CN116170955A - 一种精细线路的动态蚀刻补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种精细线路的动态蚀刻补偿方法,通过采用测试板的动态蚀刻补偿值代表PCB的动态蚀刻补偿值,解决了在实际生产过程中需要根据待制作的PCB的内层线路图形针对性确定动态蚀刻补偿量范围的效率问题,提高了动态蚀刻补偿方法的普适性;其次,还将板面上不同区域、不同线路方向、不同线路类型等多种蚀刻补偿参数纳入动态蚀刻补偿值的分析确定过程中,令测试板所测得的动态蚀刻补偿值更适用于PCB上精细线路的制作,提高了利用测试板的动态蚀刻补偿值代表PCB的动态蚀刻补偿值的精密性、准确性及普适性。
Description
技术领域
本发明涉及PCB制造领域,更具体地,涉及一种精细线路的动态蚀刻补偿方法。
背景技术
PCB(Printed CircuitBoard)又名印刷电路板,是重要的电子部件,是支撑电子元器件及实现电气互连的载体。随着集成电路的迅速发展及广泛应用,电子设备的种类及应用迅速发展,电子产品也更加智能化、小型化,与之匹配的,PCB的品类也不断更新,对PCB板的精密度和可靠性的要求也越来越高,PCB板上设置的线路越来越密集,特别是在保障电子产品的信号传输时,PCB上线路的精密度是影响信号传输的关键因素,因此,在PCB制造行业中,提升PCB上精细线路的制程能力是生产制作精密度和可靠性更高的PCB的关键。
当前PCB上内层线路图形的制作流程通常为:开料-内层线路图形转移-内层线路图形蚀刻-内层中检,其中,内层线路图形转移即通过曝光、显影将待制作的内层线路图形转移到PCB芯板的铜层上,并在所需制作的内层线路图形上覆盖干膜,随后,通过对制作板整板作用蚀刻药水的方式将未覆盖干膜的铜层全部蚀刻除去,得到所需要的内层线路图形,最后,再将形成所需内层线路图形的PCB通过目视、机器检测等方法检测所形成的线路质量。但目前制约PCB制造厂商的精细线路制程能力的,是在PCB芯板上进行内层线路图形的转移及蚀刻时所形成的线路形状不佳、线路尺寸误差大。在PCB上内层线路图形蚀刻的工序中,蚀刻药水在制作板上停留,内层线路图形上表面被干膜所保护,其余铜面均和蚀刻液接触,随着蚀刻垂直向深度进行,被干膜所保护的铜面裸露出新的铜面,因此这时蚀刻液还会向两侧形成侧蚀,随着蚀刻深度及蚀刻时长的增加,侧蚀也越严重,影响线路边缘的形状;为了降低侧蚀,理想的蚀刻方式是采取喷淋蚀刻,喷淋蚀刻时板面上蚀刻液交换的速度快,减少了侧蚀的机会,侧蚀较小。但在板面线路复杂且细密的情况下在板面中部残留的药水会比四周的多,从而在板面中部表面形成水池效应,虽然板面上在不断地喷淋蚀刻药水,但板面中部残留的蚀刻药水会阻止新的蚀刻药水进入,板面中部的蚀刻药水流动性差、交换较慢,导致药水在板面中部的蚀刻能力下降,导致在线路密集处出现毛边等问题;同时,由于板面中部蚀刻效率差,蚀刻时间也需相应延长,容易出现板面边缘线路蚀刻过大、线路侧蚀量增大等情况,造成整板蚀刻均匀性不足,影响线路的精细度。特别是针对底铜较厚的芯板而言,蚀刻所需的时间更长,线路的侧蚀及蚀刻均匀性差异更大,在其上制备密集的精细线路就更为困难。
由于蚀刻误差难以避免,因此在实际生产中,在内层线路图形转移工序时会设计加宽待制作内层线路图形的线宽,以补偿后续蚀刻工序时的误差。在现有的PCB制造过程中,对于所制作的内层线路图形的蚀刻补偿是通过客户的原始资料,并按照自身工厂的实际加工能力进行整体补偿设计或者动态补偿设计,整体补偿通常是针对制作板上的底铜厚度,基于工厂现有的技术能力选取蚀刻补偿值对制作板上的所有线路图形进行整体加宽,整体补偿的工艺简单,但无法进一步匹配PCB上板面上不同线宽、线隙状态下线路的蚀刻误差;而动态补偿则需要根据所需制作的内层线路图形的线宽、线隙等建立不同线形的动态补偿量,进而制备更精密的线路图形,动态补偿的方式精度较高,但通常需要根据待制作的PCB的内层线路图形针对性确定其动态蚀刻补偿量范围,确定动态补偿量范围所需的时间长、效率低。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷,提供了一种适用于精细线路制作的、普适性好、效率高的动态蚀刻补偿方法。
