CN101262743A - 形成光刻胶层压基板、电镀绝缘基板、电路板金属层表面处理及制造多层陶瓷电容器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用金属纳米颗粒气溶胶的用于形成光刻胶层压基板的方法、用于电镀绝缘基板的方法、用于表面处理电路板的金属层的方法、以及用于制造多层陶瓷电容器的方法。根据本发明的用于形成光刻胶层压基板的方法，包括：制备具有绝缘基板和金属层的层压基板；在金属层上用金属纳米颗粒的气溶胶进行涂覆；以及在涂覆有金属纳米颗粒的气溶胶的金属层上层压光刻胶膜。由于区别于传统的湿法使用金属纳米颗粒的气溶胶，所以本发明的方法是环境友好的方法。

Description

形成光刻胶层压基板、电镀绝缘基板、电路板金属层表面处理及制造多层陶瓷电容器的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2007年3月7日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2007-0022563号的优先权，将其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种用于形成光刻胶层压基板(photoresist-laminated substrate)的方法、一种用于电镀绝缘基板的方法、一种用于电路板的金属层的表面处理的方法、以及一种用于制造多层陶瓷电容器的方法，尤其是，涉及在利用使用金属纳米颗粒的气溶胶的干燥工艺(干燥处理)的情况下可以是环境友好的一种用于形成光刻胶层压基板的方法、一种用于电镀绝缘基板的方法、一种用于表面处理电路板的金属层的方法、以及一种用于制造多层陶瓷电容器的方法。
背景技术
制造印刷电路板的传统的方法是一种反复堆叠导电金属的层和绝缘聚合物材料层的方法。在这种方法中，无电电镀(化学镀)和电镀等被用于形成导电金属层的电路以及用于连接上层和下层之间的电路。近来，关于用于形成这些电路的压印法(imprintingmethod)和喷墨法的许多技术开发正在进行中，并且关于用于连接上电路和下电路的过孔填充膏(via filling paste)的开发以及关于方法的开发已经显示了快速发展。
图1A至图1H给出了一种根据传统技术的用于印刷电路板的制造方法。用于制造印刷电路板的传统方法包括无电电镀、干膜的层压、曝光、显影、电镀、剥离以及蚀刻。在绝缘基板210上堆叠铜层230，然后层压干膜250。在层压干膜250通过电路布线图案曝光并显影之后，选择性地除去干膜250，并且在露出的无电电镀铜层230上通过电镀形成电解电镀铜层270。剥离干膜250，并且进行蚀刻以形成电路。除此之外，存在另一种方法用于电镀通过图案曝光和显影的感光树脂(光敏树脂)干膜。
为了根据传统的方法来形成精细电路(优良电路，fine circuit)，其为感光树脂的干膜紧密地粘附至铜层是很重要的。图2A至图2C是通过蚀刻堆叠在绝缘层110上的铜层130的表面以形成具有精细粗糙度的表面然后层压干膜170的用于改善粘附(adhesion)的工艺的示意图。将干膜170推进到形成在铜层130上的小孔150中以便可以改善干膜170和铜层130之间的粘附。
然而，这种类型的蚀刻方法具有的问题是在剥离工艺过程中水分和残留的材料几乎不会被除去。而且，包括无电电镀和电镀步骤的用于制造印刷电路板的传统的方法因为使用湿电镀工艺可能是环境有害的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种使用金属纳米颗粒的气溶胶用于形成光刻胶层压基板的方法。
