Способ нанесения фоторезиста на подложку печатной схемы с отверстиями

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ((ц89099 7 (61) ДополннтельныА к патенту(22) Заявлено 20.1 1.78 (21) 2687105/18-21 (23) Приоритет - (32) 21.1 1.77 (31) 14182/77 (33) Швейцария (51) М. Кл.

Н 05 К 3/00

0 03 С 1/74

Геаударетвеииый комитет

СССР

Опубликовано 15.1 2.81 Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 15.1231 ао аеллм изобретений и открытий (53) УДК 621 396..6.049 75.002 (088. 8) !

Иностранцы (Э. Лозерт {фРГ) и Х. Рембольд (Швейцария) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Циба-Гейги АГ" (Швейцария) (71) Заявитель (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ФОТОРЕЗИСТА НА ПОДЛОЖКУ

ПЕЧАТНОЙ СХЕМЫ С ОТВЕРСТИЯМИ

Изобретение относится к микро" электронике и может быть использовано в технологии изготовления печатных схем.

При изготовлении печатных схем со а сквозными контактными переходами с одной стороны подложки на другую целесообразно нанесение защитной маски на схему до пайки. Данные защитные маски решают задачу защиты всех участ- !0 ков поверхности схемы, которые не должны иметь контакта с припоем в процессе пайки, и тем самым решать задачу устранения нежелательных токопроводящих перемычек между печатными 15 проводниками. Одновременно эти маски из лака выполняют функцию изоляционного слоя для готовой схемы.

В настоящее время для получения защитных масок используют чувстви- 20 тельные к ультрафиолетовым лучам фоторезисты с высокой разрешающей способностью.

Известен способ нанесения сухого пленочного фотореэиста, заключающий- 25 ся в напрессовывании пленки на подложку с помощью нагретого валика.

Эту пленку фотореэиста закрывают негативом, засвечивают ультрафиолетовыми лучами и затем, удалив негатив, соответствующими проявителями удаляют растворением незасвеченные места.

Вследствие этого возникает рисунок маски, имеющий четкую структуру P1) .

Недостаток данного способа заключается в том, что он требует трудоемкой технологии для нанесения защитных пленок на поверхность печатной схемы с хорошим сцеплением и беэ пузырьков воздуха. Если между пленкой и схемой остаются даже незначительные следы влаги, воздуха или других пылевидных загрязнений, то при последующем процессе пайки наблюдается появление пузырей и отслоение .защитной маски.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является способ, нанесения фоторезиста на подложку, основанный на поливе светочувствитель"

0997 4

4$ ,$$

3 89 ного раствора в виде свободно падающего потока на движущуюся подложку при скорости падения потока 60160 м/мин (21.

Однако при используемых режимах невозможно получить покрытие высокого качества и одновременно избежать закупорки отверстий жидким фоторезистом при его поливе на подложку.

Цель изобретения - повышение качества гюкрытия и уменьшение закупорки фотореэистом отверстий.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу нанесения фотореэиста на подложку печатной схемы с отверстиями, основанном на поливе раствора фоторезиста в виде свободно падающего потока на движущуюся подложку при скорости падения потока на подложку 60-160 м/мин, при поливе исгюльзуют раствор фоторезиста с вязкостью

500-1200 мПа-с.

Температура раствора фоторезиста по меньшей мере на 20ОС выше температуры подложки печатной схемы.

Раствор фоторезиста в виде свободно падающего потока накладывают на транспортируемую через этот поток подложку, причем, во-первых, вязкость жидкого вещества регулируют так, что она при падении на подложку печатной схемы составляет 500-1200 мПа-с, предгючтительно 600-900 мПа-с, во-вторых, высоту потока устанавливают такой, что скорость его при падении на подложку составляет около 60-160 м/мин, предпочтительно 70-120 м/мин, и в третьих, скорость транспортирования подложки выбирают равной или. несколько меньше, но предпочтительно больше конечной скорости потока.

