制造印刷电路板用的焊接掩膜制造技术

在印刷电路板表面上形成焊接掩膜的方法，该方法包括： （ａ）在该表面上施加一片铜箔，该箔片具有在其一个表面上覆盖的一层部分固化的热固性树脂层，以便该树脂层位于该铜箔和该电路板表面之间，和使该铜箔的反面暴露； （ｂ）在该铜箔的暴露表面上施加抗蚀剂； （ｃ）对抗蚀剂区作暴光成像处理，并将抗蚀剂的未固化区除掉，使铜区暴露； （ｄ）将（ｃ）中暴露的铜区刻蚀掉，使（ａ）中的树脂层暴露； （ｅ）将（ｄ）中暴露的树脂层除掉，以使有待焊接的电路部件暴露； （ｆ）用合适的溶剂将已固化的抗蚀剂除掉；和 （ｇ）将残留的铜箔刻蚀除掉，并使未固化的树脂暴露，作为焊接掩膜。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及制造在诸多电子用途中使用的印刷电路板。更准确地说，本专利技术是涉及用于这些电路板的采用具备优越的物理和电性能的环氧树脂或其他材料制造的一种改进的焊接掩膜。该焊接掩膜是通过使用覆层铜箔的独特方法施加的。焊接掩膜(亦称阻焊剂)被定义为是在电路板上进行焊接连接的过程中用来对印刷电路板的某些区位起保护(掩蔽)作用的覆层。阻焊剂的功能在Clyde F．Coombs Jr．著、McGraw-Hill 1988年出版的印刷电路板手册第三版中有扼要叙述。由于焊接掩膜覆盖电路板上的大部分其他表面，所以起到保护整机电路和提供电绝缘的作用。因为印刷电路板的大部分都被覆盖，所以只有一小部分电路暴露，以供焊接。从而使所用的焊料较少，也减少了焊料跨接在电路和其他部件上的可能性。同时也将污染物从电路板向焊料容器中的转移降低到最小限度。再者，焊接掩膜能够降低铜元素在电路板上的枝状生长。本专利技术致力于在使用过程中保留在电路板上的改进的永久性焊接掩膜。暂时性掩膜则与此不同，是在制造过程中施加、但在此后又除去的。公认的通用永久性焊接掩膜有液膜和干膜两种类型。干膜是施加在电路板上的，虽然其工作特性在多方面都大大优于以液态施加的掩膜，然而成本很贵，而且由于是固态膜，所以和铜电路部件以及处于其下方的绝缘基板(即玻璃纤维增强环氧树脂)均不能达到完全接触。施加液态阻焊剂，例如采用丝网印刷法和类似的方法施加时，能够使其与电路部件和板材完全接触，但是也可能仅只是填满孔洞而不是将其覆盖，于是也就不能准确区别有待接触焊料的电路部件。液膜一般不提供均匀的厚度；于是，也就达不到要求的均一电阻。两种类型的通用焊接掩膜共有的问题是它们的玻璃化转变温度(Tg)都低，所以也就不能像电路板所用的典型环氧树脂那样耐用。另外，它们也不耐火，所以在电路板中要用大量的阻燃剂方才能够满足保险商试验室标准(Underwriter’Laboratories stundards)的要求。理想地，通用的焊接掩膜材料应该用具有更高的Tg、更好的耐化学性和耐热性、和改进的耐火性的其他材料替代，而且又要易于加工。本专利技术人已经想出并且找到一种如以下说明的施加焊接掩膜的改进方法。专利技术概述一方面，本专利技术是一种在印刷电路板的表面上形成焊接掩膜的方法。将一片至少具有一层部分固化(即B-级)的热固性树脂优选环氧树脂的铜箔施加在印刷电路板表面的电路上。该树脂层填满电路部件之间的空间，并在电路部件之上留下一层树脂，将作为焊接掩膜。然后在该铜箔的表面上施加抗蚀剂(etch resist)，再进行暴光成像(photoimaged)。将抗蚀剂的未固化部分用溶剂除掉，从而使有待以后进行焊接连接的部位上方的某些铜区暴露。暴露的铜经过腐蚀被蚀掉，使树脂层暴露。这层树脂层再通过切除工艺(ablation techniques)例如等离子或激光除掉，以暴露有待焊接连接的铜电路部件。将余下的抗蚀剂用腐蚀剂除掉，使余下的铜箔层暴露，然后再将其蚀掉，留下该树脂层作为焊接掩膜。在一个优选实施方案中，该铜箔在紧接铜表面上用完全固化的(即C级)环氧树脂层涂布，并且该第一层用部分固化的(即B级)环氧树脂第二层涂布。在另一个实施方案中，该铜箔只有一层能具备上述两层环氧树脂层功能的树脂层。另一方面，本专利技术是用于印刷电路板的焊接掩膜，该掩膜已使用上述方法覆在这样的印刷电路板上。