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Dokumentenidentifikation DE69935260T2 31.10.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001163389
Titel SICHTBARES UND FLUORESZENZFARBSTOFF ENTHALTENDES LAMINAT
Anmelder Isola USA Corporation, Chandler, Ariz., US
Erfinder HEIN, Marc, D., Onalaska, WI 54650, US;
CHOATE, Martin, T., Onalaska, WI 54650, US;
ANDROFF, Nancy, N., W., Burnsville, MN 55306, US;
GOTRO, Jeffrey, T., Trabuco Canyon, CA 92679, US
Vertreter TER MEER STEINMEISTER & Partner GbR Patentanwälte, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69935260
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 09.12.1999
EP-Aktenzeichen 999661051
WO-Anmeldetag 09.12.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/US99/29295
WO-Veröffentlichungsnummer 2000034566
WO-Veröffentlichungsdatum 15.06.2000
EP-Offenlegungsdatum 19.12.2001
EP date of grant 21.02.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.10.2007
IPC-Hauptklasse C08K 5/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H05K 1/02(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   D06P 3/24(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   D06P 3/79(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der provisorischen US-Patentanmeldung S. N. 60/111851, welche am 11. Dezember 1998 eingereicht wurde.

(1) Erfindungsgebiet

sDiese Erfindung betrifft Polymere, welche zur Herstellung von Laminaten eines Types verwendet werden können, welche typischerweise in gedruckten Leiterplatten verwendet werden. Insbesondere betrifft diese Erfindung verbesserte Polymerformulierungen, welche mindestens einen durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoff und mindestens einen Farbstoff, welcher unter Umgebungslicht sichtbar ist, enthalten. Die Verwendung einer Kombination von Farbstoffen verbessert die automatisierte optische Betrachtung (AOI) der gedruckten Leiterplatten und anderen Laminaten auf Defekte, minimiert die Anzahl von Fehlern oder falscher Identifizierung von Defekten durch AOI-Anlagen und verbessert die Leistung der nachgelagerten Montageanlagen.

(2) Beschreibung des Standes der Technik

Automationsanlagen werden häufig in der Elektronikindustrie eingesetzt, um gefertigte Leiterplatten zu betrachten und/oder um elektrische Komponenten und elektronische Bausteine auf Laminaten zu befestigen, um gefertigte Leiterplatten zu bilden. Die automatisierten Betrachtungs- und Herstellungsanlagen schließen typischerweise eine Kamera oder eine andere optische Vorrichtung ein, um das Laminat oder die gedruckte Leiterplatte auf eine solche Weise zu sehen, dass es der Automationsmaschine erlaubt wird, Fehler in dem Laminat oder in Teilschaltungen in einer hergestellten Platte zu detektieren.

Einige automatisierte optische Betrachtungsanlagen arbeiten unter Verwendung von Röntgenstrahlen, andere arbeiten nach dem Prinzip der Reflexion von sichtbarem Licht und einige arbeiten unter Verwendung von Fluoreszenzlicht. Als Ergebnis werden Fluoreszenzfarbstoffe häufig zu Harzen hinzugegeben, die in der Laminat- und Leiterplattenherstellung verwendet werden, um die Verwendung von Maschinen zu erleichtern, die mit Fluoreszenz arbeiten. Zusätzlich werden Harze, die unter Umgebungslicht sichtbare Farbstoffe und insbesondere sichtbare schwarze Farbstoffe enthalten, verwendet, um Träger und Gehäuse für integrierte Schaltungen und andere elektronische Mikrobausteine herzustellen.

Trotz der Verwendung von Fluoreszenztinten zur Ermöglichung der Betrachtung und des Aufbaus von Laminat und Leiterplatte arbeiten die Automationsmaschinen, welche zur Herstellung und Betrachtung von Leiterplatten verwendet werden, die über Reflexion von sichtbarem Licht arbeiten, bei Verwendung von Laminat und Leiterplatten, welche Fluoreszenzfarbstoffe enthalten, nicht gut. Tatsächlich werden nicht weniger als 99% der gedruckten Leiterplatten, welche durch Automationsmaschinen, die über Reflexion arbeiten, als defekt identifiziert und müssen visuell durch Menschen betrachtet werden. Aus diesem Grund besteht ein großer Bedarf daran, die automatisierte Betrachtbarkeit von Leiterplatten-Laminatmaterialien zu verbessern.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Harzzusammensetzung bereitzustellen, welche in der Herstellung von Gehäusen für elektronische Bausteine, Laminaten, gedruckten Leiterplatten und dergleichen verwendbar ist, welche einen oder mehrere Farbstoffe oder Tinten enthält, welche die automatisierte Betrachtbarkeit von gedruckten Leiterplatten verbessert.

Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, Leiterplatten bereitzustellen, welche mindestens einen Farbstoff enthalten, welcher unter Umgebungslicht sichtbar ist, enthaltend eine Schicht, welche die Betrachtbarkeit der Leiterplatte verbessert.

Es ist noch eine andere Aufgabe dieser Erfindung, Leiterplatten bereitzustellen, welche einen durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoff und einen zweiten Farbstoff, welcher unter Umgebungslicht sichtbar ist, enthalten, welche es der Leiterplatte erlauben, durch Anlagen betrachtet zu werden, welche sichtbares Licht und/oder ultraviolettes Licht zur Betrachtung der montierten Leiterplatten verwenden.

Es ist noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, gedruckte Leiterplatten bereitzustellen, welche unter Verwendung von Farbstoff enthaltenden Harzen hergestellt sind, welche dazu in der Lage sind, mit einem hohen Grad von Genauigkeit unter Verwendung von fluoreszenzbasierenden automatisierten optischen Betrachtungsanlagen und automatisierten optischen Relexionslichtbetrachtungsanlagen betrachtet zu werden.

Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, gedruckte Leiterplatten bereitzustellen, welche aus Farbstoff enthaltenden Laminatmaterialien hergestellt sind, welche in hohem Maße dahingehend vielseitig sind, dass sie unter Verwendung von auf Reflexionslicht beruhenden automatischen optischen Betrachtungsanlagen, auf Fluoreszenzlicht basierenden automatischen optischen Betrachtungsanlagen oder beiden Arten von automatischen optischen Betrachtungsanlagen betrachtet und hergestellt werden können.

In einer Ausführungsform ist diese Erfindung eine Polymerzusammensetzung eines Materials, welches zur Herstellung eines Laminates verwendbar ist, worin die Zusammensetzung ein organisches Polymer, mindestens einen durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoff und mindestens einen zweiten Farbstoff, welcher unter Umgebungslicht sichtbar ist, einschließt, worin die ausgewählten Farbstoffe mit dem organischen Polymer kompatibel sind.

Es ist noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, einen Komposit bereitzustellen, umfassend ein wärmehärtbares Harzsystem, welches mindestens einen durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoff einschließt und mindestens einen zweiten Farbstoff, welcher unter Umgebungslicht sichtbar ist.

Noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist eine gedruckte Leiterplatte, welche mindestens eine Schicht einschließt, umfassend einen Komposit, einschließlich mindestens eines organischen Polymers, mindestens einer Farbstoff- oder Tintenzusammensetzung, welche unter natürlichem Licht sichtbar ist, und mindestens einer Farbstoff- oder Tintenzusammensetzung, welche unter Fluoreszenzlicht sichtbar ist.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für gedruckte Leiterplatten, in welchem die gedruckte Leiterplatte in Folge durch automatisierte optische Betrachtung unter Verwendung von zwei Arten automatisierter optischer Betrachtungsanlagen betrachtet wird. Das Verfahren schließt das Vorsehen einer Vielzahl von Laminaten mit im Wesentlichen identischen Zusammensetzungen ein, einschließlich eines Harzsystems, mindestens eines durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoffs und mindestens eines zweiten Farbstoffs, welcher bei Umgebungslicht sichtbar ist. Eine erste Schaltung wird auf der einen Seite des metallplattierten Laminates gebildet, und die erste Schaltung wird hinsichtlich Defekten unter Verwendung von Umgebungslicht zur Unterscheidung zwischen Laminat und der ersten Schaltung betrachtet. Eine zweite Schaltung wird auf der zweiten Seite des metallplattierten Laminates gebildet, und die zweite Schaltung wird hinsichtlich Defekten unter Verwendung von Fluoreszenzlicht zur Unterscheidung zwischen dem Laminat und der zweiten Schaltung betrachtet.

BESCHREIBUNG DER DERZEITIGEN AUSFÜHRUNGSFORM

Die Erfindung schließt eine Polymerzusammensetzung ein, welche für die Herstellung von in der Elektronikindustrie verwendeten Laminaten, Prepegs und anderen Materialien und insbesondere für die Herstellung von Laminaten verwendbar ist. Insbesondere schließt diese Erfindung eine Zusammensetzung ein, welche ein Polymer, einen ersten durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoff und einen zweiten Farbstoff, welcher unter Umgebungslicht sichtbar ist, enthält. Die neue Zusammensetzung ist für die Herstellung von Laminaten verwendbar, welche in Folge zur Herstellung von gedruckten Leiterplatten verwendet werden, welche leicht mit automatisierten Anlagen betrachtet und montiert werden können.

