一种高精度阻抗控制方法与流程

文档序号:30231396发布日期:2022-06-01 05:27阅读:161来源:国知局

1.本发明属于pcb加工技术领域,具体涉及一种高精度阻抗控制方法。


背景技术:

2.高速电路的传输线在高频高速的情况下,对信号线的串扰、反射和电磁干扰等信 号问题的要求很高。而信号完整性的控制与实现,与传输线的阻抗有很强的相关性,线阻抗是对阻抗影响最大的一种阻抗,线阻抗在很高的传输速度下对信号有很明显的影响,线路精度是影响线阻抗的最重要的影响因素。现有技术关于线阻抗控制设计思路是基于高速电路互连线路的厚度、毛边,线路精度等几个维度来仿真,而阻抗孔的设计思路是基于高 速电路互连的导通孔的反焊盘、焊盘和孔径等几个维度来仿真,从理论上找到较合适的孔 阻抗值。但是,实际生产中,由于线路设计密度高和器件精细化,有时候不能通过加大反焊盘或焊盘尺寸,实际上阻抗控制相对较困难。
3.以下为现有技术中常规方法的工艺流程:开料——内层线路——压合——钻孔——沉铜——板电——整板vcp——外层干膜——酸性蚀刻——aoi——后工序。


技术实现要素:

