CN106304668B - 一种采用增强型半加成法制作印制线路板的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了采用增强型半加成法制作印制电路板的制作方法，包括以下步骤：1）减薄铜：先对覆铜板进行减薄铜处理，再制作出通孔或盲孔；然后再制作出一层电镀种子层；2）图形转移：贴感光薄膜，通过图形转移方法在覆铜板表面形成电镀阻挡层，图形转移时设计引线连接线路铜层和非线路铜层；3）图形电镀：电镀形成线路图形的同时将盲孔或通孔镀满；4）差分蚀刻：通过差分蚀刻方法去除裸露的底铜，保留线路图形；5）引线电镀：通过引线对线路图形继续进行电镀，将线路增宽和增高；6）保护处理：在导电线路表面上制作形成金属保护层；7）切断引线。本发明突破了感光薄膜本身的解析度和厚度对线路横截面的限制，尤其适合于制造高铜厚的精细线路。
Description
技术领域
本发明涉及印制电路技术领域，尤其是涉及一种采用增强型半加成法制作印制线路板的制作方法。
背景技术
制造印制线路板的制造方法很多，按照工艺原理可以归类为减成法，加成法和半加成法。
其中，减成法是在覆铜基材上通过图形干膜保护，选择性地蚀刻掉非线路区域，而形成导电图形的方法，目前应用最为广泛和成熟；加成法是指将导电材料直接在绝缘基底上形成导电图形线路的方法，此方法目前应用范围较窄，多数处于研发阶段；半加成法是结合了减成法与加成法的优点，即在一层薄薄的铜箔上通过干膜图形转移技术，镀上一层线路，然后通过差分蚀刻减掉底铜，留下设计需要的导电线路图形。该技术已经应用于精细线路和高密度互联多层板（HDI）的制造中。
随着电子制造业技术快速的更新进步，线路板的集成密度越来越高，对线路的要求也愈加苛刻。面对这一现状，现有的半加成法和减成法往往显得力不从心。
当前半加成法的主要工艺流程如下：（1）首先在薄型覆铜板（铜箔厚度<10 µm）的铜箔上贴上感光菲林干膜；（2）通过曝光、显影形成耐电镀抗蚀图形；（3）进行图形电镀，直至镀到需要的铜层厚度；（4）去掉干膜，然后进行差分蚀刻，减掉底铜。
该工艺的缺点在于线路的线宽、线距和高度严重地依赖干膜的显影效果；而制作细窄的线宽、线距所用的干膜往往具有很薄的厚度，不能满足厚线路的制作要求。
以PCB上制造的电感线圈为例，此类产品一方面要求尽可能地提高线路的圈数密度，另一方面又需要增加线路的横截面积。圈数密度的提升限制了线路的线宽、线距，因此横截面的提升只能通过尽可能地提升线路高度的方法实现。
如果使用减成法，在制造高铜厚的精细线路时，侧蚀效应将会变得非常明显；若使用半加成法，需要使用解析度良好的干膜，但是此类干膜的厚度往往很低，而这又会限制线路的厚度。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种采用增强型半加成法制作印制线路板的制作方法，以突破感光干膜对线路的线宽、线距和线高的限制。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种采用增强型半加成法制作印制电路板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）减薄铜：准备覆铜板，对覆铜板进行减薄铜处理；在减薄后的覆铜板上制作出通孔或盲孔；在通孔或盲孔的孔内以及铜层上制作出一层电镀种子层；
2）图形转移：在覆铜板表面贴感光薄膜，通过图形转移方法在覆铜板表面形成电镀阻挡层，所述图形转移方法在设计线路图形时设计引线连接线路铜层和非线路铜层；
3）图形电镀：对上述含电镀阻挡层的覆铜板进行电镀，形成线路图形的同时，将盲孔或通孔镀满；
4）差分蚀刻：去除电镀阻挡层，通过差分蚀刻方法去除覆铜板上裸露的底铜，保留电镀形成的线路图形；
5）引线电镀：通过引线对线路图形继续进行电镀，将线路增宽和增高；
6）保护处理：在导电线路图形的表面上制作形成金属保护层；
7）切断引线：裁板并切断线路图形上连接线路铜层和非线路铜层的引线，得到印制线路板。
其中，步骤1）中所述的覆铜板为单面覆铜板或双面覆铜板。
步骤1）中所述的减薄铜处理使铜层厚度减薄至0.5～7μm；减薄铜处理的方法为：采用化学方法或者机械方法或者化学方法与机械方法相结合；其中，化学方法包括采用化学药水对铜箔减蚀；机械方法包括磨板或抛光。
