CN102975429A - 一种采用聚甲基丙烯酸甲酯为介质的电解覆铜板、印刷电路板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种覆铜板的制作方法，该方法包括步骤：提供一基板；对所述聚甲基丙烯酸甲酯材料制成，且其表面进行粗化处理；在所述聚甲基丙烯酸甲酯的粗化后的表面进行沉铜处理，形成沉铜基底；对所述形成的沉铜基底进行电镀处理，形成覆铜板。本发明还提供一种在上述覆铜板制作方法的基础上的电路板的制作方法。本发明进一步提供一种覆铜板和印刷电路板。所述印刷电路板具有电气性能、机械性优良、适用范围广、成本低的优点。

Description

一种采用聚甲基丙烯酸甲酯为介质的电解覆铜板、印刷电路板及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种覆铜板、印刷电路板及其制作方法，尤其涉及一种以PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）材料为基板的覆铜板、印刷电路板及其制作方法。 

背景技术

印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)几乎是任何电子产品的基础，随着电子产业的飞速发展，作为电子产品基本构件的印刷电路板应用越来越广泛，虽然电子产品的功能不但增强，应用领域的扩广，特别是高速信息化时代的发展驱动下，应用在电子产品中的印刷电路板的要求也越来越多，尤其是对印刷电路板在信号的传输质量、速度等方面的要求不断提升。 

现有技术中，环氧树脂为主体（FR-4）是印刷电路板目前是用量最大的,用途最广泛的一类产品，然而FR-4材料制作的印刷电路板成本高、介电损耗大及电性能较差，而且FR-4具有容易吸水，易于老化、抗电压能力较差等一系列缺点，导致其制作的印刷电路板不适宜在特殊的环境，特别是潮湿环境、航天航空、高速通讯、太空或放射性医疗器械）等领域，要求材料密度轻、传输介电损耗小、防腐蚀性强、环保、高绝缘性等特点。 

有鉴于此，有必要对上述存在的缺陷进行改进。 

发明内容

本发明提供一种电气性能、机械性优良、适用范围广、成本低的覆铜板、印刷电路板及其制作方法。 

提供一种覆铜板的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：提供一基板，所述基板为聚甲基丙烯酸甲酯材料制成；对所述基板的表面进行粗化处理；在所述基板的粗化后的表面进行沉铜处理，形成沉铜基底；对所述形成的沉铜基底进行电镀处理，形成覆铜板。 

根据本发明的一优选实施例，所述粗化处理采用喷砂法，所述喷砂法采用 的喷砂为铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂、塑料粒中的任意一种。 

根据本发明的一优选实施例，所述喷砂喷料采用120目的塑胶粒，且在所述基板的表面形成50微米—150微米的粗糙度。 

根据本发明的一优选实施例，所述电镀形成的铜层的厚度为10-50微米。 

提供一种印刷电路板的制作方法，其特征在于，在上述任意一项所述的覆铜板的制作方法的基础上，进一步包括步骤：对所述覆铜板的铜层进行图案化处理，形成印刷电路板。 

提供一种覆铜板，其特征在于，所述覆铜板包括：基板，所述基板为聚甲基丙烯酸甲酯材料制成，且其表面具有一定的粗糙度；铜层，所述铜层设置在所述基板的具有一定粗糙度的表面，并与所述基板紧密结合。 

根据本发明的一优选实施例，所述铜层的厚度为10-50微米。 

提供一种印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板包括：基板，所述基板的表面具有一定的粗糙度；图案化铜层，所述图案化铜层设置在所述基板的具有一定粗糙度的表面，并与所述基板紧密结合。 

根据本发明的一优选实施例，所述基板的表面的粗糙度为50微米—150微米。 

相较于现有技术，本发明覆铜板、印刷电路板及其制作方法具有如下优点： 

1）PMMA树脂是无毒环保的材料，具有良好的机械加工、光学特性、化学稳定性和耐气侯变化特性。 

2）有良好的绝缘性和机械强度，可进行粘接、锯、刨、钻、刻、磨、丝网印刷、喷等工艺，具有较好的抗冲击特性，可以进行钻孔，易于机械加工，玻璃化温度为105℃较低，有利于制作成多层电路板，突破传统使用FR4（环氧树脂）和PTFE（聚四氟乙烯）制作印刷电路板，产品种类新颖，电性能优良。并且可以回收重复利用。 

3）化学性能；PMMA具有一定的耐化学腐蚀能力，对酸、碱、盐有较强 的耐腐蚀性能； 

4）电性能好：PMMA的电性能是良好的，特别是在低频率工作条件下，然而其某些电性能是独特的：介电损耗角正切值随频率的升高而降低，只有普通FR4（环氧树脂）材料的10％，有利于信号的传输，而气候和湿度对电性能的影响不大。长期在高湿度环境下使用，绝缘性能良好，不容易产生微短路等不良现象。 