附图简述附图说明图1-3表示按照本专利技术的焊接掩膜的制造方法。图1A和1B表示在一个印刷电路板上施加一种覆层金属箔。图2A和2B表示从选定的区域中除掉铜箔和树脂，以暴露电路元件。图3A和3B表示除掉余下的铜箔，留下焊接掩膜。专利技术详述焊接掩膜是施加在一个印刷电路板上材料层，但其使有待进行焊接连接的某些电路部件暴露。正如以上所作的讨论，它们用来在进行焊接操作的过程中保护电路，并且还可长期保留，以在电路的使用过程中保护电路。然而，现有的材料不足以长期使用，所以需要改进的材料。环氧树脂虽然将会提供所需的物理和电性能，但是它们的应用不能实行。本专利技术提供一种应用环氧树脂或其他热固性树脂作为焊接掩膜的方法。现参照图1-3对此作最佳的说明。图1A和1B表示在一种典型的四层印刷电路板10(PCB)表面施加一种覆有热固性树脂(以下称优选环氧树脂)的铜箔24。PCB的制造首先从在与铜箔的外层层合的玻璃纤维增强环氧树脂14的两侧均蚀刻电路12开始。图示的内部电路是通过盲通路(blind vias)16与第二套电路18连接的。第二套电路18是由在其一个表面具有铜箔层的玻璃纤维增强环氧树脂层20刻蚀成。该玻璃纤维增强的环氧树脂层用来对两层电路层加以绝缘和隔离，同时作为它们之间的粘结层。图中还绘有穿过四层PCB、在两层外层之间的电连接件22。图中所示的铜箔24覆有两层环氧树脂26和28，这是本专利技术的一种优选结构，以下将对其作详细说明。内层26优选基本上完全固化的(C级)，以便在除掉铜之后作为电路板上的均匀保护层。外层28是部分固化的(B级)，以便能够在升高的电路部件周围仍然能够自由流动，和作为粘结层。另外，如果改用一层树脂，该树脂则必须起到两种功能的作用。不论是在哪种情况，都要将图1A中覆层的铜箔和四层的电路板通过热和压力层合，制成图1B中所示的层合板。典型地，环氧树脂需要用约150°至180℃的温度和100至400psig(689至2758kPa表压)的压力。覆层26将是掩膜。然而，必须使有待于进行焊接连接的需要的电路部件暴露，并且将剩余的铜箔除掉。在图2A和2B中所示通过在需要的部位刻蚀将铜除掉就能够接近电路部件。在铜箔(24)的表面覆一层抗蚀剂30。典型的材料是光可成像的粘结膜，其通过压料辊层压工序施加。采用掩模光固化抗蚀剂30，仅使图2A中所示将要接近的区域保持未暴露。于是，当未暴露(未固化)的抗蚀剂与合适的溶剂例如碳酸钠溶液接触时，下面的环氧树脂层26暴露，而余下的铜层24受到抗蚀剂30中已固化部分的保护。现在就可以如图3A所示，采用等离子切除法将处于下方的环氧树脂26除掉，当然也可以采用其它方法例如UV激光法或者IR激光法。当在加工过程中进行到此步时，有待于焊接的电路部件32A和32B即已暴露。余下的还需要除掉已经固化的抗蚀剂30(图3A中未示出)和残留的铜箔24。首先，如图3A所示，用适用的溶剂例如氢氧化钾溶液将抗蚀剂除掉。然后，可以采用蚀刻法将暴露的铜24除掉，留下完全固化的环氧树脂层作为PCB表面的永久性焊接掩膜，如图3B所示。在此蚀刻步骤中，可以将暴露的电路部件用一层暂时涂层加以保护，免受刻蚀液侵蚀，然后再将其除掉。覆层铜箔制造PCB所用铜箔的典型厚度约为35μm，但是也可以使用较厚的或较薄的箔。这类的箔片一般是采用电镀法从一种铜溶液中沉积在一个金属转鼓上的。从转鼓上剥下箔片，再对其表面进行加工处理以保护其表面，并改进其对基板的粘结性能。施加在铜箔上的一层或多层覆层可以是各种类型的，但是，优选是热固性树脂例如环氧树脂，因为此种树脂具有良好的电性能和耐热性能。总的来说，覆层应当如以上所讨论的那样，提供合适的防焊接保护，并且能在其正常的使用状态下对成品PCB起到保护作用。在一个优选实施方案中，第一层覆层将是完全固化(C级)的环氧树脂，第二层覆层将是在加热和加压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：J·R·保罗斯，
申请(专利权)人：伊索拉薄板制品系统公司，
类型：发明
国别省市：