CN104427773A - 印制电路板的制作方法及相应的印制电路板 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种印制电路板的制作方法，包括：选取所需厚度的铜箔，按照预设线路图形对所述铜箔进行机械加工处理，去除所述铜箔上需要蚀刻的部分，形成铜箔线路图形；根据所述预设线路图形，采用绝缘材料对所述铜箔线路图形进行丝网印刷，填平所述铜箔线路图形上的线路间隙，得到所述印制电路板。本发明还提出了相应的印制电路板。通过本发明的技术方案，对铜箔进行机械加工来实现对印制电路板的线路制作，从而解决了沉铜、电镀等过程导致的能源消耗、环境污染等问题，并且通过对铜箔的厚度选择，简化了厚铜电路板的制作流程；同时，通过将铜箔的机械加工与传统的沉铜、电镀方式相结合，还能够简化超厚铜电路板的制作流程。

Description

印制电路板的制作方法及相应的印制电路板

技术领域

本发明涉及印制电路板的制作技术领域，具体而言，涉及印制电路板的制作方法以及采用该方法生产的印制电路板。

背景技术

应电源通讯、军事、航空等技术发展的需求，大电流、高可靠性的厚铜电路板、超厚铜电路板的需求越来越大，加上其具有的高附价值，超级厚铜电路板的需求已具有广泛的市场前景。

大多数商用电路板使用的都是低压及低电流，铜厚都在1/2OZ～3OZ的电路板，而厚铜电路板采用的铜厚都在4OZ～20OZ，超厚铜电路板采用的铜厚更是超过了20OZ。

基于对传统的电镀积层法、铜箔蚀刻压合法等方式的分析，其往往存在以下问题：

1、针对铜厚数值较大的电路板的制作，比如厚铜电路板或超厚铜电路板，虽然看似仅为铜厚上的差异，但实际上随着铜厚的增大，相应的制作难度也加大，无法很好地解决对于厚铜电路板或超厚铜线路板的制作。

比如在一项相关技术中，通过四次电镀的方式，制作了电镀层达到350-400μm的印制电路板。具体地，其操作步骤包括：采用具有底铜的板材基板进行开料；分四次进行电镀，采用正反夹板方式悬挂放入电镀缸中进行电镀，直至电镀层厚到350-400μm以上；对PCB板进行蚀刻；采用环氧树脂进行丝网印刷，填平线路间隙，并通过烘烤固化；对固化后的环氧树脂进行研磨，并去除线路表面多余的树脂层；进行钻孔、沉铜和整板电镀；进行第二次图形电镀和线路蚀刻，完成线路图形的制作。

图1示出了上述步骤的工艺流程，包括：下料——电镀铜——图形转移——显影/蚀刻/去膜——丝印树脂——树脂磨平——沉铜——电镀铜——图形转移——显影/蚀刻/去膜——丝印树脂——树脂磨平——沉铜——电镀铜——图形转移——显影/蚀刻/去膜——丝印树脂——树脂磨平——后工序。

2、虽然上述工艺流程能够实现较大铜厚的电路板制作，但其制作流程繁复，耗时很长，不利于制作成本的节约，而且多次电镀过程将产生大量的工业废料，会造成更为严重的环境污染。

当然，基于化学电镀等方式的工艺流程中，无论生产的铜厚为多大，都会产生相应的工业废料而污染环境，因而如何解决或尽可能地控制印制电路板生产过程中的环境污染问题，以及在此基础上实现对于厚铜电路板、超厚铜电路板的更为简化的制作过程，成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明正是基于上述问题中的至少之一，提出了一种新的技术方案，通过对铜箔进行机械加工来实现对印制电路板的线路制作，从而解决了沉铜、电镀等过程导致的能源消耗、环境污染等问题，并且通过对铜箔的厚度选择，简化了厚铜电路板的制作流程；同时，通过将铜箔的机械加工与传统的沉铜、电镀方式相结合，还能够简化超厚铜电路板的制作流程。

