CN104378922A - 一种适合于高频电路的精细电路板形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适合于高频电路的精细电路板形成方法，该方法包括以下步骤：a、选择合适的高频基底材料，并切割成适合加工的尺寸；b、输入激光制程参数和电路导线图像文件后，对基材表面进行激光刻槽，得到具有线路凹槽的轨道；c、对基材表面和凹槽内壁进行清洁；d、形成覆盖于基材表面和凹槽内壁的微米级或纳米级覆铜层；e、选择合适的电镀添加剂，对基材凹槽轨道进行填铜；f、用蚀刻的方法将铜层减薄，完成电路板导体图形的制作。通过这种工艺，比较容易实现精细线宽线距要求，并且铜导线形状更加规则，阻抗更容易控制，高频性能突出，铜导线与基底的结合更可靠，翘起风险更低，工艺也较简单。
Description
技术领域
本发明属于电路板制造领域，尤其涉及一种适合于高频电路的精细电路板形成方法。
背景技术
印制电路板作为实现电子元器件电气互联的基础，在通信设备，汽车电子，医疗器械等领域得到了广泛的应用。随着电子设备小型化、轻薄化的发展，作为电子设备内部重要组成部分的电路板也需要不断改进升级，75μm以上线宽线距的印制电路板已经没有太多的应用发展空间，尤其是在高端电子产品方面，50μm甚至35μm的线宽线距已经很常见。除了对线路精细化的需求外，电子设备对信号的快速传递的要求也越来越高的。随着手机通讯，互联网等信息技术的快速发展，用户数量的增加以及对设备体验越来越高的要求，对信号快速处理和庞大数据传送的能力提出了更高的要求。以芯片间通信为例，一般情况下芯片的引脚数量是一定的，如何在短时间内进行大量数据处理，并实现信号高速可靠的传输已经成为限制芯片发展的瓶颈技术之一，随着线路板的发展，极细线路的HDI 线路板和超厚铜箔的大电流线路板需求逐渐增多，开发能够制作出来极细线路和超厚铜箔的线路板工艺可以解决上述问题。
目前线路板的制作方法一般只有二种，半加成法和减成法制作线路板。采用图形电镀工艺制作线路板的方法是半加成法，此法是在基底铜箔基础之上进行化学铜、加厚镀铜、干膜图形转移、图形电镀二次加厚镀铜、镀锡铅、退膜、蚀刻、退锡的工艺流程来制作线路板的。传统印制电路板导线图案是通过覆铜板表面曝光显影，进而蚀刻去除不需要的铜箔部分，留下导体线路，也叫减成法。从目前的工艺路线来看，一般日、台背景的线路板厂选择减成法制造工艺，美、港背景的线路板厂选择半加成法制造工艺。减成法的工艺已经非常成熟，但是存在侧蚀现象，导致导线截面呈梯形，而不是规则的矩形。高频高速信号在这种导线上传递，很难达到高端产品对线路阻抗的严格要求，不利于高频线路精细化；在柔性电路中，因为铜箔是通过粘合剂粘在基材表面，在铜线非常精细的情况下，挠曲时线路翘起风险非常大，良率很容易受到影响，并且减成法的工艺也较为繁琐，增加了周期成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种制作电路板导体图案的新工艺，通过这种工艺可以比较容易实现50μm以下的精细线宽线距要求，并且该铜导线形状更加规则，阻抗更容易控制，高频性能突出，铜导线与基底的结合更可靠，翘起风险更低，工艺也比较简单。
本发明所采用的技术方案是：本发明包括以下步骤：
a、开料，选择合适的高频基底材料，并切割成适合加工的尺寸；
b、激光刻槽，输入激光制程参数和电路导线图像文件后，对基材表面进行激光刻槽，得到具有线路凹槽的轨道；
c、整板，对基材表面和凹槽内壁进行清洁；
d、金属化，形成覆盖于基材表面和凹槽内壁的微米级覆铜层；
e、电镀填铜，选择合适的电镀添加剂配方，对基材凹槽轨道进行填铜；
f、蚀刻减铜，用蚀刻的方法将铜层减薄，完成电路板导体图形的制作。
进一步的，在进行步骤b前，使用化学或者等离子体方法对基材进行清洁。
进一步的，步骤b中，所述线路凹槽的宽度和深度分别为40-60 μm和25-40 μm。
进一步的，在进行步骤c前，使用化学或者物理方法对基材表面和凹槽内壁进行清洁和微蚀。
进一步的，步骤d中是采用化学镀铜和气相沉积镀铜，形成微米级覆铜层。
进一步的，步骤e中，填铜要超过凹槽高度，填铜后板面平整。
进一步的，步骤f中，铜层减薄至未进行激光刻槽的基材部分露出。
本发明的有益效果是：本发明得到的电路图形精细化程度主要由由激光刻槽控制，现有的设备制程能力可以轻松达到50μm以下的精细线宽线距，并且由于激光工艺的特性，形成的精细凹槽导轨有较好的外观平整性和一致性，同时没有用到粘合剂，有利于高频信号传输阻抗的控制，与传统蚀刻得到的精细电路相比，此方法得到的内嵌铜导体不易翘起，可靠性大大增加。
附图说明
图1是本发明基材表面和凹槽内壁金属化示意图；
图2是本发明全板电镀填铜示意图；
