CN103648243A

CN103648243A - 一种多层板的加成制备方法

Info

Publication number: CN103648243A
Application number: CN201310675497.2A
Authority: CN
Inventors: 杨振国; 常煜
Original assignee: Fudan University
Current assignee: Fudan University
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2033-12-13
Also published as: CN103648243B

Abstract

本发明涉及一种多层板的加成制备方法。步骤为：在基板上需要的部位进行钻孔，钻孔后使用浸涂的方式在基板表面与孔内涂覆上离子吸附油墨；烘干后在基板上印制掩膜，在掩膜覆盖下浸入催化离子溶液中吸附催化离子；使用溶剂溶解掉掩膜，置于化学镀液中使线路与通孔金属化，得到双面板；将两个双面板中间热粘接在一起，在需要的部位钻通孔，再重复双面板制备过程，就得到四层板；同理，继续将更多的双面板进行粘合，就可以得到六层板、八层板、十层板等。本发明为一种多层印制电路的加成制备工艺，不需要金属的腐蚀，大大减少了对环境的污染；线路与通孔在一个工序中制备完成，相较于传统工艺先制备线路，再制备通孔的方法，减少了工艺流程，降低了生产成本。

Description

一种多层板的加成制备方法

技术领域

本发明属于印制电子领域，具体为一种多层板的加成制备方法。

背景技术

传统PCB上导电线路制造采用的是光刻腐蚀法，其具体过程是：将基板单面或双面热压上铜箔，制成单、双面覆铜板；在覆铜板上涂覆光刻胶，在掩膜覆盖下进行选择性曝光，并洗掉未交联的光刻胶，暴露出线路图形；使用刻蚀液刻蚀掉下层的铜，再除掉剩下的光刻胶，就得到所需电路图形。但光刻腐蚀法存在工艺复杂、材料浪费、工序复杂、环境污染、成本高昂等诸多缺点。而传统工艺制备双面印制电路板则是在双面覆铜板两面均使用光刻腐蚀工艺制备线路图形，然后在需要的部位打孔，并浸附催化剂，使用化学镀的方式使孔金属化。多层板则在双面板的基础上，将多个双面板热压在一起，并钻孔金属化。双面、多层板制备的重点是通孔的金属化，传统工艺将通孔金属化与线路制备分开来，工序复杂，成本较高。

为了解决传统印制电路线路与通孔生产工艺中存在的种种问题，我们将离子吸附与化学镀结合起来，发展了一种新型的多层印制电路的制备工艺。在线路制备上，相较于传统的光刻腐蚀工艺，本工艺是一种 “加成”的制备方法，不需要铜的腐蚀，避免了材料浪费的同时，防止了大量有毒腐蚀液的产生，减少了对环境的污染。在制备双面板时，将通孔与线路在一个流程内制备，保证了通孔内导线与板表面导线电性能的一致性，而且大大降低了工艺复杂性，从而降低了整体制造成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多层板的加成制备方法。

本发明将导电线路制备与通孔金属化整合到一个流程当中。在基板上所需部位打上通孔，清洗后干燥。将打孔后的基板浸入离子吸附油墨当中，取出后干燥，在基板表面与通孔内壁上均匀附着一层具有催化离子吸附功能的膜，使用印刷的方式在基板上印制掩膜，暴露出所需的线路图形与通孔。印刷掩膜后的基板置于催化离子溶液当中，使催化离子均匀的吸附在线路图形的表面，取出后清洗。再将掩膜溶解去除，并通过化学镀的方式，使线路图形与通孔内壁金属化，得到双面板电路；将两张双面板电路热压在一起，钻通孔并浸涂离子吸附油墨，印刷掩膜并吸附催化离子，并使用化学镀使通孔金属化，得到四层板电路；六层板、八层板、十层板同理可得。

本发明提出了一种双面板的加成制备方法，具体步骤如下：

（1）在基板需要联通的部位钻孔，得到第一通孔，除去飞边毛刺后将其浸入0.1~3%wt硬脂酸钠溶液中，在30-60℃下清洗3-30分钟，除去表面油污，取出后用清水清洗，烘干；

（2）将步骤（1）得到的钻孔后的基板浸入离子吸附油墨中，5-30秒后取出，在50~90℃下烘干；烘干后，在基板表面与通孔内壁上会形成一层离子吸附薄膜；所述离子吸附油墨包含0.01~0.4的离子吸附树脂，0~0.5的强化树脂，0~0.3的填料，其余为溶剂，其总质量为1；

（3）将步骤（2）中浸涂离子吸附油墨的基板上印刷掩膜，暴露出基板上的线路图形与第一通孔开口；

（4）将步骤（3）印刷掩膜后的基板置于催化离子溶液中30~60℃，5-300秒，使催化离子吸附在基板暴露在外的部位与第一通孔内壁的表面，取出后清洗干燥；

（5）将步骤（4）吸附催化离子后的基板置于有机溶剂中，以溶解除去掩膜，取出后用清水清洗，烘干；

（6）将步骤（5）除去掩膜后的基板置于化学镀液中进行线路的金属化，化学镀时间为5min~120min。取出后清洗干燥，就得到双面板电路；

（7）将得到的两个双面板电路中间夹一层半固化片，使用热压的方式，将两个双面板压制在一起，再在需要导通的部位钻孔，得到第二通孔；

（8）将步骤（7）得到的热压后的基板浸入离子吸附油墨中，使基板表面与第二通孔内壁形成一层离子吸附层；所述离子吸附油墨包含0.01~0.4的离子吸附树脂，0~0.5的强化树脂，0~0.3的填料，其余为溶剂，其总质量为1；

