CN115515329A - 一种内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法 - Google Patents

一种内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法 Download PDF

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CN115515329A CN202211073115.4A CN202211073115A CN115515329A CN 115515329 A CN115515329 A CN 115515329A CN 202211073115 A CN202211073115 A CN 202211073115A CN 115515329 A CN115515329 A CN 115515329A
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Abstract

本发明属于电路板技术领域，具体公开一种内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，包括以下步骤：S1.将内层铜箔的表面进行化学药水微蚀；S2.清洗，洗去药水；S3.在内层铜箔的表面上形成水膜；S4.将带有水膜的内层铜箔进行贴膜；S4.显影、蚀刻、褪膜后，形成所需的PCB线路图形。本发明提供的方法，通过化学药水微蚀内层铜箔的表面，使其表面形成均匀一致的粗糙层，增强了感光膜与铜面结合力，并将内层铜箔浸泡在去离子水中，使其表面形成一层均匀水膜，在合适温度下，将感光膜贴在内层铜箔上，从而内层铜箔上贴好的感光膜与水膜形成一层相互熔合层，进一步大大增强了感光膜与铜面的结合力，有效降低压合后感光膜与铜面结合力不好，而导致的风险。

Description

一种内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法
技术领域
本发明属于电路板技术领域，更具体地，涉及一种内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法。
背景技术
在线路板制作过程中，需要使用以芯板HVLP表面铜箔制作信号传输的线路层。在制作线路层时，经常出现问题，导致芯板的大批量的线路开路和缺口缺陷报废。
例如光滑HVLP铜面与粘贴的感光膜结合力差，经过曝光、显影和蚀刻步骤后，造成芯板批量线路开路和缺口缺陷报废，影响PCB板的合格率和客户交期。粗糙度大铜面可以达到与感光膜很好结合力，但是HVLP铜面粗糙度大引起客户信号传输损耗大超出使用要求。
现有技术中内层线路板工艺流程：
芯板裁切→化学清洗→预定位→DI水浸涂板面→压感光膜→曝光→显影→蚀刻→褪干膜→AOI检查(统计开路和缺口缺陷率)，目前现有工艺流程存在内层芯板在内层图形转移制作时，内层芯板的铜面经过化学清洗后，内层芯板光滑的铜面直接粘贴感光膜，在这个加工过程中，芯板很容易出现光滑的铜面与感光膜结合不好导致分离，制程中其他药水进入夹层空隙，会导致蚀刻工序药水蚀掉线路，引起PCB板线路不良报废。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，解决了PCB内层线路制作方面开路和缺口的缺陷报废高的问题。
为了解决上述的技术问题，本发明提供的一种内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，包括以下步骤：
S1.将内层铜箔的表面进行化学药水微蚀，表面形成均匀一致的粗糙层；
S2.清洗，洗去药水；
S3.在内层铜箔的表面上形成水膜；
S4.将带有水膜的内层铜箔进行贴膜；
S5.显影、蚀刻、褪膜后，形成所需的PCB线路图形。
本发明提供的一种内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，优选地，内层铜箔为HVLP铜面，通过化学药水微蚀内层铜箔的表面，使其表面形成均匀一致粗糙层，然后将内层铜箔上药水清洗干净，再将其浸泡在去离子水箱中，使其表面上浸涂一层水膜，在合适温度下，将感光膜粘贴在内层铜箔上，从而在贴好的内层铜箔芯板上感光膜与水膜形成一层相互熔合层，大大增强了感光膜与铜面的结合力，有效降低压合后感光膜与铜面结合力不好而导致的风险，再曝光显影后成所需图形，然后蚀刻、褪膜后，形成所需的PCB线路图形。