4.有鉴于此,本发明提供一种高精度阻抗控制方法。
5.本发明的技术方案为:一种高精度阻抗控制方法,其特征在于,包括以下步骤:开料——内层线路——压合——钻孔——电化镀铜——外层干膜——酸性蚀刻——aoi——后工序;以及工艺管控;所述工艺管控包括:a.铜箔厚度、介质层、pi厚度、覆盖胶厚、参考层相同时,每增加1 μm线宽,减少1.1-1.8ω阻抗进行补偿;线宽与阻抗成反比;b.铜箔厚度、介质层、pi厚度、覆盖胶厚、参考层相同时,导电钢片比非导电钢片小10 ω,导电钢片阻抗线宽需比非导电钢片设计小3-8μm;c.不同基材、不同胶厚快压后与固化后无差异,图形蚀刻后模拟流程仿成品快压后测试阻抗,通过蚀刻速度调整阻抗线宽,管控成品。
6.进一步的,所述压合工艺,采用离型膜完成压合制程,形成外层无铜的多层印制线路板。
7.进一步的,所述压合工艺完成后,形成光芯板。
8.进一步的,所述钻孔工艺完成后,采用化学除胶工艺,对孔壁及残留钻污进行去除。
9.进一步的,化学除胶工艺完成后,采用超声波对除胶工艺产生的凹槽、尖刺进行处理。
10.进一步的,所述电化镀铜工艺,包括以下步骤:
s1.采用催化还原体系,酸度调整至1.0-2.0,在基材或孔表面形成一层均匀且致密的铜层,厚度在1-1.5um,施加1-2asf;沉铜速率控制在0.1-0.5um/min,此反应过程实际控制时间在5-8min;s2.在既有镀液体系里面,以铜为可溶性阳极、钛为阴极;施加10-14asf直流电流,经过30-45min,实现铜层加厚到目标厚度。
11.进一步的,步骤s1中,所述催化还原体系包括以下组分:硫酸铜:5-20g/l;次亚磷酸钠:5-30g/l;羟乙基乙二胺三乙酸:5-40g/l;乙二胺四乙酸:5-40g/l;h2so4调整ph值至1.0-2.0。
12.进一步的,步骤s1中,所述催化还原体系包括以下组分:硫酸铜:8-10g/l;次亚磷酸钠:10-20g/l;羟乙基乙二胺三乙酸:10-20g/l;乙二胺四乙酸:10-20g/l;h2so4调整ph值至1.0-1.5。
13.本发明中,首先按照产品设计的尺寸与规格,完成内层开料与内层线路;压合工艺采用离型膜替代铜箔,完成压合制程,形成外层无铜的多层印制线路板;钻孔流程按照常规流程制作;钻孔完成后采用常规的化学除胶工艺,对孔壁及残留钻污进行去除,保证后续孔内孔与电化镀层的良好结合性;除胶完成后采用超声波对除胶工艺产生的凹槽、尖刺进行处理,保证表面的粗糙,同时消除除胶工艺带来的尖刺效应;超声波处理完成后,通过电化镀铜;通过外层干膜覆盖与酸性蚀刻,完成精密线路图形制作。
14.本发明的主要创新点在于:1、压合工艺无需在外层添加铜箔,压合完成后形成光芯板,能够有效降低铜箔使用量,同时降低生产成本,降低压合制程难度;2、将原有的沉铜至vcp工序替换为电化镀铜工序,新技术采用一次性完成金属层镀覆,再实施外层干膜,通过外层蚀刻,形成高精密线路图形。本发明能够实现超薄(5um以上),均匀性超高(均匀性大于98%)的外层铜厚制作,由于一次电镀完成,过程无损耗,无其他环境影响,铜厚均匀性极高;3、采用本发明方法,孔内铜厚与表层铜厚基本一致,孔内铜厚控制较好,无常规电镀的孔边效应,能够大幅度提升镀铜后孔径精度。
15.本发明针对部分高速线路板因其线路设计密度高且器件精细化,通过减少线路铜厚,提升线路精度的方式来提升阻抗精度制作,提供通过在芯板表面直接采用电化镀铜方式,实现铜层均匀增厚,且厚度可控,通过控制表面、孔内铜厚,实现线路、焊盘、孔径制作过程能力,从而达到阻抗控制的目的。
16.本发明的有益效果在于:1、将本发明生产工序与工艺管控相结合,阻抗精度由行业常规的
±
10%,可提升至
±
5%,且过程制作能力cpk大于1.66;能够满足目前行业客户对于阻抗高要求;
2、本发明能够有效降低生产成本,缩短了流程,减少了压合制程铜箔用量,减少电镀过程铜球的消耗,减少了蚀刻工序蚀刻物料的消耗;3、本发明能够减少蚀刻废液的产生,有利于保护环境。
具体实施方式
17.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施方式,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明,并不限定本发明的保护范围。
18.实施例1一种高精度阻抗控制方法,其特征在于,包括以下步骤:开料——内层线路——压合——钻孔——电化镀铜——外层干膜——酸性蚀刻——aoi——后工序以及工艺管控;所述工艺管控包括:a.铜箔厚度、介质层、pi厚度、覆盖胶厚、参考层相同时,每增加1 μm线宽,减少1.5ω阻抗进行补偿;线宽与阻抗成反比;b.铜箔厚度、介质层、pi厚度、覆盖胶厚、参考层相同时,导电钢片比非导电钢片小10 ω,导电钢片阻抗线宽需比非导电钢片设计小5μm;c.不同基材、不同胶厚快压后与固化后无差异,图形蚀刻后模拟流程仿成品快压后测试阻抗,通过蚀刻速度调整阻抗线宽,管控成品。
19.进一步的,所述压合工艺,采用离型膜完成压合制程,形成外层无铜的多层印制线路板。
20.进一步的,所述压合工艺完成后,形成光芯板。
21.进一步的,所述钻孔工艺完成后,采用化学除胶工艺,对孔壁及残留钻污进行去除。
22.进一步的,化学除胶工艺完成后,采用超声波对除胶工艺产生的凹槽、尖刺进行处理。
23.进一步的,所述电化镀铜工艺,包括以下步骤:s1.采用催化还原体系,酸度调整至1.0,在基材或孔表面形成一层均匀且致密的铜层,厚度在1um,施加1asf;沉铜速率控制在0.1um/min,此反应过程实际控制时间在8min;s2.在既有镀液体系里面,以铜为可溶性阳极、钛为阴极;施加10asf直流电流,经过45min,实现铜层加厚到目标厚度。
