CN102917542A - 铜pcb板线路制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种厚铜PCB板线路制作方法。钻定位孔步骤用于在印制板基板上进行钻定位孔；图形转移步骤用于在印制板基板上贴干膜，并在干膜上形成图形；图形电镀步骤用于在没有被干膜保护的图形上电镀铜；褪膜步骤用于去除干膜；蚀刻步骤用于蚀刻掉没被铅锡保护的铜，然后褪铅锡，获得当前层的导体线路图形；介质层填缝步骤用于线路板的所有基材区域上布置一层介质层油墨；介质层研磨步骤，用于去除铜面上的油墨；后固化步骤，用于对结构进行固化；沉铜电镀步骤，用于在线路铜层及填塞介质层油墨表面沉积沉铜金属层；全板电镀步骤，用于以对整个线路板进行电镀铜。在最终铜厚未达到预定铜厚时，重复执行图形转移步骤至全板电镀步骤。

Description

铜PCB板线路制作方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种厚铜PCB板线路制作方法。

背景技术

普遍应用的线路板中铜厚要求主要在18-200μm范围内，随着电子技术的不断发展，电子产品对PCB的载流能力和自身散热性能要求越来越高，因此要求线路板铜厚做到更厚。然而，铜厚＞200μm的PCB板的线路蚀刻和阻焊制作比较困难，现有制作厚铜板的技术是逐层叠加线路法。该方法是采用多次电镀，每次电镀蚀刻后在基材（如图2中的标号1所示）上填充阻焊油墨并后固化，其目的是将基材填充与铜面保持一致平整，然后在此基础上进行沉铜和图形电镀，直到铜厚镀到要求为止。

图1示意性地示出了根据现有技术的厚铜PCB板线路制作方法的流程。从图1可以看出，对于厚铜印制板，制作厚铜线路时需要多次蚀刻，蚀刻次数越多，其侧蚀越严重，线宽会受到很大的影响，精度难以保证。侧蚀指的是化学方法蚀刻制作印制板的导体线路2的图形，蚀刻液会攻击线路两侧无抗蚀层保护的铜面，造成侧壁凹陷。

而且，对于厚铜印制板，其铜面与基材有较大的落差，网印阻焊时线与线间很难下油，需多次刮印，由于板面铜较厚，则导体线路两侧的油墨堆积比基材上的油墨厚度高很多，致使在静置过程中油墨中的一些空气被埋伏无法排走在预烤受热溶剂挥发过程中因油墨比较厚溶剂挥发时形成阻焊气泡3和针孔。

并且，油墨4的热膨胀系数较大，导体线路间阻焊油墨越厚，其在高温下出现开裂、气泡、与基材脱落等问题越严重，对超厚铜印制板进行常规网印阻焊，其可靠性威胁较大。

逐层叠加线路法虽然可以解决常规做法因铜超厚蚀刻困难、线路精度难以保证、厚铜板阻焊不下油、线路两侧油墨堆积等问题，但是该做法需要多次印刷阻焊，这样线路间的阻焊油墨越厚，其线路间油墨受热膨胀影响越大，在持续高温下依旧会出现气泡、开裂与基材脱落等问题，对PCB板的可靠性有严重的威胁。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种厚铜板的制作方法并确保厚铜板在高温下工作的可靠性。

根据本发明，提供了一种铜PCB板线路制作方法，其包括：钻定位孔步骤，用于在印制板基板上进行钻定位孔；图形转移步骤，用于在印制板基板上贴干膜，并在干膜上形成与钻定位孔步骤中形成的孔对应的图形；图形电镀步骤，用于在没有被干膜保护的图形上电镀铜；褪膜步骤，用于去除干膜；刻蚀步骤，用于在去除干膜之后蚀刻掉没被铅锡保护的铜，然后褪铅锡，获得当前层的导体线路图形；介质层填缝步骤，用于对蚀刻步骤之后的线路板的所有基材区域上布置一层介质层油墨；介质层研磨步骤，用于去除铜面上的油墨；后固化步骤，用于对介质层研磨步骤之后的结构进行固化；沉铜电镀步骤，用于在固化之后在线路铜层及填塞介质层油墨表面沉积沉铜金属层；全板电镀步骤，用于在沉铜电镀步骤之后以对整个线路板的所有基材区域进行电镀铜。

优选地，所述厚铜PCB板线路制作方法还包括：在所述介质层填缝步骤之后执行并且在所述介质层研磨步骤之前执行的抽真空步骤，用于除去基材上填塞的油墨中的气泡；预固化步骤，用于对油墨进行固化；以及真空压膜步骤，用于使基材上面填塞的油墨平整，并与线路表面保持一样的高度。

