一种低耗铜的印制线路板成型方法
阅读：1017发布：2020-05-17
专利汇可以提供一种低耗铜的印制线路板成型方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种低耗 铜 的印制线路板成型方法，本发明创造性地提出一种具有屏蔽 电场 功能的 挡板 ，在没有通电通孔的区域，电场可以驱动铜离子穿过并附着在覆铜板表面；而在无透电通孔的区域，铜离子则被阻隔。透电通孔其直径沿屏蔽挡板径向由屏蔽挡板中心向边缘逐渐增大，确保电场较强的中心区域通过的铜离子浓度不超过电场较弱的边缘区域，使覆铜板表面 镀 铜厚度均匀，避免中心区域铜层过厚而造成耗铜升高。，下面是一种低耗铜的印制线路板成型方法专利的具体信息内容。
1.一种低耗铜的印制线路板成型方法，包括如下工序：
在基板上压合铜箔、机械钻第一通孔、黑孔、化学研磨、第一次压干膜、第一次曝光、第一次显影、图形电镀、第二次压干膜、第二次曝光、第二次显影、线路蚀刻、去干膜 ；图形电镀是将覆铜板与电镀液接触，在没有干膜覆盖的第一通孔及其线路图形之间镀覆铜层，而有干膜覆盖的线路图形表面未镀覆铜层 ；线路蚀刻是将覆铜板与蚀刻液接触，在其表面蚀刻出线路图形；所述图形电镀时，在覆铜板铜面上方覆盖有可屏蔽电场的屏蔽挡板；所述屏蔽挡板上设有放射状排布的透电通孔；透电通孔的直径沿屏蔽挡板径向由屏蔽挡板中心向边缘逐渐增大；所述屏蔽挡板其包括由绝缘材料制成的面层、底层，以及设置在面层、底层之间的金属网。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述透电通孔的直径为其中心与屏蔽挡板中心距离的0.1-0.3倍；所述屏蔽挡板与阳极、覆铜板距离之比为（2-6）：1。
3.根据权利要求 1 所述的方法，其特征在于 ：所述图形电镀所镀覆的铜层厚度为
28-35μm，电流密度为1.7A/dm2～2.1A/dm2；所述第一次压干膜的部位还包括地铜区，经过第一次曝光、第一次显影后在覆盖在地铜区的干膜上均匀形成第二通孔，所述第二通孔的直径为 0.1-0.15 毫米，所述第二通孔相邻两孔之间的中心距离为 0.2-0.4 毫米。
4.根据权利要求 1 所述的方法，其特征在于 ：在基板上压合的铜箔厚度为 28μm-32μm。
5.根据权利要求 1-4任意一项所述的方法，其特征在于 ：所述干膜是光敏高分子薄膜。
6.根据权利要求 1-4任意一项所述的方法，其特征在于 ：所述黑孔是在第一通孔内壁表面粘附导电碳粉层。
7.根据权利要求 1-4任意一项所述的方法，其特征在于 ：所述第一次压干膜是将干膜压贴在覆铜板的表面 ；所述第二次压干膜是将干膜再压贴在覆铜板的表面。
8.根据权利要求 1-4 任意一项所述的方法，其特征在于 ：所述第一次曝光、第二次曝光是用紫外光照射覆铜板表面的紫外光敏高分子薄膜，使其中的光敏官能团在光引发剂的作用下发生聚合反应，形成结构致密、分子链更长的高分子；所述第一次显影、第二次显影是在显影液中将未被光固化的紫外光敏高分子薄膜从覆铜板表面溶化除去。
9.根据权利要求 1-4任意一项所述的方法，其特征在于 ：所述化学研磨是用化学清洗液清洗覆铜板表面被氧化的铜、油污及杂质。
一种低耗铜的印制线路板成型方法
技术领域
[0001] 本发明涉及印制线路板生产技术领域，具体涉及一种低耗铜的印制线路板成型方法。
背景技术
