CN103857189A - 绝缘基板上制作导电线路的方法以及该方法制作的电路板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电路板，提供一种绝缘基板上制作导电线路的方法，主要现在绝缘基板上沉积ZnO薄膜，然后在ZnO薄膜上铺设光刻胶，通过曝光、显影以及蚀刻工艺将ZnO薄膜支撑线路图形，再去掉剩余的光刻胶后漏出剩余的ZnO薄膜，最后在剩余的ZnO薄膜上镀设导电层；还提供了一种电路板。本发明的方法在绝缘基板上沉积ZnO薄膜，然后在ZnO薄膜上制作导电层形成导电线路，导电层与绝缘基板之间通过ZnO薄膜进行连接，可以大大增强导电层附着于绝缘基板上的稳定性，同时因为ZnO薄膜的特性使得导电层的均匀性较好，粗糙度也比较低；本发明电路板的导电线路具有较强的稳定性，而且比较容易与外接的电子元器件贴合连接。

Description

绝缘基板上制作导电线路的方法以及该方法制作的电路板

技术领域

本发明涉及电路板，尤其涉及一种绝缘基板上制作导电线路的方法以及该方法制作的电路板。

背景技术

电路板使电路迷你化、直观化，对于固定电路的批量生产以及优化用电器布局起着重要作用。电路板主要是在一绝缘基板上制作导电线路，绝缘基板可以采用陶瓷、玻璃以及树脂等，目前电路板的制作主要是采用电解铜等方法，直接在这些绝缘基板表面进行覆铜，然后在覆铜基板上制作导电线路。但是这种方法制作出来的导电线路与绝缘基板之间的结合性差，在外界热、电以及湿气等影响下，导电线路与绝缘基板之间容易出现剥离，而且在覆铜工艺时，覆铜板表面平整度不是非常高，制作的导电线路表面粗糙度较大，不易与电子元器件进行贴合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绝缘基板上制作导电线路的方法，旨在用于解决现有电路板的绝缘基板与导电线路容易出现剥离的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种绝缘基板上制作导电线路的方法，包括如下步骤：

取一绝缘基板，在该绝缘基板表面沉积ZnO薄膜或掺杂杂质的ZnO薄膜；

在ZnO薄膜上涂设光刻胶层，取预先制作有线路图形的底片覆盖于光刻胶层上，然后对其进行曝光；

曝光后，去掉该底片，采用显影药水处理所述光刻胶层，剩余的光刻胶层形成线路图形，并裸露出被处理的光刻胶层所覆盖的ZnO薄膜；

蚀刻裸露的ZnO薄膜，并去掉剩余的光刻胶层，露出剩余的ZnO薄膜；

将所述绝缘基板置于电解槽内，调节电镀参数，于剩余的ZnO薄膜表面形成导电层。

具体地，在所述绝缘基板上制作ZnO薄膜时，采用化学气相沉积法将ZnCl₂气体吸附于所述绝缘基板的表面，并将多余的ZnCl₂气体进行清除，向所述绝缘基板补充H₂O气体，H₂O气体与所述绝缘基板上吸附的ZnCl₂气体反应生成ZnO薄膜，清除多余的H₂O气体以及反应生成的HCl气体。

进一步地，在将剩余的光刻胶层去掉之后且在将绝缘基板置于电解槽之前，将绝缘基板以及剩余的ZnO薄膜进行等离子清洗。

具体地，所述电镀参数包括电流密度、镀液密度以及镀液温度。

本发明还提供了一种电路板，包括绝缘基板，所述绝缘基板的上表面覆盖有第一ZnO薄膜层，所述第一ZnO薄膜层形成第一线路图形，于所述第一ZnO薄膜层上还镀设有第一导电层。

进一步地，所述绝缘基板的下表面还覆盖有第二ZnO薄膜层，所述第二ZnO薄膜层形成第二线路图形，所述第二ZnO薄膜层上镀设有第二导电层。

进一步地，所述第一ZnO薄膜层与所述第二ZnO薄膜层之间通过若干通孔连接，且各所述通孔内壁镀设有第三导电层，且所述第三导电层与所述第一导电层以及所述第二导电层均电性连接。