优选地，所述厚铜PCB板线路制作方法还包括：在最终铜厚未达到预定铜厚时，重复执行所述图形转移步骤至所述全板电镀步骤，其中最终铜厚包括印制板基板铜厚以及各步骤中形成的铜厚。

优选地，在所述图形转移步骤中，在印制板基板上贴干膜，并利用具有与钻定位孔步骤中形成的孔对应的图形的模板，通过紫外线曝光和显影在干膜上形成与钻定位孔步骤中形成的孔对应的图形。

优选地，在所述图形电镀步骤中，在没有被干膜保护的图形上电镀铜之后再镀抗蚀刻的铅锡。

优选地，所述厚铜PCB板线路制作方法还包括：在最终铜厚达到预定铜厚之后进行阻焊印刷。

优选地，所述厚铜PCB板线路制作方法还包括：在阻焊印刷之后进行后固化、电子测试、成型以及最终检查验证。

优选地，所述钻定位孔步骤用于在印制板基板上对外层图形对位孔、二次钻孔销钉定位孔以及丝印定位孔进行钻定位孔。

优选地，所述印制板基板是覆铜板单片或者多层印制板压合后的在制板。

优选地，在所述介质层研磨步骤中，使用研磨辊轮去除铜面上的油墨。

根据本发明，可将厚铜分次沉铜电镀、图形转移、蚀刻，然后分次采用介质层油墨填缝基材，最终降低铜面与基材面的落差，解决了阻焊印刷时其线隙处油墨堆积过多，油墨中的溶剂很难充分挥发，曝光和固化后会产生严重气泡等问题。

而且，本发明进一步排出了介质层油墨填缝印刷时产生的气泡，并且采用了保证介质层油墨覆盖的平坦化的方法；具体地说，使用膨胀系数与环氧基材相近或相等的介质层油墨填充基材，印刷时填充的油墨内会有气泡产生，利用抽真空将油墨中的气泡排出，在采用真空压膜方式，保证填缝的油墨与线路表面平坦一致均匀覆盖于铜面，这样便有利于介质层研磨时切屑的一致性。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据现有技术的厚铜PCB板线路制作方法的流程。

图2示意性地示出了根据现有技术制造的厚铜PCB板线路。

图3示意性地示出了根据本发明实施例的厚铜PCB板线路制作方法的流程。

图4示意性地示出了根据本发明实施例介质层印刷的示意图。

图5示意性地示出了根据本发明实施例介质层研磨的示意图。

图6示意性地示出了根据本发明实施例介质层研磨后第示意图。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

本发明通过在线路间逐层网印填充与环氧板材膨胀系数（CTE）相似或相同的介质层油墨，保证填充的油墨中无空气且与基材和线壁结合非常紧密，这样来达到降低基材与铜面的落差目的。并且，可在余留铜厚常规（例如达到预定铜厚）时，再进行阻焊印刷。

具体地说，图3示意性地示出了根据本发明实施例的厚铜PCB板线路制作方法的流程。本发明中的“厚铜PCB板”是指铜厚介于200--1000μm的PCB板。

如图3所示，根据本发明实施例的厚铜PCB板线路制作方法包括：第一步骤阶段S1、第二步骤阶段S2以及第三步骤阶段S3。

a.在印制板基板上进行钻定位孔，包括外层图形对位孔、二次钻孔销钉定位孔，丝印定位孔；印制板基板可以为覆铜板单片，也可以是多层印制板压合后的在制板。例如，在具体示例中，这里印制板基板铜厚<200μm。

b.在上述钻好孔的基板上进行第一次贴膜（贴干膜）、UV（紫外线）曝光、显影（图形转移），然后做第一次图形电镀，在没有被干膜保护的图形上电镀铜，使该图形的铜厚增加40~100μm，再镀上一层抗蚀刻的铅锡。

c.对上述电镀好图形的线路板进行褪膜，褪膜后用碱性蚀刻法将没被铅锡保护的铜蚀刻掉，然后褪铅锡，获得外层第一层导体线路图形。

d.介质层填缝

对上述蚀刻好的线路板所有基材区域填上一层介质层油墨，填充时使用介质层填缝网版印刷，例如，网版目数为24-120T。介质层印刷方式见图4。如图4所示，基材1一侧上的导体线路2之间的线路凹陷位置填充介质油墨4填塞须与线路表面保持平整或略高出线路表面，然后抽真空，除去基材上填塞的油墨中的气泡，接着预固化油墨以方便后续真空压膜，真空压膜确保基材上面填塞的油墨平整，并与线路表面保持一样的高度。

e.介质层研磨

对上述填缝好的线路板使用研磨辊轮对铜面上多余的介质油墨处理干净（即，去除铜面上的油墨），以便于下一步的线路铜层增厚。图5为介质层研磨示意图，图6为介质层研磨后示意图。如图5所示，导体线路2上在介质层研磨之前存在油墨4，在介质层研磨时，去除了导体线路2上的油墨4，从而得到图6的结构。