本技术方案提供了一种精细线路的动态蚀刻补偿方法,包括以下步骤:
A1、在整体补偿的基础上,通过测试板研究PCB板面上不同区域、不同线路方向、不同线路类型作为蚀刻补偿参数对精细线路的线宽、线距的影响,确定板面区域、板面线路、密集线路的首次动态蚀刻补偿值;
A2、蚀刻补偿修订,通过测试板进行若干次动态蚀刻补偿修订,使最终制作的PCB板上的精细线路图形与设计值相符,得到最终的动态蚀刻补偿值;
A3、采用所述动态蚀刻补偿值,对PCB板面上精细线路图形的干膜进行动态蚀刻补偿;
在步骤A1及A2的动态蚀刻补偿设计时,所述板面区域的不同区域包括矩形PCB板的中心区域及若干个围绕中心区域设置的环形区域,所述环形区域对称设置,且所述环形区域的宽度一致;
所述板面线路的不同线路方向至少包括横向线路、竖向线路、斜向线路;
所述密集线路的不同线路类型至少包括外侧线及内侧线。
在本技术方案中,通过采用测试板的动态蚀刻补偿值代表PCB的动态蚀刻补偿值,解决了在实际生产过程中需要根据待制作的PCB的内层线路图形针对性确定动态蚀刻补偿量范围的效率问题;采用测试板确定待制作PCB板的动态蚀刻补偿值,首先针对待制作的PCB上的底铜厚度及线路图形的基础线宽,结合工厂的实际加工能力确定PCB板的整体补偿值,在采取整体补偿值进行第一批测试板的制作后,通过比较分析测试板上不同板面区域、不同线路方向、不同线路类型的线路的实际制得的宽度与设计值的差异,确定了首次动态蚀刻补偿值;进一步地,通过利用测试板进行多批次地对测试板上不同板面区域、不同线路方向、不同线路类型的线路进行蚀刻补偿,实现了对测试板上动态蚀刻补偿值的循环修订,令测试板上实际制得的线路宽度与设计值不断贴近,从而获得更贴近精细线路制作能力的动态蚀刻补偿值,令采用最末次修订的动态蚀刻补偿值进行制作的测试板上所制得的实际线路宽度与设计值一致,并以最末次修订的动态蚀刻补偿值作为最终的动态蚀刻补偿值。其次,为了令测试板所测得的动态蚀刻补偿值更适用于PCB上精细线路的制作,令测试板所反映的线路形态更贴近PCB上精细线路的线形,将板面上不同区域、不同线路方向、不同线路类型等多种蚀刻补偿参数纳入动态蚀刻补偿值的分析确定过程中,提高了利用测试板的动态蚀刻补偿值代表PCB的动态蚀刻补偿值的精密性及准确性;具体地,在测试分析时,令板面区域的不同区域包括矩形PCB板的中心区域及若干个围绕中心区域设置的环形区域,并且环形区域对称设置,宽度一致,用于分析量化板面区域上的蚀刻均匀性对于精细线路制作的影响量,优选地,将板面区域由内向外精细化分为中心区域的内层及环绕内层设置的次内层、次外层、外层三个环形区域;令板面线路的不同线路方向至少包括横向线路、竖向线路、斜向线路,用于分析量化在同一蚀刻方向下不同线路走向对于精细线路制作的影响量;令密集线路的不同线路类型至少包括外侧线及内侧线,用于分析量化在精细线路在密集排列时线路处于不同线隙对于精细线路制作的影响量。
进一步地,所述精细线路的线宽在30-100μm之间,且线距不小于30μm;进一步地,所述内侧线中包括内侧中线,当所述精细线路的线宽为30-45μm时,针对内侧中线进行额外的动态蚀刻补偿设计。
在本技术方案中,PCB上精细线路设置的线宽在30-100μm之间,且线路间的线距至少与线宽保持一致,且线距不小于30μm;进一步地,当精细线路密集排列时,由线路间的相邻关系区分出了外侧线及内侧线,内侧线由两外侧线相夹,且内侧线可有多根;当精细线路的线宽较小时,精细线路间的线隙相应较小,其制作难度增加,因此需要增加蚀刻补偿参数以调控精细线路的动态蚀刻补偿值,由于线路越精细,其蚀刻状态更易由线宽及线隙影响,而内侧中线作为内侧线中与外侧线相邻的线,由于外侧线有一侧线隙充足,因此蚀刻时外侧线的蚀刻量普遍较内侧线大,故内侧中线两侧线隙不一,容易影响内侧中线的蚀刻均匀性,因此,在精细线路的线宽为30-45μm时,针对密集线路部分进一步设计,令密集线路的不同线路类型还包括内侧中线,用于分析量化在精细线路在密集排列时线路处于不同线隙位置时对于精细线路制作的影响量。