进一步地，于所述第一导电层与所述第二导电层上分别设有用于防止焊料流入所述通孔内的若干挡套，每一所述挡套围设其中一所述通孔。

进一步地，所述第一导电层的表面与所述第二导电层的表面还均涂设有防氧化层。

具体地，所述绝缘基板为多孔陶瓷板。

本发明具有下列技术效果：

本发明在绝缘基板上制作导电线路的方法中，先在绝缘基板的表面沉积一层ZnO薄膜，然后通过曝光、显影以及蚀刻的方法将ZnO薄膜制成预先设计好的线路图形，再在蚀刻后的ZnO薄膜上镀设导电层。导电层一般为铜或者银等，ZnO薄膜对导电层以及绝缘基板都具有较强的附着力，从而可以使得导电层能够稳定地附着在绝缘基板上，而且由于ZnO薄膜的均匀性好，粗糙度低，对此在ZnO薄膜上镀设的导电层的粗糙度也比较低，更方便其与电子元器件进行贴合；本发明的电路板，在绝缘基板与导电层之间还夹设有ZnO薄膜，从而使得导电层能够较牢固地附着于绝缘基板上，保证了导电板的稳定性，而且还使得导电层表面粗糙度较低，导电层可以很方便与电子元器件贴合。

附图说明

图1为本发明实施例的电路板的剖面图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种绝缘基板上制作导电线路的方法，下面以在绝缘基板的单面上制作导电线路为例，具体地包括如下步骤：

（1）取一加工好的绝缘基板，其可以为圆形或方形等，绝缘基板的上表面应比较平滑，在该绝缘基板的上表面沉积一层ZnO薄膜，当然该ZnO薄膜内也可以掺杂一定量的其他材料，比如Al³⁺等，使得ZnO薄膜具有一定的导电性能；

（2）在ZnO薄膜上涂设光刻胶层，然后在光刻胶层上盖压一底片，该底片上具有预先设计好的线路图形，然后采用紫外线对底片进行曝光处理，底片上具有线路图形，可以起到遮挡作用，由于光刻胶为感光材料，在曝光后没有被线路图形遮挡的光刻胶层发生光固化反应，其溶解性与亲和性增强，而另一部分光刻胶层因被线路图形遮挡而没有曝光，故材料本身没有发生改变；

（3）曝光工作完成，去掉该底片，在10-15min后将绝缘基板整体置于呈稀碱性的显影药水中，被曝光的光刻胶层由于具有较强的溶解性以及亲和性，则该部分的光刻胶层溶解于显影药水中，取出绝缘基板，剩余的光刻胶层形成线路图形，同时绝缘基板上裸露出被显影的光刻胶层覆盖的ZnO薄膜；

（4）对裸露出的ZnO薄膜进行蚀刻，通过化学药水溶解腐蚀该部分的ZnO薄膜，此时剩余的ZnO薄膜上覆盖有未发生光固化反应的光刻胶层，去掉该光刻胶层，露出剩余的ZnO薄膜，此时剩余的ZnO薄膜也形成线路图形；

（5）再次将去掉光刻胶层的绝缘基板置于电解槽内进行电镀，调节相关的电镀参数，在剩余的ZnO薄膜表面形成一层导电层，电镀参数一般有电流密度、镀液密度以及镀液温度，该导电层为导电性能较强的铜或银等，通过调节这些电镀参数以保证导电层的厚度等，对此为了防止在使用的过程中出现氧化，在该导电层表面还应涂设有一层防氧化层。

在将剩余的光刻胶层去掉之后且在将绝缘基板进行电镀之前，还应对绝缘基板以及剩余的ZnO薄膜进行等离子清洗，这样可以有效保证在蚀刻ZnO薄膜处的绝缘基板上不会存留有少量的ZnO，避免在电镀时外漏的绝缘基板上也镀设有导电层，影响导电线路的工作，也可以保证在剩余的ZnO薄膜表面不会附着有其他材料，影响导电层的均匀性以及粗糙度。

