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Dokumentenidentifikation DE102007008508A1 22.11.2007
Titel Verfahren zur Herstellung einer geschichteten gedruckten Leiterplatte
Anmelder Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd., Suwon, Kyonggi, KR
Erfinder Song, Jong Seok, Seoul, KR;
Kim, Taehoon, Suwon, Kyonggi, KR;
Kim, Dong Sun, Anyang, Kyonggi, KR;
Cha, Hye Yeon, Suwon, Kyonggi, KR
Vertreter Kahlhöfer - Neumann - Herzog - Fiesser, 80331 München
DE-Anmeldedatum 21.02.2007
DE-Aktenzeichen 102007008508
Offenlegungstag 22.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.11.2007
IPC-Hauptklasse H05K 3/46(2006.01)A, F, I, 20070612, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H05K 3/38(2006.01)A, L, I, 20070612, B, H, DE   H05K 3/42(2006.01)A, L, I, 20070612, B, H, DE   
Zusammenfassung Offenbart ist ein Verfahren zur Herstellung einer geschichteten, gedruckten Leiterplatte, in dem der Schaltkreis von einer geschichteten gedruckten Leiterplatte, umfassend eine Kernschicht und eine äußere Schicht, durch das Bilden des Metall-Seedlayers der Kernschicht unter Verwendung eines trockenen Prozesses realisiert wird, der eine Oberflächenbehandlung mit einem Ionenstrahl und Vakuumbehandeln umfasst, anstelle von einem konventionellen feuchten Prozess, der einen feuchten Oberflächenrauungsprozess und stromloses Plattieren umfasst. Wenn der feuchte Prozess durch den trockenen Prozess in dem Verfahren dieser Erfindung ersetzt ist, kann die Schaltkreisschicht in einer umweltfreundlichen Weise gebildet werden und ebenso können alle Schaltkreisschichten des Substrats, umfassend die Kernschicht und die äußere Schicht, durch einen semiadditiven Prozess hergestellt werden. Weiterhin kann die Schälfestigkeit zwischen dem Harzsubstrat und der Metallschicht vergrößert werden, womit ein höchst zuverlässiger feiner Schaltkreis realisiert wird.

Beschreibung[de]
Querverweis auf in Beziehung stehende Anmeldungen

Diese Anmeldung beansprucht den Umfang der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2006-0042015, die am 10. Mai 2006 mit dem Titel „Process for built-up printed circuit board" eingereicht wurde und die hiermit in ihrer Gesamtheit durch Referenzierung in diese Anmeldung eingebunden wird.

Hintergrund der Erfindung 1. Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Verfahren zur Herstellung einer geschichteten gedruckten Leiterplatte (built-up Printed Circuit Board (PCB)) und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung eines geschichteten PCB, bei dem die Kernschaltkreisschicht eines geschichteten PCB durch einen trockenen Metall-Seedlayer-Bildungsprozess gebildet wird, der eine Ionenstrahloberflächenbehandlung und eine Vakuumbehandlung umfasst, wobei ein hochzuverlässiger feiner Schaltkreis auf eine umweltfreundliche Art realisiert wird.

2. Beschreibung von in Bezug stehendem Stand der Technik

Im Augenblick sind geschichtete PCBs unter Verwendung eines Subtraktionsprozesses, eines veränderten semiadditiven Prozesses (MSAP) und eines semiadditiven Prozesses (SAP) hergestellt worden.

Insbesondere wird ein Substraktionsprozess für HDI-Produkte (High Density Interconnection) verwendet und ein Substraktionsprozess und MSAP werden für UT-CSP-Produkte (Ultra Thin Chip Scale Package) und BGA-Produkte (Ball Grid Array) verwendet. Weiterhin werden in dem Fall eines FCBGA (Flip Chip BGA) eine Kernschicht und eine geschichtete äußere Schicht gebildet, die 2F2B/3F3B enthält, wobei ein Substraktionsprozess bzw. ein SAP verwendet wird und weiterhin ein Seedlayer durch stromloses Plattieren gebildet wird, wobei ein feiner Schaltkreis entsteht.

In dieser Hinsicht, entsprechend einer ersten konventionellen Technik, sind die 1A und 1B Flussdiagramme, die jeweils die Prozesse zur Bildung der Kernschicht und der äußeren Schicht eines geschichteten PCB illustrieren.

Mit Bezug zu der 1A und den 2A bis 2G wird das Verfahren zur Bildung der Kernschicht des geschichteten PCB, das einen Substraktionsprozess entsprechend der ersten konventionellen Technik verwendet, nun beschrieben.

Zunächst wird ein Harzsubstrat 11 mit Metallschichten 12, die auf beiden Oberflächen (des Substrates) laminiert sind, typischem Ätzen und Bohren ausgesetzt, um ein Durchgangsloch 13 (2A und 2B) zu bilden. Danach wird die Oberfläche des Substrats mit dem Durchgangsloch 13, dem Reinigen und dann dem stromlosen Plattieren ausgesetzt, um dadurch eine stromlose Metallschicht 14 (2C) zu bilden. Durch das Elektroplattieren ist eine Metallflächenplattierungsschicht 15 (2D) gebildet worden. Das Durchgangsloch 13 wird mit einer leitenden Paste 16 (2E) gefüllt, danach wird ein trockener Film 17 auf eine vorbestimmte Region aufgebracht, die mit dem Schaltkreismuster korrespondiert und die das Durchgangsloch 13 (2F) enthält. Die unnötigen Teile der Metallschichten werden durch typisches Belichten/Entwickeln und Ätzen beseitigt und dann wird der trockene Film 17beseitigt, womit die Prozedur zur Bildung der Kernschaltkreisschicht (2G) komplettiert ist. Bevor der folgende Prozess zur Bildung der äußeren Schicht durchgeführt wird, wird das Substrat einer typischen Oberflächenbehandlung ausgesetzt, wie z.B. einer CZ-Behandlung, wie in der Fachwelt bekannt, und dann wird eine isolierende Schicht auf das Substrat laminiert (nicht gezeigt).

Zusätzlich wird nun mit Bezug zu 1B und 3A bis 3F der Prozess zur Bildung der äußeren Schicht des geschichteten PCB beschrieben, der MSAP entsprechend der ersten konventionellen Technik verwendet. Der Einfachheit halber wird die Beschreibung des Bildungsprozesses auf der Kernschicht weggelassen und nur der Prozess zur Bildung der äußeren Schicht wird beschrieben.

Zunächst wird ein Harzsubstrat 21 mit Metallschichten 22, die auf beiden Oberflächen des Substrates laminiert sind, halb geätzt und dann typischem Ätzen und Bohren ausgesetzt, um ein Sackloch 23 (3A und 3B) zu bilden. Danach wird die Oberfläche des Substrats mit dem Sackloch 23 dem Reinigen und dann der stromlosen Plattierung unterzogen, um eine stromlose Metallschicht 24 (3C) zu bilden. Danach wird ein trockener Film 26 auf eine vorbestimmte Region aufgebracht, die eine andere ist als die Region, die mit einem Schaltkreismuster korrespondiert, das das Durchgangsloch 23 (3D) enthält. Unter Verwendung des trockenen Films als ein Widerstand wird eine Metallmusterplattierungsschicht 27 durch Elektroplattieren (3E) gebildet. Danach wird der trockene Film 26 beseitigt und die unnötigen Teile von den Metallschichten werden durch Blitzätzen entfernt, womit der Musterungsprozess (3F) komplettiert wird.

