高精密超薄PCB制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010799668.2 (22)申请日 2020.08.11 (71)申请人 光臻精密制造 （苏州） 有限公司 地址 215000 江苏省苏州市吴江区东太湖 生态旅游度假区 （太湖新城） 夏蓉街 399号稻谷互联网产业园1号楼1604-A 室 (72)发明人 郝家胜 (74)专利代理机构 北京远大卓悦知识产权代理 有限公司 11369 代理人 孔凡玲 (51)Int.Cl. H05K 3/38(2006.01) H05K 1/02(2006.01) H05K 3/02(20。

2、06.01) H05K 3/46(2006.01) (54)发明名称 一种高精密超薄PCB制备方法 (57)摘要 本发明属于电路板制造技术领域， 具体涉及 一种高精密超薄PCB制备方法， 其步骤包括： 在基 材表面形成掩膜； 按照预先设计的印制电路走向 对掩膜刻蚀， 形成具有凹陷区域和凸起区域的图 案； 向凹陷区域内注入镍基金属离子聚甲基丙 烯酸乙二醇酯树脂混合物形成打底层； 在打底层 表面和凸起区域均沉积Cu层； 将位于凸起区域的 Cu层以及残留的掩膜清除； 形成平整绝缘层， 得 到高精密超薄PCB。 通过加入聚甲基丙烯酸乙二 醇酯树脂以与镍基金属离子形成混合物， 提高了 打底层与基材结合强。

3、度， 在打底层上沉积Cu层， 加强了Cu层与打底层结合强度， 最终实现铜质线 路与基材结合强度， 不存在铜质线路翘起而出现 短路或断路问题， 保证PCB信号高质量传输。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 112118687 A 2020.12.22 CN 112118687 A 1.一种高精密超薄PCB制备方法， 其特征在于， 包括以下步骤： (1)提供基材； (2)在所述基材的至少一侧表面形成掩膜； (3)按照预先设计的印制电路走向对所述掩膜刻蚀， 形成具有凹陷区域和凸起区域的 图案； (4)向所述凹陷区域内注入镍基金属离子-聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂混合物形成打 底层， 厚度为50。

4、100nm； (5)在所述打底层表面和所述凸起区域均沉积Cu层， 厚度为0.25 m； (6)将位于所述凸起区域的Cu层以及残留的所述掩膜清除， 得到所述印制电路； (7)在所述印制电路及裸露的所述基材表面形成平整绝缘层， 得到所述高精密超薄 PCB； 其中， 所述镍基金属离子-聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂混合物中， 聚甲基丙烯酸乙二醇 酯树脂具有如式( )所示的单体结构： 其中， x和y是100200之间的整数， n是5000060000之间的整数。 2.根据权利要求1所述的高精密超薄PCB制备方法， 其特征在于， 所述镍基金属离子-聚 甲基丙烯酸乙二醇酯树脂混合物中， 镍基金属离子和聚甲基丙烯。

5、酸乙二醇酯树脂的质量比 为(8595):(515)。 3.根据权利要求1或2所述的高精密超薄PCB制备方法， 其特征在于， 步骤(1)中， 所述基 材依次经粗糙化、 清洗、 干燥和打孔处理； 所述基材采用FR-4、 PTFE、 PI、 陶瓷中至少一种为介质的无铜芯板； 其中， 所述基材粗糙化处理过程为： 在6570碱液浸泡4050分钟； 所述碱液包括以下重量份原料： 810份甲醇钠、 45份叔丁醇钾。 4.根据权利要求3所述的高精密超薄PCB制备方法， 其特征在于， 步骤(2)中， 所述掩膜 选自菲林膜、 PC膜、 PET膜中的任一种。 5.根据权利要求4所述的高精密超薄PCB制备方法， 其特。

6、征在于， 步骤(3)中， 采用电子 束或激光对所述掩膜进行刻蚀； 其中， 所述激光的功率为50150W。 6.根据权利要求5所述的高精密超薄PCB制备方法， 其特征在于， 步骤(4)中， 采用金属 真空蒸汽离子源注入所述金属离子， 注入电压为1030kV， 束流强度为28mA； 所述镍基金属离子-聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂混合物中， 镍基金属离子选自Ni-Mg、 权利要求书 1/2 页 2 CN 112118687 A 2 Ni-Zn、 Ni-Fe中的至少一种。 7.根据权利要求6所述高精密超薄PCB制备方法， 其特征在于， 步骤(5)中， 通过磁控溅 或化学气相沉积法沉积所述Cu层。 8.根据。

