用于制造电路板的方法、装置和设备制造方法及图纸

技术编号:24106082 阅读:19 留言:0更新日期:2020-05-09 17:24
在用于制造电路板的方法的情形中,在多个步骤中对基底(112)进行加工,该基体具有由绝缘电材料组成的载体层和被施覆在该载体层上的导电层。为了执行显影步骤和/或蚀刻步骤,将基底(112)置于旋转中。借助于至少一个喷嘴(113)将显影溶液和/或蚀刻液体施覆到旋转的基底(112)上。除了所述方法以外,描述了适合用于执行该方法的装置以及包括该装置的设备。

Methods, devices and equipment for manufacturing circuit boards

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造电路板的方法、装置和设备
下文描述的本专利技术涉及一种用于在加工基底的情况下制造电路板的方法,该基底具有由绝缘电材料组成的载体层和被施覆在该载体层上的导电层。
技术介绍
电路板(英文:printedcircuitboard(印刷电路板)、缩写PCB)用作用于电子构件的载体并且确保所述电子构件的电接触导通。几乎每种电子仪器都包含一个或多个电路板。电路板包括带有前侧和背侧的由绝缘电材料组成的扁平的载体层,以及处于该载体层上的用于电子构件的电接触导通的导体线路。例如纤维增强的塑料,塑料薄膜或层压硬纸板能够用作绝缘材料。导体线路通常由金属组成。在最简单的情况下,仅载体层的一侧设有导体线路。然而,对于较复杂的电路通常需要超过一个导体线路平面。在这些情况下,载体层的两侧都能够设有导体线路。这两个导体线路平面的导体线路则在大多数情况下经由敷镀通孔(Durchkontaktierung,有时称为穿孔电镀)相互电连接。为此,例如能够将孔钻到载体层中,并且能够将钻孔壁部金属化。在制造电路板时,如下基底用作初始基底,该基底除了所提到的由绝缘电材料组成的载体层以外具有被施覆在该载体层上的导电层,由该导电层形成导体线路。这在多级式光刻工艺中在使用光刻胶(英文:photoresist(光阻剂))的情况下实现,该光刻胶在显影溶液中的溶解性能够借助于辐射、尤其是借助于UV辐射来影响。在常见的用于形成导体线路的做法中,用由光刻胶组成的层覆盖初始材料的导电层。例如能够将由光刻胶组成的层层压到初始材料的导电层上。接着在曝光步骤中将由光刻胶组成的层暴露于所提到的辐射,其中,借助于曝光掩膜保护所述层的子区域以免辐射曝光。根据所使用的光刻胶和所使用的显影溶液,在曝光步骤之后由光刻胶组成的层的要么经曝光的要么未经曝光的子区域可溶解于显影溶液中,并且能够在后续步骤中被移除。在该后续步骤、即显影步骤中,使初始材料的导电层的如下子区域露出,所述子区域在进一步的后续步骤、蚀刻步骤中,能够以湿式化学的方式被移除。导电层的剩下的剩余部分形成期望的导体线路结构。如有可能,能够将所述导体线路结构露出并且能够(例如通过适合的金属的电镀的沉积)在沉积步骤中将该导体线路结构再加强。在每次化学处理之后,通常在冲洗步骤中用冲洗介质、例如高纯度的去离子的水处理基底。如有可能,在基底经受下一个加工步骤之前,干燥步骤跟着冲洗步骤。多级式光刻工艺以及尤其是还有接着显影步骤的蚀刻、冲洗和沉积步骤能够原则上要么在成批方法的范围内或在在线方法的范围内执行。在成批方法中,依次在多个盆池中处理要加工的基底,所述多个盆池分别包含不同的化学处理介质。如有可能,基底能够被自动地从一个盆池转移到下一个盆池中,但是在各个处理期间其位置通常不改变。该基底由此,不是连续地沿着工艺线运动。与此相反,在线方法确保了在时间上较紧的流程。在所述在线方法中,要加工的基底基本上连续地沿着工艺线运动。因此,在线方法经常也被称为连贯方法。在大多数情况下,将所述基底以传送带的方式输送经过滚子区,其中,所述基底在工艺线的彼此相继的、彼此不严格分界的处理区段中暴露于可变的化学和物理条件,而在此不必离开滚子区。这种区段的一种示例在DE102005011298A1的图2中示出。然而也可行的是,将基底固定在保持装置中,并且使保持装置沿着工艺线运动。在这种情况下不一定需要滚子区。由DE102009049905A1已知对此适合的保持装置。该保持装置包括矩形框架,在该框架中能够固定电路板。在框架的两个处于外部的纵向侧处布置有运输滑块,借助于所述运输滑块能够沿着工艺线运输保持装置,其中,经过了各处理区段,在各处理区段中执行清洁或蚀刻步骤或如有可能,还通过沉积金属执行覆层。特别有利的是在制造非常薄的电路板时使用这种保持装置。在线方法相对于成批方法具有大的优点,即,能够毫无问题地连续地且移动不中断地对被用过的处理和冲洗介质进行更换。然而也存在缺点。由线性移动导向引起地,要加工的基底沿着工艺线正好一次地经过给基底喷洒蚀刻液体所借助的装置、例如喷嘴。为了得到期望的蚀刻结果,在许多情况下必须安装非常多的喷嘴,这些喷嘴依次被基底经过,这可能使蚀刻装置和配备有这些蚀刻装置的工艺线变得极其昂贵。将基底经过喷嘴的速度调小是一种可考虑的备选方案。但是正是在蚀刻和显影步骤中(所述蚀刻和显影步骤在工艺线中总归经常是瓶颈),这不是适宜的措施。
