CN111800951A - 一种印制电路板的线路制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种印制电路板的线路制作方法，包括以下步骤：在生产板上贴膜，并依次通过曝光和显影在生产板上形成外层线路图形，使生产板上外层线路图形处的铜面显露；先通过电镀在外层线路图形的表面形成一层镀铜层，而后退膜；在生产板上贴膜，并依次通过曝光和显影去除外层线路图形以外的膜，使生产板上外层线路图形以外的铜面显露；而后通过蚀刻去除生产板上外层线路图形以外的铜面，然后退膜，形成外层线路。本发明方法通过改变工艺流程，取消了正片工艺中的镀锡流程，从而避免了渗锡和锡夹膜问题，解决常规镀锡工艺容易发生渗锡及锡夹膜短路问题，有效保证了线路的品质。

Description

一种印制电路板的线路制作方法
技术领域
本发明涉及印制线路板制作技术领域，具体涉及一种印制电路板的线路制作方法。
背景技术
随着电子产品的不断微型化和高集成化，线路板逐渐迈向高精密细线路、小孔径、高纵横比(6:1-10:1)方向发展，线路板的高精密化、孔径细小化、高厚径比化和线距窄化的发展趋势增加了线路板制作的难度，尤其是制作最小线宽线距的制程能力难以达到要求。
印制电路板根据外层线路的制作工艺可分为正片板和负片板，所谓正片板是指外层在利用干膜显影技术将需要制作线路图形的地方裸露出来而将其它地方盖住，通过图形电镀(线路图形位置依次镀铜、镀锡)、碱性蚀刻、退锡等制作出线路的一类产品，常规正片流程主要包括：前流程→外层图形→除油→水洗→微蚀→水洗→酸浸→镀铜→高位水洗→酸浸→镀锡→水洗→退膜→水洗→碱性蚀刻→水洗→退锡→水洗→烘干→后流程，整体流程长。
上述中常规正片工艺会存在以下缺点和不足：
1、先镀铜后镀锡，二次电镀容易使干膜松动，产生渗锡隐患；
2、镀锡受图形分布特性影响，镀锡厚度最大偏差可达20um以上，有锡夹膜短路隐患。
发明内容
本发明目的在于为克服现有的技术缺陷，提供一种印制电路板的线路制作方法，该方法通过改变工艺流程，取消了正片工艺中的镀锡流程，从而避免了渗锡和锡夹膜问题，解决常规镀锡工艺容易发生渗锡及锡夹膜短路问题，有效保证了线路的品质。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种印制电路板的线路制作方法，包括以下步骤：
S1、在生产板上贴膜，并依次通过曝光和显影在生产板上形成外层线路图形，使生产板上外层线路图形处的铜面显露；
S2、先通过电镀在外层线路图形的表面形成一层镀铜层，而后退膜；
S3、在生产板上贴膜，并依次通过曝光和显影去除外层线路图形以外的膜，使生产板上外层线路图形以外的铜面显露；
S4、而后通过蚀刻去除生产板上外层线路图形以外的铜面，然后退膜，形成外层线路。
进一步的，步骤S1之前还包括以下步骤：
S01、先对生产板的板面进行不织布磨刷处理。
进一步的，步骤S01和S1之间还包括以下步骤：
S02、对生产板的板面进行火山灰磨板处理。
进一步的，步骤S1和S2之间还包括以下步骤：
S11、先对生产板依次进行除油和水洗处理；
S12、而后依次对生产板进行微蚀、水洗和酸浸处理。
进一步的，步骤S12中，酸浸处理为将生产板浸泡于浓度为8±2％的硫酸中。
进一步的，步骤S12中，酸浸处理的时间为10-20s。
进一步的，步骤S2中，在镀铜后且退膜前，先对生产板进行水洗处理。
进一步的，步骤S2和S3之间还包括以下步骤：
S21、对生产板的板面进行火山灰磨板处理。
进一步的，所述生产板为芯板或由半固化片将芯板和外层铜箔压合为一体的多层板。
进一步的，当所述生产板为芯板时，芯板在步骤S1前，先依次进行了钻孔、沉铜和全板电镀；当所述生产板为多层板时，芯板在压合前已先制作了内层线路，且在步骤S1前，多层板先依次进行了钻孔、沉铜和全板电镀。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明方法通过改变工艺流程，在线路图形上镀铜后通过二次制作的图形保护住线路图形部分，再利用蚀刻去除线路图形以外的铜面，即采用外层图形(保护电镀区)工艺来代替镀锡流程，从而取消了正片工艺中的镀锡流程，避免出现渗锡和锡夹膜问题，解决常规镀锡工艺容易发生渗锡及锡夹膜短路问题，有效保证了线路的品质；且本发明方法减少了镀锡流程、退锡流程以及镀铜和镀锡之间的酸浸流程，从而可有效提高生产效率。
