CN112822853A - 一种激光刻蚀电路板线路制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电路板技术领域，提供了一种激光刻蚀电路板线路制作方法，包括在基材上压合导电铜箔形成覆铜板；对覆铜板用激光雕刻机进行激光刻蚀，导电铜箔经过压合形成导电铜层，在导电铜层上刻蚀出凹槽，并在凹槽底部保留一定厚度的导电铜层；将经过激光刻蚀后的覆铜板放入真空二流体蚀刻装置中，将导电铜层刻蚀掉形成线路间隔。通过用激光雕刻机进行激光刻蚀，使得导电铜层上形成具有精细线路的凹槽；通过真空二流体蚀刻装置进行蚀刻，从而可将凹槽中残余的导电铜层刻蚀掉形成线路间隔，完成所需的线路图形。通过该种方法制备减少了制作菲林、贴感光膜、曝光显影、电镀、退膜等工序；使得电路板的制备工艺流程简单、耗材少、生产周期短的特点。

Description

一种激光刻蚀电路板线路制作方法

技术领域

本发明涉及电路板技术领域，特别涉及一种激光刻蚀电路板线路制作方法。

背景技术

随着电子产业的发展，电子产品已经进入功能化、智能化的发展阶段，为满足电子产品高集成度、小型化、微型化的需求，在满足电子产品良好的电性能、热性能的前提下，电路板也朝着轻、薄、短、小的设计趋势发展。随着设计尺寸的逐步变小，所有产品在设计水平上的互联密度不断增加，即在越来越有限的面积区域内，需要设计更多的输入输出信号线路，电路板的线路也要求越来越精细。

目前，电路板线路刻蚀的工艺流程通常为在薄铜层上贴感光膜，经曝光、显影形成电镀阻挡层，然后图形电镀，最后褪膜后通过差分蚀刻，得到所需的图形线路，但该工艺过程复杂、生产流程长，电镀、曝光、显影等工序会产生了大量废水的排放。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光刻蚀电路板线路制作方法，旨在解决现有的电路板制作方法制作工艺复杂的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种激光刻蚀电路板线路制作方法，包括如下步骤：

在基材上压合导电铜箔形成覆铜板；

对所述覆铜板用激光雕刻机进行激光刻蚀，所述导电铜箔经过压合形成导电铜层，在所述导电铜箔上刻蚀出具有精细线路的凹槽，并在所述凹槽的底部保留一定厚度的所述导电铜层；

将经过激光刻蚀后的所述覆铜板放入真空二流体蚀刻装置中，将所述凹槽中的所述导电铜层刻蚀掉形成线路间隔。

进一步地，所述激光雕刻机包括运动平台、设置于所述运动平台上的激光器、安装于所述激光器上的光束控制振镜、以及设置于所述运动平台上并用于控制所述激光器工作的工控机中。

进一步地，对所述覆铜板进行激光刻蚀的步骤中包括如下步骤：

将待加工的所述覆铜板放置在所述运动平台上；

将待加工的电路图形资料导入所述工控机的控制软件中；

开启所述工控机，按预设参数与路径出射激光。

进一步地，所述凹槽的底部的所述导电铜层的厚度为1～5微米。

进一步地，所述激光雕刻机为纳秒激光器、皮秒激光器、飞秒激光器中的任意一种。

进一步地，所述激光雕刻机出射的激光光斑的直径为1～10微米。

进一步地，所述导电铜层的厚度为12～35微米。

进一步地，所述真空二流体蚀刻装置包括用于将高压气体与蚀刻液混合后形成的气液喷射于所述凹槽中并对所述凹槽中的所述导电铜层进行蚀刻的二流体喷头、以及用于将所述二流体喷头喷射于所述凹槽中的所述导电铜层上残余的蚀刻液吸除掉的真空吸嘴。

进一步地，所述真空吸嘴吸力为0.00mmHg～500mmHg，所述二流体喷头的喷淋压力为0.01MPa～0.2MPa。

进一步地，所述基材由环氧树脂、酚醛树脂、聚四氟乙烯中的任意一种材质制成。

本发明提供的一种激光刻蚀电路板线路制作方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过将导电铜箔压合在基材上，从而为后续的激光刻蚀提供了保证；通过用激光雕刻机进行激光刻蚀，从而使得在导电铜箔经过压合形成的导电铜层上形成具有精细线路的凹槽；通过将激光刻蚀后的覆铜板放入真空二流体蚀刻装置中，从而可将凹槽中残余的导电铜片刻蚀掉形成线路间隔，最终完成所需的线路图形。通过该种方法制备减少了制作菲林、贴感光膜、曝光显影、电镀、退膜等工序；使得电路板的制备工艺流程简单、耗材少、生产周期短、以及环境污染小的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种激光刻蚀电路板线路制作方法的流程图；

