CN101453838A - 电路板的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电路板的制作方法，包括以下步骤：提供一覆铜基板，其至少包括第一外部铜层、第二外部铜层及位于第一外部铜层和第二外部铜层之间的树脂层；在所述覆铜基板上形成至少一个过孔；在过孔孔壁、第一外部铜层及第二外部铜层上形成镀铜层；遮蔽过孔孔壁的镀铜层，去除第一外部铜层上和第二外部铜层上的镀铜层；将第一外部铜层和第二外部铜层制成导电图形。本技术方案的电路板的制作方法可制作高密度、细线路的电路板。

Description

电路板的制作方法
技术领域
本发明涉及电路板技术领域，尤其涉及一种电路板的制作方法。
背景技术
随着电子产品往小型化、高速化方向的发展，电路板也从单面电路板往双面电路板甚至多层电路板方向发展。双面电路板是指双面均分布有导电线路的电路板。多层电路板是指由多个单面电路板或双面电路板积层而成的具有三层以上导电线路的电路板。由于双面电路板和多层电路板具有较多的布线面积、较高的装配密度而得到广泛的应用，请参见Takahashi，A.等人于1992年发表于IEEE Trans.on Components，Packaging，and ManufacturingTechnology的文献“High density multilayer printed circuit board for HITACM-880”。
双面电路板的制作工艺通常包括下料、钻孔、孔金属化、制作导电线路、贴阻焊膜、检验、包装等工序。下料是指将双面覆铜板原料裁切成便于生产的适当尺寸。钻孔是指以激光、机械、等离子等方法在双面覆铜板上形成过孔。孔金属化是指在过孔孔壁形成镀铜层从而导通双面铜箔的过程。孔金属化后即可将双面铜箔制成设计的导电线路，然后在导电线路表面贴覆阻焊膜以保护导电线路。最后进行电性导通、阻抗测试及热冲击耐受性等试验，检验合格后即可将产品包装出货。
制作多层电路板时，可先将多个单面电路板或双面电路板进行压合，形成已制作内层导电线路、尚未制作外层导电线路的多层基板，然后再同样进行钻孔、孔金属化、制作外层导电线路、贴阻焊膜、检验、包装等工序，以制成多层电路板。
在双面电路板和多层电路板的制作工艺中，孔金属化均是使各层铜箔实现导通的重要工序。孔金属化包括化学沉铜工序和电镀铜工序。化学沉铜是指利用自催化氧化还原反应机理在基体表面沉积化学铜层的技术。电镀铜是指利用外界直流电的作用，在溶液中进行电解反应从而使导电体表面沉积上一层铜层的过程。在电路板的制作中，为降低生产成本，通常先以化学沉铜技术在过孔孔壁沉积上极薄的化学镀铜层，然后再以电镀铜技术在化学镀铜层上沉积上较厚的电镀铜层，从而以较低成本获得需要厚度的孔壁铜层。然而，当以化学沉铜技术在过孔孔壁沉积上化学镀铜层，不可避免地也会在双面覆铜板表面或多层基板表面沉积上化学镀铜层。并且，在其后的电镀铜工序时也同样在双面覆铜板表面或多层基板表面的化学镀铜层上沉积上电镀铜层，使得双面覆铜板表面或多层基板表面的铜箔厚度增加，从而影响了后续导电线路的制作，使得后续工艺无法制作出较细密的导电线路，即，无法制作出高密度的细线路电路板。
因此，有必要提供一种电路板的制作方法，可方便制作高密度、细线路的电路板。
发明内容
以下将以实施例说明一种电路板的制作方法。
一种电路板的制作方法，包括以下步骤：提供一覆铜基板，其至少包括第一外部铜层、第二外部铜层及位于第一外部铜层和第二外部铜层之间的树脂层；在所述覆铜基板上形成至少一个过孔；在过孔孔壁、第一外部铜层及第二外部铜层上形成镀铜层；遮蔽过孔孔壁的镀铜层，去除第一外部铜层上和第二外部铜层上的镀铜层；将第一外部铜层和第二外部铜层均制成导电图形。