有鉴于此，本发明提出了一种印制电路板的制作方法，包括：选取所需厚度的铜箔，按照预设线路图形对所述铜箔进行机械加工处理，去除所述铜箔上需要蚀刻的部分，形成铜箔线路图形；根据所述预设线路图形，采用绝缘材料对所述铜箔线路图形进行丝网印刷，填平所述铜箔线路图形上的线路间隙，得到所述印制电路板。

当采用传统的电镀方式时，每次电镀得到的铜镀层的厚度较小，需要多次电镀，加工过程繁琐、复杂，加工周期很长而影响生产效率，并且会产生大量的工业废料，对环境危害极大。而在该技术方案中，通过机械加工的方式对铜箔进行处理，一方面有助于简化加工流程、缩短了原本电镀过程所需要的较长的时间，另一方面避免了由于化学电镀的制作方式而导致其产生工业废料，有利于对环境的保护和对污染的防治。同时，针对不同用户对于铜厚的需求，则直接通过选用相应厚度的铜箔即可，无需在电镀过程中控制如电镀液的浓度或电镀时间等，有利于简化工艺流程。其中，铜箔的厚度可以为任意厚度，比如1/2OZ～3OZ、4OZ～20OZ甚至大于20OZ。

本发明还提出了一种印制电路板的制作方法，包括：A、选取指定厚度的铜箔，按照预设线路图形对所述铜箔进行机械加工处理，去除所述铜箔上需要蚀刻的部分，形成铜箔线路图形；B、根据所述预设线路图形，采用绝缘材料对所述铜箔线路图形进行丝网印刷，填平所述铜箔线路图形上的线路间隙，得到铜箔电路板；C、对所述铜箔电路板进行沉铜、电镀处理，得到加厚铜箔电路板；D、按照所述预设线路图形，对所述加厚铜箔电路板进行蚀刻处理，形成电镀层线路图形，且所述电镀层线路图形与所述铜箔线路图形相同；E、根据所述预设线路图形，采用绝缘材料对所述电镀层线路图形进行丝网印刷，填平所述电镀层线路图形上的线路间隙，得到厚铜印制电路板。

在该技术方案中，提及的“厚铜印制电路板”是相对于未加工前的铜箔的厚度而言的，表明其通过步骤C中的电镀过程而增加了铜厚，而不专指如铜厚为4OZ～20OZ的电路板。因此，通过将对铜箔的机械加工与传统的电镀方式向结合，对于最终制作得到的铜厚较小的印制电路板，其至少简化了工艺流程、缩短了生产相同电路板所需的电镀的时间，并由此减少了对于环境的污染；对于得到的铜厚较大的印制电路板，尤其是对于超厚铜电路板，则相比于现有技术中的多次电镀的方式，能够通过选用厚度较大的铜箔而尽可能地缩短电镀的时间、减少电镀次数，从而极大地简化了电路板的制作工艺、缩短了制作时间、降低了制作成本。

本发明还提出了一种印制电路板的制作方法，包括：获取多块按照相同或不同的预设线路图形制成的印制电路板，其中包括至少一块采用如上述第一种印制电路板的制作方法制成的印制电路板，以及至少一块采用如上述第二种印制电路板的制作方法制成的印制电路板；通过粘接片将多块所述印制电路板压合在一起，以形成多层厚铜印制电路板。

在该技术方案中，对于多层印制电路板而言，其每层电路板都可以采用上述任意方式进行加工，从而对于该多层印制电路板而言，也能够可能地缩短加工时间、降低生产成本和对环境的污染。

本发明还提出了一种印制电路板的制作方法，其特征在于，包括：获取多块按照相同或不同的预设线路图形制成的印制电路板，其中包括至少一块采用如上述任一项所述的印制电路板的制作方法制成的印制电路板，以及至少一块采用传统方法制成的印制电路板；通过粘接片将多块所述印制电路板压合在一起，以形成多层厚铜印制电路板。

