CN116507044A - 一种射频微波高频电路板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射频微波高频电路板及其制备方法，该制备方法通过印刷透明底漆使低介电基材与油墨之间的结合力提高，再通过电解沉积铜层使铜层致密平整增加结合力，再通过铜层化学抛光使表面粗糙度小于0.08μm，可以增加高频信号传输能力，减少谐波和组合频率分量的产生量，再通过化学镀磷镍，防氧化、提高耐盐雾腐蚀和机械能力。
Description
技术领域
本发明涉及微波高频电路板技术领域，尤其涉及一种射频微波高频电路板及其制备方法。
背景技术
目前，电子通信技术向更快传输速度、更大传输容量、更高的集成度发展，现代微波通信电路中大功率多通道发射机、更灵敏的接收机、共用天线，特别是低介电基材天线的发展，而现有低介电基材天线的频带，还不能满足实际需求。随着电子产品像高频化、数字智能化、高可靠性化的方向发展，微波高频电路板以其卓越的高频低损耗特性、极佳的电气和机械性能在各类通讯产品中得到了广泛的应用。目前微波高频电路板的生产方法仍然沿袭普通电路板的制作方法和工艺，曝光显影蚀刻铜再粘接压合在低介电基材板上，铜层极易氧化和刮伤更是出现爆孔、铜层翘起、机械应力较差等影响高频信号传输性能。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种射频微波高频电路板及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
本发明第一方面是提供一种射频微波高频电路板的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，在低介电基板上钻出贯穿其上表面和下表面的导通孔和安装孔；
步骤二，用制有印刷图形的网板于所述低介电基板的上表面和下表面印刷透明底漆，并烘烤；
步骤三，用制有天线图形的网板于所述透明底漆上面印刷油墨，并于所述导通孔的表面涂抹油墨，烘烤；
步骤四，将经过步骤三处理后的电路板浸于电解液中，电解沉积形成铜层，清洗；
步骤五，将经过步骤四处理后的电路板浸于抛光液中，浸泡；
步骤六，经过抛光后的电路板，采用铜层表面活化液进行活化处理，然后置于镀液中，进行化学镀磷镍处理；
步骤七，水洗，干燥。
进一步地，在步骤二中，所述透明底漆的厚度为3-5微米；所述烘烤的温度为100-120℃，时间为30-60min。
进一步地，在步骤三中，所述油墨为导电油墨或催化油墨，所述油墨的厚度为5-8微米；所述烘烤的温度为100-120℃，时间为30-60min。
进一步地，印刷透明底漆、印刷油墨的网板为300目网板。
进一步地，步骤四中，所述电解液包括：硫酸铜115-125g/L，硫酸60-70g/L，盐酸60-70ppm/L，光亮剂3-5ml/L，整平剂5-10ml/L，溶剂为去离子水。
进一步地，步骤四中，所述铜层厚度为8-10微米。
进一步地，步骤四中，所述电解沉积的具体条件：温度为30-45℃，电流密度为3.5-5ASD，时间为30-50分钟。
进一步地，电解沉积铜层后，先用浓度为5-10％的稀硫酸清洗，再用去离子水清洗。
进一步地，步骤五中，所述抛光液包括：过硫酸盐80-130g/L，浓硫酸250-300ml/L，浓磷酸0-60ml/L，柠檬酸2-8g/L，七合水的硫酸亚铁1-8g/L，十二烷基硫酸钠0.2-1.0g/L，溶剂为去离子水；所述浸泡的时间为2-3分钟。
进一步地，步骤六中，所述铜层表面活化液为硫酸钯活化液。
进一步地，步骤六中，所述镀液包括：七水硫酸镍15-20g/L，次磷酸二氢钠25-30g/L，柠檬酸钠5-10g/L，氯化铵25-30g/L，溶剂为去离子水，采用浓氨水调节pH值到8.5-9.5。
进一步地，步骤六中，镀层的厚度为1-2微米；所述化学镀磷镍处理的温度为50-60℃，时间为15-30分钟。