（9）将步骤（8）得到的浸涂离子吸附油墨的基板表面印刷掩膜，暴露出第二通孔；

（10）将印刷掩膜后的基板置于催化离子溶液中30~60℃，5-300秒，使催化离子吸附在通孔内壁，取出后清洗干燥；

（11）将步骤（10）吸附催化离子后的基板置于有机溶剂中，以溶解除去掩膜，取出后用清水清洗，烘干；

（12）将步骤（11）除去掩膜后的基板置于化学镀液中进行第二通孔的金属化，化学镀时间为5~120min，取出后清洗干燥，就得到四层印制电路板；

（13）再将一个双面印制电路板粘合在四层印制电路板上，重复（7）~（12）步骤，即得到六层印制电路板，八层或十层印制电路板同理得到。

本发明中，步骤（1）中所使用的基板为酚醛纸层压板、环氧纸层压板、聚酯纸层压板、环氧玻纤布层压板、聚酰亚胺玻纤布层压板、聚四氟乙烯玻纤布层压板、纸芯环氧玻纤布层压板、玻纤芯环氧玻纤布层压板、玻纤芯聚酯玻纤布层压板、聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯中的任一种。

本发明中，步骤（2）和步骤(8)中离子吸附油墨中所使用的离子吸附树脂是聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、壳聚糖、聚丙烯胺、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸钠或聚胺基硅氧烷中的一种或几种的混合。

本发明中，步骤（2）和步骤(8)中离子吸附油墨中所使用的强化树脂为提高膜的强度与稳定性所加入的一种高分子化合物，具体为环氧树脂、聚氨脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚丙烯酸酯、醇酸树脂或不饱和聚酯中的一种或几种的混合。

本发明中，步骤（2）和步骤(8)中离子吸附油墨中所使用的填料为重质碳酸钙、氧化铝、炭黑、二氧化硅或二氧化钛中一种或几种的混合。

本发明中，步骤（2）和步骤(8)中离子吸附油墨中所使用的溶剂为水、醇类溶剂、酮类溶剂、脂类溶剂或醚类溶剂中的一种或几种的混合。

本发明中，步骤（3）中印刷掩膜所使用的印刷方式为丝网印刷、凹版印刷、柔版印刷、热转印印刷、喷墨印刷或激光印刷中的任一种。

本发明中，步骤（4）和步骤(9)中所使用的催化离子溶液为铜、镍、钯、银、金、钴或铂的可溶性盐的水溶液中的任一种。

本发明中，步骤（5）和步骤(10)中溶解掩膜的溶剂为乙醇、乙酸乙酯、丙酮、乙醚、二甲苯、丁酮、丁醚、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚或乙酸丁酯中的一种或几种的混合。

本发明中，步骤（6）和步骤(11)中所使用的化学镀液为化学镀铜、化学镀镍、化学镀钴、化学镀银、化学镀钯、化学镀金或化学镀锡中的任一种。

本发明的有益效果在于：

1.本工艺为一种多层板的“加成”制备方法，相较于传统工艺，具有减少污染，减少材料浪费，降低成本等优点；

2.本工艺将线路与通孔的制备在一个工序内完成，大大降低了工艺复杂度；

3.本工艺所需设备简单，可与现有孔金属化设备兼容。

附图说明

图1表示本工艺流程的具体步骤。

具体实施方式

下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。

实施例1：

（1）选用玻纤布环氧层压板作为基板，在所需部位钻孔，除去飞边毛刺后浸入0.3%wt硬脂酸钠溶液中，在60℃下清洗3分钟，除去表面油污，取出后用清水清洗，烘干；

（2）钻孔后的基板浸入离子吸附油墨中。离子吸附油墨包含0.1的聚胺基硅氧烷、0.1的聚乙烯醇、0.4的乙醇、0.4的乙二醇丁醚，30秒后取出，置于烘箱中80℃下烘干15分钟；

