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CN1196388C - 材料的干燥方法及其装置和使用该装置的线路板的制造方法 - Google Patents

材料的干燥方法及其装置和使用该装置的线路板的制造方法 Download PDF

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CN1196388C CNB018015948A CN01801594A CN1196388C CN 1196388 C CN1196388 C CN 1196388C CN B018015948 A CNB018015948 A CN B018015948A CN 01801594 A CN01801594 A CN 01801594A CN 1196388 C CN1196388 C CN 1196388C
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Abstract

本发明涉及一种干燥方法及装置，所述方法和装置系用于小型电子设备等的线路板的制造方法中，洗净除去在底板材料上作电气连接开孔时产生并粘附其上的加工屑等。将因水洗吸湿的底板材料在层叠状态下放入真空干燥槽内，将该底板材料在一定条件下，在加热中重复减压、升压，进行干燥。由此，在没有提供大量热的情况下，可大量处理所述底板材料。藉此，在不丧失激光加工的高速性的前提下，实现高质量的开孔加工，得到低成本高可靠性的线路板。

Description

材料的干燥方法及其装置和使用该装置的线路板的制造方法
技术领域
本发明涉及材料的干燥方法及其装置和使用该装置的线路板的制造方法。
背景技术
随着近年来电子机器的小型化、高密度化，装载电子零件的线路形成底板也从原来的单面底板向采用双面底板及多层底板发展，正在开发能使更多的线路聚集在底板上的高密度线路形成底板。
高密度线路形成底板中，正在研究采用高速且可进行细微加工的激光加工法来代替，以往广为采用的用钻头进行的底板孔(通孔)加工(比如Y.Yamanakaet al.，ExcimerLaser Processing In The Microelectronics Fields等)。另外，也有用激光进行细微的孔加工和用导电性胶等连接方法进行层间连接的线路形成底板的方案(特开平6-268345号公报等)。
在形成细微的孔并用导电胶进行层间连接的技术中，微量的异物即成为连接不良的原因。
在本技术中，连同贴在底板用材料上的薄膜一起进行开孔加工，薄膜用作将导电胶充填入细微孔的掩模。因此需要将包括薄膜在内的底板用材料保持清洁。
但是钻头加工、激光加工都会产生大量加工屑，粘在底板材料上有可能堵塞电气连接用孔。另外空气中微量的尘埃有时也会堵塞细微的孔。因此，在充填电导胶之前要将底板材料洗干净，但干式方法很难将孔中完全洗净，因而采用超声波水洗等湿式的洗净方法，这样就需要进行洗净后的干燥处理以除去加工后的孔周围及底板材料外端部所吸进的水分。
图4(a)所示的底板材料1中贴有掩膜薄膜2a、2b。在底板材料1的端部设有预先将薄膜2a、2b的一部分剥开的剥离开口部3a、3b，用于在充填完电导膜后将掩膜薄膜2a、2b剥离。
因此如图4(b)所示的那样将底板材料重叠，用以往的暖风循环方式进行加热干燥，则如图4(c)所示的那样，底板材料的B阶环氧树脂融化，剥离开口部43a、43b与底板材料1重新溶接，导致多片处理困难、无法进行充分的干燥。
真空干燥器对少量的处理还可以应付，但需大量处理时，因处于真空故无法提供足够的潜热，得不到能除去水分的热量而导致干燥时间很长。
为了使线路板的连接可靠性提高，湿式洗净可比干式洗净更有效，但洗净后的干燥如不够充分的话则对连接的可靠性和绝缘的可靠性产生重大的影响。
因此需要完全除去水分，但传统的方法效率低且对底板材料产生提伤等。