Entsprechend einer zweiten konventionellen Technik werden die Prozesse zur Bildung der Kernschicht und der äußeren Schicht eines geschichteten PCB in den Flussdiagrammen der 4A und 4B jeweils illustriert.

Mit Bezug zu 4A und 5A bis 5G wird nun der Prozess zur Bildung der Kernschicht des geschichteten PCBs beschrieben, der einen Substraktionsprozess entsprechend der zweiten konventionellen Technik verwendet.

Zunächst wird ein Harzsubstrat 31, das Metallschichten 32 mit einer Dicke von ungefähr 12 &mgr;m umfasst, die auf beiden Seiten der Oberfläche des Substrats laminiert sind, typischem Ätzen und Bohren unterzogen, um ein Durchgangsloch 13 mit einem Durchmesser von ungefähr 350 &mgr;m (5A und 5B) zu bilden. Danach wird die Oberfläche des Substrats mit dem Durchgangsloch 33, dem Reinigen und dann dem stromlosen Plattieren unterzogen, um eine stromlose Metallschicht 34 mit einer Stärke von ungefähr 1 bis 3 &mgr;m (5C) zu bilden. Durch das Elektroplattieren wird eine Metallflächenplattierungsschicht 35 mit einer Stärke von ungefähr 18 &mgr;m gebildet (5D). Das Durchgangsloch 33 mit der elektrolytischen Metallschicht 35 wird mit einer leitenden Paste 36 (5E) gefüllt, wonach ein trockener Film 37 auf eine vorbestimmte Region aufgetragen wird, die mit dem Schaltkreismuster korrespondiert und die das Durchgangsloch 33 (5F) enthält. Die unnötigen Teile der Metallschichten werden durch typisches Belichten/Entwickeln und Ätzen beseitigt und dann wird der trockene Film 37 entfernt, wobei die Prozedur zur Bildung der Kernschaltkreisschicht (5G) komplettiert wird. Bevor der folgende Prozess zur Bildung der äußeren Schicht voranschreitet, wird das Substrat einer typischen Oberflächenbehandlung ausgesetzt, wie z.B. eine CZ-Behandlung, wie in der Fachwelt bekannt, und dann wird eine Isolierschicht auf dem Substrat laminiert (nicht gezeigt).

Zusätzlich wird nun mit Bezug zu 4B und 6A bis 6F der Prozess zur Bildung der äußeren Schicht des geschichteten PCB beschrieben, der SAP entsprechend der zweiten konventionellen Technik verwendet. Der Einfachheit halber wird die Beschreibung des Aufbauprozesses auf der Kernschicht weggelassen und nur der Prozess zur Bildung der äußeren Schicht beschrieben.

Zunächst wird ein Harzsubstrat 41 mit Metallschichten 42, die auf beiden Oberflächen des Substrats laminiert sind, zum Beispiel ein ABF (Ajinomoto Build-up Film, Ajinomoto Schichtfilm) mit einer Stärke von ungefähr 35 &mgr;m, typischem Ätzen und Bohren ausgesetzt, um ein Sackloch 43 mit einem Durchmesser von ungefähr 75 &mgr;m zu bilden (6A und 6B). Dann wird die Oberfläche des Substrats mit dem Sackloch 43 dem Reinigen und dann der stromlosen Plattierung unterzogen, weshalb eine stromlose Metallschicht 44 mit einer Stärke von ungefähr 1 ± 0,3 &mgr;m gebildet wird (6C). Dann wird ein trockener Film 45 auf eine vorbestimmte Region aufgebracht, die eine andere Region ist als die Region, die mit einem Schaltkreismuster korrespondiert, das das Sackloch 43 enthält (6D). Unter Verwendung des trockenen Films als Fotolack wird eine Metallmusterplattierungsschicht 46 durch Elektroplattieren gebildet (6E). Dann wird der trockene Film 45 beseitigt und die unnötigen Teile der Metallschichten werden durch Blitzätzen entfernt, womit der Musterungsprozess komplettiert wird (6F).

Als solche umfassen Beispiele von dem Material für ein Harzsubstrat, das von der Art des Produktes abhängt, Epoxidharze wie z.B. FR-4, BT (Bismalaymide Triacine), ABF, etc.

Zum Beispiel ist in dem Fall von BGA und UT-CSP, das durch einen Substraktionsprozess und MSAP hergestellt wird, was ein BT isolierendes Material umfasst, das Oberflächenprofil des Materials mindestens 1 &mgr;m und in dem Substraktionsprozess ist ein feiner Schaltkreis mit einem Abstand der nicht größer als 80 &mgr;m (Linie/Raum = 40/40 &mgr;m) schwierig zu realisieren. In dem MSAP kann, weil die Stärke von der Metallschicht sich wegen dem Halbätzen verändert, ein feiner Schaltkreis mit einem Abstand in dem Bereich von ungefähr 50 &mgr;m (Linie/Raum = 25/25 &mgr;m) erreicht werden.

In der Gruppe der FCBGA-Produkte wird die Kernschicht typischerweise unter Verwendung eines FR-4 Harzsubstrats durch einen Subtraktionsprozess gebildet, um damit einen Schaltkreis mit einem Abstand von ungefähr 100 &mgr;m (Linien/Raum = 50/50 &mgr;m) zu realisieren, und die geschichtete äußere Schicht wird unter Verwendung eines ABF-Harzsubstrats durch SAP erstellt, um einen feinen Schaltkreis mit einem Abstand von ungefähr 36 &mgr;m (Linie/Raum = 18/18 &mgr;m) zu erhalten. Als solcher allerdings ist der feine Schaltkreis der Kernschicht, wegen der Oberflächenrauheit des Harzsubstratmaterials und der Begrenzung des Substraktionsprozesses selbst, schwierig zu realisieren.

Weiterhin wird in der Gruppe der FCBGA-Produkte, bei denen ein mehrschichtiges Substrat unter Verwendung eines ABF-Isolationsmaterials durch SAP hergestellt wird, wie gezeigt in 7, ein Subtraktionsprozess auf eine Kernschicht angewendet (die mit ersten bis zweiten Schichten 52a, 52b aufgebaut ist), und SAP wird auf einer äußeren Schicht angewendet (die mit dritten bis sechsten Schichten 55a, 55b, 57a, 57b aufgebaut ist). Insbesondere wird, mit der Absicht den Schaltkreis zu bilden, der Bildungsprozess der äußeren Schicht, der stromlose Plattieren zum Bilden eines Seedlayers mit einer Stärke von ca. 1 bis 3 &mgr;m, Plattieren, Strippen, und Blitzätzen umfasst, zweimal wiederholt. Dabei werden Löcher 53 und Schaltkreismuster 52a, 52b, 55a, 55b, 57a, 57b in den Harzsubstraten 51, 54a, 54b, 56a, 56b gebildet. Danach wird eine Lötabdeckung 58a, 58b aufgebracht und ein offener Teil 59a, 59b der Lötabdeckung wird gebildet. Dabei ist ein FCBGA mit einer Gesamtzahl von sechs Schichten komplettiert worden.