（4）使用激光印刷的方式，在离子吸附油墨浸涂后的基板上印刷出掩膜图形，暴露出线路与通孔部位；

（5）将印刷掩膜后的基板置于50℃，0.05mol/L 硝酸银水溶液中5秒，取出后用清水清洗，烘干；

（6）吸附催化离子的基板置于乙酸乙酯当中，以洗掉掩膜；

（7）去除掩膜后的基板置于化学镀铜液当中15分钟，配方如下：

Figure 2013106754972100002DEST_PATH_IMAGE001

化学镀温度为40℃，pH为12；

（8）镀铜完成后取出，用清水清洗，烘干。得到双面印制电路板；

（9）将制备好的两张双面印制电路板中间夹一层玻纤布环氧半固化片，使用热压的方式在150℃热压60min；

（10）将热压好的基板上需要导通的部位钻孔，除去飞边毛刺，并浸入硬脂酸钠溶液中除油，取出后清洗干燥；

（11）将基板置于离子吸附油墨中，30秒后取出，并在80℃下烘干15分钟。

（12）使用激光印刷的方式，在离子吸附油墨浸涂后的基板上印刷出掩膜图形，暴露出线路与通孔部位；

（13）将印刷掩膜后的基板置于50℃，0.05mol/L 硝酸银水溶液中5秒，取出后用清水清洗，烘干；

（14）吸附催化离子的基板置于乙酸乙酯当中，以洗掉掩膜；

（15）去除掩膜后的基板置于化学镀铜液当中15分钟，配方如（7）中所示，化学镀温度为40℃；

（16）镀铜完成后取出，用清水清洗，烘干。得到四层印制电路板。

实施例2：

（1）选用聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）作为基板，在所需部位钻孔，除去飞边毛刺后浸入0.3%wt硬脂酸钠溶液中，在60℃下清洗3分钟，除去表面油污，取出后用清水清洗，烘干；

（2）钻孔后的基板浸入离子吸附油墨中。离子吸附油墨包含0.2的聚丙烯酸、0.15的双酚A环氧树脂、0.2的乙二醇甲醚、0.45的乙二醇丁醚，30秒后取出，置于烘箱中80℃下烘干30分钟；

（4）使用喷墨印刷的方式，在离子吸附油墨浸涂后的基板上印刷出掩膜图形，暴露出线路与通孔部位；

（5）将印刷掩膜后的基板置于50℃，0.02mol/L 氯钯酸钠水溶液中5秒，取出后用清水清洗，烘干；

（6）吸附催化离子的基板置于乙酸乙酯当中，以洗掉掩膜；

（7）去除掩膜后的基板置于化学镀镍液当中15分钟，配方如下：

化学镀温度为45℃，pH为8；

（8）镀镍完成后取出，用清水清洗，烘干。得到双面以镍为导电介质的印制电路板；

（9）将制备好的两张PET为基板的双面印制电路板中间涂覆环氧粘合剂，使用热压的方式在130℃热压60min，使电路板粘合；

（11）将基板置于离子吸附油墨中，离子吸附油墨配方与（2）相同，30秒后取出，并在80℃下烘干30分钟。

（12）使用喷墨印刷的方式，在离子吸附油墨浸涂后的基板上印刷出掩膜图形，暴露出线路与通孔部位；

（13）将印刷掩膜后的基板置于50℃，0.02mol/L 氯钯酸钠水溶液中5秒，取出后用清水清洗，烘干；

（15）去除掩膜后的基板置于化学镀镍液当中15分钟，配方如（7）中所示，化学镀温度为45℃；

（16）镀镍完成后取出，用清水清洗，烘干。得到四层以镍为导电介质的印制电路板。

Claims

1.一种多层板的加成制备方法，其特征在于具体步骤如下：

（6）将步骤（5）除去掩膜后的基板置于化学镀液中进行线路的金属化，化学镀时间为5min~120min；取出后清洗干燥，就得到双面板电路；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中所使用的基板为酚醛纸层压板、环氧纸层压板、聚酯纸层压板、环氧玻纤布层压板、聚酰亚胺玻纤布层压板、聚四氟乙烯玻纤布层压板、纸芯环氧玻纤布层压板、玻纤芯环氧玻纤布层压板、玻纤芯聚酯玻纤布层压板、聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯中的任一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）和步骤（8）中所述离子吸附油墨中所使用的离子吸附树脂是聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、壳聚糖、聚丙烯胺、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸钠或聚胺基硅氧烷中的一种或几种的混合。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）和步骤（8）中所述离子吸附油墨中所使用的强化树脂为提高膜的强度与稳定性所加入的一种高分子化合物，具体为环氧树脂、聚氨脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚丙烯酸酯、醇酸树脂或不饱和聚酯中的一种或几种的混合。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）和步骤（8）中所述离子吸附油墨中所使用的填料为重质碳酸钙、氧化铝、炭黑、二氧化硅或二氧化钛中一种或几种的混合。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）和步骤（8）中所述离子吸附油墨中所使用的溶剂为水、醇类溶剂、酮类溶剂、脂类溶剂或醚类溶剂中的一种或几种的混合。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）和步骤（9）中所述中印刷掩膜所使用的印刷方式为丝网印刷、凹版印刷、柔版印刷、热转印印刷、喷墨印刷或激光印刷中的任一种。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）和步骤（10）中所述所使用的催化离子溶液为铜、镍、钯、银、金、钴或铂的可溶性盐的水溶液中的任一种。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（5）和步骤（11）中所述溶解掩膜的溶剂为乙醇、乙酸乙酯、丙酮、乙醚、二甲苯、丁酮、丁醚、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚或乙酸丁酯中的一种或几种的混合。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（6）和步骤（12）中所述所使用的化学镀液为化学镀铜、化学镀镍、化学镀钴、化学镀银、化学镀钯、化学镀金或化学镀锡中的任一种。