进一步地,所述测试板包括基板及在基板上阵列排布的单元图形,每个单元图形包括线性测试图案和点阵测试图案,所述线性测试图案和点阵测试图案以基板的纵向中心轴和横向中心轴为对称轴对称分布于基板上,所述线性测试图案包括横向测试图案、竖向测试图案和斜向测试图案;
所述基板上排列偶数列和奇数行单元图形,中心行的单元图形中,处于横向中心的两个单元图形的线性测试图案相邻排列于横向中心两侧,且上下相邻行单元图形的线性测试图案与之相邻排列;
除基板中心区域外,沿基板竖向方向,相邻单元图形之间线性测试图案和点阵测试图案相间排列,沿基板横向方向,相邻单元图形之间线性测试图案或点阵测试图案相邻排列,所述基板中心区域相邻排列多个线性测试图案;
在同一单元图形中,所述横向测试图案包括多条平行的横向测试线,竖向测试图案包括多条平行的竖向测试线,所述横向测试图案、竖向测试图案和斜向测试图案为同一线段沿不同方向分布构成;
所述横向测试图案和竖向测试图案排列于一个矩形区域内,所述点阵测试图案排列于另一矩形区域内,两个矩形区域并列设置,所述点阵测试图案由多个相同的圆形单元纵横等距排列构成,所述斜向测试图案延伸至另一矩形区域内,将点阵测试图案划分成两个三角区域,基板上所有斜向测试图案倾斜方向相同;所述单元图形通过纵横交错的边框分隔。
在本技术方案中,测试板由多个阵列排布的单元图形构成,用于模拟实际制作时所需制作的内层线路图形单元开料时排布的情况,其中,每个单元图形包括线性测试图案和点阵测试图案,用以确定线路形态对其动态蚀刻补偿量的影响,同时,线性测试图案和点阵测试图案以基板的纵向中心轴和横向中心轴为对称轴对称分布,可以在在板面上构建均匀对称的线路区域;进一步地,线性测试图案还包括横向测试图案、竖向测试图案和斜向测试图案,由此还可以测试确定板面上线路走向对其动态蚀刻量的影响,进而对板面线路建立更精确的动态补偿量范围;进一步地,线路单元图形可拆分为两个并列的矩形区域,密集线路区及线隙充足的孤立区,更好地模拟电路板上线路的排列状态,同时,通过在未分布线性测试图案的空白区域设计点阵测试图案,还增加了测试板整体的介电层厚度,保证了测试板在制作时的均匀度。进一步地,相邻单元图形之间线性测试图案或点阵测试图案相邻排列,着重加强了基板中心区域密集线路的布置,不仅提高了测试板确定基板中心区域的精细线路动态补偿量范围的可靠性,同时还加强了整板板面的对称性,减小了各板面区域内的单元图形中蚀刻状态的差异性,提高了通过测试板所确定的各板面区域整体的蚀刻动态补偿量范围的可靠性;同时,通过纵横交错的边框分隔各个单元图形,还保证了各个单元图形测试结果的相对独立性。通过建立板面均匀对称、且容纳多种线路类型的密集线路的测试板,提高了通过测试板确定动态蚀刻补偿量范围的精确程度,更适用于确定PCB上精细线路动态补偿量范围,同时还拓宽了测试板的适用范围,无需针对PCB的原始图形进行针对性制作。
进一步地,构成所述横向测试图案、竖向测试图案和斜向测试图案的线段为一复合线,包括若干平行的子线;
所述复合线包括8-20条宽度均等的子线,子线线宽在30-100μm之间,等距分布,间距在30-100μm之间,且线宽与间距相等;或者是,
所述复合线包括3-8组宽度不同的子线,子线线宽在30-100μm之间,每组包括3-5条子线,同组子线的线宽均等,等距分布,且线宽与间距相等,相邻组子线线宽差在5-20μm之间;
所述圆形单元直径在3.0-6.0mil之间,圆形单元之间的圆心距离在9.0-12.0mil之间,相邻两行或两列之间相互错开排列,斜向测试图案与圆形单元之间的间距4.5-8.5mil之间。
进一步地,所述中心区域较环形区域的动态蚀刻补偿值小0.3-6.0μm,且所述精细线路的线宽越小,所述中心区域较环形区域的动态蚀刻补偿值的差异越大;进一步地,所述横向线路、竖向线路及斜向线路的动态蚀刻补偿值的差异值在0-0.5μm之间;进一步地,所述外侧线较内侧线的动态蚀刻补偿值大0.3-6.0μm,且所述精细线路的线宽越小,所述外侧线较内侧线的动态蚀刻补偿值的差异越大;所述精细线路的线宽为30-45μm时,所述内侧线较内侧中线的动态蚀刻补偿值大0-1.0μm。
