CN103929874B - 一种pcb线路板铜线路加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于印刷线路板技术领域，公开了一种PCB线路板铜线路加工方法，包括以下步骤：将PCB基板浸入经有机溶剂稀释的有机材料单体溶液中；控干PCB基板，加热固化PCB基板，在其表面形成均匀的底层有机薄膜；在有机薄膜表面依次进行化学镀铜、图形电镀以及闪蚀形成带铜线路的PCB基板；将带铜线路的PCB基板浸入经有机溶剂高度稀释的有机材料单体溶液中；控干带铜线路的PCB基板，加热固化在其表面形成均匀的上层有机薄膜；在上层有机薄膜层上压合绝缘材料形成绝缘层。本发明通过生成有机薄膜在保证铜线路与基板稳定结合的同时，大大提升了铜线路表面的光滑程度，从而铜线路的高密度铺设的同时，降低高频信号的传输损耗。

Description

一种PCB线路板铜线路加工方法
技术领域
本发明涉及印刷线路板技术领域，特别涉及一种PCB线路板铜线路加工方法。
背景技术
高速信号在印刷线路板中传输中需要印刷线路板中的铜线路表面尽可能光滑，才能保证信号传输损耗小，理想状况下的印刷线路板线路横截面表面应该是光滑无突起的表面。
常规的PCB表面粗超度Rz5-7um，如图1所示，这种表面布满粗糙度，将严重影响高速信号的传输。目前对于高速信号传输的线路板通常的办法是采用尽可能的低粗糙度的镀铜工艺和技术，在保证结合力和降低信号传输损耗中寻求一种平衡；从而导致了信号，特别是高频信号传输过程中的损耗无法降低的问题；高密度铜线路的铺设同样因为光滑度的问题受到制约。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够保证PCB板与铜线路的结合强度的同时，提升铜线路表面光滑度的方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种PCB板，包括：PCB基板、底层有机薄膜、化学镀铜层、铜线路、上层有机薄膜以及绝缘层；所述PCB基板上依次向上设置所述底层有机薄膜、所述化学镀铜层、所述铜线路、所述上层有机薄膜以及所述绝缘层。
一种PCB线路板铜线路加工方法，用于实现PCB板的加工生产；包括以下步骤：
将PCB基板浸入经有机溶剂稀释的有机薄膜材料单体溶液中；
控干PCB基板，加热固化PCB基板，在其表面形成均匀的底层有机薄膜；
在底层有机薄膜表面进行化学镀铜形成化学镀铜层；
在化学镀铜层上进行图形电镀形成铜线路；
通过闪蚀工艺将未被铜线路覆盖的化学镀铜层蚀刻掉，形成带铜线路的PCB基板；
将带铜线路的PCB基板浸入经有机溶剂高度稀释的有机薄膜材料单体溶液中；
控干带铜线路的PCB基板，加热固化在其表面形成均匀的上层有机薄膜；
在上层有机薄膜层上压合绝缘材料形成绝缘层。
进一步地，所述有机薄膜材料包括：聚酰亚胺材料。
进一步地，所述有机溶剂包括：N-甲基吡咯烷酮(NMP)或二甲基乙酰胺(DMAC)或者二甲基甲酰胺(DMF)或者二甲基亚砜(DMSO)或间甲酚。
进一步地，所述有机薄膜材料为苯并环丁烯(BCB)。
进一步地，所述有机溶剂是三甲基甲苯。
进一步地，按照质量百分比，所述有机薄膜材料的稀释浓度范围是0.5％～15％。
进一步地，所述加热固化工艺的温度范围是200℃～350℃。
进一步地，PCB基板浸入机薄膜材料单体溶液前，对PCB基板进行等离子清洗；在浸泡PCB基板和带铜线路的PCB基板时，通过超声波消除有机薄膜材料单体溶液内的气泡。
进一步地，在化学镀铜前，对PCB基板的表面进行等离子活化处理。
本发明提供的PCB线路板铜线路加工方法通过在PCB基板与铜线路，铜线路与绝缘层之间生成有机薄膜，避免直接接触造成铜线路表面不平或生成毛刺，降低信号传输过程中的散射损耗；同时，铜线的高光滑度，也有利于降低线路尺寸以及铺设密度；通过化学镀铜提升PCB基板与铜线路的结合强度；从而在保证铜线路的结合强的情况下，大幅提升光滑度，从而降低传输损耗，提升铺设密度以及有利于降低线路尺寸。