为了增加感光膜与铜面结合力，且避免铜面粗糙度大引起客户信号传输损耗大超出使用要求，需要S1处理后的铜面粗糙度与未经过处理的铜面粗糙度相差在0.5％以内，所述S1处理后的铜面粗糙度控制为1.028～1.032。
为了更好地控制铜面粗糙度的值，所述S1中化学药水包括如下组分，按质量百分比计算的组份：
Figure BDA0003830045870000021
所述抑制剂为氮唑类物质。
为了能够控制内层铜箔的铜面粗糙度为1.028～1.032，所述S1中，化学药水微蚀铜箔的微蚀速率为0.10～0.14mil/min，优选为0.12mil/min；微蚀的时间为60±2秒，其中控制微蚀速率的具体方法为：在微蚀缸内，化学药水经过扇形喷嘴口喷洒出，洒出的药水角度为100°～110°，优选为105°；控制流量为1.5～1.7LT/min，优选为1.6LT/min；控制喷洒液滴尺寸为100μm～120μm，优选为110μm。
为了快速清洗去除化学药水，不影响微蚀铜箔的效果，本技术方案采用高压喷淋的方式进行清洗微蚀后的铜箔，并控制全面清洗的时间为5～8s。
进一步地，曝光显影后的膜的厚度不能太厚，经济成本太高，太薄又达不到PCB板性能的要求，所述S4中曝光显影后的膜厚度控制为29±2μm，能够同时兼顾经济效益和性能要求。
进一步地，为了控制膜厚度为29±2μm，所述S5中，显影前，控制贴膜后内层铜箔在曝光前停留的时间为2h～12h，优选为2～6h，这样既能到达PCB板性能的要求，又能防止停留时间过长导致干膜出现，从而使显影不干净，影响线路蚀刻效果。
进一步地，所述S4中形成去水膜的具体步骤为：在流量为0.25～0.3L/min，去离子水箱中浸泡6～8s，在铜表面形成一层均匀水膜，其中所述水箱中的去离子水循环次数为18～22min/次。
为了能够通过浸泡6～8s内层铜箔，铜箔表面的一层形成均匀水膜，本方案需要控制流量为0.25～0.3L/min和18～22min/次的循环次数，因为本方案中形成水膜的水箱的体积为15LT，浸泡内层芯板的水槽的宽10cm、长63.5cm、高9.5cm，体积为6.0LT，在当连续生产中去离子水浸泡芯板时，板边的树脂粉尘杂物脱落进入去离子水中，使水槽内杂物越来越多。循环过滤次数少了，离子水内杂物沉积在板面；循环次数过多，水槽内水含有气泡，浸泡后引起水膜不均匀导致贴膜起皱。
进一步地，所述S3的贴膜的具体步骤为：将S2得到的带有水膜的内层铜箔送入贴膜机，进行贴膜，其中贴膜压辊的温度不能太高，太高容易使水膜形成气泡，也不能太低，太低膜材料形成不了流动的凝胶，不利于贴膜，所述贴膜压辊的温度为95℃～105℃，从而芯板上贴好的感光膜与水膜形成一层相互熔合层，大大增强了感光膜与铜面结合力，有效降低压合后感光膜与铜面结合力不好，而导致的风险。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明提供的一种内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，通过化学药水微蚀内层铜箔的表面，使其表面形成均匀一致粗糙层，并严格控制铜面粗糙度为1.028～1.032，通过高压喷淋，严格控制全面清洗的时间，然后在去离子水箱中浸泡内层铜箔，使其表面上浸涂一层水膜，再曝光后显影成所需图形，然后蚀刻、褪膜，形成所需的PCB线路图形。本发明通过严格控制铜面的粗糙度，增加感光膜与铜面结合力，同时避免了铜面粗糙度大引起客户信号传输损耗大超出使用要求，在合适温度下，将感光膜粘贴在内层铜箔，从而芯板上贴好的感光膜与水膜形成一层相互熔合层，进一步增强了感光膜与铜面结合力，有效降低压合后感光膜与铜面结合力不好，而导致的风险，控制曝光显影前停留的时间，形成的膜，能够同时兼顾经济效益和性能要求，且避免曝光停留时间过长，导致干膜出现从而使的显影不干净，影响线路蚀刻效果。
具体实施方式
本发明实施例仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。
实施例1
本实施例提供的一种内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，包括以下步骤：
本实施例中内层铜箔为HVLP铜面。
S1.将内层铜箔的表面进行化学药水微蚀，表面形成均匀一致的粗糙层，其中化学药水微蚀的具体方法为：在微蚀缸内，使用的化学药水包括如下组分，按质量百分比计算的组份：
Figure BDA0003830045870000041