在上述基础上在80℃-200℃温度范围进行40-90min后固化，即对介质层研磨之后的结构进行固化。然后进行沉铜电镀，线路铜层及填塞介质层油墨表面均匀沉积分布一层金属铜，然后在进行全板电镀以对整个线路板的所有基材区域进行电镀铜，镀铜厚度控制在40-100μm。

f.对上述镀好铜的基板上再一次贴膜、UV曝光、显影、然后做第二次图形电镀，在没有被干膜保护的图形上镀上一层铜，使该图形的铜厚增加40-100μm，最后镀上一层铅锡作为抗蚀层。

g．对上述图形电镀好的线路板进行褪膜，褪膜后蚀刻掉未被保护的铜面，然后褪去铅锡层，从而完成外层线路叠加。

h．重复上述的d-g步骤，直到铜厚线路叠加到符合要求为止。

i．重复d-e步骤。

j．在上述基础上在80℃-200℃温度范围进行40-90min后固化，然后使用二次钻孔程式钻孔，钻出所有导通孔。

k．对上述钻好导通孔的线路板进行沉铜电镀，使孔铜厚度达到>20μm，则表面铜厚同时也增加了>20μm。

l．对上述镀好铜的基板上第若干次贴膜、UV曝光、显影、最后直接镀上一层抗蚀刻的铅锡。

m．对上述单镀锡的线路板进行褪膜，褪膜后蚀刻掉未被保护的铜面，然后褪铅锡，这样外层线路叠加就做好了。而基材上面填塞的介质层油墨与铜面落差控制在20-70μm。

n．对上述制作好的线路板进行常规的阻焊印刷。

本发明可以制作铜厚为150μm-1000μm的线路板，线路叠加制作方法就是将厚铜分次电镀，分次填缝，最终降低铜面与基材面的落差，达到降低阻焊制作难度的目的，并确保印制板在高温环境下长期工作的可靠性。

<具体示例>

下面以印制板基板铜厚为70μm，制作最终铜厚300μm的印制板为例对本发明进行说明。

a1.在印制板基板上面钻定位孔，包括外层图形对位孔、二次钻孔销钉定位孔，丝印定位孔。这里印制板基板铜厚70μm，下述累计铜厚值都以基板铜厚为70μm的基础上进行叠加获得。

b1.对上述钻好孔的基板上第一次贴膜、UV曝光、显影、然后做第一次图形电镀，在没有被干膜保护的图形上电镀铜，使该图形的铜厚增加70μm（累计铜厚为140μm），再镀上一层抗蚀刻的铅锡。

c1.对上述电镀好图形的线路板进行褪膜，褪膜后用碱性蚀刻法将没被铅锡保护的铜蚀刻掉，然后褪铅锡，获得外层导体线路图形。

d1.介质层填缝

对上述蚀刻好的线路板所有基材区域填上一层介质层油墨，填充时使用介质层填缝网版印刷，网版目数为24-120T。介质油墨填塞须与线路表面保持平整或略高出线路表面，然后抽真空，除去基材上填塞的油墨中的气泡，接着预固化油墨以方便后续真空压膜，真空压膜确保基材上面填塞的油墨平整，并与线路表面保持一样的高度。

e1.介质层研磨

对上述填缝好的线路板使用研磨辊轮5对铜面上多余的介质油墨处理干净，以便于下一步的线路铜层增厚。

f1.在上述基础上在80℃-200℃温度范围进行40-90min后固化，然后再次沉铜电镀，线路铜层及填塞介质层油墨表面均匀沉积分布一层金属铜，然后在进行全板电镀，镀铜厚度控制在70μm（则图形累计铜厚达到210μm）。

g1.对上述镀好铜的基板上第二次贴膜、UV曝光、显影、然后做第二次图形电镀，在没有被干膜保护的图形上镀上一层铜，使该图形的铜厚增加70μm（累计铜厚达到280μm），最后镀上一层铅锡作为抗蚀层。

h1.对上述图形电镀好的线路板进行褪膜，褪膜后蚀刻掉未被保护的铜面，然后褪去铅锡层，从而完成第一次外层线路叠加。

i1.重复上述的d1-e1步骤。

j1.在上述基础上在80℃-200℃温度范围进行40-90min后固化，然后使用二次钻孔程式钻孔，钻出所有的导通孔。

k1.对上述钻好导通孔的线路板进行沉铜电镀，使孔铜厚度达到25μm，则表面铜厚同时也增加了25μm（累计铜厚达到了305μm）。

l1.对上述镀好铜的基板上第三次贴膜、UV曝光、显影、最后直接镀上一层抗蚀刻的铅锡。

m1.对上述单镀锡的线路板进行褪膜，褪膜后铜面未被保护，对露出的铜蚀刻掉，然后褪铅锡，这样第二次外层线路叠加就做好了，线路的铜厚大约在305μm左右，基材上面填塞的介质层油墨与铜面落差只有25μm左右。