Allerdings resultiert die Verwendung von teurem ABF-Material in vergrößerten Prozesskosten und damit in einem höheren Produktpreis. In dem Fall, in dem der SAP verwendet wird, ist das Oberflächenprofil von dem ABF-Material mindestens 1 &mgr;m, was zu einer großen Oberflächenrauheit und einem Abstand von 36 &mgr;m (Linie/Raum = 18/18 &mgr;m) führt. Durch eine feuchte Oberflächenbehandlung und durch stromloses chemisches Plattieren existieren weiterhin Begrenzungen in der Realisierung von einem feinen Schaltkreis.

Mit der Forderung nach leichten, dünnen, kurzen und kleinen PCBs haben viele Hersteller versucht isolierendes Material zum Realisieren eines feinen Schaltkreises und zur Bereitstellung hoher Funktionalität zu entwickeln, um damit Signalübertragungsraten auf Schaltkreisen zu erhöhen. Entsprechend dem obigen Entwicklungstrend wird die Anzahl von Signalen, die eingegeben und ausgegeben werden, vergrößert, und damit wird ein höchst zuverlässiger feiner Schaltkreis erforderlich. Allerdings leidet der konventionelle SAP, weil ein Metall-Seedlayer durch einen feuchten Prozess gebildet wird, der feuchte Oberflächenbehandlung und stromloses Plattieren umfasst, was leider die Oberflächenrauheit vergrößert, wodurch es unmöglich wird, einen feinen Schaltkreis zu realisieren. Ebenso wird eine große Menge von Abfall generiert, was ökologische Probleme verursacht.

Zusammenfassung der Erfindung

Intensive und ausführliche Erforschung von Prozessen für geschichtete PCBs, die zu der vorliegenden Erfindung führte und die von den genannten Erfindern durchgeführt wurde, wobei versucht wurde die Probleme, die in dem entsprechenden Stand der Technik anzutreffen waren, zu vermeiden, resultierte in dem Ergebnis, dass, wenn die Kernschicht von einem geschichteten PCB gebildet wird, ein Harzsubstrat mit Metallschichten, die auf beiden Oberflächen des Substrats laminiert sind, voll geätzt wird, um dadurch eine Oberflächenrauheit zu erhalten, die geeignet ist eine hohe Schälfestigkeit zu realisieren und dann wird eine Schaltkreisschicht durch SAP, anstelle von einem konventionellen Substraktionsprozesses, gebildet, wobei vorgesehen ist, dass ein Metall-Seedlayer durch einen trockenen Prozess gebildet ist, der Ionenstrahloberflächenbehandlung und Vakuumbehandeln umfasst, ohne die Verwendung eines konventionellen feuchten Prozesses, der feuchtes Ätzen und stromloses Plattieren umfasst, wobei ein geschichteter PCB mit einem höchst zuverlässigen feinen Schaltkreis auf eine umweltfreundliche Art hergestellt wird.

Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines geschichteten PCB bereitzustellen, in dem alle Schaltkreisschichten des geschichteten PCB, umfassend eine Kernschicht und eine äußere Schicht, durch SAP hergestellt werden könne, wodurch ein feiner Schaltkreis realisiert wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines geschichteten PCB bereitzustellen, in dem ein Metall-Seedlayer nicht durch einen feuchten Prozess aber durch einen trockenen Prozess gebildet werden kann, wodurch eine Schaltkreisschicht in einer umweltfreundlichen und ökonomischen Art realisiert wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren zur Herstellung eines geschichteten PCB bereitzustellen, in dem die Abschälfestigkeit zwischen einem Harzsubstrat und einer Metallschicht vergrößert werden kann, wodurch ein höchst zuverlässiger feiner Schaltkreis realisiert ist.

Um die obigen Ziele zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines geschichteten PCB bereit, dass eine Kernschicht und eine äußere Schicht umfasst, wobei die Kernschicht hergestellt wird durch (a) Bereitstellen eines ersten Harzsubstrats mit Metallschichten die auf zwei Oberflächen des Substrats laminiert sind; (b) Beseitigen der Metallschichten von den zwei Oberflächen von dem ersten Harzsubstrat; (c) Bilden eines Durchgangslochs in dem ersten Harzsubstrat, das keine Metallschichten hat, für elektrische Verbindung zwischen den Schichten; (d) Unterziehen des ersten Harzsubstrats mit dem Durchgangsloch einer Oberflächenbehandlung, die Ionenstrahlen verwendet; (e) Bilden eines ersten Metall-Seedlayers auf dem ersten Harzsubstrat, das oberflächenbehandelt ist, unter Verwendung von Vakuumbehandeln; (f) Bilden einer ersten Metallmusterplattierungsschicht auf dem Substrat mit dem ersten Metall-Seedlayer durch die Verwendung von Elektroplattieren; (g) Beseitigen eines Teils von dem ersten Metall-Seedlayer, der keine erste Metallmusterplattierungsschicht hat; und (h) Füllen des Durchgangslochs mit einer leitenden Paste, um eine Kernschaltkreisschicht zu bilden.

Als solches ist die Oberflächenbehandlung, die Ionenstrahlen verwendet, vorzugsweise in der Gegenwart eines inerten Gases durchgeführt, das von der Gruppe bestehend aus Ar, O2, N2, Xe, Cf4, H2, Ne, Kr und Gemischen daraus gewählt wird.

Das Vakuumbehandeln kann unter Verwendung von Sputtern, thermischer Verdampfung oder E-Strahlenbehandlung durchgeführt werden.

Der erste Metall-Seedlayer ist vorzugsweise zwischen 0,02 bis 4 &mgr;m dick und insbesondere 0,02 bis 1 &mgr;m dick.

Weiterhin kann die äußere Schicht hergestellt werden durch (i) Laminieren eines zweiten Harzsubstrats auf der Kernschaltkreisschicht; (j) Bilden eines Sacklochs in dem zweiten Harzsubstrat für die elektrische Verbindung zwischen den Schichten; (k) Bilden eines zweiten Metall-Seedlayers auf dem zweiten Harzsubstrat mit dem Sackloch unter Verwendung von stromlosen Plattieren; (1) Bilden einer zweiten Metallmusterplattierungsschicht auf dem Substrat mit dem zweiten MetallSeedlayer unter Verwendung von Elektroplattieren; und (m) Beseitigen eines Teils von dem zweiten Metall-Seedlayer, der keine zweite Metallmusterplattierungsschicht hat.

Das erste Harzsubstrat und das zweite Harzsubstrat, welche dieselben sind oder verschieden voneinander, können Epoxidharz oder Flurharz umfassen.