[0002] 印制线路板常规的工艺流程是 ：铜箔裁断→机械钻孔→黑孔→压干膜→曝光→显影→孔镀铜→去干膜→化研→再压干膜→再曝光→再显影→线路蚀刻→再去干膜。为了避免线路不良 ( 包括开路、短路、线路缺损和余铜 )，现有的线路板在生产前需要在基板上形成较厚的铜层，铜层在后续工序中，还需要进行蚀刻，造成大量铜原料的损耗。尤其是在电镀过程中，由于电镀槽内的电场线分布不均，覆铜板中心的铜层将远厚于边缘的铜层，而为了使边缘的铜层具有足够的厚度，必须对覆铜板进行持续电镀，使中心区域镀上不必要、过多的铜料，造成耗铜的增加。现有技术中，常在覆铜板中心增加绝缘的挡板，以阻止过多的铜离子迁移至中心区域，但挡板容易导致中心区域铜厚不足。
发明内容
[0003] 有鉴于此，本发明一种可以降低铜损耗的成型方法。
[0004] 本发明的目的通过以下技术方案实现：一种低耗铜的印制线路板成型方法，包括如下工序：
[0005] 在基板上压合铜箔、机械钻第一通孔、黑孔、化学研磨、第一次压干膜、第一次曝光、第一次显影、图形电镀、第二次压干膜、第二次曝光、第二次显影、线路蚀刻、去干膜 ；图形电镀是将覆铜板与电镀液接触，在没有干膜覆盖的第一通孔及其线路图形之间镀覆铜层，而有干膜覆盖的线路图形表面未镀覆铜层 ；线路蚀刻是将覆铜板与蚀刻液接触，在其表面蚀刻出线路图形；所述图形电镀时，在覆铜板铜面上方覆盖有可屏蔽电场的屏蔽挡板；所述屏蔽挡板上设有放射状排布的透电通孔；透电通孔其直径沿屏蔽挡板径向由屏蔽挡板中心向边缘逐渐增大。
[0006] 本发明创造性地提出一种具有屏蔽电场功能的挡板，在没有通电通孔的区域，电场可以驱动铜离子穿过并附着在覆铜板表面；而在无透电通孔的区域，铜离子则被阻隔。透电通孔其直径沿屏蔽挡板径向由屏蔽挡板中心向边缘逐渐增大，确保电场较强的中心区域通过的铜离子浓度不超过电场较弱的边缘区域，使覆铜板表面镀铜厚度均匀，避免中心区域铜层过厚而造成耗铜升高。所述图形电镀的部位包括导通孔及其线路图形之间镀覆铜层，与电镀液直接接触，电镀液的 Cu2+ 在其表面获得电子后以金属 Cu 的形式析出后沉积铜层，这些部位的铜层相对较厚，特别是线路图形之间，这样可以提高线路板在后期的制作过程中的抗折皱性，在最后通过蚀刻有去除这部分铜，符合对线路板的厚度的要求 ；而可屈曲部位即线路图形表面被干膜保护，与电镀液隔绝而未沉积铜层，这些部位的铜层相对较薄，可以提高弯折性能。
[0007] 进一步的，所述屏蔽挡板其包括由绝缘材料制成的面层、底层，以及设置在面层、底层之间的金属网。
[0008] 金属网可以有效地降低电场强度，而又不会完全阻隔电场，铜离子通过透电通孔后在微弱的电场力作用下均匀地附着在覆铜板表面。绝缘材料（如陶瓷、塑料）制成的面层和底层可以避免铜层在屏蔽挡板表面附着。
[0010] 更进一步的，所述图形电镀所镀覆的铜层厚度为 28-35μm，电流密度为1.7A/dm22
～2.1A/dm ；所述第一次压干膜的部位还包括地铜区，经过第一次曝光、第一次显影后在覆盖在地铜区的干膜上均匀形成第二通孔，所述第二通孔的直径为 0.1-0.15 毫米，所述第二通孔相邻两孔之间的中心距离为 0.2-0.4 毫米。
～2.1A/dm ；所述第一次压干膜的部位还包括地铜区，经过第一次曝光、第一次显影后在覆盖在地铜区的干膜上均匀形成第二通孔，所述第二通孔的直径为 0.1-0.15 毫米，所述第二通孔相邻两孔之间的中心距离为 0.2-0.4 毫米。
[0011] 更进一步的，在基板上压合的铜箔厚度为 28μm-32μm。
