[发明专利]将光掩膜敷到印刷线路板上的装置

说明书

本发明涉及一种用于将光掩膜敷到印刷线路板上的装置及改进了的方法。

经常需要将透明软片图象在光敏接收元件之上曝光。这种接收元件可以是印刷线路板、导电箔、用于蚀刻的元件等。实际上，这种光敏接收元件在印象框或类似装置中与带有图象的透明软片相接触并在特殊光源之下曝光。通常印刷线路板上预先钻有排列的孔。然而，要保证完全对准，即透明软片和板精确地配合是很困难的，尤其是在几块板连续曝光的时候。

为保证透明软片和印刷线路板完全对准，通常用肉眼将透明软片（通常商业上称之为光掩膜）与印刷线路板对准并用胶带固定在印刷线路板上，然而，因为完全对准光掩膜和印刷线路板取决于操作者的技能，这种方法不十之精确，此外，这种方法很麻烦，其生产率很低。

为了消除这种方法的缺点，用销钉穿过光掩膜和印刷线路板上预先开设的孔，以将两者对准。至少从原理上讲，当几块印刷线路板被曝光时，使用定位销可得到所希望的定位重复性，当然，定位孔在印刷线路板和光掩膜上的位置要精确，以确保正确对准欲复制的图形。然而，一经打孔，就不能再调整光掩膜相对于印刷线路板的位置，因此，由于不可避免的打孔误差或制造公差，经常导致印刷线路板和光掩膜对不正。这一缺点导致产生大量废品或增加精加工操作。

除了光掩膜定位这一问题之外，还必须当心掩膜不要被用来在印刷线路板上敷掩膜的装置拉伸或划伤。

计算机分级印刷线路板一般制成尺寸约为18乘20吋（0.46米乘0.5米）的板形。导线和间隔宽约0.010吋（0.025厘米），且边界清晰，没有缺口和凸起。另外，形成导线的成象保护层的厚度必须是不变的，符合涂敷或蚀刻剂、温度和浸渍时间。太薄的保护层会被破坏，金属在不希望的区域断开。

对于18乘20吋（0.46米乘0.5米）的敷铜板上的图象。钻孔位置要有0.002吋（0.05毫米）的精度，需要成象精度在0.005吋（0.13毫米）以内，以便孔周围有大约0.005吋（0.13毫米）的环圈。

用于制造印刷线路板的医用紫外线光聚合物已发展为在铜表面上用丝网印刷并在汞汽灯下经传送进行处理。因为板上暴露在空气中的聚合物每平方吋要接受大约200瓦特/秒的能量，所以表面的温度显著升高。一般地，表面经受的温度在华氏300度以上。但是，用本发明的帖合方法完全隔绝空气，大多数受空气影响的光聚合物经试验其曝光能量都可减少到每平方吋只有50瓦特/秒。

在一种在基片上制出图形的方法中，通过在强紫外光源下曝光预定的时间，使光聚合物-其特征是其成分为百分之百的具有糊状粘稠的反应性聚合物-从粘稠的湿膜转化成干涂层。这些光聚合物的特征还在于其具有成象性，即能靠穿过底片的光线使其有选择地硬化。因此，可使紫外光通过底片照射到的光聚合物区域形成一牢固粘贴在基片上的膜。例如，可从市场上购买这种光聚合物用于制造印刷线路板的涂敷保护层和蚀刻保扩层，也可用来制图。通常可用丝印方法涂敷这种光聚合物，用带有图象的模板印刷湿的光聚合物，使图象涂敷在基片上，然后通过强紫外光源使其硬化并变成永久图象。

这种丝网印刷的光聚合物图象的特点是能量消耗大、基片是热的，边界模糊和污染图象。

用所揭示的方法、装置和同样的光聚合物可获得线条分明，边界清晰、膜厚为0.002吋（0.05毫米）以内，没能任何污染的特别精确的图象。例如，常规的丝网印刷的印刷线路板保护图形，其导线的宽度和间距最小限制在0.010吋（0.254毫米），而同样的光聚合物，用此处所揭示的方法成象，可制出线宽度和间距为0.003吋（0.076毫米），膜厚为0.00025吋（0.006毫米）的图象。传统的丝网印刷的网象上限实际为105条线，点占20-80%。按此处所述成象的同样的光聚合物可转变成150条线的图形，点占5-95%。

传统的光聚合物凸板的制备在1978年1月24日频布的第4，070，110号美国专利和1978年5月2日颁布的第4，087，182号美国专利中作过描述。这些是接触印刷方法，而象1977年10月4日颁布的第4，052，603号美国专利中所述的则是光成象方法。所有这些需要复杂和昂贵的机械设备而且不能象本发明中那样仅用简单的单层叠合及曝光扫描。

1979年6月26日颁布的第4，159，176号美国专利提供了一种用于将光掩膜定位在印刷线路板上的装置。用曝光架将光掩膜与涂敷有光敏材料的印刷线路板对准并固定。