Zum Zwecke dieser Erfindung werden die Bezeichnungen "Farbstoff" und "Tinte" synonym für Zusammensetzungen verwendet, welche die Farb- und Lichtdurchlässigkeitseigenschaften von aus der Polymerzusammensetzung hergestellten Produkten verändern, wenn sie zu der Polymerzusammensetzung hinzugefügt werden. Die Bezeichnung "durch Fluoreszenzlicht aktivierter Farbstoff" wird hierin zur Bezeichnung von Farbstoffen verwendet, welche aktiviert werden und entweder sichtbar werden oder die Farben ändern, wenn sie gegenüber ultraviolettem Licht ausgesetzt werden. Die durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoffe können bei Umgebungslichtbedingungen unsichtbar sein oder eine Farbe zeigen, oder unter Fluoreszenzlichtbedingungen eine zweite Farbe zeigen. Die Bezeichnung "Farbstoff, welcher unter Umgebungslicht sichtbar ist" bezeichnet Farbstoffe, welche durch Materialien, welche unter Verwendung der erfindungsgemäßen Polymere hergestellt werden, eine Farbe verleihen und/oder die Durchlässigkeit von sichtbarem Umgebungslicht vermindern. Die hierin verwendeten Farbstoffe, welche unter Umgebungslicht sichtbar sind, können auch durch Fluoreszenzlicht aktiviert werden. Die Farbstoffe, welche in den Zusammensetzungen und Produkten dieser Erfindung verwendbar sind, sind solche, die die Polymerverarbeitbarkeit, die Reaktivität oder die Endprodukteigenschaften nicht beeinflussen, die farbfest sind, die nicht wandern, wenn das Polymer bei der Herstellung von Festprodukten verwendet wird, die in der Harz- oder der Lackzusammensetzung lange genug stabil sind, um eine Haltbarkeit von einigen Wochen zu liefern, und die nicht mit der Zeit verblassen. Eine Klasse von bevorzugten Farbstoffen, welche in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendbar sind, sind lösungsmittelbasierte Farbstoffe. Lösungsmittelfarbstoffe sind definiert als Farbstoffe, welche in organischen Lösungsmitteln löslich sind. Diese Farbstoffe beruhen auf einer breiten Vielzahl von Chemikalien, welche sich über Anthrachinone, Phthallocyanine, Diphenylmethan (für blau) und auf Azin basierte Farbstoffe für schwarz erstrecken. Schwarzfarbstoffe können ebenfalls durch Mischen von anderen Farben erhalten werden, beispielsweise gelb, rot, violett (Pyrazin, Azo und Anthrachinone). Ein schwarzer Farbstoff, welcher in dieser Anwendung besonders verwendbar ist, ist ein auf Azo beruhender Lösungsfarbstoff mit der folgenden Formel:

Andere Klassen von bevorzugten Farbstoffen schließen stickstoffhaltige Farbstoffe, hocharomatische Farbstoffe und hocharomatische, stickstoffhaltige Farbstoffe ein.

Die Farbstoffe sollten in den Zusammensetzungen und Produkten dieser Erfindung in einer Menge anwesend sein, welche ausreichend ist, die Fähigkeit der automatisierten optischen Betrachtungsanlagen, welche die Laminatprodukte verarbeiten, zu erhöhen, um Fehler und Defekte in den Materialien zu erkennen und ebenso um nichtpolymere Produktkomponenten, wie beispielsweise Schaltungsspuren, in einer gedruckten Leiterplatte zu erkennen. Auf diese Weise sind Farbstoffe oder Tinten in dieser Erfindung in den Polymerzusammensetzungen dieser Erfindung in einer Menge anwesend, welche von ungefähr 0,01 bis ungefähr 10,0 Gew.-% und insbesondere von ungefähr 0,01 bis ungefähr 5,0 Gew.-% reicht. Es ist bevorzugter, dass der durch Fluoreszenzlicht aktivierte Farbstoff und der zweite Farbstoff, welcher unter Umgebungslicht sichtbar ist, beide in den Polymerzusammensetzungen der Erfindung in einer Menge anwesend sind, welche von ungefähr 0,01 bis ungefähr 2,0 Gew.-% reicht.