本技术方案的电路板的制作方法具有如下优点：首先，其包括去除第一外部铜层、第二外部铜层上的镀铜层的步骤，使得第一外部铜层和第二外部铜层的厚度均较小，从而可制成高密度、细线路的电路板；其次，减轻了第一外部铜层和第二外部铜层的重量，使得制成的电路板较为轻薄；再次，对于柔性电路板来说，还可使得制成的电路板具有较好的挠性。
附图说明
图1是本技术方案实施方式提供的覆铜基板的示意图。
图2是本技术方案实施方式提供的覆铜基板上形成了过孔的示意图。
图3是本技术方案实施方式提供的覆铜基板上沉积化学镀铜层的示意图。
图4是本技术方案实施方式提供的在覆铜基板的化学铜层上沉积了电镀铜层后的示意图。
图5是本技术方案实施方式提供的覆铜基板的铜箔表面贴覆干膜的示意图。
图6是本技术方案实施方式提供的覆铜基板的铜箔表面贴覆干膜后曝光的示意图。
图7是本技术方案实施方式提供的覆铜基板的铜箔表面贴覆干膜、曝光、显影后的示意图。
图8是本技术方案实施方式提供的去除覆铜基板的铜箔表面的镀铜层后的示意图。
图9是本技术方案实施方式提供的去除覆铜基板表面贴覆的干膜后的示意图。
图10是本技术方案实施方式提供的在覆铜基板的铜箔表面形成光阻的示意图。
图11是本技术方案实施方式提供的在覆铜基板的铜箔表面形成光阻后曝光的示意图。
图12是本技术方案实施方式提供的在覆铜基板的铜箔表面形成光阻、曝光、显影后的示意图。
图13是本技术方案实施方式提供的将覆铜基板的铜箔蚀刻成导电图形后的示意图。
图14是本技术方案实施方式提供的去除覆铜基板的光阻后的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例，对本技术方案提供的电路板导孔的制作方法作进一步的详细说明。
本技术方案实施方式提供的电路板导孔的制作方法包括以下步骤：
第一步，提供一覆铜基板10，其包括至少二外部铜层及至少一树脂层。
所述覆铜基材10可以为双面覆铜基板，还可以为已完成内部线路制作、尚未进行外部表面线路制作的三层及三层以上的多层基板。请参阅图1，本实施例中，覆铜基材10为双面覆铜基板，其包括第一外部铜层11、第二外部铜层12及位于第一外部铜层11和第二外部铜层12之间的树脂层13。所述第一外部铜层11、第二外部铜层12可以为压延铜箔也可以为电解铜箔，优选为具有较好可挠性的压延铜箔。所述树脂层13可以为硬性树脂层，如环氧树脂、玻纤布等，也可以柔性树脂层，如聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚乙烯对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephtalate，PET)、聚四氟乙烯(Teflon)、聚硫胺(Polyamide)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate)、聚碳酸酯(Polycarbonate)或聚酰亚胺聚乙烯对苯二甲酯共聚物(Polyamide polyethylene-terephthalate copolymer)等。
另外，第一外部铜层11、第二外部铜层12与树脂层13之间还可以具有粘胶层，以使得第一外部铜层11、第二外部铜层12与树脂层13之间具有较好的粘结性能。
优选的，为便于制作轻薄的细线路电路板，所述第一外部铜层11、第二外部铜层12的厚度小于12微米。
第二步，钻孔以在所述覆铜基板10上形成至少一个过孔101。
所述覆铜基材10可以具有一个或多个过孔101，所述过孔101是指至少贯穿两个铜层和一个树脂层的通孔或盲孔。过孔101的形状、位置视电路板的设计需求而定。本实施例中，覆铜基材10具有一个过孔101，其为贯穿第一外部铜层11、树脂层13及第二外部铜层12的圆形通孔。
第三步，在过孔101孔壁、第一外部铜层11及第二外部铜层12上形成镀铜层20。
在电路板的制作中，通常将为导通各铜层而在过孔孔壁形成镀铜层的工序称为孔金属化工艺。孔金属化工艺至少包括化学镀铜工序，依具体镀铜层厚度的需要，还可以包括电镀铜工序。
