CN102238805A - 电路板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电路板包括第一绝缘层和第一导电线路。所述第一绝缘层具有相对的第一表面和第二表面。所述第一导电线路用于传输信号，第一导电线路包括第一导线和第二导线，所述第一导线形成于所述第一绝缘层的第一表面，所述第二导线形成于第一导线的表面且包覆所述第一导线，所述第二导线的材料为银。本发明还涉及一种所述电路板的制作方法。
Description
技术领域
本发明涉及电路板制作领域，尤其涉及一种制作具有低电阻率导电线路的电路板及其制作方法。
背景技术
随着科学技术的进步，印刷电路板在电子领域得到的广泛的应用。印刷电路板因具有装配密度高等优点而得到了广泛的应用。关于电路板的应用请参见文献Takahashi，A.Ooki，N.Nagai，A.Akahoshi，H.Mukoh，A.Wajima，M.Res.Lab，High densitymultilayer printed circuit board for HITAC M-880，IEEE Trans.onComponents，Packaging，and Manufacturing Technology，1992，15(4)：418-425。
现有技术中，导电线路通常采用金属铜制作。金属铜具有较小的电阻系数，通常可以满足电路板产品的一般需求。在一些要求具有更小的电阻率的电路板，通常采用金或者银来制作整个导电线路。然而，采用上述金或银等贵金属，使得电路板生产成本提高，不能满足降低电路板生产成本的要求。
发明内容
因此，有必要提供一种电路板及其制作方法，能够有效的降低电路板的导电线路在工作时的电阻率。
以下将以实施例说明一种电路板及其制作方法。
一种电路板包括第一绝缘层和第一导电线路。所述第一绝缘层具有相对的第一表面和第二表面。所述第一导电线路用于传输信号，第一导电线路包括第一导线和第二导线，所述第一导线形成于所述第一绝缘层的第一表面，所述第二导线形成于第一导线的表面且包覆所述第一导线，所述第二导线的材料为银。
一种电路板的制作方法，包括步骤：提供覆铜板，所述覆铜板包括第一绝缘层和第一铜箔层；在所述第一铜箔层内制作第一导线；在所述第一导线表面形成覆盖第一导线的第二导线，第二导线的材料为银，第一导线和第二导线共同形成第一导电线路，所述第一导电线路用于传输信号。
与现有技术相比，本技术方案提供的电路板，第一导电线路包括第一导线和覆盖第一导线的第二导线，并且第二导线采用金属银制作，金属银的电阻率为1.64×10-8欧姆米，金属铜的电阻率为1.77×10-8欧姆米，金属银的电阻小于金属铜的电阻率。从而，当第一导电线路中通有上述预定频率的交流电时，电子在第二导线中传导，相对于全部采用铜制作第一导电线路，降低了第一导电线路的电阻率。并且，由于第二导线的厚度较小，可以节省金属银的用量，相比于用全部用金属银制作第一导电线路，降低了生产成本。
附图说明
图1是本技术方案第一实施例提供的电路板的示意图。
图2是图1沿II-II线的剖面示意图。
图3是本技术方案第二实施例提供的覆铜板的示意图。
图4是本技术方案第二实施例提供的覆铜板形成第一导线和第
二导线的示意图。
主要元件符号说明
覆铜板 10
第一铜箔层 12
第二铜箔层 13
电路板 100
第一绝缘层 110
第一表面 111
第二表面 112
第一导电线路 120
第一导线 121
第二导线 122
第一底面 123
第一顶面 124
第一侧面 125
第二侧面 126
第一内表面 127
第一外表面 128
第二导电线路 130
第三导线 131
第四导线 132
第二底面 133
第二顶面 134
第三侧面 135
第四侧面 136
第二内表面 137
第二外表面 138
具体实施方式
下面结合多个附图及实施例对本技术方案提供的电路板及其制作方法作进一步说明。
请一并参阅图1及图2，本技术方案第一实施例提供一种电路板100，电路板100包括第一绝缘层110、多条第一导电线路120和多条第二导电线路130。
