CN113423179A - 电路板加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电路板加工方法，包含：根据线路设计的图形，对铜箔采用雕刻的方法形成线路，再在线路上覆盖半固化片，通过压合以形成电路板。据此，本发明能够达到的技术效果在于，能够提升线路的线宽精度、加工面的垂直度等形状精度、各个截面的精度一致性，从而改善电路板的品质，能够提升高频信号等在线路中的传输效率，减少传输损耗。另外，由于采用雕刻的方法，不需要使用刻蚀液，因此，降低了水污染，节约了水处理成本，并且更加环保。

Description

电路板加工方法

技术领域

本发明涉及电路板生产领域，特别涉及一种电路板加工方法。

背景技术

现有技术的电路板的线路是采用蚀刻的制作工艺来实现，蚀刻是在一定的温度条件下（45℃±5℃）蚀刻药液经过喷头均匀喷淋到铜箔的表面，与没有蚀刻阻剂保护的铜发生氧化还原反应，而将不需要的铜反应掉，露出基材，再经过剥膜处理后使线路成形。因此，现有技术的电路板的线路加工方法也被称之为“印刷”，其形成的电路板一般称为“印刷电路板（PCB）”。

印刷电路板（PCB）的线路蚀刻工艺如下。

1. PP与铜箔压合形成覆铜板。

2. 磨板，去除氧化，便于菲林附着在铜面上。

3. 贴膜，将经过处理的基板通过热压或涂覆的方式贴上干膜或湿膜，便于后续曝光生产。

4. 曝光，将底片与压好干膜的基板对位，在曝光机上利用紫外光的照射，将底片图形转移到感光干膜上。

5. 显影，利用显影液（碳酸钠）的弱碱性将未经曝光的干膜或湿膜溶解冲洗掉，已曝光部分保留。

6. 蚀刻，未经曝光的干膜/湿膜被显影液去除后会露出铜面，用酸性氯化铜将这部分露出的铜面溶解腐蚀掉，得到所需的线路。

7. 退膜，将保护铜面的已曝光的干膜用氢氧化钠溶液剥掉，露出线路图形。

在印刷电路板工艺过程中，使用多种溶液进行相关的化学反应。例如，蚀刻药液的主要成分：氯化铜、双氧水、盐酸、软水；显影液为碳酸钠溶液；去膜液位氢氧化钠溶液。多种溶液以及反应生成物，都形成了不同的废水，处理复杂。

现有技术中存在的如下诸多问题。

1. 水污染严重，废水治理费用较高。

2. 因蚀刻药液分布不均，可能导致线路蚀刻不均匀，影响产品品质。湿法刻蚀各向同性，容易造成竖直面也被横向刻蚀。

3. 根据蚀刻时间不同，不同宽度的线路需要进行不同数值的线宽补偿，无法做到高精度的线宽控制。

4. 蚀刻后的线路边缘呈梯形状，对信号传输有一定的影响。

综上所述，现有技术存在的问题主要是，现有技术的印刷电路板工艺，加工出的线路精度低，对电路板信号在线路中传输效果差；加工过程中产生水污染，处理费用高。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：印刷电路板的加工过程中线路刻蚀不均匀、线宽控制精度低、线路边缘形状为阶梯状，从而影响电路板的品质，进而影响信号传输；而且，印刷电路板的加工过程中水污染严重，废水治理费用较高，甚者，在对环境保护要求的区域环境评价严苛甚至该印刷电路板的刻蚀的加工方法被禁止使用。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种电路板加工方法，其主要目的在于：能够提升电路板加工时线路均匀性，提高线宽控制精度，改善线路边缘的形状，提升电路板的品质，改善信号在线路中传输状况。其目的还有，避免使用污染严重的刻蚀药液，降低电路板加工过程中产生的废水，减少废水治理成本。

为了达到上述目的，本发明提供了一种电路板加工方法，包含：根据线路设计的图形，对铜箔采用雕刻的方法形成线路，再在线路上覆盖半固化片，通过压合以形成电路板。

优选地，采用治具板，用热解胶将所述铜箔固定在所述治具板上，再对铜箔进行雕刻。

优选地，采用激光雕刻机，所述激光雕刻机包含：激光发生器、聚焦镜、工作平台、调焦装置、主驱动装置；

所述激光发生器用以产生激光，在激光发生器中所述激光沿着垂直工作平台的加工平面的方向发射；

所述聚焦镜位于所述激光发生器和所述工作平台之间，所述聚焦镜相对于所述激光发生器固定设置，所述激光通过所述聚焦镜汇聚于聚焦镜的其中一个焦点处；

所述工作平台的加工平面上承载所述铜箔；

所述调焦装置包含滑动固定机构，滑动固定机构能够在垂直于加工平面方向上运动，带动工作平台或者激光发生器，从而改变承载于加工平面上的铜箔与聚焦镜之间的距离，至所述焦点到达铜箔处时，所述滑动固定机构能够固定止动，让铜箔与聚焦镜之间的距离保持不变；

