一种PCB埋入式线路的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种PCB埋入式线路的制造方法，首先，构造表面带有下凹的预设线路图形的母板；然后，构造表面具有线路图形凸起的图形转移子板；接着通过滚压的方式，利用图形转移子板和紫外固化光学胶在线路板基片上构造线路载体，使线路板载体上得到线路图形凹槽；再在线路图形凹槽的内表面制作一层导电种子层；最后在线路图形凹槽的导电种子层上进行镀铜，镀铜过程产生的铜层将所述线路图形凹槽填满，从而得到埋入线路载体的埋入式线路。本发明专利技术的PCB埋入式线路的制造方法，制成的埋入式线路能够具有得到更高的H/W值（>1）的同时又可以具有很小的线宽和线距（线宽和线距的最小值均可达2 µm），从而有利于显著地提高印刷线路板的集成密度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及印刷电路
，尤其是涉及一种印刷线路板（PCB，Printed Circuit Board）埋入式线路的制造方法。
技术介绍
当前电子产品的发展十分迅速，技术更新日新月异，这对PCB行业的产品集成密度和工艺精度提出了越来越苛刻的要求。其中PCB线路部分是非常关键的组成要素，线路的精度、导电性和稳定性对构建轻薄，快速响应，功能多样的电子器件具有重要作用。线路的高宽比H/W（线路的高度/线路的宽度）在精细线路的构造中是一个很重要的概念，因为更大的H/W值意味着更低的电阻，更高的线路密度以及更加优秀的散热性能。传统的PCB精细线路的常用方法主要有两种：一种为半加成法，采用菲林干膜和覆铜板制作印制线路板，其中用负像图形保护非线路区，先在线路区电镀精细线路，再将非线路部分的铜层减除；还有一种为减成法，使用正像图形保护线路区，然后将非线路区减蚀掉。现有技术的缺陷是：半加成法技术和减成法技术都需要使用菲林干膜进行图像曝光和显影的步骤，因此受菲林干膜的限制较大，线路的精细程度较低，均一性较差，并且H/W值往往小于1.0。
技术实现思路
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种PCB埋入式线路的制造方法，该制造方法制造的PCB埋入式线路具有更大的H/W值同时又具有更小的线宽和更小的线距，从而能够显著地提高线路板的集成密度和质量稳定性。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种PCB埋入式线路的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：1）构造母板：将晶圆通过蚀刻处理，得到表面带有下凹的预设线路图形的母板；2）构造图形转移子板：以聚二甲基硅氧烷（PDMS，polydimethylsiloxane）单体和固化剂混合制备聚二甲基硅氧烷前驱体，将所述聚二甲基硅氧烷前驱体摊开完全覆盖在所述母板的带有线路图形的一面之上，然后进行固化处理，固化完全后得到表面带有线路图形凸起的图形转移子板，所述线路图形凸起与所述母板的预设线路图形相配合，再将所述图形转移子板从所述母板上剥离后备用；3）构造线路载体：在线路板基片上均匀涂覆紫外固化光学胶，将所述图形转移子板的带有所述线路图形凸起的一面朝下印覆在所述紫外固化光学胶上，然后对所述图形转移子板进行滚压处理，再使所述紫外固化光学胶固化，接着将所述图形转移子板取下，固化后留在所述线路板基片上的所述紫外固化光学胶即是线路载体，所述线路载体表面具有与所述线路图形凸起相配合的线路图形凹槽；4）制作导电种子层：利用导电介质在所述线路图形凹槽的内表面制作一层导电种子层；5）镀铜：在所述线路图形凹槽的导电种子层上进行镀铜，镀铜过程产生的铜层将所述线路图形凹槽填满，从而得到埋入所述线路载体的埋入式线路。