图2为本发明实施例提出的覆铜板的结构示意图；

图3为本发明实施例提出的经过激光蚀刻后的覆铜板的结构示意图；

图4为本发明实施例提出的经过真空二流体蚀刻装置蚀刻后的覆铜板的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

100-覆铜板；

1-基材；

2-导电铜箔；

3-凹槽；

4-精密线路。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1～4所示，本实施例提出了一种激光刻蚀电路板线路制作方法，包括如下步骤：

在基材1上压合导电铜箔2形成覆铜板100(请参阅图2)；

对该覆铜板100用激光雕刻机进行激光刻蚀，导电铜箔2经过压合形成导电铜层，在导电铜层上刻蚀出具有精细线路4的凹槽3，并在该凹槽3的底部保留一定厚度的该导电铜层(请参阅图3)；

将经过激光刻蚀后的该覆铜板100放入真空二流体蚀刻装置中，将该凹槽3中的导电铜层刻蚀掉形成线路间隔(请参阅图4)。

通过将导电铜层压合在基材1上，从而为后续的激光刻蚀提供了保证；通过用激光雕刻机进行激光刻蚀，从而使得在导电铜箔2经过压合形成的导电铜层上形成具有精细线路4的凹槽3；通过将激光刻蚀后的覆铜板100放入真空二流体蚀刻装置中，从而可将凹槽3中残余的导电铜层刻蚀掉形成线路间隔，最终完成所需的线路图形。通过该种方法制备减少了制作菲林、贴感光膜、曝光显影、电镀、退膜等工序；使得电路板的制备工艺流程简单、耗材少、生产周期短、以及环境污染小的特点。

在一个实施例中，该激光雕刻机包括运动平台，该运动平台上设有激光器，该激光器上安装有光束控制振镜，此外，该运动平台上还设有工控机，该工控机可控制激光器工作。这样，当需要对待加工的覆铜板进行激光刻蚀时，通过操作工控机控制激光器工作，激光器发出激光对待加工的覆铜板进行刻蚀。

在一个实施例中，对所述覆铜板100进行激光刻蚀的步骤中包括如下步骤：

将待加工的覆铜板100放置在该运动平台上；

将待加工的电路图形资料导入所述工控机的控制软件内；

开启该工控机，按预设参数与路径出射激光。

在本发明中，当需要对待加工的覆铜板100进行激光蚀刻时，首先将加工的覆铜板100放置在该运动平台上，与此同时，将待加工的电路图形导入工控机的控制软件内，然后开启该工控机，通过工控机控制激光器按照预设参数与路径出射激光，使得导电铜层上刻蚀出具有精细线路4的凹槽3。

在一个实施例中，该凹槽3的底部中的导电铜层的厚度为1～5微米。具体地，该凹槽3的底部中的导电铜层的厚度可为1微米、2微米、2.5微米、3微米、3.5微米、4微米、4.5微米、5微米等，通过将凹槽3底部中的导电铜层厚度设置为上述范围，从而避免了由于激光能量不稳定、材料厚度不均匀等因素，出现激光过蚀刻对基材造成损伤。当然，在本发明中，根据实际情况和具体需求，该凹槽3的底部中的导电铜层的厚度也可设置为其他值，此处不作唯一限定。

在一个实施例中，该激光雕刻机为纳秒激光器、皮秒激光器、飞秒激光器中的任意一种。具体地，在本实施例中，该纳秒激光器选用波长355nm，功率10～50W，脉冲宽度10～20ns,重复频率20～200kH的紫外纳秒激光器，或者选用波长355nm，功率10～50W，脉冲宽度8～12ps，重复频率400～1000kHz的紫外皮秒激光器；又或者选用波长1035nm，功率10～50W，脉冲宽度200fs～5ps，重复频率100～1000kHz的红外飞秒激光器，在本实施例中，优先选择紫外纳秒激光器或紫外皮秒激光器，由于导电铜层相对绿光、红外等长波长光而言，对紫外光吸收最好，故而选用可发出紫外光的激光器可以获得较高的加工效率。当然，根据实际情况和具体需求，该激光雕刻机也可选用红外飞秒激光器，此处不作唯一限定。

在一个实施例中，该激光雕刻机出射的激光光斑的直径为1～10微米。具体地，该激光光斑的直径为1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米等，通过将上述激光光斑设置为上述范围，从而刻蚀的线路尺寸越精细，对于线宽/线距≤30微米的超精细线路，光斑尺寸在10微米以下刻蚀效果较好。当然，在本发明中，根据实际情况和具体需求，该激光光斑的直径也可为其他值，此处不作唯一限定。

在一个实施例中，该导电铜层2的厚度为12～35微米。具体地，该导电铜层2的厚度为12微米、14微米、15微米、16微米、18微米、20微米、22微米、24微米、26微米、28微米、30微米、32微米、33微米、34微米、35微米等，通过将导电铜层2的厚度设置为上述范围，一方面，避免导电铜层2过薄在后续化学蚀刻后会进一步减薄到5微米以下，不符合线路传输要求；另一方面，又避免导电铜层2过厚，使得激光加工难度增大，且由于“遮蔽效应”会产生较大侧蚀，无法制作出精细线路。