第一绝缘层110用于承载多条第一导电线路120和多条第二导电线路130。第一绝缘层110可以由聚酰亚胺或者聚酯等材料制成。第一绝缘层110具有相对的第一表面111和第二表面112。多个第一导电线路120用于传输信号，其形成于第一绝缘层110的第一表面111上。每根第一导电线路120包括第一导线121和覆盖第一导线121的第二导线122。第一导线121采用金属铜制作。本实施例中，第一导线121形状与第一导电线路120的形状相对应，其横截面的形状大致为长方形。第一导线121包括相对的第一底面123、与第一底面123相对的第一顶面124、第一侧面125和与第一侧面125相对的第二侧面126。第一侧面125和第二侧面126连接于第一底面123和第一顶面124之间。第一底面123与第一绝缘层110的第一表面111相接触。
第二导线122采用金属银制成。第二导线122覆盖第一导线121除与第一表面111接触的表面其他表面，从而使得第二线路122也与第一表面111接触，第一线路121密封于第二线路122和第一绝缘层110之间。第二导线122大致呈“ㄇ”形，即倒“U”形，其具有相对的第一内表面127和第一外表面128。其中，第一内表面127与第一导线121的第一顶面124、第一侧面125和第二侧面126均相接触。第二导线122的第一内表面127与第一外表面128相互平行，第一内表面127和第一外表面128之间的距离定义为第二导线122的厚度。第二导线122的的厚度根据实际需要进行设定。具体如下：电路板中的导电线路在工作时，其中间通常流经有高频率的电流，从而产生了集肤效应。即电流或电压以频率较高的电子在导体中传导时，会聚集于导体电线路的表层，而非平均分布于整个导体的截面积中。频率越高，集肤效应越显著。集肤效应深度(δ)导体的电阻率(ρ)通过的交流电的的角频率(ω)相关。具体计算公式为：
其中，上述公式中的μ表示铜导体的绝对电磁率。对于确定的金属铜而言，集肤深度与通过其的交流电的角频率相关。本实施例中，第二导线122的厚度根据第一导电线路120中通过的交流电的角频率进行确定，以使得第一导电线路120中通有该频率的电流时，电子在第一顶面124、第一侧面125和第二侧面126上第二导线122中流动。由于角频率和频率之间可以相互转化。从而，根据第一导电线路120中通过的交流电的角频率或者频率和上述集肤深度的计算公式计算出的集肤深度即可设定为第二导线122的厚度。在第一导电线路120中通有的交流电的频率为60赫兹时，集肤深度即第二导线的厚度设定为8.57毫米。当第一导电线路120通有的交流电的频率为10000赫兹时，集肤深度为0.66毫米。当第一导电线路120通的交流电的频率为1000万赫兹时，集肤深度即第二导线的厚度为21微米。
可以理解，相邻的第一导线121的间距应大于欲形成的第二导线122的厚度的两倍，以确保形成的相邻的两个第一导电线路120不相互接触而发生短路。第一导线121的横截面的形状并不限于本实施例中说明的长方形，其也可以为半圆形或其他形状。只要保证第二导线122覆盖第一导线121除与第一表面111接触的表面的其他表面即可。
多条第二导电线路130也用于传输电信号，其形成于第一绝缘层110的第二表面112上。每根第二导电线路130包括第三导线131和覆盖第三导线131的第四导线132。第三导线131采用金属铜制作。本实施例中，多根第三导线131的分布形状与第二导电线路130的形状相对应，第三导线131横截面的形状大致为长方形。第三导线131包括相对的第二底面133、与第二底面133相对的第二顶面134、第三侧面135和与第三侧面135相对的第四侧面136。第三侧面135和第四侧面136连接于第二底面133和第二顶面134之间。第二顶面134与第一绝缘层110的第二表面112相接触。
第四导线132采用金属银制成。第四导线132覆盖第三导线131除与第二表面112接触的表面其他表面，从而使得第四导线132也与第二表面112接触，第三导线131密封于第四导线132和第一绝缘层110之间。第四导线132大致呈“U”形，其具有相对的第二内表面137和第二外表面138。其中，第二内表面137与第三导线131的第二底面133、第三侧面135和第四侧面136均相接触。第四导线132的第二内表面137与第二外表面138之间的距离定义为第四导线132的厚度。第四导线132的厚度也根据上述公式和通过的交流电的角频率或者频率进行设定。
