一种制备双面和多层电路的电镀剥离工艺的制作方法

文档序号:11438103阅读:306来源:国知局
本发明属于电路制造领域,具体为一种制备双面和多层电路的电镀剥离工艺。
背景技术
:传统的电路制备,包括印制电路板,柔性印制电路板,电子标签,ic载板,传感器电路等多使用的是基于金属刻蚀的减成工艺制备,减成工艺的具体步骤大致为:在覆金属基材的表面涂覆感光涂层或贴覆感光干膜,并在光掩膜版的覆盖下进行选择性曝光,显影,暴露出金属箔非线路图形部位,再通过刻蚀的方式除去暴露部位的金属,最后将线路部分上的感光涂层或干膜除去,得到所需的电路。但是这种传统的减成法工艺存在诸多的问题。刻蚀金属产生大量含有重金属的废液,随意排放会严重污染环境,废液的处理成本也随着环保要求的提升而越来越高。金属箔的蚀刻过程中存在侧蚀问题,导致电路的线宽受到限制,50微米以下线路的制备难度很大。印制电路的加成工艺作为减成工艺的一种补充,已经得到了多年的发展。常用的几种加成工艺,包括半加成法工艺,印刷导电浆料、印刷导电油墨、选择性化学镀等方法已经得到应用。半加成法工艺即图形电镀工艺,减少了刻蚀废液的产生,同时缓解了侧蚀的问题,现在已经用于高精度电路的制备当中。但是半加成法存在电路粘附力差,电流密度难以均匀,部分侧蚀现象仍然存在等问题,导致良率较低。印刷导电浆料和油墨的方法完全避免了金属箔的刻蚀,最为环保,但是印刷导电浆料和油墨制备电路存在电性能差,印刷精度低等问题,无法替代纯金属电路。选择性化学镀,有些人也称为全加成法,避免了金属箔的刻蚀,不存在侧蚀问题,但是化学镀沉积金属导线存在粘附力差,沉积速率低,化学镀废液处理困难等问题,短时间来看无法对减成工艺形成挑战。双面电路和多层电路具有不止一层电路图形,不同层之间的电路图形通过金属化的通孔,盲孔和埋孔进行导通,其应用范围远超过单面电路。制备双面和多层电路的传统工艺分为导电图形的制备和孔的金属化,导电图形的制备和制备单面电路的减成工艺大致相同,而孔的金属化则多是基于粗化、敏化、活化的钯催化工艺,并施加后续电镀工序以使镀层达到所需厚度。在几种加成工艺当中,半加成法可以直接制备双面和多层电路,基于催化性基材的选择性化学镀法也可以直接制备双面和多层电路,而其他基于印刷的加成工艺则无法直接制备双面和多层电路。在本申请中,提出了一种制备双面和多层电路的电镀剥离工艺,使用图形电镀的方法制备导电图形,并通过剥离将导电图形转移到基材表面,并使用传统的孔金属化工艺以使层间电路导通。本工艺不需要使用刻蚀的方法得到线路,因此不存在线路侧蚀的问题,可以制备极精细电路;所需刻蚀的金属量极小,减少了废液产生,降低了废液处理的成本,适合于高精度的双面和多层电路的制造。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种制备双面和多层电路的加成工艺,称为电镀剥离工艺。本工艺不通过刻蚀制备线路,没有线路侧蚀的问题,具有低浪费,低污染,底线宽,线路电性能和粘附力优良的特点。