CN105578779B - 一种印制电路板内层精细线路的制作方法 - Google Patents

一种印制电路板内层精细线路的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种印制电路板内层精细线路的制作方法；属于印制电路板生产技术领域；其技术要点包括下述步骤：(1)在铝板上贴一层光致抗蚀干膜；(2)曝光处理，得到导电线路图形；(3)显影处理，得到线路凹槽；(4)电镀，得到所需要厚度的铜线路；(5)棕化，使铜线路表面粗糙并形成一层有机金属转化膜；(6)压合，通过压合将铝板上的线路转移到半固化片上，完成内层精细线路的制作；本发明旨在提供一种制作流程简单、生产周期短、产品品质高的印制电路板内层精细线路的制作方法，用于印制电路板内层精细线路的制作。

Description

一种印制电路板内层精细线路的制作方法
技术领域
本发明涉及一种印制电路板制备工艺，更具体地说，尤其涉及一种印制电路板内层精细线路的制作方法。
背景技术
电子产品的微型化发展趋势促使电路板向着更精密化的方向发展。在电路板中电信号的传输主要是通过线路来实现的，因此线路的精细化程度在很大程度上决定了电路板的微型化程度。线路制作的方法主要有减成法、半加成法、全加成法。减成法制作线路的过程中会造成严重的侧蚀、蚀刻不净等问题，无法制作较细的线路。半加成法在很大程度上减小了侧蚀，可以用于精细线路的制作。但是，半加成法无法完全避免侧蚀，因此，对于要求较高的精细线路也是无法通过半加成法来实现的。然而，传统的全加成法也存在自身的不足，该技术不仅需要制作导电种子层，增加了工序流程，而且还存在基材和导电层间结合力不好的问题，难以满足对精细线路要求较高的HDI印制电路板制作。
申请号为CN201410650334.3的中国专利公开了“一种印制电路板精细线路的制作方法”。该方法通过在压合的基材上贴第一干膜、曝光、显影，形成精细线路凹槽，然后沉铜处理形成铜种子层，再贴第二干膜、曝光、显影，然后进行电镀将精细线路凹槽填满，最后退第二干膜、闪蚀、退第一干膜，制得精细线路。尽管该方法在很大程度上解决了侧蚀问题，但是该方法需要经过两次贴膜、曝光、显影，工序复杂、生产周期长，并且该方法中有闪蚀工序，没有完全避免侧蚀现象，另外，该方法在基材上直接沉铜，最终会导致基材和导电层结合力不佳的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种制作流程简单、生产周期短、产品品质高的印制电路板内层精细线路的制作方法。
本发明的技术方案是这样实现的：一种印制电路板内层精细线路的制作方法，包括如下步骤：
(1)在铝板上贴一层光致抗蚀干膜；
(2)曝光处理，得到导电线路图形；
(3)显影处理，得到线路凹槽；
(4)电镀，得到所需要厚度的铜线路；
(5)棕化，使铜线路表面粗糙并形成一层有机金属转化膜；
(6)压合，通过压合将铝板上的线路转移到半固化片上，完成内层精细线路的制作。
上述的一种印制电路板内层精细线路的制作方法中，步骤(1)中所述光致抗蚀干膜为抗酸性的光致抗蚀干膜。
上述的一种印制电路板内层精细线路的制作方法中，步骤(1)中，在铝板上贴光致抗蚀干膜前，先对铝板表面进行粗化处理；具体为，采用H2SO4和H2O2组成的混合液冲洗铝板表面，时间为30～180S；其中H2SO4的浓度为70～120g/L，H2O2的浓度为6～12g/L。
上述的一种印制电路板内层精细线路的制作方法中，步骤(1)中所述光致抗蚀干膜的厚度为20～40μm。
上述的一种印制电路板内层精细线路的制作方法中，步骤(2)所述曝光处理中，走正片流程，没有曝光的部分为线路区域。
上述的一种印制电路板内层精细线路的制作方法中，步骤(2)曝光处理过程中，使用LDI激光直接成像曝光机进行曝光。
上述的一种印制电路板内层精细线路的制作方法中，步骤(3)所述显示处理中使用的显影液为K2CO3溶液，所述K2CO3溶液浓度为0.7～1.3％；显影处理的时间为1～3min。
上述的一种印制电路板内层精细线路的制作方法中，步骤(4)所述电镀中，电镀液为H2SO4、CuSO4和Cl-组成的混合液，其中H2SO4的浓度为80～130mL/L，CuSO4的浓度为50～100g/L，Cl-的浓度为30～80ppm；电流密度为1.5～2.5A/dm2。
上述的一种印制电路板内层精细线路的制作方法中，步骤(5)所述棕化过程中，棕化液组成为：棕化剂、H2SO4和H2O2；其中棕化剂浓度为26～32mL/L，H2SO4的浓度为45～55mL/L，H2O2的浓度为40～50mL/L；棕化时间为1～4min，棕化温度为25～45℃。