所述抑制剂为氮唑类物质。
上述化学药水，经过扇形喷嘴口喷洒出，其洒出的药水角度为100°，控制流量为1.5LT/min，控制喷洒液滴尺寸为100μm，控制微蚀的速率为0.10mil/min，控制微蚀时间58秒对铜面进行咬蚀，形成表面均匀一致粗糙层，通过测试得到铜面粗糙度为1.028，增加了感光膜与铜面结合力，且避免铜面粗糙度大引起客户信号传输损耗大超出使用要求。
S2.采用高压喷淋，在5s内将内层铜箔的表面清洗干净，快速除化学药水，不影响微蚀的效果；
S3.在内层铜箔的表面上形成水膜，其中形成去水膜的具体步骤为：在流量为0.25L/min，去离子水箱中浸泡6s，在铜表面形成一层均匀水膜，所述水箱中的去离子水循环次数为18min/次。
S4.将带有水膜的内层铜箔进行贴膜，其进行贴膜的具体步骤为：将S2得到的带有水膜的内层铜箔送入贴膜机，进行贴膜，其中贴膜压辊的温度为95℃，从而内层铜箔芯板上贴好的感光膜与水膜形成一层相互熔合层，大大增强了感光膜与铜面的结合力，有效降低压合后感光膜与铜面结合力差，而导致的风险。
S5.曝光后显影形成所需图形，其中控制贴膜后内层铜箔在显影前停留的时间为2h，防止停留时间过长导致干膜，从而出现显影不干净，影响线路蚀刻效果，然后蚀刻、褪膜后，形成所需的PCB线路图形。
实施例2
本实施例提供的一种内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，包括以下步骤：
本实施例中内层铜箔为HVLP铜面。
S1.将内层铜箔的表面进行化学药水微蚀，，其中化学药水微蚀的具体方法为：在微蚀缸内，使用的化学药水包括如下组分，按质量百分比计算的组份：
Figure BDA0003830045870000051
所述抑制剂为氮唑类物质。
上述化学药水，经过扇形喷嘴口喷洒出，其洒出的药水角度为105°，控制流量为1.6LT/min，控制喷洒液滴尺寸为110μm，控制微蚀的速率为0.14mil/min，控制微蚀时间在60±2秒内对铜面进行咬蚀，形成表面均匀一致粗糙层，通过测试得到铜面粗糙度为1.030，增加了感光膜与铜面的结合力，且避免铜面粗糙度大引起客户信号传输损耗大超出使用要求。
S2.采用高压喷淋，在7s内将清洗干净内层铜箔的表面清洗干净，快速除化学药水，不影响微蚀的效果。
S3.在内层铜箔的表面上形成水膜，其中形成去水膜的具体步骤为：在流量为0.3L/min，去离子水箱中浸泡6s，在铜表面形成一层均匀水膜，所述水箱中的去离子水循环次数为20min/次。
S4.将带有水膜的内层铜箔进行贴膜，其中进行贴膜的具体步骤为：在进行贴膜的具体步骤为：将S2得到的带有水膜的内层铜箔送入贴膜机，进行贴膜，其中贴膜压辊的温度为100℃，从而内层铜箔芯板上贴好的感光膜与水膜形成一层相互熔合层，大大增强了感光膜与铜面的结合力，有效降低压合后感光膜与铜面结合力不好而导致的风险。
S5.曝光后显影成所需图形，其中显影前，控制贴膜后内层芯板铜箔在曝光显影前停留的时间4h，防止停留时间过长导致干膜出现显影不干净，影响线路蚀刻效果。然后蚀刻、褪膜后，形成所需的PCB线路图形。
实施例3
本实施例提供的一种内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，包括以下步骤：
本实施例中内层铜箔为HVLP铜面。
S1.将内层铜箔的表面进行化学药水微蚀，表面形成均匀一致的粗糙层，其中化学药水微蚀的具体方法为：在微蚀缸内，使用的化学药水包括如下组分，按质量百分比计算的组份：
Figure BDA0003830045870000061
所述抑制剂为氮唑类物质。
上述药水经过扇形喷嘴口喷洒出，其洒出的药水角度为105°，控制流量为1.6LT/min，控制喷洒液滴尺寸为110μm，控制微蚀的速率为0.12mil/min，控制微蚀时间62秒对铜面进行咬蚀，形成表面均匀一致粗糙层，通过测试得到铜面粗糙度为1.031，增加了感光膜与铜面结合力，且避免铜面粗糙度大引起客户信号传输损耗大超出使用要求。
S2.采用高压喷淋，在7s内将清洗干净内层铜箔的表面清洗干净，快速除化学药水，不影响微蚀的效果。
S3.在内层铜箔的表面上形成水膜，其中形成去水膜的具体步骤为：在流量为0.32L/min，循环次数为22分钟/次的去离子水箱中浸泡8s，铜表面一层形成均匀水膜。