5）轻质、高硬度：聚甲基丙烯酸甲酯材料的密度不足FR4的一半，其制成的印刷电路板可以良好的应用于航天航空、卫星通讯领域。 

6）高品质环保：聚甲基丙烯酸甲酯材料不会发生分解和霉变，不会产生有害物质会发，化学性质稳定，聚甲基丙烯酸甲酯材料本身无污染，可回收处理再利用，是高品质环保性产品。 

7）透明性：PMMA是无定形高聚物，可见光透过率较高达92％，其制作的印刷电路板可以透明化，方便对产品的异常进行有效的分析，如内层开路、短路等问题，不需要切片，可以直接目视检查，可以制作具有艺术美的电路板或电子产品。 

8）聚甲基丙烯酸甲酯是无定形聚合物，收缩率及其变化范围都较小，一般约在0.5%-0.8％，有利于成型出尺寸精度较高的塑件。 

9）成本低：以聚甲基丙烯酸甲酯材料为基板的印刷电路板是传统以FR4材料为基板印刷电路板制作成本的四分之一，且制作设备可以与普通PCB共用，加工难度不大，有利于印刷电路板制作成本的控制及产业化的推广。 

10）热压温度低：由于热塑性聚氨酯弹性体的玻璃化温度较低，一般在105-150摄氏度直接按，此温度属于电路板制作工艺中的低温，且该温度下单层印刷电路板中的基板不会发生形态的变化，能够保证单层印刷电路板的性能 的稳定。 

11）结合紧密：热塑性聚氨酯弹性体热熔后具有较强的粘合性，能够牢固地将多张单层印刷电路板牢固地粘合在一起，保证了多层电路板的结合的紧密型与可靠性。 

附图说明

图1是一种与本发明相关的印刷电路板的剖面结构示意图。 

图2是为图1中印刷电路板的制作方法的流程示意图。 

图3a-图3e是图2所示印刷电路板制作方法的每一步骤的剖面结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。 

请参阅图1，图1为本发明印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）的剖面结构示意图。所述印刷电路板100包括基板1及设置在基板1上的图案化铜层2。 

具体的，所述基板1为聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl Methacrylate,PMMA）材料制成，且其表面经过粗化处理，形成50微米—150微米的粗糙度，有利于所述图案化金属层2与其紧密结合，防止出现金属层脱落、翘起等现象。 

所述图案化铜层2还可以根据实际需要，被铝层、银层、金层等常见导电材料替代，在此不做具体限制。本实施例中的图案化铜层2可以是通过先化学沉铜，再电镀工艺形成在所述基板1上的。所述图案化铜层2可以用来作为连接电子元件的导线，其用途可根据实际需要而设计，在此不做具体限定。本实施例中的图案化铜层2的厚度为10-50微米。 

请同时参阅图2、图3a-图3e，图2为图1所示印刷电路板100的制作方 法的流程示意图，图3a-图3e是图2所示印刷电路板100的制作方法的每一步骤的剖面结构示意图，所述印刷电路板100的制作方法具体包括： 

步骤S1，提供一基板； 

请参阅图3a，所述基板1为片状结构，由聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl Methacrylate,PMMA）材料制成，可以根据需要选择几十微米到几毫米的厚度，一般的基板1的表面为光滑表面，外物很难牢固附着在其表面。 

步骤S2，对基板的表面进行粗化处理； 

请参阅图3b，通过喷砂法对所述基板1的表面进行粗化处理，形成表面粗化的基板1。喷砂法可以采用干法喷砂或湿法喷砂工艺，具体不做限制。本实施例中，喷砂工艺是采用压缩空气为动力的干法喷砂工艺，形成高速喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂）高速喷射到所述基板1的表面，使其外表形状发生变化，由于喷料对所述基板1表面的冲击和切削作用，使得所述基板1的表面获得一定的清洁度和粗糙度，从而使所述基板1的表面的机械性能得到改善，同时提高了基板1的抗疲劳性，增加了基板1的表面与涂层、镀层之间的附着力，从而形成机械性能良好的基板1。其中，可以根据粗糙度的不同，采用不同规格的喷料，本实施例中，喷砂喷料采用120目的塑胶粒，在基板1的表面打出50微米—150微米的粗糙度。 

步骤S3，对基板的粗化表面进行沉铜处理，形成沉铜基底； 

请参阅图3c，此步骤的沉铜工艺中，可以包括常规的水洗、活化等前置工艺，为沉铜工艺创造良好的清洁表面。在沉铜基底21形成后，还可以包括对沉铜基底21的水洗、纯水洗等工艺，以进一步减少铜层基底21的表面的污染，提高其清洁度，利于后续的电镀工艺。此步骤中的沉铜工艺可参考常见的沉铜工艺操作，在此不再赘述。 

步骤S4，对形成的沉铜基底进行电镀处理，形成覆铜板； 

请参阅图3d，此步骤中，在所述沉铜基底21的基础上进行电镀工艺，形成具有一定厚度的电镀铜层22，所述沉铜基底21和所述电镀铜层22统称为覆铜层20。此时基板1和其表面的覆铜层22统称为覆铜板。电镀铜层22的 电镀工艺可参考常见的铜电路厚金工艺，在此不再赘述。 