本发明的目的在于：实现具有高质量的细微孔的底板材料，提供一种低成本、高可靠性的线路板的制造方法及其制造装置。
发明的揭示
为了解决上述课题，本发明的线路板的制造方法包括：在底板材料的前面或双面粘贴薄膜状材料，使其成为带薄膜底板材料的粘贴工序；在由多种材料构成的底板材料上进行贯通或不贯通开孔加工的孔成形工序；为了将在线路板的表面形成的线路或内部形成的线路相互连接而形成连接装置的工序；
所述孔成形工序包括：用激光照射底板材料形成贯通或不贯通的孔形状的工序；将由该工序而在底板材料表面及贯通或不贯通的孔内壁面上粘附的异物用水洗除去的工序；
将水洗后粘附在底板材料表面上的水滴除去后，再将底板材料吸进的水分高效且不使底板材料损伤地进行干燥以获得清洁、可靠性高的底板材料。
因此，根据本发明，在不丧失激光加工高速性的前提下获得高质量的开孔加工，可提供一种低成本、高可靠性的线路板。
附图的简单说明
图1是本发明的一实施形态的线路板的制造方法的工序截面图。
图2是所述实施形态中线路板制造装置的概要结构图。
图3是本发明的用于材料干燥方法的真空槽内的压力分布图。
图4是传统的线路形成底板的制造方法的工序截面图。
实施本发明的最佳形态
以下，用图1至图3对本发明的一实施形态作一说明。
图1(a)-(h)是表示本实施形态中各层线路板制造方法的工序截面图。
图1中，1为250mm见方、厚度约为150μm的绝缘材料的底板用材料，比如使用以芳香族聚酰胺纤维(以下称为聚酰胺纤维)、玻璃纤维构成的织布或不织布(无纺布)，用热固化性环氧树脂(以下称为环氧树脂)浸渍而成的复合材料构成的树脂浸渍材料。本实施形态中的环氧树脂并不是完全固化的东西，而是使用包含称作半固化胶的未固化部分的所谓B阶状态的环氧树脂。
2a、2b是厚度约为20μm的可剥离的掩模用树脂制薄膜，其与底板用材料1的粘接面上涂有厚约1μm的热固化性环氧树脂层(未图示)，该薄膜使用如聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下称为PET薄膜)的薄膜，将该PET薄膜2a、2b粘贴到底板用材料1上，形成底板材料1a。
在底板材料1a的一端，在底板用材料1与PET薄膜2a、2b之间，预先设有在后工序中用于剥离PET薄膜2a、2b的、从底板材料1上剥离的部分，即，剥离开口部3a、3b。
其次，如图1(b)所示，将激光4照射在底板材料1a上形成贯通孔5。此时底板材料1a中的热固化性环氧树脂及聚酰胺纤维的一部分因热而升华向四周飞散。但是孔壁面上留下设有完全升华的热固化性环氧树脂或聚酰胺纤维变硬变脆的变质部6。
与热固化性环氧树脂相比，聚酰胺纤维的耐热性高，由激光产生的加工滞后小，故易造成未完全升华而残留，孔内壁呈图示的凹凸状。
而向四周飞散的热固化性环氧树脂或聚酰胺纤维的一部分成为加工粉末7而粘在底板材料1a的表面或贯通孔5的内部。
如图1(c)所示，在超声波水洗槽8的水中，使底板材料1a接近超声波振子9，进行振动。通过超声波振子9放射出的音波能量使底板材料1a振动，从而使变质部6及加工粉末7从底板材料1a上脱落、剥离而除去，得到如图1(d)所示的具有良好的孔形状的底板材料1b，再用吹风等除去附在底板材料1b表面上的水滴。
但是，在底板材料1b的端部、贯通孔5及剥离开口部3a、3b所吸进的一些水分还多少残留在里面。
如图1(e)所示，准备2组将底板材料1b分别用180片重叠起来的层叠物10，放入真空干燥槽11内，对底板材料1b进行干燥。
图2是本发明的干燥装置的示意图。在真空干燥槽11的周围设有预热加热器31，构成减压装置的真空泵32与保持真空泵32的异物除去过滤器35相连接。
而且干燥装置具有由暖风发生器34、异物除去过滤器35、空气干燥机36所构成的用于升压的暖风供给装置33。
放入真空干燥槽11内的底板材料1b边由预热加热器31放射出的辐射热加热边减压、干燥。
不过也可用微波代替预加热器进行干燥。
下面用图3对真空干燥的工作系统进行说明。