Die Gesamtmenge an durch Fluoreszenzlicht aktiviertem Farbstoff in den Zusammensetzungen dieser Erfindung wird teilweise auf der Grundlage der Menge des zweiten Farbstoffes, welcher unter Umgebungslicht sichtbar ist, welcher in den Zusammensetzungen verwendet wird, variieren. Im Allgemeinen wird der zweite Farbstoff dazu tendieren, die Wirksamkeit des durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoffs in der Zusammensetzung zu maskieren. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, dass die Zusammensetzungen dieser Erfindung einen durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoff in einer Menge enthalten, welche ausreichend ist, jeden Maskierungseffekt des zweiten, bei Umgebungslicht sichtbaren Farbstoffs zu überwinden, um Laminate herzustellen, welche annehmbare Fluoreszenz zeigen.

Die in dieser Erfindung verwendbaren Polymerzusammensetzungen bestehen aus beliebigen wärmehärtbaren Harzen, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf begrenzt, Epoxy-, Cyanatester-, Polyimid-, Bismaleimidtriazin-, Novolak- oder Urethanharzsystemen. Andere in dieser Erfindung verwendbare Zusammensetzungen können auch Mischungen von wärmehärtbaren Harzen mit einem oder mehreren wärmehärtbaren Harzen, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf begrenzt, Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymeren, Polyphenylenoxiden, Polyamiden, wärmehärtbaren Urethanen, Nitrilkautschuken, Butadienkautschuken und Silikon einschließen. Wenn das Polymer mit einem oder mehreren Harzen kombiniert wird, dann kann es durch Aushärten in Festmaterialien gebildet werden, oder diese können mit Trägermaterialien kombiniert oder an Trägermaterialien imprägniert werden, wie beispielsweise gewebte oder nichtgewebte Tücher oder Fasern, wie beispielsweise Glasfaser, E-Glas, Quarz, Papier, Aramid, PTFE, CCP oder ähnliche Verstärkungsmaterialien.

Die Farbstoffe werden vorzugsweise in ein "Harzsystem" eingebaut. Das Harzsystem wird typischerweise aus mindestens einem Polymer und anderen Materialien bestehen, welche benötigt werden, den aus dem Polymersystem hergestellten Materialien die geeignete Stärke, Haltbarkeit, Wärmebeständigkeit, Wasserbeständigkeit usw. zu liefern. Einige Beispiele von Harzsystemkomponenten schließen Kettenverlängerer, Härtungsmittel, Katalysatoren, Reaktivitätssteuerer usw. ein. Beispiele für die Harzsysteme, welche in Verbindung mit den Farbstoffen verwendbar sind, sind in den US-Patentveröffentlichungen Nummer 5,508,328, 5,620,789, 5,534,565 und der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/019,853 beschrieben, welche hierin jeweils durch Bezugnahme eingefügt werden. Ein anderes Harzsystembeispiel wird in der PCT/EP97/05308 beschrieben, welche ebenfalls hierin unter Bezugnahme eingefügt wird.

Die Farbstoff enthaltenden Polymere und Harzsysteme dieser Erfindung sind bei der Herstellung von Prepregs, metallplattierten Laminaten, unplattierten Laminaten, Gehäusen und anderen Substraten verwendbar, welche zur Herstellung von elektronischen Schaltungen, integrierten Schaltungsgehäusen usw. verwendbar sind. Prepregs und Laminate werden am häufigsten auf Maschinen hergestellt, welche als Behandler (treaters) bezeichnet werden. Die Behandler schließen typischerweise Zufütterrollen, einen Harzimprägnierungsbehälter, einen Behandlerofen und Empfängerrollen ein. Wenn ein Verstärkungsmittel, wie beispielsweise Glasfasern, verwendet wird, dann wird dieses gewöhnlich aus einer langen Spule geliefert. Die Spule wird auf die Zufütterrollen gelegt, welche sich drehen und langsam das Glas abrollen. Das Glas bewegt sich dann durch das Farbstoff enthaltende Harzsystem in einen Harzimprägnierungsbehälter. Nach dem Auftauchen aus dem Behälter bewegt sich das Farbstoff enthaltende harzimprägnierte Glas aufwärts bei Geschwindigkeiten im Bereich von 10 bis 100 Fuß pro Minute zu einem Behandlerofen, welcher typischerweise bei ungefähr 200 bis 300 °F arbeitet. Am Fuße des Behandlerofens ist ein Satz von Walzen angebracht, durch welche das imprägnierte Glas passiert. Die Lückeneinstellung zwischen den zwei Walzen bestimmt die Menge an Harz, welche auf das Glas beschichtet wird. In dem Behandler befeuchtet das Harz das Glas, und das Lösungsmittel in dem Harz wird verkocht, an welchem Punkt das Harz anfängt zu polymerisieren. Wenn das Material aus dem Turm auftaucht, ist es bis zu einem Grad gehärtet, bei welchem es nicht nass oder klebrig ist. Indes wird der Härtungsprozess typischerweise kurz vor Vervollständigung angehalten, sodass zusätzliches Härten erfolgen kann, wenn das Endlaminat hergestellt wird. Das Laminat wird dann mit einem oder mehreren Metallsheets aus leitfähigen Metallplattierungslaminaten verbunden. Eine bevorzugte Metallplattierung ist Kupfer. Die Metallplattierungslaminate können dann unter Verwendung von gewöhnlichen Leiterplattenverarbeitungstechniken verarbeitet werden, um Leitungsspuren auf den Laminatoberflächen aufzutragen. Zusätzlich können die Leiterplattenschichten laminiert werden, wenn dies gewünscht wird, um mehrstufige Leiterplatten zu bilden.