上述的一种印制电路板内层精细线路的制作方法中，步骤(6)所述压合过程具体为：步骤(6)所述压合过程为：在初始温度为127～133℃，压合压力150psi条件下维持3～7min；然后按照升温速率8～12K/min升温到157～163℃，保温并在压合压力200psi条件下维持5～9min；然后按照升温速率3～5K/min继续升温到197～203℃，保温并在压合压力250～300psi条件下维持8～12min；然后按照升温速率2～3K/min继续升温到207～213℃，保温并在压合压力350psi条件下维持114～118min；最后按照降温速率4～6K/min降温到147～153℃，保温并在压合压力200psi条件下维持6～10min；上述压合过程为连续工作，从而将铝板上的线路转移到半固化片上，完成内层精细线路的制作。
本发明采用上述方法后，与现有技术相比，具有下述的优点：
(1)避免了侧蚀。该工艺是通过改良的全加成法制作内层精细线路，导电图案是完全通过电镀方式形成的，减少了蚀刻工序，完全解决了侧蚀问题；
(2)无需铜种子层。与传统全加成法相比，本发明采用铝板代替绝缘基材，由于铝板本身就可以导电，故该工艺不需要制作用于导电的铜种子层，进一步缩短了生产周期；
(3)通过线路转移，结合力很好。在铝板上制作好线路并通过棕化处理后再转移到半固化片上，这样可以增大导电层和基材的结合力。
本发明工艺不但能有效地缩短生产周期，克服侧蚀问题，还能解决传统全加成法制作线路的结合力不佳的问题。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明的工艺流程图。
图2是本发明所述的铝板的结构示意图。
图3是本发明在铝板上贴一层光致抗蚀干膜的构示意图。
图4是本发明进行曝光显影后形成的线路凹槽的结构示意图。
图5是本发明进行电镀后形成导电线路图形的结构示意图。
图6是本发明进行棕化处理后表面形态的结构示意图。
图7是本发明进行压合将线路由铝板转移到基材上的结构示意图。
图8是本发明线路转移到基材上的结构示意图。
图中：101.铝板；102.光致抗蚀干膜；103.线路凹槽；104.铜线路；105.有机金属转化膜；106.半固化片。
具体实施方式
参阅图1所示，本发明一种印制电路板内层精细线路的制作方法，包括如下步骤：
(1)如图2、3所示，在铝板101上贴一层光致抗蚀干膜102；贴膜前，需要对铝板101表面进行粗化处理，具体为采用H2SO4和H2O2组成的混合液冲洗铝板表面，时间为30～180S；其中H2SO4的浓度为70～120g/L，H2O2的浓度为6～12g/L。使光致抗蚀干膜102能和铝板101紧密结合。所述光致抗蚀干膜102为抗酸性的光致抗蚀干膜，且厚度为20～40μm。
(2)曝光处理，得到导电线路图形；在曝光处理中，走正片流程，没有曝光的部分为线路区域。并且，在本实施例中，使用LDI激光直接成像曝光机进行曝光，提高曝光精准度。
(3)如图4所示，显影处理，得到线路凹槽103；具体地，在显影过程中，使用的显影液为K2CO3溶液，所述K2CO3溶液浓度为0.7～1.3％，显影处理的时间为1～3min。显影后得到规则的线路凹槽103。
(4)如图5所示，电镀，得到所需要厚度的铜线路104；电镀液为H2SO4、CuSO4和Cl-组成的混合液，其中H2SO4的浓度为80～130mL/L，CuSO4的浓度为50～100g/L，Cl-的浓度为30～80ppm；电流密度为1.5～2.5A/dm2。电镀时间视具体板厚而定。
(5)如图6所示，棕化，使铜线路104表面粗糙，并在铜线路104表面形成一层有机金属转化膜105；棕化液组成为：棕化剂、H2SO4和H2O2；其中棕化剂浓度为26～32mL/L，H2SO4的浓度为45～55mL/L，H2O2的浓度为40～50mL/L；棕化时间为1～4min，棕化温度为25～45℃。在本实施例中，棕化液选用安美特(中国)化学有限公司生产的MS-300型号的棕化剂。
(6)如图7、8所示，压合：在初始温度为127～133℃，压合压力150psi条件下维持3～7min；然后按照升温速率8～12K/min升温到157～163℃，保温并在压合压力200psi条件下维持5～9min；然后按照升温速率3～5K/min继续升温到197～203℃，保温并在压合压力250～300psi条件下维持8～12min；然后按照升温速率2～3K/min继续升温到207～213℃，保温并在压合压力350psi条件下维持114～118min；最后按照降温速率4～6K/min降温到147～153℃，保温并在压合压力200psi条件下维持6～10min；上述压合过程为连续工作，从而将铝板上的线路转移到半固化片上，完成内层精细线路的制作。