在本技术方案中,所制作的线路图形越精细,蚀刻补偿量对于其线宽及线隙的影响越大,因此,为了使所得到的动态蚀刻补偿值更适应精细线路的制作,令所分析的动态蚀刻补偿值更为精确,故将将最小补偿单位减小至0.1μm。其次,板面中心区域由于水池效应,蚀刻药水交换慢,蚀刻量小,因而中心区域较环形区域的动态蚀刻补偿值小0.3-6.0μm,且精细线路的线宽越小,中心区域的水池效应越明显,故中心区域较环形区域的动态蚀刻补偿值的差异越大;进一步地,由于蚀刻走板的方向是固定的,线路走向与蚀刻走板方向的差异会影响线路蚀刻的均匀性,横向线路、竖向线路及斜向线路的动态蚀刻补偿值的差异值在0-0.5μm之间;当精细线路密集排列时,外侧线有一侧线隙充足,更易与蚀刻药水接触,因而蚀刻量较大,且精细线路的线宽越小,线隙对蚀刻量的影响越明显;在精细线路的线宽较小,为30-45μm时,为了更好地分析量化线隙对线路蚀刻量的影响,还增加对内侧中线的测试分析,且内侧线较内侧中线的动态蚀刻补偿值大0-1.0μm。
进一步地,在对所述板面线路进行蚀刻补偿设计时,所述外侧线采用单边补偿,其余线路类型均采用双边补偿;所述线路类型还包括板面触角PAD,所述板面触角PAD采用独立补偿,其独立蚀刻补偿值为3-7μm。
在本技术方案中,为了维持所制作的线隙与所设计的线隙一致,针对板面线路的蚀刻偏向进行针对性的补偿设计,保证板面的蚀刻均匀性,在外侧线处采用单边补偿的方式,在其余线路类型处均采用双边补偿的方式;进一步地,在板面上除线路图形外还会设置一定数量的板面触角PAD,作为板面与元器件的连接位置,板面触角PAD一般为圆形触角,并设置在线路末端,周围线隙充足,因此除板面区域位置外不易受其他蚀刻参数的影响,因此对板面触角PAD可采用独立补偿,其独立补偿数值可由整体补偿后的首次动态蚀刻补偿值中确定,具体地,精细线路的板面触角PAD的独立蚀刻补偿值为3-7μm。
进一步地,本技术方案还提供一种PCB精细线路的制作流程,包括以下步骤:
S1、开料;
S2、内层线路图形制作;
S3、内层中检;
所述步骤S2中还包括以下步骤:
S21、内层线路图形转移,通过曝光、显影将内层线路图形转移到开料后的芯板的铜层上;
S22、内层线路图形干膜制作,确定内层线路图形的干膜设计宽度,并在所述内层线路图形上覆盖干膜;
S23、内层线路图形蚀刻,将芯板上未覆盖干膜的铜层除去,得到内层线路图形,所述内层线路图形的实际宽度与所述内层线路图形的设计宽度一致;
在步骤S22中,采用本技术方案中提供的精细线路的动态蚀刻补偿方法确定内层线路图形的动态蚀刻补偿值,所述干膜设计宽度包括内层线路图形的设计宽度及所述动态蚀刻补偿值。
在本技术方案中,结合待制作PCB的铜厚、线宽、线隙与测试板得到最终的动态蚀刻补偿值,并结合内层图形的设计宽度及动态蚀刻补偿值确定内层图形的干膜设计宽度,并在曝光、显影后的内层线路图形上覆盖好相应的干膜,并通过蚀刻制作PCB上的内层线路图形,实现了待制作的PCB上精细的内层线路图形的高效制作。进一步地,为更好地的修饰所制作的内层线路图形的线形及边缘,还可以对PCB上精细线路的制作流程进行进一步的优化,包括采取较小的干膜厚度及采取较低的曝光能量,优选地,干膜厚度采用0.6-1.0mil,和/或,曝光能量采用8-14mJ/cm2。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、通过采用测试板的动态蚀刻补偿值代表PCB的动态蚀刻补偿值,解决了在实际生产过程中需要根据待制作的PCB的内层线路图形针对性确定动态蚀刻补偿量范围的效率问题,提高了动态蚀刻补偿方法的普适性;
2、通过利用测试板进行多批次地对测试板上不同板面区域、不同线路方向、不同线路类型的线路进行蚀刻补偿,实现了对测试板上动态蚀刻补偿值的循环修订,令测试板上实际制得的线路宽度与设计值不断贴近,从而获得更贴近精细线路制作能力的动态蚀刻补偿值,并以测试板上所制得的实际线路宽度与设计值一致的最末次修订的动态蚀刻补偿值作为最终的动态蚀刻补偿值,保证了动态蚀刻补偿值的精密性与准确性。
