CN103079354B - 提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法，包括如下步骤：步骤1、提供具有埋阻层的板材，其包括绝缘介质层、位于绝缘介质层上的埋阻层及位于埋阻层上的铜箔层；步骤2、所述铜箔层上贴第一光阻膜，第一次曝光，将菲林负片的线路图形印刷到该第一光阻膜上，第一次显影，所述线路图形由电阻线路和正常线路组成，所述电阻线路的线宽的长边单边加大6mil，宽边单边加大1.25mil；步骤3、第一次蚀刻显影部分的铜箔层，至裸露出所述埋阻层，然后进行第二次蚀刻，将裸露出的埋阻层蚀刻至所述绝缘介质层裸露出来，再清除剩余的第一光阻膜；步骤4、贴第二光阻膜，第二次曝光，将菲林正片的电阻图形印刷到覆盖在所述电阻线路上的第二光阻膜上，第二次显影，所述电阻图形的线宽的长边单边缩小0.6mil，宽边单边加大6mil；步骤5、进行第三次蚀刻，将电阻图形部分的铜箔蚀刻除去，并清除剩余的第二光阻膜；步骤6、对板材的表面进行黑化处理，黑化的微蚀量控制在1.1μm-1.5μm，然后，在计算机辅助制造时，对所述菲林正片的电阻图形做出-12％的额外补偿，从而制得电阻值精度提高的埋电阻。

Description

提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法

技术领域

本发明涉及埋元件式印制线路板，尤其涉及一种提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法。

背景技术

为了提高产品组装密度和性能以及减小产品的体积、重量，而将无源器件集成到线路板是一种有效途径，由此埋电阻印制线路板应运而生。埋电阻印制线路板在高速传输电路设计上具有如下优势：提高线路的阻抗匹配，缩短信号传输的路径，减少了寄生电感，消除了表面贴装或插件工艺中产生的感抗，减少信号串扰、噪声和电磁干扰。

埋电阻印制线路板常采用埋阻油墨(Asahi的TU-XX-08系列)作为埋电阻进行加工，由于受丝印工艺和设备的限制，不能制作小尺寸电阻，电阻线宽必须大于15mil；同时丝印制作的难度极大，精度差，重现性差，稳定性差，在当前生产条件下，该工艺方法推广进度慢，大部分处于样板及小批量生产阶段。因此，实现埋电阻印制线路板的大批量生产，并能加工小尺寸电阻，获得高精度的阻值的技术问题有待本领域的技术人员进一步解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法，其制得的埋电阻印制线路板的埋电阻阻值的精度高，且能加工出小尺寸电阻，同时实现埋电阻印制线路板的大批量生产。

为实现上述目的，本发明提供一种提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法，包括如下步骤：

步骤1、提供具有埋阻层的板材，其包括绝缘介质层、位于绝缘介质层上的埋阻层及位于埋阻层上的铜箔层；

步骤2、所述铜箔层上贴第一光阻膜，第一次曝光，将菲林负片的线路图形印刷到该第一光阻膜上，第一次显影，所述线路图形由电阻线路和正常线路组成，所述电阻线路的线宽的长边单边加大6mil，宽边单边加大1.25mil；

步骤3、第一次蚀刻显影部分的铜箔层，至裸露出所述埋阻层，然后进行第二次蚀刻，将裸露出的埋阻层蚀刻至所述绝缘介质层裸露出来，再清除剩余的第一光阻膜；

步骤4、贴第二光阻膜，第二次曝光，将菲林正片的电阻图形印刷到覆盖在所述电阻线路上的第二光阻膜上，第二次显影，所述电阻图形的线宽的长边单边缩小0.6mil，宽边单边加大6mil；

步骤5、进行第三次蚀刻，将电阻图形部分的铜箔蚀刻除去，并清除剩余的第二光阻膜；

步骤6、对板材的表面进行黑化处理，黑化的微蚀量控制在1.1μm-1.5μm，然后，在计算机辅助制造时，对所述菲林正片的电阻图形做出-12％的额外补偿，从而制得电阻值精度提高的埋电阻。