在该技术方案中，“传统方法”即采用电镀等方式生产印制电路板的方法，比如电镀积层法、铜箔蚀刻压合法等等，其至少不包含采用机械加工的方式对铜箔进行处理。但由于本方法生产的多层印制电路板中至少包含一层采用本发明的技术方案生产的电路板，因而相对于完全采用传统方式生产的多层电路板而言，显然能够缩短加工时间、降低生产成本和对环境的污染。

本发明还提出了一种印制电路板，其特征在于，采用如上述任一项所述的印制电路板的制作方法制成所述印制电路板。

在该技术方案中，由于该印制电路板的至少一层是通过对铜箔进行机械加工而得到的，因而有利于缩短加工时间、降低生产成本和对环境的污染。

通过以上技术方案，对铜箔进行机械加工来实现对印制电路板的线路制作，从而解决了沉铜、电镀等过程导致的能源消耗、环境污染等问题，并且通过对铜箔的厚度选择，简化了厚铜电路板的制作流程；同时，通过将铜箔的机械加工与传统的沉铜、电镀方式相结合，还能够简化超厚铜电路板的制作流程。

附图说明

图1示出了相关技术中制作超厚铜印制电路板的工艺流程图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的制作印制电路板的工艺流程图；

图3示出了根据本发明的另一个实施例的制作印制电路板的工艺流程图；

图4A至图4F示出了根据本发明的实施例的制作印制电路板的示意图；

图5示出了根据本发明的实施例的制作超厚铜印制电路板的工艺流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

本发明提出了多种制作印制电路板的方法，下面将分别进行介绍：

方法一：

图2示出了根据本发明的一个实施例的制作印制电路板的工艺流程图。

如图2所示，根据本发明的一个实施例的制作印制电路板的工艺流程包括：

步骤202，机械加工。选取所需厚度的铜箔，按照预设线路图形对所述铜箔进行机械加工处理，去除所述铜箔上需要蚀刻的部分，形成铜箔线路图形。

具体地，如图4A所示，假定选择铜箔402来执行机械加工，且根据预设线路图形，需要将铣空位置404处的铜去除。

步骤204，丝印树脂。根据所述预设线路图形，采用环氧树脂对所述铜箔线路图形进行丝网印刷，填平所述铜箔线路图形上的线路间隙，得到所述印制电路板。

具体地，比如图4B所示，在铜箔402上的铣空位置404中的铜已经被移除，并且向其中填充了环氧树脂。

当采用传统的电镀方式时，每次电镀得到的铜镀层的厚度较小，需要多次电镀，加工过程繁琐、复杂，加工周期很长而影响生产效率，并且会产生大量的工业废料，对环境危害极大。而在该技术方案中，通过机械加工的方式对铜箔进行处理，一方面有助于简化加工流程、缩短了原本电镀过程所需要的较长的时间，另一方面避免了由于化学电镀的制作方式而导致其产生工业废料，有利于对环境的保护和对污染的防治。同时，针对不同用户对于铜厚的需求，则直接通过选用相应厚度的铜箔即可，无需在电镀过程中控制如电镀液的浓度或电镀时间等，有利于简化工艺流程。其中，铜箔的厚度可以为任意厚度，比如1/2OZ～3OZ、4OZ～20OZ甚至大于20OZ。

若仅需要制作单层的印制电路板，则执行上述步骤即可。但由于在步骤204中将树脂填充至铜箔上被刻除的部分时，无法确保树脂表明的平整，因而可以进一步执行：

步骤206，树脂磨平。对所述印制电路板表面的环氧树脂进行磨平处理。

尤其是当最终需要得到的是多层电路板时，则需要使用粘接板将多个由步骤202和步骤204得到的印制电路板粘接在一起，此时步骤206显得更加重要。

其中，上述粘接过程包括：步骤208，层压。将多块按照相同或不同的预设线路图形制成的所述印制电路板，通过粘接片压合在一起，以形成多层印制电路板。

方法二：

在一种情况下，通过对铜箔的选择，即可满足用户对于印制电路板的铜厚的要求，则仅需图2所示的印制电路板的制作方法即可实现；另一种情况下，铜箔的厚度可能并不能够满足用户的需求，比如厚度不足，需要通过其他方式增大铜厚，或者厚度过大，需要选择厚度小于所需要的厚度，并通过其他方式增大铜厚。