Ebenso ist das Metall vorzugsweise Kupfer.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1A und 1B sind Flussdiagramme, die jeweils den Prozess zur Bildung der Kernschicht und der äußeren Schicht eines geschichteten PCB entsprechend einer ersten konventionellen Technik illustrieren;

2A bis 2G sind Querschnittsansichten, die sequentiell den Prozess zur Bildung der Kernschicht von dem geschichteten PCB entsprechend der ersten konventionellen Technik illustrieren;

3A bis 3F sind Querschnittsansichten die sequentiell den Prozess zur Bildung der äußeren Schicht von dem geschichteten PCB entsprechend der ersten konventionellen Technik illustrieren;

4A und 4B sind Flussdiagramme, die jeweils den Prozess zur Bildung der Kernschicht und der äußeren Schicht von einem geschichteten PCB entsprechend einer zweiten konventionellen Technik illustrieren;

5A bis 5D sind Querschnittsansichten, die sequentiell den Prozess zur Bildung der Kernschicht von dem geschichteten PCB entsprechend der zweiten konventionellen Technik illustrieren;

6A bis 6F sind Querschnittsansichten, die sequentiell den Prozess zur Bildung der äußeren Schicht von dem geschichteten PCB entsprechend der zweiten konventionellen Technik illustrieren;

7 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch die Struktur von einem konventionellen FCBGA PCB illustriert;

8A und 8B sind Flussdiagramme, die jeweils den Prozess zur Bildung der Kernschicht und der äußeren Schicht von einem geschichteten PCB entsprechend der vorliegenden Erfindung illustrieren;

9A bis 9H sind Querschnittsansichten, die sequentiell den Prozess zur Bildung der Kernschicht von dem geschichteten PCB entsprechend der vorliegenden Erfindung illustrieren;

10A bis 10F sind Querschnittsansichten, die sequentiell den Prozess zur Bildung der ersten äußeren Schicht auf der Kernschicht der 9H illustrieren;

11 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch die Struktur von einem FCBGA-PCB illustriert, der durch Bildung der zweiten äußeren Schicht auf der ersten äußeren Schicht von 10F hergestellt ist; und

12 ist eine Ansicht, die schematisch die Ionenstrahloberflächenbehandlung von dem PCB entsprechend der vorliegenden Erfindung illustriert.

Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltungen

Im Folgenden wird eine detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den beiliegenden Zeichnungen gegeben.

Wie oben erwähnt kann in der konventionellen Vorbereitung der Kernschicht von einem geschichteten PCB entsprechend einem Subtraktionsprozesses ein Schaltkreis realisiert werden, in dem ein Harzsubstrat, das Metallschichten auf beiden Oberflächen laminiert hat, dem Aufbringen eines trockenen Films, einer Belichtung, einer Entwicklung und feuchtem Ätzen unterzogen wird, wobei es jedoch schwierig ist, eine Schaltkreislinienbreite mit einem Abstand nicht größer als 80 &mgr;m (Linie/Raum = 40/40 &mgr;m) zu erhalten. Zusätzlich wird, mit dem Ziel der Umgehung solcher Musterungsprobleme von feinen Schaltkreisen, SAP als nützlich angesehen, einen Schaltkreis auf eine solche Art zu bilden, dass ein Substrat einer Lochbearbeitung, einem Reinigen, einem stromlosen Plattieren zur Bildung eines Metall-Seedlayers, Elektroplattieren und dann einem Blitzätzen ausgesetzt wird. Jedoch ist im Fall, bei dem der SAP zur Bildung der Schaltkreisschicht durch einen typischen feuchten Prozess verwendet wird, der stromloses Plattieren und Elektroplattieren umfasst, eine ausreichende Schälfestigkeit zwischen dem Harzsubstrat und der Metallschicht nicht sichergestellt und es ist schwierig einen feinen Schaltkreis zu realisieren.

In der vorliegenden Erfindung werden, um die oben genannten Probleme zu bewältigen, wenn die Kernschicht durch SAP vorbereitet ist, die Metallschichten die auf zwei Oberflächen von dem Harzsubstrat laminiert sind, für die Kernschicht voll geätzt, um damit eine Oberflächenrauheit zu erzeugen, die zur Realisierung einer hohen Schälfestigkeit geeignet ist, wonach ein Metall-Seedlayer gebildet wird, der einen trockenen Prozess verwendet, der eine Ionenstrahloberflächenbehandlung und Vakuumbehandeln umfasst, anstelle von einem konventionellen feuchten Prozess, der Reinigung und stromloses Plattieren umfasst. Dabei kann durch den umweltfreundlichen SAP die Schalfestigkeit (größer 0,8 kgf/cm) auf Metall vergrößert werden, was im Wesentlichen ermöglicht, einen feinen Schaltkreis mit einer hohen Dichte zu realisieren. Weiterhin wird in der aufgetragenen äußeren Schicht eine Schaltkreisschicht gebildet, wobei konventionelles feuchtes Reinigen, stromloses Plattieren und Elektroplattieren verwendet wird. Auf diese Weise kann, weil SAP auf alle Schichten des geschichteten PCB angewendet werden kann, ein feiner Schaltkreis mit einer hohen Dichte erhalten werden.

8A und 8B sind Flussdiagramme, die jeweils den Prozess zur Bildung der Kernschicht und der äußeren Schicht von dem geschichteten PCB entsprechend der vorliegenden Erfindung illustrieren.

Mit Bezug zu 8A und 9A bis 9H wird nun der Prozess zur Bildung der Kernschicht von dem geschichteten PCB entsprechend der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Zunächst wird ein Harzsubstrat 61 für einen PCB, der aus Epoxidharz oder Flurharz gebildet ist und Metallschichten 62 hat, die auf zwei Oberflächen des Substrats laminiert sind, vorbereitet (9A). Als Metall kann jedes leitende Metall verwendet werden, solange es für die Schaltkreisbildung anwendbar ist. In Anbetracht von ökonomischen Vorteilen ist Kupfer besonders geeignet.

Dann werden die Metallschichten 62 von den zwei Oberflächen von dem Harzsubstrat 61 durch einen typischen voll ätzenden Prozess beseitigt. Dabei kann, sogar ohne zusätzliche Oberflächenbehandlung, das Substrat mit einer Oberflächenrauheit ausgestattet werden, die zur Realisierung einer hohen Schälfestigkeit geeignet ist (9B).

Danach werden ein oder mehrere Durchgangslöcher 63 für innere Löcher für elektrische Verbindung zwischen den Schichten in dem Harzsubstrat 61 gebildet (9C) und die Oberfläche des Substrats mit den Durchgangslöchern 63 wird unter Verwendung von Ionenstrahlen behandelt.