所述第一次曝光时，所述正常线路的线宽的宽边单边加大1.25mil。

所述第一次蚀刻为酸性蚀刻，其蚀刻因子大于3。

所述第二次蚀刻为酸性蚀刻，蚀刻时间为4min-5min。

所述第二次蚀刻的蚀刻药水在84℃-86℃下采用250g/l的五水硫酸铜与浓硫酸混合而成，其中浓硫酸占总溶液体积的0.3％。

所述第三次蚀刻为碱性蚀刻，PH值为7.6-8.4，蚀刻温度为47℃-53℃，所述埋阻层朝下，蚀刻下压力为18PSI-22PSI。

所述埋阻层为平板夹层电阻材料。

所述板材为覆铜板。

还包括如下步骤：

步骤7、根据埋电阻印制线路板所需的层数进行芯板和半固化片的叠加，然后进行层压，钻孔；

步骤8、对所述钻孔进行沉铜及层压后板材的表面加厚铜，然后进行外层干膜，接着外层图形电镀；

步骤9、对该外层电镀图形进行碱性蚀刻，从而形成外层线路，完成埋电阻印制线路板主要工序的制作。

本发明的有益效果：本发明提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法，首先，采用平板夹层电阻材料(Ohmega-ply)作为埋阻层制作埋电阻PCB具备可批量生产的稳定性和重现性，降低了加工难度，实现了大批量生产，具备商业化前景；其次，制作的小尺寸电阻的电阻线宽可达8mil；最后，可获得高精度电阻值，20mil线宽的阻值精度±7％，10mil线宽的阻值精度±10％，C_Pk≧1.33。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

附图中，

图1为本发明提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法的流程图；

图2A-图2H为本发明埋电阻图形制作流程示意图；

图3A-图3B为本发明埋阻层菲林设计原理图；

图4为本发明埋电阻蚀刻补偿原理示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

请参阅图1-图4，本发明提供一种提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法，其工艺流程如下：

第一次显影→水洗→第一次蚀刻(蚀铜、酸蚀DES)→水洗→第二次蚀刻(蚀Ohmega-ply材料，酸蚀)→水洗→退膜→第二次显影→水洗→第三次蚀刻(蚀铜、碱蚀SES<具备过2mil芯板能力>)→水洗→第二次退膜。

本发明埋电阻印刷线路板的工艺流程如下：

开料→贴第一光阻膜→第一次曝光→第一次显影→第一次蚀刻(蚀铜、酸蚀DES)→第二次蚀刻(蚀Ohmega-ply材料，酸蚀)→退膜→贴第二光阻膜→第二次曝光→第二次显影→第三次蚀刻(蚀铜、碱蚀SES)→第二次退膜(测电阻值1)→自动光学检测(AOI)→黑化→层压→锣板边→钻孔→去钻污→沉铜加厚铜→外层干膜→图形电镀→碱性蚀刻→阻焊→字符→HAL→外形加工→电子测试→成品检测(测电阻值2)→包装出货。

根据上述工艺流程，更具体地，本发明的提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法，包括如下步骤：

步骤1、提供具有埋阻层22的板材，其包括绝缘介质层20、位于绝缘介质层20上的埋阻层22及位于埋阻层22上的铜箔层24；

现有技术采用埋阻油墨加工埋电阻，由于受丝印工艺和设备限制，不能制作小尺寸电阻；同时丝印制作的难度极大，精度差，重现性差，稳定性差；所以本实施例采用埋阻层22制作埋电阻，该该埋阻层22为平板夹层电阻材料，具体为Ohmega-ply，且该埋阻层22的厚度一定，所述板材为覆铜板；

步骤2、所述铜箔层24上贴第一光阻膜26，第一次曝光，将菲林负片的线路图形印刷到该第一光阻膜26上，第一次显影，所述线路图形由电阻线路28和正常线路组成，所述电阻线路28的线宽的长边单边加大6mil，宽边单边加大1.25mil；

上述正常线路的线宽的宽边单边加大1.25mil；

所述菲林负片的线路图形通过第一次曝光印刷到所述第一光阻膜26上，印刷有线路图形部分的光阻膜在紫外光的照射下发生聚合反应，进行第一次显影该部分的光阻膜保留下来；

步骤3、第一次蚀刻显影部分的铜箔层24，至裸露出所述埋阻层22，如图2C所示，然后进行第二次蚀刻，将裸露出的埋阻层22蚀刻至所述绝缘介质层20裸露出来，如图2D所示，再清除剩余的第一光阻膜26，如图2E所示；

其中，所述第一次蚀刻为DES酸性蚀刻，其蚀刻因子大于3；

所述第二次蚀刻为酸性蚀刻，蚀刻时间为4min-5min，所述第二次蚀刻的蚀刻药水在84℃-86℃下采用250g/l的五水硫酸铜与浓硫酸混合而成，其中浓硫酸占总溶液体积的0.3％，该蚀刻机的缸体材料为聚丙烯PP或PPN，加热笔为特氟龙材料，传送辘为PPN材质，均勿用不锈钢材料；

步骤4、贴第二光阻膜26’，第二次曝光，将菲林正片的电阻图形28’印刷到覆盖在所述电阻线路28上的第二光阻膜26’上，第二次显影，所述电阻图形28’的线宽的长边单边缩小0.6mil，宽边单边加大6mil；

所述菲林正片的电阻图形28’通过第二次曝光印刷到第二光阻膜26’上，进行第二次显影时，印刷有电阻图形部分的光阻膜因未受到紫外光的照射而没有发生聚合反应被除去,如图F所示；