(1)底板材料放入后启动真空泵减压至大约100Pa。
(2)停止减压操作。
(3)利用暖风供给装置33将通过空气清净机的约为60℃的干燥空气供给真空干燥槽11，升压至大气压。
(4)升压后仍继续供给干燥空气，使真空干燥槽11内的空气循环。此时，同时用真空泵32进行减压可提高空气循环的效率。
(5)升压后大约持续1分钟使干燥空气循环，然后停止供给干燥空气，减压至大约70Pa。
(6)重复上述(2)、(3)、(4)的动作。
(7)升压后大约持续1分钟使干燥空气循环，然后停止供给干燥空气，减压至大约40Pa。
(8)停止减压工作。
(9)利用暖风供给装置33将通过空气清净机的约为60℃的干燥空气供给真空干燥槽11，升压至大气压后，将底板材料1b从真空干燥槽11内取出。
当然，上述动作重复多次可提高真空度，改善干燥程度，可根据对干燥程度的要求和材料的材质选择合适的重复次数，到达真空度，干燥空气温度等。
在此表示1个合适条件及干燥结果的例子。
第1次减压真空度：500Pa→到达后导入干燥空气升压(大气压保持1分钟)。
第2次减压真空度：300Pa→到达后导入干燥空气升压(大气压保持1分钟)。
第3次减压真空度：150Pa→到达后导入干燥空气升压(大气压保持1分钟)。
第4次减压真空度：150Pa→到达后导入干燥空气升压(大气压保持1分钟)。
Figure C0180159400091
以相同条件重复
第19次减压真空度：150Pa→到达后导入干燥空气升压(大气压保持1分钟)。
第20次减压真空度：150Pa→到达后导入干燥空气升压→结束。
干燥空气温度：60℃
所需时间：约40分钟
干燥结果
No.2  38.43  38.75(+0.28) 38.35(-0.08)
托盘2中层部 No.1  38.17  38.52(+0.35) 38.14(-0.03)
No.2  38.37  38.71(+0.34) 38.29(-0.08)
托盘2下层部 No.1  38.01  38.31(+0.30) 38.00(-0.01)
No.2  38.17  38.49(+0.32) 38.14(-0.03)
在槽内的左右托盘的上中下层分别放入测试用样品，测量水洗前、水洗后、干燥后的材料重量。其结果，真空干燥后的重量比水洗前轻，可以判断其水分完全除去了。
接着如图1(f)所示，用印刷等方法将导电胶14填充于贯通孔5内。因贯通孔5具有良好的形状，故导电胶14的充填非常顺利，贯通孔5的内部得到完全的充填。充填后将掩膜即PET薄膜2a、2b剥离。
然后如图1(g)所示，用金属箔15将底板材料1b夹住，用热压力机装置(未图示)进行加热加压，使半固化浸胶状态的底板材料1b完全固化的同时，贴在底板材料1b两面的金属箔15由导电胶14电气连接。
将金属箔15形成所需的形成，从而得到具有图1(h)所示线路形态16的双面线路形成底板。
不过，本实施形态的干燥方法也可用作成形后的双面线路形成底板洗净后的干燥方法。
本实施形态是对双面线形成底板进行了说明，当然只要重复多次与本发明有关的工序即可应用于多层线路形成底板。
本发明是对应板材料1b的贯通孔5内充填导电胶14的情形作了说明，贯通孔5内形成电镀导体的情况下也可获得相同的效果。
产业上的可利用性
如上所述，本发明的线路板的制造方法及制造装置由以下工序构成。用激光照射底板材料形成贯通或不贯通孔形状的工序；用水洗除去变质部及粘附在底板材料上的粉状或块状的变质物质，得到所希望的贯通或不贯通孔的形状的工序，所述变质部系形成于该底板材料的表面及贯通或不贯通孔形状内壁，所述变质物质系在激光照射工序中或工序后从底板材料飞溅粘附在该底板材料上；水洗工序中将底板材料表面粘附的水滴除去的工序；水洗工序中通过边加热边重复减压和升压对进入底板材料内部的水分进行大量干燥处理而又不对底板材料产生热损伤的工序，从而在不丧失激光加工的高速性的前提下实现高质量的孔加工，可得到低成本高可靠性的线路板。