Die unter Verwendung der Farbstoff enthaltenden Verbindungen dieser Erfindung hergestellten Metallplattierungslaminate werden leicht in gedruckte Leiterplatten gefertigt, welche dann leicht unter Verwendung von automatisierten optischen Betrachtungsanlagen evaluiert und hergestellt werden können. Ein Hauptvorteil der unter Verwendung dieser Metallplattierungslaminate hergestellten Leiterplatten ist, dass sie unter Verwendung von automatisierten optischen Betrachtungsanlagen betrachtet werden können, welche auf den Prinzipien des Reflexionsvermögens von sichtbarem Licht oder unter Verwendung von Fluoreszenzlicht arbeiten.

Auf diese Weise kann ein Hersteller eine Vielzahl von Laminaten mit im Wesentlichen identischen Zusammensetzungen lagern und kann ein erstes dieser Laminate an ein erstes Plattengeschäft und ein zweites dieser Laminate an ein zweites Plattengeschäft verkaufen. Das erste Plattengeschäft kann eine erste Schaltung auf dem ersten Laminat bilden, und die erste Schaltung kann nach Defekten unter Verwendung von umgebungslichtempfindlichen automatisierten optischen Betrachtungsanlagen betrachtet werden, um zwischen der ersten Schaltung und dem Farbstoff enthaltenden Laminat zu unterscheiden. Das zweite Plattengeschäft kann eine zweite Schaltung auf dem zweiten Laminat bilden, und die zweite Schaltung kann auf Defekte unter Verwendung von fluoreszenzlichtempfindlichen automatisierten optischen Betrachtungsanlagen betrachtet werden, um zwischen der zweiten Schaltung und dem Farbstoff enthaltenden Laminat zu unterscheiden. Die Verwendung von zwei Farbstoffen in dem Laminat ermöglicht einen hohen Grad an Vielseitigkeit in der automatisierten optischen Betrachtung von Leiterplatten. Die bevorzugten Farbstoffe weisen eine Farbe auf, welche von den Schaltungsspuren unter Verwendung von entweder Fluoreszenz- oder Reflexionslichtanlagen unterschiedbar ist.

BEISPIEL 1

Dieses Beispiel schließt ein Harzsystem ein, welches zur Herstellung eines Metalplattierungslaminatmaterials verwendbar ist, welches einen schwarzen lösungsmittelbasierenden Farbstoff, welcher unter Umgebungslicht sichtbar ist, und einen Farbstoff, welcher durch Fluoreszenzlicht aktiviert ist, enthält. Das verwendete Harzsystem wird in Tabelle 1 unten beschrieben:

Tabelle 1

Die Harzformulierung der Tabelle 1 wurde verwendet, um ein Laminat für die anschließende Verwendung als einem integrierten Schaltungsträger herzustellen. Der Harzlack wird in einen geeignetermaßen dimensionierten Metall-, Glas- oder Plastikrührkessel bei Raumtemperatur gemischt. SMA und PKHS-40 werden in 70:30 Cyclohexanon/MEK oder 100% DMF bei 50% bzw. 40% Feststoffen vorgelöst. Die SMA-Lösung und das Epoxid werden kombiniert, gefolgt von der Cyclohexanonlösung, und für einige Stunden unter Verwendung eines cowelsartigen Hochscher-Blattrührers gerührt. Nach Erreichen von Homogenität werden der Beschleuniger, die Borsäure und Uvitex OB, verteilt in Methanol, hinzugegeben. Die Mischung wird für 24 Stunden unter Mischen digeriert. Der Farbstoff wird typischerweise nach Zugabe der Methanollösung hinzugegeben, jedoch kann er an einem beliebigen Schritt aufgelöst werden.

