CN105120599B

CN105120599B - 一种线路板的孤立线的阻抗控制方法

Info

Publication number: CN105120599B
Application number: CN201510568363.XA
Authority: CN
Inventors: 范红; 陈蓓; 王红飞
Original assignee: Shenzhen Fastprint Circuit Tech Co Ltd; Yixing Silicon Valley Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Fastprint Circuit Tech Co Ltd; Yixing Silicon Valley Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2015-09-08
Filing date: 2015-09-08
Publication date: 2018-01-30
Anticipated expiration: 2035-09-08
Also published as: CN105120599A

Abstract

本发明公开了一种线路板的孤立线的阻抗控制方法，包括如下步骤：制作菲林图形文件过程中，对传输线的理论设计线宽加宽补偿得到传输线的设计线宽，根据所述传输线的设计线宽得到传输线，并在孤立线的两侧设置若干超细分流线；在基板上贴干膜，根据菲林图形文件对贴设有干膜的基板进行曝光与显影处理；对显影处理后的基板进行镀铜处理，在镀铜处理后的基板表面上进行镀锡处理，将镀锡处理后的基板上的干膜退掉，再对退掉干膜的基板表面上铜层进行蚀刻处理，在对基板表面蚀刻处理过程中能够将基板上的超细分流线蚀刻掉。如此可见，本发明能够控制孤立线的阻抗与具有相同设计的非孤立位置传输线的阻抗保持一致，使得能相应提高线路板的产品品质。

Description

一种线路板的孤立线的阻抗控制方法

技术领域

本发明涉及线路板导线阻抗控制领域，尤其是涉及一种线路板的孤立线的阻抗控制方法。

背景技术

传输线在生产加工过程中会考虑到蚀刻线的侧蚀效应与水池效应，即传输线到导体的间距越大，药水交换能力越强，侧蚀效应越明显，导致传输线实际完成线宽比设计线宽小的更多。如此，目前传输线设计线宽是由传输线的理论设计线宽进行补偿加宽得到，以保证传输线实际完成线宽与理论设计线宽一致。

为了解决现有技术中传输线存在侧蚀效应及水池效应导致传输线实际完成线宽与理论设计线宽不一致的缺陷，在外层蚀刻时,如图形电镀+正片蚀刻流程，现有措施会考虑使用对传输线进行动态补偿以增加传输线的理论设计线宽，使得消除不同间距下水池效应造成侧蚀差异。动态补偿具体思路为对不同间距采用不同的补偿、间距越大的补偿值越大的动态补偿方法，并通过软件自动扑捉其周围的间距，通过计算判断给出设定规则的补偿值。

然而，在图形电镀+正片蚀刻流程中，孤立线的铜厚将受到电镀电流密度分布差异的影响，其中孤立线指的是线路图形中与导体间距大于50mi l的传输线。即孤立线电流密度较大，孤立线与大铜皮区域间的电流密度之比可达到3:2以上，导致孤立线实际完成铜厚远远超出了理论设计铜厚，如此使得孤立线阻抗偏小。同时，在大电流密度下，孤立线容易出现电镀夹膜现象，它使得孤立线的顶部线宽增大以至于并形成蘑菇状。蘑菇状的孤立线能遮挡蚀刻药水在线路底部的交换能力，药水对孤立线的侧蚀能力减弱后，将使得孤立线的实际完成线宽偏大，孤立线的阻抗值进一步降低。可见，现有技术中的孤立线的阻抗的实际阻抗将比理论设计阻抗大大降低。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种线路板的孤立线的阻抗控制方法，它能使得线路板的外层孤立线的实际阻抗与理论设计阻抗相接近。