化学镀铜工序通常包括清洗、粗化、预浸、活化及沉铜等步骤。具体地，首先以碱液清洗覆铜基材10，去除覆铜基材10表面的油污和灰尘。其次，以过氧水硫酸体系粗化覆铜基材10的第一外部铜层11、第二外部铜层12以及过孔101的孔壁。再次，将覆铜基材10置于预浸液或敏化液中，以预防覆铜基材10带入杂质，并润湿过孔101的孔壁。预浸后进行活化，使贵金属催化剂均匀吸附在第一外部铜层11、第二外部铜层12以及过孔101的孔壁，形成化学沉铜所需的活化中心。最后即可将覆铜基材10放置于化学镀铜液中，使得化学镀铜液中的金属铜盐和还原剂在具有催化活性的第一外部铜层11、第二外部铜层12以及过孔101的孔壁上进行自催化氧化还原反应，并在第一外部铜层11、第二外部铜层12表面以及过孔101的孔壁上形成具有一定厚度的化学镀铜层21，如图3所示。
化学镀铜层21通常很薄，其厚度一般为0.1~3微米之间。工业上为确保孔壁铜层的连续性和可靠性，在化学镀铜后还需要进行电镀铜工序，以增加铜层20的厚度。即，将覆铜基材10放置于电镀槽中，以覆铜基材10为阴极，以铜棒或铜板做阳极，以含有铜盐的电解质溶液作为电镀液，接通直流电源即可在电镀液中发生电解反应，从而在覆铜基材10的导电表面沉积上电镀铜层22，即，在孔壁的化学镀铜层21上镀上一定厚度的电镀铜层22，如图4所示。电镀铜层22的厚度可依具体电路板的设计需求而定，一般可在5~30微米之间。
优选的，为减少电镀液的浪费，可以光阻覆盖第一外部铜层11和第二外部铜层12，使得电镀铜时不在第一外部铜层11、第二外部铜层12的化学镀铜层21上沉积上电镀铜层22，而仅在孔壁的化学镀铜层21上沉积上一定厚度的电镀铜层22。
经过如上所述工序，即可在过孔101的孔壁上形成了包括化学镀铜层21和电镀铜层22的镀铜层20，镀铜层20可导通第一外部铜层11和第二外部铜层12。
第四步，遮蔽过孔101孔壁的镀铜层20，去除第一外部铜层11、第二外部铜层12上的镀铜层20。
遮蔽过孔101孔壁的镀铜层20后，以铜蚀刻液蚀刻覆铜基材10时，过孔101孔壁的镀铜层20即可受到保护而不被侵蚀，第一外部铜层11、第二外部铜层12上的镀铜层20则可被蚀刻去除。从而，可以除去第一外部铜层11上和第二外部铜层12上的镀铜层20，使得后续以第一外部铜层11、第二外部铜层12制作出的导电图形的厚度较小、密度较高、线路较细。
所述铜蚀刻液可以为硫酸双氧水、过硫酸铵-硫酸、过硫酸钠/硫酸及过硫酸钾/硫酸、氯化铜硫酸等混合微蚀体系，也可以为酸性氯化铜蚀刻液或碱性氯化铜蚀刻液等蚀刻体系。所述铜蚀刻液蚀刻镀铜层20的速度跟铜蚀刻液的成分、浓度、蚀刻温度、处理方法以及镀铜层20的厚度均密切相关。适当控制覆铜基板10的蚀刻速度以及蚀刻时间即可恰好除去第一外部铜层11、第二外部铜层12上的镀铜层20。举例来说，以喷雾式处理法将硫酸双氧水系微蚀液在38摄氏度环境下以1.3kg/m2的喷压喷淋至走板速度为2.1m/min的电路板表面时，微蚀速度约为1μm/min，若第一外部铜层11、第二外部铜层12上的镀铜层20的厚度为5μm，则约需蚀刻5分钟，即可恰好除去第一外部铜层11、第二外部铜层12上的镀铜层20。
遮蔽过孔101孔壁的镀铜层20的方法可以为以液态光阻填充过孔101；也可以为直接在过孔101孔周贴覆干膜，并使得干膜封闭过孔101；也可以通过图像转移法使得干膜仅贴覆于过孔101孔周并封闭过孔101；当然，也可以通过其它方法遮蔽过孔101孔壁的镀铜层20。