Prepreg

Der Harzlack wird dann "geprepregt" oder auf dem Glasgewebe in einem Beladungsbereich von 30 bis 80 Gew.-% getrocknetem Lack unter Verwendung des in den Absätzen auf Seiten 10 bis 11 beschriebenen Verfahrens aufgetragen. Das Behandlerverfahren steuert auch, zusätzlich zu der Verdopplung des prozentualen Harzgehaltes des Prepregs, die Beförderung eines Harzsystems oder "B-Zustände" des Materials zu einem kundenspezifischen Pressfluss, ausgedrückt als eine Prozentangabe der Harzbewegung während der Presshärtung von dem Substrat weg.

Laminat

Das B-Zustands-Prepreg wird in eine kundenspezifische Stapelkonfiguration mit Kupfer- und/oder Ablösefolien im Falle von Plattierungslaminat und nur Ablösefolie im Falle von unplattiertem Laminat gelegt. In einem typischen Härtzyklus wird der Stapel bei einem Druck von ungefähr 200 psi und unter einem Vakuum von ungefähr 30 mm/Hg gehalten. Die Stapeltemperatur wird von ungefähr 180°F bis ungefähr 375°F über eine Zeitdauer von 20 Minuten erhöht. Der Stapel verweilt bei einer Temperatur von ungefähr 375°F für 75 Minuten, wonach der Stapel von einer Temperatur von 375°F auf eine Temperatur von 75°F über eine Zeitdauer von 20 Minuten gekühlt wird.

BEISPIEL 2

Das Beispiel 2 offenbart ein Harzsystem, welches einen durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoff und einen blauen, bei Umgebungslicht sichtbaren Farbstoff enthält. Der verwendete blaue Farbstoff weist die folgende Formel auf:

Das Harzsystem wurde zur Herstellung von metallplattierten Laminaten verwendet. Das verwendete Harzsystem wird in der Tabelle 2 unten beschrieben.

Tabelle 2

Ein Laminat wurde unter Verwendung der Harzzusammensetzung in Tabelle 2 durch Auftragen der Formulierung auf ein beschichtetes Schweißglasgewebe hergestellt. Das harzbeschichtete Gewebe wurde bei einer Temperatur von ungefähr 350°C für ungefähr 5 Minuten gehalten, um den B-Zustand (b-stage) zu erreichen und dann zum C-Zustand (c-stage) durch Druckauflegen bei 350°C für ungefähr 1,5 Stunden gehärtet, um ein Laminat herzustellen. Die Kupferfolie wurde auf beiden Oberflächen des Laminates während des Druckauflegens aufgetragen, um ein kupferplattiertes Laminat herzustellen.

Das kupferplattierte Laminat wurde unter Verwendung von herkömmlichen Techniken geätzt, um eine Schaltungsstruktur auf der Laminatoberfläche aufzutragen. AOI-Anlagen, welche nach dem Prinzip der Reflektion von sichtbarem Licht und Fluoreszenz arbeiten, wurden verwendet, um die Betrachtbarkeit des blau gefärbten Laminates zu evaluieren. Die verwendeten AOI-Reflektionsanlagen wurden von Orbotech und von Lloyd-Doyle hergestellt. Die verwendete AOI-Fluoreszenzanlage war der Orbotech 309. Die getesteten AOI-Einheiten konnten jeweils Fiduziale beim Nachätzstanzen lokalisieren und die Laminate stanzten annehmbar. Überdies konnten die AOI-Einheiten jedes Panel betrachten und die AOI-Einheit war gegenüber Laminat-Unregelmäßigkeiten nicht empfindlich. Das blaue Farbmaterial lieferte genügend Kontrast für saubere Panelidentifikation in den nachgelagerten Herstellungsanlagen.

BEISPIEL 3

Das Harzsystem von Beispiel 1 wurde verwendet, um ein metallplattiertes Laminat gemäß dem Beispiel 2 herzustellen, welches anschließend den AOI-Betrachtbarkeitstests unter Verwendung der in Beispiel 2 identifizierten AOI-Anlagen unterworfen wurde. Die Differenz zwischen den Zusammensetzungen von Beispiel 2 und Beispiel 1 lag primär in der Verwendung eines schwarzen lösungsmittelbasierenden Farbstoffs in Beispiel 1 im Gegensatz zu einem blauen lösungsmittelbasierenden Farbstoff in Beispiel 2. Bei der Betrachtung der AOI-Einheiten wurde herausgefunden, dass das Laminat, welches aus dem Farbstoff enthaltenden Harzsystem von Beispiel 1 hergestellt wurde, nicht betrachtbar war. Indes waren die AOI-Einheiten sehr empfindlich gegenüber der Harzoberfläche und identifizierten Unregelmäßigkeiten und Kratzer in der Laminatoberfläche als Fehler. Überdies verursachte die Verwendung eines schwarz gefärbten Laminates, dass die Schaltung der Leiterplatte unsichtbar wurde, wenn schwarzes Oxid auf die Schaltungsspuren aufgetragen wurde. Dieses Problem kann durch Auftragen eines braunen oder weißen Oxids auf die Schaltungsspuroberfläche überwunden werden, um einen guten Kontrast zwischen den Schaltungsspuren und dem Leiterplatten-Laminatmaterial zu erhalten.

