接。为此，例如可将孔钻至基底基板中且可将钻孔壁金属化。
[0005]在基底基板上形成导体结构通常在多阶段光刻工艺中使用光刻胶(英语：photoresist，简称：光致抗蚀剂)减材进行，该光刻胶在显影剂溶液中的溶解度借助于辐射，特别是借助于UV辐射来影响。在常规程序中，将金属层形成于基底基板上并覆盖有光刻胶层。例如，可将光刻胶层层压在金属层上。然后，在曝光步骤中使光刻胶层暴露于前述辐射下，其中借助于曝光掩模保护该层的局部区域以免暴露于辐射。取决于所使用的光刻胶及所使用的显影剂溶液，在曝光步骤之后，光刻胶层的曝光或未曝光的局部区域可溶于显影剂溶液中并可在后续步骤中被去除。在此后续步骤，显影步骤中，使基底基板上的金属层的局部区域暴露，且该局部区域可在另一后续步骤，蚀刻步骤中以湿化学方式被去除。在随后已完全去除光致抗蚀剂之后余留的金属层的余留物形成所需导体结构。任选地，可在沉积步骤中增强所需导体结构
‑
例如通过合适金属的电沉积。
[0006]由于制造造成的，导体轨道因此位于基底基板的表面上。在制造MLB时，这可能是不利的。如果具有导体轨道的基底基板表面与另一基底基板一起被按压，则然后常常由于偏差而需要控制和校正，该偏差是由于在按压期间出现的压力和温度引起的。基底基板表面上的导电轨道在特定程度上暴露于此类负载。基板上的导电轨道的距离及尺寸愈小，则对控制和校正的相应需求，例如对于现有阻抗及信号速度的要求，通常愈大。
[0007]此外，传统减材工艺的一般性缺点为，要制造的导体结构的分辨率受限。具有在低的两位数或者甚至一位数的
µ
m范围内的宽度的导电轨道因此几乎不可能制造。
[0008]近年来，增材及半增材方法也越来越多地用于形成导体轨道(SAP：半增材工艺；和mSAP：改良型半增材工艺)。这些方法使得能够制造分辨率高于用减材工艺可能具有的分辨率的导体轨道结构。然而，该进步是以巨大的技术耗费为代价的，该技术耗费反映在产率损失和高生产成本上。
[0009]本专利技术的目的在于，开发一种用于制造印刷电路板的方法，用该方法可以避免或至少减少所描述的问题。
[0010]为了达成此目的，本专利技术提出下文所描述的方法，尤其是在具有权利要求1的特征的特别优选的实施方式中。本专利技术也涵盖下文所描述的印刷电路板，尤其是在根据权利要求14的特别优选的实施方式中。从属权利要求的主题是该方法的特别优选的实施方式的扩展方案。所有权利要求的措辞在此通过引用成为本说明书的内容。
[0011]用于制造具有金属导体结构的印刷电路板的根据本专利技术的方法总是包括紧接着随后的步骤a.至e.：a.提供形成为膜或板的具有第一基板侧及第二基板侧的基底基板，该基底基板至少部分地由非导电有机聚合物材料构成，且在该基底基板的情况下，该第一基板侧覆盖有覆盖金属层，b.部分地去除该覆盖金属层，将该第一基板侧分成至少一个第一局部区域和至少一个第二局部区域，在该至少一个第一局部区域中该第一基板侧没有该覆盖金属层，在该至少一个第二局部区域中该第一基板侧覆盖有该覆盖金属层，c.使等离子体作用于该第一基板侧，借助于该等离子体，在该至少一个第一局部区域中剥除该聚合物材料，形成至少一个凹槽，d.用填充金属填充该至少一个凹槽，以及e.完全去除该至少一个第二局部区域中的覆盖金属层，形成导体结构或导体结构的一部分。
[0012]根据本专利技术的方法既适合于制造单层印刷电路板又适合于制造多层印刷电路板，该单层印刷电路板包含仅一个具有在一个平面中的一个导体结构的基底基板，该多层印刷电路板包含在至少两个平面中的导体结构且大都也包含多个基底基板。在后一情况下，在步骤e.中去除覆盖金属层导致形成印刷电路板的整个导体结构的仅一部分。在第一种情况下，优选在步骤e.中形成印刷电路板的整个导体结构。
[0013]在特别优选的实施方式中，该方法另外包括紧接着随后的步骤f.：f.用已被填充的至少一个凹槽平坦化该第一基板侧。
[0014]为此，以下进行还更详细的阐释。
[0015]基底基板的选择在本专利技术的一个优选的扩展方案中，该方法包含紧接着随后的特征a.至c.中的至少之一：a.基底基板的厚度为10
µ
m至3mm，优选10
µ
m至2mm。
[0016]b.有机聚合物材料选自聚酰亚胺、聚酰胺、特氟龙、聚酯、聚苯硫醚、聚甲醛和聚醚酮。
[0017]优选地，紧接的以上特征a.和b.是彼此组合地实现的。
[0018]特别优选地，基底基板为由聚合物材料构成的膜，该聚合物材料尤其是所提及的聚合物材料之一。在多层形成要制造的印刷电路板时，这尤其适用。在单层印刷电路板的情况下，优选地选择形成为板的相对较厚的基底基板。
[0019]任选地，基底基板可包含填料，尤其是介电填料。例如，基底基板可以是由所提及的聚合物材料之一构成的膜，二氧化硅粒子嵌入于该膜中。
[0020]合适的介电填料尤其是金属或半金属氧化物(除二氧化硅以外，尤其也为氧化铝、氧化锆或氧化钛)和其他陶瓷填料(尤其是碳化硅或氮化硼或碳化硼)。也可任选地使用硅。
[0021]填料优选以颗粒形式存在，尤其具有纳米范围(＜ 1
ꢀµ
m)的平均粒径(d50)。
