多层印刷电路板制造方法技术

一种用分别设计并制造好的复合结构来制造叠加多层电路板的工艺，各复合结构由通过光可处理绝缘膜支承的形成图形的导电金属箔组成。把复合层的有箔图形一面向下粘到基板或先前存在的多层结构上，有选择地除去绝缘膜的表面向下直到达下层金属点，以便无电敷镀。接着对绝缘膜上的所有小孔无电敷镀充满金属直到与上表面齐平。加上附加的已形成图形的复合层并按需要敷镀以产生隐蔽通路和一层接一层的新的导体图形层。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请涉及由我们同时提交的称为“制作印刷电路板抗蚀图的方法”的美国专利申请742，742，该申请于1985年6月10日提交，并已转让给本申请的受让人，现在此引入以供参考。一般来说，本专利技术涉及印刷电路板的制造，尤其涉及到使用普通叠加工艺来制造多层印刷电路板。近20年来进行的电子线路元件的集成化和小型化，对印刷电路板技术的限制已经变成了一个日益复杂的问题。印刷电路板或更准确地称作为印刷线路板(PWB)起到若干主要作用，首先，电子元件诸如特殊封装的集成电路，电阻等等被安装或承载在通常为结实的插件-类似插板的平板表面上。这样，PWB对元件起到了一个支撑作用。其次，采用化学腐蚀或在板的表面镀敷导体图形，PWB在元件之间形成所需的电气连接。另外，PWB还能包括用作散热片的金属区。随着集成电路的使用逐渐增多，更高密度的连接需要双面的PWB，以便利用板另一面上的导体图形来作为附加的连接。这种趋向已扩展到称为多层PWB的许多层板的连接。层与层之间通常借助镀通孔(金属化孔)连接。导体图形一般是对敷有铜箔的环氧树脂玻璃纤维基板进行照相蚀刻来形成的。在铜箔上涂上一层感光性树脂层，并使紫外线通过漏印板…类似胶片的图形掩膜曝光形成图形。感光性树脂上曝光的区域被聚合。用化学溶液除去未聚合的区域而留下铜的区域。在剩下的经过聚合的感光性树脂保护层的下面就是所需要的导体图形。然后蚀刻掉暴露出的铜箔，并用化学方法除去剩下的感光性树脂，就露出了由此形成的导体图形。当然，这道工序存在许多通用的变化，例如，通过对抗蚀图附加电镀一层铜来形成导体。但是，所有需进行蚀刻的导体图形都有不同程度的掏蚀(undercut)，这是因为只有顶上的表面受到保护而免受蚀刻剂的蚀刻。当需要极其细的导体图线时，掏蚀变得格外易出故障。随着电路集成度的增加，表面安装技术(SMT)已大大地加速了电子电路的致密化，能使空间需要量缩减达70%之多。表面安装器件(SMD)被直接装到PWB的表面，并使用汽相焊料，焊料逆流或其它技术来焊接。对于在微小的间距内具有许多引线端的集成电路表面安装定位来说，要求PWB的导体具有非常好的分辨率。同时，无电敷镀技术正在迅速改进。在这种系统中，广泛地由日本制造厂所使用的是在多层纸质基板上，用化学方法在大的镀槽中靠金属沉积来生成导体电路。近来，镀液配方和镀槽操作系统的改进已促进了无电敷镀技术在日本以外国家的使用。就某种方法来说，起催化作用的基板上涂有一层感光性树脂。在形成图形的保护层之后，穿过保护层的孔采用无电敷镀法充以金属。由于是用叠加金属而不是减去(即蚀刻)金属来产生导体，因此，这种工艺称为“叠加”工艺。采用这种方法，导体电路能被制成所需的厚度。一般来说，无电敷镀技术减少或消除了掏蚀后果，并产生原生金属的直边导体。但是，这种方法需要使用外国制造的催化剂来促进铜的沉积和增加附着力。然而，SMD电路已经变得如此密集，以致多层PWB成了人们注意的焦点，并有若干种技术正在展开竞争。单层玻璃纤维环氧树脂PWB能被粘合在一起，并用对所钻的孔孔金属化来作内部连接。Cofired陶瓷生产技术使用在另外的层叠工艺中，屏蔽线的原型也已经提出来了。所有这些系统都有许多缺陷。例如，在四层PWB中的2，3层就需要一个中间连接层，穿孔必需穿过整个结构，这样就要浪费1层4层上能另派用场的“空闲”(real estate)。因此，借助现有技术是不能很好提供通常所说的在两层或更多的内层之间埋入连接的隐蔽通路的。因此，本专利技术总的目的是提供在单一基板上制造包括隐蔽通路和新的导体图形的多层导体电路的技术。本专利技术另一个目的是在不连接的各层上产生一种不浪费空间的具有隐蔽通路的多层PWB。本专利技术的一个相关目的是为在用于SMD的单一基板上制造复杂的多层PWB提供一种实用的工艺。本专利技术的这些及其它目的，通过采用分别制造好的，由导电箔上敷有绝缘膜所组成的复合结构而得以实现。