本发明提供了一种制备双面和多层电路的电镀剥离工艺,具体步骤如下:(1)通过电镀的方式在载体金属箔表面沉积上一层10微米以下的薄金属层;(2)在薄金属层表面使用常规方式制备抗电镀掩膜,暴露出导电线路图形部位;(3)通过电镀的方式,在薄金属层表面暴露的导电线路图形部位沉积上金属导电线路;(4)除去薄金属层上抗电镀掩膜;(5)将步骤(4)得到的两块表面具有金属导电线路的载体金属箔粘合在电路基材双面;(6)将载体金属箔从电路基材上剥离,薄金属层及之上的金属导电线路会粘附至电路基材双面;(7)在电路基材上钻通孔,并通过常规的孔金属化工艺使通孔导通,连接双面的导电线路;(8)将薄金属层刻蚀,保留金属导电线路及金属化的通孔,得到双面电路;(9)在双面电路的基础上,将制备的双面电路作为内层电路,与步骤(4)得到的表面具有金属导电线路的载体金属箔粘合在第二层电路基材双面;(10)将载体金属箔剥离,薄金属层及之上的金属导电线路会粘附至第二层电路基材表面;(11)在第二层电路基材上钻通孔或盲孔,并通过常规的孔金属化工艺使通孔、盲孔导通;(12)将薄金属层刻蚀,保留金属导电线路及金属化的通孔或埋孔,得到三层电路;(13)重复步骤(9)-(12),得到更多层电路。本发明中,步骤(1)中所用的载体金属箔为镍、铜、钛、铬、不锈钢或黄铜箔中的一种。本发明中,步骤(1)中电镀沉积的薄金属层为铜、镍、锌、锡、铬、铁或钴中的一种。本发明中,步骤(3)中在薄金属层表面沉积的金属导电线路为单一金属或者为复合金属层。本发明中,步骤(5)中所述的电路基材为在电路生产中常规使用的硬质或柔性基材。本发明的有益效果在于:1.本工艺相较于电路的传统“减成法”工艺,不需要通过刻蚀的方式得到电路,避免了线路侧蚀带来的线宽受限的问题;2.本工艺制备的精细电路可埋没在基材当中,增加了电路与基材的粘附力,从而解决了半加成工艺普遍存在的粘附力问题。附图说明图1描述了使用电镀剥离工艺制备双面和多层电路的具体流程。在载体金属箔1的表面通过电镀的方式制备薄金属层2.这里载体金属箔一般会在另一面进行绝缘处理,主要的方式可以是粘合上一层绝缘薄膜,使用绝缘涂料涂覆等。载体金属箔厚度优选20至100微米之间,太薄可能导致电镀电流密度不均匀,太厚则会对后续的剥离工序造成困难。在薄金属层2表面制备抗电镀掩膜3,保留出线路图形区域,优选最传统的贴覆感光干膜,并通过光掩模板进行曝光的方式进行。然后通过电镀的方式,在薄金属层2表面沉积上所需种类和厚度的导电图形镀层4,并将抗电镀掩膜3除去。在制备好双面电路两面所需线路图形的载体箔之后,将两个载体金属箔1及其上薄金属层2和导电图形镀层4与所用电路基材5粘合在一起,这里主要使用热压的方式,在常用的电路基材,比如自身具有粘合性能的环氧半固化片或者自身不具备粘合性能,但是可以通过在表面涂覆常规粘合剂从而获得粘合性能的基材,比如聚酰亚胺,聚对苯二甲酸乙二醇酯等的双面粘合上载体箔。将载体金属箔1从电路基材5表面剥离,这里,由于所用的载体金属箔的表面的特殊性质,使得载体金属箔1与薄金属层2之间的粘附力很低,可以较轻易的将载体金属箔1剥离。剥离掉的载体金属箔1可以重复电镀使用。而剥离载体金属箔1后,薄金属层2就会暴露在外,起到整体导电的作用。在所需部位进行机械或激光钻孔,得到通孔6,然后使用常规的孔金属化方式使孔的内壁沉积上一层金属,使通孔得到导通。这里使用的孔金属化方式可以是最常使用的钯活化化学镀铜打底,配合电镀铜的方式,也可以是较为新颖的直接胶体钯电镀,“黑孔”电镀的工艺。在获得金属化的通孔之后,使用刻蚀的方式将薄金属层2刻蚀掉,从而将导电图形镀层4暴露出来。因此,优选不同的薄金属层2和导电图形镀层4的材料,使得特定刻蚀液可以刻蚀掉薄金属层2,但不会或者很少刻蚀导电图形镀层4.