[0012] 优选的，所述干膜是光敏高分子薄膜。
[0014] 优选的，所述第一次压干膜是将干膜压贴在覆铜板的表面 ；所述第二次压干膜是将干膜再压贴在覆铜板的表面。
[0015] 优选的，所述第一次曝光、第二次曝光是用紫外光照射覆铜板表面的紫外光敏高分子薄膜，使其中的光敏官能团在光引发剂的作用下发生聚合反应，形成结构致密、分子链更长的高分子；所述第一次显影、第二次显影是在显影液中将未被光固化的紫外光敏高分子薄膜从覆铜板表面溶化除去。在第一次曝光的时候只对线路图形区域和地铜的部分区域进行曝光，使线路图形区域和地铜的部分区域的干膜固化，线路之间和第一通孔区域的干膜未固化。地铜的部分区域的干膜固化是使地铜区域形成上述第二通孔。在第二次曝光的时候只对第一通孔的区域进行曝光，是第一通孔的区域的干膜固化，以在线路蚀刻时包括第一通孔区域不被蚀刻。
[0017] 线路板在加工过程中容易沾染杂志或铜层被氧化，如果不彻底清除，容易造成线路的老化、短路等不良问题。甚至在图形过程中，导致显影的图像变形。本发明优选的，所述化学清洗剂量其原料按重量计包括浓度为10wt%的双氧水30-45份、浓度为5wt%的硫酸溶液5-10份、异戊二烯0.04-0.08份、2,3－二氢黄酮0.07-0.23份、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇0.2-0.5份。
[0018] 双氧水、硫酸溶液是常用的线路板清洗剂，可以有效去除油污、氧化物等污垢。但二者对线路板的铜层具有较强的腐蚀作用，使清洗后铜层失去光泽、表面粗糙度增加。此外，上述清洗剂往往需要添加各种离子型助剂，清洗后的残留物较多，甚至造成铜面氧化。因此，本发明在清洗剂中添加异戊二烯、2,3－二氢黄酮，二者可以有效保持铜面在清洗后的光泽、防止铜面变粗糙。3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇则可以避免残留物和氧化物的产生。
附图说明
附图说明
[0019] 图1是本发明屏蔽挡板的剖面图。
[0020] 图2是本发明屏蔽挡板的正视图。
[0021] 图3是本发明屏蔽挡板的剖面局部放大图。
具体实施方式
[0022] 为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述：
[0023] 实施例1
[0024] 本实施例提供一种低耗铜的印制线路板成型方法，包括如下工序：
[0025] 在基板上压合铜箔、机械钻第一通孔、黑孔、化学研磨、第一次压干膜、第一次曝光、第一次显影、图形电镀、第二次压干膜、第二次曝光、第二次显影、线路蚀刻、去干膜 ；图形电镀是将覆铜板与电镀液接触，在没有干膜覆盖的第一通孔及其线路图形之间镀覆铜层，而有干膜覆盖的线路图形表面未镀覆铜层 ；线路蚀刻是将覆铜板与蚀刻液接触，在其表面蚀刻出线路图形；所述图形电镀时，在覆铜板铜面上方覆盖有可屏蔽电场的屏蔽挡板1；如图1，所述屏蔽挡板上设有放射状排布的透电通孔2；如图2，透电通,2其直径沿屏蔽挡板径向由屏蔽挡板中心向边缘逐渐增大。
[0026] 进一步的， 如图3，所述屏蔽挡板其包括由绝缘材料制成的面层1（聚碳酸酯）、底层2（聚碳酸酯），以及设置在面层、底层之间的金属网3。
[0027] 实施例2
[0028] 本实施例提供一种低耗铜的印制线路板成型方法，包括如下工序：