Vorzugsweise kann die Oberflächenbehandlungsprozedur mit einem Ionenstrahl mit einer Ionendosis von 1E15 bis 1E19 (Ions/cm2) und einer Beschleunigungsspannung von 0,5 bis 20 keV in der Gegenwart von einem inerten Gas durchgeführt werden, das aus der Gruppe bestehend aus Ar, O2, N2, Xe, Cf4, H2, Ne, Kr und Gemischen daraus, ausgewählt wird, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf limitiert. Die tatsächlichen Prozesskonditionen können abhängig von dem Typ des Substratmaterials geeignet festgelegt werden, was für die Fachleute offensichtlich sein wird.

Durch solch eine Oberflächenbehandlungsprozedur mit einem trockenen Ionenstrahl kann die Schälfestigkeit von dem Harzsubstrat mit dem anschließend gebildeten Metall-Seedlayer vergrößert werden. Das heißt, wie illustriert in 12, wird die Oberfläche von dem Polymermaterial für das Harzsubstrat angeregt, indem inerte oder reaktive Ionen verwendet werden, die eine Energie haben um stabile Verbinder zu bilden, welchen es erlaubt ist, chemisch mit dem reaktiven Gas (z. B. Sauerstoff) zu reagieren, so dass die wasserabweisende Oberfläche des Substrats in eine hydrophile umgewandelt wird, wodurch die Schälfestigkeit von dem Material vergrößert wird. Dabei ist es möglich, einen feinen Schaltkreis zu realisieren.

Auf dem Substrat 61, das mit einem Ionenstrahl oberflächenbehandelt ist, wird ein Metall-Seedlayer 64 mit einer gewünschten Stärke unter Verwendung von Vakuumbehandeln gebildet (9d).

Der Vakuumbehandlungssprozess wird beispielhaft durch Sputtern, thermische Verdampfung, oder E-Strahlbehandlung erläutert, aber er ist insbesondere nicht darauf limitiert, solange das Verfahren in der Fachwelt bekannt ist.

Der dadurch gebildete Metall-Seedlayer hat eine Stärke von 0,02 bis 4 &mgr;m, vorzugsweise von 0,02 bis 1 &mgr;m und insbesondere bevorzugt von 0,02 bis 0,5 &mgr;m. Insbesondere kann der Metall-Seedlayer, der vom Vakuumbehandeln resultiert, selektiv gebildet werden, um dünner zu sein als ein Metall-Seedlayer, der unter Verwendung eines konventionellen, feuchten, stromlosen Plattierungsprozess (2 bis 3 &mgr;m) gebildet ist und dabei kann eine Arbeitszeitdauer in einem folgenden Blitzätzprozess verringert werden, eine Produktivität kann vergrößert werden und eine Entstehung von Unterschneidungen kann verhindert werden, wodurch feine Kernschaltkreisdrähte mit hoher Dichte erhalten werden. Weiterhin wird ein trockener Vakuumbehandlungsprozess, der einen konventionellen feuchten stromlosen Plattierungsprozess ersetzen kann und damit in der Bildung von dem MetallSeedlayer verwendet werden kann, als umweltfreundlich angesehen, da kein Abwasser generiert wird.

Danach wird, wie in der Fachwelt bekannt, ein trockener Film 65, der als Auflagefotolack dient, auf eine vorbestimmte Region aufgebracht, die eine andere als die Musterplattierungsregion (9E) ist, wonach ein elektrolytisches Metallmuster plattiert wird und der trockene Film 65 beseitigt wird, womit eine Metallmusterplattierungsschicht 66 (9F) gebildet ist.

Der Teil von dem Metall-Seedlayer 64, der keine Musterplattierungsschicht 66 hat, wird durch typisches Blitzätzen (9G) beseitigt und das Durchgangsloch 63 mit der Musterplattierungsschicht 66 wird mit einer typischen leitenden Paste 67 gefüllt, die in der Fachwelt bekannt ist, wodurch eine Kernschaltkreisschicht komplettiert ist (9H).

Bei Betrachtung der 8B und der 10A bis 10F wird nun der Prozess zur Bildung der äußeren Schicht auf der Kernschicht von dem geschichteten PCB entsprechend der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Die Kernschaltkreisschicht von 9H wird einer typischen Oberflächenbehandlung unterzogen, wie Z.B. CZ-Behandlung (CZ 8100, erhältlich von MEC), um die Oberflächenrauheit von der Schaltkreisschicht zu vergrößern, um Schälfestigkeit für ein Material für ein Harzsubstrat sicherzustellen, wonach ein Substrat 71, das aus Epoxidharz oder Fluorharz gebildet ist, das dasselbe wie oder anders als das von der Kernschicht ist, darauf laminiert ist (10A).

Danach werden Sacklöcher 72 für die elektrische Verbindung zwischen den Schichten in dem Harzsubstrat 73 gebildet (10B). Nach einer typischen Oberflächenbehandlung durch einen Reinigungsprozess wird ein stromloser Plattierungsprozess durchgeführt, wodurch ein Metall-Seedlayer 73 mit einer Stärke von ca. 2 bis 3 &mgr;m erhalten wird (10C).

Danach wird ein trockener Film 74 auf eine vorbestimmte Region aufgebracht, die eine andere Region ist als die Region, die mit einem Schaltkreismuster korrespondiert und das Sackloch 72 umfasst (10D). Unter Verwendung des trockenen Films als Fotolack wird eine Metallmusterplattierungsschicht 75 durch Elektroplattieren gebildet (10E).

Danach wird der trockene Film 74 beseitigt und der Teil des Metall-Seedlayers 73, der keine Metallmusterplattierungsschicht 75 hat, wird durch typisches Blitzätzen beseitigt, wobei eine äußere Schaltkreisschicht komplettiert wird ( 10F).

Wahlweise kann der SAP, der in den 10A bis 10F gezeigt ist, zweimal wiederholt werden, um dadurch eine dritte Schicht bis zu einer sechsten Schicht zu bilden. Zusätzlich wird, wenn die äußerste Schicht von dem FCBGA aufgetragen ist, eine Lötabdeckung aufgebracht, ein offener Teil der Lötabdeckung wird durch einen typischen Lötabdeckungsöffnungsprozess gebildet und dann kann eine Erhebung durch stromloses Nickel/Goldplattieren gebildet werden, wie es typischerweise in der Fachwelt bekannt ist.

Das FCBGA, das sechs Schichten hat die so hergestellt sind, ist in 11 illustriert.

Wie in 11 illustriert, wird als Kernschicht ein erstes Harzsubstrat 81, das eine erste Schaltkreisschicht 82a, 82b und Löcher 83 enthält, und als äußere Schicht wird ein zweites Harzsubstrat 84a, 84b, das Sacklöcher und eine zweite Schaltkreisschicht 85a, 85b enthält, bereitgestellt und ein drittes Harzsubstrat 86a, 86b, das Sacklöcher und eine dritte Schaltkreisschicht 87a, 87b enthält, wird bereitgestellt. Zusätzlich wird als äußerste Schicht eine Lötabdeckung 88a, 88b bereitgestellt und ein offener Teil 89a, 89b der Lötabdeckung wird durch einen vorbestimmten Öffnungsprozess gebildet.