所述主驱动装置根据线路设计的图形带动激光发生器，使得焦点运动遍历工艺设置的去除铜箔区域。

优选地，激光雕刻机加工后线宽、线距的误差为小于或等于0.0025mm。

优选地，电路板为双面线路或多层线路，以双面线路为例，

第一面线路，根据第一面线路设计的图形，对第一铜箔采用雕刻的方法形成第一面线路；

第二面线路，根据第二面线路设计的图形，对第二铜箔采用雕刻的方法形成第二面线路；

在第一面线路上覆盖半固化片，再在半固化片上覆盖第二面线路，根据线路设计的要求，将第二面线路与第一面线路相对位置对好；

通过压合以形成电路板。

多层板以此类推，再加第三层线路……第N层线路，完成制作。

优选地，电路板的线路层数为至少三层；

各层线路，根据各层线路各自设计的图形，对各个铜箔采用雕刻的方法以形成相应的各层线路；

在第一层线路上覆盖半固化片，再在半固化片上覆盖第二层线路，根据线路设计的要求，将第二层线路与第一层线路相对位置对好；

压合；

热解胶的分解温度低于压合工艺的设定温度，热解胶分解，去除治具板；

钻孔；

清洗；

再覆盖半固化片，再在半固化片上覆盖第三层线路，根据线路设计的要求，将第三层线路与第二层线路相对位置对好，压合，去除治具板，钻孔，清洗；重复本步骤直至所有层线路均叠合完毕。

优选地，雕刻后进行清洗。

优选地，通过压合工艺的加热加压，所述热解胶的分解温度低于压合工艺的设定温度，热解胶分解，去除治具板。

与现有技术相比，本发明提供了一种电路板加工方法，包含：根据线路设计的图形，对铜箔采用雕刻的方法形成线路，再在线路上覆盖半固化片，通过压合以形成电路板。据此，本发明能够达到的技术效果在于，能够提升线路的线宽精度、加工面的垂直度等形状精度、各个截面的精度一致性，从而改善电路板的品质，能够提升高频信号等在线路中的传输效率，减少传输损耗；另外，由于采用雕刻的方法，不需要使用刻蚀液，因此，降低了水污染，节约了水处理成本，并且更加环保。

附图说明

图1A示出了本发明提供的电路板加工方法的一实施例，其加工出的电路板为单面铜线路雕刻电路板。

图1B示出了本发明提供的电路板加工方法的又一实施例，其加工出的电路板为双面铜线路雕刻电路板。

图2示出了本发明提供的电路板加工方法中采用的激光雕刻机的一实施例的结构示意图。

图3示出了本发明提供的电路板加工方法中采用的热压机的一实施例的结构示意图。

附图标记说明：

1 铜箔

2 半固化片

3 激光雕刻机

31 激光发生器

32 聚焦镜

33 工作平台

34 调焦装置

35 主驱动装置

36 加工平面

4 热压机

5 线路

F1 焦点

D1 垂直工作平台的加工平面的方向。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

参考图1A、1B所示，图中展示了本发明提供的电路板加工方法。该方法主要包含：根据线路设计的图形，对铜箔1采用雕刻的方法形成线路5，再在线路5上覆盖半固化片2，通过压合以形成电路板。体现了图中所示的雕刻、填充、压合等步骤。据此，通过雕刻的方法将线路先制作出来，线路再和半固化片压合形成电路板，雕刻能够提高线路加工精度，而且也无废水污染。该方法主要是：先对铜箔进行线路雕刻再进行压合的电路板制作工艺，简称，先线路后压合的雕刻线路板工艺。而，现有技术的印刷电路板则是铜箔和半固化片先压合，再通过底片转印至膜片上（曝光、显影）形成线路成为电路板，简称印刷电路板工艺。

参考图1A、1B所示，采用治具板，用热解胶将铜箔1固定在治具板上，再对铜箔1进行雕刻。铜箔1根据设计要求选择相应的厚度，例如2盎司（Oz）铜箔。一般地，在电路板行业中使用的铜箔，采用英制单位，1盎司的铜箔指的是重量为1盎司铜箔平铺到1平方英尺的厚度，大约是35μm，以此为基础，铜箔厚度有2盎司、3盎司、半盎司、1/3盎司等规格。铜箔是比较薄的，通过热解胶将铜箔1固定到治具板上后，治具板起到加固作用，便于后续雕刻加工和工序间的转运。治具板也与线路5一起，便于线路5的转运。

