印制电路板的构造方法和装置制造方法及图纸

用本发明专利技术方法不但可通过激光器加工印刷电路板（１）所需粗导线结构（３１）的区域（３），而且也可加工印刷电路板（１）所需细导线结构（４１）的区域（４）。这两个区域（３，４）首先被涂覆一层连续的金属层并用一种抗蚀剂覆盖。粗导线结构用波长较大的激光束（１４）通过露出不需要的金属表面预先给定，而细导线结构则通过用较小波长的激光束（２４）加工抗蚀剂而同样获得预成形。然后在一个共同的腐蚀过程中，腐蚀掉金属层的全部露出的表面区域，于是只保留被剩余的抗蚀剂所覆盖的粗、细导线结构。再通过去掉剩余的抗蚀剂，便露出所产生的印制导线的表面。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有粗导线结构和至少一个区域具有细导线结构的印刷电路板的一种构造方法和装置，其中在电绝缘的基板上涂覆一层金属层，并通过部分腐蚀使该金属层露出所需的导线结构。EP 0 062 300 A2提出了一种制造印制电路板的方法，该方法是在一层金属层的整个表面上涂覆金属的抗蚀剂，然后用激光辐射重新去掉某些选定区域的抗蚀剂，最后通过腐蚀掉这样露出的金属层而形成导线结构。此外，DE 41 31 065 A1提出的一种制造印制电路板的方法是首先在基板上依次涂覆一层金属层和一层金属的或有机的抗蚀剂层，然后用激光辐射去掉与稍后的印制导线结构相邻区域的该抗蚀剂层，并这样腐蚀掉由此露出的金属层，使金属层的印制导线结构和通过腐蚀沟与电隔离的小岛区域保留在基板上。用激光辐射可快速进行构造，因为抗蚀剂层的要去掉的区域只有很小的宽度和两条印制导线之间保留较大的面积。WO 00/04750 A1提出的一种粗导线结构和细导线结构的制作方法是用光刻法在粗导线区域刻蚀抗蚀剂，而用激光束在细导线结构区域去掉抗蚀剂，然后按公知的方式腐蚀这种用不同方式刻蚀的抗蚀剂层。虽然该文献提到了不同的构造技术可用相同的抗蚀剂，而且粗、细导线结构都可在一道工序中腐蚀，但没有达到紧佳的工艺过程，因为激光构造常用的金属抗蚀剂(例如锡)对光刻法是不太适用的。本专利技术的目的是提出一种方法和装置来以尽可能简便和经济的方式制造具有粗、细导线结构的印制电路板，本专利技术的这个目的是用下列工艺步骤来实现的a)在一块电绝缘的基板上涂覆一层金属层；b)在该金属层上涂覆一层抗蚀剂层；c)用具有规定的第一波长的第一个激光束(14)和一个由第一聚焦单元(13)预定的第一加工范围(3)部分去掉抗蚀剂层(61)，露出所需粗导线结构(31)的轮廓(62)；d)用具有规定的第二波长的第二个激光束(24)和一个由第二聚焦单元(23)预定的第二加工范围(4)部分去掉抗蚀剂层(61)，露出所需细导线结构的轮廓(63)，其中，第二波长小于第一波长和/或第二加工范围(4)小于第一加工范围(3)；e)通过腐蚀露出的金属区域(62、67)同时产生粗导线结构(31)和细导线结构(41)；f)通过腐蚀剩余的抗蚀剂层，露出导线结构的表面。所以，用本专利技术可按相同的工艺步骤即通过刻蚀抗蚀剂层和紧接着的腐蚀来产生粗、细导线结构，但通过选择不同的激光器来考虑不同的导线结构和相应的不同绝缘距离，这样，对相应的结构就可达到最佳的加工速度。其中本专利技术利用了这样的知识具有较小波长和较短焦距的激光束可在一个小的加工范围产生精细结构，但对以经济的加工方式加工较宽的结构和较大的范围来说则嫌太慢，而具有较长波长和调节到大焦距的激光束则可在一个大的加工范围内以明显高的速度进行加工。根据本专利技术方法的一个有利方案，对粗导线结构的加工来说，第一激光器具有的波长为1064纳米(nm)和355纳米之间，最好为1064纳米，而第二激光器具有的波长则为532和266纳米之间，最好为532或355纳米，其中第一激光器的波长在任何情况下都大于第二激光器的波长。此外，根据本专利技术方法的一个优选方案，第一激光器的激光束比第二激光器的激光束可在一个较大的焦距内聚焦，因而第一激光器比第二激光器扫描较大的加工面积。根据本专利技术，具有粗导线结构和至少一个区域具有细导线结构的印制电路板的构造装置具有如下特征a)一个用于印制电路板定位的支承装置；b)第一激光器，它带一个偏转镜和一个具有第一焦距的聚焦单元，该聚焦单元可在印制电路板表面上方这样定位，使它可辐射第一个加工范围；c)第二激光器，它带有一个偏转镜和一个具有第二焦距的聚焦单元，该聚焦单元可辐射第二加工范围，其中，第二个激光器比第一个激光器具有更大的波长和/或第二焦距以及第二加工范围小于第一焦距和第一加工范围；d)一个控制装置，以便用第一激光器辐射具有粗导线结构的印制电路板的大的范围和用第二激光器辐射具有细导线结构的印制电路板的较小范围。