S4.将带有水膜的内层铜箔进行贴膜，其中进行贴膜的具体步骤为：进行贴膜的具体步骤为：将S2得到的带有水膜的内层铜箔送入贴膜机，进行贴膜，其中贴膜压辊的温度为105℃，从而内层铜箔芯板上贴好的感光膜与水膜形成一层相互熔合层，大大增强了感光膜与铜面的结合力，有效降低压合后感光膜与铜面结合力不好而导致的风险。
S5.曝光后显影成所需图形，其中显影前，控制贴膜后内层铜箔在曝光显影前停留的时间为6h，防止了停留时间过长导致干膜出现显影不干净，影响线路蚀刻效果，然后蚀刻、褪膜后，形成所需的PCB线路图形。
实施例4
本实施例考察停留曝光的时间对膜厚度的影响，仅将实施例2中的曝光显影前停留的时间改为2h、6h、8h、10h、12h，其他条件不变，分别测试2h、4h、6h、8h、10h、12h贴膜后的膜厚度和曝光后的膜厚度，如表1所示。
表1：贴膜后的膜厚度和曝光显影后的膜厚度
Figure BDA0003830045870000062
Figure BDA0003830045870000071
从表1的数据可以看出，停留的时间越长，膜厚度越小，为了兼顾满足PCB板性能的要求和经济效益和时间成本，控制贴膜后内层铜箔在曝光显影前停留的时间为2～6h为最优选择。
对比例1-2
参照实施例2仅将实施例2中的曝光之前停留的时间改为14h、16h、18h，其他条件不变，分别测试贴膜后的膜厚度和曝光后的膜厚度，如表1所示。
表2：贴膜后的膜厚度和曝光显影后的膜厚度
Figure BDA0003830045870000072
从表2的数据可以看出，超过14h以上，干膜厚度已低于本发明所要求的膜的厚度29±2μm，且停留时间过长也不利于时间成本的控制，因此曝光之前停留的时间不易太长。
对比例3
参照实施例2，使用的药水成分和实施例2一样，与实施例2不同的是，其中化学药水微蚀的具体方法为：
将药水经过扇形喷嘴口喷洒出，其洒出的药水角度为125°，控制流量为1.3LT/min，控制喷洒液滴尺寸为90μm，控制微蚀的速率为0.9mil/min，控制微蚀时间50秒对铜面进行咬蚀，形成表面均匀一致粗糙层，到铜面粗糙度为1.015，其后续步骤均与实施例2一样。
对比例4
参照实施例2，使用的药水成分和实施例一样，与实施例2不同的是，化学药水微蚀的具体方法为：
药水经过扇形喷嘴口喷洒出，其洒出的药水角度为125°，控制流量为2.0LT/min，控制喷洒液滴尺寸为140μm，控制微蚀的速率为0.18mil/min，控制微蚀时间80秒对铜面进行咬蚀，形成表面均匀一致粗糙层，通过测试得到铜面粗糙度为1.041，其后续步骤均与实施例2一样。
对比例5
参照实施例2，与实施例2不同的是，不形成水膜，直接进行贴膜。
对比例6
参照实施例2，与实施例2不同的是，所述S2中形成水膜的具体步骤为：在流量为0.5L/min，30min/次循环的去离子水箱中浸泡15秒，使铜箔的表面一层水膜。
测试例1
用实施例1-3和对比例3-6的方法制作信号传输线路层，每个方法均在50块HVLP铜面制成信号传输线路层，测试制作完成芯板的开路率和缺口缺陷报废率，如表3所示。
表3：50块芯板的开路率和缺口缺陷报废率
实施例 芯板的开路率％ 缺口缺陷报废率％
实施例1 2.5 3.1
实施例2 2.0 1.7
实施例3 2.9 3.5
对比例3 11.1 9.5
对比例4 2.1 3.0
对比例5 10.1 8.9
对比例6 7.2 5.6
对比表3中数据可知，本发明实施例1-3中芯板的开路率和缺口缺陷报废率均较低，本发明通过化学药水微蚀内层铜箔的表面，使其表面形成均匀一致粗糙层，并严格控制铜箔的表面的粗糙度，解决了PCB内层线路制作方面开路和缺口的缺陷报废高的问题，提高了PCB板的合格率。
其中，对比实施例2和对比例3的数据可知，化学药水微蚀的具体方法的不同，其对比例3铜箔的表面的粗糙度比实施例2中的小，导致铜面与感光膜结合不好导致分离，从而芯板的开路率和缺口缺陷报废率要比实施例2高的多，因此要严格控制铜箔的表面的粗糙度，才能到达理想的效果。
对比实施例2和对比例4的数据可知，化学药水微蚀的具体方法的不同，其对比例3铜箔的表面的粗糙度比实施例2中的大，虽然比例4的开路率和缺口缺陷报废率和实施例2基本一样，但是HVLP铜面粗糙度大会引起客户信号传输损耗大，导致超出使用要求。
对比实施例2和对比例5的数据可知，对比例5芯板的开路率和缺口缺陷报废率要比高的实施例2多，本发明通过形成水膜，通过贴膜机，从而在贴好芯板上感光膜与水膜形成一层相互熔合层，大大增强了感光膜与铜面结合力，有效降低压合后感光膜与铜面结合力不好而导致的风险，降低了芯板的开路率和缺口缺陷报废率。