3、通过将板面区域的不同区域包括矩形PCB板的中心区域及若干个围绕中心区域设置的环形区域,且环形区域对称设置,宽度一致、令板面线路的不同线路方向至少包括横向线路、竖向线路、斜向线路、令密集线路的不同线路类型至少包括外侧线及内侧线,将板面上不同区域、不同线路方向、不同线路类型等多种蚀刻补偿参数纳入动态蚀刻补偿值的分析确定过程中,令测试板所反映的线路形态更贴近PCB上精细线路的线形,令测试板所测得的动态蚀刻补偿值更适用于PCB上精细线路的制作,提高了利用测试板的动态蚀刻补偿值代表PCB的动态蚀刻补偿值的精密性、准确性及普适性。
附图说明
图1为本发明一种精细线路的动态蚀刻补偿方法的流程图。
图2为本发明一种精细线路的动态蚀刻补偿方法的测试板及单元图形的结构示意图。
图3为本发明一种精细线路的动态蚀刻补偿方法的测试板的局部结构示意图之一。
图4为本发明一种精细线路的动态蚀刻补偿方法的测试板的局部结构示意图之二。
图5为本发明一种PCB精细线路的制作流程的流程图。
具体实施方式
本发明附图仅用于示例性说明,不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
如图1-图3所示,本实施例提供一种待制作的PCB上图形线路线宽在40μm时的动态蚀刻补偿方法,包括以下步骤:
A11、采用整体补偿值对测试板进行首次动态蚀刻补偿;
采用如图2-3所示的测试板,测试板上铜厚为0.5oz,子线宽度为40μm,子线间的线隙为40μm,预设的整体补偿值为5μm,采用LDI机曝光显影,并在测试板上所显影的图形线路上覆盖整体线宽为45μm的干膜,所采用的干膜厚度为0.8mil,并采用真空蚀刻线对测试板进行第一次线路图形制作,其中,蚀刻走板方向为沿测试板横向进行,蚀刻完成后,利用将板面子线蚀刻结果与设计子线线宽进行比较确定板面区域、板面线路、密集线路的首次动态蚀刻补偿值;
在对板面区域进行分析时,将整板线路分布区域由内向外主要划分为矩形的内层中心区域及围绕内层环形对称设置的次内层、次外层及外层区域;
在对板面线路进行分析时,将整板单元线路分布主要为:横向线路、竖向线路及斜向线路;
在对密集线路进行分析时,将密集线路的线路类型分为外侧线、内侧线及内侧中线;
A12、进行蚀刻补偿修订,采用测试板对首次动态蚀刻补偿值进行若干次修订,使最终制作的PCB板上的精细线路图形与设计值相符,得到最终的动态蚀刻补偿值;
在第一次修订时,将最小补偿单位设置为1μm,在首次动态蚀刻补偿后得到首次修订补偿值4μm,在测试板上采用首次修订补偿值进行制作,并基于首次修订补偿值制作的线路进行第二次修订;
由于首次修订补偿值制作的线路较整体补偿值所制作的线路的整体线宽偏小7-8μm,故在第二次修订时,将最小补偿单位更改为0.1μm,基于整体补偿值进行再次修订;在对板面区域进行分析时,内层、次内层、次外层及外层区域的线宽在板面整体分布未发现偏差,故不做区域性补偿;在对板面线路进行分析时,竖向线路较横向线路、斜向线路普遍偏小1.5-3μm,而横向线路及斜向线路间线宽差距不大,故仅对竖向线路多补偿0.5μm;在对密集线路进行局部分析时,发现内侧线整体在合理公差范围内,故不作额外修订,其中,内侧中线普遍偏大1-2μm,考虑密集线路中子线的线隙影响,故对内侧中线的补偿值减小0.1μm,外侧线普遍偏小5-6μm,故向线隙充足一侧单边补偿6.1μm;在整体补偿值上得到第二次修订补偿值,在测试板上采用第二次修订补偿值进行制作,并基于第二次修订补偿值制作的线路进行第三次修订;另外,在40μm线宽测量中,使用300x倍镜观察测量,降低测量误差,提高测量精度;
在第三次修订时,在对板面区域进行分析时,内层区域线宽偏大,而外层区域线宽偏小;在对板面线路进行分析时,横向线路的线宽偏大2.5μm,故对横向线路的补偿值减小0.5μm;在对密集线路进行局部分析时,内侧中线的线宽偏大,故对内侧中线的补偿值减小0.3μm;针对板面触角PAD在整体补偿的基础上独立补偿5μm,在第二次修订补偿值上得到第三次修订补偿值,在测试板上采用第三次修订补偿值进行制作,所制作而得的测试板线宽与设计值一致,故以第三次修订补偿值作为最终的动态蚀刻补偿值;
