线路板的制备方法与线路板的制作方法
【专利摘要】本申请提供了一种线路板的制备方法与线路板。该线路板的制备方法包括：步骤S1，将镂空板放置在绝缘基板上形成叠置结构，镂空板的镂空图形与线路板的欲形成的导电图形对应；以及步骤S2，对叠置结构进行磁控溅射金属导电材料，形成线路层，绝缘基板与线路层形成线路板。该线路板的制备方法解决了加成法形成的线路层的焊接性能较差的问题，又克服了减成法成本高，工序复杂，污染环境的缺点。
【专利说明】
线路板的制备方法与线路板
技术领域
[0001] 本申请涉及线路板领域，具体而言，涉及一种线路板的制备方法与线路板。
【背景技术】
[0002] 自60年代开始，印制线路板就得到了广泛的应用，并日益成为电子设备中必不可 少的重要部件。
[0003] 目前，印制线路板中布线图形的制作方法主要有两种：一种是减成法（也称蚀刻 法），即通过有选择地除去不需要的铜箱部分来获得具有导电图形的线路层方法。减成法印 刷线路完成后，可以在导电铜箱上焊接上电子器件。
[0004] 从环保方面，减成法的工艺生产中要使用不同性质的化工材料，需要使用大量的 酸溶液来蚀刻掉多余的铜金属，形成了多种的废水废液，因此，企业不仅需要在购买这些化 工材料花费资金，而且还需要在废水处理上花费资金，且废水本身对于环保不利。另外，减 成法制备流程较复杂，成本比较高。
[0005] 另一种是加成法，在未覆铜箱的基板上，有选择地沉积导电胶，而形成具有导电图 形的线路层。
[0006] 传统加成法中所印刷的导电胶由导电物质与胶黏剂形成，导电物质一般为银粉或 者金属颗粒，且银浆的成本非常高。胶黏剂一般是有机胶水，焊接电子器件是将将电子器件 通过金属锡焊接到金属上，金属锡是焊接不到有机胶水上的，因此。加成法形成的线路板的 焊接性较差，电子器件不能较好地固定在线路板上。
【发明内容】
[0007] 本申请的主要目的在于提供一种线路板的制备方法与线路板，以解决现有技术中 线路板制备方法成本高的问题。
[0008] 为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种线路板的制备方法，该制 备方法包括:步骤S1，将镂空板放置在绝缘基板上形成叠置结构，上述镂空板的镂空图形与 线路板的欲形成的导电图形对应；以及步骤S2,对上述叠置结构进行磁控溅射金属导电材 料，形成线路层，上述绝缘基板与上述线路层形成上述线路板。
[0009] 进一步地，上述步骤S1包括：步骤S11，将上述绝缘基板固定在固定夹具上；步骤 S12,将上述固定夹具放置在实施上述磁控溅射的真空磁控溅射设备的溅射轨道上；步骤 S13，将上述镂空板放置在上述固定夹具上，形成上述叠置结构。
[0010]进一步地，在上述步骤S2中的磁控溅射中，溅射功率在300~1000W之间，溅射真空 度小于IPa，氩气的流量在2~lOml/s之间。
[0011] 进一步地，上述步骤S2中的派射时间在5~30min之间。
[0012] 进一步地，上述绝缘基板为非金属基板，上述非金属基板为氧化铝基板、氮化硅基 板或氮化铝基板。
[0013] 进一步地，上述绝缘基板包括金属基材层与绝缘层，上述线路层设置在上述绝缘 层上。
[0014] 进一步地，上述绝缘层为陶瓷层，上述陶瓷层的厚度在70~200μπι。
[0015] 进一步地，在上述步骤S1之前，上述制备方法还包括对上述绝缘基板依次进行磨 平和清洁处理。
[0016] 进一步地，在上述步骤S2之后，上述制备方法还包括：步骤S3，在上述线路板上印 刷油墨与字符；以及步骤S4,对上述线路板进行铣外形后处理。
[0017] 根据本申请的另一方面，提供了一种线路板，该线路板采用上述制备方法形成。
[0018] 应用本申请的技术方案，直接利用具有与线路板欲形成的导电图形对应的镂空图 形的镂空板为模板，采用真空磁控溅射设备在绝缘基板上溅射金属导电材料，从而能够在 绝缘基板上直接形成预设的导电图形，进而形成线路层，避免了现有技术减成法中对金属 导电材料的蚀刻，进而减少了工序，减少了金属材料的浪费；同时，由于真空磁控溅射的特 点，使得该方法中的金属导电材料可以是任何本领域常用的导电金属材料，并不需要同加 成法一样采用是银这样的贵金属，因此，该方法降低了线路板的生产成本;并且由于多形成 的线路层是金属材料层，并不包括胶黏剂等材料，使得线路层的焊接性能较好，能够较牢固 地焊接电子器件。
【附图说明】
[0019] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示 意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0020] 图1示出了根据本申请的一种典型实施方式提供的线路板的制备方法的流程示意 图；
[0021] 图2示出了一种实施例提供的线路板的结构示意图；以及
[0022] 图3示出了另一种实施例提供的线路板的结构示意图。
[0023] 其中，上述附图包括以下附图标记：
