[其他]印刷电路板中通孔的暂时密封方法

说明书

本发明涉及印刷电路板的制造，具体来说是在加工过程中暂时密封印刷电路板片上的通孔的方法。

在印刷电路板制造中，光致抗蚀剂用来将电路的轮廓转移到电路板的铜表面上。光致抗蚀剂这个名字界定了这种材料的双重作用的本质。首先它是一种感光聚合物，它的化学性质经紫外线照射而改变。这暴光是有选择地通过一个掩模勾划出所界定的电路轮廓来实现。在将感光聚合物显影后那双功能即起作用，软的无用部分从铜表面上冲洗掉，留下来的虽是被掩模勾划出轮廓那些部份的经硬化的聚合物保护复盖层。在应用中，这保护复盖层抗御了腐蚀加工从而只有没保护的铜被腐蚀掉。当抗蚀剂最后去掉时，下面的被保护的铜电路线条就成为电路板的电导体。

印刷电路板制造工艺发展的一个实际尺度是铜电路线条的宽度和其间的距离。由于每平方英寸的元件与电路密度提高了，电路线条的宽度与其间的距离必须降低。现有的水平是线宽10密耳配10密耳间距。这几何要素最终决定于能保证容差在本工业认可范围内的电路板的可靠加工工艺。正常生产中，10密耳宽的电路线条的容差可以控制在正负1密耳内，如果其间的距离是10密耳，那就很少机会发生断线或线间短路。但是，如果那几何要素降低到1密耳线条1密耳距离，先前定的容差就变成不可接受，加工工艺必须提高到能够实现与保持一个更严格的容差。

连接电路板两面电路的最可靠与有效的方法是用金属化孔（镀通孔）。在电路图形腐蚀在电路板的铜表面内之前，电路板两面间需要连接的点首先定好位并在这些位置上钻通孔。一个复杂的电路可有几百个通孔，每个有它自己的规格与容差，使每个通孔的精度、质量与洁净度成为关键。一般来说，在电路图形界定以后，沿着每个通孔壁镀上铜导体将一面的铜电路跟另一面连接起来。要提供一个好的镀层连接，此孔必须是洁净的，没有任何光致抗蚀剂或其他污染。镀层连接必须是几乎是完善的，因为每通孔的直径由于铜度层的厚度而减小了。最后的孔径一定要足够大以便插入电路板元件的引线，但不能过大使最终连接时焊锡灌不满。

一般用两个方法来施加光致抗蚀剂到电路板的铜表面上。一个是涂覆另一个是叠片。用涂覆的方法，将一个含有用溶剂溶解的感光聚合物的流体施加到铜表面上形成一个薄的均匀层。溶剂挥发掉剩下一层光致抗蚀剂的均匀薄膜沉积在铜表面上。用叠片的方法，将一层事先在一个载体网膜上涂覆并干燥的光致抗蚀膜加热并加压而粘到铜表面上，然后将载体网膜剥去。

现今绝大多数电路板用干膜法生产，主要是由于这两个原因。第一，没有引起安全、人员、环境或处理问题的溶剂。第二，没有液体光致抗蚀剂流入通孔内来污染通孔并危害镀通连接的完整性。干膜法这两个比涂覆法优越的优点是有重大价值的，但是要付出一定代价。一个代价是经济上的，因为干膜每平方方英尺的价格约为涂布光致抗蚀剂的三倍。另一个更昂贵的代价是工艺技术上的。一直不能够可靠地生产出厚度在1密耳以下的干膜。为了降低线条间距离使电路密度能显著地提高，就需要将光致抗蚀剂的的厚度降低到约0.1到0.2密耳。只有用液体涂覆工艺才可以获得在这个厚度范围内的可靠的粘附得很好的光致抗蚀剂。跟液体光致抗蚀剂相关连的溶剂的处理经已解决，但是在任何液体涂覆工艺能够可靠地采用之前，电路板片内的通孔一定要暂时地密封。

要在印刷电路板片上在涂覆光致抗蚀剂前暂时密封其上的通孔，有三个主要问题要克服。第一，密封材料必须防止任何显著数量的光致抗蚀剂进入通孔内。第二，密封材料必是化学上惰性的，机械上坚固的并且附着力足够强使它在随后的加工过程中保持其密封功能。最后也是最重要的是密封材料必须完全地可从每一个通孔中去除而不在孔壁上留下任何污染或残余。

曾建议过不同的方法来暂时密封通孔。在美国专利2，965，952号中描述的早期的工作涉及用一种诸如蛋白物质的惰性材料填充通孔。正如该专利所指出的那样，填充的过程与后来清理金属化孔的过程是很费时间的，并需要用一个电镀过程来确保填充材料只存在于通孔内而不在铜表面上。美国专利2，965，952号企图用贴花膜作为腐蚀溶液的抗蚀剂来解决填充与清理问题。贴花膜包含多个带粘合剂背衬的片条伸展在印刷电路板的孔上。这步骤要求保护片条精确的对准并且同样费时间。美国专利3，725，215号描述了一种印刷电路板内小开孔的填充掩盖。这工艺过程利用一个光致硬化材料放入通孔内，带有一垫片以防止该材料掉出来。填充通孔后，将光致硬化材料暴露在辐射能下让它硬化。仍然，这过程是费时间的并需要很小心不让那光致硬化材料伸展超出通孔的周边。

因此本发明的总的目的是提供一种暂时密封印刷电路板片通孔的改进的方法。