步骤1）中，采用机械钻孔或者激光打孔制作出通孔或者盲孔。
步骤1）中，通过黑孔处理或者化学沉铜或者闪镀的其中一种处理方式或者两种以上组合的处理方式制作电镀种子层。
进一步地，制作电镀种子层时先进行黑孔处理，使电镀种子层的厚度大于3μm；然后再进行闪镀，使电镀种子层的厚度达到5~7μm。
步骤3）中，电镀前对贴膜的覆铜板进行等离子清洗，去除残渣和杂质，然后通过微蚀或酸洗的方式清除表面氧化层。
步骤3）中，电镀后线路图形的厚度高出电镀阻挡层的厚度的0~25%。
步骤6）中，通过化学镀的方法在线路图形的表面形成金属保护层。
进一步地，所述化学镀的方法包括化金、化镍金或者化银。
本发明的有益效果是：通过在图形转移中设计引线，在图形电镀完成后，经过差分蚀刻保留线路图形，然后利用引线对线路图形进行二次电镀，可以在一定程度上突破感光薄膜本身的解析度和厚度对线路横截面的限制。
引线电镀完成后，线路宽度可以达到5-100μm，线距可以达到1-100μm，线路高度范围为8-200μm。其中线距最小可以达到感光干膜解析极限的5%，线厚最少可达感光干膜厚度的130 %。
附图说明
图1为本发明采用增强型半加成法制作印制线路板的制作方法的流程方框图。
图2为经过差分蚀刻后得到的线路的横截面示意图。
图3为经过引线电镀后得到的线路的横截面示意图。
附图中：11-差分蚀刻后的线路；12-绝缘基材；13-引线电镀的线路部分。
具体实施方式
下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。
实施例一
请参阅图1至图3，本实施例的一种采用增强型半加成法制作印制电路板的制作方法，包括以下步骤：
步骤S1：减薄铜
准备一双面覆铜板，其在绝缘基材的双面都具有铜层，绝缘基材厚度为50μm，铜厚为12μm，将双面覆铜板裁切后，尺寸为250×210mm2。
对覆铜板进行减薄铜处理，采用酸性减铜药水进行减薄铜处理，使铜层厚度减薄至5μm。
在减薄后的覆铜板上通过机械钻孔激光打孔方法制作出通孔；孔径为100μm，然后取出孔内残渣，污渍。
将覆铜板先通过黑孔处理，再通过闪镀，在通孔的孔内以及铜层上制作出一层电镀种子层。本实施例中，电镀种子层为铜层。黑孔处理需要保证产生的电镀种子层的铜厚大于3μm，然后再进行闪镀，闪镀后电镀种子层的厚度达到5~7μm。
步骤S2：图形转移
对覆铜板进行超粗化处理后，在覆铜板表面贴感光薄膜，感光薄膜的膜厚为20μm，解析度为20μm。然后通过图形转移方法在覆铜板表面形成电镀阻挡层，所述图形转移方法在设计线路图形时设计引线连接线路铜层和非线路铜层，线路的线宽、线距分别设计为19μm和19μm。图形转移方法包括曝光和显影。
步骤S3：图形电镀
通过等离子清洗显影后的贴膜覆铜板，去除残渣和杂质。然后通过微蚀或酸洗的方式清除表面氧化层。再对上述含电镀阻挡层的覆铜板进行电镀，形成线路图形，线路厚度镀为23μm，同时将通孔镀满，孔内镀满后形成实心铜柱。
步骤S4：差分蚀刻
去除电镀阻挡层，即除去覆铜板上的感光干膜，通过差分蚀刻方法去除覆铜板上裸露的底铜，保留电镀形成的线路图形。如图2所示，差分蚀刻后，在绝缘基材12上留下了线路。此时线路图形中的线宽为13μm，线距25μm，线高23μm。
其中，绝缘基材12为线路的支撑载体；差分蚀刻后的线路11可以理解为“电镀种子”，其作用主要体现在两个方面：（1）确定线路的基本图形，导线位置以及初始线厚等导电线路的参数；（2）引线电镀时，镀层主要生长在差分蚀刻后的线路11上，与绝缘基材12无相互作用，因此最终的线路与绝缘基材12的结合主要依靠这一线路部分。
步骤S5：引线电镀
由于步骤S2中已经预留出引线，因此可以对线路区继续电镀，对线路图形继续电镀后将线路增宽和增高，如图2所示。引线电镀的线路部分13作用是在差分蚀刻的线路11的基础上使线路整体的线宽和线高得到增加。本实施例中，引线电路完成后，线路宽度为30μm，线距为8 μm（干膜解析度极限的40%），线路高度为32μm（干膜厚度的160%）。
步骤S6：保护处理
在线路的表面印制油墨或者贴保护膜，并通过化学镀的方法在线路表面制作形成金属保护层。本实施例中化学镀的方法为化镍金处理。
步骤S7：切断引线
完成印制线路板的其他可选工序后（例如印制文字），对线路板进行裁板并切断线路图形上连接线路铜层和非线路铜层的引线，得到印制线路板。