Abhängig von der Endverwendung eines geschichteten PCB kann der Bildungsprozess der äußeren Schicht mehrfach wiederholt werden und ein vorbestimmter folgender Prozess kann weiterhin durchgeführt werden.

Das geschichtete PCB, das so hergestellt ist, kann bei HDI, T-CSP, BGA, FCBGA, etc. verwendet werden und es kann ebenso für alle Produkte zur Realisierung feiner Schaltkreise verwendet werden ohne Begrenzung darauf.

Entsprechend dem Prozess zur Herstellung des geschichteten PCB von der vorliegenden Erfindung, weil das Harzsubstrat, das Metallschichten auf beide Oberflächen des Substrats laminiert hat, als Substrat für die Kernschicht in einer Stufe verwendet wird, in der die Metallschichten davon beseitigt werden, kann das Harzsubstrat mit einer Oberflächenrauheit (Ra < 0,8 &mgr;m) ausgestattet werden, die zur Realisierung hoher Schälfestigkeit ohne zusätzliche Oberflächenbehandlung geeignet ist. Weiterhin wird die Oberfläche des Substrats, die so angerauht worden ist, mit einem Ionenstrahl behandelt, wobei die Schälfestigkeit zu dem Metall (> 0,8 kgf/cm) vergrößert wird, was in der Realisierung eines feinen Schaltkreises resultiert. Weiterhin kann der Metall-Seedlayer unter Verwendung eines trockenen Prozesses anstelle von einem feinem, konventionellen, feuchten Prozess gebildet werden, so dass der feine Schaltkreis von der Kernschicht mit einer minimalen Oberflächenrauheit (Ra < 0,8 &mgr;m) durch einen umweltfreundlichen Prozess realisiert werden kann. Darüber hinaus können alle Schichten des geschichteten PCB, umfassend die Kernschicht und die äußere Schicht, einem SAP unterzogen werden, um so einen Schaltkreis zu bilden. Folglich ist es möglich, einen höchst zuverlässigen feinen Schaltkreis mit hoher Dichte zu realisieren.

Ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung kann durch die folgenden Beispiele erhalten werden, die zur IIlustration der vorliegenden Erfindung dienen, aber die nicht konstruiert sind, um die vorliegende Erfindung zu begrenzen.

Beispiel 1

  • A. Ein FR-4 CCL (Copper Clad Laminate, kupferkaschiertes Laminat) mit Kupferfolie, die auf zwei Oberflächen davon laminiert ist, wurde mittels eines FeCL2-Ätzmittels voll geätzt, wodurch die zwei Schichten der Kupferfolie beseitigt wurden. Das FR-4-Substrat, das keine Kupferfolie hat, wurde mechanischem Bohren ausgesetzt, das einen CNC-Bohrer (Computer Numerical Control) verwendete um ein Loch mit einem Durchmesser von ungefähr 100 bis 300 &mgr;m zu bilden und dann wurde es einer Oberflächenbehandlung mit einem Ionenstrahl bei einer Beschleunigungsspannung von ungefähr 1 keV und einer Ionendosis von 1E15 unter Verwendung von N2 Gas unterzogen. Danach wurde auf dem oberflächenbehandelten Substrat ein Cu-Seedlayer bis zu einer Stärke von ungefähr 0,3 &mgr;m unter Verwendung von DC-Sputtern abgelegt. Danach wurde eine Kupfermusterplattierungsschicht mit einer Stärke von ungefähr 10 bis 20 &mgr;m durch Kupfermusterlelektroplattieren gebildet mit H2SO4 (120 bis 160 gl/l), Cu (20 bis 40 g/l), Cl (20 bis 50 ppm) und einem kupraciden HL-Nivellierer (5 bis 15 ml/l), unter den Bedingungen, vorbestimmtes Luftflussvolumen (0,05 bis 0,15 m3/min), Temperatur (20 bis 25°C) und Stromdichte (F/B1,5ASD), wonach der Cu- Seedlayer durch Blitzätzen bei einer Ätzgeschwindigkeit von 2 m/min unter Verwendung von einem H2SO4/H2O2 Ätzmittel beseitigt wurde. Zum Schluss wurde das Loch mit einer Kupferpaste unter den Bedingungen, Viskosität von 3,0 pa.s, Vorheizbehandlung von 80°C/60 min und Aushärten bei 160°C/60 min gefüllt, womit eine Kernschaltkreisschicht fertig gestellt wird.
  • B. Die so erhaltene Kernschaltkreisschicht wurde einer CZ-Behandlung (CZ8100, erhältlich von MEC) ausgesetzt, um die Oberflächenrauheit von Kupfer zu erhöhen, um damit die Schälfestigkeit zu dem Substratmaterial sicherzustellen. Auf so einer Kernschaltkreisschicht wurde ABF zeitweise unter den Bedingungen, Temperatur von 100°C, Vakuumzeitdauer von 30 sec, Druck von 7 kgf/cm2 und Druckzeitdauer von 60 sec unter Verwendung einer ersten Vakuumlaminierungsvorrichtung geschweißt und dann wurde es unter den Bedingungen, Temperatur von 100°C, Druck von 10 kgf/cm2, und Druckzeitdauer von 90 sec unter Verwendung einer zweiten heißen Presse laminiert. Danach wurde unter Verwendung eines CO2-Lasers ein Sackloch mit einem Durchmesser von ungefähr 70 &mgr;m gebildet und in einem Schwellprozess wurden Schlieren bei 10 bis 12 pH aufgequillt und dann unter Verwendung von permanganischer Säure (CH4 + 12 MnO 4+ 14 OH → CO2– 3 + 12 MnO2– 4 + 9H2O + O2) beseitigt, um eine vorbestimmte Oberflächenrauheit zu bilden. Durch Neutralisation zum Beseitigen von dem Mangandioxidrisiduum (CH4 + 12 MnO 4 + 14 OH → CO2– 3 + 12 MnO2– 4 + 9H2O +O2) wurde danach die Reinigungsbehandlung durchgeführt und stromlose Kupferplattieren (Atotech) wurde unter der Bedingungen von CuSO4 + 2HCHO + 4NaOH ↔ Cu + 2HCO2Na + H2+ 2H2O + Na2SO4 durchgeführt, wobei ein Cu Seedlayer mit einer Stärke von ungefähr 3 &mgr;m gebildet wurde. Danach wurde durch Kupfermusterelektroplattieren (Evara) mit H2SO4 (120 bis 160 gl/l), Cu (20 bis 40 g/l, Cl (20 bis 50 ppm) und einem kupraciden HL-Nivellierer (5 bis 15 ml/l) unter den Bedingungen, vorbestimmtes Luftflussvolumen (0,05 bis 0,15 m3/min), Temperatur (20 bis 25°C) und eine Stromdichte (F/B1,5ASD), eine Kupfermusterplattierungsschicht mit einer Stärke von ungefähr 15 um gebildet, wonach der Cu-Seedlayer durch Blitzätzen bei einer Ätzgeschwindigkeit von 2 m/min unter Verwendung eines H2SO4/H2O2-Ätzmittels beseitigt wurde.
  • C. Das Substrat, das in b erhalten wurde, wurde zweimal einen Bildungsprozess unterworfen, der derselbe war wie der Prozess nach B., um damit eine äußere Schicht, die eine dritte Schicht bis eine sechste Schicht enthält, zu bilden. Unter den Bedingungen, Rollabstand: 370 &mgr;m, 350 &mgr;m und 320 &mgr;m, Rollpresse, Balkenpresse, Rollgeschwindigkeit: 1,2 bis 1,6 m/min und Trockentemperatur/Zeit: 78°C ± 2°C wurde eine Lötabdeckung aufgetragen und dann für einen ersten Zeittakt von 30 Sekunden und einen zweiten Zeittakt von 30 Sekunden vorgehärtet, so dass die Lösung von dem Lack beseitigt wurde und damit war die Oberfläche von dem aufgetragenen Lack teilweise gehärtet und getrocknet, um so geeignet für einen Belichtungsprozess zu sein. In dem Belichtungsprozess wurde UV-Licht auf die Oberfläche von dem aufgetragenen Lack mit einer Lichtintensität von 700 bis 900 mJ/cm2 bestrahlt und damit durch einen Arbeitsfilm/Glasmaske geleitet, um Fotohärten des Lacks zu induzieren, so dass der Lack eine Rolle als Fotolack in einer Entwicklungslösung spielen konnte. In dem Entwicklungsprozess wurde der fotogehärtete Teil von dem Lack als der Fotolack in Sodiumkarbonat (Na2CO3 1 %) verwendet, wohingegen der nicht fotogehärtete Teil davon gelöst und beseitigt wurde. Es wurde eine 1 % Na2CO3-Lösung (1 % Sodiumkarbonat) verwendet unter den Bedingungen, Na2CO3-Konzentration: 11 ± 1,0 g/l (SPEC: 10,5 ± 2,0 g/l), Na2CO3 pH: 10,0 bis 12,5, Na2CO3-Temperatur: 30 ± 3°C, Entwicklungsdruck, und Entwicklungsgeschwindigkeit, und UV-Härten wurde durchgeführt (die Oberfläche von dem entwickelten Lack wurde weiter fotogehärtet, so dass eine nicht ausreichende Lichtreaktion zusätzlich auf die UV-Belichtung induziert wurde um die SR-Eigenschaften zu vergrößern). Um die Schälfestigkeit zwischen dem nachgehärteten (vollständig getrockneten) Lack und dem Cu zu verbessern und um die Härte des Lacks zu vergrößern, wurde die doppelte Bindung von dem Härtemittel und des Lacks aktiviert und alle Harze in dem Härtemittel begannen in einem Nachhärtungsprozess zu reagieren, um in ein vollständiges Polymer zu resultieren. Die Bedingungen waren Temperatur/Zeit: 120°C/30 min und 150°C/60 min, der Teil des Schaltkreismusters, der mit einer Erhebung korrespondiert, wurde durch eine Lötöffnung geöffnet, wonach stromloses Nickelplattieren unter Konditionen von Bohrsäure: 22 bis 38 g/l, pH: 3,5 bis 4,5, Nickelsulfamat: 400 bis 500 g/l, Nickelchlorid: 8 bis 16 g/l, Fe: 200 ppm oder weniger, Cu: 200 ppm oder weniger und Temperatur: 45 bis 55°C, und dann stromloses Goldplattieren unter Konditionen von Au: 5,5 bis 7,5 g/l, pH: 6,1 bis 6,4, spezifische Gravitation: 1,09 bis 1,24, Fe: 50 ppm oder weniger, Cu: 18 ppm oder weniger, Ni: 350 ppm oder weniger, Zn: 5 ppm oder weniger, Tl: 5 bis 15 ppm und Temperatur: 65 bis 75°C, wurden nacheinander ausgeführt, womit ein FCBGA hergestellt wurde.

