CN114501810A - 细线距电路板结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了细线距电路板结构及其制造方法，制造方法包括以下步骤：金属基材表面形成改性陶瓷涂层；对改性陶瓷涂层刻蚀或直接在金属基材表面刻蚀情况下省去改性陶瓷涂层，得到具有图形的线路沟槽；通过电镀或化学镀方法使得线路沟槽内生成导电图形；金属基材的背面采用蚀刻法进行蚀刻，蚀刻到导电图形处停止蚀刻。本发明实现了避免采用传统的覆铜基板，导电图形的细线距成型效果较好，提高电路板的性能。

Description

细线距电路板结构及其制造方法

技术领域

本发明属于电路板制造技术领域，尤其涉及一种细线距电路板结构及其制造方法。

背景技术

目前，超细线路板是用进口的超薄铜层的覆铜板，在覆铜板的表面贴敷进口的用于曝光显影的光刻胶与PCB曝光显影的干膜，在后续的曝光显影中，去除不需要位置的光刻胶形成图形沟槽，并在图形沟槽中通过电镀与化学镀的方式，在图形沟槽内生长出导电图形与线路。但此方法有以下困难点：

1)所用的覆铜板与光刻胶/干膜等均需要进口，以及高端的曝光与蚀刻设备，成本昂贵；2)光刻胶与干膜存在一定的厚度问题，无法制作厚铜的线路板，当光刻胶在30μm以上的厚度，同时线路在小于30μm的时候，曝光设备就很容易出现曝光不足的现象，同时在厚度大约45μm的时候，导致曝光没法制作，光没有办法完全的照射到光刻胶的底部或太细小的线路上，在照射曝光时侧壁会有阴影的问题，也会造成光照不完全的现象。3)在制作细间距产品的时候，光刻胶的图形线路线距太近，附着在覆铜板上的面积过小，导致在后续的显影与蚀刻过程中光刻胶会被液体破坏与冲掉。

现有专利号为CN201911139546.4一种半减成法高精密蚀刻方法，包括在铜箔基材的铜箔金属层面涂上光刻胶，进行曝光、显影处理。现有的电路板在制备中通常采用覆铜基材，进行激光刻蚀时散热性能较差，导致铜箔导体与基材发生分离；同时，采用酸性蚀刻液去除覆铜基材时，对铜箔导体的线路图形腐蚀较大，造成线路图形的破坏。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供细线距电路板结构及其制造方法，从而实现避免采用传统的覆铜基板，导电图形的细线距成型效果较好，提高电路板的性能。为了达到上述目的，本发明技术方案如下：

细线距电路板结构，包括金属基材、嵌入金属基材内的导电图形、及设于导电图形和金属基材上的保护绝缘层。

具体的，所述金属基材上设有由激光光束成型的线路沟槽，线路沟槽内形成镀膜导电层，镀膜导电层上生成导电图形。

细线距电路板结构制造方法，包括以下步骤:

通过激光光束对金属基材表面刻蚀，得到具有图形的线路沟槽；

通过电镀或化学镀方法使得线路沟槽内生成导电图形；

导电图形的表面和金属基材的表面形成一层保护绝缘层；

金属基材的背面采用蚀刻法进行蚀刻，蚀刻到导电图形处停止蚀刻。

具体的，所述金属基材中的线路沟槽生成导电图形包括以下步骤：

在金属基材的表面和其线路沟槽内形成镀膜导电层；

将填充涂料填充入镀膜导电层所在的线路沟槽内；

将位于金属基材的表面的镀膜导电层去除；

去除位于线路沟槽内的填充涂料，将位于线路沟槽内的镀膜导电层露出；

位于线路沟槽内镀膜导电层上生成导电图形。

具体的，所述金属基材采用铝材质制成，所述导电图形采用铜材质制成，金属基材的背面通过碱性蚀刻液进行蚀刻。

细线距电路板结构，包括金属基材、设于金属基材上的改性陶瓷涂层、嵌入改性陶瓷涂层内的导电图形、及设于导电图形和改性陶瓷涂层上的保护绝缘层。

具体的，所述改性陶瓷涂层上设有由激光光束成型的线路沟槽，线路沟槽内形成镀膜导电层，镀膜导电层上生成导电图形。

细线距电路板结构制造方法，包括以下步骤：

金属基材表面形成改性陶瓷涂层；

通过激光光束对改性陶瓷涂层刻蚀，得到具有图形的线路沟槽；

通过电镀或化学镀方法使得线路沟槽内生成导电图形；

导电图形和改性陶瓷涂层的表面形成一层保护绝缘层；

金属基材的背面采用蚀刻法进行蚀刻，蚀刻到导电图形处停止蚀刻。

具体的，所述改性陶瓷涂层中的线路沟槽生成导电图形包括以下步骤：在改性陶瓷涂层的表面和其线路沟槽内形成镀膜导电层；

将填充涂料填充入镀膜导电层所在的线路沟槽内；

将位于改性陶瓷涂层表面的镀膜导电层去除；

去除位于线路沟槽内的填充涂料，将位于线路沟槽内的镀膜导电层露出；

位于线路沟槽内镀膜导电层上生成导电图形。

具体的，所述金属基材采用铝材质制成，所述导电图形采用铜材质制成，所述金属基材的背面通过碱性蚀刻液进行蚀刻。

与现有技术相比，本发明细线距电路板结构及其制造方法的有益效果主要体现在：

通过在金属基材表面形成改性陶瓷涂层，改性陶瓷涂层进行激光光束刻蚀出线路沟槽，避免使用传统的光刻胶，可以实现可控线距较好成型的线路沟槽，不受改性陶瓷涂层的厚度限制，在线路沟槽内形成导电图形；同时设置改性陶瓷涂层具有良好散热性能；在去除改性陶瓷涂层表面的镀膜导电层前对线路沟槽内的镀膜导电层进行保护，导电图形在镀膜导电层打底的基础上生长在线路沟槽内，导电图形的成型效果更好，提高线路板线路成型的的连接稳定性；通过从金属基材的背面进行蚀刻能达到导电图形处，对导电图形进行绝缘填充，起到保护导电图形的作用；

或者通过在金属基材上直接激光光束刻蚀线路沟槽，金属基材采用铝材质制成，由于铝具有良好的散热性，在激光刻蚀时，不会由于激光能量过高，造成脱层与断面，同时铝没有高分子等物质的多孔性，其侧壁光滑，在进行镀导电膜层时不会应不平整导致镀膜结合力差，与断裂的风险，相较于在改性陶瓷涂层上刻蚀具有更有的效果。铝适用于双性(酸碱液均可以蚀刻)蚀刻，而导电图形以铜为导体，金属基材除铝外，均是采用酸性液蚀刻，选择铝作为金属基材，在后续去除工艺中采用碱性液将金属基材蚀刻掉，可以做到最大程度的保护铜做为导体图形的结构；提高整体电路板的导电性能、及物理连接特性。

附图说明

图1为本发明实施例的细线距电路板结构制造流程示意图；

图2为本实施例具有改性陶瓷涂层的结构示意图；

图中数字表示:

1金属基材、11线路沟槽、12镀膜导电层、2导电图形、3保护绝缘层、4改性陶瓷涂层。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例：

参照图1所示，细线距电路板结构，包括金属基材1、嵌入金属基材1内的导电图形2、及设于导电图形2和金属基材1上的保护绝缘层3。

参照图2所示，或根据电路板应用环境和散热需求，在金属基材1上设置改性陶瓷涂层4，细线距电路板结构，包括金属基材1、设于金属基材1上的改性陶瓷涂层4、嵌入改性陶瓷涂层4内的导电图形2、及设于导电图形2和改性陶瓷涂层4上的保护绝缘层3。

金属基材1上设有由激光光束成型的线路沟槽11，线路沟槽11内形成镀膜导电层12，镀膜导电层12上生成导电图形2。

电路板可以应用于无线充电线圈、VCM马达、耳机、助听器、手机传感器、车载传感器、LED照明、车载车灯、探照灯、光通讯模块、大功率电器。

细线距电路板结构制造方法，包括以下步骤：

通过激光光束对金属基材1表面刻蚀，得到具有图形的线路沟槽11。

或金属基材1表面形成改性陶瓷涂层4，通过激光光束对改性陶瓷涂层4表面刻蚀，得到具有图形的线路沟槽11；

通过微弧氧化(MAO)或阳极氧化的表面处理方法，依靠电解液与电参数的匹配调节，在弧光放电产生的瞬时高温高压作用下，在金属及其合金表面生长出以基体金属氧化物为主并辅以电解液组分的改性陶瓷涂层4，或者具有绝缘功能的氧化物层，其中，氧化物层或改性陶瓷涂层的厚度为0.2μm-1000μm。