这里也可以在薄金属层2和导电图形镀层4之间沉积上一层薄抗蚀金属层,这样,即使导电图形镀层4所用的金属也能被特定刻蚀液刻蚀掉,由于这层薄抗蚀金属层的存在,使得其可以在薄金属层2被完全刻蚀后得到完整的保存。这样,就得到了所需的双面电路。而多层电路则是以双面电路为基础,将内层双面电路,第二层电路基材和具有第三层导电图形镀层的载体金属箔粘合在一起,并将载体金属箔剥离。在电路基材所需部位钻通孔或者盲孔,并通过传统的孔金属化方式在通孔或者盲孔壁上沉积上金属镀层,从而导通第三层电路和内层的电路。将第三层薄金属层刻蚀,就得到了三层电路。而更多层的电路可以重复这一过程获得。具体实施方式下面实施例是对本发明的进一步说明,而不是限制本发明的范围。实施例1:(1)市购50微米镍薄作为载体金属箔,在镍箔一面粘合50微米厚pet薄膜,将镍箔一面暴露在外;(2)制备2g/l的十二烷基磺酸钠溶液,用氢氧化钠调节ph至9-10,得到除油液。将载体金属箔浸入除油液中50度超声处理5分钟,取出后用清水清洗,并干燥;(3)在镍箔表面电镀3微米左右厚度光亮铜作为薄金属层,镀后用清水清洗并干燥,光亮铜镀液成分如表1所示;表1光亮铜镀液成分焦磷酸铜80g/l焦磷酸钾300g/l氨水5ml/l光亮剂2ml/l温度50度电流密度2a/dm2(4)在薄金属层表面贴抗电镀感光干膜,并使用常规的曝光显影流程,得到抗电镀掩膜;(5)将载体金属箔浸入电镀镍溶液中,在抗电镀掩膜覆盖下施镀上1微米厚度左右的镍,然后浸入电镀铜溶液中,继续施镀所需厚度的铜层,得到电路图形,电镀镍和电镀铜所用镀液成分如表2和表3所示;表2电镀镍镀液成分氨基磺酸镍500g/l十二烷基硫酸钠1g/l温度50度电流密度10a/dm2表3电镀铜镀液成分硫酸铜100g/l硫酸75g/l氯离子150ppm温度45度电流密度10a/dm2(6)将电镀电路图形后的载体金属箔表面的抗电镀掩膜去除;(7)将另一块载体金属箔经过(1)-(6)的流程进行处理,得到双面板两面的电路图形,将具有两面电路图形的载体金属箔热压在fr-4半固化片基材两面,加热使半固化片完全固化;(8)将载体金属箔从固化后的fr-4基材表面剥离,然后通过机械钻孔的方式,在基材表面所需部位钻300微米直径通孔;(9)使用常规的钯活化方式,在通孔孔壁上化学镀上1微米左右铜层,然后使用电镀方式,用表3中电镀铜镀液使铜层增厚至10微米左右,化学镀铜所用化学镀铜液成分如表4所示;表4化学镀铜液成分硫酸铜15g/ledta二钠20g/l氢氧化钠18g/l甲醛15ml/l温度45度(10)将孔金属化后的基材浸入铜刻蚀液中,将薄金属层刻蚀掉,暴露出下层导电线路,得到所需双面电路所用铜刻蚀液成分如表5所示;表5铜刻蚀液成分氯化铜120g/l氯化铵100g/l氨水700ml/l温度50度实施例2:将实施例1制备的双面电路作为多层电路的内层电路,将双面电路与根据实施例1步骤(1)-(6)制备的表面有第三层电路图形的载体金属箔通过热压的方式粘合至第二层fr-4基材上,然后将载体金属箔剥离,使用机械钻孔在所需部位钻300微米直径通孔(盲孔则可以通过激光钻孔的方式),并使用实施例1步骤(9)的方式使孔金属化,连接不同层电路,再使用实施例1步骤(10)的方式将薄金属层刻蚀掉,从而得到所需三层电路。当前第1页12
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