专利名称：用于固定及处理薄膜材料的方法
技术领域：
本发明涉及固定及处理薄膜材料的方法，该薄膜材料是诸如那些用于形成多层印刷电路板的嵌入式电子元件。
人们一直对印刷电路的小型化感兴趣。在大部分使用的印刷电路板中，电路图用传统方式印刷，尤其是感光树脂技术。诸如电容和电阻等附属元件经常作为独立元件提供且借助手工或自动方式被焊接到印刷电路上。这些元件在印刷电路板上拥有“不动产”，且焊接到电路板上的过程是困难或昂贵的。
相应地，在所提议的结构中，诸如电容和/或电阻等元件通过电路化加工程序沿电路图安装。这种结构的例子在美国专利号5,079,069，5,155,655，5,161,086，5,261,153，5,347,258，和5,466,892中能找到，在此将每一篇的教导合并来参考。典型地，大多数这种结构是与绝缘材料层压在一起以形成多层印刷电路板。
嵌入式电路元件包括导线，电容，电阻和感应线圈，所有上述元件可以通过化学加工薄膜的方式来生产。术语“薄膜材料”在此指包括诸如金属箔的单层膜，及薄膜叠层，该叠层是诸如带有特定电性能的两层或多层的叠层，或是由一层支撑膜和一层或多层有特定电性能的材料形成的叠层。
由于这种薄膜物质几乎没有机械强度，它们独自不能经受传送带式的化学加工过程，因而必须被固定在一刚性托架上。这种薄膜物质可以通过一刚性框或沿薄膜边缘的胶带固定在托架上。机械框施加和移动的劳动强度较大。已经知道胶带在加工过程中易于脱落，从而导致被加工薄膜材料的损坏。
本发明提供了一种用于传送带化加工中固定薄膜材料的方法。其中提供一刚性托架，其表面尺寸大于薄膜材料的表面尺寸，以致薄膜可以放置在托架的表面，而让托架的周边露出来。将粘合剂按设计的图案涂敷在托架表面，以便至少粘在薄膜的周边。这种图案可以是仅沿着固定薄膜周边的部分或遍及整个托架。粘合剂选择那些对托架表面的粘性大于对薄膜的粘性的粘合剂，以使其对薄膜表面的粘合力足够低以便在不损坏薄膜的情况下，薄膜可以随后从粘合图案上剥落。将薄膜粘到粘合图案上。将感光树脂层涂敷在整个薄膜上，以致感光树脂层遍布托架露出的周边区域。感光树脂层被暴露在被构图的光化学辐射之下，光化学辐射的图案是这样的以便在感光树脂层随后的显影中，感光树脂的周边区域保持在托架表面的周边区域上，并向内延伸进薄膜的周边部分，以便在随后地加工中有效地固定薄膜。随后进行薄膜的化学加工，通常沿传送带进行。加工后，残留在薄膜上的抗蚀性物质被除去，从而从残留的抗蚀性物质的周边区域松开薄膜。薄膜随后从粘合图案上剥落。
图1是粘到刚性托架上的薄膜叠层的平面图。
图2是粘到刚性托架上的薄膜叠层的横剖视图，感光树脂层涂敷于薄膜上。
图3是图2所示结构在被暴露在被构图的光化学辐射之下且被显影后的横剖视图。
图4是图3所示结构的平面图。
图5是图4所示结构在薄膜叠层的顶层被腐蚀后的横剖视图。
图6是图5所示结构在残留抗蚀物质已被除去后的横剖视图，显示了电路叠层正从粘合剂上剥离。
实施例的具体说明本发明涉及一种通过侵蚀性化学处理设备加工薄膜材料的方法，该方法不损伤薄膜且处理最小。
“薄膜”和“薄膜材料”在此指的是包括诸如金属箔的单层薄膜材料或多层叠层。单层箔，诸如铜箔可用作薄膜材料。但是，如果用于形成印刷电路，铜箔所具有的任何机械强度将被电路化加工减弱；因而，一般这样的箔被层压成用于加工的支撑膜。即使带有支撑膜，叠层产品仍必须用刚性托架支撑。
美国专利申请号09/283,100的教导在此一起作为参考，其讲述了用于形成电容器的薄膜叠层结构。它包括两层结构和三层结构，其中两层结构是如二氧化硅的绝缘材料，该材料被沉积在金属箔上，在三层结构中，二氧化硅夹在一金属箔层和被沉积的金属层之间。
美国专利申请号09/198,954的教导在此一起作为参考，其描述了用于形成嵌入式电阻的薄膜材料。它包括被沉积在聚酰亚胺膜上的例如涂有二氧化硅的铂的电阻性材料，及被沉积在金属箔上的电阻性材料。
所有上述材料，以及许多其它可以想象的薄膜结构都适于用本发明的方法进行处理。
图1描述的是一个由粘合图案层12粘贴到刚性支撑板11上的薄膜10。为便于描述，而非一种限定，薄膜材料可以是聚酰亚胺支撑板13上的铜层14。
托架11是经选择的刚性结构的材料以便承受在薄膜10的化学加工过程中的化学侵蚀。用于托架11的合适材料包括，而不限于玻璃纤维，酚醛树脂结构，玻璃和金属板。
粘合剂12选择粘性小的粘合剂，以便薄膜10在加工后能被剥离。粘合剂12粘到托架11上的粘性大于粘到薄膜10表面的粘性，以便粘合剂不会粘在最终的产品上。粘合剂最好耐化学加工，以便不必在每次对新薄膜10进行处理时将其重新涂敷在托架11上。合适型号的粘合剂在3M Post-It的目录中使用过，这种粘合剂在美国专利号3,691,140，4,166,152和4,786,696中都被描述，将每一篇的教导合并来参考。这种粘合剂可以以已知施加方法被涂敷，诸如喷涂，辊涂，浸涂等，或者它可以从胶带上转印。如图1所示，托架11的表面尺寸大于薄膜10的表面尺寸，以便托架11表面周边区域15成了薄膜10的镶边。粘合图案层12至少沿薄膜的周边延伸以便固定薄膜的边缘，但也可以涂敷在薄膜10所在区域的整个表面。