На чертеже схематически показана литьевая машина для осуществления способа.

Литьевая машина содержит литьевую головку 1 со щелью 2, транспортирующее устройство с двумя ленточныью конвейерами 3 и 4, запасную емкость 5, питающую линию 6, насос 7, отводящий трубопровод 8 (расстояние H между головкой 1 и конвейерами 3 и 4 предгючтительно регулируется перемещением головки по высоте, подобным же образом в широких диапазонах регулируются ширина щели 2, производительность на" соса 7 и скорость конвейеров или соответственно скорость вращения приводящего их в движение двигателя (не изображен)1, подложки 9 печатной схе"

lS

2$

3S мы, поток 10 раствора фотореэиста, покрытие 11 иэ фотореэиста.

Покрываемые подложки 9 печатных схем транспортируются на ленточных конвейерах 3 и 4 под головкой 1. При этом выходящий из щели 2 раствор фоторезиста свободно падает потоком

10 на подложки и образует на них тонкое покрытие 11 иэ фотореэиста. Так как подложки очень тонки по сравнению с высотой потока, расстояние между головкой и подложками практически равно расстоянию Н между головкой и ленточными конвейерами. Высоту потока и скорость транспортировки можно подобрать такими, чтобы покрытие иэ фотореэиста проявилось в качественную защитную маску. Для изготовления защитной маски применяется литьевая мамашина изображенного на чертеже типа фирмы "Бюркле и Ко., Машиненфабрик", фройденштадт, ОРГ, модели LZKL 400.

Пример 1. Защитная маска с использованием данного способа нанесения фотореэиста изготавливается следующим образом. При температуре окружающей среды приблизительно 25 С в литьевую машину (емкость 5) загружают следующий 393-ный раствор полимера, имеющий при комнатной температуре вязкость около 750 мПа-с. В состав раствора входит 1500 г светочувствительной эпоксидной смолы с молекулярным весом 2000 и содержанием эпоксида 0,8-1,0 А еди/кг, 48 r

2,6 ксилилбигуанида, 1000 г 1-ацетокси-2-этоксиэтана, 1300 г этиленгликольмонометилзфира, 3 г красителя.

При высоте литьевой головки 100 мм и ширине литьевой щели 0,6 мм скорость падения потока составляет на его нижнем конце около 70-90 м/мин. Скорость движения конвейеров составляет

130 м/мин. Покрываемая подложка пе" чатной схемы имеет размер 210х300 мм и отверстия с диаметром 0,8 мм. После нанесения покрытия данная плата имеет покрытие из фоторезиста весом

6,10 г. После последующей сушки в течение 60 мин при 80ОС в проветриваемом сушильном шкафу толщина покрытия на печатных проводниках шириной 2 мм составляет 20-22 м. Отверстия покрыты тонким покрытием из фоторезиста толь" ко у их верхнего крал. Покрытые таким образом печатные схемы подвергают эасвечиванию через фотошаблон 30 с

5000-ваттной металлогалогенной лампой

890997 формула изобретения

5 ультрафиолетового излучения и затем проявляют в растворе циклогексанона. Проверка отверстий, а также рисунка защитной маски показывает, что отверстия чисты, а контуры имеют высокую резкость.

После отверждения в течение ч при 130 С печатную схему, покрытую маской, проводят через обычную волну припоя при 260 С. После этой процедуры защитная маска не разрушается, а отверстия заполнены оловянным припоем.

Пример 2. Подложки печатных плат форматом 400х550 мм и минимальными проводящими дорожками шириной

300 мкм, высотой 80 мкм при расстоянии между ними 350 мкм и минимальными диаметрами отверстий 0,8 мм покрываются слоем 373-ного раствора фоторезиста с вязкостью 520 мПа-с. В состав раствора входит 5000 г содержащего эпоксидную группу фотополимера с молекулярным весом около 2600 и содержанием эпоксида около 0,8 Аеди/кг, 160 г о-толуилбигуанида, 5300 r 1-ацетокси-2-этоксиэтана, 2500 г монометилового эфира этиленгликоля, 2500 г циклогексанона.