本发明提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法，其通过对蚀刻图形的线宽补偿而实现精确蚀刻的目的，其设计原理参阅图3A和图3B及图4：如图3A所示，其为埋阻层菲林设计时，长方向的预补偿及对位防呆设计；如图3B所示，其为埋阻层菲林设计时，宽方向的预补偿及对位防呆设计；如图4所示，其通过在光阻膜上预留x作为补偿量，从而蚀刻出精度提高的达到预期设计的线路；

步骤5、进行第三次蚀刻，将电阻图形28’部分的铜箔24蚀刻除去，并清除剩余的第二光阻膜26’；

所述第三次蚀刻为SES碱性蚀刻，PH值为7.6-8.4，蚀刻温度为47℃-53℃，蚀刻压力为18PSI-22PSI；

所述第一、二、三次蚀刻采用优化蚀刻药水体系配方和参数，提高蚀刻图形精度，从而提高电阻值精度；

步骤6、对板材的表面进行黑化处理，黑化的微蚀量控制在1.1μm-1.5μm，然后，在计算机辅助制造时，对所述菲林正片的电阻图形做出-12％的额外补偿，从而制得电阻值精度提高的埋电阻。

本发明提高埋电阻印制线路板的电阻值精度的方法还包括如下步骤：

步骤7、根据埋电阻印制线路板所需的层数进行芯板和半固化片的叠加，然后进行层压，钻孔；

步骤8、对所述钻孔进行沉铜及层压后板材的表面加厚铜，然后进行外层干膜，接着外层图形电镀；

步骤9、对该外层电镀图形进行碱性蚀刻，从而形成外层线路，完成埋电阻印制线路板的制作。

通过上述各步骤从而完成埋电阻印刷线路板的主要制作工序，其他工序在本发明中不作赘述。

综上所述，本发明的提高埋电阻印刷线路板的电阻值精度的方法采用平板夹层电阻材料(Ohmega-ply)作为埋阻层制作埋电阻PCB具备可批量生产的稳定性和重现性，降低了加工难度，实现了大批量生产，具备商业化前景；其制作的小尺寸电阻的电阻线宽可达8mil；其可获得高精度电阻值，20mil线宽的阻值精度±7％，10mil线宽的阻值精度±10％，C_Pk≧1.33。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、提供具有埋阻层的板材，其包括绝缘介质层、位于绝缘介质层上的埋阻层及位于埋阻层上的铜箔层；

步骤2、所述铜箔层上贴第一光阻膜，第一次曝光，将菲林负片的线路图形印刷到该第一光阻膜上，所述线路图形由电阻线路和正常线路组成，所述第一次曝光时，所述正常线路的线宽的宽边单边加大1.25mil；第一次显影，所述电阻线路的线宽的长边单边加大6mil，宽边单边加大1.25mil；

步骤3、第一次蚀刻显影部分的铜箔层，至裸露出所述埋阻层，然后进行第二次蚀刻，将裸露出的埋阻层蚀刻至所述绝缘介质层裸露出来，再清除剩余的第一光阻膜；

步骤4、贴第二光阻膜，第二次曝光，将菲林正片的电阻图形印刷到覆盖在所述电阻线路上的第二光阻膜上，第二次显影，所述电阻图形的线宽的长边单边缩小0.6mil，宽边单边加大6mil；

步骤5、进行第三次蚀刻，将电阻图形部分的铜箔蚀刻除去，并清除剩余的第二光阻膜；

步骤6、对板材的表面进行黑化处理，黑化的微蚀量控制在1.1μm-1.5μm，然后，在计算机辅助制造时，对所述菲林正片的电阻图形做出-12％的额外补偿，从而制得电阻值精度提高的埋电阻。

2.如权利要求1所述的提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法，其特征在于，所述第一次蚀刻为酸性蚀刻，其蚀刻因子大于3。

3.如权利要求1所述的提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法，其特征在于，所述第二次蚀刻为酸性蚀刻，蚀刻时间为4min-5min。

4.如权利要求3所述的提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法，其特征在于，所述第二次蚀刻的蚀刻药水在84℃-86℃下采用250g/l的五水硫酸铜与浓硫酸混合而成，其中浓硫酸占总溶液体积的0.3％。

5.如权利要求1所述的提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法，其特征在于，所述第三次蚀刻为碱性蚀刻，PH值为7.6-8.4，蚀刻温度为47℃-53℃，所述埋阻层朝下，蚀刻下压力为18PSI-22PSI。

6.如权利要求1所述的提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法，其特征在于，所述埋阻层为平板夹层电阻材料。

7.如权利要求1所述的提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法，其特征在于，所述板材为覆铜板。

8.如权利要求1所述的提高埋电阻印制线路板电阻值精度的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

步骤7、根据埋电阻印制线路板所需的层数进行芯板和半固化片的叠加，然后进行层压，钻孔；

步骤8、对所述钻孔进行沉铜及层压后板材的表面加厚铜，然后进行外层干膜，接着外层图形电镀；

步骤9、对该外层电镀图形进行碱性蚀刻，从而形成外层线路，完成埋电阻印制线路板主要工序的制作。