本发明进一步提供了一种使用金属纳米颗粒的气溶胶用于电镀绝缘基板的方法。
本发明进一步提供了一种使用金属纳米颗粒的气溶胶用于电路板的金属层的表面处理的方法。
本发明进一步提供了一种使用金属纳米颗粒的气溶胶用于制造多层陶瓷电容器的方法。
本发明的一个方面提供了一种用于形成光刻胶层压基板的方法，包括：
制备具有绝缘基板和金属层的层压基板；
在金属层上用金属纳米颗粒的气溶胶进行涂覆；以及
在涂覆有金属纳米颗粒的气溶胶的金属层上层压光刻胶膜。
本发明的另一个方面提供了一种用于电镀绝缘基板的方法，包括：
制备绝缘基板；以及
通过将金属纳米颗粒的气溶胶施加在绝缘基板的一个面上来形成金属种子层。
本发明的另一个方面提供了一种用于电路板的金属层的表面处理的方法，包括：
制备具有层压在绝缘基板上的金属层的电路板；
通过用金属纳米颗粒的第一气溶胶涂覆而在金属层上形成第一金属层；以及
通过用金属纳米颗粒的第二气溶胶涂覆而在第一金属层上形成第二金属层。
本发明的另一个方面提供了一种用于制造多层陶瓷电容器的方法，包括：
制备具有介电层和内电极的层压基板；以及
通过对层压基板的外部用金属纳米颗粒的气溶胶涂覆而形成特殊形式的外电极。
附图说明
图1A至图1H是根据现有技术制造印刷电路板的工艺的示意图。
图2A至图2C是根据现有技术层压干膜的工艺的示意图。
图3A至图3D是根据本发明一种具体实施方式的使用金属纳米颗粒的气溶胶形成光刻胶层压基板的方法的示意图。
图4A至图4C是根据本发明一种具体实施方式的使用金属纳米颗粒的气溶胶电镀绝缘基板的方法的示意图。
图5是根据本发明一种具体实施方式的在金属层上表面处理的电路板的剖视图。
图6是根据本发明一种具体实施方式制造的多层陶瓷电容器的斜视图。
具体实施方式
在下文中，将根据本发明详细地描述使用金属纳米颗粒气溶胶的用于形成光刻胶层压基板的方法、用于电镀绝缘基板的方法、用于表面处理电路板的金属层的方法、以及用于制造多层陶瓷电容器的方法。
图3A至图3D是根据本发明一种具体实施方式的形成光刻胶层压基板的方法的示意图。
用图3A至图3D来说明，根据本发明一个方面的用于形成光刻胶层压基板的方法包括：制备具有绝缘基板310和金属层330的层压基板；在金属层330上用金属纳米颗粒350的气溶胶进行涂覆；以及在涂覆有金属纳米颗粒350的气溶胶的金属层330上层压光刻胶膜370。
由于本发明是用于在印刷电路板的制造中改善金属层和光刻胶膜之间的粘附，所以通过在金属层330和光刻胶膜370之间施加金属纳米颗粒350的气溶胶来形成精细粗糙度，使得与使用蚀刻形成粗糙度时相比，光刻胶膜370可以粘附更紧密并且当除去光刻胶膜370时的确可以除去残留的材料。
根据一种具体实施方式，金属纳米颗粒的直径是0.001至10μm。如果金属纳米颗粒的直径小于0.001μm，则由于金属的较低的表面粗糙度而劣化了与干膜的粘附。如果金属纳米颗粒的直径大于10μm，则颗粒均匀性的控制变得很困难，并且劣化了与最初施加的金属层的粘附。更优选的金属纳米颗粒的直径是0.001至1μm用于形成精细电路。
而且，气溶胶中的金属纳米颗粒之间的间距(pitch)可以是0.001至20μm。如果金属纳米颗粒之间的间距小于0.001μm，则由于不均匀的金属层而劣化了光刻胶膜的粘附。如果金属纳米颗粒之间的间距大于20μm，则随着金属层和光刻胶膜之间的接触表面的降低而劣化了粘附。
金属纳米颗粒可以是选自由铜、铝、镍、锡、铂、钯、银、金、钛、钽、钨、以及它们的合金组成的组中的至少一种。这里，选择表现出优异的与金属层的吸附能力的金属，例如当使用铜层时使用铜纳米颗粒。