下面结合附图所示的一些实施例来详细说明本专利技术。附图表示附图说明图1用于本专利技术方法的两个激光器的示意布置图；图2具有粗和细导线结构的一块示意表示的印制电路板的俯视图；图3至6按本专利技术制造粗和细导线结构时在各个工艺阶段的一块印制电路板的部分断面图；图7图6所示印制导线结构的俯视图；图8根据不同层厚和不同加工范围用不同激光器在导线结构之间可达到的绝缘沟以及可达到的加工速度的图示。图1表示实施本专利技术方法的示意布置图。在一块印制电路板1上方，布置了两个激光器即第一激光器11和第二激光器21，该印制电路板位于一个台面可在x和y方向移动的工作台10的一个加工面内。第一激光器11通过一个偏转镜12和一个透镜13产生第一激光束14，该激光束聚焦到印制电路板1的表面上并由于相当大的第一焦距而可扫描相当大的第一加工范围了。第二激光器21通过它的偏转镜22和透镜23产生第二激光束24，该激光束由于较小的焦距25可扫描一个较小的加工范围4。这两个激光器11和21具有不同的波长。例如激光器11为钕-钆铝石榴石(Nd-YAG)激光器，其波长为1024纳米，而激光器21则为钕-钒酸盐(Nd-Vd)激光器，其波长为532或355纳米。两个激光器11和21以及工作台都由一个中心控制单元9进行控制。图2表示一个具有粗导线结构31的大加工范围3以及一个具有细导线结构41的位于加工范围3以内的小加工范围4的示意图。根据本专利技术，不但粗导线结构31而且细导线结构41也用两个激光器11和21按本专利技术方法获得。现在结合图3至6来说明各个工艺步骤。这些图表示一块印制电路板1的一段剖面图，该印制电路板例如具有两层叠置的导电层5和6，这两层导电层被一层介电层7相互隔开。如图3所示，内层5已经制成，且外导电层6通过介电层7内的孔或凹槽8部分地与内导电层5连接。为了制作导电层6，现在不但在加工范围3的区域内而且在加工范围4的区域也涂覆一层例如由锡组成的抗蚀剂层61。在要求粗印制导线结构3的区域内，用第一激光器11的激光束14去掉不应当形成导电面或印制导线即要求绝缘距离的部位的抗蚀剂层61。这样在就露出了如图3所示的区域62。然后用第二激光器2的激光束24部分地辐射第二加工范围4的选定的绝缘区域，使细导线结构不需要的金属层6的区域露出。用这样产生的凹槽63形成图5所示的结构。然后，腐蚀整个印制电路板，由此腐蚀掉金属层6在区域62和63下方露出的区域，于是产生图6所示的具有粗导线结构31和细导线结构41的结构。图7所示的俯视图表示粗导线结构和细导线结构的尺寸比例的差别。粗导线结构具有的印制导线宽度为100微米数量级，而细印制导线结构具有的印制导线宽度和相应的距离则为50微米数量级。两个区域之间的极限约为75微米。制作粗结构和制作细结构所用的激光器可分别按图8进行选择。图中示出了用相应激光器加工的和随即通过腐蚀产生的印制导线之间的最小距离，其中由于强制侧蚀，这些沟宽还与铜层的厚度有关。对每种激光器都附加地给出了确定加工范围大小的焦距调节对沟宽的影响。例如用波长1064纳米的红外线激光器在铜层7微米时通过随即的腐蚀可得大约28微米的沟宽，而在用相同激光器在铜层20微米时，则可得50微米的沟宽，这两种情况的前提条件是激光器的焦距调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有粗导线结构（３１）和至少一个区域（４）具有细导线结构（４１）的印制电路板（１）的构造方法，包括下列步骤：ａ）在一块电绝缘的基板（７）上涂一层金属层（６）；ｂ）在金属层（６）上涂覆一层抗蚀剂层（６１）；ｃ）用具有规 定的第一波长的第一个激光束（１４）和一个由第一聚焦单元（１３）预定的第一加工范围（３）部分地去掉抗蚀剂层（６１），露出所需粗导线结构（３１）的轮廓（６２）；ｄ）用具有规定的第二波长的第二个激光束（２４）和一个由第二聚焦单元（２３）预 定的第二加工范围（４）部分地去掉抗蚀剂层（６１），露出所需细导线结构的轮廓（６３），其中，第二波长小于第一波长和／或第二加工范围（４）小于第一加工范围（３）；ｅ）通过腐蚀露出的金属区域（６２，６７）同时产生粗导线结构（３１）和细导线 结构（４１）；ｆ）通过腐蚀剩余的抗蚀剂层（６１），露出导线结构（３１，４１）的表面。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：H德斯托伊尔，M赫尔曼，E罗兰茨，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]