[0029] 在基板上压合铜箔、机械钻第一通孔、黑孔、化学研磨、第一次压干膜、第一次曝光、第一次显影、图形电镀、第二次压干膜、第二次曝光、第二次显影、线路蚀刻、去干膜 ；图形电镀是将覆铜板与电镀液接触，在没有干膜覆盖的第一通孔及其线路图形之间镀覆铜层，而有干膜覆盖的线路图形表面未镀覆铜层 ；线路蚀刻是将覆铜板与蚀刻液接触，在其表面蚀刻出线路图形；所述图形电镀时，在覆铜板铜面上方覆盖有可屏蔽电场的屏蔽挡板；所述屏蔽挡板上设有放射状排布的透电通孔；透电通孔其直径沿屏蔽挡板径向由屏蔽挡板中心向边缘逐渐增大。
[0030] 进一步的， 所述屏蔽挡板其包括由绝缘材料制成的面层、底层，以及设置在面层、底层之间的金属网。
[0031] 进一步的，所述透电通孔其直径为其中心与屏蔽挡板中心距离的0.3倍；所述屏蔽挡板其与阳极、覆铜板距离之比为（2）：1。
[0032] 更进一步的，所述图形电镀所镀覆的铜层厚度为 35μm，电流密度为1.7A/dm2；所述第一次压干膜的部位还包括地铜区，经过第一次曝光、第一次显影后在覆盖在地铜区的干膜上均匀形成第二通孔，所述第二通孔的直径为 0.1-0.15 毫米，所述第二通孔相邻两孔之间的中心距离为0.4 毫米。
[0033] 更进一步的，在基板上压合的铜箔厚度为 28μm。
[0034] 优选的，所述干膜是光敏高分子薄膜。
[0035] 优选的，所述黑孔是在第一通孔内壁表面粘附导电碳粉层。
[0036] 优选的，所述第一次压干膜是将干膜压贴在覆铜板的表面 ；所述第二次压干膜是将干膜再压贴在覆铜板的表面。
[0037] 优选的，所述第一次曝光、第二次曝光是用紫外光照射覆铜板表面的紫外光敏高分子薄膜，使其中的光敏官能团在光引发剂的作用下发生聚合反应，形成结构致密、分子链更长的高分子；所述第一次显影、第二次显影是在显影液中将未被光固化的紫外光敏高分子薄膜从覆铜板表面溶化除去。
[0038] 优选的，所述化学研磨是用化学清洗液清洗覆铜板表面被氧化的铜、油污及杂质。
[0039] 本实施例中，所述化学清洗剂量其原料按重量计包括浓度为10wt%的双氧水45份、浓度为5wt%的硫酸溶液10份。
[0040] 实施例3
[0041] 本实施例提供一种低耗铜的印制线路板成型方法，包括如下工序：
[0042] 在基板上压合铜箔、机械钻第一通孔、黑孔、化学研磨、第一次压干膜、第一次曝光、第一次显影、图形电镀、第二次压干膜、第二次曝光、第二次显影、线路蚀刻、去干膜 ；图形电镀是将覆铜板与电镀液接触，在没有干膜覆盖的第一通孔及其线路图形之间镀覆铜层，而有干膜覆盖的线路图形表面未镀覆铜层 ；线路蚀刻是将覆铜板与蚀刻液接触，在其表面蚀刻出线路图形；所述图形电镀时，在覆铜板铜面上方覆盖有可屏蔽电场的屏蔽挡板；所述屏蔽挡板上设有放射状排布的透电通孔；透电通孔其直径沿屏蔽挡板径向由屏蔽挡板中心向边缘逐渐增大。
[0043] 进一步的， 所述屏蔽挡板其包括由绝缘材料制成的面层、底层，以及设置在面层、底层之间的金属网。
[0044] 进一步的，所述透电通孔其直径为其中心与屏蔽挡板中心距离的0.1倍；所述屏蔽挡板其与阳极、覆铜板距离之比为6：1。
[0045] 更进一步的，所述图形电镀所镀覆的铜层厚度为 28μm，电流密度为2.1A/dm2；所述第一次压干膜的部位还包括地铜区，经过第一次曝光、第一次显影后在覆盖在地铜区的干膜上均匀形成第二通孔，所述第二通孔的直径为 0.1 毫米，所述第二通孔相邻两孔之间的中心距离为0.4 毫米。
[0046] 更进一步的，在基板上压合的铜箔厚度为 28μm。