优选地，步骤1）构造母板的具体过程包括以下步骤：1a）在100-150℃下使用食人鱼溶液清洗晶圆15-25min，然后再使用去离子水清洗后，进行干燥处理； 1b）将晶圆在115℃的条件下预加热1~5min；1c）然后将光刻胶旋涂在所述晶圆上，旋涂转速为2500-3500rpm，时间为30s，然后在110℃下烘烤1~2min以去除光刻胶中的溶剂；1d）根据所需线路图形设计光掩膜板，将所述光掩膜板覆盖于晶圆上，然后在UV光下曝光5-10s；1e）将晶圆浸置于显影液中1~2min，随后使用去离子水冲洗干净，并烘干；1f）对步骤1e）得到的晶圆进行蚀刻；1g）将蚀刻后的晶圆用有机溶剂进行清洗，随后再用去离子水清洗，最后将晶圆放置于六甲基二硅氮烷（HMDS，hexamethyldisilazane）的蒸汽中气浴1.5-2.5h。其中，在对晶圆进行蚀刻时，控制蚀刻速率为0.5~1.5µm/min，蚀刻深度控制在2~200 µm。优选地，步骤2）构造图形转移子板的具体过程包括以下步骤：2a）使用聚二甲基硅氧烷构造图形转移子板，将聚二甲基硅氧烷单体及固化剂按质量比10:1混合，随后进行真空脱气20-35 min，得到聚二甲基硅氧烷前驱体；2b）将步骤1）中的母板置于洁净的托盘中，母板带有预设线路图形的一面朝上，将聚二甲基硅氧烷前驱体摊于母板之上，使之将母板完全覆盖；2c）将覆盖于母板上的聚二甲基硅氧烷前驱体进行固化处理，在50-70℃的条件下放置12 h；2d）固化完全后，得到带有线路图形凸起的图形转移子板，再将图形转移子板自母板上剥下，然后再将图形转移子板在120℃的条件下继续烘烤1.5-3h。优选地，步骤3）构造线路的具体过程包括以下步骤：3a）准备线路板基片，并使用等离子体预先清洗2~10 min；3b）将紫外固化光学胶均匀涂覆在线路板基片上；3c）将图形转移子板按照带有线路图形凸起的一面朝下，印覆在步骤3b)紫外固化光学胶上，然后对图形转移子板进行滚压处理，将紫外固化光学胶和图形转移子板的复合界面处的气泡压出；3d）将图形转移子板与紫外固化光学胶一起在UV光源下曝光15~60 min，待紫外固化光学胶完全固化后，将图形转移子板取下，固化后留在线路板基片上的紫外固化光学胶即是线路载体，所述线路载体的表面具有与所述线路图形凸起相配合的线路图形凹槽。其中，线路载体的厚度为5~230µm。优选地，所述线路板基片可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET，polyethylene terephthalate）基片，聚醚酰亚胺基片，聚酰亚胺基片，聚四氟乙烯基片，环氧树脂基片，玻璃基片，钢片，铜箔或铝箔。其中，所述线路板基片的厚度为25~200µm。优选地，步骤4）制作导电种子层的具体过程包括以下步骤：4a）对线路载体进行等离子体清洗，清洗时间为2-10 min；4b）使用按需喷墨机将喷墨导电墨水喷入线路载体的线路图形凹槽中，控制喷出的喷墨导电墨水的液滴的直径为50-100 µm；4c）喷墨完成后，将带有线路载体的线路板基片在100℃下烘烤2-10 min，从而在线路图形凹槽内形成一层导电种子层。其中，所述喷墨导电墨水为导电银浆，导电铝浆或导电铜浆。在具体实施例中，本专利技术的PCB埋入式线路的制造方法还包括步骤：6）减铜：对所述线路载体的表面上凸出所述线路图形凹槽的多余铜层和非线路图形区域的多余铜层蚀刻干净。另外，实际应用中，还可根据需要，在埋入式线路的表面印刷一层防焊的油墨，或者进行其他常规的PCB加工工序。本专利技术的制造方法能够制作的埋入式线路的线宽范围为2-80µm，高度范围为2-200µm，高宽比H/W值不仅可以小于1，还可以大于1，因此应用范围更广泛。本专利技术的有益效果是：通过图形转移子板压制线路图形凹槽的方法，可以有效地控制埋入式线路的铜厚、结合力以及稳定性；制成的埋入式线路稳定，能够在得到更高的H/W值（>1）的同时又可以具有很小的线宽和线距（线宽和线距的最小值均可达2 µm），从而有利于显著地提高印刷线路板的集成密度和稳定性。附图说明图1为镀铜前带有线路载体的线路板基片的结构示意图。图2为镀铜后得到埋入式线路的线路板的结构示意图。附图中：1-线路图形凹槽；2-导电种子层；3-线路载体；4-线路板基片；5-埋入式线路。