一種pcb板及pcb線路板銅線路加工方法
【專利摘要】本發明屬于印刷線路板【技術領域】，公開了一種PCB線路板銅線路加工方法，包括以下步驟：將PCB基板浸入經有機溶劑高度稀釋的有機材料單體溶液中；控干PCB基板，加熱固化PCB基板，在其表面形成均勻的底層有機薄膜；在有機薄膜表面依次進行化學鍍銅、圖形電鍍以及閃蝕形成帶銅線路的PCB基板；將帶銅線路的PCB基板浸入經有機溶劑高度稀釋的有機材料單體溶液中；控干帶銅線路的PCB基板，加熱固化在其表面形成均勻的上層有機薄膜；在上層有機薄膜層上壓合絕緣材料形成絕緣層。本發明通過生成有機薄膜在保證銅線路與基板穩定結合的同時，大大提升了銅線路表面的光滑程度，從而銅線路的高密度鋪設的同時，降低高頻信號的傳輸損耗。
【專利說明】—種PCB板及PCB線路板銅線路加工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及印刷線路板【技術領域】，特別涉及一種PCB板及PCB線路板銅線路加工方法。
【背景技術】
[0002]高速信號在印刷線路板中傳輸中需要印刷線路板中的銅線路表面盡可能光滑，才能保證信號傳輸損耗小，理想狀況下的印刷線路板線路橫截面表面應該是光滑無突起的表面。
[0003]常規的PCB表面粗超度Rz5-7um，如圖1所示，這種表面布滿粗糙度，將嚴重影響高速信號的傳輸。目前對于高速信號傳輸的線路板通常的辦法是采用盡可能的低粗糙度的鍍銅工藝和技術，在保證結合力和降低信號傳輸損耗中尋求一種平衡；從而導致了信號，特別是高頻信號傳輸過程中的損耗無法降低的問題；高密度銅線路的鋪設同樣因為光滑度的問題受到制約。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠保證PCB板與銅線路的結合強度的同時，提升銅線路表面光滑度的方法。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供了一種PCB板，包括:PCB基板、底層有機薄膜、化學鍍銅層、銅線路、上層有機薄膜以及絕緣層；所述PCB基板上依次向上設置所述底層有機薄膜、所述化學鍍銅層、所述銅線路、所述上層有機薄膜以及所述絕緣層。
[0006]一種PCB線路板銅線路加工方法，用于實現上述PCB板的加工生產；包括以下步驟:
[0007]將PCB基板浸入經有機溶劑高度稀釋的有機薄膜材料單體溶液中；
[0008]控干PCB基板，加熱固化PCB基板，在其表面形成均勻的底層有機薄膜；
[0009]在底層有機薄膜表面進行化學鍍銅形成化學鍍銅層；
[0010]在化學鍍銅層上進行圖形電鍍形成銅線路；
[0011]通過閃蝕工藝將未被銅線路覆蓋的化學鍍銅層蝕刻掉，形成帶銅線路的PCB基板；
[0012]將帶銅線路的PCB基板浸入經有機溶劑高度稀釋的有機薄膜材料單體溶液中；
[0013]控干帶銅線路的PCB基板，加熱固化在其表面形成均勻的上層有機薄膜；
[0014]在上層有機薄膜層上壓合絕緣材料形成絕緣層。
[0015]進一步地，所述有機薄膜材料包括:聚酰亞胺材料。
[0016]進一步地，所述有機溶劑包括:N-甲基吡咯烷酮NMP或二甲基乙酰胺DMAC或者二甲基甲酰胺DMF或者二甲基亞砜DMSO或間甲酚。
[0017]進一步地，所述有機薄膜材料為BCB苯并環丁烯。
[0018]進一步地，所述有機溶劑是三甲基甲苯。[0019]進一步地，所述有機薄膜材料的稀釋濃度范圍是0.5%?15%。
[0020]進一步地，所述加熱固化工藝的溫度范圍是200°C?350°C。
[0021 ] 進一步地，PCB基板浸入機薄膜材料單體溶液前，對PCB基板進行等離子清洗；在浸泡PCB基板和帶銅線路的PCB基板時，通過超聲波消除有機薄膜材料單體溶液內的氣泡。
[0022]進一步地，在化學鍍銅前，對PCB基板的表面進行等離子活化處理。
[0023]本發明提供的PCB線路板銅線路加工方法通過在PCB基板與銅線路，銅線路與絕緣層之間生成有機薄膜，避免直接接觸造成銅線路表面不平或生成毛刺，降低信號傳輸過程中的散射損耗；同時，銅線的高光滑度，也有利于降低線路尺寸以及鋪設密度；通過化學鍍銅提升PCB基板與銅線路的結合強度；從而在保證銅線路的結合強的情況下，大幅提升光滑度，從而降低傳輸損耗，提升鋪設密度以及有利于降低線路尺寸。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為現有的PCB板結構示意圖；