以下，仅以图像转移法为例，说明遮蔽孔壁的镀铜层20的一个方法。首先，请参阅图5，在第一外部铜层11、第二外部铜层12表面分别贴覆第一干膜31、第二干膜32。所述第一干膜31、第二干膜32可以为正型光阻，也可以负型光阻。本实施例中，仅以负型光阻为例，说明其后的曝光、显影等工序。其次，请参阅图6，分别通过第一光掩模41、第二光掩模42对第一干膜31、第二干膜32进行曝光。所述第一光掩模41、第二光掩模42分别具有第一开口411、第二开口421，所述第一开口411、第二开口421的形状、位置均与过孔101对应。并且，第一开口411、第二开口421的直径D1为过孔101的直径D2的2~5倍，即，D1＝(2~5)D2。优选地，D1＝(3~4)D2。所述过孔101的直径D2是指过孔101的孔壁形成镀铜层20之后的孔径，而不是指形成镀铜层20之前的孔径。曝光时，与第一开口411、第二开口421对应的干膜受到光线照射，发生聚合反应，而没有受到光线照射的干膜则不发生反应。再次，以显影液喷淋第一干膜31、第二干膜32，发生了聚合反应的干膜在显影液中具有低溶解度，不被显影液溶解；而未发生分解反应的干膜则在显影液中具有高溶解度，可被显影液溶解。因此，经过显影工序后，请参阅图7，第一干膜31在与第一开口411对应区域的干膜不被溶解，第二干膜32在与第二开口421对应区域的干膜也不被溶解，从而使得该部分干膜封闭了过孔101，并遮蔽了过孔101孔周的部分铜层。并且，该部分干膜的直径D3也为过孔101的直径D2的2~5倍，该部分干膜的中心轴与过孔101的中心轴重合。同时，其余部分的干膜都被溶解，即，裸露出了第一外部铜层11、第二外部铜层12上的镀铜层20。从而，将覆铜基材10浸置于铜蚀刻液或以铜蚀刻液喷淋覆铜基材10以蚀刻覆铜基材10时，第一外部铜层11、第二外部铜层12上的镀铜层20可被蚀刻去除，而过孔101孔壁的镀铜层20则不被蚀刻，如图8所示。
在蚀刻覆铜基材10后，可以将分别残留于第一外部铜层11、第二外部铜层12上的第一干膜31、第二干膜32除去，如图9所示。当然，该些残留的干膜也可以暂时留置，直至将第一外部铜层11、第二外部铜层12制成导电图形后再除去。
另外，如果第一外部铜层11、第二外部铜层12的厚度大于12微米，在除去第一外部铜层11、第二外部铜层12上的镀铜层20后，还可进一步以铜蚀刻液将第一外部铜层11、第二外部铜层12的厚度蚀刻至12微米以下，以使得制作出的电路板的导电图形的线宽、线距及厚度均较小。
第五步，将第一外部铜层11、第二外部铜层12制成导电图形。
一般地，先通过图像转移法在第一外部铜层11、第二外部铜层12上形成相应光阻图案，再经由化学药液蚀刻或激光烧蚀等方法将第一外部铜层11、第二外部铜层12制成导电图形。
请参阅图10，首先，在第一外部铜层11、第二外部铜层12表面分别形成第一光阻51、第二光阻52。本实施例中，所述第一光阻51、第二光阻52为正型光阻，当然，其也可以为负型光阻。其次，请参阅图11，分别通过第一光掩模61、第二光掩模62对第一光阻51、第二光阻52进行曝光，经过光线照射的光阻发生分解反应，未经光线照射的光阻则不发生反应。所述第一光掩模61、第二光掩模62具有与设计的导电图形相同的图案，从而曝光后第一光阻51、第二光阻52上也具有了相应的图案。再次，将覆铜基材10浸置于显影液中时，发生了分解反应的光阻被溶解，裸露出其下的部分第一外部铜层11和部分的第二外部铜层12，而未发生反应的光阻则不被溶解，仍附着于第一外部铜层11、第二外部铜层12的表面，如图12所示。即，使得第一光阻51、第二光阻52形成与设计的导电图形相同的图案。再次，以铜蚀刻液或激光蚀刻覆铜基材10，不被光阻保护的、裸露出的第一外部铜层11、第二外部铜层12被铜蚀刻液或激光蚀刻去除，而其余部分的第一外部铜层11、第二外部铜层12则被光阻保护而不被蚀刻，如图13所示。即，将第一外部铜层11制成了第一导电图形11a，将第二外部铜层12制成了第二导电图形12a。最后，请参阅图14，将残留于第一外部铜层11、第二外部铜层12表面的未发生反应的光阻除去，即可得到已完成导电图形制作的高密度、细线路的双面电路基板10a。