具体实施方式
为了更充分的理解本发明的技术内容，下面将结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。
实施例1
本实施例所示的一种印制电路板的制作方法，包括以下处理工序：
(1)、开料：按拼板尺寸320mm×420mm开出芯板，芯板板厚为0.5mm，芯板的外层铜面厚度为0.5OZ。
(2)、制作内层线路(负片工艺)：内层图形转移，用垂直涂布机在芯板上涂布感光膜，感光膜的膜厚控制8μm，采用全自动曝光机，以5-6格曝光尺(21格曝光尺)在芯板上完成内层线路曝光，经显影，在芯板上形成内层线路图形；内层蚀刻，将曝光显影后的芯板蚀刻出内层线路，内层线宽量测为3mil；内层AOI，然后检查内层线路的开短路、线路缺口、线路针孔等缺陷,有缺陷报废处理，无缺陷的产品出到下一流程。
(3)、压合：棕化速度按照底铜铜厚棕化，将外层铜箔、半固化片、内层芯板、半固化片、外层铜箔依次叠合后，根据板料的特性选用适当的层压条件进行压合，形成生产板。
(4)、外层钻孔:根据钻孔资料，使用机械钻孔的方式，在生产板上钻孔。
(5)、沉铜:在孔壁上通过化学反应的方式沉积一层薄铜，使生产板上的孔金属化，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm。
(6)、全板电镀:根据电化学反应的原理，在沉铜的基础上电镀上一层铜。
(7)、制作外层线路(正片工艺)：具体包括以下步骤：
a、先对生产板的板面依次进行不织布磨刷处理和火山灰磨板处理，用于粗化生产板的板面；
b、在生产板上贴干膜或湿膜，而后采用全自动曝光机和正片线路菲林，以5-7格曝光尺(21格曝光尺)完成外层线路曝光，经显影，在生产板上形成外层线路图形，使生产板上外层线路图形处的铜面显露，其余部分的铜面则被干膜或湿膜覆盖保护住；
c、对生产板依次进行除油和水洗处理；即先通过除油处理清除板面的氧化层及油污，保证板面清洁，且除油处理时采用质量浓度为8±2％(最佳值为8％)的M-410除油剂，而后通过水洗处理清洗掉生产板上的除油剂，板面除油剂影响后续的工序；
d、而后依次对生产板进行微蚀、水洗和酸浸处理；其中，微蚀药水的成分包括：质量浓度为75±15g/L(最佳值75g/L)Na2S2O8,、质量浓度为4.0±1.0％(最佳值4％)的H2SO4和浓度控制在1.5-25g/L的Cu2+；微蚀量控制在0.7±0.3um(最佳值0.7um)，通过微蚀粗化铜表面，保证板面铜层与后期电镀铜层之间具有良好的结合力；而后先通过水洗处理清洗掉生产板上的微蚀药水后再对生产板进行酸浸处理，酸浸处理为将生产板浸泡于浓度为8±2％(最佳值8％)的硫酸中10-20s，通过酸浸处理湿润生产板的板面，减轻前处理药水残留造成板面污染的问题，提高板面铜层与后期电镀铜层之间的结合力；
e、通过电镀的方式在外层线路图形的铜面上形成一层镀铜层，用于加厚外层线路铜层厚度，而后先对生产板进行高位水洗，用于清洗掉生产板上的电镀药水，避免电镀药水影响后期的退膜品质，再退膜；其中，电镀时使用的电镀药水成分包括：质量浓度为60±10g/L(最佳值60g/L)的CuSO4·5H2O、质量浓度为150±10mL/L(最佳值150mL/L)的H2SO4、浓度为75±15ppm(最佳值75ppm)的Cl-以及铜光剂(包括浓度为0.3-1.0mL/L(最佳值0.65mL/L)的CU-500B光亮剂、浓度为10-30mL/L(最佳值20mL/L)的湿润剂以及TOC含量≤4000mg/L)；退膜时采用质量浓度为4.0±2.0％(最佳值为4.0％)的NaOH。
f、在生产板上贴干膜或湿膜，而后采用全自动曝光机和正片线路菲林，以5-7格曝光尺(21格曝光尺)完成外层线路曝光，经显影，在生产板上形成外层线路图形，使生产板上外层线路图形以外的铜面显露，外层线路图形处的铜面则被干膜或湿膜覆盖保护住；