导电侧被形成图形并经独立的工艺蚀刻。然后将该复合层的导电箔图形侧粘到下面的基板上或先前已经有的多层结构上，并除去所选择区域的绝缘膜直到下面的金属位置，以便进行无电敷镀。所有进入绝缘膜的小孔图形被无电敷镀充满原生金属，该金属高出到上表面，以形成导体和通路。当需要形成包括隐蔽通路的，实际上不受复杂性限制的多层结构时，可采用更多独特的图形复合层和敷镀。就最佳工艺来说，绝缘膜是可光学处理的。最好是永久干燥膜(PDF)。金属箔最好是用传统方法可被光蚀刻的铜箔。由于铜箔阻挡了曝光的能量，未固化的PDF就不受预先制作导体布线图形操作的影响，(该操作使箔产生“脱板”)。当把箔片图形侧粘到下面的PWB上进行复合后，PDF通过掩膜曝光，并除去需要暴露本身敷层下面的或在PWB顶表面上的先前存在的下层金属区上的敷层。在后一种情况，任何粘接材料同时能被除去。在PDF上的小孔随后被无电敷镀以形成导体和通路。所有板上工作均在叠加方式下完成，这种方法产生的多层连续原生金属导电通道，在导线的细度方面(更高的分辨率)要比先有技术采用减法工艺能可靠达到的要更高。因为无电敷镀能在多层基板上没有金属的一块区域中重新进行，这种技术为在不受前面一层的影响下，设计电路图形提供了最大的灵活性。而且，复合件能在并行的组件系统中作为辅助元件同时地制造好。在另一种可采用的技术中，也使用了敷箔的复合件，该复合件的箔上侧(即外面)粘接到先前存在的PWB结构上，随后将板上的箔形成抗蚀图，以便有选择地暴露中间层连接区的绝缘材料。经蚀刻工艺除去暴露到下层金属处的绝缘材料，以便于电镀或无电敷镀。然后所有绝缘材料上的小孔敷镀充满金属，使其高出箔层表面。然后该层对第二次加工抗蚀图，以便在箔层上形成导体敷有绝缘层的附加箔片适用于PWB结构的任意一面或两面，从而可形成实际上可任何组合的多层PWB的隐蔽通路连接。图1是使用本专利技术方法所制成的多层电路板的构制顺序的截面示意图。图2是用于图1中步骤7所示的多层电路板结构在敷有图形前后的复合层截面示意图。图3-6是图1中步骤6和8之间的多层基板在性质不同的点上的截面示意图。图7是用于图1中步骤8所示的另一种多层电路板结构在箔片敷有图形前后的复合层的截面示意图。图8是一个顺序简图，表示了用敷箔复合件来制造多层PWB的另一种方法。下面说明多层PWB的工艺，该工艺使用化学敷镀方法可在大容量的工艺敷镀槽中连续运行，以在传统基板上建立非常密集复杂的独立层，(这种敷镀槽一次能容纳大量的电路板)。当需要进行独立的复合制造时，整个工艺可高度自动地完成。本工艺将表明不仅仅是多用途的，而且与竞争技术相比较也是高度经济的。图1示出了代表九个阶段的多层PWB结构的截面。由于在任何给定平面上的导体图形非常复杂，故为简化说明起见，省略了给定层平面上的给定导体通道的范围。正如在图1的截面中看到的那样，给定层上暴露的金属区可以只是对应于两层之间的垂直连接点，或可以是例如与该层平面上的纸垂直或斜交的穿过导体而行的一部分。步骤1至5说明穿过一层永久干燥膜无电敷镀产生单一的同一平面上的导电层。两个不同的复合件被分别加在步骤7和8。导致图1中步骤8的详细步骤具体地示于图3-6。在步骤1，基板10被复盖上一层导电金属箔12。基板可以是由任何绝缘材料制成的薄板，例如由合成树脂，玻璃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造电气内连板的方法，其特征在于包括以下步骤：——在金属导体支承基板上敷设永久绝缘膜层，——在所述绝缘层的预定图形上形成小孔，以便暴露下层金属点，和——从所述暴露的金属点起敷镀金属，直到充满在所述绝缘层上的小孔，以形成实心的 导体和内层通路。

【技术特征摘要】
书的范围之内。权利要求1.一种制造电气内连板的方法，其特征在于包括以下步骤--在金属导体支承基板上敷设永久绝缘膜层，--在所述绝缘层的预定图形上形成小孔，以便暴露下层金属点，和--从所述暴露的金属点起敷镀金属，直到充满在所述绝缘层上的小孔，以形成实心的导体和内层通路。2.如权利要求1的方法，特征在于其中所述绝缘层是由光可处理材料制成的，以及所述的在绝缘层上形成小孔的步骤是通过对所述绝缘层进行光处理来完成的。3.如权利要求2的方法，特征在于其中所述绝缘材料是永久干燥膜。4.如权利要求3的方法，特征在于其中所述永久干燥膜当其涂到所述基板上时是一种未反应的紫外线敏感性膜。5.