一种线路板及其制造方法

文档序号:1315550 发布日期:2020-07-10 浏览:8次 >En<

阅读说明:本技术 一种线路板及其制造方法 (Circuit board and manufacturing method thereof ) 是由 刘清 万克宝 于 2020-03-19 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种线路板制造方法,所述方法包括:提供一基板,所述基板包括有机层和金属层;在所述基板上形成线路层;保护膜压合,对所述线路层进行保护膜压合;有机层剥离,将基板的有机层剥离;金属层蚀刻,得到相互独立的线路。本发明基板包括易剥离的有机层和金属层,剥离时仅进行有机层的剥离,解决了基板金属层与电镀线路难剥离以及电镀线路易掉落的问题;且该方法在进行蚀刻时,由于保护膜的存在,不会影响线宽,从而无需进行线宽补偿设计。同时,本发明的方法还可以在同一线路板上制造出不同厚度的独立线路,满足客户需求。(The invention relates to a circuit board manufacturing method, which comprises the following steps: providing a substrate, wherein the substrate comprises an organic layer and a metal layer; forming a circuit layer on the substrate; protective film pressing, namely performing protective film pressing on the circuit layer; stripping the organic layer, namely stripping the organic layer of the substrate; and etching the metal layer to obtain mutually independent circuits. The substrate comprises the organic layer and the metal layer which are easy to strip, and only the organic layer is stripped during stripping, so that the problems that the metal layer of the substrate is difficult to strip from the electroplating circuit and the electroplating circuit is easy to drop are solved; in addition, when the method is used for etching, the line width is not influenced due to the existence of the protective film, so that the line width compensation design is not needed. Meanwhile, the method of the invention can also manufacture independent circuits with different thicknesses on the same circuit board, thereby meeting the requirements of customers.)

一种线路板及其制造方法

技术领域

本发明涉及线路板制造领域,具体涉及一种线路板的制造方法及用该方法制造的线路板。

背景技术

线路板广泛应用于生活的各个领域,几乎所有的电子设备都包含相应的线路板,故线路板在电子设备中有着十分重要的地位。随着制板工艺的发展,形成了较为成熟的制板工艺,制板的工艺可分为加成法、半加成法和减成法,一般会根据线路板要求的不同,选择不同的方法制造线路板。

半加成法需要通过快速蚀刻除去基板上的金属层形成独立线路,在蚀刻金属层的同时会蚀刻线路层金属,使得线路的线宽减少。因此,为了获得目标线宽,需要对线路进行线宽补偿设计,线宽补偿设计会导致线距减小,小线距的线路对阻挡层的性能提出了较高的要求,一方面增加了工艺的成本;另一方面,如果需要制造更小线距/线宽的精细线路,难以找到符合要求的阻挡层材料。

为了解决因为补偿线宽设计出现的问题,现有技术获得所需线路层后,直接对形成的线路层压合保护膜,然后将基板全部剥离,获得所需线路,其过程无需蚀刻,故不需要进行线宽补偿设计,同时也获得了所需线路。但是,因为剥离了整个基板,如果基板的金属层与电镀线路结合力高时,会在剥离过程中将电镀的线路一并剥离;当尝试减少金属层与电镀线路的结合力时,在阻挡层剥离阶段,又会出现电镀线路容易掉落的问题,进而造成制成线路的成品率低。

发明内容

为了克服现有技术中需要对线路进行线宽补偿设计以及直接剥离基板导致成品率低的问题,本发明提供一种线路板的制造方法及用该方法制造的线路板,提高了成品率,同时本发明的方法还可以形成不同厚度的线路。

基于上述目的,本发明的技术方案如下:

一种线路板制造方法,所述方法包括:提供一基板,所述基板包括有机层和金属层;在所述基板的金属层上形成线路层;进行保护膜压合,对所述线路层进行保护膜压合;进行有机层剥离,将基板的有机层剥离;金属层蚀刻,得到相互独立的线路。

