利用磁控溅射制作印刷线路板的方法技术

一种利用磁控溅射制作印刷线路板的方法，其特征在于包括以下步骤：　　　　１）单层基材钻孔：将单层基材清洁后依据线路板的设计要求制取导通孔；　　　　２）将钻孔后的单层基材经过清洁处理，在其一侧表面或两侧表面及孔的内壁磁控溅镀用于改善铜箔与基底亲和力的底层介质金属层；　　　　３）在该单层基材一侧表面或两侧表面及孔内壁的介质层金属之上磁控溅镀导电铜层；　　　　４）多层板钻孔：将经上述处理的两个或两个以上的单层基材板中间夹以绝缘层，再经高温压合而制成内芯多层板，进行清洁，依据线路板的设计要求在所述多层板上钻取导通孔或盲孔；　　　　５）将钻孔后的内芯多层板经过清洁处理，在其一侧表面或两侧表面及孔的内壁磁控溅镀用于改善铜箔与基底亲和力的底层介质金属层；　　　　６）在该内芯多层板一侧表面或两侧表面及孔内壁的介质层金属之上磁控溅镀导电铜层。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于制造印刷线路板的方法，具体地说，涉及一种利用磁控溅射方法制作印刷线路板的工艺方法。
技术介绍
随着电子产品的微型化、高速化与数字化，PCB产品也必须向超薄型、高密度、小型化的方向发展。高密度是指提高印刷线路板单位面积上之元器件装载量和布线密度，采取的措施是线路板细线、小孔和多层。导线宽度和间距趋向小于0.1mm(如3mil的线宽线距)，导通孔孔径小于φ0.2mm，10层以上多层板会大量使用，并出现大量的盲孔和埋孔，孔金属化和蚀刻是印刷线路板制作过程中的两个关键步骤。但传统的工艺方法存在以下三个缺点1)生产高精度多层板难度高。导线宽度和间距越小，要求铜箔厚度也越薄，铜箔厚度越薄，在蚀刻液中的时间也越短，不易发生侧蚀现象，传统的铜箔厚度多为12μm以上，而现代技术的发展要求铜箔厚度做到9μm以下，传统的压延铜方法由于工艺条件的限制很难做出9μm以下的铜箔，价格也较昂贵。传统的孔金属化主要通过化学镀和直接电镀法来实现的，小孔径的增多导致印刷线路板的化学镀和直接电镀法困难加大，一方面，化学度铜液在孔内交换不好，产生孔粗、孔破的现象；另一方面，电镀铜液分散能力达不到要求而产生孔内镀层不均匀、狗骨现象，金属化孔的可靠性降低。2)高污染。传统生产工艺全部为化学反应方式进行，尤其是化学镀孔需要大量的有机物(甲醛等致癌物质)作为还原剂，此外，还需要无机重金属盐(pb2+等)和氰化物(CN-)、氟化物等。目前这类污染基本上很难由生物降解和恢复，随着人们对环保的重视，迫使每个PCB工厂都要投入不少资金用于污水处理，这给资金的运作带来了一定的影响。3)生产过程复杂，效率低下。必须经过多道化学反应过程或电镀过程，工艺复杂，工序长。为了解决以上问题，已经有人将物理气相沉积技术应用于PCB行业中，使用磁控溅射的方法来制作印刷线路板，如专利技术专利申请“制作印刷线路板的工艺方法”(申请日2000.7.26，公开号CN1335743A)中公开了一种，在线路负像的基材上能够将板面和通孔内壁都能均匀地镀上一层金属薄膜，较好地解决了以上问题，但该工艺方法同时存在以下缺陷1)对于二层以上的多层板，层间孔的导通连接不可靠。多层板之间的绝缘材料在进行高温层压时会部分液化，流动后导致孔的作用丧失。孔的作用是通过孔金属化后将两层或多层板连接导通，孔分为通孔、盲孔和埋孔。其工艺所述中间绝缘层的制作方法是按设计要求，制作多层板层间连接用铜盘位置裸露，其余地方被感光材料附着，去油污清洗之后，在其两个面镀覆设计要求的薄膜，然后清洗去膜，留下已金属化的孔，且周边有一定宽度铜箔的绝缘层，此圆圈作层与层的通孔导电连接之用。其钻孔和层压的方法是先在基材上按设计钻好孔，经磁控溅射后将两张双面板以及中间绝缘板按照预先设置的位置对齐叠好，最后进行高温层压即得到四层线路板。由于中间绝缘板在高温层压过程中会液化成流体，将两层线路板中间的空隙填满，由于流体会流向任何方向的空隙，故孔的孔隙内也会充满绝缘液体以及孔的表面周围也会被绝缘液体所覆盖，绝缘层也会变薄，导致层间无法通过孔来导通。2)磁控溅射对于制备薄膜的制作效果很显著，比如厚度为1μm以下的导电层，但由于磁控溅射的效率比电镀铜的效率低，对于铜箔厚度为3μm以上的线路板，要达到要求的厚度，需要的溅射时间长，效率低成本上升。