在上述的制作方法中，绝缘基板的上表面形成了导电线路，即为单面电路板，若需要将该绝缘基板制作为双面电路板，则还应在绝缘基板的下表面形成导电线路，对此在加工绝缘基板时，则绝缘基板的下表面也应加工平滑。一般地，在制作双面电路板时，上下两面应同步进行，可以方便显影与电镀，若需要单独制作，则应在制作完成一面后，对该面的导电线路进行较严密的保护，防止出现损坏。

在绝缘基板上制作ZnO薄膜时，采用化学气相沉积法先将绝缘基板置于一反应室内，然后向反应室内鼓入ZnCl₂气体，一部分ZnCl₂气体被吸附于绝缘基板的上表面或下表面，同时还将多余的ZnCl₂气体由反应室内清除掉，然后再向反应室内补充一定量的H₂O气体，H₂O气体与吸附在绝缘基板上的ZnCl₂气体反应从而生成ZnO薄膜，在反应完全后再将多余的H₂O气体以及反应生成的HCl气体由反应室内清除，这样即可得到表面生成有ZnO薄膜的绝缘基板上。对于绝缘基板上生成ZnO薄膜，还可以采用射频溅射法（以高能粒子撞击固体表面时，其溅射出来的物质在基体或工件表面成膜的方法）以及溶胶-凝胶法（将无机溶质溶解于水货有机溶液中形成溶胶，溶胶通过蒸发干燥等形成有空间结构的溶胶，最后经热处理溶胶制备所需无机晶体材料）等。

通过本方法在绝缘基板上制作导电线路，导电层没有直接固定于绝缘基板上，而是先在绝缘基板上制作ZnO薄膜，然后将导电层固定于ZnO薄膜上，由于ZnO薄膜对绝缘机体与导电层具有较强的附着力，从而可以使得导电层能够较牢固地附着于绝缘基板上，保证制备后形成的电路板的稳定性，而且由于ZnO薄膜的均匀性好，粗糙度较低，这样在将其进行电镀时，ZnO薄膜表面上生成的导电层也具有较好的均匀性以及较低的粗糙度，大大方便了后续电子元器件与导电层之间的贴合连接。

参见图1，本发明实施例还提供了一种电路板，其主要是采用上述的在绝缘基板1上制作导电线路的方法制成，包括绝缘基板1，在绝缘基板1的上表面11覆盖有第一ZnO薄膜层2，且该第一ZnO薄膜层2形成电路板的第一线路图形（图中未示出），在第一ZnO薄膜层2上还镀设有一层第一导电层3。在该电路板中，第一导电层3即为绝缘基板1上表面11的第一导电线路，通过第一ZnO薄膜层2较强的附着力，使得第一导电层3可以牢固地固定于绝缘基板1的上表面11上，保证电路板的导电线路在绝缘基板1上的稳定性，而且因为第一ZnO薄膜层2还具有均匀性好以及粗糙度低等特性，使得第一导电层的均匀性也较好，粗糙度较低，可以使其更易与其它电子元器件贴合连接。绝缘基板1可以采用多孔陶瓷板，由于其具有多孔性结构使得绝缘基板1的表面积较大，使得在电路板工作过程中，导电线路与电子元器件产生的热量能够快速地散除，保证电路板的散热特性。

进一步地，在上述实施例电路板的基础上其绝缘基板1的下表面12上覆盖第二ZnO薄膜层4，并在第二ZnO薄膜层4镀设第二导电层5，第二ZnO薄膜层4形成绝缘基板1下表面12的第二线路图形，第二导电层5即为绝缘基板1下表面12的导电线路。这样，绝缘基板1的上表面11以及下表面12均具有导电线路，电路板为双面电路板，在同等功能的导电线路情况下，相比单面电路板，双面电路板占用空间更小，也比较方便导电线路的布局，而且因为第一ZnO薄膜层2以及第二ZnO薄膜层4的附着力，电路板上下层的导电线路稳定性均较强。