技术实现思路
本专利技术基于如下任务,提供一种用于制造电路板的优化的做法,该优化的做法的特征尤其是在于在蚀刻和显影步骤方面的改善。为了解决所述任务,本专利技术提出带有在权利要求1中提及的特征的方法、带有在权利要求7中提及的特征的装置以及带有在权利要求14中提及的特征的设备。本专利技术的改进方案是从属权利要求的主题。根据本专利技术的方法用于制造电路板。在此,发生对如下基底的加工,该基底具有由绝缘电材料组成的载体层和被施覆该载体层上的导电层(在下面也被称为电路板基底)。在此,基底的加工包括如下加工步骤中的一些或所有加工步骤:-在金属化步骤中以化学或电的方式将金属的层施覆到基底上,-在钻孔步骤中将孔带入到基底中,-在接触导通步骤中将被带入到基底中的孔加工成敷镀通孔(Durchkontaktieren,有时称为穿孔电镀),-在遮盖步骤(Abdeckschritt)中将由光刻胶组成的层施覆到导电层上,-在曝光步骤中在使用曝光掩膜的情况下曝光光刻胶,-在显影步骤中在局部露出导电层的情况下将由光刻胶组成的层的经曝光的或未经曝光的区域移除,-在蚀刻步骤中将导电层的露出的区域移除,-在冲洗步骤中清洗基底,-在干燥步骤中将基底干燥,如有可能,所述方法还能够包括另外的此处未列举的加工步骤。所列出的步骤中的一些步骤也能够重复地进行,例如冲洗步骤和干燥步骤,这些步骤例如不仅能够接着显影步骤而且能够接着蚀刻步骤。在首次提及的步骤、尤其是钻孔步骤、接触导通步骤、遮盖步骤和曝光步骤的范围内,根据本专利技术的方法与已知的方法没有不同。然而,不同点能够在显影步骤、蚀刻步骤或甚至两个步骤方面产生。此外,不同点也能够关于冲洗步骤和/或干燥步骤方面产生。根据本专利技术的方法的特征特别是在于,基底为了执行显影步骤和/或蚀刻步骤置于旋转中且显影溶液和/或蚀刻液体借助于至少一个喷嘴施覆到旋转的基底上。总之,不仅显影步骤而且蚀刻步骤而且两个步骤能够在基底旋转的情况下执行。该做法随之带来全系列的优点。由旋转决定地,基底的各个区域不是仅仅一次而是多次地经过喷嘴的作用区域。由此,与在开头讨论的线性移动导向的情况下的喷嘴相比,所使用的喷嘴能够更有效率地使用。因此,为了得到相同的方法结果需要少很多的喷嘴,这又使得非常高价值的昂贵的喷嘴的使用能够是经济的。不需要改变所使用的蚀刻液体和显影溶液,能够使用相同的化学物质,所述化学物质也在传统的蚀刻和显影步骤中使用。尽管如此,在对比试验中惊讶地观察到明显减少的化学物质根本转变。并且因为显影溶液本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.用于在加工基底(112)的情况下制造电路板的方法,所述基底具有由绝缘电材料组成的载体层和被施覆在所述载体层上的导电层,其中,对所述基底(112)的加工包括选自如下组的一些或所有加工步骤,所述组包括:/na. 在金属化步骤中以化学或电的方式将金属的层施覆到所述基底(112)上,/nb. 在钻孔步骤中将孔带入到所述基底(112)中,/nc. 在接触导通步骤中将被带入到所述基底(112)中的孔加工成敷镀通孔,/nd. 在遮盖步骤中将由光刻胶组成的层施覆到所述导电层上,/ne. 在曝光步骤中在使用曝光掩膜的情况下曝光所述光刻胶,/nf. 在显影步骤中在局部露出所述导电层的情况下将由所述光刻胶组成的层的经曝光的或未经曝光的区域移除,/ng. 在蚀刻步骤中将所述导电层的露出的区域移除,/nh. 在冲洗步骤中清洗所述基底(112),以及/ni. 在干燥步骤中将所述基底(112)干燥,/n其特征在于,/ni. 为了执行所述显影步骤和/或所述蚀刻步骤将所述基底(112)置于旋转中,并且借助于至少一个喷嘴(113)将显影溶液和/或蚀刻液体施覆到旋转的基底上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170726 DE 102017212887.91.用于在加工基底(112)的情况下制造电路板的方法,所述基底具有由绝缘电材料组成的载体层和被施覆在所述载体层上的导电层,其中,对所述基底(112)的加工包括选自如下组的一些或所有加工步骤,所述组包括:
a.在金属化步骤中以化学或电的方式将金属的层施覆到所述基底(112)上,
b.在钻孔步骤中将孔带入到所述基底(112)中,
c.在接触导通步骤中将被带入到所述基底(112)中的孔加工成敷镀通孔,
d.在遮盖步骤中将由光刻胶组成的层施覆到所述导电层上,
e.在曝光步骤中在使用曝光掩膜的情况下曝光所述光刻胶,
f.在显影步骤中在局部露出所述导电层的情况下将由所述光刻胶组成的层的经曝光的或未经曝光的区域移除,
g.在蚀刻步骤中将所述导电层的露出的区域移除,
h.在冲洗步骤中清洗所述基底(112),以及
i.在干燥步骤中将所述基底(112)干燥,
其特征在于,
i.为了执行所述显影步骤和/或所述蚀刻步骤将所述基底(112)置于旋转中,并且借助于至少一个喷嘴(113)将显影溶液和/或蚀刻液体施覆到旋转的基底上。