薄膜10被放于粘合剂上后，感光树脂层17被涂敷于薄膜表面，并如图2所示遍布在托架11表面的整个周边区域15上。感光树脂可以作为液体涂敷，或通过传统方法形成干的薄膜。感光树脂可以是阴图型的，也可以是阳图型的，但是此处依照阴图型的感光树脂来描述。
感光树脂层17通过原稿(未示出)被暴露在被构图的光化学辐射之下，使抗蚀物的被暴露部分不溶于显像液。原稿是这样的，即除了在显影的感光树脂中保留一电路化图案17a外，一周边部分17b还留在托架11表面周边部分15上，周边区域17b向着薄膜10的边缘内延伸，以作为图3和4所示的支撑“框”留下。
显像后，诸如氯化铁的侵蚀剂被用于将留在电路图14a中的铜片暴露部分从电路图14a上腐蚀掉。抗蚀剩余物随后被除去，电路板18(图6)的边缘被松开。如图6所示印刷电路14随后可以从粘合剂12上剥离以用于随后的加工，诸如嵌入在多层印刷电路板上。
还有许多本发明适用的加工方法，上述电路化加工仅是本发明的例证。如上面提及的美国专利申请09/283,100所述，二氧化硅作为绝缘材料可以被氟化氢或硼氟酸溶液腐蚀。上述美国专利申请09/198,954描述了腐蚀工艺，其中涂有二氧化硅的铂电阻层通过腐蚀工艺可从导电金属层上腐蚀掉。腐蚀工艺借助涂有二氧化硅的铂的疏松性质，用于底层金属层的腐蚀剂渗透过涂有二氧化硅的铂层。金属与涂有二氧化硅的铂之间的交界面一被毁坏，且底层金属层发生显著的腐蚀前，涂有二氧化硅的铂从交界面被毁坏的区域腐蚀掉。因而本发明也适用于薄膜电容器和电阻器以及导电电路的形成。
权利要求
1.一种用于在传送带化加工中固定薄膜材料的方法，包括提供一刚性托架，其表面尺寸大于所述薄膜材料的表面尺寸，以致薄膜可以放置在所述托架的表面，而让所述托架的周边露出来，将粘合剂按设计的图案涂敷在所述托架的所述表面，以便至少粘在所述薄膜的周边，所述粘合剂选择那些对托架表面的粘性大于对薄膜的粘性的粘合剂，以使其对所述薄膜表面的粘合力足够低以便在不损坏所述薄膜的情况下，薄膜可以随后从粘合图案上剥落，将薄膜粘到粘合图案上，将感光树脂层涂敷在整个所述薄膜上，以致感光树脂层遍布在托架露出的周边区域上，感光树脂层被暴露在被构图的光化学辐射之下，所述光化学辐射层的图案是这样的以便在随后的显影中，所述感光树脂的周边区域保持在所述托架表面的所述周边区域上，并向内延伸过所述薄膜的周边部分，以便在随后的加工中有效地固定所述薄膜。
2.一种处理薄膜的方法，其包括用权利要求1的方法在托架上固定薄膜，将所述被固定在托架上的薄膜暴露于处理化学制品之中，从所述被固定在托架上的薄膜上除去抗蚀物以便从所述感光树脂的周边区域松开薄膜，随后从粘合剂上剥离薄膜。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于感光树脂是阴图型的。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于感光树脂是阳图型的。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述薄膜是导电材料。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述薄膜是电阻性材料。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述薄膜是绝缘材料。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述薄膜是叠层制品，该叠层制品包括一支撑薄膜和至少一层具有所要求电特性的层。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述薄膜是叠层制品，该叠层制品包括至少两层具有所要求电特性的层。
10.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述托架耐所述的处理化学制品的腐蚀。
全文摘要
固定薄膜在刚性托架上,随后暴露于处理化学制品中,薄膜起初以弱粘合剂粘于刚性托架上,以便于随后可以从托架上剥离。感光树脂涂敷于薄膜表面,并沿薄膜边缘遍布于托架的周边区域上。感光树脂经光化学辐射曝光成象,于是当感光树脂随后被显像时,感光树脂的周边区域保留在托架的周边并向内伸展在薄膜的周边以便在传送带式的化学加工过程中有效固定薄膜。抗蚀物最终被除去以松开薄膜,而薄膜从粘合图案上剥离。
文档编号H05K3/46GK1349375SQ0013440
公开日2002年5月15日 申请日期2000年10月17日 优先权日2000年10月17日
发明者理查德·W.·卡彭特 申请人:莫顿国际公司