对于铜箔厚度无法满足需求的情况下，则可以执行如图3所示的步骤流程：

步骤302，机械加工。选取指定厚度的铜箔，按照预设线路图形对所述铜箔进行机械加工处理，去除所述铜箔上需要蚀刻的部分，形成铜箔线路图形。

步骤304，丝印树脂。根据所述预设线路图形，采用环氧树脂对所述铜箔线路图形进行丝网印刷，填平所述铜箔线路图形上的线路间隙，得到铜箔电路板。

当然，可以看到步骤302、步骤304实际上与图2所示的步骤202、步骤204是相同的（相应地对应于图4A和图4B），而为了更好地满足需求，在步骤304之后，也可以执行：树脂磨平。对所述印制电路板表面的环氧树脂进行磨平处理。

步骤306，沉铜、电镀。对所述铜箔电路板进行沉铜、电镀处理，得到加厚铜箔电路板。具体地，如图4C所示，则通过沉铜、电镀的方式，在铜箔402表面形成了一定厚度的电镀层406。其中，铜箔402上的铣空位置404中已经填充了环氧树脂。当然，图4C中为了能够区分铜箔402和电镀层406，从而分别画出两部分，但并不代表实际上也存在明显的边界和区分。

该步骤通过在已经得到的铜箔的基础上，采用传统的电镀方式，进一步增加电路板的铜厚，从而使得到的加厚铜箔电路板的铜厚能够满足用户的实际需求。而相比于完全采用电镀的方式，上述技术方案的前半部分采用了机械加工的方式，因而能够有效地节省工艺流程步骤，缩短加工制作时间，降低对环境的污染。

步骤308，蚀刻。按照所述预设线路图形，对所述加厚铜箔电路板进行蚀刻处理，形成电镀层线路图形，且所述电镀层线路图形与所述铜箔线路图形相同。具体地，如图4D所示，则按照与对铜箔402进行加工时采用的相同的预设线路图形，得到在电镀层406上对应于铜箔402上的铣空位置404的部分，即蚀刻位置408，则需要通过蚀刻的方式将该部分对应的铜去除。

通过采用与机械加工时相同的线路图形，使得铜箔和电镀层的线路图形相同，从而在满足铜厚的基础上，将两次加工成型（机械加工和蚀刻）得到的加工效果与一次加工成型（蚀刻）的加工效果相当。

步骤310，丝印树脂。根据所述预设线路图形，采用环氧树脂对所述电镀层线路图形进行丝网印刷，填平所述电镀层线路图形上的线路间隙，得到厚铜印制电路板。具体地，如图4E所示，在已经蚀刻了的部分，即蚀刻位置408中，填充环氧树脂。

与步骤304相类似地，为了更好地满足需求，在步骤310之后，也可以执行：树脂磨平。对所述印制电路板表面的环氧树脂进行磨平处理。

而为了制作得到多层印制电路板，则对于采用上述步骤得到的单层的电路板，可以执行类似步骤208的处理步骤：将多块按照相同或不同的预设线路图形制成的所述厚铜印制电路板，通过粘接片压合在一起，以形成多层厚铜印制电路板。

此外，需要注意的是：由于每次电镀得到的电镀层的铜厚有限，因而当执行一次步骤306至310之后，得到的电路板的铜厚仍然没有能够满足要求，则可以在步骤310之后，重新执行一次或多次步骤306至310，直至满足所要求的铜厚。