进一步地，在绝缘基板1上设有若干通孔13，各通孔13均连接第一ZnO薄膜层2以及第二ZnO薄膜层4，且各通孔13内壁131镀设有第三导电层6，第三导电层6与第一导电层3以及第二导电层5均电性连接。这些通孔13可以采取激光钻孔的方法钻取，可以在其内壁131上也沉积ZnO薄膜，然后在电镀时，各通孔13的内壁131上镀设第三导电层6，且在这些第三导电层6的作用下，绝缘基板1上表面11的导电线路与其下表面12的导电线路进行电连接，使得上表面11与下表面12的导电线路为一整体。

进一步地，在第一导电层3与第二导电层5上还分别设置若干的挡套7，且第一导电层3与第二导电层5上的挡套7数量均与通孔13的数量相同，每一挡套7均围设其中一通孔13，其作用是防止在第一导电层3或第二导电层5与电子元器件焊接时产生的焊料流入通孔内13形成堵塞。在第一导电层3与第二导电层5的表面还均涂设有防氧化层8，由于一般地，第一导电层3与第二导电层5为导电性能较好的铜或银等，对此为了防止在长期使用的过程中，铜或银的表面出现氧化，影响第一导电层3或第二导电层5的导电性能，在第一导电层3与第二导电层5的表面均涂设防氧化层8，提高电路板的使用寿命。

以上所述仅为本发明较佳的实施例而已，其结构并不限于上述列举的形状，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种绝缘基板上制作导电线路的方法，其特征在于：包括如下步骤：

取一绝缘基板，在该绝缘基板表面沉积ZnO薄膜或掺杂杂质的ZnO薄膜；

在ZnO薄膜上涂设光刻胶层，取预先制作有线路图形的底片覆盖于光刻胶层上，然后对其进行曝光；

曝光后，去掉该底片，采用显影药水处理所述光刻胶层，剩余的光刻胶层形成线路图形，并裸露出被处理的光刻胶层所覆盖的ZnO薄膜；

蚀刻裸露的ZnO薄膜，并去掉剩余的光刻胶层，露出剩余的ZnO薄膜；

将所述绝缘基板置于电解槽内，调节电镀参数，于剩余的ZnO薄膜表面形成导电层。

2.如权利要求1所述的绝缘基板上制作导电线路的方法，其特征在于：在所述绝缘基板上制作ZnO薄膜时，采用化学气相沉积法将ZnCl₂气体吸附于所述绝缘基板的表面，并将多余的ZnCl₂气体进行清除，向所述绝缘基板补充H₂O气体，H₂O气体与所述绝缘基板上吸附的ZnCl₂气体反应生成ZnO薄膜，清除多余的H₂O气体以及反应生成的HCl气体。

3.如权利要求1所述的绝缘基板上制作导电线路的方法，其特征在于：在将剩余的光刻胶层去掉之后且在将绝缘基板置于电解槽之前，将绝缘基板以及剩余的ZnO薄膜进行等离子清洗。

4.如权利要求1所述的绝缘基板上制作导电线路的方法，其特征在于：所述电镀参数包括电流密度、镀液密度以及镀液温度。

5.一种电路板，包括绝缘基板，其特征在于：所述绝缘基板的上表面覆盖有第一ZnO薄膜层，所述第一ZnO薄膜层形成第一线路图形，于所述第一ZnO薄膜层上还镀设有第一导电层。

6.如权利要求5所述的电路板，其特征在于：所述绝缘基板的下表面还覆盖有第二ZnO薄膜层，所述第二ZnO薄膜层形成第二线路图形，所述第二ZnO薄膜层上镀设有第二导电层。

7.如权利要求6所述的电路板，其特征在于：所述第一ZnO薄膜层与所述第二ZnO薄膜层之间通过若干通孔连接，且各所述通孔内壁镀设有第三导电层，且所述第三导电层与所述第一导电层以及所述第二导电层均电性连接。

8.如权利要求7所述的电路板，其特征在于：于所述第一导电层与所述第二导电层上分别设有用于防止焊料流入所述通孔内的若干挡套，每一所述挡套围设其中一所述通孔。

9.如权利要求6所述的电路板，其特征在于：所述第一导电层的表面与所述第二导电层的表面还均涂设有防氧化层。

10.如权利要求5所述的电路板，其特征在于：所述绝缘基板为多孔陶瓷板。