实施例二
本实施例与实施例一的步骤基本相同，区别在于：本实施例采用单面覆铜板，绝缘基材的厚度为50μm，铜厚为12μm；减薄铜处理采用机械方法进行，使铜层厚度减薄至7 μm，机械方法为磨板或者抛光；在减薄后的覆铜板上通过激光打孔的方式制作盲孔，盲孔的孔径为150μm；制作电镀种子层时先采用化学沉铜，使铜厚大于3μm，然后再闪镀至铜厚达到5~7μm；使用20 μm厚度的干膜，图形电镀步骤中线路厚度镀为20 μm，差分蚀刻后，线路图形中的线宽为5 μm，线距33 μm，线高20 μm；引线电镀后，线路宽度为37 μm，线距为1 μm（干膜解析度极限的5%），线路高度为36 μm（干膜厚度的180%）；对线路的保护处理采用化金的方式形成金属保护层。
实施例三
本实施例与实施例一的步骤基本相同，区别在于：本实施例采用双面覆铜板，绝缘基材的厚度为50μm，双面的铜厚均为12μm；减薄铜处理采用酸性化学减铜进行，使铜层厚度减薄至1 μm；在减薄后的覆铜板上通过激光打孔的方式制作通孔；制作电镀种子层时先采用化学沉铜，使铜厚大于3μm，然后再闪镀至铜厚达到5~7μm；使用20 μm厚度的干膜，图形电镀步骤中线路厚度镀为25 μm，差分蚀刻后，线路图形中的线宽为 20 μm，线距 112 μm，线高20 μm；引线电镀后，线路宽度为32 μm，线距为100 μm（干膜解析度极限的500%），线路高度为26 μm（干膜厚度的130%）；对线路的保护处理采用化银的方式形成金属保护层。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种采用增强型半加成法制作印制电路板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）减薄铜：准备覆铜板，对覆铜板进行减薄铜处理；在减薄后的覆铜板上制作出通孔或盲孔；在通孔或盲孔的孔内以及铜层上制作出一层电镀种子层；
2）图形转移：在覆铜板表面贴感光薄膜，通过图形转移方法在覆铜板表面形成电镀阻挡层，所述图形转移方法在设计线路图形时设计引线连接线路铜层和非线路铜层；
3）图形电镀：对上述含电镀阻挡层的覆铜板进行电镀，形成线路图形的同时，将盲孔或通孔镀满；
4）差分蚀刻：去除电镀阻挡层，通过差分蚀刻方法去除覆铜板上裸露的底铜，保留电镀形成的线路图形；
5）引线电镀：通过引线对线路图形继续进行电镀，将线路增宽和增高；
6）保护处理：在导电线路图形的表面上制作形成金属保护层；
7）切断引线：裁板并切断线路图形上连接线路铜层和非线路铜层的引线，得到印制线路板；
步骤1）中，通过黑孔处理或者化学沉铜或者闪镀的其中一种处理方式或者两种以上组合的处理方式制作电镀种子层；
制作电镀种子层时先进行黑孔处理，使电镀种子层的厚度大于3μm；然后再进行闪镀，使电镀种子层的厚度达到5~7μm。
2.根据权利要求1所述的采用增强型半加成法制作印制电路板的制作方法，其特征在于：步骤1）中所述的覆铜板为单面覆铜板或双面覆铜板。
3.根据权利要求1所述的采用增强型半加成法制作印制电路板的制作方法，其特征在于：步骤1）中所述的减薄铜处理使铜层厚度减薄至0.5～7μm；减薄铜处理的方法为：采用化学方法或者机械方法或者化学方法与机械方法相结合；其中，化学方法包括采用化学药水对铜箔减蚀；机械方法包括磨板或抛光。
4.根据权利要求1所述的采用增强型半加成法制作印制电路板的制作方法，其特征在于：步骤1）中，采用机械钻孔或者激光打孔制作出通孔或者盲孔。
5.根据权利要求1所述的采用增强型半加成法制作印制电路板的制作方法，其特征在于：步骤3）中，电镀前对贴膜的覆铜板进行等离子清洗，去除残渣和杂质，然后通过微蚀或酸洗的方式清除表面氧化层。
6.根据权利要求1所述的采用增强型半加成法制作印制电路板的制作方法，其特征在于：步骤3）中，电镀后线路图形的厚度高出电镀阻挡层的厚度的0~25%。
7.根据权利要求1所述的采用增强型半加成法制作印制电路板的制作方法，其特征在于：步骤6）中，通过化学镀的方法在线路图形的表面形成金属保护层。
8.根据权利要求7所述的采用增强型半加成法制作印制电路板的制作方法，其特征在于：所述化学镀的方法包括化金、化镍金或者化银。
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