将覆铜基材10制成双面电路基板10a之后，可直接进行贴阻焊膜、检验、包装等工序，从而制作出一双面电路板产品；也可以进一步将该双面电路基板10a与其它双面电路基板或单面覆铜板等压合以制作多层电路板。当然，制作多层电路板时，同样可以运用本技术方案以制作出高密度、细线路的多层电路板。
本技术方案的电路板的制作方法具有如下优点：首先，其包括去除第一外部铜层、第二外部铜层上的镀铜层的步骤，使得第一外部铜层、第二外部铜层的厚度较小，从而可制成高密度、细线路的电路板；其次，减轻了第一外部铜层、第二外部铜层的重量，使得制成的电路板较为轻薄；再次，对于柔性电路板来说，还可使得制成的电路板具有较好的挠性。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

  1. 【权利要求1】一种电路板的制作方法，包括步骤：
    提供一覆铜基板，其至少包括第一外部铜层、第二外部铜层及位于第一外部铜层和第二外部铜层之间的树脂层；
    在所述覆铜基板上形成至少一个过孔；
    在过孔孔壁、第一外部铜层及第二外部铜层上形成镀铜层；
    遮蔽过孔孔壁的镀铜层，去除第一外部铜层上和第二外部铜层上的镀铜层；
    将第一外部铜层和第二外部铜层制成导电图形。
  2. 【权利要求2】如权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，遮蔽过孔孔壁的镀铜层的方法为以液态光阻填充过孔。
  3. 【权利要求3】如权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，遮蔽过孔孔壁的镀铜层的方法为在过孔孔周贴覆干膜，使得干膜遮蔽过孔孔周并封闭过孔。
  4. 【权利要求4】如权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，遮蔽过孔孔壁的镀铜层的方法包括以下步骤：在第一外部铜层和第二外部铜层表面贴覆干膜；通过图像转移法使得干膜仅遮蔽过孔孔周并封闭过孔。
  5. 【权利要求5】如权利要求3或4所述的电路板的制作方法，其特征在于，所述遮蔽过孔孔周的干膜的直径为过孔孔径的2~5倍。
  6. 【权利要求6】如权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，以铜蚀刻液去除第一外部铜层和第二外部铜层上的镀铜层，所述铜蚀刻液为硫酸-双氧水微蚀体系、过硫酸铵-硫酸微蚀体系、过硫酸钠-硫酸微蚀体系、过硫酸钾-硫酸微蚀体系、氯化铜-硫酸微蚀合体系、酸性氯化铜蚀刻体系或碱性氯化铜蚀刻体系。
  7. 【权利要求7】如权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，在去除第一外部铜层和第二外部铜层上的镀铜层后，进一步包括将第一外部铜层和第二外部铜层的厚度均蚀刻至12微米以下的步骤。
  8. 【权利要求8】如权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，在过孔孔壁、第一外部铜层及第二外部铜层上形成镀铜层的步骤至少包括化学镀铜工序，所述镀铜层至少包括化学镀铜层。
  9. 【权利要求9】如权利要求8所述的电路板的制作方法，其特征在于，在过孔孔壁、第一外部铜层及第二外部铜层上形成镀铜层的步骤还包括电镀铜工序，所述镀铜层还包括形成于化学镀铜层上的电镀铜层。
  10. 【权利要求10】如权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，通过化学药液蚀刻或激光烧蚀将第一外部铜层和第二外部铜层制成导电图形。
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