可以理解的是，第二导线122和第四导线132的厚度也可以略大于在通有预定频率交流电流的集肤深度。
本实施例提供的电路板，第一导电线路120包括第一导线121和覆盖第一导线121的第二导线122，并且第二导线122采用金属银制作，金属银的电阻率为1.64×10-8欧姆米，金属铜的电阻率为1.77×10-8欧姆米，金属银的电阻小于金属铜的电阻率，并且第二导线122的厚度与第一导电线路120在通过预定频率的交流电时的集肤深度相等。从而，当第一导电线路120中通有上述预定频率的交流电时，电子可以在第二导线122中传导，相对于全部采用铜制作第一导电线路，降低了第一导电线路120的电阻率。并且，由于第二导线122的厚度较小，可以节省金属银的用量，相比于用全部用金属银制作第一导电线路，降低了生产成本。
可以理解，本实施例提供的电路板也可以为包括更多导电线路图形和更多绝缘层的多层电路板。即包括两个或者多个所述的电路板100相互堆叠，并在相邻的两个电路板100之间具有胶层。
本技术方案第二实施例以制作电路板100为例来说明一种电路板制作方法，所述电路板的制作方法包括如下步骤：
请参阅图3，第一步，提供覆铜板10。
本实施例中，覆铜板10为双面覆铜板，即其包括第一铜箔层12、第二铜箔层13及位于第一铜箔层12和第二铜箔层13之间的第一绝缘层110。覆铜板10为经过裁切后的覆铜板10，其形状与制作的电路板的形状相对应。
当用于制作具有单面线路图形的电路板时，覆铜板10为单面覆铜板，即其包括第一铜箔层12及第一绝缘层110。
请一并参阅图4，第二步，在第一铜箔层12内制作多条第一导线121，在第二铜箔层13内制作多条第三导线131。
在制作多条第一导线121和多条第三导线131之前，应根据电路板100中需要流经的交流电的频率的大小，计算出第二导线122和第四导线132的厚度。以保证相邻的第一导线121之间的距离应大于欲形成的第二导线122的厚度的两倍，以防止后续形成第二导线122之后相邻的第一导电线路120相互接触而导致短路。同理，相邻的第三导线131之间的距离应大于与形成的第四导线132的厚度的两倍，以防止后续形成的第二导电线路130相互接触而短路。
本实施例中，采用影像转移工艺及蚀刻工艺制作多条第一导线121和多条第三导线131。具体为，首先，在第一铜箔层12和第二铜箔层13上分别形成光致抗蚀剂，然后对所述光致抗蚀剂进行曝光和显影，使得与欲形成多条第一导线121相对应的区域光致抗蚀剂仍留在第一铜箔层12上，与欲形成多条第三导线131相对应的区域光致抗蚀剂仍留在第二铜箔层13上。然后，对第一铜箔层12进行蚀刻，使得第一铜箔层12没有光致抗蚀剂遮挡的部分被蚀刻去除，使得第一铜箔层12光致抗蚀剂遮挡的部分没有被蚀刻去除，从而得到多条第一导线121。并对第二铜箔层13进行蚀刻，使得第二铜箔层13没有光致抗蚀剂遮挡的部分被蚀刻去除，使得第二铜箔层13光致抗蚀剂遮挡的部分没有被蚀刻去除，从而得到多条第三导线131。
请一并参阅图2和图4，第三步，在每一第一导线121的表面上形成包覆该第一导线121的第二导线122，每一第一导线121和一条第二导线122共同构成第一导电线路120，在每一第三导线131的表面上形成包覆第三导线131的第四导线132，每一第三导线131和一条第四导线132共同构成第二导电线路130。
本实施例中，第二导线122和第四导线132通过如下方式制作：
首先，对第一绝缘层110、第一导线121和第三导线131进行预处理。即对第一绝缘层110、第一导线121和第三导线131依次进行脱脂、水洗、酸洗及水洗等处理，使得第一绝缘层110、第一导线121和第三导线131上粘附的脏污被去除。
然后，对第一导线121和第三导线131的表面进行浸银处理，以增加后续进行镀银时的附着度。
本实施例中，采用的浸银液中包括质量浓度为20克每升的硝酸银、质量浓度为220克每升的硫脲及浓度为0.1克每升的聚乙二醇。浸银液的pH值为3至4。在常温条件下，将第一导线121和第三导线131浸于上述浸银液中持续0.5至1分钟，使得浸银液与第一导线121和第三导线131表面的铜发生反应，在第一导线121和第三导线131的表面形成一层覆盖第一导线121和第三导线131的铜的含银有机层。