实施例1
一种印制电路板内层精细线路的制作方法，包括如下步骤：
(1)在铝板上贴一层厚度为20μm的抗酸性的光致抗蚀干膜；贴膜前，对铝板表面进行粗化处理，具体为采用H2SO4和H2O2组成的混合液冲洗铝板表面，时间为30S；其中H2SO4的浓度为120g/L，H2O2的浓度为12g/L。粗化处理使光致抗蚀干膜和铝板紧密结合。
(2)使用LDI激光直接成像曝光机进行曝光处理，得到导电线路图形；在曝光处理中，走正片流程，没有曝光的部分为线路区域。
(3)显影处理，使用的显影液为K2CO3溶液，所述K2CO3溶液浓度为0.7％，显影处理的时间为3min。显影后得到规则的线路凹槽。
(4)电镀，电镀液为H2SO4、CuSO4和Cl-组成的混合液，其中H2SO4的浓度为80mL/L，CuSO4的浓度为50g/L，Cl-的浓度为30ppm；电流密度为2.5A/dm2；电镀时间40min；电镀后得到20μm厚度的铜线路；
(5)棕化，使铜线路表面粗糙，并在铜线路表面形成一层有机金属转化膜；棕化液组成为：安美特(中国)化学有限公司生产的MS-300型号的棕化剂、H2SO4和H2O2；其中棕化剂浓度为26mL/L，H2SO4的浓度为45mL/L，H2O2的浓度为40mL/L；棕化时间为4min，棕化温度为45℃。
(6)压合：在初始温度为127～133℃，压合压力150psi条件下维持3min；然后按照升温速率8K/min升温到157～163℃，保温并在压合压力200psi条件下维持5min；然后按照升温速率3K/min继续升温到197～203℃，保温并在压合压力250psi条件下维持8min；然后按照升温速率2K/min继续升温到207℃，保温并在压合压力350psi条件下维持114min；最后按照降温速率4K/min降温到147℃，保温并在压合压力200psi条件下维持6min；上述压合过程为连续工作，从而将铝板上的线路转移到半固化片上，完成内层精细线路的制作。
实施例2
一种印制电路板内层精细线路的制作方法，包括如下步骤：
(1)在铝板上贴一层厚度为30μm的抗酸性的光致抗蚀干膜；贴膜前，对铝板表面进行粗化处理，具体为采用H2SO4和H2O2组成的混合液冲洗铝板表面，时间为180S；其中H2SO4的浓度为70g/L，H2O2的浓度为6g/L。使光致抗蚀干膜和铝板紧密结合。
(2)使用LDI激光直接成像曝光机进行曝光处理，得到导电线路图形；在曝光处理中，走正片流程，没有曝光的部分为线路区域。
(3)显影处理，使用的显影液为K2CO3溶液，所述K2CO3溶液浓度为1.3％，显影处理的时间为1min。显影后得到规则的线路凹槽。
(4)电镀，电镀液为H2SO4、CuSO4和Cl-组成的混合液，其中H2SO4的浓度为130mL/L，CuSO4的浓度为100g/L，Cl-的浓度为80ppm；电流密度为1.5A/dm2；电镀时间100min；电镀后得到30μm厚度的铜线路；
(5)棕化，使铜线路表面粗糙，并在铜线路104表面形成一层有机金属转化膜；棕化液组成为：安美特(中国)化学有限公司生产的MS-300型号的棕化剂、H2SO4和H2O2；其中棕化剂浓度为32mL/L，H2SO4的浓度为55mL/L，H2O2的浓度为50mL/L；棕化时间为1min，棕化温度为25℃。
(6)压合：在初始温度为127～133℃，压合压力150psi条件下维持5min；然后按照升温速率10K/min升温到157～163℃，保温并在压合压力200psi条件下维持7min；然后按照升温速率4K/min继续升温到197～203℃，保温并在压合压力280psi条件下维持10min；然后按照升温速率2.5K/min继续升温到207～213℃，保温并在压合压力350psi条件下维持115min；最后按照降温速率5K/min降温到147～153℃，保温并在压合压力200psi条件下维持8min；上述压合过程为连续工作，从而将铝板上的线路转移到半固化片上，完成内层精细线路的制作。
实施例3
一种印制电路板内层精细线路的制作方法，包括如下步骤：
(1)在铝板上贴一层厚度为40μm的抗酸性的光致抗蚀干膜；贴膜前，对铝板表面进行粗化处理，具体为采用H2SO4和H2O2组成的混合液冲洗铝板表面，时间为100S；其中H2SO4的浓度为90g/L，H2O2的浓度为9g/L。使光致抗蚀干膜和铝板紧密结合。
(2)使用LDI激光直接成像曝光机进行曝光处理，得到导电线路图形；在曝光处理中，走正片流程，没有曝光的部分为线路区域。
(3)显影处理，使用的显影液为K2CO3溶液，所述K2CO3溶液浓度为1％，显影处理的时间为2min。显影后得到规则的线路凹槽。