本发明还提供两种形成线路层的方法,第一种在所述基板的金属层上形成线路层的方法具体包括:在基板上形成第一阻挡层,所述第一阻挡层具有第一开窗;第一电镀,在所述第一开窗内形成第一线路层;形成叠加阻挡层,所述叠加阻挡层覆盖部分所述第一开窗;叠加电镀,在未被覆盖的第一开窗内形成叠加线路层;重复所述形成叠加阻挡层以及所述叠加电镀的步骤,直至获取所需的多种不同厚度的线路层。

第二种在所述基板的金属层上形成线路层的方法具体包括:在基板上形成第一阻挡层,所述第一阻挡层具有第一开窗;第一电镀,在所述第一开窗内形成第一线路层;第一阻挡层剥离;形成第二阻挡层,所述第二阻挡层具有第二开窗;第二电镀,在所述第二开窗内形成第二线路层;第二阻挡层剥离;重复所述形成第二阻挡层、所述第二电镀以及所述第二阻挡层剥离的步骤,直至获取所需的多种不同厚度的线路层。在形成第二阻挡层时,本次阻挡层的开窗为前面所有开窗的一部分,或者本次阻挡层的开窗与前面所有开窗均不重合,或者本次阻挡层的开窗与前面所有开窗部分重合。

在所述形成线路层后、保护膜压合前,对所述基板进行再次电镀,形成再次电镀层,对进行再次电镀的线路层,线路层的金属层蚀刻包括基板金属层蚀刻以及基板金属层蚀刻后露出的再次电镀层。

其中,所述阻挡层利用干膜或光刻胶形成,所述线路层由铜、铜合金、金、金合金、镍、镍合金、铝或铝合金形成,所述有机层材料为PI、PET、PE、PVC、PP、LCP或PTFE。所述金属层与有机层通过压合、涂布或溅射的方式结合,金属层和有机层采用上述方法结合有机层和金属层之间可获得较低的结合力,方便有机层的剥离。

本发明还提供一种线路板,所述线路板使用上述方法制成。

本发明具有以下有益效果:

本发明基板包括易剥离的有机层和金属层,剥离时仅进行有机层的剥离,解决了基板金属层与电镀线路难剥离以及电镀线路易掉落的问题;虽然本发明进行了基板蚀刻,但是因为保护膜的存在,不需要对线路进行线宽补偿设计。同时本发明还提供在同一线路板上制造出不同厚度的线路的方法,满足客户需求。

下文将结合附图对本发明具体实施例进行详细描述,本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例,附图中相同的附图标志标示了相同或类似的部件或部分,本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:

图1是本发明线路板制造方法的截面示意图;

图2、3是采用一种方法形成不同厚度线路层的截面示意图;

图4-8是采用另一种方法形成不同厚度线路层的截面示意图;

图9是在图2形成不同厚度线路层后进行再次电镀的截面示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

本发明提供一种不需要进行线宽补偿设计的线路板制造方法,方法包括:提供一基板,基板包括有机层和金属层;在所述基板上形成线路层;然后顺序进行保护膜压合、有机层剥离、金属层蚀刻,最终得到相互独立的线路。

如图1所示,是本发明一种不需要进行线宽补偿设计的线路板制造方法的具体实施例。

如图1(a)所示,提供一基板,基板包括有机层11和金属层12,因为有机层和金属层间具有较低结合力,所以在后续进行有机层剥离时十分方便。

如图1(b)所示,在基板上形成线路层13。

如图1(c)所示,进行保护膜14压合,示例性地,保护膜14包括胶层141和绝缘层142,绝缘层142通过胶层141贴合在线路层13上。

如图1(d)所示,将有机层11剥离,因为有机层11与金属层12具有较低的结合力,故容易将有机层11从金属层12剥离,且不受金属层与线路层结合力高低的影响,不会出现将线路一并剥离或者阻挡层剥离时金属层掉落的问题。

如图1(e)所示,蚀刻金属层12,因为受到保护膜14的保护,蚀刻时,线路层13不会受到影响,所以不用进行线宽补偿设计,这样就可以解决因为线路补偿设计导致的对阻挡层要求高等问题,并在采用同一种阻挡层材料的情况下,能够制作出更加精细的电路。