n1.对上述制作好的线路板进行常规的阻焊印刷。此后，进行后固化，电子测试，成型以及最终检查验证（FQC）。

<技术效果>

根据本发明的铜PCB板线路制作方法至少具有下述技术效果：

（1）该流程制作方法是将厚铜分次沉铜电镀、图形转移、蚀刻，然后分次采用介质层油墨填缝基材，最终降低铜面与基材面的落差，解决了阻焊印刷时其线隙处油墨堆积过多，油墨中的溶剂很难充分挥发，曝光和固化后会产生严重气泡等问题。

（2）排出了介质层油墨填缝印刷时产生的气泡，并且采用了保证介质层油墨覆盖的平坦化的方法；具体地说，使用膨胀系数与环氧基材相近或相等的介质层油墨填充基材，印刷时填充的油墨内会有气泡产生，利用抽真空将油墨中的气泡排出，在采用真空压膜方式，保证填缝的油墨与线路表面平坦一致均匀覆盖于铜面，这样便有利于介质层研磨时切屑的一致性。

此外，需要说明的是，说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种厚铜PCB板线路制作方法，其特征在于包括：

钻定位孔步骤，用于在印制板基板上进行钻定位孔；

图形转移步骤，用于在印制板基板上贴干膜，并在干膜上形成与钻定位孔步骤中形成的孔对应的图形；

图形电镀步骤，用于在没有被干膜保护的图形上电镀铜；

褪膜步骤，用于去除干膜；

蚀刻步骤，用于在去除干膜之后蚀刻掉没被铅锡保护的铜，然后褪铅锡，获得当前层的导体线路图形；

介质层填缝步骤，用于对蚀刻步骤之后的线路板的所有基材区域上布置一层介质层油墨；

介质层研磨步骤，用于去除铜面上的油墨；

后固化步骤，用于对介质层研磨步骤之后的结构进行固化；

沉铜电镀步骤，用于在固化之后在线路铜层及填塞介质层油墨表面沉积沉铜金属层；

全板电镀步骤，用于在沉铜电镀步骤之后以对整个线路板的所有基材区域进行电镀铜。

2.根据权利要求1所述的厚铜PCB板线路制作方法，其特征在于还包括：在所述介质层填缝步骤之后执行并且在所述介质层研磨步骤之前执行的抽真空步骤，用于除去基材上填塞的油墨中的气泡；预固化步骤，用于对油墨进行固化；以及真空压膜步骤，用于使基材上面填塞的油墨平整，并与线路表面保持一样的高度。

3.根据权利要求1或2所述的厚铜PCB板线路制作方法，其特征在于还包括：在最终铜厚未达到预定铜厚时，重复执行所述图形转移步骤至所述全板电镀步骤，其中最终铜厚包括印制板基板铜厚以及各步骤中形成的铜厚。

4.根据权利要求1或2所述的厚铜PCB板线路制作方法，其特征在于，在所述图形转移步骤中，在印制板基板上贴干膜，并利用具有与钻定位孔步骤中形成的孔对应的图形的模板，通过紫外线曝光和显影在干膜上形成与钻定位孔步骤中形成的孔对应的图形。

5.根据权利要求1或2所述的厚铜PCB板线路制作方法，其特征在于，在所述图形电镀步骤中，在没有被干膜保护的图形上电镀铜之后再镀抗蚀刻的铅锡。

6.根据权利要求1或2所述的厚铜PCB板线路制作方法，其特征在于还包括：在最终铜厚达到预定铜厚之后进行阻焊印刷。

7.根据权利要求6所述的铜PCB板线路制作方法，其特征在于还包括在阻焊印刷之后进行后固化、电子测试、成型以及最终检查验证。

8.根据权利要求1或2所述的厚铜PCB板线路制作方法，其特征在于，所述钻定位孔步骤用于在印制板基板上对外层图形对位孔、二次钻孔销钉定位孔以及丝印定位孔进行钻定位孔。

9.根据权利要求1或2所述的厚铜PCB板线路制作方法，其特征在于，所述印制板基板是覆铜板单片或者多层印制板压合后的在制板。

10.根据权利要求1或2所述的厚铜PCB板线路制作方法，其特征在于，在所述介质层研磨步骤中，使用研磨辊轮去除铜面上的油墨。

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