Die Schälfestigkeit von dem geschichteten PCB wurde so hergestellt und die Oberflächenrauheit von dem isolierenden Material wurde gemessen. Die Ergebnisse sind unten in Tabelle 1 angegeben.

Beispiel 2

Ein FCBGA wurde auf dieselbe Art wie in Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, dass Sputtern mit einem Ionenstrahl anstelle von dem DC-Sputtern in Schritt A verwendet wurde.

Die Schalfestigkeit von dem geschichteten PCB, der so hergestellt wurde, und, die Oberflächenrauheit von dem isolierenden Material wurden gemessen. Die Ergebnisse sind unten in Tabelle 1 angegeben.

Vergleichendes Beispiel 1

Ein FCBGA wurde auf dieselbe Art wie in Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme dass in Schritt A die Oberflächenbehandlung mit einem Ionenstrahl und die Behandlung unter Verwendung von dem DC-Sputtern ausgelassen wurden und der Cu-Seedlayer gebildet wurde, indem ein konventioneller, feuchter Prozess verwendet wurde, der Reinigung und stromloses Kupferplattieren umfasst, wie unten beschrieben.

Die Schälfestigkeit von dem geschichteten PCB, der so hergestellt wurde, und die Oberflächenrauheit von dem isolierenden Material wurden gemessen. Die Ergebnisse sind unten in Tabelle 1 angegeben.

Reinigen

Quellmittel (die als Verbesserer für optimales Ätzen bei pH von 10 bis 12 dienen, das heißt, sie agieren zum Aufquellen von Schlieren) → Dreistufiges Wasserwaschen → Behandlung mit permanganischer Säure (Beseitigen von Hauptschlieren und einer rauen Harzoberfläche) → einstufiges Wasserwaschen → zweistufiges Wasserwaschen → Neutralisierung (Beseitigung von dem Mangandioxidrisiduum) → dreistufiges Wasserwaschen → Trocknen.

Stromloses Kupferplattieren

Reiniger (der ein alkalischer chemischer Reinigungsprozess für hohe Schälfestigkeit ist und ein Verbesserungsprozess für Pd-Adsorption) → dreistufiges Wasserwaschen → Ätzen des Reinigers (Beseitigung der Cu-Oxidschicht und Anrauhen zum Sicherstellen der Schälfestigkeit zwischen den Cu-Schichten) → dreistufiges Wasserwaschen → Voreintauchen (Beseitigen von Persulfatresten und Agieren als ein Voraktivator) → Aktivator (Pd-Ion (nicht kolloidaler Typ) Adsorption) → dreistufiges Wasserwaschen → Reduzierer (Reduktion von Pd-Ion zu Pd mit einer Funktion wie ein Katalysator) → dreistufiges Wasserwaschen → chemisches Kupfer (Anordnen von Cu-Ion in einer Cu-Schicht unter Verwendung des Pd-Katalysators) → dreistufiges Wasserwaschen → Trocknen.