具体实施方式下面结合附图对本专利技术优选的实施方式进行详细说明。在以下实施例中：食人鱼溶液（Piranha溶液）均是以市售的纯度为95%-98%的H2SO4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PCB埋入式线路的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：1）构造母板：将晶圆通过蚀刻处理，得到表面带有下凹的预设线路图形的母板；2）构造图形转移子板：以聚二甲基硅氧烷单体和固化剂混合制备聚二甲基硅氧烷前驱体，将所述聚二甲基硅氧烷前驱体摊开完全覆盖在所述母板的带有线路图形的一面之上，然后进行固化处理，固化完全后得到表面带有线路图形凸起的图形转移子板，所述线路图形凸起与所述母板的预设线路图形相配合，再将所述图形转移子板从所述母板上剥离后备用；3）构造线路载体：在线路板基片上均匀涂覆紫外固化光学胶，将所述图形转移子板的带有所述线路图形凸起的一面朝下印覆在所述紫外固化光学胶上，然后对所述图形转移子板进行滚压处理，再使所述紫外固化光学胶固化，接着将所述图形转移子板取下，固化后留在所述线路板基片上的所述紫外固化光学胶即是线路载体，所述线路载体表面具有与所述线路图形凸起相配合的线路图形凹槽；4）制作导电种子层：利用导电介质在所述线路图形凹槽的内表面制作一层导电种子层；5）镀铜：在所述线路图形凹槽的导电种子层上进行镀铜，镀铜过程产生的铜层将所述线路图形凹槽填满，从而得到埋入所述线路载体的埋入式线路。

【技术特征摘要】
1.一种PCB埋入式线路的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：1）构造母板：将晶圆通过蚀刻处理，得到表面带有下凹的预设线路图形的母板；2）构造图形转移子板：以聚二甲基硅氧烷单体和固化剂混合制备聚二甲基硅氧烷前驱体，将所述聚二甲基硅氧烷前驱体摊开完全覆盖在所述母板的带有线路图形的一面之上，然后进行固化处理，固化完全后得到表面带有线路图形凸起的图形转移子板，所述线路图形凸起与所述母板的预设线路图形相配合，再将所述图形转移子板从所述母板上剥离后备用；3）构造线路载体：在线路板基片上均匀涂覆紫外固化光学胶，将所述图形转移子板的带有所述线路图形凸起的一面朝下印覆在所述紫外固化光学胶上，然后对所述图形转移子板进行滚压处理，再使所述紫外固化光学胶固化，接着将所述图形转移子板取下，固化后留在所述线路板基片上的所述紫外固化光学胶即是线路载体，所述线路载体表面具有与所述线路图形凸起相配合的线路图形凹槽；4）制作导电种子层：利用导电介质在所述线路图形凹槽的内表面制作一层导电种子层；5）镀铜：在所述线路图形凹槽的导电种子层上进行镀铜，镀铜过程产生的铜层将所述线路图形凹槽填满，从而得到埋入所述线路载体的埋入式线路。2.根据权利要求1所述的PCB埋入式线路的制造方法，其特征在于：步骤1）构造母板的具体过程包括以下步骤：1a）使用食人鱼溶液清洗晶圆，然后再使用去离子水清洗后，进行干燥处理；1b）将晶圆进行预加热；1c）然后将光刻胶旋涂在所述晶圆上，然后再烘烤去除光刻胶中的溶剂；1d）根据预设线路图形设计光掩膜板，将所述光掩膜板覆盖于晶圆上，然后在UV光下曝光；1e）将晶圆浸置于显影液中进行显影，随后使用去离子水冲洗干净，并烘干；1f）对步骤1e）得到的晶圆进行蚀刻；1g）将蚀刻后的晶圆用有机溶剂进行清洗，随后再用去离子水清洗，最后将晶圆放置于六甲基二硅氮烷的蒸汽中气浴。3.根据权利要求1或2所述的PCB埋入式线路的制造方法，其特征在于：对所述晶圆进行蚀刻时的蚀刻深度控制在2~200 µm。4.根据权利要求1所述的PCB埋入式线路的制造方法，其特征在于：步骤2）构造图形转移子板的具体过程包括以下步骤：2a）使用聚二甲基硅氧烷构造图形转...

【专利技术属性】
技术研发人员：张仕通，崔成强，王锋伟，柴志强，潘丽，
申请(专利权)人：安捷利电子科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32