BEISPIEL 4

Der Zweck dieses Beispiels war es, die Fähigkeit der automatisierten verbundenen (on-line) Betrachtungsanlagen zu evaluieren, um Defekte in Laminaten, welche hellblaue, dunkelblaue und schwarze Farbstoffe enthalten, im Vergleich zu gelben Kontrollen zu evaluieren. Um die Farbstoffe zu evaluieren wurden zehn innere Schichten unter Verwendung von jedem der drei Farbstoffmaterialien und des Kontrollmaterials hergestellt. Die inneren Schichten wurden unter Verwendung von Standardverarbeitungstechniken hergestellt. Die innere Kontrollschicht wurde unter Verwendung eines funktionalen Harzes, enthaltend eine gelbe Farbstoffkontaminierung, hergestellt. Die Farbstoff enthaltenden inneren Schichten wurden unter Verwendung eines Harzes, enthaltend 0,5 Gew.-% schwarzen Farbstoff oder 0,25 bis 0,5 Gew.-% blaue Farbstoffe, hergestellt. Identische Schaltungen wurden auf beiden Schichten jeder der inneren Schichten unter Verwendung von Standardherstellungstechniken aufgetragen. Eine einzelne AOI-Anlage (mission) wurde unter Verwendung einer Lloyd-Doyle-AOI-Anlage verwendet, um jede der inneren Schichten zu evaluieren.

Die Kontrollgruppe von zehn inneren Schichten wurde zuerst unter Verwendung der Lloyd-Doyle-AOI-Anlage betrachtet, und die Anzahl der durch die AOI-Anlage detektierten Treffer wurde aufgezeichnet. Als nächstes wurde die Kontrollgruppe manuell betrachtet, um die Anzahl der wirklichen Defekte, welche durch die AOI-Anlage identifiziert wurden, gegen die falschen Defekte aufzuzeichnen. Die Evaluierung der zehn inneren Schichten, hergestellt mit jedem Farbstoff enthaltenden Harz, wurde auf eine ähnliche Weise durchgeführt. Die AOI-Anlage wurde dann eingestellt, und die inneren Nichtkontrollschichten wurden ein zweites Mal unter Verwendung der AOI-Anlage evaluiert. Die Ergebnisse der AOI-Evaluierung sind in in der Tabelle 3 unten aufgeführt:

Tabelle 3

Jede der oben genannten Spalten stellt die Gesamtheit der Betrachtungen auf beiden Seiten der zehn Kernstücke von jeder inneren Schichtfarbe für eine Gesamtheit von zwanzig Seiten jeder Farbe dar. In der Tabelle 3 oben bezeichnet "# der Treffer" die Gesamtzahl der Defekte, welche der AOI-Scanner detektierte. "Cu-Spritzer" bezeichnet die Anzahl der überschüssigen Kupferdefekte. "Kontrast" bezeichnet die falschen Treffer aufgrund der Interpretation der Kupfermerkmale auf der anderen Seite als Defekte. "Falsche Treffer" bezeichnet Situationen, in denen ein Orbotech-Verifier sich auf die Stelle bewegte, wo ein Defekt (d.h. ein Kupferspritzer) sein sollte, jedoch kein Defekt visuell gesehen werden konnte. Es ist wahrscheinlich, dass die meisten falschen Treffer von Verunreinigung auf der inneren Schichtoberfläche herrührten, welche während der AOI anwesend waren, jedoch vor Betrachtung eliminiert wurden. "Verunreinigung" bezeichnet die Fälle, in denen der Anwender am Verifier physikalisch seine Hände über das Kernstück wischte, um Verunreinigungsteilchen zu entfernen. "Oxidation" bezeichnet die Situationen, in denen der Anwender ein Schneidegerät (eraser) verwenden musste, um die Schaltung/das Pad zu reinigen. "Defekte" bezeichnet die wirklichen Defekte, welche nicht durch die Scanner detektiert werden mussten, und "Maske" bezeichnet mögliche Defekte, welche detektiert wurden, welche jedoch nicht in der Nähe der Schaltungsabbildung lagen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Anzahl der Materialien, welche falsche Treffer verursachen können, stark durch Verändern der Farbe des Basislaminates von der gelben Kontrolle zu blau oder schwarz vermindert werden können. Die blauen und schwarzen Farbstoffe verbesserten insbesondere die kontrastfalschen Treffer.