金属基材1包括铝片或铝合金箔，具有导电性能，其中，金属基材的厚度为3μm-500mm。

刻蚀的深度为刚好到达金属基材1表面，或刻蚀至金属基材1内的深度小于100μm。

激光光束包括但不限于光纤激光，CO₂激光，UV激光器，绿光激光器，红外激光器，准分子激光器，深紫外激光器。激光器的波长为：199nm-1064nm。

对改性陶瓷涂层4或金属基材1的线路沟槽11进行清洁：

通过酸性或碱性的微蚀刻方法，或等离子清洁方法，或纯水对线路沟槽11进行清洁。

将改性陶瓷涂层4或金属基材1中的线路沟槽11生成导电图形2：

方法1)：通过电镀或化学镀方法使得线路沟槽11内生成导电图形2，电镀材料为铜，镍，锡，具有导电性能的金属或含有以上的合金材料，对导电图形2进行磨刷清洁。当金属基材1采用铝，镁，钛以及含有铝、镁、钛成分的合金材料时，直接在金属基材1上进行电镀铜与化学镀铜时，其电镀的质量较差，可采用以下方法2)生成导电图形2，通过在线路沟槽11内增加镀膜导电层12，来辅助更好的电镀铜与化学镀铜生成导电图形2。

方法2)：a，通过真空气相沉积法：包括磁控溅射(PVD)、CVD、MVCD、PMVD、离子镀的镀膜工艺，在改性陶瓷涂层4表面或金属基材1表面的线路沟槽11内形成镀膜导电层12，镀膜导电层12的物质可以是一种，也可以是多种金属导电物质。

b，采用喷涂，浸泡，印刷，层压，贴合的方式，将填充涂料包括胶水、油墨、粉体，填充入镀膜导电层12所在的线路沟槽11内，将位于线路沟槽11内的镀膜导电层12遮蔽保护。

c，通过酸碱蚀刻法将位于改性陶瓷涂层4表面或金属基材1表面的镀膜导电层12去除。

d，去除位于线路沟槽11内的填充涂料，将位于线路沟槽11内的镀膜导电层12露出。

e，通过电镀或化学镀方法使得位于线路沟槽11内镀膜导电层12上生成导电图形2，电镀材料为铜，镍，锡，具有导电性能的金属或含有以上的合金材料，导电图形2根据需求增加至一定厚度。

导电图形2和改性陶瓷涂层4的表面或导电图形2和金属基材1的表面形成一层保护绝缘层3：

方法1):采用涂敷、贴敷、层压、或印刷的工艺将保护绝缘层3制于导电图形2和改性陶瓷涂层4的表面或导电图形2和金属基材1的表面。保护绝缘层3为PI纯胶膜、TPi膜、PET、PEN、PPS、或LCP的高分子膜材；

方法2)：采用PCB感光性与热固型的油墨、光刻胶、或陶瓷粉末油墨为保护层印刷方式制于导电图形2和改性陶瓷涂层4的表面或导电图形2和金属基材1的表面；

方法3)：采用磁控溅射的真空镀膜工艺，使导电图形2和改性陶瓷涂层4的表面、或导电图形2和金属基材1的表面增加一层保护绝缘层3，保护绝缘层3为氧化铝，氮化铝，或陶瓷膜的绝缘物质。

金属基材1的背面采用蚀刻法进行蚀刻，蚀刻到导电图形2处停止蚀刻。当导电图形2生长于镀膜导电层12上时，蚀刻到镀膜导电层12处停止蚀刻。金属基材1采用铝材质制成时，采用碱性蚀刻液进行蚀刻，去除金属基材的同时降低对以铜为材料的导电图形的腐蚀。金属基材1采用铝材质具有良好的散热性能。

将PCB油墨通过印刷方式或保护膜贴敷层压方式，对金属基材1被蚀刻部分外露出的导电图形2的线距内做绝缘填充处理，得到单面的线路板。

产品制作为双面：改性陶瓷涂层4或金属基材1中的线路沟槽11生成导电图形2后，与另一相同产品的导电图形2通过绝缘粘接得到双面线路板。对接的两导电图形2之间通过PP半固化片、纯胶膜、绝缘膜与胶水进行层压粘结。