在一个实施例中，该真空二流体蚀刻装置包括二流体喷头和真空吸嘴，该二流体喷头可用于将高压气体与蚀刻液混合后形成的气液喷射于凹槽3中并对凹槽3中的导电铜层进行蚀刻，该真空吸嘴可用于将二流体喷头喷射于所述凹槽中的所述导电铜层上残余的蚀刻液吸除掉，避免电路板上表面的蚀刻液形成“水池效应”，影响了蚀刻均匀性和引起侧蚀。这样，通过采用二流体喷嘴，蚀刻液经过二流体喷嘴后，被高压气体打散成微细颗粒，能进入到精细线路的底部，从而降低对线路的侧蚀；通过采用真空二流体蚀刻装置，从而可将凹槽3中残余的导电铜层刻蚀掉形成线路间隔，完成所需的线路图形。

在本发明中，该蚀刻液为氯化铜与盐酸的酸性蚀刻液体系、氯化铜与氨水的碱性蚀刻液体系、过氧化氢与硫酸的蚀刻液体系中的任意一种。当然，在本发明中，该蚀刻液也可为其他类型的蚀刻液，此处不作唯一限定。

在一个实施例中，该真空吸嘴吸力为0～500mmHg，该二流体喷头的喷淋压力为0.01～0.2MPa。具体地，该真空吸嘴吸力值为100mmHg、150mmHg、160mmHg、200mmHg、250mmHg、300mmHg；该二流体喷头的喷淋压力可为0.01MPa、0.02MPa、0.04MPa、0.06MPa、0.08MPa。当然，在本实施例中，根据实际情况和具体需求，该真空吸嘴与二流体喷头的数值也可为其他数值，此处不作唯一限定。

进一步地，该基材1由环氧树脂、酚醛树脂、聚四氟乙烯中的任意一种材质制成。通过采用将上述中任意一种材质与玻璃纤维布组合，从而可形成用于承载导电铜片的基材1，为后续对导电铜箔2进行刻蚀提供了保证。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光刻蚀电路板线路制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

在基材上压合导电铜箔形成覆铜板；

对所述覆铜板用激光雕刻机进行激光刻蚀，所述导电铜箔经过压合形成导电铜层，在所述导电铜层上刻蚀出具有精细线路的凹槽，并在所述凹槽的底部保留一定厚度的所述导电铜层；

将经过激光刻蚀后的所述覆铜板放入真空二流体蚀刻装置中，将所述凹槽中的所述导电铜层刻蚀掉形成线路间隔。

2.如权利要求1所述的一种激光刻蚀电路板线路制作方法，其特征在于，所述激光雕刻机包括运动平台、设置于所述运动平台上的激光器、安装于所述激光器上的光束控制振镜、以及设置于所述运动平台上并用于控制所述激光器工作的工控机中。

3.如权利要求2所述的一种激光刻蚀电路板线路制作方法，其特征在于，对所述覆铜板进行激光刻蚀的步骤中包括如下步骤：

将待加工的所述覆铜板放置在所述运动平台上；

将待加工的电路图形资料导入所述工控机的控制软件中；

开启所述工控机，按预设参数与路径出射激光。

4.如权利要求1所述的一种激光刻蚀电路板线路制作方法，其特征在于，所述凹槽的底部的所述导电铜层的厚度为1～5微米。

5.如权利要求2所述的一种激光刻蚀电路板线路制作方法，其特征在于，所述激光雕刻机为纳秒激光器、皮秒激光器、飞秒激光器中的任意一种。

6.如权利要求5所述的一种激光刻蚀电路板线路制作方法，其特征在于，所述激光雕刻机出射的激光光斑的直径为1～10微米。

7.如权利要求1所述的一种激光刻蚀电路板线路制作方法，其特征在于，所述导电铜层的厚度为12～35微米。

8.如权利要求1所述的一种激光刻蚀电路板线路制作方法，其特征在于，所述真空二流体蚀刻装置包括用于将高压气体与蚀刻液混合后形成的气液喷射于所述凹槽中并对所述凹槽中的所述导电铜层进行蚀刻的二流体喷头、以及用于将所述二流体喷头喷射于所述凹槽中的所述导电铜层上残余的蚀刻液吸除掉的真空吸嘴。

9.如权利要求8所述的一种激光刻蚀电路板线路制作方法，其特征在于，所述真空吸嘴吸力为0.00mmHg～500mmHg，所述二流体喷头的喷淋压力为0.01MPa～0.2MPa。

10.如权利要求1至9任一项所述的一种激光刻蚀电路板线路制作方法，其特征在于，所述基材由环氧树脂、酚醛树脂、聚四氟乙烯中的任意一种材质制成。

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