[0047] 优选的，所述干膜是光敏高分子薄膜。
[0048] 优选的，所述黑孔是在第一通孔内壁表面粘附导电碳粉层。
[0049] 优选的，所述第一次压干膜是将干膜压贴在覆铜板的表面 ；所述第二次压干膜是将干膜再压贴在覆铜板的表面。
[0050] 优选的，所述第一次曝光、第二次曝光是用紫外光照射覆铜板表面的紫外光敏高分子薄膜，使其中的光敏官能团在光引发剂的作用下发生聚合反应，形成结构致密、分子链更长的高分子；所述第一次显影、第二次显影是在显影液中将未被光固化的紫外光敏高分子薄膜从覆铜板表面溶化除去。
[0051] 优选的，所述化学研磨是用化学清洗液清洗覆铜板表面被氧化的铜、油污及杂质。所述化学清洗剂量其原料按重量计包括浓度为10wt%的双氧水36份、浓度为5wt%的硫酸溶液8份、异戊二烯0.06份、2,3－二氢黄酮0.11份、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇0.4份。
[0052] 实施例4
[0053] 本实施例提供一种低耗铜的印制线路板成型方法，包括如下工序：
[0054] 在基板上压合铜箔、机械钻第一通孔、黑孔、化学研磨、第一次压干膜、第一次曝光、第一次显影、图形电镀、第二次压干膜、第二次曝光、第二次显影、线路蚀刻、去干膜 ；图形电镀是将覆铜板与电镀液接触，在没有干膜覆盖的第一通孔及其线路图形之间镀覆铜层，而有干膜覆盖的线路图形表面未镀覆铜层 ；线路蚀刻是将覆铜板与蚀刻液接触，在其表面蚀刻出线路图形；所述图形电镀时，在覆铜板铜面上方覆盖有可屏蔽电场的屏蔽挡板；所述屏蔽挡板上设有放射状排布的透电通孔；透电通孔其直径沿屏蔽挡板径向由屏蔽挡板中心向边缘逐渐增大。
[0055] 进一步的， 所述屏蔽挡板其包括由绝缘材料制成的面层、底层，以及设置在面层、底层之间的金属网。
[0056] 优选的，所述化学研磨是用化学清洗液清洗覆铜板表面被氧化的铜、油污及杂质。所述化学清洗剂量其原料按重量计包括浓度为10wt%的双氧水45份、浓度为5wt%的硫酸溶液5份、异戊二烯0.08份、2,3－二氢黄酮0.07份、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇0.5份。
[0057] 实施例5
[0058] 本实施例提供一种低耗铜的印制线路板成型方法，包括如下工序：
[0059] 在基板上压合铜箔、机械钻第一通孔、黑孔、化学研磨、第一次压干膜、第一次曝光、第一次显影、图形电镀、第二次压干膜、第二次曝光、第二次显影、线路蚀刻、去干膜 ；图形电镀是将覆铜板与电镀液接触，在没有干膜覆盖的第一通孔及其线路图形之间镀覆铜层，而有干膜覆盖的线路图形表面未镀覆铜层 ；线路蚀刻是将覆铜板与蚀刻液接触，在其表面蚀刻出线路图形；所述图形电镀时，在覆铜板铜面上方覆盖有可屏蔽电场的屏蔽挡板；所述屏蔽挡板上设有放射状排布的透电通孔；透电通孔其直径沿屏蔽挡板径向由屏蔽挡板中心向边缘逐渐增大。
[0060] 进一步的， 所述屏蔽挡板其包括由绝缘材料制成的面层、底层，以及设置在面层、底层之间的金属网。
[0061] 优选的，所述化学研磨是用化学清洗液清洗覆铜板表面被氧化的铜、油污及杂质。所述化学清洗剂量其原料按重量计包括浓度为10wt%的双氧水30份、浓度为5wt%的硫酸溶液10份、异戊二烯0.04份、2,3－二氢黄酮0.23份、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇0.2份。