A13、采用循环修订所得的最终的动态蚀刻补偿值,对待制作的PCB上图形线路线宽在40μm时的干膜进行动态蚀刻补偿。
实施例2
如图1-图2、图4所示,本实施例提供一种待制作的PCB上图形线路线宽在40-70μm时的动态蚀刻补偿方法,包括以下步骤:
A21、采用整体补偿值对测试板进行首次动态蚀刻补偿;
采用如图2、图4所示的测试板,测试板上铜厚为0.5oz,子线宽度为40-70μm,相应地,子线间的线隙为40-70μm,对应线宽中所预设的整体补偿值为:40μm线宽的预补偿值为5μm,50μm线宽的预补偿值为8μm,60μm线宽的预补偿值为10μm,70μm线宽的预补偿值为12μm,采用LDI机曝光显影,并在测试板上所显影的图形线路上依次覆盖整体线宽为45μm、58μm、70μm及82μm的干膜,所采用的干膜厚度为0.8mil,并采用真空蚀刻线对测试板进行第一次线路图形制作,其中,蚀刻走板方向为沿测试板横向进行,蚀刻完成后将板面子线蚀刻结果与设计子线线宽进行比较确定板面区域、板面线路、密集线路的首次动态蚀刻补偿值;
在对板面区域进行分析时,将整板线路分布区域由内向外主要划分为矩形的内层中心区域及围绕内层环形对称设置的次内层、次外层及外层区域;
在对板面线路进行分析时,将整板单元线路分布主要为:横向线路、竖向线路及斜向线路;
在对密集线路进行分析时,将密集线路的线路类型分为外侧线、内侧线及内侧中线;
A22、进行蚀刻补偿修订,采用测试板对首次动态蚀刻补偿值进行若干次修订,使最终制作的PCB板上的精细线路图形与设计值相符,得到最终的动态蚀刻补偿值;
在第一次修订时,将最小补偿单位设置为1μm,在首次动态蚀刻补偿后得到首次修订补偿值:40μm线宽的首次修订补偿值为4μm,50μm线宽的首次修订补偿值为8μm,60μm线宽的首次修订补偿值为11μm,70μm线宽的首次修订补偿值为13μm,在测试板上采用首次修订补偿值进行制作,并基于首次修订补偿值制作的线路进行第二次修订;
由于首次修订补偿值制作的线路较整体补偿值所制作的线路的整体线宽偏小,故在第二次修订时,将最小补偿单位更改为0.1μm,基于整体补偿值进行再次修订;
在线宽为40μm的线路中,在对板面区域进行分析时,内层、次内层、次外层及外层区域的线宽在板面整体分布未发现偏差,故不做区域性补偿;在对板面线路进行分析时,竖向线路较横向线路、斜向线路普遍偏小1.5-3μm,而横向线路及斜向线路间线宽差距不大,故仅对竖向线路多补偿0.5μm;在对密集线路进行局部分析时,发现内侧线整体在合理公差范围内,故不作额外修订,其中,内侧中线普遍偏大1-2μm,考虑密集线路中子线的线隙影响,故对内侧中线的补偿值减小0.1μm,外侧线普遍偏小5-6μm,故向线隙充足一侧单边补偿6.1μm;
在线宽50-70μm的线路中,在对板面区域进行分析时,内层、次内层、次外层及外层区域的线宽在板面整体分布未发现明显偏差,在对板面线路进行分析时,竖向线路、横向线路及斜向线路的线宽差距不大,在对密集线路进行局部分析时,由于线隙较为充足,发现内侧线及外侧线整体在合理公差范围内,故不作额外修订,仅对板面线路在整体补偿值上作整体线宽修订;在线宽为50μm的线路中,线路整体线宽补偿值增加0.3μm;在线宽为60μm的线路中,线路整体线宽补偿值增加0.8μm;在线宽为70μm的线路中,线路整体线宽补偿值增加0.8μm;
在整体补偿值上得到第二次修订补偿值,在测试板上采用第二次修订补偿值进行制作,并基于第二次修订补偿值制作的线路进行第三次修订;
在第三次修订时,在线宽为40μm的线路中,在对板面区域进行分析时,内层区域线宽偏大,而外层区域线宽偏小;在对板面线路进行分析时,横向线路的线宽偏大2.5μm,故对横向线路的补偿值减小0.5μm;在对密集线路进行局部分析时,内侧中线的线宽偏大,故对内侧中线的补偿值减小0.3μm;