参考图2所示，展示了本发明提供的电路板加工方法所采用激光雕刻机一实施例的结构示意图。激光雕刻机3包含：激光发生器31、聚焦镜32、工作平台33、调焦装置34、主驱动装置35。激光发生器31用以产生激光，在激光发生器31中激光沿着垂直工作平台的加工平面的方向D1发射。聚焦镜32位于激光发生器32和工作平台33之间，聚焦镜32相对于激光发生器31固定设置，激光通过聚焦镜31汇聚于聚焦镜的其中一个焦点F1处。工作平台33的加工平面36上承载铜箔1。铜箔1通过热解胶固定在治具板上。铜箔1的上表面面对聚焦镜32设置。调焦装置34包含滑动固定机构，滑动固定机构能够在垂直于加工平面（图中所示为水平面）方向D1（图中所示为竖直方向）上运动，带动工作平台33或者激光发生器31，从而改变承载于加工平面36上的铜箔1与聚焦镜32之间的距离，至焦点F1到达铜箔1处时，滑动固定机构能够固定止动，让铜箔1与聚焦镜32之间的距离保持不变。滑动固定机构可以是包含伺服电机的滚珠丝杠结构，伺服电机转动一设定角度，能够让丝杠在D1方向上运动一段距离，伺服电机停止转动时，丝杠静止不动。图2提供的激光雕刻机是采用工作平台33能在D1方向上运动（图中所示竖直方向上运动）。聚焦镜32能够将激光的能量聚集到焦点F1处，而F1在加工过程中位于铜箔1处，则集中能量对铜箔1进行激光切割加工。主驱动装置35根据线路设计的图形带动激光发生器31，使得焦点F1运动遍历工艺设置的去除铜箔区域。聚焦镜32和激光发生器31相对位置固定，所以聚焦镜32的焦点F1的相对于激光发生器31的位置也相对固定。

激光雕刻机3加工后线宽、线距的误差为小于或等于0.0025mm。

参考图1B所示，电路板为双面线路。

第一面线路，根据第一面线路设计的图形，对第一铜箔采用雕刻的方法形成第一面线路。

第二面线路，根据第二面线路设计的图形，对第二铜箔采用雕刻的方法形成第二面线路。此两步可以并行或者在同一激光雕刻机中一次完成。

在第一面线路上覆盖半固化片，再在半固化片上覆盖第二面线路，根据线路设计的要求，将第二面线路与第一面线路相对位置对好。相对位置可以找各线路上的定位点，也可以找各线路相对位置固定的治具板上的定位点，这定位点在雕刻中也作为参考点。

通过压合以形成电路板。

参考图1A、1B所示，在单面线路的电路板和双面线路的电路板基础上，其代表了一层线路的电路板和两层线路的电路板，线路为了方便转运，需要各自使用治具板，结合治具板在线路与半固化片压合到一起后拆除的工艺。以下进一步说明多层线路的雕刻线路板制作工艺流程。

电路板的线路层数为至少三层。

各层线路，根据各层线路各自设计的图形，对各个铜箔采用雕刻的方法以形成相应的各层线路。各层线路可以并行制作，采用多台激光雕刻机将各自雕刻出来；也可以在同一台激光雕刻机中制作出来；也可以依次制作各层线路，或者流水化依据使用的顺序依次制作出来。

在第一层线路上覆盖半固化片，再在半固化片上覆盖第二层线路，根据线路设计的要求，将第二层线路与第一层线路相对位置对好；压合；热解胶的分解温度低于压合工艺的设定温度，热解胶分解，去除治具板；钻孔；清洗。由于有治具板的存在，所以，将第一层和第二层使用的治具板都取掉。清洗是为了将前序工序中产生的除了需要留下的线路和半固化片的部分以外的其他物质（废渣等）去除。

再覆盖半固化片，再在半固化片上覆盖第三层线路，根据线路设计的要求，将第三层线路与第二层线路相对位置对好，压合，去除治具板，钻孔，清洗；重复本步骤直至所有层线路均叠合完毕。

需要注意的是，第一层线路是位于治具板之上，再在第一层线路上覆盖半固化片；第二层线路及后续各层线路是覆盖于半固化片之上，各自的治具板位于各自层线路的上方。

参考图1A、1B所示，雕刻后进行清洗。清洗可以针对除了线路5以外的铜箔的残余或者雕刻加工的废渣。清洗的最终状态是，保留干净的线路5（铜箔雕刻后的产品）。线路5位于治具板上，便于线路5附着和转运。