附图说明
图1为现有的PCB板结构示意图；
图2为本发明实施例提供的PCB基板生成底层有机薄膜结构示意图；
图3为本发明实施例提供的PCB基板生成化学镀铜层结构示意图；
图4为本发明实施例提供的PCB基板生成图形电镀层结构示意图；
图5为本发明实施例提供的PCB基板生成上层有机薄膜结构示意图；
图6为本发明实施例提供的PCB基板生成绝缘层结构示意图；
其中，1-PCB基板，2-底层有机薄膜，3-化学镀铜层，4-光刻胶，5-铜线路，6-上层有机薄膜，7-绝缘层。
具体实施方式
本发明实施例提供的一种基于上述方法的PCB板结构，包括：PCB基板1、底层有机薄膜2、化学镀铜层3、铜线路5、上层有机薄膜6以及绝缘层7；PCB基板1上依次向上设置底层有机薄膜2、化学镀铜层3、铜线路5、上层有机薄膜6以及绝缘层7。
本实施例提出一种PCB线路板铜线路加工方法，由于实现上述PCB板的加工生产；包括以下步骤：将PCB基板1浸入经有机溶剂稀释的有机薄膜材料单体溶液中；
控干PCB基板1，加热固化PCB基板1，在其表面形成均匀的底层有机薄膜2；
在底层有机薄膜2表面进行化学镀铜形成化学镀铜层3；
在化学镀铜层3上进行图形电镀形成铜线路5；
通过闪蚀工艺将未被铜线路覆盖的化学镀铜层3蚀刻掉，形成带铜线路的PCB基板；
将带铜线路的PCB基板浸入经有机溶剂高度稀释的有机薄膜材料单体溶液中；
控干带铜线路的PCB基板，加热固化在其表面形成均匀的上层有机薄膜6；
在上层有机薄膜层6上压合绝缘材料形成绝缘层7。
参见图2，将PCB基板1浸入经有机溶剂高度稀释的有机薄膜材料单体溶液中；利用稀释的有机薄膜材料单体溶液覆盖整个PCB基板1结构表面，在其表面形成极薄的溶液薄层。
浸泡PCB基板1一段时间，使其表面均匀浸润有机薄膜材料单体溶液后，取出控干PCB基板1，加热固化PCB基板1，在其表面形成均匀的底层有机薄膜。通过真空烘烤或真空加热方法，将易挥发的有机溶剂挥发掉，在基板的表面形成一层非常薄的有机薄膜，将PCB基板1升温，将表面单体固化，形成均匀的有机底层有机薄膜2，使得薄膜将有机基板的三维表面结构表面覆盖一层。从而避免PCB基板与铜线路直接接触，进而避免接触形成凹凸不平的表面或者毛刺，从而降低信号在铜线路中的传输损耗。
鉴于，PCB板的使用环境以及生产环境中的高温以及化学环境，有机溶剂以及有机薄膜材料应该耐高温，物理和化学性能稳定；同时要保证铜线路与PCB基板1的结合强度，有机薄膜应该与金属以及PCB基板1具有良好的结合能力，从而保证化学镀铜层3能够稳定的铺设在PCB基板1上；优选的，有机溶剂包括：N-甲基吡咯烷酮(NMP)或二甲基乙酰胺(DMAC)或者二甲基甲酰胺(DMF)或者二甲基亚砜(DMSO)或间甲酚。两者混合的有机薄膜材料单体溶液能够拥有良好的金属以及PCB基板结合性能。
按照质量百分比，有机薄膜材料单体溶液的浓度保持在0.5％～15％，能够保证有机薄膜材料能够在PCB基板表面形成稳定的有机薄膜层。
有机薄膜材料还可以选择苯并环丁烯(BCB)，有机溶剂选择三甲基甲苯；同样具有良好稳定的物理和化学性能。
同时，有机薄膜溶液的成本低，使得有机薄膜涂覆的修饰方式相对于化学腐蚀等修饰方式，成本更低；相对于化学腐蚀的难以精确控制以及化学残留，有机薄膜涂覆的实现效果更好，且没有化学残留。
为了便于有机溶剂的挥发同时不影响有机薄膜材料的性能，加热固化的温度范围为200℃～350℃。
优选的，PCB基板在浸入有机材料薄膜单体溶液浸泡之前，进行等离子清洗，提高PCB基板表面的浸润性，使边角处能良好接触溶液，改善涂覆的均匀性；在浸泡PCB基板和带铜线路的PCB基板的过程中，通过超声波消除有机薄膜材料单体溶液内的气泡，提高表面浸润的均匀性。