根据本发明，可以通过包括热喷雾法(hot thermal spray method)和冷喷雾法(cold thermal spray method)的各种方法来制造金属纳米颗粒的气溶胶。在通过利用激光制造、凝缩和涂覆微小颗粒的过程中以及熔融、凝集(cohering)和涂覆微小颗粒的过程中，如果是以液体形式喷雾，则是热喷雾法，而如果是以固体颗粒喷雾，则是冷喷雾法。
在用金属纳米颗粒的气溶胶涂覆的步骤中，可以施加电场以便用金属纳米颗粒的气溶胶均匀地涂覆并且提供涂覆效率(coatingefficiency)。当像这样通过施加金属纳米颗粒的气溶胶来形成光刻胶层压基板时，因为排除了如蚀刻的湿法而使用干法，所以是环境友好的，在金属层和光刻胶膜之间提供了紧密的粘附，并且减少了残留的材料，这在印刷电路板上形成布线之后进一步提供了便利以除去光刻胶膜。
图4A至图4C是根据本发明另一种具体实施方式的电镀绝缘基板的方法的示意图。用图4A至图4C来说明，根据本发明另一个方面的用于电镀绝缘基板的方法包括：制备绝缘基板410；以及通过用金属纳米颗粒430的气溶胶涂覆在绝缘基板410的一个面上来形成金属种子层450。
本文中，绝缘基板410可以是陶瓷材料和半导体材料中的一种。即，可以使用任何半导体、非导体等。
涂覆绝缘基板使用的金属纳米颗粒可以是选自由铜、铝、镍、锡、铂、钯、银、金、钛、钽、钨、以及它们的合金组成的组中的至少一种，并且金属纳米颗粒的直径可以是0.001至10μm。如果金属纳米颗粒的直径小于0.001μm，则由于形成层的速率太慢而不是优选的，而如果金属纳米颗粒的直径大于10μm，则由于层的严重不均匀性因而电镀层可能是有缺陷的。
与如上所述的方法相同涂覆金属纳米颗粒430的气溶胶。在用金属纳米颗粒的气溶胶涂覆的步骤中，可以施加电场以均匀地涂覆以及改善施加效率。
当通过用金属纳米颗粒430的气溶胶涂覆来形成金属种子层450时，可以完全排除无电电镀工艺，该无电电镀工艺在传统的方法中是必需的以在绝缘基板上进行电镀之前形成薄金属层。而且，对用无电电镀方法形成导电层的厚度存在许多限制性因素，而根据本发明用金属纳米颗粒的气溶胶涂覆可以提供0.01至200μm的金属种子层的厚度。如果金属种子层的厚度小于0.01μm，则在通过电镀形成后层的过程中劣化了耐候性(耐气候性)和导电性。另一方面，如果金属种子层的厚度大于200μm，则对于形成精细电路不是优选的，因为在施加感光绝缘材料、曝光、显影以及蚀刻的连续工艺过程中，蚀刻表面的不均匀性增加。
根据本发明的用于电镀绝缘基板的方法可以进一步包括：通过电镀方法在金属种子层上形成金属电镀层。本发明的用于电镀绝缘基板的方法可以进一步包括在金属种子层上形成电路图案，其中形成电路图案的步骤包括层压光刻胶膜、曝光、显影、电镀、剥离以及蚀刻。根据本发明的用于电镀绝缘基板的方法可以进一步包括：通过用金属纳米颗粒的气溶胶涂覆在金属种子层上形成后膜以及形成电路图案，其中形成电路图案可以包括层压光刻胶膜、曝光、显影、蚀刻以及剥离。
根据本发明的另一个方面，用于电路板的金属层的表面处理的方法可以包括：制备具有绝缘基板和层压在绝缘基板上的金属层的电路板；通过用金属纳米颗粒的第一气溶胶涂覆而在金属层上形成第一金属层；以及通过用金属纳米颗粒的第二气溶胶涂覆而在第一金属层上形成第二金属层。
图5是根据本发明另一种具体实施方式的表面处理的电路板的剖视图。
用图5来说明，层压在绝缘基板510上的金属层530可以是铜层或铜合金层，并且在金属层530上形成第一金属层550，以及在第一金属层550上形成第二金属层570。
用于第一金属层550和第二金属层570中的第一金属纳米颗粒和第二金属纳米颗粒分别独立地是选自由铜、铝、镍、锡、铂、钯、银、金、钛、钽、钨、以及它们的合金组成的组中的至少一种，并且第一气溶胶中的金属纳米颗粒不同于第二气溶胶中的金属纳米颗粒。例如，第一金属纳米颗粒可以是镍纳米颗粒，而第二金属纳米颗粒可以是金纳米颗粒。