本发明第二方面是提供一种射频微波高频电路板结构，采用上述制备方法制备，包括：
低介电基板，所述低介电基板上开设有贯穿其上表面和下表面的导通孔和安装孔；
透明底漆层，印刷于所述低介电基板的上表面和下表面；
油墨层，印刷于所述透明底漆层上，且涂覆于所述导通孔的表面；
铜层，沉积于所述油墨层上；
镀磷镍层，镀于所述铜层上。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明通过印刷透明底漆使低介电基材与油墨之间的结合力提高，再通过电解沉积铜层使铜层致密平整增加结合力，再通过铜层化学抛光使表面粗糙度小于0.08μm，可以增加高频信号传输能力，减少谐波和组合频率分量的产生量，再通过化学镀磷镍，防氧化、提高耐盐雾腐蚀和机械能力。
附图说明
图1为本发明射频微波高频电路板的制备方法的流程图。
图2为本发明射频微波高频电路板各层的示意图。
图3为本发明低介电基板钻孔的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
参考图1，本实施例提供一种射频微波高频电路板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，在低介电基板上钻出贯穿其上表面和下表面的导通孔和安装孔(如图3所示)。
步骤二，用制有印刷图形的300目网板与印刷低介电基板对位印刷透明底漆，厚度为3-5微米，于120℃温度下烘烤30min，接着另一面同样用制有印刷图形的300目网板与印刷低介电基板对位印刷透明底漆，厚度为3-5微米，于120℃温度下烘烤30min。
透明底漆主要是增加低介电基材与下述印刷的导电油墨的结合力，与传统压合相比结合力更牢固，不会受高温影响而产生变形、起皮现象。
步骤三，用制有天线图形的300目网板与印刷低介电基板对位印刷导电油墨银镍浆料，厚度为5-8微米，于120℃温度下烘烤30min，接着另一面同样用制有天线图形的300目网板与印刷低介电基板对位印刷导电油墨银镍浆料，厚度为5-8微米，于120℃温度下烘烤30min，然后涂抹导通孔，于120℃温度下烘烤30min。
这一层导电油墨主要是为电解沉积铜层时提供所需的导电通路，并有效的提高镀铜层结合力。
步骤四，配制电解液，包括：硫酸铜125g/L，硫酸70g/L，盐酸70ppm/L，光亮剂5ml/L，整平剂10ml/L，溶剂为去离子水。将上述印刷好导电油墨银镍浆料的板材夹在阴极导电夹具上，电解液升温到30-45℃之间，开启控制器设定电流密度为3.5-5ASD，并开启循环打气，电解沉积铜层时间为30-50分钟。测试铜层厚度为8-10微米。
反应方程式：2CuSO4+2H2O＝通电＝2H2SO4+2Cu+O2↑
阳极反应式：4OH--4e-＝2H2O+O2↑
阴极反应式：Cu2++2e-＝Cu
电解沉积铜层后，先用浓度为5-10％的稀硫酸清洗，再用去离子水清洗。
步骤五，配制抛光液，包括：过硫酸盐130g/L，浓硫酸300ml/L，浓磷酸60ml/L，柠檬酸8g/L，七合水的硫酸亚铁8g/L，十二烷基硫酸钠1.0g/L，溶剂为去离子水。浸泡时间2-3分钟。
铜层化学抛光使表面粗糙度小于0.08μm，优于传统亚光铜箔层的表面粗糙度小于0.1μm，表面越平整高频信号传输能力越强，减少谐波和组合频率分量的产生量，与传统相比处理时间短成本较低。
步骤六，铜层表面活化化学镀磷镍：
铜层表面活化，采用硫酸钯活化液。
配制镀液，包括：七水硫酸镍20g/L，次磷酸二氢钠30g/L，柠檬酸钠10g/L，氯化铵30g/L，溶剂为去离子水，采用浓氨水调节pH值到8.5-9.5。
加热温度为50-60℃，将活化好的板材放入镀液中反应时间为15-30分钟。测试镀层厚度1-2微米。