[0025]圖2為本發明實施例提供的PCB基板生成底層有機薄膜結構示意圖；
[0026]圖3為本發明實施例提供的PCB基板生成化學鍍銅層結構示意圖；
[0027]圖4為本發明實施例提供的PCB基板生成圖形電鍍層結構示意圖；
[0028]圖5為本發明實施例提供的PCB基板生成上層有機薄膜結構示意圖；
[0029]圖6為本發明實施例提供的PCB基板生成絕緣層結構示意圖；
[0030]其中，1-PCB基板，2-底層有機薄膜，3-化學鍍銅層，4_光刻膠，5_銅線路，6_上層有機薄膜，7-絕緣層。
【具體實施方式】
[0031]本發明實施例提供的一種基于上述方法的PCB板結構,包括:PCB基板1、底層有機薄膜2、化學鍍銅層3、銅線路5、上層有機薄膜6以及絕緣層7 ；PCB基板I上依次向上設置底層有機薄膜2、化學鍍銅層3、銅線路5、上層有機薄膜6以及絕緣層7。
[0032]本實施例提出一種PCB線路板銅線路加工方法，由于實現上述PCB板的加工生產；包括以下步驟:將PCB基板I浸入經有機溶劑高度稀釋的有機薄膜材料單體溶液中；
[0033]控干PCB基板1，加熱固化PCB基板1，在其表面形成均勻的底層有機薄膜2 ；
[0034]在底層有機薄膜2表面進行化學鍍銅形成化學鍍銅層3 ；
[0035]在化學鍍銅層3上進行圖形電鍍形成銅線路5 ；
[0036]通過閃蝕工藝將未被銅線路覆蓋的化學鍍銅層3蝕刻掉，形成帶銅線路的PCB基板；
[0037]將帶銅線路的PCB基板浸入經有機溶劑高度稀釋的有機薄膜材料單體溶液中；
[0038]控干帶銅線路的PCB基板，加熱固化在其表面形成均勻的上層有機薄膜6 ；
[0039]在上層有機薄膜層6上壓合絕緣材料形成絕緣層7。
[0040]參見圖2，將PCB基板I浸入經有機溶劑高度稀釋的有機薄膜材料單體溶液中；利用稀釋的有機薄膜材料單體溶液覆蓋整個PCB基板I結構表面，在其表面形成極薄的溶液薄層。
[0041]浸泡PCB基板I 一段時間，使其表面均勻浸潤有機薄膜材料單體溶液后，取出控干PCB基板I，加熱固化PCB基板I，在其表面形成均勻的底層有機薄膜。通過真空烘烤或真空加熱方法，將易揮發的有機溶劑揮發掉，在基板的表面形成一層非常薄的有機薄膜，將PCB基板I升溫，將表面單體固化，形成均勻的有機底層有機薄膜2，使得薄膜將有機基板的三維表面結構表面覆蓋一層。從而避免PCB基板與銅線路直接接觸，進而避免接觸形成凹凸不平的表面或者毛刺，從而降低信號在銅線路中的傳輸損耗。
[0042]鑒于，PCB板的使用環境以及生產環境中的高溫以及化學環境，有機溶劑以及有機薄膜材料應該耐高溫，物理和化學性能穩定；同時要保證銅線路與PCB基板I的結合強度，有機有機薄膜應該與金屬以及PCB基板I具有良好的結合能力，從而保證化學鍍銅層3能夠穩定的鋪設在PCB基板I上；優選的，有機溶劑包括:N-甲基吡咯烷酮NMP或二甲基乙酰胺DMAC或者二甲基甲酰胺DMF或者二甲基亞砜DMSO或間甲酚。兩者混合的有機薄膜材料單體溶液能夠擁有良好的金屬以及PCB基板結合性能。
[0043]有機薄膜材料單體溶液的濃度保持在0.5%?15%，能夠保證有機薄膜材料能夠在PCB基板表面形成穩定的有機薄膜層。
[0044]有機薄膜材料還可以選擇BCB苯并環丁烯，有機溶劑選擇三甲基甲苯；同樣具有良好穩定的物理和化學性能。
[0045]同時，有機薄膜溶液的成本低，使得有機薄膜涂覆的修飾方式相對于化學腐蝕等修飾方式，成本更低；相對于化學腐蝕的難以精確控制以及化學殘留，有機薄膜涂覆的實現效果更好，且沒有化學殘留。
[0046]為了便于有機溶劑的揮發同時不影響有機薄膜材料的性能，加熱固化的溫度范圍為 200 °C ?350 °C。
[0047]優選的，PCB基板在浸入有機材料薄膜單體溶液浸泡之前，進行等離子清洗，提高PCB基板表面的浸潤性，使邊角處能良好接觸溶液，改善涂覆的均勻性；在浸泡PCB基板和帶銅線路的PCB基板的過程中，通過超聲波消除有機薄膜材料單體溶液內的氣泡，提高表面浸潤的均勻性。
[0048]參見圖3，在底層有機薄膜2表面進行化學鍍銅形成化學鍍銅層3，形成高結合力的化學鍍銅層3，形成銅線路5的鋪設基層，便于銅線路5的圖形電鍍。
[0049]優選的，在化學鍍銅前，對PCB基板I的表面進行等離子活化處理；提高表面的親水性，提高表面化學鍍銅的結合力和鍍銅均勻性。