其技术方案如下：一种线路板的孤立线的阻抗控制方法，包括如下步骤：制作菲林图形文件过程中，对传输线的理论设计线宽加宽补偿得到所述传输线的设计线宽，根据所述传输线的设计线宽得到传输线，并在孤立线的两侧设置若干超细分流线；在基板上贴干膜，根据所述菲林图形文件对贴设有干膜的所述基板进行曝光与显影处理；对显影处理后的所述基板进行镀铜处理，在镀铜处理后的所述基板表面上进行镀锡处理，将镀锡处理后的所述基板上的干膜退掉，再对退掉干膜的所述基板表面上的铜层进行蚀刻处理。

在其中一个实施例中，所述加宽补偿包括基本补偿a与动态补偿c，所述动态补偿根据所述传输线与最靠近所述传输线的导体间的距离确定，当所述传输线与所述导体间的距离X小于X₁时，所述动态补偿随着X增大而逐渐增大，当所述传输线与所述导体间的距离X大于X₁时，所述动态补偿随着X增大而逐渐减小，其中X₁为50～100mil。

在其中一个实施例中，所述超细分流线的设计线宽b应满足b≤a。如此在蚀刻后,使得超细分流线被侧蚀干净,避免超细分流线残留成品板面上。

在其中一个实施例中，当X为0～10mil时，c为0；当X为10～20mil时，c为0.2；当X为20～30mil时，c为0.4；当X为30～40mil时，c为0.6；当X为40～50mil时，c为0.8；当X为50～60mil时，c为0.8；当X为60～70mil时，c为0.6；当X为70～80mil时，c为0.4；当X为80～90mil时，c为0.2；当X为大于90mil时，c为0。

在其中一个实施例中，当X为0～20mil时，c为0；当X为20～50mil时，c为0.6；当X为50～100mil时，c为0.2；当X为大于100mil时，c为0。

在其中一个实施例中，当X为0～10mil时，c为0；当X为10～20mil时，c为0.2；当X为20～30mil时，c为0.4；当X为30～40mil时，c为0.6；当X为40～50mil时，c为0.8；当X为50～100mil时，c为0.4；当X为大于100mil时，c为0。

在其中一个实施例中，对所述基板进行镀铜处理时，对所述基板所采用的电流密度为3～6ASF，电镀时间为150～250min。

在其中一个实施例中，对所述基板所采用的电流密度为4～5ASF，电镀时间为170～210min。

在其中一个实施例中，相邻所述超细分流线之间以及所述孤立线与最靠近所述孤立线的超细分流线之间的距离d为15～30mil。

在其中一个实施例中，所述孤立线两侧的所述超细分流线等间距布置。

下面结合上述技术方案对本发明的原理、效果进一步说明：

1、上述的所述线路板的孤立线的阻抗控制方法，通过在孤立线两侧增加若干超细分流线，使得能减弱孤立线的孤立程度，减小孤立位置与大铜面之间的电流密度差异，降低孤立线的铜镀层厚度，使得缩小不同区域的极差。同时超细分流线在被药水侧蚀作用下，被完全蚀刻干净，不会对线路板的原设计图形的功能造成干扰。如此可见，本发明能够控制孤立线的阻抗与具有相同设计的非孤立位置传输线的阻抗保持一致，使得能相应提高线路板的产品品质。

2、传输线的设计线宽由传输线的理论设计线宽进行基本补偿与动态补偿得到。其中基本补偿为现有技术中的补偿方式，即传输线的设计线宽为在各传输线的理论设计线宽的基础上加上补偿值得到，本发明在此不再赘述。而动态补偿，则与现有技术中的动态补偿方式相区别，本发明通过优化动态补偿参数，改变现有技术中按照传输线与导体的间距越大补偿值越大的动态补偿方式，而是对于处于孤立位置的传输线，即孤立线的动态补偿随着孤立线与导体间的距离变大而逐渐减小，如此能够结合孤立线的电流分布特点，使得孤立与非孤立位置的传输线的阻抗更加接近传输线的理论设计阻抗。