步骤S5，对覆铜板的覆铜层进行图案化处理，形成印刷电路板。 

请参阅图3e，通过蚀刻等电路板制作工艺，可将覆铜板的覆铜层22进行图案化处理，形成图案化铜层2，所述图案化铜层2可以作为连接电子元件的导线，其用途可根据实际需要而设计，在此不做具体限定。 

相较于现有技术，本发明印刷电路板100采用聚甲基丙烯酸甲酯材料作为基板材料，具有如下优点： 

1）PMMA树脂是无毒环保的材料，具有良好的机械加工、光学特性、化学稳定性和耐气侯变化特性。 

2）有良好的绝缘性和机械强度，可进行粘接、锯、刨、钻、刻、磨、丝网印刷、喷等工艺，具有较好的抗冲击特性，可以进行钻孔，易于机械加工，玻璃化温度为105℃较低，有利于制作成多层电路板，突破传统使用FR4（环氧树脂）和PTFE（聚四氟乙烯）制作印刷电路板，产品种类新颖，电性能优良。并且可以回收重复利用。 

3）化学性能；PMMA具有一定的耐化学腐蚀能力，对酸、碱、盐有较强的耐腐蚀性能； 

4）电性能好：PMMA的电性能是良好的，特别是在低频率工作条件下，然而其某些电性能是独特的：介电损耗角正切值随频率的升高而降低，只有普通FR4（环氧树脂）材料的10％，有利于信号的传输，而气候和湿度对电性能的影响不大。长期在高湿度环境下使用，绝缘性能良好，不容易产生微短路等不良现象。 

5）轻质、高硬度：聚甲基丙烯酸甲酯材料的密度不足FR4的一半，其制成的印刷电路板可以良好的应用于航天航空、卫星通讯领域。 

6）高品质环保：聚甲基丙烯酸甲酯材料不会发生分解和霉变，不会产生 有害物质会发，化学性质稳定，聚甲基丙烯酸甲酯材料本身无污染，可回收处理再利用，是高品质环保性产品。 

7）透明性：PMMA是无定形高聚物，可见光透过率较高达92%，其制作的印刷电路板可以透明化，方便对产品的异常进行有效的分析，如内层开路、短路等问题，不需要切片，可以直接目视检查，可以制作具有艺术美的电路板或电子产品。 

8）聚甲基丙烯酸甲酯是无定形聚合物，收缩率及其变化范围都较小，一般约在0.5%-0.8%，有利于成型出尺寸精度较高的塑件。 

9）成本低：以聚甲基丙烯酸甲酯材料为基板的印刷电路板是传统以FR4材料为基板印刷电路板制作成本的四分之一，且制作设备可以与普通PCB共用，加工难度不大，有利于印刷电路板制作成本的控制及产业化的推广。 

10）热压温度低：由于热塑性聚氨酯弹性体的玻璃化温度较低，一般在105-150摄氏度直接按，此温度属于电路板制作工艺中的低温，且该温度下单层印刷电路板中的基板不会发生形态的变化，能够保证单层印刷电路板的性能的稳定。 

11）结合紧密：热塑性聚氨酯弹性体热熔后具有较强的粘合性，能够牢固地将多张单层印刷电路板牢固地粘合在一起，保证了多层电路板的结合的紧密型与可靠性。 

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。 

Claims (9)

1.一种覆铜板的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

提供一基板，所述基板为聚甲基丙烯酸甲酯材料制成；

对所述基板的表面进行粗化处理；

在所述基板的粗化后的表面进行沉铜处理，形成沉铜基底；

对所述沉铜基底进行电镀处理，形成覆铜板。

2.根据权利要求1所述的覆铜板的制作方法，其特征在于，所述粗化处理采用喷砂法，所述喷砂法采用的喷砂为铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂、塑料粒中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的覆铜板的制作方法，其特征在于，所述粗化处理采用喷砂法，所述喷砂喷料采用120目的塑胶粒，且在所述基板的表面形成50微米—150微米的粗糙度。

4.根据权利要求1所述的覆铜板的制作方法，其特征在于，所述电镀形成的铜层的厚度为10-50微米。

5.一种印刷电路板的制作方法，其特征在于，在如权利要求1-4中任意一项所述的覆铜板的制作方法的基础上，进一步包括步骤：

对所述覆铜板的铜层进行图案化处理，形成印刷电路板。

6.一种覆铜板，其特征在于，所述覆铜板包括：

基板，所述基板为聚甲基丙烯酸甲酯材料制成，且其表面具有一定的粗糙度；

铜层，所述铜层设置在所述基板的具有一定粗糙度的表面，并与所述基板紧密结合。

7.根据权利要求6所述的覆铜板，其特征在于，所述铜层的厚度为10-50微米。

8.一种印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板包括：

基板，所述基板的表面具有一定的粗糙度；

图案化铜层，所述图案化铜层设置在所述基板的具有一定粗糙度的表面，并与所述基板紧密结合。

9.根据权利要求8所述的印刷电路板，其特征在于，所述基板的表面的粗糙度为50微米—150微米。

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