在线宽为50μm的线路中,在对板面区域进行分析时,内层区域线宽偏大,故对内层区域的补偿值减小0.5μm;在对板面线路进行分析时,竖向线路的线宽偏小2μm,故对竖向线路的补偿值增大0.6μm;在对密集线路进行局部分析时,由于线隙较为充足,发现内侧线及外侧线整体在合理公差范围内,故不作额外修订;
在线宽为60-70μm的线路中,在对板面区域进行分析时,线路的线宽仅在中间的内层区域处偏大,故调整内层区域补偿值减小0.5μm;由于线隙充足,在对板面线路进行分析时,竖向线路、横向线路及斜向线路的线宽差距不大,在对密集线路进行局部分析时,内侧线及外侧线整体均在合理公差范围内,故不作额外修订;
在线宽为40-70μm的线路中,由于线隙充足,均额外对板面触角PAD在整体补偿值之上独立补偿5μm;
在第二次修订补偿值上得到第三次修订补偿值,在测试板上采用第三次修订补偿值进行制作,并以第三次修订补偿值作为最终的动态蚀刻补偿值;
A23、采用循环修订所得的最终的动态蚀刻补偿值,对待制作的PCB上图形线路线宽在40-70μm时的干膜进行动态蚀刻补偿。
实施例3
如图1-5所示,本实施例提供一种PCB精细线路的制作流程,包括以下步骤:
S1、开料,将芯板裁剪成所需制作的PCB的尺寸;
S2、内层线路图形制作,在所裁剪的芯板上制作所需制作的精细的图形线路,所制作的图形线路的线宽为30-100μm;
S3、内层中检,通过肉眼或者仪器检测所制作的图形线路的质量;
其中,步骤S2中还包括以下步骤:
S21、内层线路图形转移,通过曝光、显影将内层线路图形转移到开料后的芯板的铜层上,为更好地的修饰所制作的内层线路图形的线形及线路边缘,采用较低的曝光能量,曝光能量采用8-14mJ/cm2,优选地,采用12mJ/cm2;
S22、内层线路图形干膜制作,确定内层线路图形的干膜设计宽度,采用如实施例1-2中所提供的精细线路的动态蚀刻补偿方法确定内层线路图形的最终动态蚀刻补偿值,令干膜的宽度包括内层线路图形的设计宽度及最终的动态蚀刻补偿值,同时,为了改善线形,可使用较低厚度的干膜搭配较低的曝光能量与曝光反应时间,其中,对应线宽为40-70μm的线路,干膜厚度采用0.6-1.0mil,考虑到干膜解析能力与价格配对,优选地,可选择0.8mil,而后,在所显影的内层线路图形上对应覆盖相应厚度的干膜;
S23、内层线路图形蚀刻,通过真空蚀刻线将芯板上未覆盖干膜的铜层除去,得到所需制作的内层线路图形。
结合实施例1-2中的原始数据,可得出使用测试板对40-70μm线宽的精细线路的动态蚀刻补偿量修订表,如下表所示:
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)
1.一种精细线路的动态蚀刻补偿方法,其特征在于,包括以下步骤:
A1、在整体补偿的基础上,通过测试板研究PCB板面上不同区域、不同线路方向、不同线路类型作为蚀刻补偿参数对精细线路的线宽、线距的影响,确定板面区域、板面线路、密集线路的首次动态蚀刻补偿值;
A2、蚀刻补偿修订,通过测试板进行若干次动态蚀刻补偿修订,使最终制作的PCB板上的精细线路图形与设计值相符,得到最终的动态蚀刻补偿值;
A3、采用所述动态蚀刻补偿值,对PCB板面上精细线路图形的干膜进行动态蚀刻补偿;
在步骤A1及A2的动态蚀刻补偿设计时,所述板面区域的不同区域包括矩形PCB板的中心区域及若干个围绕中心区域设置的环形区域,所述环形区域对称设置,且所述环形区域的宽度一致;
所述板面线路不同线路方向至少包括横向线路、竖向线路、斜向线路;
所述密集线路的不同线路类型至少包括外侧线及内侧线。
2.根据权利要求1所述的一种精细线路的动态蚀刻补偿方法,其特征在于,所述精细线路的线宽在30-100μm之间,且线距不小于30μm。
3.根据权利要求2所述的一种精细线路的动态蚀刻补偿方法,其特征在于,所述内侧线中包括内侧中线,当所述精细线路的线宽为30-45μm时,针对内侧中线进行额外的动态蚀刻补偿设计。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种精细线路的动态蚀刻补偿方法,其特征在于,所述测试板包括基板及在基板上阵列排布的单元图形,每个单元图形包括线性测试图案和点阵测试图案,所述线性测试图案和点阵测试图案以基板的纵向中心轴和横向中心轴为对称轴对称分布于基板上,所述线性测试图案包括横向测试图案、竖向测试图案和斜向测试图案;