7、权利要求7所述的高精密超薄PCB制备方法， 其特征在于， 步骤(7)中， 所述绝缘 层包括以下重量份的原料： 聚醛树脂 810份； 聚酮树脂 1620份； 无机填料 5565份。 9.根据权利要求8所述的高精密超薄PCB制备方法， 其特征在于， 所述无机填料选自 SiO2、 Al2O3、 AlN中的至少一种。 10.根据权利要求9所述的高精密超薄PCB制备方法， 其特征在于， 按照步骤(2)(7)制 备层叠设置的多层PCB结构。 权利要求书 2/2 页 3 CN 112118687 A 3 一种高精密超薄PCB制备方法 技术领域 0001 本发明属于电路板制造技术领域， 具体涉及一种高精密超薄。

8、PCB制备方法。 背景技术 0002 近年来， 随着电子信息技术产业的迅猛发展， 电子产品结构越来越复杂， 功能越来 越全面， 这将促使构成电子产品的印制电路板(PCB)朝以下两个方向发展： (1)电子产品上 集成的功能元件越来越多， 整体尺寸却越来越小， 这将促使PCB不断向高精度、 高集成方向 发展， 需要PCB从常规的单层设计逐步转为多层设计甚至高密度互连结构设计； (2)电子产 品要求PCB提供高速度、 低损耗的信号传输功能， 并适应大功率器件的高功耗环境， 这就需 要PCB拥有足以承载高质量信号传输和散热能力的高频、 高散热设计。 0003 现有技术中， 印制电路板一般都是在绝缘基板。

9、上直接镀铜的方法来实现的， 但是 这种方式制得的印制电路板由于铜质线路与绝缘基板之间的结合性能较差， 很容易导致铜 质线路翘起而出现短路或断路问题， 继而影响信号传输。 而且， 高端电子产品因产品空间设 计因素制约更多地需要多层电路板， 多层电路板是将两层或更多的电路直接堆叠在一起而 成， 此工艺所带来问题是整体厚度增加以及散热性能变差。 发明内容 0004 因此， 本发明要解决的技术问题在于克服现有印制电路板工艺中直接镀铜易引起 铜质线路翘起以及直接堆叠形成多层电路板易使整体厚度增加、 散热性能变差的缺陷， 从 而提供一种高精密超薄PCB制备方法。 0005 为解决上述技术问题， 本发明采用。

10、的技术方案是： 0006 本发明提供一种高精密超薄PCB制备方法， 包括以下步骤： 0007 (1)提供基材； 0008 (2)在所述基材的至少一侧表面形成掩膜； 0009 (3)按照预先设计的印制电路走向对所述掩膜刻蚀， 形成具有凹陷区域和凸起区 域的图案； 0010 (4)向所述凹陷区域内注入镍基金属离子-聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂混合物形 成打底层， 厚度为50100nm； 0011 (5)在所述打底层表面和所述凸起区域均沉积Cu层， 厚度为0.25 m； 0012 (6)将位于所述凸起区域的Cu层以及残留的所述掩膜清除， 得到所述印制电路； 0013 (7)在所述印制电路及裸露的所述基材。

11、表面形成平整绝缘层， 得到所述高精密超 薄PCB； 0014 其中， 所述镍基金属离子-聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂混合物中， 聚甲基丙烯酸乙 二醇酯树脂具有如式( )所示的单体结构： 说明书 1/7 页 4 CN 112118687 A 4 0015 0016 其中， x和y是100200之间的整数， n是5000060000之间的整数。 0017 优选地， 该高精密超薄PCB制备方法， 所述镍基金属离子-聚甲基丙烯酸乙二醇酯 树脂混合物中， 镍基金属离子和聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂的质量比为(8595):(5 15)。 0018 优选地， 该高精密超薄PCB制备方法， 步骤(1)中， 所述基材依。