3、再结合低电流密度的电镀参数，降低孤立与非孤立位置的电流密度分布极差，使得能够保证传输线的铜面均匀性，避免传输线表面出现夹膜现象，如此使得能够孤立与非孤立位置的传输线的阻抗更加接近传输线的理论设计阻抗。

附图说明

图1为本发明实施例所述线路板的孤立线两侧布置超细分流线的示意图；

图2为本发明实验一中所述线路板的传输线的阻抗值随间距的变化示意图；

图3为本发明实验二中所述线路板的传输线的阻抗值随间距的变化示意图。

附图标记说明：

10、基板，11、导体，12、孤立线，121、单端线，122、差分线，13、超细分流线。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明：

如图1所示，本发明所述的线路板的孤立线的阻抗控制方法，包括如下步骤：步骤一、制作菲林图形文件过程中，对传输线的理论设计线宽加宽补偿得到所述传输线的设计线宽。其中，理论设计线宽为在制作线路板图形时，根据阻抗及阻抗计算公式得到，其为线路板制作出后的传输线的线宽。而设计线宽为菲林图形文件中的线宽，设计线宽需要在理论设计线宽上进行补偿得到，使得能通过补偿宽度克服传输线在制作过程中由于药水蚀刻而减小现象。根据所述传输线的设计线宽得到传输线。并在孤立线12的两侧设置若干超细分流线13，孤立线12包括单端线121与差分线122。步骤二、在基板10上贴干膜，根据所述菲林图形文件对贴设有干膜的所述基板10进行曝光与显影处理。对显影处理后的所述基板10进行镀铜处理，在镀铜处理后的所述基板10表面上进行镀锡处理。将镀锡处理后的所述基板10上的干膜退掉，再对退掉干膜的所述基板10表面上铜层进行蚀刻处理。最后用退锡液把导体表面上的锡层除掉，获得的各处传输线设计线宽一致的纯铜线路。

上述的所述线路板的孤立线的阻抗控制方法，通过在孤立线12两侧增加若干超细分流线13，使得能减弱孤立线12的孤立程度，进而减小孤立位置与大铜面之间的电流密度差异，降低孤立线12的铜镀层厚度，缩小不同区域的极差。同时超细分流线13在被药水侧蚀作用下，被完全蚀刻干净，不会对线路板的原设计图形的功能造成干扰。如此可见，本发明能够控制孤立线12的阻抗与具有相同设计的非孤立位置传输线的阻抗保持一致，使得能相应提高线路板的产品品质。

其中，所述加宽补偿包括基本补偿a与动态补偿c。所述动态补偿根据所述传输线与最靠近所述传输线的导体11间的距离确定。当所述传输线与所述导体11间的距离X小于X₁时，所述动态补偿随着X增大而逐渐增大，当所述传输线与所述导体11间的距离X大于X₁时，所述动态补偿随着X增大而逐渐减小，其中X₁为50～100mil。传输线的设计线宽由传输线的理论设计线宽进行基本补偿与动态补偿得到。其中基本补偿为现有技术中的补偿方式，即传输线的设计线宽为在各传输线的理论设计线宽的基础上加上补偿值得到，本发明在此不再赘述。而动态补偿，则与现有技术中的动态补偿方式相区别，本发明通过优化动态补偿参数，改变现有技术中按照传输线与导体11的间距越大补偿值越大的动态补偿方式，而是对于处于孤立位置的传输线，即孤立线12的动态补偿随着孤立线12与导体11间的距离变大而逐渐减小，如此能够结合孤立线12的电流分布特点，使得孤立与非孤立位置的传输线的阻抗更加接近传输线的理论设计阻抗。

为了使得本发明技术方案更加清楚，传输线的设计线宽可以参照如下实施例进行设计：

实施例一，当X为0～10mil时，c为0；当X为10～20mil时，c为0.2；当X为20～30mil时，c为0.4；当X为30～40mil时，c为0.6；当X为40～50mil时，c为0.8；当X为50～60mil时，c为0.8；当X为60～70mil时，c为0.6；当X为70～80mil时，c为0.4；当X为80～90mil时，c为0.2；当X为大于90mil时，c为0。