[0024] 10、绝缘基板;20、线路层；11、金属基材层；12、绝缘层。
【具体实施方式】
[0025]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另 有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常 理解的相同含义。
[0026] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根 据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式 也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语"包含"和/或"包 括"时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0027] 正如【背景技术】所介绍的，现有技术中的线路板的制备方法成本较高，为了解决如 上的技术问题，本申请提出了 一种线路板的制备方法与线路板。
[0028] 本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种线路板的制备方法，如图1所示，该 制备方法包括:步骤S1，将镂空板放置在绝缘基板上形成叠置结构，上述镂空板的镂空图形 与线路板的欲形成的导电图形对应;步骤S2,对上述叠置结构进行磁控溅射金属导电材料， 形成线路层，上述绝缘基板与上述线路层形成上述线路板。
[0029] 磁控溅射是指电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其 电离产生出Ar正离子和新电子;新电子飞向基片，Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并 以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。在溅射过程中，中性的靶原子或分子沉积在基片上 形成薄膜，而产生的二次电子会受到电场和磁场作用，产生E(电场）XB(磁场)所指方向的 漂移，简称E X B漂移，其运动轨迹近似于一条摆线。若为环形磁场，则电子就以近似摆线形 式在靶表面做圆周运动，它们的运动路径不仅很长，而且被束缚在靠近靶表面的等离子体 区域内，并且在该区域中电离出大量的Ar来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。随着碰撞 次数的增加，二次电子的能量消耗殆尽，逐渐远离靶表面，并在电场E的作用下最终沉积在 基片上。由于该电子的能量很低，传递给基片的能量很小，致使基片温升较低。
[0030] 磁控溅射是入射粒子和靶的碰撞过程。入射粒子在靶中经历复杂的散射过程，和 靶原子碰撞，把部分动量传给靶原子，此靶原子又和其他靶原子碰撞，形成级联过程。在这 种级联过程中某些表面附近的靶原子获得向外运动的足够动量，离开靶被溅射出来。本申 请通过磁控溅射在绝缘基板上形成线路层，进而形成线路板。
[0031] 本申请中的镂空板的材料可以采用任何可以耐受真空磁控溅射作业条件的材料， 本申请优选镂空板的材料为不锈钢，优选耐热性较好的SUS304(即304不锈钢）。
[0032] 采用本申请的线路板的制备方法，直接利用具有与线路板欲形成的导电图形对应 的镂空图形的镂空板为模板，采用真空磁控溅射设备在绝缘基板上溅射金属导电材料，从 而能够在绝缘基板上直接形成预设的导电图形，进而形成线路层，避免了现有技术减成法 中对金属导电材料的蚀刻，进而减少了工序，减少了金属材料的浪费；同时，由于真空磁控 溅射的特点，使得该方法中的金属导电材料可以是任何本领域常用的导电金属材料，并不 需要同加成法一样采用是银这样的贵金属，因此，该方法降低了线路板的生产成本;并且由 于多形成的线路层是金属材料层，并不包括胶黏剂等材料，使得线路层的焊接性能较好，能 够较牢固地焊接电子器件。
[0033] 本申请的一种实施例中，优选上述步骤S1包括:步骤SI 1，将上述绝缘基板固定在 固定夹具上;步骤S12,将上述固定夹具放置在实施上述磁控溅射的真空磁控溅射设备的溅 射轨道上;步骤S13,将上述镂空板放置在上述固定夹具上，形成叠置结构。将绝缘基板固定 在固定夹具上，然后将固定夹具放置在溅射轨道上，即保证了绝缘基板在真空磁控溅射设 备中的牢固性，又保证了其在溅射轨道上运行的稳定性，因此镂空板放置在固定夹具上即 可，由于真空磁控溅射设备运行中不会产生大的扰动因此放置在固定夹具上的镂空板不会 相对于绝缘基板产生位移，在完成溅射后直接将镂空板取下即可，不会对溅射的线路层造 成损伤。
[0034] 为了进一步保证形成性能较好的线路层，使得线路层具有较好的导电率、较大的 剥离强度与较强的焊接性，本申请优选，在上述步骤S2中的磁控溅射中，溅射功率在300~ 1000W之间，派射真空度小于IPa，氩气的流量在2~lOml/s之间。