12、次经粗糙化、 清洗、 干 燥和打孔处理； 0019 所述基材采用FR-4、 PTFE、 PI、 陶瓷中至少一种为介质的无铜芯板； 0020 其中， 所述基材粗糙化处理过程为： 在6570碱液浸泡4050分钟； 0021 所述碱液包括以下重量份原料： 810份甲醇钠、 45份叔丁醇钾。 0022 进一步优选地， 该高精密超薄PCB制备方法， 步骤(2)中， 所述掩膜选自菲林膜、 PC 膜、 PET膜中的任一种。 0023 进一步优选地， 该高精密超薄PCB制备方法， 步骤(3)中， 采用电子束或激光对所述 掩膜进行刻蚀； 0024 其中， 所述激光的功率为50150W。 0025 进一步优选地，。

13、 该高精密超薄PCB制备方法， 步骤(4)中， 采用金属真空蒸汽离子源 注入所述金属离子， 注入电压为1030kV， 束流强度为28mA； 0026 所述镍基金属离子-聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂混合物中， 镍基金属离子选自Ni- Mg、 Ni-Zn、 Ni-Fe中的至少一种。 0027 进一步优选地， 该高精密超薄PCB制备方法， 步骤(5)中， 通过磁控溅或化学气相沉 积法沉积所述Cu层。 0028 进一步优选地， 该高精密超薄PCB制备方法， 步骤(7)中， 所述绝缘层包括以下重量 份的原料： 0029 聚醛树脂 810份； 0030 聚酮树脂 1620份； 0031 无机填料 5565份。。

14、 0032 进一步优选地， 该高精密超薄PCB制备方法， 所述无机填料选自SiO2、 Al2O3、 AlN中 的至少一种。 0033 优选地， 该高精密超薄PCB制备方法， 按照步骤(2)(7)制备层叠设置的多层PCB 结构。 0034 本发明技术方案， 具有如下优点： 说明书 2/7 页 5 CN 112118687 A 5 0035 1.本发明提供的高精密超薄PCB制备方法， 其步骤包括： 提供基材； 在基材的至少 一侧表面形成掩膜； 按照预先设计的印制电路走向对掩膜刻蚀， 形成具有凹陷区域和凸起 区域的图案； 向凹陷区域内注入镍基金属离子-聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂混合物形成打 底层， 厚。

15、度为50100nm； 在打底层表面和凸起区域均沉积Cu层， 厚度为0.25 m； 将位于凸 起区域的Cu层以及残留的掩膜清除， 得到印制电路； 在印制电路及裸露的基材表面形成平 整绝缘层， 得到高精密超薄PCB。 0036 该高精密超薄制备方法， 通过在打底层中加入聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂以与镍 基金属离子形成混合物， 提高了该打底层与基材的结合强度， 然后在打底层上沉积Cu层， 相 比压合工艺， 加强了Cu层与打底层的结合强度， 最终实现了铜质线路与基材的结合强度， 不 会存在铜质线路翘起而出现短路或断路问题， 保证了PCB信号高质量传输。 0037 2.本发明提供的高精密超薄PCB制备方法。

16、， 相比大面积沉积方法， 通过注入方法在 掩膜经刻蚀形成的凹陷区域形成打底层更容易使得打底层线路深度、 宽度更容易控制， 线 路的精密度提高。 0038 3.本发明提供的高精密超薄PCB制备方法， 打底层厚度为50100nm， Cu层厚度为 0.25 m， 减小了PCB厚度， 满足轻薄化要求。 0039 4.本发明提供的高精密超薄PCB制备方法， 镍基金属离子中， 镍抗击穿电压能力 强， Mg、 Zn、 Fe比Cu层活性更强， 有助于防止Cu层氧化， 保证了铜质线路的传输性能和安全性 能。 0040 5.本发明提供的高精密超薄PCB制备方法， 绝缘层包括聚醛树脂、 聚酮树脂和无机 填料， 聚醛。

17、树脂、 聚酮树脂形成超支化网状结构， 机械强度高， 无机填料有助于形成导热通 路， 及时将铜质线路的热量散发出去。 附图说明 0041 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案， 下面将对具体 实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的 附图是本发明的一些实施方式， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前 提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。 0042 图1为本发明实施例1提供的高精密超薄PCB制备方法流程图； 0043 图2为本发明实施例1提供的聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂红外图谱； 0044 图3为本发明实施例1提供的。

18、聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂热失重分析； 0045 附图标记说明： 0046 1-基材； 2-掩膜； 21-凹陷区域； 22-凸起区域； 3-打底层； 4-Cu层； 5-印制电路； 6-绝 缘层。 具体实施方式 0047 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施 例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。 0048 在本发明的描述中， 需要说明的是， 术语 “中心” 、“上” 、“下” 、“左” 、“右” 、“竖直” 、 说明书 3/7。

