CN118250919A - 蚀刻液及载板的蚀刻方法 - Google Patents
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Abstract
一种蚀刻液及载板的蚀刻方法，其中载板包括树脂层及设于树脂层相对两表面的第一金属层和第二金属层，该蚀刻方法包括：图案化第一金属层，于树脂层的表面形成线路层，部分树脂层于线路间隙露出；采用蚀刻液喷淋并去除于线路间隙露出的树脂层，以形成盲孔，第二金属层于盲孔露出，所述蚀刻液包括高锰酸钾，高锰酸钾的浓度为70％～80％。本申请实施例提供的蚀刻方法，在高温高喷压的条件下采用高锰酸钾蚀刻液喷淋露出的树脂层，可以蚀刻出孔径非常小的微孔，成孔流程简单稳定，蚀刻前后处理不会影响孔径大小，可以缩小孔距，提高成孔密度，进而实现高密度布线。
Description
技术领域
本申请涉及印刷电路板技术领域，尤其涉及一种蚀刻液及载板的蚀刻方法。
背景技术
“附树脂铜皮”或“树脂涂布铜皮”(Resin Coated Copper，RCC)，是一种主要用于高密度电路(HDI Board-High Density Interconnection Board)制造，生产时可以增加高密度小孔及细线路制作能力的材料。
目前RCC产品的盲孔通常采用CO2激光机制作，利用激光束所携带的热能或光能，集中照射板材，板材吸收能量后出现熔融、气化，形成激光盲孔。按照现有激光工艺技术，制作的盲孔的孔径较大(通常超过40μm)，且激光成孔的前后处理过程也会使孔径变大，孔径规格受到很大限制，很难满足高精尖产品“轻、薄、短、小”的发展需求；另外，在激光成孔过程中，还存在RCC产品盲孔参数不易抓取，易形成大孔、孔底易击伤等问题。
发明内容
有鉴于此，为克服上述缺陷的至少之一，有必要提出一种载板的蚀刻方法。
另，还有必要提供了一种用于前述载板的蚀刻方法的蚀刻液。
本申请实施例提供一种载板的蚀刻方法，所述载板包括树脂层、以及设于所述树脂层相对两表面的第一金属层和第二金属层，所述蚀刻方法包括：
图案化所述第一金属层，于所述树脂层的表面形成线路层，所述线路层包括线路间隙，部分所述树脂层于所述线路间隙露出；
采用蚀刻液喷淋并去除于所述线路间隙露出的所述树脂层，以形成盲孔，所述第二金属层于所述盲孔露出，其中，所述蚀刻液包括高锰酸钾，所述高锰酸钾的浓度为70％～80％。
在一些可能的实施例中，所述喷淋的温度为70℃～80℃，所述喷淋的压力为3.0～kg/cm2。
在一些可能的实施例中，所述蚀刻液为碱性，所述蚀刻液还包括浓度为3％～7％的氢氧化钠。
在一些可能的实施例中，所述采用蚀刻液喷淋并去除于所述线路间隙露出的所述树脂层的步骤之前，所述蚀刻方法还包括：
采用蓬松液处理于所述线路间隙露出的所述树脂层，以降低所述树脂层中化学键的结合力。
在一些可能的实施例中，所述蓬松剂包括醚醇类物质和烯铵类物质中的至少一种。
在一些可能的实施例中，所述采用蚀刻液喷淋并去除于所述线路间隙露出的所述树脂层的步骤之后，所述蚀刻方法还包括：
采用中和剂处理形成所述盲孔后的所述载板，以去除残余蚀刻液和蚀刻产物，所述中和剂包括酸。
在一些可能的实施例中，所述采用蚀刻液喷淋并去除于所述线路间隙露出的所述树脂层的步骤之前，所述蚀刻方法还包括：
于所述线路层的线路表面形成抗腐蚀膜。
在一些可能的实施例中，所述盲孔的孔径为20μm～30μm。
本申请实施例还提供了一种用于如前所述的载板的蚀刻方法的蚀刻液，所述蚀刻液用于覆金属载板中树脂层的去除，所述蚀刻液包括高锰酸钾，所述高锰酸钾的浓度为70％～80％。