g、先对生产板的板面进行火山灰磨板处理，用于粗化生产板的板面，且因对外层线路图形处进行了电镀，使板面铜层为高低不平的阶梯状，从而在此处只使用火山灰磨板，取消了不织布磨刷的步骤，避免线路边缘以及精密线路受到磨损，保证了线路的品质，而后通过酸性蚀刻去除生产板上外层线路图形以外的铜面，然后对生产板进行水洗，用于清洗掉生产板上的蚀刻药水，避免蚀刻药水影响后期的退膜品质，再退膜，从而在生产板上形成外层线路；其中，退膜时采用质量浓度为4.0±2.0％(最佳值为4.0％)的NaOH。
h、最后对生产板进行水洗后烘干。
(8)、阻焊、丝印字符：采用白网印刷TOP面阻焊油墨，TOP面字符添加"UL标记"；具体为，在不需焊接的线路和基材上，涂覆一层防止焊接时线路间产生桥接、提供永久性的电气环境和抗化学腐蚀的保护层，同时起美化外观的作用。。
(9)、表面处理：根据现有技术并按设计要求在阻焊开窗位(焊盘)的铜面通化学原理，均匀沉积一定要求厚度的镍金。
(10)、电气性能测试：检测生产板的电气性能，检测合格的生产板进入下一个加工环节；
(11)、成型：根据现有技术并按设计要求锣外形，外型公差+/-0.05mm，制得印制电路板成品。
(12)、FQC：根据客户验收标准及我司检验标准，对印制电路板外观进行检查，如有缺陷及时修理，保证为客户提供优良的品质控制。
(13)、FQA：再次抽测印制电路板的外观、孔铜厚度、介质层厚度、绿油厚度、内层铜厚等是否符合客户的要求。
(14)、包装：按照客户要求的包装方式以及包装数量，对印制电路板进行密封包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。
实施例2
本实施例所示的一种印制电路板的制作方法，包括以下处理工序：
(1)、开料：按拼板尺寸320mm×420mm开出芯板，芯板板厚为0.5mm，芯板的外层铜面厚度为0.5OZ。
(2)、钻孔:根据钻孔资料，使用机械钻孔的方式，在芯板上钻孔。
(3)、沉铜:在孔壁上通过化学反应的方式沉积一层薄铜，使芯板上的孔金属化，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm。
(4)、全板电镀:根据电化学反应的原理，在沉铜的基础上电镀上一层铜。
(5)、制作外层线路(正片工艺)：具体包括以下步骤：
a、先对芯板的板面依次进行不织布磨刷处理和火山灰磨板处理，用于粗化芯板的板面；
b、在芯板上贴干膜或湿膜，而后采用全自动曝光机和正片线路菲林，以5-7格曝光尺(21格曝光尺)完成外层线路曝光，经显影，在芯板上形成外层线路图形，使芯板上外层线路图形处的铜面显露，其余部分的铜面则被干膜或湿膜覆盖保护住；
c、对芯板依次进行除油和水洗处理；即先通过除油处理清除板面的氧化层及油污，保证板面清洁，且除油处理时采用质量浓度为8±2％(最佳值为8％)的M-410除油剂，而后通过水洗处理清洗掉芯板上的除油剂，板面除油剂影响后续的工序；
d、而后依次对芯板进行微蚀、水洗和酸浸处理；其中，微蚀药水的成分包括：质量浓度为75±15g/L(最佳值75g/L)Na2S2O8,、质量浓度为4.0±1.0％(最佳值4％)的H2SO4和浓度控制在1.5-25g/L的Cu2+；微蚀量控制在0.7±0.3um(最佳值0.7um)，通过微蚀粗化铜表面，保证板面铜层与后期电镀铜层之间具有良好的结合力；而后先通过水洗处理清洗掉芯板上的微蚀药水后再对芯板进行酸浸处理，酸浸处理为将芯板浸泡于浓度为8±2％(最佳值8％)的硫酸中10-20s，通过酸浸处理湿润芯板的板面，减轻前处理药水残留造成板面污染的问题，提高板面铜层与后期电镀铜层之间的结合力；
e、通过电镀的方式在外层线路图形的铜面上形成一层镀铜层，用于加厚外层线路铜层厚度，而后先对芯板进行高位水洗，用于清洗掉芯板上的电镀药水，避免电镀药水影响后期的退膜品质，再退膜；其中，电镀时使用的电镀药水成分包括：质量浓度为60±10g/L(最佳值60g/L)的CuSO4·5H2O、质量浓度为150±10mL/L(最佳值150mL/L)的H2SO4、浓度为75±15ppm(最佳值75ppm)的Cl-以及铜光剂(包括浓度为0.3-1.0mL/L(最佳值0.65mL/L)的CU-500B光亮剂、浓度为10-30mL/L(最佳值20mL/L)的湿润剂以及TOC含量≤4000mg/L)；退膜时采用质量浓度为4.0±2.0％(最佳值为4.0％)的NaOH。