参考图1A、1B所示，结合图3，通过压合工艺的加热加压,热解胶的分解温度低于压合工艺的设定温度，热解胶分解，去除治具板。压合工艺类似现有技术中印刷电路板制作过程中铜箔与半固化片的压合工艺，根据半固化片的特性，采用热压机4，通过加热将半固化片趋向流态，再加压，与线路5粘合在一起。在加热过程中，热解胶由于温度升高而分解，治具板和线路5分离，将治具板取走。据此，形成了具有线路的电路板。

以上所述即本发明提供的电路板加工方法的具体实施方式，主要是先对铜箔进行线路雕刻再进行压合的电路板制作工艺。据此，本发明能够达到的技术效果在于，能够提升线路的线宽精度、加工面的垂直度等形状精度、各个截面的精度一致性，从而改善电路板的品质，能够提升高频信号等在线路中的传输效率，减少传输损耗；另外，由于采用雕刻的方法，不需要使用刻蚀液，因此，降低了水污染，节约了水处理成本，并且更加环保。

上述具体实施例和附图说明仅为例示性说明本发明的技术方案及其技术效果，而非用于限制本发明。任何熟于此项技术的本领域技术人员均可在不违背本发明的技术原理及精神的情况下，在权利要求保护的范围内对上述实施例进行修改或变化，均属于本发明的权利保护范围。

Claims (8)

1.一种电路板加工方法，其特征在于，包含：根据线路设计的图形，对铜箔采用雕刻的方法形成线路，再在线路上覆盖半固化片，通过压合以形成电路板。

2.根据权利要求1所述的电路板加工方法，其特征在于，采用治具板，用热解胶将所述铜箔固定在所述治具板上，再对铜箔进行雕刻。

3.根据权利要求1或2所述的电路板加工方法，其特征在于，

采用激光雕刻机，所述激光雕刻机包含：激光发生器、聚焦镜、工作平台、调焦装置、主驱动装置；

所述激光发生器用以产生激光，在激光发生器中所述激光沿着垂直工作平台的加工平面的方向发射；

所述聚焦镜位于所述激光发生器和所述工作平台之间，所述聚焦镜相对于所述激光发生器固定设置，所述激光通过所述聚焦镜汇聚于聚焦镜的其中一个焦点处；

所述工作平台的加工平面上承载所述铜箔；

所述调焦装置包含滑动固定机构，滑动固定机构能够在垂直于加工平面方向上运动，带动工作平台或者激光发生器，从而改变承载于加工平面上的铜箔与聚焦镜之间的距离，至所述焦点到达铜箔处时，所述滑动固定机构能够固定止动，让铜箔与聚焦镜之间的距离保持不变；

所述主驱动装置根据线路设计的图形带动激光发生器，使得焦点运动遍历工艺设置的去除铜箔区域。

4.根据权利要求3所述的电路板加工方法，其特征在于，激光雕刻机加工后线宽、线距的误差为小于或等于0.0025mm。

5.根据权利要求1或2所述的电路板加工方法，其特征在于，电路板为双面线路，

第一面线路，根据第一面线路设计的图形，对第一铜箔采用雕刻的方法形成第一面线路；

第二面线路，根据第二面线路设计的图形，对第二铜箔采用雕刻的方法形成第二面线路；

在第一面线路上覆盖半固化片，再在半固化片上覆盖第二面线路，根据线路设计的要求，将第二面线路与第一面线路相对位置对好；

通过压合以形成电路板。

6.根据权利要求2所述的电路板加工方法，其特征在于，电路板的线路层数为至少三层；

各层线路，根据各层线路各自设计的图形，对各个铜箔采用雕刻的方法以形成相应的各层线路；

在第一层线路上覆盖半固化片，再在半固化片上覆盖第二层线路，根据线路设计的要求，将第二层线路与第一层线路相对位置对好；

压合；

热解胶的分解温度低于压合工艺的设定温度，热解胶分解，去除治具板；

钻孔；

清洗；

再覆盖半固化片，再在半固化片上覆盖第三层线路，根据线路设计的要求，将第三层线路与第二层线路相对位置对好，压合，去除治具板，钻孔，清洗；重复本步骤直至所有层线路均叠合完毕。

7.根据权利要求1所述的电路板加工方法，其特征在于，雕刻后进行清洗。

8.根据权利要求2所述的电路板加工方法，其特征在于，通过压合工艺的加热加压，所述热解胶的分解温度低于压合工艺的设定温度，热解胶分解，去除治具板。

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