24.进一步的,步骤s1中,所述催化还原体系包括以下组分:硫酸铜:5g/l;次亚磷酸钠:5g/l;羟乙基乙二胺三乙酸:5g/l;乙二胺四乙酸:5g/l;h2so4调整ph值至1.0。
25.实施例2一种高精度阻抗控制方法,其特征在于,包括以下步骤:开料——内层线路——压合——钻孔——电化镀铜——外层干膜——酸性蚀刻——aoi——后工序;以及工艺管控。
26.进一步的,所述压合工艺,采用离型膜完成压合制程,形成外层无铜的多层印制线路板。
27.进一步的,所述压合工艺完成后,形成光芯板。
28.进一步的,所述钻孔工艺完成后,采用化学除胶工艺,对孔壁及残留钻污进行去除。
29.进一步的,化学除胶工艺完成后,采用超声波对除胶工艺产生的凹槽、尖刺进行处理。
30.进一步的,所述电化镀铜工艺,包括以下步骤:s1.采用催化还原体系,酸度调整至2.0,在基材或孔表面形成一层均匀且致密的铜层,厚度在1.5um,施加2asf;沉铜速率控制在0.5um/min,此反应过程实际控制时间在5min;s2.在既有镀液体系里面,以铜为可溶性阳极、钛为阴极;施加14asf直流电流,经过30min,实现铜层加厚到目标厚度。
31.进一步的,步骤s1中,所述催化还原体系包括以下组分:硫酸铜: 20g/l;次亚磷酸钠: 30g/l;羟乙基乙二胺三乙酸: 40g/l;乙二胺四乙酸: 40g/l;h2so4调整ph值至2.0。
32.实施例3一种高精度阻抗控制方法,其特征在于,包括以下步骤:开料——内层线路——压合——钻孔——电化镀铜——外层干膜——酸性蚀刻——aoi——后工序;以及工艺管控。
33.进一步的,所述压合工艺,采用离型膜完成压合制程,形成外层无铜的多层印制线路板。
34.进一步的,所述压合工艺完成后,形成光芯板。
35.进一步的,所述钻孔工艺完成后,采用化学除胶工艺,对孔壁及残留钻污进行去除。
36.进一步的,化学除胶工艺完成后,采用超声波对除胶工艺产生的凹槽、尖刺进行处理。
37.进一步的,所述电化镀铜工艺,包括以下步骤:s1.采用催化还原体系,酸度调整至1.5,在基材或孔表面形成一层均匀且致密的铜层,厚度在1.2um,施加1.5asf;沉铜速率控制在0.3um/min,此反应过程实际控制时间在6min;s2.在既有镀液体系里面,以铜为可溶性阳极、钛为阴极;施加12asf直流电流,经过40min,实现铜层加厚到目标厚度。
38.进一步的,步骤s1中,所述催化还原体系包括以下组分:硫酸铜:8g/l;次亚磷酸钠:10g/l;羟乙基乙二胺三乙酸:10g/l;
乙二胺四乙酸:10g/l;h2so4调整ph值至1.5。
39.实施例4一种高精度阻抗控制方法,其特征在于,包括以下步骤:开料——内层线路——压合——钻孔——电化镀铜——外层干膜——酸性蚀刻——aoi——后工序;以及工艺管控。
40.进一步的,所述压合工艺,采用离型膜完成压合制程,形成外层无铜的多层印制线路板。
41.进一步的,所述压合工艺完成后,形成光芯板。
42.进一步的,所述钻孔工艺完成后,采用化学除胶工艺,对孔壁及残留钻污进行去除。
43.进一步的,化学除胶工艺完成后,采用超声波对除胶工艺产生的凹槽、尖刺进行处理。
44.进一步的,所述电化镀铜工艺,包括以下步骤:s1.采用催化还原体系,酸度调整至1.2,在基材或孔表面形成一层均匀且致密的铜层,厚度在1.3um,施加1.5asf;沉铜速率控制在0.2um/min,此反应过程实际控制时间在7min;s2.在既有镀液体系里面,以铜为可溶性阳极、钛为阴极;施加13asf直流电流,经过35min,实现铜层加厚到目标厚度。
45.进一步的,步骤s1中,所述催化还原体系包括以下组分:硫酸铜: 10g/l;次亚磷酸钠: 20g/l;羟乙基乙二胺三乙酸: 20g/l;乙二胺四乙酸: 20g/l;h2so4调整ph值至1.2。
46.实施例5本实施例提供一种与实施例3相同的高精度阻抗控制方法,所不同的是,所述工艺管控包括:a.铜箔厚度、介质层、pi厚度、覆盖胶厚、参考层相同时,每增加1 μm线宽,减少1.2ω阻抗进行补偿;线宽与阻抗成反比;b.铜箔厚度、介质层、pi厚度、覆盖胶厚、参考层相同时,导电钢片比非导电钢片小10 ω,导电钢片阻抗线宽需比非导电钢片设计小4μm;c.不同基材、不同胶厚快压后与固化后无差异,图形蚀刻后模拟流程仿成品快压后测试阻抗,通过蚀刻速度调整阻抗线宽,管控成品。
47.实施例6本实施例提供一种与实施例3相同的高精度阻抗控制方法,所不同的是,所述工艺管控包括:a.铜箔厚度、介质层、pi厚度、覆盖胶厚、参考层相同时,每增加1 μm线宽,减少1.6ω阻抗进行补偿;线宽与阻抗成反比;b.铜箔厚度、介质层、pi厚度、覆盖胶厚、参考层相同时,导电钢片比非导电钢片小
10 ω,导电钢片阻抗线宽需比非导电钢片设计小7μm;c.不同基材、不同胶厚快压后与固化后无差异,图形蚀刻后模拟流程仿成品快压后测试阻抗,通过蚀刻速度调整阻抗线宽,管控成品。
48.对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
49.此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是,本发明中所未详细描述的技术特征,均可以通过本领域任一现有技术实现。
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