最后，在浸银后第一导线121表面电镀银形成第二导线122，在浸银后的第三导线131的表面电镀形成第四导线132。
本实施例中，采用电镀的方式形成第二导线122和第四导线132。进行电镀时，采用的电镀液中含有质量浓度为43克每升的亚硫酸银(Ag2SO3)、质量浓度为440克每升的硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)及质量含量为60克每升的电解质，如碳酸钾或氢氧化钾。为了使得电镀得到的银具有较好的光泽度，在电镀液中也可以加入光泽剂等。本实施例中，在进行电镀银时，电镀液的pH值控制为8.5至9，反应温度为20至35摄氏度，电镀时电流密度为0.2至1安培每平方分米。采用的阳极为纯度达于99.9％的银板。电镀的持续时间根据形成的第二导线122和第四导线132的厚度进行确定。
本实施例提供的电路板制作方法，能够制得由银层包覆的铜导线的导电线路，值得的电路板的导电线路中通有高频率的交流电时，可以减小导电线路的电阻，从而提升电路板的导电性能。
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)
1.一种电路板，包括：
第一绝缘层，其具有相对的第一表面和第二表面；以及
第一导电线路，其用于传输信号，所述第一导电线路包括第一导线和第二导线，所述第一导线形成于所述第一绝缘层的第一表面上，所述第二导线形成于第一导线表面，且包覆所述第一导线，所述第二导线的材料为银。
2.如权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述第一导线的材料为铜。
3.如权利要求2所述的电路板，其特征在于，所述第二导线具有相对的第一内表面和第二外表面，所述第一内表面与第一导线相接触，所述第一内表面和第一外表面的间距大于或等于
其中，ρ为金属铜的电阻率，μ表示铜导体的绝对电磁率，ω为第一导电线路预定通过的交流电的角频率。
4.如权利要求3所述的电路板，其特征在于，所述第一导线具有第一底面、与第一底面相对的第一顶面、第一侧面和与第一侧面相对的第二侧面，第一侧面和第二侧面均连接于第一顶面和第一底面之间，所述第一底面与第一绝缘层的第一表面相接触，所述第二导线的第一内表面与所述第一顶面、第一侧面及第二侧面均相接触。
5.如权利要求3所述的电路板，其特征在于，相邻的两个第一导线的间距大于第二导线的第一内表面和第二内表面的间距的两倍。
6.如权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述第一绝缘层的第二表面上形成有用于传输信号的第二导电线路，所述第二导电线路包括第三导线和第四导线，所述第三导线形成于所述第一绝缘层的第二表面上，所述第四导线形成于第三导线表面，且包覆所述第三导线，所述第三导线的材料为铜，所述第四导线的材料为银。
7.一种电路板制作方法，包括步骤：
提供覆铜板，所述覆铜板包括第一绝缘层和第一铜箔层；
在所述第一铜箔层内制作第一导线；
在第一导线表面形成覆盖第一导线的第二导线，所述第二导线的材料为银，第一导线和第二导线共同形成第一导电线路，所述第一导电线路用于传输信号。
8.如权利要求7所述的电路板制作方法，其特征在于，所述第二导线采用在第一导线的表面电镀银形成。
9.如权利要求8所述的电路板制作方法，其特征在于，在进行电镀银形成第二导线之前还包括在第一导线的表面进行浸银以在第一导线表面形成含银有机物层的步骤。
10.如权利要求7所述的电路板制作方法，其特征在于，所述覆铜板还包括第二铜箔层，在所述第一铜箔层内制作第一导线的同时还在第二铜箔层内制作第三导线；在所述第一导线表面形成覆盖第一导线的第二导线时，还在第三导线表面形成覆盖第三导线的第四导线，所述第四导线的材料为银，所述第三导线和第四导线共同形成第二导电线路，所述第二导电线路也用于传输信号。
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