同时，需要说明的是，在步骤310中，提及的“厚铜印制电路板”是相对于未加工前的铜箔的厚度而言的，表明其通过步骤C中的电镀过程而增加了铜厚，而不专指如铜厚为4OZ～20OZ的电路板。因此，通过将对铜箔的机械加工与传统的电镀方式向结合，对于最终制作得到的铜厚较小的印制电路板，其至少缩短了生产相同电路板所需的电镀的时间，并由此减少了对于环境的污染；对于得到的铜厚较大的印制电路板，尤其是对于超厚铜电路板，则相比于现有技术中的多次电镀的方式，能够通过选用厚度较大的铜箔而尽可能地缩短电镀的时间、减少电镀次数，从而极大地简化了电路板的制作工艺、缩短了制作时间、降低了制作成本。

基于上述方法一和方法二的印制电路板的制作方式，本发明还提出了多种制作多层电路板的实施方式：

实施方式一

获取多块按照相同或不同的预设线路图形制成的印制电路板，其中包括至少一块采用如上述方法一印制电路板的制作方法制成的印制电路板，以及至少一块采用如上述方法二印制电路板的制作方法制成的印制电路板；通过粘接片将多块所述印制电路板压合在一起，以形成多层厚铜印制电路板。

在该技术方案中，对于多层印制电路板而言，其每层电路板都可以采用上述任意方式进行加工，从而对于该多层印制电路板而言，也能够可能地缩短加工时间、降低生产成本和对环境的污染。

实施方式二

获取多块按照相同或不同的预设线路图形制成的印制电路板，其中包括至少一块采用如上述任一项所述的印制电路板的制作方法制成的印制电路板，以及至少一块采用传统方法制成的印制电路板；通过粘接片将多块所述印制电路板压合在一起，以形成多层厚铜印制电路板。

在该技术方案中，“传统方法”即采用电镀等方式生产印制电路板的方法，比如电镀积层法、铜箔蚀刻压合法等等，其至少不包含采用机械加工的方式对铜箔进行处理。但由于本方法生产的多层印制电路板中至少包含一层采用本发明的技术方案生产的电路板，因而相对于完全采用传统方式生产的多层电路板而言，显然能够缩短加工时间、降低生产成本和对环境的污染。

此外，本发明还提出了对应于上述制作方法的印制电路板，其采用如上述任一技术方案所述的印制电路板的制作方法制成所述印制电路板。

在该技术方案中，由于该印制电路板的至少一层是通过对铜箔进行机械加工而得到的，因而有利于缩短加工时间、降低生产成本和对环境的污染。

图5示出了根据本发明的实施例的制作超厚铜印制电路板的工艺流程图。

针对图1所示的相关技术的制作超厚铜印制电路板的工艺流程，如图5所示，根据本发明的实施例的制作超厚铜印制电路板的工艺流程包括：

前工序——机械加工——丝印树脂——树脂磨平——沉铜——电镀铜——图形转移——显影/蚀刻/去膜——丝印树脂——树脂磨平——层压——后工序。

其中，“机械加工、丝印树脂、树脂磨平”相当于图2所示的步骤202至步骤206，“层压”相当于步骤208；而“沉铜”直至“树脂磨平”，则为相关技术，此处不再赘述。

此外，需要说明的是：虽然在上述各个实施例中，都提及了具体采用环氧树脂进行丝网印刷，但这显然并不是唯一的实施方式。

实际上，在本申请的技术方案中，显然可以采用除环氧树脂之外的其他绝缘材料，这些绝缘材料应当满足：在被加热至不损坏铜箔的温度范围内时，该绝缘材料具有流动性，以用于执行丝网印刷；并且在完成丝网印刷之后，能够降温至固态，以得到最终的印制电路板。

具体地，上述的绝缘材料可以为树脂，比如环氧树脂、脲醛树脂、聚氨酯等。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中的印制电路板的制作流程复杂、环境污染严重，因此，本发明提出了新的印制电路板的制作方法以及采用该方法生产的印制电路板，通过对铜箔进行机械加工来实现对印制电路板的线路制作，从而解决了沉铜、电镀等过程导致的能源消耗、环境污染等问题，并且通过对铜箔的厚度选择，简化了厚铜电路板的制作流程；同时，通过将铜箔的机械加工与传统的沉铜、电镀方式相结合，还能够简化超厚铜电路板的制作流程。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种印制电路板的制作方法，其特征在于，包括：