相较于现有技术，本申请实施例提供的蚀刻方法，在高温高喷压的条件下采用高锰酸钾蚀刻液喷淋露出的树脂层，可以使高浓度高锰酸钾溶液与树脂层的树脂发生氧化反应，破坏树脂的化学键，使树脂溶解，形成可溶性小分子。同时，配合线路层的高分辨率可以蚀刻出孔径非常小的微孔，成孔流程简单稳定，蚀刻前后处理不会影响孔径大小，可以缩小孔距，提高成孔密度，进而实现高密度布线。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的载板的蚀刻流程图。
图2为本申请一实施例提供的载板的结构示意图。
图3为在图2所示的载板上覆干膜的结构示意图。
图4为图案化图3所示的干膜的结构示意图。
图5为图案化图4中的第一金属层的结构示意图。
图6为去除图5中干膜的结构示意图。
图7为蚀刻去除图6中于线路间隙露出的树脂层的结构示意图。
图8为在图7所示的盲孔中形成导通层的结构示意图。
主要元件符号说明
载板 10
树脂层 1
第一金属层 2
第二金属层 3
线路层 4
线路间隙 5
干膜 6
盲孔 7
导通层 8
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
目前“附树脂铜皮”或“树脂涂布铜皮”(Resin Coated Copper，RCC)产品形成盲孔时，存在孔径大，孔密度难以提升，难以满足高精尖产品“轻、薄、短、小”的发展需求；另外，在激光成孔过程中，还存在RCC产品盲孔参数不易抓取，易形成大孔、孔底易击伤等问题。
为了解决以上问题，本实施例提供了一种蚀刻液，所述蚀刻液用于覆金属载板中树脂层的去除，所述蚀刻液包括高锰酸钾，所述高锰酸钾的浓度为70％～80％。可以理解的，蚀刻液中除了主要成分高锰酸钾外，还可以包含其他成分，例如溶剂，还可以添加一定量低浓度的氢氧化钠以进一步增强高锰酸钾的蚀刻效果。
请参阅图1，一并结合参阅图2至图8，本申请实施例提供了一种采用前述蚀刻液对载板进行蚀刻的方法，该载板的蚀刻方法包括以下步骤：
步骤S1，如图2所示，提供所述载板10，所述载板10包括树脂层1、以及设于所述树脂层1相对两表面的第一金属层2和第二金属层3。
在一些实施例中，所述载板10可以是RCC材料。
在一些实施例中，所述树脂层1的材质可以是能够被高锰酸钾蚀刻的有机材料均可，例如树脂层1的材质可以是环氧树脂。
在一些实施例中，所述第一金属层2和第二金属层3的材质可以是铜。
步骤S2，如图3至图5所示，图案化所述第一金属层2，于所述树脂层1的表面形成线路层4，所述线路层4包括线路间隙5，部分所述树脂层1于所述线路间隙5露出。
具体包括以下步骤：
步骤S21，如图3与图4所示，于载板10的第一金属层2的表面覆干膜6，并经过曝光、显影等步骤在所述干膜6上形成线路图案，部分所述第一金属层2于线路图案的间隙露出。
步骤S22，如图5所示，图案化所述第一金属层2，以形成所述线路层4，其中所述线路层4包括线路间隙5，部分所述树脂层1于所述线路间隙5露出。
具体地，可以采用化学蚀刻或物理蚀刻的方式形成所述线路层4，且形成的所述线路层4具有高精度和高分辨率。
步骤S3，如图6所示，采用蓬松液处理于所述线路间隙5露出的所述树脂层1，以降低所述树脂层1中化学键的结合力。
具体地，可以采用蓬松液喷淋于线路间隙5露出的所述树脂层1，利用蓬松液的小分子穿透树脂层1，降低树脂间化学键的结合力，有利于后续更容易蚀刻去除树脂层1。可以理解的，也可以不进行步骤S3。