图3是本发明蚀刻减铜示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，下面根据发明工艺通过具体实施方式来详细说明。以下实施实例只是为了更好地将本发明技术原理阐释清楚，并不代表本发明只能限制使用该实施实例。
实施实例1
a、选择高频性能优异的改性热固性氰酸酯树脂作为基底材料A，并切割成适合加工的尺寸；
b、切割好的基材进行酸洗一次，水洗三次并烘干，除去基材表面污腻，保证后期激光处理的一致性；
c、输入激光制程参数和电路导线图像文件后，先做好基板的对位孔，再对基材表面进行激光刻槽，得到具有线路凹槽的轨道，刻槽宽度控制位50μm，深度控制为30μm；
d、将刻槽后的基板放入等离子清洗设备中，对基材表面和凹槽内壁进行清洁，微蚀后再经过黑化工艺，实现基板基材表面和凹槽内壁的活化；
e、活化后的使用化学镀铜，形成覆盖于基材表面和凹槽内壁的覆铜层B，薄铜层厚度控制在1 ~ 2μm；
f、在垂直连续电镀线上进行全板电镀填铜，选择合适的电镀添加剂配方，光泽剂：整平剂：抑制剂按1:：15：40的比例配置，增加镀液流动性，使用脉冲电流对基材凹槽轨道进行电镀填铜，填铜要求导线内部紧实无空洞，填铜要超过凹槽高度，填铜后板面平整；
g、水洗三次后烘干，注意保护板面整洁；
h、将全板电镀填铜后的电路板放入蚀刻线，进行闪蚀减铜，蚀刻因子E=10，直至未进行激光刻槽的基材部分露出，完成电路板导体图形的制作。
实施实例2
a、选择高频性能优异的陶瓷作为基底材料A，并切割成适合加工的尺寸；
b、切割好的基材进行酸洗一次，水洗三次并烘干，除去基材表面污腻，保证后期激光处理的一致性；
c、输入激光制程参数和电路导线图像文件后，先做好基板的对位孔，再对基材表面进行激光刻槽，得到具有线路凹槽的轨道，刻槽宽度控制位50μm，深度控制为30μm；
d、将刻槽后的基板放入等离子清洗设备中，对基材表面和凹槽内壁进行清洁并干燥；
e、在刻有电路凹槽导轨的基板表面上溅射金属铜，形成覆盖于基材表面和凹槽内壁的覆铜层B，薄铜层厚度控制在1 ~ 2μm。具体做法是将陶瓷基板放在真空溅射阳极处，阴极放置铜靶材，高能粒子轰击铜靶材表面，将铜粒子带到陶瓷基材表面形成溅镀铜层；
f、在垂直连续电镀线上进行全板电镀填铜，选择合适的电镀添加剂配方，光泽剂：整平剂：抑制剂按1:：15：40的比例配置，增加镀液流动性，使用脉冲电流对基材凹槽轨道进行电镀填铜，填铜要求导线内部紧实无空洞，填铜要超过凹槽高度，填铜后板面平整；
g、水洗三次后烘干，注意保护板面整洁；
h、将全板电镀填铜后的电路板放入蚀刻线，进行闪蚀减铜，蚀刻因子E=10，直至未进行激光刻槽的基材部分露出，完成电路板导体图形的制作。
本发明提出的电路板制作加成工艺，区别于传统蚀刻减铜工艺，线宽线距指标更加先进，高频阻抗更易控制，有利于高频精细电路的应用。内嵌铜导体的结构使得铜线不易翘起，可靠性大大增加，同时制作工艺流程又得到了大大简化。
上述实例对本专利做了比较详细的工艺说明，但不不意味着本发明仅仅局限于这两种实例。在不脱离本发明技术原理的情况下，对其进行改进和变形在本发明权利要求和技术之内，也应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种适合于高频电路的精细电路板形成方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
a、开料，选择合适的高频基底材料，并切割成适合加工的尺寸；
b、激光刻槽，输入激光制程参数和电路导线图像文件后，对基材表面进行激光刻槽，得到具有线路凹槽的轨道；
c、整板，对基材表面和凹槽内壁进行清洁；
d、金属化，形成覆盖于基材表面和凹槽内壁的微米级或纳米级覆铜层；
e、电镀填铜，选择合适的电镀添加剂配方，对基材凹槽轨道进行填铜；
f、蚀刻减铜，用蚀刻的方法将铜层减薄，完成电路板导体图形的制作。
2.根据权利要求1所述的一种适合于高频电路的精细电路板形成方法，其特征在于:在进行步骤b前，使用化学或者等离子体方法对基材进行清洁。
3.根据权利要求1所述的一种适合于高频电路的精细电路板形成方法，其特征在于:步骤b中，所述线路凹槽的宽度和深度分别为40-60 μm和25-40 μm。
4.根据权利要求1所述的一种适合于高频电路的精细电路板形成方法，其特征在于:在进行步骤c前，使用化学或者物理方法对基材表面和凹槽内壁进行清洁和微蚀。
5.根据权利要求1所述的一种适合于高频电路的精细电路板形成方法，其特征在于:步骤d中是采用化学镀铜和气相沉积镀铜，形成微米级覆铜层。
6.根据权利要求1所述的一种适合于高频电路的精细电路板形成方法，其特征在于:步骤e中，填铜要超过凹槽高度，填铜后板面平整。
7.根据权利要求1所述的一种适合于高频电路的精细电路板形成方法，其特征在于:步骤f中，铜层减薄至未进行激光刻槽的基材部分露出。
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