选取所需厚度的铜箔，按照预设线路图形对所述铜箔进行机械加工处理，去除所述铜箔上需要蚀刻的部分，形成铜箔线路图形；

根据所述预设线路图形，采用绝缘材料对所述铜箔线路图形进行丝网印刷，填平所述铜箔线路图形上的线路间隙，得到所述印制电路板。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

对所述印制电路板表面的绝缘材料进行磨平处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述绝缘材料加热至不损坏所述铜箔的温度范围，并使所述绝缘材料具有流动性，以用于执行所述丝网印刷；以及

将所述绝缘材料降温至固态，以形成所述印制电路板。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述绝缘材料包括树脂。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述树脂包括环氧树脂、脲醛树脂或聚氨酯。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

将多块按照相同或不同的预设线路图形制成的所述印制电路板，通过粘接片压合在一起，以形成多层印制电路板。

7.一种印制电路板的制作方法，其特征在于，包括：

A、选取指定厚度的铜箔，按照预设线路图形对所述铜箔进行机械加工处理，去除所述铜箔上需要蚀刻的部分，形成铜箔线路图形；

B、根据所述预设线路图形，采用绝缘材料对所述铜箔线路图形进行丝网印刷，填平所述铜箔线路图形上的线路间隙，得到铜箔电路板；

C、对所述铜箔电路板进行沉铜、电镀处理，得到加厚铜箔电路板；

D、按照所述预设线路图形，对所述加厚铜箔电路板进行蚀刻处理，形成电镀层线路图形，且所述电镀层线路图形与所述铜箔线路图形相同；

E、根据所述预设线路图形，采用绝缘材料对所述电镀层线路图形进行丝网印刷，填平所述电镀层线路图形上的线路间隙，得到厚铜印制电路板。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

若步骤C中得到的所述加厚铜箔电路板的铜厚数值小于预设铜厚数值，则重复执行步骤C至步骤E，直至所述加厚铜箔电路板的铜厚数值满足所述预设铜厚数值。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

对所述铜箔电路板和/或所述厚铜印制电路板表面的绝缘材料进行磨平处理。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述绝缘材料加热至不损坏所述铜箔的温度范围，并使所述绝缘材料具有流动性，以用于执行所述丝网印刷；以及

将所述绝缘材料降温至固态，以形成所述铜箔电路板或所述厚铜印制电路板。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述绝缘材料包括树脂。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述树脂包括环氧树脂、脲醛树脂或聚氨酯。

13.根据权利要求7至12在任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

将多块按照相同或不同的预设线路图形制成的所述厚铜印制电路板，通过粘接片压合在一起，以形成多层厚铜印制电路板。

14.一种印制电路板的制作方法，其特征在于，包括：

获取多块按照相同或不同的预设线路图形制成的印制电路板，其中包括至少一块采用如权利要求1-6中任一项所述的印制电路板的制作方法制成的印制电路板，以及至少一块采用如权利要求7-13中任一项所述的印制电路板的制作方法制成的印制电路板；

通过粘接片将多块所述印制电路板压合在一起，以形成多层厚铜印制电路板。

15.一种印制电路板的制作方法，其特征在于，包括：

获取多块按照相同或不同的预设线路图形制成的印制电路板，其中包括至少一块采用如权利要求1-6、7-13或14中任一项所述的印制电路板的制作方法制成的印制电路板，以及至少一块采用传统方法制成的印制电路板；

通过粘接片将多块所述印制电路板压合在一起，以形成多层厚铜印制电路板。

16.一种印制电路板，其特征在于，采用如权利要求1至15中任一项所述的印制电路板的制作方法制成所述印制电路板。