Подложки обезжиривают 1,1,1-трихлорэтаном и высушивают при 80 С. Нанесение фоторезиста на нагретые подложки осуществляется при следующих условиях:

Скорость ленточного конвейера, м/мин 120

Высота потока раствора, мм 120

Ширина зазора щели, мм 0,5

Скорость падения потока на подложку, м/мин Около 100

Вес нанесенного слоя составляет, г/м 125

После просушки покрытия 10 мин и о сушки в инфракрасной печи при 80-120 С в течение 2 мин растворитель испаряется и после охлаждения в течение 90 с наносится на другую сторону подложки при тех же у сло виях и высуши вает ся.

На подложки с нанесенными покрытиями из фоторезиста накладывают фотомаски и в течение 45 с производится засветка металлогалогенной лампой мощностью 5000 Вт. Неосвещенные участки покрытия удаляют растворением циклогексаноном в распылителе при давлении около 2,5 бар. После отверждения подложки с защитными масками из фоторезиста проводят через волну

6 припоя при 260 С. Маска не разрушается, отверстия заполняются оловянным припоем, что свидетельствует о том, что печатные контакты свободны от фоторезиста.

Пример 3. Для нанесения фоторезиста на подложки печатных схем с минимальным расстоянием между проводящими дорожками 500 мкм, тол10 щиной дорожки 70 мкм и минимальным диаметром отверстий и 1,5 мм применяется 42> раствор фоторезиста. В состав раствора с вязкостью 1160 мПа-с о при 24 С входит 5000 r фотополимера, 15 содержащего эпоксидную группу с молекулярным весом около 260 и содержанием эпоксида около 0,8 Аеди/кг, 160 г о-толуилбигуанида, 3300 г 1-ацетокси-2-этоксиэтана, 2500 г морв нометилового эфира этиленгликоля, !200 г циклогексанона, 10 r диаэрирующего вещества.

Фоторезист наносится при следующих условиях:

2 Скорость ленточного конвейера, м/мин 110

Высота падения лака,мм !2

Ширина зазора щели, мм 0,6

Скорость падения потока при падении на подл ож ку, м/ми н 100-120

Вес нанесенного слоя составлял, г/м 130

Подложки печатных схем с нанесен35 ным фоторезистом после 10-минутной выдержки высушивают в печи непрерывного действия при 100-120 С 90 с.

После охлаждения в течение 90 с фоторезист наносится на другую сторону подложки. Дальнейшая обработка (за49 светка, проявление, сушка) осуществляется как в примере 2.

Так как в отверстия заливается лишь незначительное количество раствора фоторезиста, то после.засвечивания можно качественно проявить защитную маску и при этом удалить из отверстий все остатки смолы.

М

1. Способ нанесения фоторезиста на подложку печатной схемы с отверстиями,ocHoBBHHblH на поливе раствора фоторезиста в виде свободно падающеИ го потока на движущуюся подложку при скорости падения потока на подложку

60-160м/мин, отличающийс я тем, что, с целью повышения качества покрытия и уменьшения заку890997

Составитель О. Павлова

Редактор В. бобков Техредл. Пекарь Корректор Г. Огар

Заказ l1054/89 Тираж 892 Подпи снов

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

Р по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, N-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал Апп "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 порки фоторезистом отверстий, при поливе используют раствор фоторезис" та с вязкостью 500-1200 мПа с.

2. Способпоп. 1, отличаю" шийся тем, что температура ра" створа фоторезиста по меньшей мере на 20еС выше температуры подложки пе" чатной схемы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Патент СОЛ N 3883352, кл. 96-35.1 1975.

2. Акцептованная заявка ФРГ

11 1928025, кл. G 03 С 1/74, 1974 (прототип).