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种利用磁控溅射法制作线路板的方法，解决现有磁控溅射法制作线路板工艺中层与层间孔的连接导通问题，使之适用于规模化生产。本专利技术的次一目的是提高镀铜和孔金属化的效率。为实现上述目的，本专利技术提出的一种，其特征在于包括以下步骤1)单层基材钻孔将单层基材清洁后依据线路板的设计要求制取导通孔；2)将钻孔后的单层基材经过清洁处理，在其一侧表面或两侧表面及孔的内壁磁控溅镀用于改善铜箔与基底亲和力的底层介质金属层；3)在该单层基材一侧表面或两侧表面孔的内壁的介质层金属之上磁控溅镀导电铜层；4)多层板钻孔将经上述处理的两个或两个以上的单层基材板中间夹以绝缘层，再经高温压合而制成内芯多层板，进行清洁，依据线路板的设计要求在所述多层板上钻取导通孔或盲孔；5)将钻孔后的内芯多层板经过清洁处理，在其一侧表面或两侧表面及孔的内壁磁控溅镀用于改善铜箔与基底亲和力的底层介质金属层；6)在该内芯多层板一侧表面或两侧表面及孔的内壁的介质层金属之上磁控溅镀导电铜层。根据需要，在步骤6)之后还可以包括以下步骤7)把经过步骤4)、5)、6)处理后的内芯多层板作为多层基材板，它与经过步骤1)、2)、3)处理后的单层基材统称为基材板；将两个或两个以上的基材板中间夹以绝缘层，再经高温压合而制成内芯多层板，进行清洁，依据线路板的设计要求在所述多层板上钻取导通孔或盲孔；8)将钻孔后的内芯多层板经过清洁处理，在其一侧表面或两侧表面磁控溅镀用于改善铜箔与基底亲和力的底层介质金属层；9)在该内芯多层板一侧表面或两侧表面的介质层金属之上磁控溅镀导电铜层；重复步骤7)-9)，直至达到线路板层数的要求。本专利技术为了提高镀铜效率，在步骤3)或步骤6)之后还增加如下步骤a)在导电铜层之上按照铜箔厚度的设计要求电解镀加厚铜层；b)在加厚铜层之上溅镀或电镀上层介质金属层。所镀底层介质金属层和上层介质金属层为1至4层不同材料的金属层，例如由铬、钼、银、锌、金、镍、铜或其合金按顺序组合而成1-4层。其中可以采用浮脱工艺制作线路图形，它包括位于步骤1)、4)之后的如下步骤A)在已清洁的基材表面涂覆或贴附上一层感光材料再将其置于光刻机上曝光，显影，清洗基材表面得到附有感光材料涂层的电路负像，然后烘干；还包括位于步骤3)、6)之后的步骤B)将表面溅镀有导电层的基材浸入化学清洗溶剂中加温至60℃-90℃，以超声波清洗，快速将附有感光材料的镀膜层清除。本专利技术的有益效果是与现有的磁控溅射制作印刷线路板的方法相比，改善了成孔方式。本专利技术在制作多层板时采用多次钻孔的方式，每次钻孔是在经过层压后的被操作板上进行，孔分为通孔和盲孔(埋孔即为内层的导通孔)。例如被操作板是四层板，则是在已经制作好线路图形及孔的双面板的两侧，叠加绝缘材料并层压后再钻孔，因此经过镀铜后可确保孔对层间的连通性，而无需在中间的绝缘基板上单独钻孔和镀孔，也无需孔的对位。另外，采用磁控溅射和电镀铜相结合的方法，既能提高镀铜和孔金属化的效率又能够按照设计要求灵活控制镀铜的厚度。传统的压延铜制作覆铜板的方法无法按照新技术的要求将铜层做到9μm以下，而纯粹采用磁控溅射法镀铜又受到溅射速度的限制，用于生产厚度大于2μm以上的铜箔时生产效率会大大降低。本专利技术在电镀铜的前期采用磁控溅射法镀铜，保证了小孔径孔的良好金属化，避免了采用化学镀和电镀法导致的孔内镀层不均匀和孔狗骨现象，后期采用电镀法镀铜，利于加快镀铜的效率，提高产品的生产效率。由于不再使用化学镀铜，减少了有害物质的污染，降低了成本，有利于环保。由于导电层可以做得更薄，有效地减少侧蚀现象，从而可以将线路制作得更加精细。更薄的铜层需要更少的蚀刻液，蚀刻量也更少，侧蚀量也更加可控，保证了精细线路的质量。本专利技术的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。附图说明图1表示本专利技术的单层线路板的结构示意图。图2表示本专利技术的磁控溅射镀铜流程图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹波，赵平喜，郝建平，
申请(专利权)人：曹波，赵平喜，郝建平，
类型：发明
国别省市：