[发明专利]制造印刷电路板用的焊接掩膜

说明书

发明背景

本发明涉及制造在诸多电子用途中使用的印刷电路板。更准确地说，本发明是涉及用于这些电路板的采用具备优越的物理和电性能的环氧树脂或其他材料制造的一种改进的焊接掩膜。该焊接掩膜是通过使用覆层铜箔的独特方法施加的。

焊接掩膜(亦称阻焊剂)被定义为是在电路板上进行焊接连接的过程中用来对印刷电路板的某些区位起保护(掩蔽)作用的覆层。阻焊剂的功能在Clyde F．Coombs Jr．著、McGraw-Hill 1988年出版的印刷电路板手册第三版中有扼要叙述。由于焊接掩膜覆盖电路板上的大部分其他表面，所以起到保护整机电路和提供电绝缘的作用。因为印刷电路板的大部分都被覆盖，所以只有一小部分电路暴露，以供焊接。从而使所用的焊料较少，也减少了焊料跨接在电路和其他部件上的可能性。同时也将污染物从电路板向焊料容器中的转移降低到最小限度。再者，焊接掩膜能够降低铜元素在电路板上的枝状生长。

本发明致力于在使用过程中保留在电路板上的改进的永久性焊接掩膜。暂时性掩膜则与此不同，是在制造过程中施加、但在此后又除去的。公认的通用永久性焊接掩膜有液膜和干膜两种类型。干膜是施加在电路板上的，虽然其工作特性在多方面都大大优于以液态施加的掩膜，然而成本很贵，而且由于是固态膜，所以和铜电路部件以及处于其下方的绝缘基板(即玻璃纤维增强环氧树脂)均不能达到完全接触。施加液态阻焊剂，例如采用丝网印刷法和类似的方法施加时，能够使其与电路部件和板材完全接触，但是也可能仅只是填满孔洞而不是将其覆盖，于是也就不能准确区别有待接触焊料的电路部件。液膜一般不提供均匀的厚度；于是，也就达不到要求的均一电阻。

两种类型的通用焊接掩膜共有的问题是：它们的玻璃化转变温度(Tg)都低，所以也就不能像电路板所用的典型环氧树脂那样耐用。另外，它们也不耐火，所以在电路板中要用大量的阻燃剂方才能够满足保险商试验室标准(Underwriter’Laboratories stundards)的要求。理想地，通用的焊接掩膜材料应该用具有更高的Tg、更好的耐化学性和耐热性、和改进的耐火性的其他材料替代，而且又要易于加工。本发明人已经想出并且找到一种如以下说明的施加焊接掩膜的改进方法。

发明概述

一方面，本发明是一种在印刷电路板的表面上形成焊接掩膜的方法。将一片至少具有一层部分固化(即B-级)的热固性树脂优选环氧树脂的铜箔施加在印刷电路板表面的电路上。该树脂层填满电路部件之间的空间，并在电路部件之上留下一层树脂，将作为焊接掩膜。然后在该铜箔的表面上施加抗蚀剂(etch resist)，再进行暴光成像(photoimaged)。将抗蚀剂的未固化部分用溶剂除掉，从而使有待以后进行焊接连接的部位上方的某些铜区暴露。暴露的铜经过腐蚀被蚀掉，使树脂层暴露。这层树脂层再通过切除工艺(ablation techniques)例如等离子或激光除掉，以暴露有待焊接连接的铜电路部件。将余下的抗蚀剂用腐蚀剂除掉，使余下的铜箔层暴露，然后再将其蚀掉，留下该树脂层作为焊接掩膜。

在一个优选实施方案中，该铜箔在紧接铜表面上用完全固化的(即C级)环氧树脂层涂布，并且该第一层用部分固化的(即B级)环氧树脂第二层涂布。在另一个实施方案中，该铜箔只有一层能具备上述两层环氧树脂层功能的树脂层。

另一方面，本发明是用于印刷电路板的焊接掩膜，该掩膜已使用上述方法覆在这样的印刷电路板上。

附图简述

图1-3表示按照本发明的焊接掩膜的制造方法。

图1A和1B表示在一个印刷电路板上施加一种覆层金属箔。

图2A和2B表示从选定的区域中除掉铜箔和树脂，以暴露电路元件。

图3A和3B表示除掉余下的铜箔，留下焊接掩膜。

发明详述

焊接掩膜是施加在一个印刷电路板上材料层，但其使有待进行焊接连接的某些电路部件暴露。正如以上所作的讨论，它们用来在进行焊接操作的过程中保护电路，并且还可长期保留，以在电路的使用过程中保护电路。然而，现有的材料不足以长期使用，所以需要改进的材料。环氧树脂虽然将会提供所需的物理和电性能，但是它们的应用不能实行。本发明提供一种应用环氧树脂或其他热固性树脂作为焊接掩膜的方法。现参照图1-3对此作最佳的说明。