本发明还提供在同一线路板上形成不同厚度线路层的方法。其中,第一种方法包括:在基板上形成第一阻挡层,第一阻挡层具有第一开窗;通过电镀在所述第一开窗内形成第一线路层;然后形成叠加阻挡层,所述叠加阻挡层覆盖部分所述第一开窗;在未被覆盖的第一开窗内电镀形成叠加线路层;重复所述形成叠加阻挡层以及所述叠加电镀的步骤,直至获取所需的多种不同厚度的线路层。

具体地,如图2所示,是采用第一种方法制造两种厚度线路层的流程示意图。

如图2(a)所示,提供一基板,基板包括有机层21和金属层22。

如图2(b)所示,在基板上形成第一阻挡层23,第一阻挡层23具有第一开窗24,后面即在该开窗内形成线路;

如图2(c)所示,对第一开窗24进行第一电镀,获得第一线路层25。

如图2(d)所示,在基板上形成叠加阻挡层26,叠加阻挡层26覆盖部分第一开窗24,至此,在被覆盖的第一开窗24内已经获得所需的第一厚度的线路层。

如图2(e)所示,在未被覆盖的第一开窗24内电镀形成叠加线路层27,从而第一线路层25与叠加线路层27共同形成所需的第二厚度的线路层。

如图2(f)所示,对阻挡层23、26进行剥离,获得两种厚度的线路层。

在图2所示流程的基础上,若要获得三种厚度的线路,可进一步增加图3中的步骤。

在图2(e)的步骤之后,如图3(a)所示,形成另一叠加阻挡层28,该叠加阻挡层28进一步覆盖部分第一开窗24,继而在剩余未被覆盖的第一开窗24内电镀形成叠加线路层29,即重复一次形成叠加阻挡层以及叠加电镀的步骤。

之后,如图3(b)所示,同样进行阻挡层剥离,获得三种厚度的线路层。

类似地,如果想进一步获得四种及以上厚度的线路层,则重复上述形成叠加阻挡层以及叠加电镀的步骤,直至获取所需的多种不同厚度的线路层。

本发明在同一线路板上形成不同厚度线路层的第二种方法包括:在基板上形成第一阻挡层,第一阻挡层具有第一开窗;在第一开窗内电镀形成第一线路层;进行第一阻挡层剥离;然后形成第二阻挡层,第二阻挡层具有第二开窗;在第二开窗内电镀形成第二线路层;进行第二阻挡层剥离;重复所述形成第二阻挡层、所述第二电镀以及所述第二阻挡层剥离的步骤,直至获取所需的多种不同厚度的线路层。

其中,在形成第二阻挡层时,本次阻挡层的开窗为前面所有开窗的一部分,或者本次阻挡层的开窗与前面所有开窗均不重合,或者本次阻挡层的开窗与前面所有开窗部分重合。

如图4、5所示,是使用本发明形成线路层的第二种方法,在同一线路板上制成多种厚度线路层的两个实施例。

图4中,最终形成两种厚度的线路,具体流程如下:

如图4(a)所示,基板包括有机层31和金属层32。

如图4(b)所示,在基板上形成第一阻挡层33,第一阻挡层33具有第一开窗34。

如图4(c)所示,进行第一电镀,在第一开窗34内形成第一线路层35。

如图4(d)所示,剥离第一阻挡层33。

如图4(e)所示,在基板上形成第二阻挡层36,第二阻挡层36具有第二开窗37,可以看出,第二开窗37为第一开窗34的一部分。

如图4(f)所示,进行第二电镀,在第二开窗37内形成第二线路层38,由于第二开窗37为第一开窗34的一部分,因此,第二线路层38完全叠加于第一线路层35之上。

如图4(g)所示,剥离第二阻挡层36,获得两种厚度的线路层。

图5中,最终形成四种厚度的线路,具体流程如下:

在图4(g)的基础上,如图5(a)所示,在基板上形成另一第二阻挡层39,第二阻挡层39具有第二开窗310,第二开窗310为第一开窗34和第二开窗37的一部分,然后进行第二电镀,在第二开窗310内形成另一第二线路层311,由于第二开窗310为第一开窗34和第二开窗37的一部分,因此,第二线路层311叠加于第一线路层35或第二线路层38之上。

如图5(b)所示,剥离第二阻挡层39,获得四种不同厚度的线路层。

由此可见,这两个实施例中,形成第二阻挡层时,本次阻挡层的开窗均为前面所有开窗的一部分(即后面的线路层均叠加于前面的线路层上),通过对不同开窗的设计,可以对不同的线路层进行叠加,从而得到多种不同厚度的线路。例如,在图5(a)中,形成的第二开窗310还可以仅是第一开窗34或第二开窗37的一部分,然后进行电镀、阻挡层剥离及基板金属层蚀刻,从而可以获得三种厚度的独立线路。想要获得更多不同厚度的线路,只需重复形成第二阻挡层、第二电镀以及第二阻挡层剥离的步骤即可。

第二种方法的两个实施方式中,由于线路层是叠加电镀的,两个线路层的接触面可能会出现附着不牢的情况,并且阻挡层因工艺问题可能会出现开窗的位置偏移,进而导致线路层的位置对不准,呈现交错的状态。为了解决该问题,如图6、7所示,形成第二阻挡层时,可使得本次阻挡层的开窗与前面所有开窗均不重合。

图6中,最终形成两种厚度的线路,具体流程如下:

如图6(a)所示,基板包括有机层41和金属层42,在基板上形成第一阻挡层43,第一阻挡层43具有第一开窗44。

如图6(b)所示,进行第一电镀,在第一开窗44内形成第一线路层45。

如图6(c)所示,剥离第一阻挡层43。

如图6(d)所示,在基板上形成第二阻挡层46,第二阻挡层46具有第二开窗47,第二开窗47与第一开窗44不重合。

如图6(e)所示,进行第二电镀,在第二开窗47内形成第二线路层48,由于第二开窗47与第一开窗44不重合,因此,第二线路层48与第一线路层45不重叠。

如图6(f)所示,剥离第一阻挡层46,获得两种不同厚度的线路层。

图7中,形成三种厚度的线路层,具体流程如下:

在图6(f)的基础上,如图7(a)所示,形成另一第二阻挡层49,第二阻挡层49具有第二开窗410,第二开窗410与第一开窗44、第二开窗47均不重合,然后在第二开窗410内进行电镀获得另一第二线路层411,第二线路层411与第二线路层48、第一线路层45不重叠。

如图7(b)所示,剥离第二阻挡层49,获得三种厚度的线路层。

在图6、7中,因为每次线路层都是独立电镀的,故不存在叠加电镀导致的接触面附着不牢靠及线路层交错的问题。此外,一般来说,阻挡层越薄,可形成的线宽/线距越小;该实施方式中,由于每次线路层都是独立电镀的,因此,针对不同的线路层厚度,可以采用不同的阻挡层厚度,进而可以实现不同的线距/线宽极限。

在第二种方法的另一个实施方式中,形成第二阻挡层时,可以使得本次阻挡层的开窗与前面所有开窗部分重合,这种情况下,有些线路层是叠加形成的,有些线路层是独立形成的。

如图8所示,采用此种方式最终形成四种厚度的线路,具体流程如下:

在图6(f)基础上,如图8(a)所示,形成另一第二阻挡层49,第二阻挡层49具有第二开窗410,第二开窗410一部分与第一开窗44重合,另一部分开窗在不同于第一开窗44、第二开窗47的位置形成,然后再次进行电镀,获得另一第二线路层411;可以看出第二线路层411一部分叠加于前面的线路上,另一部分直接形成于基板的新位置上。