第一金属纳米颗粒的直径是0.001至2μm，而第一金属层550的厚度是0.01至20μm。如果第一金属纳米颗粒的直径小于0.001μm，则由于形成层的速率变得很慢而不是优选的，而如果第一金属纳米颗粒的直径大于2μm，则由于形成不均匀的层而不是优选的。而且，如果第一金属层550的厚度小于0.01μm，则长期可靠性变差，因为第一金属层不能实现其作为控制金属层之间的金属扩散的中间层的任务(功能，duty)。如果第一金属层的厚度大于20μm，则涂覆层的表面不均匀性增加，这可能是在如STM等的后处理(post-process)中形成不均匀的层表面的潜在因素。
第二金属纳米颗粒的直径是0.001至1μm，而第二金属层570的厚度是0.003至1μm。如果第二金属纳米颗粒的直径小于0.001μm，则引起表面腐蚀，而如果第二金属纳米颗粒的直径大于1μm，则由于在如STM等的后处理中形成不均匀的层表面而不是优选的。而且，如果第二金属层570的厚度小于0.003μm，则引起表面腐蚀，如果第二金属层的厚度大于1μm，则引起高的制造成本。
根据本发明的另一个方面，用于制造层压陶瓷电容器的方法包括：制备具有介电层和内电极的层压基板；以及通过对层压基板的外部用金属纳米颗粒的气溶胶涂覆而以特殊的形式形成外电极。
图6是根据本发明一种具体实施方式制造的多层陶瓷电容器的斜视图。在该多层陶瓷电容器中，交替地层压介电层610和内电极630，并且在其外部形成特殊形式的外电极650。
根据一种具体实施方式，用于形成外电极650的金属纳米颗粒是选自由铜、铝、镍、锡、铂、钯、银、金、钛、钽、钨、以及它们的合金组成的组中的至少一种。
这里，金属纳米颗粒的直径可以是0.001至10μm。如果金属纳米颗粒的直径小于0.001μm，则由于形成层的速率很慢而不是优选的。如果金属纳米颗粒的直径大于10μm，则在如STM等的后处理中安装能力降低。
通过利用掩模来用金属纳米颗粒的气溶胶进行涂覆可以形成特殊形式的外电极650。外电极的宽度和厚度可以通过多层陶瓷电容器和掩模的大小进行限定。
本发明不限于上述实施例，并且还应当显而易见的是，本领域技术人员在不背离本发明的原则和精神的情况下可以进行更多的变化。

Claims (28)

1. 一种用于形成光刻胶层压基板的方法，包括：
制备具有绝缘基板和金属层的层压基板；
在所述金属层上用金属纳米颗粒的气溶胶进行涂覆；以及
在涂覆有金属纳米颗粒的所述气溶胶的所述金属层上层压光刻胶膜。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属纳米颗粒的直径是0.001至10μm。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述气溶胶中的所述金属纳米颗粒之间的间距是0.001至20μm。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属纳米颗粒是选自由铜、铝、镍、锡、铂、钯、银、金、钛、钽、钨、以及它们的合金组成的组中的至少一种。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中，在所述用金属纳米颗粒的气溶胶进行涂覆中施加电场以均匀地涂覆。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中，在所述用金属纳米颗粒的气溶胶进行涂覆中通过热喷雾法和冷喷雾法中的一种方法来涂覆金属纳米颗粒的所述气溶胶。
7. 一种用于电镀绝缘基板的方法，包括：
制备绝缘基板；以及