Claims (25)

1.一种材料干燥方法，其特征在于，所述方法系将放入材料、处于大气压状态下的真空槽内的空气进行排气，减压至到达真空压以后，向所述真空槽内供给空气使其内部重新回到大气压，如此动作进行一次以上，同时，每增加一次上述动作，缓慢降低到达真空压。
2.根据权利要求1所述的材料干燥方法，其特征在于，再次回到大气压时流入加热空气，再次减压时要边向真空槽内提供加热空气边进行减压，经过一定时间后停止提供所述加热空气，使其减压至到达真空压。
3.根据权利要求2所述的材料干燥方法，其特征在于，所述经过一定时间是指1秒钟以上。
4.如权利要求1所述的材料干燥方法，其特征在于，所述材料干燥方法还包括：边对真空槽内材料进行加热，边进行所述动作。
5.根据权利要求2所述的材料干燥方法，其特征在于，在第2次以后的减压动作中，供给的加热空气的空气压力低于前一次减压时的空气压力。
6.根据权利要求1所述的材料干燥方法，其特征在于，供给的空气为干燥空气。
7.根据权利要求6所述的材料干燥方法，其特征在于，干燥空气是通过空气清净装置的干燥空气。
8.根据权利要求4所述的材料干燥方法，其特征在于，利用加热器产生的热辐射进行加热。
9.根据权利要求4所述的材料干燥方法，其特征在于，利用微波加热对材料进行加热。
10.一种干燥装置，其特征在于，所述干燥装置包括：具有可密封的槽，所述槽具有排气口和空气供给口，所述排气口和空气供给口分别与减压装置和空气供给装置管道连接，所述槽具有加热装置，同时，所述槽还具有：
(1)启动所述加热装置，对所述槽内的材料进行加热的装置，
(2)启动所述减压装置，使槽内达到所定真空压后停止减压动作的装置，
(3)启动所述空气供给装置，向槽内供给空气的装置，
(4)启动所述减压装置，对所述槽内的空气进行排气的装置，
(5)经过一定时间后停止空气供给动作的装置，
(6)到达所定真空压后停止减压动作的装置，
(7)反复启动上述装置(1)-(6)的同时，每增加一次所述动作，缓慢降低到达真空压的装置。
11.根据权利要求10所述的干燥装置，其特征在于，减压装置和空气供给装置可以同时或交替的方式重复工作。
12.根据权利要求10所述的干燥装置，其特征在于，空气供给装置具有空气加热装置和将空气中的异物或水分除去的装置。
13.根据权利要求10所述的干燥装置，其特征在于，排气口和减压装置之间具有除去空气中异物或水份的装置。
14.根据权利要求10所述的干燥装置，其特征在于，加热装置是利用加热器的热辐射的加热装置。
15.根据权利要求10所述的干燥装置，其特征在于，加热装置是利用微波加热的装置。
16.一种线路板的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
在底板用材料的一面或双面粘贴薄膜状材料，使其成为带薄膜的底板材料的粘贴工序；
用激光照射所述带薄膜底板材料，形成贯通或不贯通孔的工序；
水洗除去所述贯通或不贯通孔形状内壁上形成的变质部或变质物质以及粘附在所述带薄膜底板材料表面上的异物的水洗工序；
通过向所述带薄膜底板材料表面吹气体以除去所述表面粘附的水滴的吹气工序；
利用权利要求1所述的干燥方法除去粘附或吸入所述带薄膜底板材料上水分的干燥工序；
在所述贯通或不贯通孔上形成电气连接设施的工序。
17.一种线路板的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
在底板用材料的一面或双面粘贴薄膜状材料，使其成为带薄膜的底板材料的粘贴工序；
用激光照射所述带薄膜底板材料，形成贯通或不贯通孔的工序；
在所述贯通或不贯通孔内充填导电胶的充填工序；
对双面形成线路形态的双面线路板，利用权利要求1所述的干燥方法进行干燥的工序；
对所述双面线路板充填所述导电胶，在双面的薄膜状材料剥离后将底板材料层叠形成多层结构的线路板的工序。
18.一种线路板的制造方法，所述方法包括：
将在双面或一面形成线路图形的线路板上的水分除去的工序；
在线路板的双面或单面粘贴底板材料的工序；
再在其上粘贴金属箔，对线路板和底板用材料同时加热加压，使线路板和底板用材料形成一体而多层化的工序；
将所述线路板和所述金属箔形成电气连接设施的工序，其特征在于，
用权利要求1所述的干燥方法将线路板含有的水分除去。
19.根据权利要求16所述的线路板的制造方法，其特征在于，底板用材料由在增强材料中浸渍热固化性树脂，形成的B级半固化预浸物组成。
20.根据权利要求19所述的线路板的制造方法，其特征在于，增强材料可以是玻璃纤维织布或玻璃纤维无纺布。
21.根据权利要求19所述的线路板的制造方法，其特征在于，增强材料可以是芳香族聚酰胺纤维织布或芳香族聚酰胺无纺布。
22.根据权利要求16所述的线路板的制造方法，其特征在于，形成电气连接的工序采用向孔内充填含有导电粒子的胶体。
23.根据权利要求16所述的线路板的制造方法，其特征在于，形成电气连接的工序采用在孔内壁形成电镀的方法。
24.根据权利要求16所述的线路板的制造方法，其特征在于，将所述底板材料或线路板层叠后进行底板材料或线路板的干燥。
25.根据权利要求16所述的线路板的制造方法，其特征在于，薄膜状材料是表面涂上热固化性环氧树脂的材料。
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