如图8(b)所示,剥离第二阻挡层49,获得四种不同厚度的线路层。

在图8(a)中,第二开窗410的一部分还可以与第二开窗47重合,或者与第一开窗44、第二开窗47均重合。

在本发明形成线路层的第二种方法中,在形成第二阻挡层时,本次阻挡层的开窗可以为前面所有开窗的一部分,或者本次阻挡层的开窗与前面所有开窗均不重合,或者本次阻挡层的开窗与前面所有开窗部分重合,每次形成第二阻挡层在这三种方式选择一种即可,当多次形成第二阻挡层时,还可以将这三种方式组合使用,最终形成多种不同厚度的线路层。

如果想获得更加精细的电路,则可以在形成线路层后、保护膜压合前,进行再次电镀。以本发明第一种方法获得两种厚度的线路层为例,如图9(a)所示,在图2(f)的基础上进行再次电镀,形成再次电镀层210。

如图9(b)~(c)所示,对进行再次电镀的线路层进行保护膜211的压合,示例性地,保护膜211包括胶层2111和绝缘层2112,之后剥离有机层21。如图9(d)所示,在进行金属层蚀刻时,不仅对基板金属层进行蚀刻,还需要进一步对基板金属层蚀刻后露出的再次电镀层210进行蚀刻,从而获得独立的线路层。

其中,本发明的阻挡层通过干膜或光刻胶形成,以干膜为例,在基板上进行干膜贴合、干膜曝光和干膜显影,曝光后的干膜会留在基板上,形成具有开窗的阻挡层。其中,干膜曝光是有选择性的通过紫外光照射使干膜发生聚合交联,在后续显影时曝光过的干膜会继续留在金属层上;干膜显影即是除去未曝光部分的干膜。另外,图示中的截面阻挡层形状仅是示意形状,因为干膜和光刻胶压合过程会流动变形,阻挡层压合后,阻挡层截面不会像图示中那样平整,如果开窗的厚度大于阻挡层厚度时,阻挡层的截面还会呈波浪状。

另外,有机层和绝缘层的材料为PI(Polyimide,聚酰亚胺)、PET(Polyethyleneterephthalate,涤纶树脂)、PE(polyethylene,聚乙烯)、PVC(Polyvinyl chloride,聚氯乙烯)、PP(polypropylene,聚丙烯)、LCP(LIQUID CRYSTAL POLYMER,液晶聚合物)或PTFE(Polytetrafluoroethylene,聚四氟乙烯)等;金属层和电镀层的材料为铜、镍、金、铝、铜合金、镍合金、金合金或铝合金等金属。

本发明基板的有机层和金属层通过压合、涂布或溅射的方式形成,使用上述方法形成的基板,有机层和金属层之间的结合力较低,方便有机层的剥离。

本发明还提供一种使用上述方法制成的线路板,使用本发明方法制造时,可以获不同线路厚度的精细电路板。具体地,提供以下实验结果以验证方法的可行性及其效果。

采用本发明形成线路层的图2方法:

第一阻挡层厚度30微米,第一电镀厚度12微米,叠加阻挡层厚度20微米,叠加电镀厚度18微米,再次电镀前可以获得12微米和30微米两种线路厚度,且线宽\线距都达到15微米\15微米,再次电镀铜厚度2.5微米,最终可得到线宽\线距达到20微米\10微米,线路厚度增加至14.5微米和32.5微米。

第一阻挡层厚度40微米,第一电镀厚度12微米,叠加阻挡层厚度25微米,叠加电镀厚度28微米,再次电镀前可以获得12微米和40微米两种线路厚度,且线宽\线距都达到15微米\15微米,再次电镀厚度3微米,最终可得到线宽\线距达到21微米\9微米,线路厚度增加至15微米和43微米。

采用本发明形成线路的图6方法:

第一阻挡层厚度15微米,第一电镀厚度12微米,第二阻挡层厚度60微米,第二电镀厚度60微米,再次电镀前可以获得12微米和60微米线路厚度,12微米线路厚度的线宽\线距10微米\10微米,60微米铜厚线宽\线距20微米\25微米,再次电镀厚度2微米,电镀后线宽\线距分别达到14微米\6微米,24微米\21微米,线路厚度增加至14微米和62微米。

至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例,但是,在不脱离本发明精神和范围的情况下,仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此,本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

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