Anspruch[de]
Materialzusammensetzung, umfassend:

ein wärmehärtbares Harzsystem;

mindestens einen durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoff; und

mindestens einen zweiten Farbstoff, welcher bei Umgebungslicht sichtbar ist.
Materialzusammensetzung nach Anspruch 1, worin der durch Fluoreszenzlicht aktivierte Farbstoff in der Zusammensetzung in einer Menge im Bereich von ungefähr 0,01 bis ungefähr 10,0 Gew.-% vorliegt. Materialzusammensetzung nach Anspruch 1, worin der zweite Farbstoff in der Zusammensetzung in einer Menge im Bereich von ungefähr 0,01 bis ungefähr 5,0 Gew.-% vorliegt. Materialzusammensetzung nach Anspruch 1, worin der durch Fluoreszenzlicht aktivierte Farbstoff und der zweite Farbstoff jeweils lösungsmittelbasierte Farbstoffe darstellen. Materialzusammensetzung nach Anspruch 1, worin der durch Fluoreszenzlicht aktivierte Farbstoff und der zweite Farbstoff in der Zusammensetzung jeweils in einer Menge im Bereich von ungefähr 0,01 bis ungefähr 2,0 Gew.-% vorliegen. Materialzusammensetzung nach Anspruch 1, worin der zweite Farbstoff ein lösungsmittelbasierter Farbstoff ist und mindestens einen Farbstoff einschließt, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe von Farben, bestehend aus grün, rot, braun, schwarz, blau und violett. Laminat, umfassend ein gehärtetes Harz, worin das Laminat mindestens einen durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoff und mindestens einen zweiten Farbstoff, welcher bei Umgebungslicht sichtbar ist, enthält. Laminat nach Anspruch 1, welches ein Verstärkungsmaterial enthält. Leiterplatte, die mindestens eine Schicht enthält, welche ein gehärtetes Harz umfasst, das mindestens einen durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoff und mindestens einen zweiten Farbstoff, welcher unter Umgebungslicht sichtbar ist, enthält. Verfahren zur Vereinfachung der Herstellung von gedruckten Leiterplatten, umfassend die Schritte:

(a) Vorsehen einer Vielzahl von Laminaten mit im Wesentlichen identischen Zusammensetzungen, wobei ein jedes Laminat ein wärmehärtbares Harzsystem, mindestens einen durch Fluoreszenzlicht aktivierten Farbstoff und mindestens einen zweiten Farbstoff, welcher unter Umgebungslicht sichtbar ist, enthält;

(b) Bilden einer ersten Schaltung auf einem ersten dieser Laminate und Betrachten der ersten Schaltung hinsichtlich Defekten unter Verwendung von Umgebungslicht zur Unterscheidung zwischen dem Laminat und der ersten Schaltung; und

(c) Bilden einer zweiten Schaltung auf einem zweiten dieser Laminate und Betrachten der zweiten Schaltung hinsichtlich Defekten unter Verwendung von Fluoreszenzlicht zur Unterscheidung zwischen dem Laminat und der zweiten Schaltung.
Verfahren nach Anspruch 10, worin der durch Fluoreszenzlicht aktivierte Farbstoff in den Laminaten in einer Menge im Bereich von ungefähr 0,01 bis ungefähr 10,0 Gew.-% vorliegt. Verfahren nach Anspruch 10, worin der zweite Farbstoff in den Laminaten in einer Menge im Bereich von ungefähr 0,01 bis ungefähr 5,0 Gew.-% vorliegt. Verfahren nach Anspruch 10, worin der durch Fluoreszenzlicht aktivierte Farbstoff und der zweite Farbstoff jeweils lösungsmittelbasierte Farbstoffe darstellen. Verfahren nach Anspruch 10, worin der durch Fluoreszenzlicht aktivierte Farbstoff und der zweite Farbstoff jeweils in den Laminaten in einer Menge im Bereich von ungefähr 0,01 bis ungefähr 2,0 Gew.-% vorliegen. Verfahren nach Anspruch 10, worin der zweite Farbstoff ein lösungsmittelbasierter Farbstoff ist, welcher mindestens einen Farbstoff einschließt, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe von Farben, bestehend aus grün, rot, braun, schwarz, blau und violett. Verfahren nach Anspruch 10, worin die Laminate ein Verstärkungsmaterial enthalten.






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