[0062] 实施例6
[0063] 本实施例提供一种低耗铜的印制线路板成型方法，包括如下工序：
[0064] 在基板上压合铜箔、机械钻第一通孔、黑孔、化学研磨、第一次压干膜、第一次曝光、第一次显影、图形电镀、第二次压干膜、第二次曝光、第二次显影、线路蚀刻、去干膜 ；图形电镀是将覆铜板与电镀液接触，在没有干膜覆盖的第一通孔及其线路图形之间镀覆铜层，而有干膜覆盖的线路图形表面未镀覆铜层 ；线路蚀刻是将覆铜板与蚀刻液接触，在其表面蚀刻出线路图形；所述图形电镀时，在覆铜板铜面上方覆盖有可屏蔽电场的屏蔽挡板；所述屏蔽挡板上设有放射状排布的透电通孔；透电通孔其直径沿屏蔽挡板径向由屏蔽挡板中心向边缘逐渐增大。
[0065] 进一步的， 所述屏蔽挡板其包括由绝缘材料制成的面层、底层，以及设置在面层、底层之间的金属网。
[0066] 优选的，所述化学研磨是用化学清洗液清洗覆铜板表面被氧化的铜、油污及杂质。所述化学清洗剂量其原料按重量计包括浓度为10wt%的双氧水45份、浓度为5wt%的硫酸溶液10份、双环戊二烯0.08份、2,3－二氢黄酮0.23份、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇0.2-0.5份。
[0067] 实施例7
[0068] 本实施例提供一种低耗铜的印制线路板成型方法，包括如下工序：
[0069] 在基板上压合铜箔、机械钻第一通孔、黑孔、化学研磨、第一次压干膜、第一次曝光、第一次显影、图形电镀、第二次压干膜、第二次曝光、第二次显影、线路蚀刻、去干膜 ；图形电镀是将覆铜板与电镀液接触，在没有干膜覆盖的第一通孔及其线路图形之间镀覆铜层，而有干膜覆盖的线路图形表面未镀覆铜层 ；线路蚀刻是将覆铜板与蚀刻液接触，在其表面蚀刻出线路图形；所述图形电镀时，在覆铜板铜面上方覆盖有可屏蔽电场的屏蔽挡板；所述屏蔽挡板上设有放射状排布的透电通孔；透电通孔其直径沿屏蔽挡板径向由屏蔽挡板中心向边缘逐渐增大。
[0070] 进一步的， 所述屏蔽挡板其包括由绝缘材料制成的面层、底层，以及设置在面层、底层之间的金属网。
[0071] 优选的，所述化学研磨是用化学清洗液清洗覆铜板表面被氧化的铜、油污及杂质。所述化学清洗剂量其原料按重量计包括浓度为10wt%的双氧水45份、浓度为5wt%的硫酸溶液10份、异戊二烯0.08份、5,7-二羟黄酮0.23份。
[0072] 实验例1
[0073] 铜层保护效果。
[0074] 将覆铜板浸泡在实施例2-7的清洗剂中，30℃、30min。测试覆铜板铜面的摩擦系数。其结果如表1所示。
[0075] 表1.
[0077] 实施例2
[0078] 铜面残留物、氧化度。
[0079] 将覆铜板浸泡在实施例2-7的清洗剂中，40℃、60min。测试覆铜板质量变化。其结果如表2所示。
[0080] 表2.
[0081] 2实验组 质量增加（μg/cm）
实施例2 3.1
实施例3 0.4
实施例4 0.6
实施例5 0.5
实施例6 0.9
实施例7 2.6
实施例2 3.1
实施例3 0.4
实施例4 0.6
实施例5 0.5
实施例6 0.9
实施例7 2.6
[0082] 以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
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