实施例二，当X为0～20mil时，c为0；当X为20～50mil时，c为0.6；当X为50～100mil时，c为0.2；当X为大于100mil时，c为0。

实施例三，当X为0～10mil时，c为0；当X为10～20mil时，c为0.2；当X为20～30mil时，c为0.4；当X为30～40mil时，c为0.6；当X为40～50mil时，c为0.8；当X为50～100mil时，c为0.4；当X为大于100mil时，c为0。

对所述基板10进行镀铜处理时，对所述基板10所采用的电流密度为3～6ASF，电镀时间为150～250min。在另一个实施例中，对所述基板10所采用的电流密度为4～5ASF，电镀时间为170～210min。如此在对基板10进行电镀铜时，采用低电流密度以及较长电镀时间的方式，使得降低孤立与非孤立位置的电流密度分布极差，使得能够保证传输线的铜面均匀性，避免出现传输线表面夹膜现象，如此使得能够孤立与非孤立位置的传输线的阻抗更加接近传输线的理论设计阻抗。

相邻所述超细分流线13之间以及所述孤立线12与最靠近所述孤立线12的超细分流线13之间的距离d为15～30mil。所述孤立线12两侧的所述超细分流线13等间距布置。所述超细分流线13的设计线宽b应满足b≤a。

为了突显本发明所取得较好的效果，图2示意出了本发明实验一中的阻抗随着传输线与导体11之间间距变化的曲线图，图3示意出了本发明实验二中的阻抗随着传输线与导体11之间间距变化的曲线图。图2及3中，X轴表示传输线到导体11之间的距离，Y轴表示传输线的阻抗。

其中，基板10的材料为常规的FR4材料，基板的介质层厚度5mil。根据阻抗软件设计差分线S1、S2、S3、S4、S5及S6。差分线S1、S2、S3、S4、S5及S6的线宽/间距分别为4/4mil、4/5mil、4/6mil、4/8mil及4/10mil，对应的理论设计阻抗分别为88、94、99、105及108ohm。对各差分线S1、S2、S3、S4、S5及S6在相同的设计线宽与设计阻抗下，通过调整各差分线到导体11的间距，且使得间距分别为20～40、……、200～1000mil，进行实验一与实验二，获取各差分线S1、S2、S3、S4、S5及S6的实际阻抗与到导体11的间距的变化曲线图。

实验一

制作菲林图形文件过程中，传输线为在传输线的理论设计线宽的基础上采用基本补偿1mil与动态补偿得到。其中，基本补偿为现有技术中克服药水蚀刻所采用的正常补偿值，为现有技术，本发明不再赘述。而动态补偿具体为：传输线与导体11的间距为6～10mil时加补0.2mil；传输线与导体11的间距10～15mil加补0.3mil；传输线与导体11的间距15～20mil加补0.4mil；传输线与导体11的间距大于20mil加补0.6mil。

在基板10上贴干膜，根据所述菲林图形文件对贴设有干膜的所述基板10进行曝光与显影处理。对显影处理后的所述基板10进行镀铜处理，其中进行镀铜处理时，对所述基板10所采用的镀铜电流密度为7.5ASF、电镀时间为130min。在镀铜处理后的所述基板10表面上进行镀锡处理，将镀锡处理后的所述基板10上的退掉干膜退掉，再对退掉干膜的所述基板10表面上铜层进行蚀刻处理。

实验二

实验二与实验一不同的步骤是：传输线为在传输线的理论设计线宽的基础上采用基本补偿1mil与动态补偿得到。且动态补偿具体为：传输线与导体11的间距为20～50mil时加补0.6mil；传输线与导体11的间距为50～100mil时加补0.2mil；传输线与导体11的间距为100mil以上时加补0mil。同时，在孤立线12的两侧增加5条1mil的超细分流线13。5条1mil的超细分流线13等间距布置。并在对所述基板10进行镀铜处理时，对所述基板10所采用的镀铜电流密度为4ASF、电镀时间为200min。