Tabelle 1

Wie es aus Tabelle 1 ersichtlich ist, ist in dem Fall, in dem das geschichtete Substrat mit einem konventionellen feuchten Prozess (vergleichendes Beispiel 1) hergestellt wurde, die Schälfestigkeit ungefähr 0,5 kgf/cm und die Oberflächenrauheit war 1,0 &mgr;m, um die Bildung von einem Abstand von 36 &mgr;m (Linie/Raum = 18/18 &mgr;m) zu ermöglichen. Allerdings war in dem Fall, in dem das geschichtete Substrat mit einem trockenen Prozess entsprechend der vorliegenden Erfindung (Beispiel 1 und 2) hergestellt wurde, die Schälfestigkeit ungefähr 0,9 kgf/cm und die Oberflächenrauheit war relativ klein bis zu dem Ausmaß von 0,9 &mgr;m. Dabei kann ein feiner Schaltkreis mit einem Abstand von 20 &mgr;m (Linie/Raum = 10/10 &mgr;m) realisiert werden und eine schnellere Signalübertragungsrate kann ebenfalls erreicht werden.

Obwohl die bevorzugten Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu dem Verfahren zur Herstellung des geschichteten PCB mit der Absicht zur Illustration offenbart worden sind, werden die Fachleute erkennen, dass verschiedene Modifikationen, Zusätze und Substitutionen möglich sind, ohne den technischen Gedanken der Erfindung zu verlassen.

Wie hierein beschrieben stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines geschichteten PCBs bereit. Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Harzsubstrat, das Metallschichten hat, die auf beiden Oberflächen des Substrats laminiert sind, voll geätzt und damit wird das Substrat mit einer Oberflächenrauheit ausgestattet, die zur Realisierung einer hohen Schälfestigkeit ohne zusätzliche Oberflächenbehandlung geeignet ist, wonach die Metallschaltkreisschicht von der Kernschicht durch SAP gebildet wird, vorausgesetzt dass der Metall-Seedlayer mit einem trockenen Prozess gebildet ist, der die Oberflächenbehandlung mit einem Ionenstrahl und Vakuumbehandeln umfasst, anstelle von einem konventionellen feuchten Prozess, der feuchtes Ätzen und stromloses Plattieren umfasst, wobei die Schälfestigkeit des Materials vergrößert wird.

Weiterhin wird in dem Prozess zur Bildung des Metall-Seedlayers mittels einem konventionellen stromlosen Plattierungsprozess, weil die Schicht so gebildet wird, dass sie relativ stark ist, bis zu einem Ausmaß von ungefähr 3 &mgr;m, die Zeitdauer, die für das Blitzätzen, wie (auch) für einen folgender Entfernungsprozess des Metall-Seedlayers, erforderlich ist, ist vergrößert und Unterschneidungsprobleme können verursacht werden. Allerdings kann in der vorliegenden Erfindung durch die Oberflächenbehandlung mit einem Ionenstrahl und Vakuumbehandeln ein dünnerer Metall-Seedlayer gebildet werden, wobei die Prozesszeitdauer reduziert wird, was zu hoher Produktivität führt. Ebenso können die Unterschneidungsprobleme gelöst werden. Daher ist es möglich, ein feines Schaltkreismuster mit hoher Dichte zu realisieren.

Weiterhin werden die konventionelle feuchte Oberflächenbehandlung und das stromlose Plattieren durch die Oberflächenbehandlung mit einem trockenen Ionenstrahl und mit Vakuumbehandeln ersetzt und damit wird die Schälfestigkeit zu dem Metall vergrößert (> 0,8 kgf/cm), wobei es möglich wird, einen feinen Schaltkreis in einer umweltfreundlichen Art zu realisieren, der einen Abstand nicht größer als 40 &mgr;m (Linie/Raum = 20/20 &mgr;m) hat.

Zusätzlich können, weil die Kernschicht von dem geschichteten Substrat ebenso durch SAP für hohe Schälfestigkeit zwischen dem Substrat und der Metallschaltkreisschicht gebildet ist, alle Schichten des geschichteten Substrats durch SAP hergestellt werden und damit kann ein höchst zuverlässiger feiner Schaltkreis sichergestellt werden.

Die Veränderungen, Erweiterungen und Substitutionen fallen in den Rahmen der vorliegenden Erfindung wie in den beigefügten Ansprüchen offenbart.


Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung einer geschichteten gedruckten Leiterplatte, die eine Kernschicht und eine äußere Schicht umfasst, wobei die Kernschicht hergestellt wird durch:

(a) Bereitstellen eines ersten Harzsubstrats mit Metallschichten, die auf zwei Oberflächen des Substrats laminiert sind;

(b) Beseitigen der Metallschichten von den zwei Oberflächen des Harzsubstrats;

(c) Bilden eines Durchgangsloches in dem ersten Harzsubstrat, das keine Metallschichten für die elektrische Verbindung zwischen Schichten hat;

(d) Aussetzen des ersten Harzsubstrats mit dem Durchgangsloch einer Oberflächenbehandlung die Ionenstrahlen verwendet;

(e) Bilden eines ersten Metall-Seedlayers auf dem ersten Harzsubstrat, das oberflächenbehandelt ist, unter Verwendung von Vakuumbehandeln;

(f) Bilden einer ersten Metallmusterplattierungsschicht auf dem Substrat, das den ersten Metall-Seedlayer hat, unter Verwendung von Elektroplattieren;

(g) Beseitigen eines Teils von dem ersten Metall-Seedlayer, der keine erste Metallmusterplattierungsschicht hat; und

(h) Füllen des Durchgangslochs mit einer leitenden Paste, wodurch eine Kernschaltkreisschicht gebildet wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1 wobei die Oberflächenbehandlung unter Verwendung von Ionenstrahlen durchgeführt wird in der Gegenwart von einem inerten Gas, das aus der Gruppe gewählt ist, die aus Ar, O2, N2, Xe, CF4, H2, Ne, Kr und Gemischen davon besteht. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vakuumbehandeln mittels Sputtern, thermischer Verdampfung oder E-Strahlbehandlung durchgeführt wird. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Metall-Seedlayer eine Stärke von 0,02 bis 4 &mgr;m hat. Das Verfahren nach Anspruch 4, wobei der erste Metall-Seedlayer eine Stärke von 0,02 bis 1 &mgr;m hat. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die äußere Schicht hergestellt wird durch:

(i) Laminieren eines zweiten Harzsubstrats auf die Kernschaltkreisschicht;

(j) Bilden eines Sacklochs in dem zweiten Harzsubstrat zur elektrischen Verbindung zwischen Schichten;

(k) Bilden eines zweiten Metall-Seedlayers auf dem zweiten Harzsubstrat mit dem Sackloch unter Verwendung von stromlosen Plattieren;

(l) Bilden einer zweiten Metallmusterplattierungsschicht auf dem Substrat mit dem zweiten Metall-Seedlayer unter Verwendung von Elektroplattieren; und

(m) Beseitigen eines Teils von dem zweiten Metall-Seedlayer, der keine zweite Metallmusterplattierungsschicht hat.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Harzsubstrat Epoxidharz oder Fluorharz umfasst. Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei das zweite Harzsubstrat umfasst: Epoxidharz oder Fluorharz. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Metall Kupfer ist.






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