[0022]特别优选地，因此，根据本专利技术的方法的特征在于紧接着随后的特征a.至c.中的至少之一：a. 基底基板和/或绝缘层包含填料，尤其是介电填料。
[0023]b. 基底基板和/或绝缘层为具有填料的塑料膜。
[0024]c. 填料的平均粒径(d50) ＜ 1
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m。
[0025]优选地，紧接的以上特征a.和b.，尤其也为a.至c.，是彼此组合地实现的。
[0026]为了更容易处理，可将基底基板施加在载体或辅助基板上，例如由玻璃或铝构成，用于加工。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于制造具有金属导体结构的多层印刷电路板的方法，其具有以下步骤：a.提供形成为膜或板的具有第一基板侧(101a)和第二基板侧的基底基板(101)，该基底基板(101)至少部分地由非导电有机聚合物材料构成，并且其中第一基板侧(101a)覆盖有覆盖金属层(102)，b.部分地去除该覆盖金属层(102)，将第一基板侧(101a)分成至少一个第一局部区域(104)和至少一个第二局部区域(105)，在该至少一个第一局部区域(104)中第一基板侧(101a)没有所述覆盖金属层(102)，在该至少一个第二局部区域(105)中第一基板侧(101a)覆盖有所述覆盖金属层(102)，c.使等离子体作用于第一基板侧(101a)，借助于等离子体，在该至少一个第一局部区域(104)中剥除所述聚合物材料，形成至少一个凹槽(106)，d.用填充金属(108)填充所述至少一个凹槽(106)，以及e.完全去除该至少一个第二局部区域(105)中的所述覆盖金属层(102)，形成第一导体结构(109)或第一导体结构的一部分，f.任选地用已被填充的至少一个凹槽(106)平坦化第一基板侧(101a)，g.用绝缘层(110)覆盖该第一导体结构(109)，该绝缘层(110)与基底基板(101)结合具有与第一导体结构(109)直接接触的底侧和背离第一导体结构(109)的顶侧(110a)，且该绝缘层(110)至少部分地由非导电有机聚合物材料构成，h.如果尚未存在，则在绝缘层(110)的顶侧(110a)上形成覆盖金属层(111)，i.部分地去除覆盖金属层(111)，将顶侧(110a)分成至少一个第一局部区域(113)和至少一个第二局部区域(114)，在该至少一个第一局部区域(113)中顶侧(110a)没有所述覆盖金属层(111)，在该至少一个第二局部区域(114)中顶侧(110a)覆盖有所述覆盖金属层(111)，j.使等离子体作用于顶侧(110a)，借助于等离子体，在所述至少一个第一局部区域(113)中剥除所述聚合物材料，形成至少一个凹槽(115)，k.用填充金属(118)填充所述至少一个凹槽(115)，以及l.完全去除该至少一个第二局部区域(114)中的覆盖金属层(111)，形成第二导体结构(119)或第二导体结构(119)的一部分。2.根据权利要求1所述的方法，其具有以下的额外步骤和/或特征中的至少之一：a.基底基板(101)和/或绝缘层(110)的厚度为10
µ
m至3mm，b.所述有机聚合物材料选自聚酰亚胺、聚酰胺、特氟龙、聚酯、聚苯硫醚、聚甲醛和聚醚酮。3.根据权利要求1所述的方法，其具有以下的额外步骤和/或特征中的至少之一：a.基底基板(101)和/或绝缘层(110)包含填料，尤其是介电填料，b.基底基板(101)和/或绝缘层(110)是由非导电有机聚合物材料构成的塑料膜，并包含根据特征a.的填料，c.填料的平均粒径(d50)＜1
µ
m。4.根据权利要求1或根据权利要求2所述的方法，其具有以下的额外步骤和/或特征中的至少之一：a.选择由铜构成或由铜合金构成的层作为覆盖金属层(102)和/或作为覆盖金属层
(111)，b.该覆盖金属层(102)和/或覆盖金属层(111)的厚度为10nm至10
µ
m，c.为了提供基底基板(101)，借助于物理或化学气相沉积在第一基板侧上形成覆盖金属层(102)，和/或借助于物理或化学气相沉积在绝缘层(110)的顶侧(110a)上形成覆盖金属层(111)，d.通过溅射在第一基板侧(101a)上形成覆盖金属层(102)，和/或通过溅射在顶侧(110a)上形成覆盖金属层(111)，e.通过湿化学涂布工艺形成覆盖金属层(102)和/或覆盖金属层(111)。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其具有以下的额外步骤和/或特征之一：a.使用掩蔽
‑
和湿化学蚀刻步骤部分地去除第一基板侧(101a)上的覆盖金属层(102)和/或部分地去除顶侧(110a)上的覆盖金属层(111)，b.借助于激光部分地去除第一基板侧(101a)上的覆盖金属层(102)和/或部分地去除顶侧(110a)上的覆盖金属层(111)。6.根据前述权...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：吉布尔，
类型：发明
国别省市：