[0035]本申请的另一种实施例中，上述步骤S2中的派射时间在5~30min之间，这样能够 进一步保证形成的线路层的具有良好的性能与合适的厚度。
[0036]如图2所示，本申请中的绝缘基板10可以只由非金属基板构成，线路层20直接设置 在非金属基板的表面上。如图3所示，本申请中的绝缘基板10也可以由金属基材层11与绝缘 层12构成，线路层20设置在绝缘层12的远离金属基材层11的表面。本领域技术人员可以根 据具体的情况选择合适的绝缘基板的结构或材料。
[0037] 本申请的再一种实施例中，上述绝缘基板为非金属基板，上述非金属基板为氧化 铝基板、氮化硅基板或氮化铝基板。
[0038] 又一种实施例中，上述绝缘基板包括金属基材层与绝缘层，上述线路层设置在上 述绝缘层上，其中，金属基材层可以是铁层、铝层或铜层，本领域技术人员可以根据实际情 况选择合适的金属基材层材料。从成本性能方面考虑，一般选择铜层。绝缘层可以是本领域 中任何可以应用在线路板中的绝缘材料，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的绝 缘材料。
[0039]本申请的一种优选实施例中，上述绝缘层为陶瓷层，上述陶瓷层的厚度在70~200 Ml。陶瓷层既有较好的绝缘性能，同时，又具有较好的贴附性。并且，将其厚度设置在上述的 范围内，可以进一步保证线路板具有较高的击穿电压与较好的导热性能。
[0040]为了使得绝缘基板与线路层能够较好地贴合在一起，本申请优选对上述绝缘基板 依次进行磨平和清洁处理，其中，清洁处理主要是先对对绝缘基板进行超声清洗，然后再将 绝缘基板烘干，具体条件是在120~180度下烘烤10~20min。
[0041 ]本申请的一种实施例中，在上述步骤S2之后，上述制备方法还包括:步骤S3，在上 述线路板上印刷油墨与字符;步骤S4,对上述线路板进行铣外形后处理。
[0042] 是否印刷油墨和字符是根据客户需要而定的，一般是在未设置线路层的绝缘基板 上或不需要焊接电子器件的线路层上设置防焊油墨或字符，具体的字符根据客户的需要而 定。铣外形后处理采用现有技术中的方法即可，此处就不再阐述了。
[0043] 在磁控溅射的过程中，为了形成性能较好的线路层，一般要求溅射的靶材(铜）纯 度要求5N以上。
[0044] 本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种线路板，该线路板采用上述的制 备方法制备得到。
[0045] 该线路板的成本较低，且能够在线路层上焊接电子器件，能够广泛地应用在各个 领域。
[0046] 为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具 体的实施例与对比例对本申请的技术方案进行说明。
[0047] 实施例1
[0048]线路板的制备过程为：
[0049] 第一、对绝缘基板进行磨平与清洗处理。
[0050] 先对绝缘基板进行磨平处理，然后采用超声清洗技术进行清洗，然后再将绝缘基 板烘干，具体条件是在120Γ下烘烤20min。绝缘基板是由铝基材层与其上设置的70μπι的陶 瓷层形成的。
[0051] 第二、将绝缘基板固定在固定夹具上，将固定夹具放置在实施磁控溅射的真空磁 控溅射设备的溅射轨道上，将304不锈钢镂空板放置在绝缘基板上，形成叠置结构。
[0052]第三、采用真空磁控溅射设备对叠置结构进行磁控溅射金属铜，靶材铜的纯度为 6Ν〇
[0053]设定真空磁控溅射设备的各项溅射参数，具体为:溅射功率为300W，氩气的流量为 2ml/s，真空度为0.5Pa，溅射时间为5min。
[0054] 第四、将制作好线路板印刷阻焊油墨与字符，并进行铣外形后处理。
[0055] 实施例2
[0056] 与实施例1的区别在于，绝缘基板是氧化铝基板，溅射功率为1000W，氩气的流量为 10ml/s，真空度为IPa，派射时间为lOmin。
[0057] 实施例3
[0058]与实施例1的区别在于，金属基材层为铁基材层，且陶瓷层的厚度为150μπι，溅射功 率为600W，氩气的流量为6ml/s，真空度为0.8Pa，溅射时间为30min。
[0059] 实施例4
[0060]与实施例3的区别是:溅射功率为100W。
[0061 ] 实施例5
[0062]与实施例3的区别是:溅射真空度为2Pa。
[0063] 实施例6
[0064] 与实施例3的区别是:氩气的流量为20ml/s。
[0065] 实施例7
[0066]与实施例3的区别是:溅射时间为2min。
[0067] 对比例1
[0068] 采用减成法在绝缘基板上形成铜线路层，其中绝缘基板的构成与线路层的厚度均 与实施例1的相同。
[0069] 对比例2
[0070] 采用加成法在绝缘基板上形成银线路层，其中绝缘基板的构成与线路层的厚度均 与实施例1的相同。