19、 页 6 CN 112118687 A 6 “水平” 、“内” 、“外” 等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了 便于描述本发明和简化描述， 而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作， 因此不能理解为对本发明的限制。 此外， 术语 “第一” 、“第二” 、 “第三” 仅用于描述目的， 而不能理解为指示或暗示相对重要性。 0049 在本发明的描述中， 需要说明的是， 除非另有明确的规定和限定， 术语 “安装” 、“相 连” 、“连接” 应做广义理解， 例如， 可以是固定连接， 也可以是可拆卸连接， 或一体地连接； 可 以是机械连接， 。

20、也可以是电连接； 可以是直接相连， 也可以通过中间媒介间接相连， 可以是 两个元件内部的连通。 对于本领域的普通技术人员而言， 可以具体情况理解上述术语在本 发明中的具体含义。 0050 此外， 下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构 成冲突就可以相互结合。 0051 实施例1 0052 本实施例提供一种高精密超薄PCB制备方法， 如图1所示， 包括以下步骤： 0053 (1)提供基材 0054 将基材1按照预设尺寸进行裁剪， 其目的是为了尽可能的减少浪费； 基材1材质采 用FR-4、 PTFE、 PI、 陶瓷中至少一种为介质的无铜芯板。 本实施例中， 基材1采用PT。

21、FE为介质 的无铜芯板， 厚度控制在2025 m范围内。 0055 为了便于后续加工处理， 需要对基材1进行预处理， 如粗糙化、 清洗、 干燥、 打孔等。 0056 其中， 粗糙化处理过程为： 在6570碱液浸泡4050分钟， 碱液包括以下重量份 原料： 810份甲醇钠、 45份叔丁醇钾。 其目的是为了去除基材1表面的大颗粒油性杂质， 尤其是含-COOH残基等， 防止后续与金属离子反应。 本实施例中， 以9份甲醇钠、 4.5份叔丁醇 钾在乙醇中混合， 配制为总摩尔浓度为10mol/L的醇碱溶液， 在70下浸泡50分钟。 0057 清洗过程为： 采用去离子水超声3050分钟。 其目的是为了洗去残。

22、留碱液。 本实施 例中， 将经碱液浸泡的基材1超声40分钟。 0058 干燥处理过程为： 在6070下风干。 本实施例中， 将超声清洗的基材1在65下 风干1小时。 0059 打孔处理过程为： 通过钻孔机在基材1上钻定位孔和热过孔， 方便后续定位和散 热。 0060 (2)制备掩膜 0061 采用自动贴膜机将菲林膜、 PC膜、 PET膜中的任一种有机薄膜贴在基材1的至少一 面形成掩膜2， 并点胶定位转移至真空设备中准确定位， 保证掩膜2在真空设备中不会脱落 或形变。 0062 掩膜2的厚度为50100nm， 优选75nm。 0063 (3)刻蚀掩膜， 形成印制电路图案 0064 根据客户需求用。

23、电脑绘制印制电路图， 然后采用电子束或激光按照印制电路图案 对掩膜2进行刻蚀， 其刻蚀部分形成凹陷区域21， 未经刻蚀部分形成凸起区域22。 0065 其中， 激光的功率为50150W。 0066 (4)制备打底层 0067 采用金属真空蒸汽离子源向凹陷区域22内注入镍基金属离子-聚甲基丙烯酸乙二 说明书 4/7 页 7 CN 112118687 A 7 醇酯树脂混合物形成打底层3， 厚度为50100nm， 注入电压为1030kV， 束流强度为2 8mA。 0068 本实施例中， 打底层3厚度为75nm， 注入电压为20kV， 束流强度为5mA。 0069 上述镍基金属离子-聚甲基丙烯酸乙二醇。

24、酯树脂混合物为镍基金属离子和聚甲基 丙烯酸乙二醇酯树脂按照质量比(8595):(515)混合而成。 0070 其中， 镍基金属离子选自Ni-Mg、 Ni-Zn、 Ni-Fe中的至少一种； 0071 聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂具有如式( )所示的单体结构： 0072 0073 其中， x和y是100200之间的整数， n是5000060000之间的整数。 0074 其制备过程为： 0075 0076 将丙烯、 2-甲基-3-丁烯酸乙酯、 双甲基丙烯酸乙二醇酯、 引发剂AIBN按照摩尔比 (100200):(100200):0.02:0.01在氮气保护下进行悬浮聚合， 75反应4小时， 85反 应3。