对比实施例2和对比例6的数据可知，形成水膜的具体步骤的不同也会影响，感光膜与铜面结合力，因此需严格控制形成水膜的具体参数，才能到达较好的效果。
本发明提供的一种内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，通过化学药水微蚀内层铜箔的表面，使其表面形成均匀一致粗糙层，并控制1.028～1.032，通过浸泡内层铜箔，使其表面上形成一层均匀水膜，并曝光后显影形成所需图形，然后蚀刻、褪膜后，形成所需的PCB线路图形。本发明通过严格控制铜面的粗糙，增加感光膜与铜面的结合力，且避免铜面粗糙度大引起客户信号传输损耗大超出使用要求，并使用合适温度压辘将感光膜粘贴在内层铜箔，从而在贴好芯板上感光膜与水膜形成一层相互熔合层，大大增强了感光膜与铜面的结合力，有效降低压合后感光膜与铜面结合力不好而导致的风险，降低了PCB内层线路制作方面开路率和缺口的缺陷报废率，提高了PCB的合格率，且控制了曝光显影停留的时间，避免曝光前停留时间过长导致干膜出现，从而导致显影不干净，影响线路蚀刻效果。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将内层铜箔的表面进行化学药水微蚀，表面形成均匀一致的粗糙层；
S2.清洗，洗去药水；
S3.在内层铜箔的表面上形成水膜；
S4.将带有水膜的内层铜箔进行贴膜；
S5.显影、蚀刻、褪膜后，形成所需的PCB线路图形。
2.根据权利要求1所述的内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，其特征在于，S1处理后的铜面粗糙度与未经处理的铜面粗糙度相差在0.5％以内，所述S1处理后的铜面粗糙度为1.028～1.032。
3.根据权利要求1所述的内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，其特征在于，所述S1中化学药水包括如下组分，按质量百分比计算的组份：
双氧水6～7％；
硫酸12～14％；
抑制剂5～8％；
硫酸铜2～3％；
其余为去离子水；
所述抑制剂为氮唑类物质。
4.根据权利要求3所述的内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，其特征在于，所述S1中，化学药水微蚀铜箔的速率为0.10～0.14mil/min，微蚀时间为60±2秒，其中控制微蚀速率的具体方法为：在微蚀缸内，化学药水经过扇形喷嘴口喷洒出，洒出的药水角度为100°～110°，控制流量为1.5～1.7LT/min，控制喷洒液滴尺寸为100μm～120μm。
5.根据权利要求4所述的内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，其特征在于，所述微蚀的速率为0.12mil/min，洒出的药水角度为105°，控制流量为1.6LT/min，控制喷洒液滴尺寸为110μm，微蚀的速率为0.12mil/min。
6.根据权利要求1所述的内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，其特征在于，所述S2中，清洗采用高压喷淋的方法，全面清洗的时间控制为5～8s。
7.根据权利要求1-6任一项所述的内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，其特征在于，所述S5中显影曝光后的膜厚度控制为29±2μmm。
8.根据权利要求7所述的内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，其特征在于，所述S5中，显影前，控制贴膜后的内层铜箔在曝光显影前停留的时间为2～12h。
9.根据权利要求1-4任一项所述的内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，其特征在于，所述S4中形成水膜的具体步骤为：在流量为0.28～0.32L/min，去离子水箱中浸泡6～8秒，在铜表面形成一层均匀水膜，所述水箱中去离子水的循环次数为18～22min/次。
10.根据权利要求1-4任一项所述的内层铜箔表面制作信号传输线路层的方法，其特征在于，所述S3中贴膜的具体步骤为：将S2得到的带有水膜的内层铜箔送入贴膜机，进行贴膜，其中贴膜压辊的温度为95℃～105℃。
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