通过用金属纳米颗粒的气溶胶涂覆在所述绝缘基板的一个面上来形成金属种子层。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中，所述绝缘基板由陶瓷材料和半导体材料中的一种制成。
9. 根据权利要求7所述的方法，其中，所述金属纳米颗粒的直径是0.001至10μm。
10. 根据权利要求7所述的方法，其中，所述金属种子层的厚度是0.01至200μm。
11. 根据权利要求7所述的方法，其中，所述金属纳米颗粒是选自由铜、铝、镍、锡、铂、钯、银、金、钛、钽、钨、以及它们的合金组成的组中的至少一种。
12. 根据权利要求7所述的方法，其中，在所述用金属纳米颗粒的气溶胶进行涂覆中施加电场以均匀地涂覆。
13. 根据权利要求7所述的方法，其中，在所述用金属纳米颗粒的气溶胶进行涂覆中通过热喷雾法和冷喷雾法中的一种方法来涂覆金属纳米颗粒的所述气溶胶。
14. 根据权利要求7所述的方法，进一步包括在所述金属种子层上通过电镀来形成金属电镀层。
15. 根据权利要求7所述的方法，进一步包括在所述金属种子层上形成电路图案。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中，所述形成电路图案包括层压光刻胶膜、曝光、显影、电镀、剥离以及蚀刻。
17. 根据权利要求7所述的方法，进一步包括通过用金属纳米颗粒的所述气溶胶涂覆在所述金属种子层上来形成后膜以及形成电路图案。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中，所述形成电路图案包括层压光刻胶膜、曝光、显影、蚀刻以及剥离。
19. 一种用于电路板的金属层的表面处理的方法，包括：
制备具有绝缘基板和层压在所述绝缘基板上的金属层的电路板；
通过用金属纳米颗粒的第一气溶胶涂覆而在所述金属层上形成第一金属层；以及
通过用金属纳米颗粒的第二气溶胶涂覆而在所述第一金属层上形成第二金属层。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中，所述金属层是铜层或铜合金层。
21. 根据权利要求19所述的方法，其中，所述第一气溶胶和所述第二气溶胶的每一种中的所述金属纳米颗粒是独立地选自由铜、铝、镍、锡、铂、钯、银、金、钛、钽、钨、以及它们的合金组成的组中的至少一种，并且所述第一气溶胶中的所述金属纳米颗粒不同于所述第二气溶胶中的所述金属纳米颗粒。
22. 根据权利要求19所述的方法，其中，所述第一气溶胶中的所述金属纳米颗粒是镍纳米颗粒，而所述第二气溶胶中的所述金属纳米颗粒是金纳米颗粒。
23. 根据权利要求19所述的方法，其中，所述第一气溶胶中的所述金属纳米颗粒的直径是0.001至2μm，而所述第一金属层的厚度是0.01至20μm。
24. 根据权利要求19所述的方法，其中，所述第二气溶胶中的所述金属纳米颗粒的直径是0.001至1μm，而所述第二金属层的厚度是0.003至1μm。
25. 一种用于制造多层陶瓷电容器的方法，包括：
制备具有介电层和内电极的层压基板；以及
通过对所述层压基板的外部用金属纳米颗粒的气溶胶涂覆而形成特殊形式的外电极。
26. 根据权利要求25所述的方法，其中，所述金属纳米颗粒是选自由铜、铝、镍、锡、铂、钯、银、金、钛、钽、钨、以及它们的合金组成的组中的至少一种。
27. 根据权利要求25所述的方法，其中，所述金属纳米颗粒的直径是0.001至10μm。
28. 根据权利要求25所述的方法，其中，在所述形成特殊形式的外电极中通过使用掩模涂覆所述金属纳米颗粒。
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