应用本实施例时，通过在金属基材1表面形成改性陶瓷涂层4，改性陶瓷涂层4进行激光束刻蚀出线路沟槽11，避免使用传统的光刻胶，可以实现可控线距的的线路沟槽11，不受改性陶瓷涂层4的厚度限制，在线路沟槽11内形成导电图形2；在去除改性陶瓷涂层4表面的镀膜导电层12前对线路沟槽11内的镀膜导电层12进行保护，导电图形2在镀膜导电层12打底的基础上生长在线路沟槽11内，导电图形2的成型效果更好，提高线路板线路成型的的连接稳定性；通过从金属基材1的背面进行蚀刻能达到导电图形2处，对导电图形2进行绝缘填充，起到保护导电图形2的作用；或者通过在金属基材1上直接激光光束刻蚀线路沟槽11，金属基材1采用铝材质制成，由于铝具有良好的散热性，在激光刻蚀时，不会由于激光能量过高，造成脱层与断面，同时铝没有高分子等物质的多孔性，其侧壁光滑，在进行镀导电膜层12成型时不会应不平整导致镀膜结合力差，与断裂的风险，相较于在改性陶瓷涂层4上刻蚀具有更有的效果。铝适用于双性(酸碱液均可以蚀刻)蚀刻，而导电图形2以铜为导体，金属基材1除铝外，均是采用酸性液蚀刻，选择铝作为金属基材1，在后续去除工艺中采用碱性液将金属基材蚀刻掉，可以做到最大程度的保护铜做为导体图形2的结构；提高整体电路板的导电性能、及物理连接特性。

在本发明的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.细线距电路板结构，其特征在于：包括金属基材、嵌入金属基材内的导电图形、及设于导电图形和金属基材上的保护绝缘层。

2.根据权利要求1所述的细线距电路板结构，其特征在于：所述金属基材上设有由激光光束成型的线路沟槽，线路沟槽内形成镀膜导电层，镀膜导电层上生成导电图形。

3.细线距电路板结构制造方法，其特征在于，用于制造权利要求1-2任意一项所述细线距电路板结构的方法，包括以下步骤:

通过激光光束对金属基材表面刻蚀，得到具有图形的线路沟槽；

通过电镀或化学镀方法使得线路沟槽内生成导电图形；

导电图形的表面和金属基材的表面形成一层保护绝缘层；

金属基材的背面采用蚀刻法进行蚀刻，蚀刻到导电图形处停止蚀刻。

4.根据权利要求3所述的细线距电路板结构制造方法，其特征在于：所述金属基材中的线路沟槽生成导电图形包括以下步骤：

在金属基材的表面和其线路沟槽内形成镀膜导电层；

将填充涂料填充入镀膜导电层所在的线路沟槽内；

将位于金属基材的表面的镀膜导电层去除；

去除位于线路沟槽内的填充涂料，将位于线路沟槽内的镀膜导电层露出；

位于线路沟槽内镀膜导电层上生成导电图形。

5.根据权利要求3所述的细线距电路板结构制造方法，其特征在于：所述金属基材采用铝材质制成，所述导电图形采用铜材质制成，金属基材的背面通过碱性蚀刻液进行蚀刻。

6.细线距电路板结构，其特征在于：包括金属基材、设于金属基材上的改性陶瓷涂层、嵌入改性陶瓷涂层内的导电图形、及设于导电图形和改性陶瓷涂层上的保护绝缘层。

7.根据权利要求6所述的细线距电路板结构，其特征在于：所述改性陶瓷涂层上设有由激光光束成型的线路沟槽，线路沟槽内形成镀膜导电层，镀膜导电层上生成导电图形。

8.细线距电路板结构制造方法，其特征在于，用于制造如权利要求6-7任意一项所述的细线距电路板结构的方法，包括以下步骤：

金属基材表面形成改性陶瓷涂层；

通过激光光束对改性陶瓷涂层刻蚀，得到具有图形的线路沟槽；

通过电镀或化学镀方法使得线路沟槽内生成导电图形；

导电图形和改性陶瓷涂层的表面形成一层保护绝缘层；

金属基材的背面采用蚀刻法进行蚀刻，蚀刻到导电图形处停止蚀刻。

9.根据权利要求8所述的细线距电路板结构制造方法，其特征在于：所述改性陶瓷涂层中的线路沟槽生成导电图形包括以下步骤：

在改性陶瓷涂层的表面和其线路沟槽内形成镀膜导电层；

将填充涂料填充入镀膜导电层所在的线路沟槽内；

将位于改性陶瓷涂层表面的镀膜导电层去除；

去除位于线路沟槽内的填充涂料，将位于线路沟槽内的镀膜导电层露出；

位于线路沟槽内镀膜导电层上生成导电图形。

10.根据权利要求8所述的细线距电路板结构制造方法，其特征在于：所述金属基材采用铝材质制成，所述导电图形采用铜材质制成，所述金属基材的背面通过碱性蚀刻液进行蚀刻。

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