溶液中的次磷酸根在催化表面催化脱氢，形成活性氢化物，并被氧化成亚磷酸根；活性氢化物与溶液中的镍离子进行还原反应而沉积镍，其本身氧化成氢气。即：2H2PO2 -+2H2O+Ni2+→Ni+H2↑+4H++2HPO3 2-。
与此同时，溶液中的部分次磷酸根被氢化物还原成单质磷进入镀层。即：H2PO2-+[H+](催化表面)→P+H2O+OH-，所形成的化学镀层是NiP合金，呈非晶态簿片结构。
碱性化学镀磷镍溶液具有非常好的均镀能力，镀层结合力高。碱性镀液中生成的是磷磁性镀层。主要是化学镀层是NiP合金，呈非晶态簿片结构提高机械力、结合力、防铜层氧化。优于传统机械应力差不耐刮伤及氧化。
步骤七，水洗，干燥。
实施例2
参考图1，本实施例提供一种射频微波高频电路板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，在低介电基板上钻出贯穿其上表面和下表面的导通孔和安装孔(如图3所示)。
步骤二，用制有印刷图形的300目网板与印刷低介电基板对位印刷透明底漆，厚度为3-5微米，于120℃温度下烘烤30min，接着另一面同样用制有印刷图形的300目网板与印刷低介电基板对位印刷透明底漆，厚度为3-5微米，于120℃温度下烘烤30min。
透明底漆主要是增加低介电基材与下述印刷的导电油墨的结合力，与传统压合相比结合力更牢固，不会受高温影响而产生变形、起皮现象。
步骤三，用制有天线图形的300目网板与印刷低介电基板对位印刷催化油墨，厚度为5-8微米，于120℃温度下烘烤30min，接着另一面同样用制有天线图形的300目网板与印刷低介电基板对位印刷催化油墨，厚度为5-8微米，于120℃温度下烘烤30min，然后涂抹导通孔，于120℃温度下烘烤30min。
这一层导电油墨主要是为电解沉积铜层时提供所需的导电通路，并有效的提高镀铜层结合力。
步骤四，配制电解液，包括：硫酸铜115g/L，硫酸60g/L，盐酸60ppm/L，光亮剂3ml/L，整平剂5ml/L，溶剂为去离子水。将上述印刷好导电油墨银镍浆料的板材夹在阴极导电夹具上，电解液升温到30-45℃之间，开启控制器设定电流密度为3.5-5ASD，并开启循环打气，电解沉积铜层时间为30-50分钟。测试铜层厚度为8-10微米。
反应方程式：2CuSO4+2H2O＝通电＝2H2SO4+2Cu+O2↑
阳极反应式：4OH--4e-＝2H2O+O2↑
阴极反应式：Cu2++2e-＝Cu
电解沉积铜层后，先用浓度为5-10％的稀硫酸清洗，再用去离子水清洗。
步骤五，配制抛光液，包括：过硫酸盐80g/L，浓硫酸250ml/L，浓磷酸30ml/L，柠檬酸2g/L，七合水的硫酸亚铁1g/L，十二烷基硫酸钠0.2g/L，溶剂为去离子水。浸泡时间2-3分钟。
铜层化学抛光使表面粗糙度小于0.08μm，优于传统亚光铜箔层的表面粗糙度小于0.1μm，表面越平整高频信号传输能力越强，减少谐波和组合频率分量的产生量，与传统相比处理时间短成本较低。
步骤六，铜层表面活化化学镀磷镍：
铜层表面活化，采用硫酸钯活化液。
配制镀液，包括：七水硫酸镍20g/L，次磷酸二氢钠30g/L，柠檬酸钠10g/L，氯化铵30g/L，溶剂为去离子水，采用浓氨水调节pH值到8.5-9.5。
加热温度为50-60℃，将活化好的板材放入镀液中反应时间为15-30分钟。测试镀层厚度1-2微米。
溶液中的次磷酸根在催化表面催化脱氢，形成活性氢化物，并被氧化成亚磷酸根；活性氢化物与溶液中的镍离子进行还原反应而沉积镍，其本身氧化成氢气。即：2H2PO2 -+2H2O+Ni2+→Ni+H2↑+4H++2HPO3 2-。
与此同时，溶液中的部分次磷酸根被氢化物还原成单质磷进入镀层。即：H2PO2-+[H+](催化表面)→P+H2O+OH-，所形成的化学镀层是NiP合金，呈非晶态簿片结构。
碱性化学镀磷镍溶液具有非常好的均镀能力，镀层结合力高。碱性镀液中生成的是磷磁性镀层。主要是化学镀层是NiP合金，呈非晶态簿片结构提高机械力、结合力、防铜层氧化。优于传统机械应力差不耐刮伤及氧化。