如权利要求1的方法，特征在于其中所述绝缘层在形成小孔之前，就敷有一层金属箔，以及所述的在绝缘层上形成小孔的步骤是由首先在敷箔上形成小孔，然后通过敷箔上的小孔蚀刻所述绝缘层来完成的。6.如权利要求1的方法，特征在于其中把所述绝缘层加到所述基板之前，所述绝缘层被敷有箔层，以及所述绝缘层以箔侧向外的方式加到所述基板，和在所述绝缘层上形成小孔的所述步骤是通过首先在所述箔上形成小孔，然后蚀刻所述绝缘层的暴露部分并向下到所述基板上的下层金属箔点来完成的。7.如权利要求1的方法，特征在于其中把所述绝缘层加到所述基板之前，在所述绝缘层的一面上被限定了一个导电金属图形，以及所述绝缘层以导体图形面向下邻接到所述基板表面的方式加到所述基板上。8.如权利要求7的方法，特征在于其中在所述绝缘层上形成小孔的步骤包括在所述绝缘上形成这样的小孔的步骤，这些空洞点可向下到达由所述绝缘层支承的导电图形以及到达在所述基板上的金属点。9.一种制造电气内连板的方法，其特征在于包括以下步骤-准备在其一面敷有可形成图形的绝缘膜，同带有可形成图形，可无电敷镀的金属箔的复合层，-除去所述复合层上的部分所述箔以确定一个导体图形，-把所述复合层向下加到先存的基板导体图形面，-有选择性地除去部分所述膜来形成孔洞，这些孔洞至少部分地露出作为敷镀催化点的所述敷箔导体图形的下面，和-无电敷镀，使孔洞充满金属。10.如权利要求9的方法，特征在于还包括以复合层为基础，构成多层复合层的重复详述的各步骤。11.如权利要求9的方法，特征在于其中所述绝缘膜是可光处理的以及所述除去所述膜的步骤是通过对所述膜进行光处理来完成的。12.如权利要求11的方法，特征在于其中所述绝缘膜是未固化的PDF。13.如权利要求12的方法，特征在于其中所述金属是铜;所述PDF实际上没有铜的附着力促进附加剂，以免使所述无电敷镀步骤中所用的镀液中毒。14.如权利要求13的方法，特征在于其中所述施加复合层的步骤包括一种粘接层施加在所述基板和所述复合层之间。15.如权利要求17的方法，特征在于其中所述粘接层是由可与所述膜部分一起被除去以形成所述孔洞的材料所形成的。16.如权利要求9的方法，特征在于其中所述除去箔步骤包括使用感光性树脂来确定所述导体图形。17.如权利要求9的方法，特征在于还包括以下步骤-首先准备表面上暴露有金属导体的基板，及-有选择地除去部分所述膜的步骤，以露出所有所述敷箔图形的下面和至少某些在基板表面上的金属导体点。18.如权利要求17的方法，特征在于其中所述施加步骤包括把所述复合层粘合到带有粘接材料层的基板上。19.制造PWB复合层的方法，特征在于包括-把导电金属箔加到一种未反应的光可处理绝缘材料上，和-金属箔采用使未反应绝缘材料由金属箔隔离的方法来形成图形。20.如权利要求19的方法，特征在于其中金属箔通过施加感光树脂，把感光树脂暴露在有光化性的光照射下来形成图形的，其中金属箔使未聚合绝缘材料不受照射，除去保护膜并暴露金属箔，以形成导电金属图形，接着除去导电金属图形上留下的保护膜。21.如权利要求1的方法，特征在于还包括把绝缘材料-形成图形的金属箔的复合层以该金属箔邻接基板的方式加到基板上。22.制造电路板的方法，特征在于包括-制备由用于支承已经形成图形的导电金属层的绝缘材料板组成的复合层，-把所述的复合层加到基板上，和-把复合层贴到基板上之后，在所述绝缘材料板上形成图形。23.如权利要求22的方法，特征在于其中所述绝缘材料是一种未反应的光可处理材料;在所述绝缘材料板上形成图形的步骤是用光处理来完成的。24.如权利要求22的方法，特征在于还包括从所述基板上的下层铜点通过形成图形的绝缘材料进行无电敷镀。25.制造多层电路板的方法，特征在于包括1)把导电金属箔涂到一块绝缘基板上，2)在导电金属箔上形成图形，3)把光可处理的绝缘材料施加到该形成图形的金属箔上，4)在绝缘材料上形成图形以形成空洞，这些空洞暴露出下层的形成图形的金属箔的表面，5)通过所述空洞对暴露的导电金属进行无电敷镀，一直到所述绝缘材料的表面，和6)加上光可处理绝缘材料附加层，并在其上形成图形，对通过绝缘材料光处理而暴露的导电金属进行无电敷镀以形成垂直连接，7)制备其一面...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈罗德莱克，保罗E格兰蒙特，
申请(专利权)人：福克斯保罗公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]