2.根据权利要求1所述的方法,所述方法带有至少一个以下附加的特征:
a.将所述基底(112)布置在环形的载体框架(110)中,将所述载体框架连同所述基底(112)一起置于旋转中,
b.所述基底(112)固定在保持装置的矩形框架中,将所述保持装置连同所述基底(112)一起布置在所述环形的载体框架(110)中,
c.为了执行所述显影步骤和/或所述蚀刻步骤,将所述基底(112)转移到处理腔室中,
d.在所述处理腔室中借助于驱动系统(117,120)将基底(112)置于旋转中,所述驱动系统能够将切向力施加到所述环形的载体框架(110)上,
e.使所述基底(112)在所述处理腔室中竖直地取向。


3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法,所述方法带有至少一个以下附加的特征:
a.所述基底(112)包括带有前侧和背侧的载体层,导电层分别被施覆到所述前侧和背侧上,
b.使所述基底(112)的前侧和背侧同时经受、尤其是在所述处理腔室中经受所述显影步骤和/或所述蚀刻步骤,
c.借助于第一喷嘴用所述显影溶液和/或所述蚀刻液体喷洒所述前侧,并且借助于第二喷嘴用所述显影溶液和/或所述蚀刻液体喷洒所述背侧。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,所述方法带有至少一个以下附加的特征:
a.除了所述蚀刻步骤以外在所述处理腔室中还执行直接前置的和/或直接跟着的冲洗步骤,
b.除了所述显影步骤以外在所述处理腔室中还执行直接前置的和/或直接跟着的冲洗步骤,
c.除了所述冲洗步骤中的一个冲洗步骤以外在所述处理腔室中还执行直接跟着的干燥步骤。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,所述方法带有至少一个以下附加的特征:
a.为了执行所述显影步骤和/或所述蚀刻步骤,将所述基底(112)从以连贯方法或以成批方法运行的工艺线中转出,
b.在执行好所述显影步骤和/或所述蚀刻步骤之后,将所述基底(112)转入到以连贯方法或以成批方法运行的工艺线中。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,所述方法带有至少一个以下附加的特征:
a.借助于至少一个可运动的喷嘴(113)将所述显影溶液和/或所述蚀刻液体施覆到旋转的基底(112)上,
b.在执行所述显影步骤和/或所述蚀刻步骤时,改变所述至少一个喷嘴(113)相对于所述旋转的基底的转动轴线的位置、尤其是通过所述臂部(114)的摆动运动或移动或所述喷嘴(113)的移动来改变所述至少一个喷嘴相对于所述旋转的基底的转动轴线的位置,
c.在所述显影步骤和/或所述蚀刻步骤结束之后,借助于多个其位置相对于所述旋转的基底(112)的转动...

【专利技术属性】
技术研发人员:C施密德
申请(专利权)人:吉布尔·施密德有限责任公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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