[0071] 对各个实施例与对比例的线路层的耗费金额进行计算，并观察判断线路板上是否 具有焊接区域，采用导电率测试仪测试各个实施例与对比例的线路层的导电率，采用1?(：-TM-650 2.4.14金属表面可焊性测试方法测试线路层的焊接性，采用IPC-TM-6502.4.8敷金 属薄板的剥离强度测试方法测试线路层的剥离强度。具体的测试结果见表1。
[0072] 表 1
[0073]
[0075] 由表1的测试结果可知，实施例1至实施例3的线路板的制备工艺成本较低，并且制 备得到的线路板上是否具有焊接区域，线路层的导电率较高，焊接性能优异;实施例4的制 备工艺成本较低，也有焊接区域，但是由于溅射功率太小，使得形成的线路层的导电率较 低，线路层的焊接性比实施例3的差，线路层的剥离强度也比实施例3的差;实施例5的制备 工艺成本较低，也有焊接区域，但是由于溅射真空度为2Pa，大于实施例3的0.8Pa，制备得到 的路层的导电率也较低，线路层的焊接性比实施例3的差，线路层的剥离强度也比实施例3 的差;实施例6的氩气的流量较大，实施例7的溅射时间较短，这两个实施例制备工艺的成本 也较低，也有焊接区域，但是制备得到的路层的导电率也较低，线路层的焊接性比实施例3 的差，线路层的剥离强度也比实施例3的差;对比例1与对比例2的制备成本均较高，并且，对 比例2的焊接性能较差。
[0076] 从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
[0077] 1)、本申请中的采用溅磁控射法制备线路板的方法，将金属材料牢固的设置在绝 缘基板上，解决了加成法形成的线路层的焊接性能较差的问题，又克服了减成法成本高，工 序复杂，污染环境的缺点。本申请的制备方法无有毒有害物质，零污染，零排放，也符合现代 社会的环保理念。
[0078] 2)、本申请中的线路板成本较低，并且，能够在其上牢固地焊接电子器件，符合现 有技术对线路板的要求。
[0079] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技 术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种线路板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括： 步骤Sl，将镂空板放置在绝缘基板上形成叠置结构，所述镂空板的镂空图形与线路板 的欲形成的导电图形对应；以及 步骤S2,对所述叠置结构进行磁控溅射金属导电材料，形成线路层，所述绝缘基板与所 述线路层形成所述线路板。2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤Sl包括： 步骤Sl 1，将所述绝缘基板固定在固定夹具上； 步骤S12,将所述固定夹具放置在实施所述磁控溅射的真空磁控溅射设备的溅射轨道 上；以及 步骤S13，将所述镂空板放置在所述固定夹具上，形成所述叠置结构。3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中的磁控溅射中，溅射 功率在300~1000 W之间，溅射真空度小于IPa，氩气的流量在2~lOml/s之间。4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的溅射时间在5~30min 之间。5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述绝缘基板为非金属基板，所述非 金属基板为氧化铝基板、氮化硅基板或氮化铝基板。6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述绝缘基板包括金属基材层与绝缘 层，所述线路层设置在所述绝缘层上。7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述绝缘层为陶瓷层，所述陶瓷层的 厚度在70~200μπι。8. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤SI之前，所述制备方法还 包括对所述绝缘基板依次进行磨平和清洁处理。9. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2之后，所述制备方法还 包括： 步骤S3,在所述线路板上印刷油墨与字符；以及 步骤S4，对所述线路板进行铣外形后处理。10. -种线路板，其特征在于，所述线路板采用权利要求1至9中任一项的所述制备方法 形成。
【文档编号】H05K3/14GK105898998SQ201610291846
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】魏建设, 李鹏辉, 马红颖, 胡麟甲, 柏鹏光, 钟华宇, 张建军
【申请人】廊坊市高瓷新材料科技有限公司