[0050]參見圖4，在化學鍍銅層3上進行圖形電鍍形成銅線路5 ;通過光刻膠4在化學鍍銅層3上繪出待刻電路，之后電鍍形成銅線路；從而在化學鍍銅層上建立穩定可靠的銅線路5主體。
[0051]參見圖5，通過閃蝕工藝將未被銅線路覆蓋的化學鍍銅層蝕刻掉，形成帶銅線路的PCB基板。
[0052]將帶銅線路的PCB基板浸入經有機溶劑高度稀釋的有機薄膜材料單體溶液中；形成均勻的單體溶液薄膜。
[0053]控干帶銅線路的PCB基板，加熱固化在其表面形成均勻的上層有機薄膜6 ;從而隔絕了銅線路層與PCB板絕緣層7的接觸，保證銅線路的光滑程度。
[0054]參見圖6，在上層有機薄膜層6上壓合絕緣材料形成絕緣層7 ;形成完整的PCB板電路結構。[0055]本發明實施例提供的PCB線路板銅線路加工方法通過在PCB基板與銅線路，銅線路與絕緣層之間生成有機薄膜，避免直接接觸造成銅線路表面不平或生成毛刺，降低信號傳輸過程中的散射損耗；銅線的高光滑度，能夠避免小間距線路中的較大離子遷移，從而提升線路的鋪設密度；也有利于降低線路尺寸；通過有機薄膜的涂覆，可以避免絕緣材料的表面粗化來增強結合力的方式，在提升銅線路表面光滑度的同時；通過化學鍍銅提升PCB基板與銅線路的結合強度；從而在保證銅線路的結合強的情況下，大幅提升光滑度，從而降低傳輸損耗，提升鋪設密度以及有利于降低線路尺寸。同時，有機薄膜溶液的成本低，使得有機薄膜涂覆的修飾方式相對于化學腐蝕等修飾方式，成本更低；相對于化學腐蝕的難以精確控制以及化學殘留，有機薄膜涂覆的實現效果更好，且沒有化學殘留。
[0056]最后所應說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照實例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種PCB板，其特征在于，包括:PCB基板、底層有機薄膜、化學鍍銅層、銅線路、上層有機薄膜以及絕緣層；所述PCB基板上依次向上設置所述底層有機薄膜、所述化學鍍銅層、所述銅線路、所述上層有機薄膜以及所述絕緣層。
2.—種PCB線路板銅線路加工方法，用于實現上述PCB板的加工生產；其特征在于，包括以下步驟: 將PCB基板浸入經有機溶劑高度稀釋的有機薄膜材料單體溶液中； 控干PCB基板，加熱固化PCB基板，在其表面形成均勻的底層有機薄膜； 在底層有機薄膜表面進行化學鍍銅形成化學鍍銅層； 在化學鍍銅層上進行圖形電鍍形成銅線路； 通過閃蝕工藝將未被銅線路覆蓋的化學鍍銅層蝕刻掉，形成帶銅線路的PCB基板； 將帶銅線路的PCB基板浸入經有機溶劑高度稀釋的有機薄膜材料單體溶液中； 控干帶銅線路的PCB基板，加熱固化在其表面形成均勻的上層有機薄膜； 在上層有機薄膜層上壓合絕緣材料形成絕緣層。
3.如權利要求2所述的PCB線路板銅線路加工方法，其特征在于，所述有機薄膜材料包括:聚酰亞胺材料。
4.如權利要求3所述的PCB線路板銅線路加工方法，其特征在于，所述有機溶劑包括:N-甲基吡咯烷酮NMP或二甲基乙酰胺DMAC或者二甲基甲酰胺DMF或者二甲基亞砜DMSO或間甲
5.如權利要求2所述的PCB線路板銅線路加工方法，其特征在于:所述有機薄膜材料為BCB苯并環丁烯。
6.如權利要求5所述的PCB線路板銅線路加工方法，其特征在于:所述有機溶劑是三甲基甲苯。
7.如權利要求3或5所述的PCB線路板銅線路加工方法，其特征在于:所述有機薄膜材料的稀釋濃度范圍是0.5%?15%。
8.如權利要求2所述的PCB線路板銅線路加工方法，其特征在于:所述加熱固化工藝的溫度范圍是200°C?350°C。
9.如權利要求1所述的PCB線路板銅線路加工方法，其特征在于:PCB基板浸入機薄膜材料單體溶液前，對PCB基板進行等離子清洗；在浸泡PCB基板和帶銅線路的PCB基板時，通過超聲波消除有機薄膜材料單體溶液內的氣泡。
10.如權利要求1所述的PCB線路板銅線路加工方法，其特征在于:在化學鍍銅前，對PCB基板的表面進行等離子活化處理。
【文檔編號】H05K3/06GK103929874SQ201410138879
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月9日 優先權日:2014年4月9日
【發明者】于中堯 申請人:中國科學院微電子研究所, 華進半導體封裝先導技術研發中心有限公司