步骤七，水洗，干燥。
实施例3
参考图2(导通孔和安装孔未在图2中显示)和图3，本实施例提供上述实施例1制备的射频微波高频电路板结构，包括：
低介电基板1，低介电基板1上开设有贯穿其上表面和下表面的导通孔5和安装孔6；
透明底漆层2，印刷于低介电基板1的上表面和下表面；
油墨层3，印刷于透明底漆层2上，且涂覆于导通孔5的表面；
铜层4，沉积于油墨层3上；
镀磷镍层5，镀于铜层5上。
上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容及图示所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种射频微波高频电路板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，在低介电基板上钻出贯穿其上表面和下表面的导通孔和安装孔；
步骤二，用制有印刷图形的网板于所述低介电基板的上表面和下表面印刷透明底漆，并烘烤；
步骤三，用制有天线图形的网板于所述透明底漆上面印刷油墨，并于所述导通孔的表面涂抹油墨，烘烤；
步骤四，将经过步骤三处理后的电路板浸于电解液中，电解沉积形成铜层，清洗；
步骤五，将经过步骤四处理后的电路板浸于抛光液中，浸泡；
步骤六，经过抛光后的电路板，采用铜层表面活化液进行活化处理，然后置于镀液中，进行化学镀磷镍处理；
步骤七，水洗，干燥。
2.根据权利要求1所述的射频微波高频电路板的制备方法，其特征在于，在步骤二中，所述透明底漆的厚度为3-5微米；所述烘烤的温度为100-120℃，时间为30-60min。
3.根据权利要求1所述的射频微波高频电路板的制备方法，其特征在于，在步骤三中，所述油墨为导电油墨或催化油墨，所述油墨的厚度为5-8微米；所述烘烤的温度为100-120℃，时间为30-60min。
4.根据权利要求1所述的射频微波高频电路板的制备方法，其特征在于，步骤四中，所述电解液包括：硫酸铜115-125g/L，硫酸60-70g/L，盐酸60-70ppm/L，光亮剂3-5ml/L，整平剂5-10ml/L，溶剂为去离子水。
5.根据权利要求1所述的射频微波高频电路板的制备方法，其特征在于，步骤四中，所述铜层厚度为8-10微米。
6.根据权利要求1所述的射频微波高频电路板的制备方法，其特征在于，步骤五中，所述抛光液包括：过硫酸盐80-130g/L，浓硫酸250-300ml/L，浓磷酸0-60ml/L，柠檬酸2-8g/L，七合水的硫酸亚铁1-8g/L，十二烷基硫酸钠0.2-1.0g/L，溶剂为去离子水；所述浸泡的时间为2-3分钟。
7.根据权利要求1所述的射频微波高频电路板的制备方法，其特征在于，步骤六中，所述铜层表面活化液为硫酸钯活化液。
8.根据权利要求1所述的射频微波高频电路板的制备方法，其特征在于，步骤六中，所述镀液包括：七水硫酸镍15-20g/L，次磷酸二氢钠25-30g/L，柠檬酸钠5-10g/L，氯化铵25-30g/L，溶剂为去离子水，采用浓氨水调节pH值到8.5-9.5。
9.根据权利要求1所述的射频微波高频电路板的制备方法，其特征在于，步骤六中，镀层的厚度为1-2微米；所述化学镀磷镍处理的温度为50-60℃，时间为15-30分钟。
10.一种射频微波高频电路板结构，采用如权利要求1-9任一项所述的制备方法制备，其特征在于，包括：
低介电基板，所述低介电基板上开设有贯穿其上表面和下表面的导通孔和安装孔；
透明底漆层，印刷于所述低介电基板的上表面和下表面；
油墨层，印刷于所述透明底漆层上，且涂覆于所述导通孔的表面；
铜层，沉积于所述油墨层上；
镀磷镍层，镀于所述铜层上。
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