所述基板上排列偶数列和奇数行单元图形,中心行的单元图形中,处于横向中心的两个单元图形的线性测试图案相邻排列于横向中心两侧,且上下相邻行单元图形的线性测试图案与之相邻排列;
除基板中心区域外,沿基板竖向方向,相邻单元图形之间线性测试图案和点阵测试图案相间排列,沿基板横向方向,相邻单元图形之间线性测试图案或点阵测试图案相邻排列,所述基板中心区域相邻排列多个线性测试图案;
在同一单元图形中,所述横向测试图案包括多条平行的横向测试线,竖向测试图案包括多条平行的竖向测试线,所述横向测试图案、竖向测试图案和斜向测试图案为同一线段沿不同方向分布构成;
所述横向测试图案和竖向测试图案排列于一个矩形区域内,所述点阵测试图案排列于另一矩形区域内,两个矩形区域并列设置,所述点阵测试图案由多个相同的圆形单元纵横等距排列构成,所述斜向测试图案延伸至另一矩形区域内,将点阵测试图案划分成两个三角区域,基板上所有斜向测试图案倾斜方向相同;所述单元图形通过纵横交错的边框分隔。
5.根据权利要求4所述的一种精细线路的动态蚀刻补偿方法,其特征在于,
构成所述横向测试图案、竖向测试图案和斜向测试图案的线段为一复合线,包括若干平行的子线;
所述复合线包括8-20条宽度均等的子线,子线线宽在30-100μm之间,等距分布,间距在30-100μm之间,且线宽与间距相等;或者是,
所述复合线包括3-8组宽度不同的子线,子线线宽在30-100μm之间,每组包括3-5条子线,同组子线的线宽均等,等距分布,且线宽与间距相等,相邻组子线线宽差在5-20μm之间;
所述圆形单元直径在3.0-6.0mil之间,圆形单元之间的圆心距离在9.0-12.0mil之间,相邻两行或两列之间相互错开排列,斜向测试图案与圆形单元之间的间距4.5-8.5mil之间。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种精细线路的动态蚀刻补偿方法,其特征在于,所述中心区域较环形区域的动态蚀刻补偿值小0.3-6.0μm,且所述精细线路的线宽越小,所述中心区域较环形区域的动态蚀刻补偿值的差异越大。
7.根据权利要求1-3任一项所述的一种精细线路的动态蚀刻补偿方法,其特征在于,所述横向线路、竖向线路及斜向线路的动态蚀刻补偿值的差异值在0-0.5μm之间。
8.根据权利要求3所述的一种精细线路的动态蚀刻补偿方法,其特征在于,所述外侧线较内侧线的动态蚀刻补偿值大0.3-6.0μm,且所述精细线路的线宽越小,所述外侧线较内侧线的动态蚀刻补偿值的差异越大;
所述精细线路的线宽为30-45μm时,所述内侧线较内侧中线的动态蚀刻补偿值大0-1.0μm。
9.根据权利要求1-3任一项所述的一种精细线路的动态蚀刻补偿方法,其特征在于,在对所述板面线路进行蚀刻补偿设计时,所述外侧线采用单边补偿,其余线路类型均采用双边补偿;
所述线路类型还包括板面触角PAD,所述板面触角PAD采用独立补偿,其独立蚀刻补偿值为3-7μm。
10.一种PCB精细线路的制作流程,包括以下步骤:
S1、开料;
S2、内层线路图形制作;
S3、内层中检;
所述步骤S2中还包括以下步骤:
S21、内层线路图形转移,通过曝光、显影将内层线路图形转移到开料后的芯板的铜层上;
S22、内层线路图形干膜制作,确定内层线路图形的干膜设计宽度,并在所述内层线路图形上覆盖干膜;
S23、内层线路图形蚀刻,将芯板上未覆盖干膜的铜层除去,得到内层线路图形,所述内层线路图形的实际宽度与所述内层线路图形的设计宽度一致;
其特征在于,在步骤S22中,采用如权利要求1-9任一项所述的精细线路的动态蚀刻补偿方法确定内层线路图形的动态蚀刻补偿值,所述干膜设计宽度包括内层线路图形的设计宽度及所述动态蚀刻补偿值。
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