(4)电镀，电镀液为H2SO4、CuSO4和Cl-组成的混合液，其中H2SO4的浓度为100mL/L，CuSO4的浓度为80g/L，Cl-的浓度为50ppm；电流密度为1.75A/dm2；电镀时间70min；电镀后得到25μm厚度的铜线路；
(5)棕化，使铜线路表面粗糙，并在铜线路表面形成一层有机金属转化膜；棕化液组成为：安美特(中国)化学有限公司生产的MS-300型号的棕化剂、H2SO4和H2O2；其中棕化剂浓度为29mL/L，H2SO4的浓度为50mL/L，H2O2的浓度为45mL/L；棕化时间为2.5min，棕化温度为35℃。
(6)压合：在初始温度为127～133℃，压合压力150psi条件下维持3～7min；然后按照升温速率12K/min升温到157～163℃，保温并在压合压力200psi条件下维持9min；然后按照升温速率5K/min继续升温到197～203℃，保温并在压合压力300psi条件下维持12min；然后按照升温速率23K/min继续升温到207～213℃，保温并在压合压力350psi条件下维持118min；最后按照降温速率6K/min降温到147～153℃，保温并在压合压力200psi条件下维持10min；上述压合过程为连续工作，从而将铝板上的线路转移到半固化片上，完成内层精细线路的制作。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (9)

1.一种印制电路板内层精细线路的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在铝板上贴一层光致抗蚀干膜；
(2)曝光处理，得到导电线路图形；
(3)显影处理，得到线路凹槽；
(4)电镀，得到所需要厚度的铜线路；
(5)棕化，使铜线路表面粗糙并形成一层有机金属转化膜；
(6)压合，在初始温度为127～133℃，压合压力150psi条件下维持3～7min；然后按照升温速率8～12K/min升温到157～163℃，保温并在压合压力200psi条件下维持5～9min；然后按照升温速率3～5K/min继续升温到197～203℃，保温并在压合压力250～300psi条件下维持8～12min；然后按照升温速率2～3K/min继续升温到207～213℃，保温并在压合压力350psi条件下维持114～118min；最后按照降温速率4～6K/min降温到147～153℃，保温并在压合压力200psi条件下维持6～10min；上述压合过程为连续工作，从而将铝板上的线路转移到半固化片上，完成内层精细线路的制作。
2.根据权利要求1所述的一种印制电路板内层精细线路的制作方法，其特征在于，步骤(1)中所述光致抗蚀干膜为抗酸性的光致抗蚀干膜。
3.根据权利要求1所述的一种印制电路板内层精细线路的制作方法，其特征在于，步骤(1)中，在铝板上贴光致抗蚀干膜前，先对铝板表面进行粗化处理；具体为，采用H2SO4和H2O2组成的混合液冲洗铝板表面，时间为30～180s ；其中H2SO4的浓度为70～120g/L，H2O2的浓度为6～12g/L。
4.根据权利要求1所述的一种印制电路板内层精细线路的制作方法，其特征在于，步骤(1)中所述光致抗蚀干膜的厚度为20～40μm。
5.根据权利要求1所述的一种印制电路板内层精细线路的制作方法，其特征在于，步骤(2)所述曝光处理中，走正片流程，没有曝光的部分为线路区域。
6.根据权利要求1所述的一种印制电路板内层精细线路的制作方法，其特征在于，步骤(2)曝光处理过程中，使用LDI激光直接成像曝光机进行曝光。
7.根据权利要求1所述的一种印制电路板内层精细线路的制作方法，其特征在于，步骤(3)所述显影处理中使用的显影液为K2CO3溶液，所述K2CO3溶液浓度为0.7～1.3％；显影处理的时间为1～3min。
8.根据权利要求1所述的一种印制电路板内层精细线路的制作方法，其特征在于，步骤(4)所述电镀中，电镀液为H2SO4、CuSO4和Cl-组成的混合液，其中H2SO4的浓度为80～130mL/L，CuSO4的浓度为50～100g/L，Cl-的浓度为30～80ppm；电流密度为1.5～2.5A/dm2。
9.根据权利要求1所述的一种印制电路板内层精细线路的制作方法，其特征在于，步骤(5)所述棕化过程中，棕化液组成为：棕化剂、H2SO4和H2O2；其中棕化剂浓度为26～32mL/L，H2SO4的浓度为45～55mL/L，H2O2的浓度为40～50mL/L；棕化时间为1～4min，棕化温度为25～45℃。
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