在一些实施例中，所述蓬松剂包括醚醇类物质和烯铵类物质中的至少一种。
步骤S4，如图7所示，采用蚀刻液喷淋并去除于所述线路间隙5露出的所述树脂层1，以形成盲孔7，所述第二金属层3于所述盲孔7露出，其中，所述蚀刻液包括高锰酸钾，所述高锰酸钾的浓度为70％～80％。
采用高锰酸钾蚀刻局部去除树脂层1时，由于高锰酸钾对金属的蚀刻程度较小，属于微蚀刻，不会影响线路层4的线路质量，而且还会适当增加线路层4的表面粗糙度。因此，在步骤S3之前，如图6所示，可以将所述线路层4表面的干膜6剥离，再进行后续的蓬松处理和蚀刻成孔。在一些实施例中，所述蚀刻液可以是碱性条件，例如蚀刻液还可以包括浓度为3％～7％的氢氧化钠，蚀刻液中可以添加低浓度的氢氧化钠以进一步增强高锰酸钾的蚀刻效果，提高蚀刻质量。
可以理解的，在其他实施例中，若为了进一步减小高锰酸钾对金属线路的影响，还可以在蚀刻前在线路层4的表面覆抗腐蚀膜对线路层4进行保护。例如可以在步骤S21中直接采用抗腐蚀膜作为干膜6，并在步骤S3和步骤S4的过程中保留干膜6，从而可以进一步简化制程。
在一些实施例中，所述喷淋的温度为70℃～80℃，示例性的，所述喷淋的温度为70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、76℃、77℃、78℃、79℃或80℃等。在一些实施例中，所述喷淋的压力为2.0～4.0kg/cm2，示例性的，所述喷淋的压力为2.0kg/cm2、2.5kg/cm2、3.0kg/cm2、3.5kg/cm2或4.0kg/cm2等。在高温高喷压的条件下采用高锰酸钾蚀刻液喷淋露出的树脂层1，可以使高浓度高锰酸钾溶液与树脂层1的树脂发生氧化反应，破坏树脂的化学键，使树脂溶解，形成可溶性小分子，从而蚀刻出盲孔7。
以树脂层1的材质为环氧树脂为例，在碱性条件下，高浓度高锰酸钾溶液与环氧树脂之间的反应原理为：如下式(1)与式(2)所示，高锰酸钾溶液分解的锰酸根与环氧树脂的分子量中的C原子在碱性条件下发生氧化反应，环氧树脂的长分子链断裂，形成可溶性小分子，随着高锰酸钾的高压喷洒，将可溶性的小分子从载板10上去除，而被线路层4覆盖的部分不会喷淋到高锰酸钾，环氧树脂分子链不会发生断链，从而形成盲孔7。具体反应式(1)与式(2)如下所示：
在一些实施例中，所述盲孔7的孔径可以为20μm～30μm，进一步为20μm～25μm，示例性的，所述盲孔7的孔径可以为20μm、21μm、22μm、23μm、24μm、25μm、26μm、27μm、28μm、29μm或30μm等。再高温高喷压的条件下，采用高锰酸钾蚀刻液去除树脂层1，可以形成的孔径在以上范围内的盲孔7，孔径较小，同时结合线路层4的高分辨率，能够进一步减小盲孔7的孔径，从而有利于提高孔密度，可实现高密度布线，以满足高精尖产品“轻、薄、短、小”的发展需求。
在步骤S4之后，所述蚀刻方法还包括：
步骤S5，采用中和剂处理形成所述盲孔7后的所述载板10，以去除残余蚀刻液和蚀刻产物，所述中和剂包括酸。具体地，采用所述中和剂可以清楚板面及盲孔7内的残余高锰酸钾和蚀刻产物二氧化锰，其中，中和剂的选用需要考虑酸度，本实施例采用H2SO4体系。
可以理解的，在蓬松、蚀刻、中和等步骤后还可以对处理后的载板10进行清洗，通常为水洗，最后还需要对形成盲孔7的载板10进行干燥。
在步骤S5之后，所述蚀刻方法还包括：