f、在芯板上贴干膜或湿膜，而后采用全自动曝光机和正片线路菲林，以5-7格曝光尺(21格曝光尺)完成外层线路曝光，经显影，在芯板上形成外层线路图形，使芯板上外层线路图形以外的铜面显露，外层线路图形处的铜面则被干膜或湿膜覆盖保护住；
g、先对芯板的板面进行火山灰磨板处理，用于粗化芯板的板面，且因对外层线路图形处进行了电镀，使板面铜层为高低不平的阶梯状，从而在此处只使用火山灰磨板，取消了不织布磨刷的步骤，避免线路边缘以及精密线路受到磨损，保证了线路的品质，而后通过酸性蚀刻去除芯板上外层线路图形以外的铜面，然后对芯板进行水洗，用于清洗掉芯板上的蚀刻药水，避免蚀刻药水影响后期的退膜品质，再退膜，从而在芯板上形成外层线路；其中，退膜时采用质量浓度为4.0±2.0％(最佳值为4.0％)的NaOH。
h、最后对芯板进行水洗后烘干。
(6)、阻焊、丝印字符：采用白网印刷TOP面阻焊油墨，TOP面字符添加"UL标记"；具体为，在不需焊接的线路和基材上，涂覆一层防止焊接时线路间产生桥接、提供永久性的电气环境和抗化学腐蚀的保护层，同时起美化外观的作用。。
(7)、表面处理：根据现有技术并按设计要求在阻焊开窗位(焊盘)的铜面通化学原理，均匀沉积一定要求厚度的镍金。
(8)、电气性能测试：检测芯板的电气性能，检测合格的芯板进入下一个加工环节；
(9)、成型：根据现有技术并按设计要求锣外形，外型公差+/-0.05mm，制得印制电路板成品。
(10)、FQC：根据客户验收标准及我司检验标准，对印制电路板外观进行检查，如有缺陷及时修理，保证为客户提供优良的品质控制。
(11)、FQA：再次抽测印制电路板的外观、孔铜厚度、介质层厚度、绿油厚度、内层铜厚等是否符合客户的要求。
(12)、包装：按照客户要求的包装方式以及包装数量，对印制电路板进行密封包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种印制电路板的线路制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在生产板上贴膜，并依次通过曝光和显影在生产板上形成外层线路图形，使生产板上外层线路图形处的铜面显露；
S2、先通过电镀在外层线路图形的表面形成一层镀铜层，而后退膜；
S3、在生产板上贴膜，并依次通过曝光和显影去除外层线路图形以外的膜，使生产板上外层线路图形以外的铜面显露；
S4、而后通过蚀刻去除生产板上外层线路图形以外的铜面，然后退膜，形成外层线路。
2.根据权利要求1所述的印制电路板的线路制作方法，其特征在于，步骤S1之前还包括以下步骤：
S01、先对生产板的板面进行不织布磨刷处理。
3.根据权利要求2所述的印制电路板的线路制作方法，其特征在于，步骤S01和S1之间还包括以下步骤：
S02、对生产板的板面进行火山灰磨板处理。
4.根据权利要求1所述的印制电路板的线路制作方法，其特征在于，步骤S1和S2之间还包括以下步骤：
S11、先对生产板依次进行除油和水洗处理；
S12、而后依次对生产板进行微蚀、水洗和酸浸处理。
5.根据权利要求4所述的印制电路板的线路制作方法，其特征在于，步骤S12中，酸浸处理为将生产板浸泡于浓度为8±2％的硫酸中。
6.根据权利要求5所述的印制电路板的线路制作方法，其特征在于，步骤S12中，酸浸处理的时间为10-20s。
7.根据权利要求1所述的印制电路板的线路制作方法，其特征在于，步骤S2中，在镀铜后且退膜前，先对生产板进行水洗处理。
8.根据权利要求1所述的印制电路板的线路制作方法，其特征在于，步骤S2和S3之间还包括以下步骤：
S21、对生产板的板面进行火山灰磨板处理。
9.根据权利要求1所述的印制电路板的线路制作方法，其特征在于，所述生产板为芯板或由半固化片将芯板和外层铜箔压合为一体的多层板。
10.根据权利要求9所述的印制电路板的线路制作方法，其特征在于，当所述生产板为芯板时，芯板在步骤S1前，先依次进行了钻孔、沉铜和全板电镀；当所述生产板为多层板时，芯板在压合前已先制作了内层线路，且在步骤S1前，多层板先依次进行了钻孔、沉铜和全板电镀。
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