由图2与图3可知，实验一中的孤立线12的阻抗随着孤立线12与导体11的间距逐渐增大的情况下的变化幅度较大。实验二中的孤立线12的阻抗随着孤立线12与导体11的间距逐渐增大的情况下的变化幅度较小，且孤立线12的阻抗变化幅度能控制在2％以内。如此可知，本发明所述线路板的孤立线的阻抗控制方法，能够较好的控制孤立线的实际阻抗与理论设计阻抗相接近。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种线路板的孤立线的阻抗控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

制作菲林图形文件过程中，对传输线的理论设计线宽加宽补偿得到所述传输线的设计线宽，根据所述传输线的设计线宽得到传输线，并在孤立线的两侧设置若干超细分流线，超细分流线在被药水侧蚀作用下，被完全蚀刻干净，不会对线路板的原设计图形的功能造成干扰；

其中，所述加宽补偿包括基本补偿a与动态补偿c，所述动态补偿根据所述传输线与最靠近所述传输线的导体间的距离确定，当所述传输线与所述导体间的距离X小于X₁时，所述动态补偿随着X增大而逐渐增大，当所述传输线与所述导体间的距离X大于X₁时，所述动态补偿随着X增大而逐渐减小，其中X₁为50～100mil；

在基板上贴干膜，根据所述菲林图形文件对贴设有干膜的所述基板进行曝光与显影处理；对显影处理后的所述基板进行镀铜处理，在镀铜处理后的所述基板表面上进行镀锡处理，将镀锡处理后的所述基板上的干膜退掉，再对退掉干膜的所述基板表面上的铜层进行蚀刻处理。

2.根据权利要求1所述的线路板的孤立线的阻抗控制方法，其特征在于，所述超细分流线的设计线宽b应满足b≤a。

3.根据权利要求1所述的线路板的孤立线的阻抗控制方法，其特征在于，当X为0～10mil时，c为0；当X为10～20mil时，c为0.2；当X为20～30mil时，c为0.4；当X为30～40mil时，c为0.6；当X为40～50mil时，c为0.8；当X为50～60mil时，c为0.8；当X为60～70mil时，c为0.6；当X为70～80mil时，c为0.4；当X为80～90mil时，c为0.2；当X为大于90mil时，c为0。

4.根据权利要求1所述的线路板的孤立线的阻抗控制方法，其特征在于，当X为0～20mil时，c为0；当X为20～50mil时，c为0.6；当X为50～100mil时，c为0.2；当X为大于100mil时，c为0。

5.根据权利要求1所述的线路板的孤立线的阻抗控制方法，其特征在于，当X为0～10mil时，c为0；当X为10～20mil时，c为0.2；当X为20～30mil时，c为0.4；当X为30～40mil时，c为0.6；当X为40～50mil时，c为0.8；当X为50～100mil时，c为0.4；当X为大于100mil时，c为0。

6.根据权利要求1所述的线路板的孤立线的阻抗控制方法，其特征在于，对所述基板进行镀铜处理时，对所述基板所采用的电流密度为3～6ASF，电镀时间为150～250min。

7.根据权利要求6所述的线路板的孤立线的阻抗控制方法，其特征在于，对所述基板所采用的电流密度为4～5ASF，电镀时间为170～210min。

8.根据权利要求1所述的线路板的孤立线的阻抗控制方法，其特征在于，相邻所述超细分流线之间以及所述孤立线与最靠近所述孤立线的超细分流线之间的距离d为15～30mil。

9.根据权利要求8所述的线路板的孤立线的阻抗控制方法，其特征在于，所述孤立线两侧的所述超细分流线等间距布置。