步骤S6，如图8所示，于所述盲孔7的内壁形成导通层8，所述导通层8电性连接所述线路层4和所述第一金属层2。具体地，可以水平化铜的方式在盲孔7的内壁镀铜，使线路层4与第二金属层3实现电性连接。可以理解的，第二金属层3也可以是在步骤S1之前预先在载板10上形成的线路层，通过本申请实施例提供的蚀刻方式可以实现树脂层1相对两表面线路层的高密度导通。
本申请实施例提供的载板10的蚀刻方法，在高温高喷压的条件下采用高锰酸钾蚀刻液喷淋露出的树脂层1，可以使高浓度高锰酸钾溶液与树脂层1的树脂发生氧化反应，破坏树脂的化学键，使树脂溶解，形成可溶性小分子。同时，配合线路层4的高分辨率可以蚀刻出孔径非常小的微孔，成孔流程简单稳定，蚀刻前后处理不会影响孔径大小，可以缩小孔距，提高成孔密度，进而实现高密度布线。
Claims (10)
1.一种载板的蚀刻方法，其特征在于，所述载板包括树脂层、以及设于所述树脂层相对两表面的第一金属层和第二金属层，所述蚀刻方法包括：
图案化所述第一金属层，于所述树脂层的表面形成线路层，所述线路层包括线路间隙，部分所述树脂层于所述线路间隙露出；
采用蚀刻液喷淋并去除于所述线路间隙露出的所述树脂层，以形成盲孔，所述第二金属层于所述盲孔露出，其中，所述蚀刻液包括高锰酸钾，所述高锰酸钾的浓度为70％～80％。
2.如权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，所述喷淋的温度为70℃～80℃，所述喷淋的压力为2.0～4.0kg/cm2。
3.如权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，所述蚀刻液为碱性，所述蚀刻液还包括浓度为3％～7％的氢氧化钠。
4.如权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，所述采用蚀刻液喷淋并去除于所述线路间隙露出的所述树脂层的步骤之前，所述蚀刻方法还包括：
采用蓬松液处理于所述线路间隙露出的所述树脂层，以降低所述树脂层中化学键的结合力。
5.如权利要求4所述的蚀刻方法，其特征在于，所述蓬松剂包括醚醇类物质和烯铵类物质中的至少一种。
6.如权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，所述采用蚀刻液喷淋并去除于所述线路间隙露出的所述树脂层的步骤之后，所述蚀刻方法还包括：
采用中和剂处理形成所述盲孔后的所述载板，以去除残余蚀刻液和蚀刻产物，所述中和剂包括酸。
7.如权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，所述采用蚀刻液喷淋并去除于所述线路间隙露出的所述树脂层的步骤之前，所述蚀刻方法还包括：
于所述线路层的线路表面形成抗腐蚀膜。
8.如权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，所述采用蚀刻液喷淋并去除于所述线路间隙露出的所述树脂层的步骤之后，所述蚀刻方法还包括：
于所述盲孔的内壁形成导通层，所述导通层电性连接所述线路层和所述第二金属层。
9.如权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于，所述盲孔的孔径为20μm～30μm。
10.一种用于如权利要求1至9中任意一项所述的载板的蚀刻方法的蚀刻液，其特征在于，所述蚀刻液用于覆金属载板中树脂层的去除，所述蚀刻液包括高锰酸钾，所述高锰酸钾的浓度为70％～80％。
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