25、小时， 得到球状物， 过滤， 并用去离子水洗涤， 异丙醇抽提， 干燥， 得到具有如式( )所示 单体结构的聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂。 0077 本实施例制备得到的聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂的红外图谱如图2所示， 图中 3400cm-1附近为羟乙基上的O-H伸缩振动吸收峰， 26003050cm-1范围内吸收峰属于饱和C- H伸缩振动峰， 1750cm-1附近为酯键上的CO伸缩振动峰。 0078 本实施例制备得到的聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂热失重分析如图3所示， 热分解 温度在300以上， 有着较好的热稳定性。 0079 本实施例中， 镍基金属离子-聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂混合物中， 镍基金属离子 。

26、选用Ni-Zn， 与聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂质量比为90:10。 0080 (5)沉积Cu层 说明书 5/7 页 8 CN 112118687 A 8 0081 通过磁控溅或化学气相沉积法沉积在打底层3表面和凸起区域22均沉积Cu层4， 厚 度为0.25 m。 本实施例中， Cu层4厚度为2 m。 0082 (6)清除掩膜 0083 将位于凸起区域22的Cu层4以及残留的掩膜2清除， 得到印制电路5。 0084 (7)制备平整的绝缘层 0085 在印制电路5及裸露的基材1表面形成平整的绝缘层6， 得到高精密超薄PCB。 0086 绝缘层6包括以下重量份的原料： 0087 聚醛树脂 810份； 。

27、0088 聚酮树脂 1620份； 0089 无机填料 5565份； 0090 无机填料选自SiO2、 Al2O3、 AlN中的至少一种。 0091 本实施例中， 绝缘层6中， 聚醛树脂含9份、 聚酮树脂18份、 无机填料60份， 无机填料 优选AlN。 0092 (8)制备多层PCB结构 0093 按照步骤(2)(7)制备层叠设置的多层PCB结构， 本实施例中， 制备57层。 0094 测试例1 0095 将实施例1提供的聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂和常规的PCB封装胶进行粘接强度 性能测试， 平行测试三次， 其测试结果如下表所示： 0096 0097 (1)初粘力 0098 采用GB/T2790。

28、胶黏剂180度剥离强度试验方法： 0099 将挠性被粘试片的未胶接的一端弯曲180 ， 将刚性被粘试片夹紧在固定的夹头 上， 而将挠性试片夹紧在另一夹头上(注意使夹头间试样准确定位， 以保证所施加的拉力均 匀地分布在试样的宽度上)。 0100 开动机器， 使上下夹头以恒定的速率分离， 夹头的分离速率为10010mm/min。 记 下夹头的分离速率和当夹头分离运行时所受到的力， 直到至少有125mm的胶接长度被剥离， 初粘力越大越好。 0101 常规的PCB封装胶初粘力约为100N/2.5mm。 0102 注： 在剥离过程中， 剥开的挠性部分有时会在胶接部分上蹭过去， 为了减少摩擦， 可使用适当。

29、的润滑剂， 如甘油或肥皂水， 只要它不影响被粘物。 0103 (2)粘结强度 0104 参照GB7124胶黏剂拉伸剪切强度测定方法对制得的聚甲基丙烯酸乙二醇酯树脂 进行测试。 0105 用量具测量试样搭接面的长度和宽度， 精确到0.05mm； 把试样对称地夹在上、 下夹 持器中， 夹持处至搭接端的距离为501mm； 开动试验机， 在51mm/min内， 以稳定速度加 载； 记录试样剪切破坏的最大负荷； 记录胶按破坏的类型(内聚破坏、 粘附破坏、 金属破坏)， 说明书 6/7 页 9 CN 112118687 A 9 粘结强度越大越好。 0106 常规的PCB封装胶粘结强度约为210N/2.5mm。 0107 显然， 上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例， 而并非对实施方式的限定。 对 于所属领域的普通技术人员来说， 在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。 这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。 而由此所引伸出的显而易见的变化或 变动仍处于本发明创造的保护范围之中。 说明书 7/7 页 10 CN 112118687 A 10 图1 说明书附图 1/2 页 11 CN 112118687 A 11 图2 图3 说明书附图 2/2 页 12 CN 112118687 A 12 。