参见图3，在底层有机薄膜2表面进行化学镀铜形成化学镀铜层3，形成高结合力的化学镀铜层3，形成铜线路5的铺设基层，便于铜线路5的图形电镀。
优选的，在化学镀铜前，对PCB基板1的表面进行等离子活化处理；提高表面的亲水性，提高表面化学镀铜的结合力和镀铜均匀性。
参见图4，在化学镀铜层3上进行图形电镀形成铜线路5；通过光刻胶4在化学镀铜层3上绘出待刻电路，之后电镀形成铜线路；从而在化学镀铜层上建立稳定可靠的铜线路5主体。
参见图5，通过闪蚀工艺将未被铜线路覆盖的化学镀铜层蚀刻掉，形成带铜线路的PCB基板。
将带铜线路的PCB基板浸入经有机溶剂高度稀释的有机薄膜材料单体溶液中；形成均匀的单体溶液薄膜。
控干带铜线路的PCB基板，加热固化在其表面形成均匀的上层有机薄膜6；从而隔绝了铜线路层与PCB板绝缘层7的接触，保证铜线路的光滑程度。
参见图6，在上层有机薄膜层6上压合绝缘材料形成绝缘层7；形成完整的PCB板电路结构。
本发明实施例提供的PCB线路板铜线路加工方法通过在PCB基板与铜线路，铜线路与绝缘层之间生成有机薄膜，避免直接接触造成铜线路表面不平或生成毛刺，降低信号传输过程中的散射损耗；铜线的高光滑度，能够避免小间距线路中的较大离子迁移，从而提升线路的铺设密度；也有利于降低线路尺寸；通过有机薄膜的涂覆，可以避免绝缘材料的表面粗化来增强结合力的方式，在提升铜线路表面光滑度的同时；通过化学镀铜提升PCB基板与铜线路的结合强度；从而在保证铜线路的结合强的情况下，大幅提升光滑度，从而降低传输损耗，提升铺设密度以及有利于降低线路尺寸。同时，有机薄膜溶液的成本低，使得有机薄膜涂覆的修饰方式相对于化学腐蚀等修饰方式，成本更低；相对于化学腐蚀的难以精确控制以及化学残留，有机薄膜涂覆的实现效果更好，且没有化学残留。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种PCB线路板铜线路加工方法，用于实现PCB板的加工生产；其特征在于，包括以下步骤：
将PCB基板浸入经有机溶剂稀释的有机薄膜材料单体溶液中；
控干PCB基板，加热固化PCB基板，在其表面形成均匀的底层有机薄膜；
在底层有机薄膜表面进行化学镀铜形成化学镀铜层；
在化学镀铜层上进行图形电镀形成铜线路；
通过闪蚀工艺将未被铜线路覆盖的化学镀铜层蚀刻掉，形成带铜线路的PCB基板；
将带铜线路的PCB基板浸入所述经有机溶剂稀释的有机薄膜材料单体溶液中；
控干带铜线路的PCB基板，加热固化在其表面形成均匀的上层有机薄膜；
在上层有机薄膜层上压合绝缘材料形成绝缘层。
2.如权利要求1所述的PCB线路板铜线路加工方法，其特征在于，所述有机薄膜材料包括：聚酰亚胺材料。
3.如权利要求2所述的PCB线路板铜线路加工方法，其特征在于，所述有机溶剂包括：N-甲基吡咯烷酮(NMP)或二甲基乙酰胺(DMAC)或者二甲基甲酰胺(DMF)或者二甲基亚砜(DMSO)或间甲酚。
4.如权利要求1所述的PCB线路板铜线路加工方法，其特征在于：所述有机薄膜材料为苯并环丁烯(BCB)。
5.如权利要求4所述的PCB线路板铜线路加工方法，其特征在于：所述有机溶剂是三甲基甲苯。
6.如权利要求2或4所述的PCB线路板铜线路加工方法，其特征在于：按照质量百分数，所述两次有机薄膜材料单体溶液的稀释浓度范围均是0.5％～15％。
7.如权利要求1所述的PCB线路板铜线路加工方法，其特征在于：所述两次加热固化工艺的温度范围均是200℃～350℃。
8.如权利要求1所述的PCB线路板铜线路加工方法，其特征在于：PCB基板浸入有机薄膜材料单体溶液前，对PCB基板进行等离子清洗；在浸泡PCB基板和带铜线路的PCB基板时，通过超声波消除有机薄膜材料单体溶液内的气泡。
9.如权利要求1所述的PCB线路板铜线路加工方法，其特征在于：在化学镀铜前，对PCB基板的表面进行等离子活化处理。
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