印制電路板厚銅線路制作方法發(fā)展分析

劉文杰

（國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作湖北中心 湖北省 武漢市 4300470）

摘 要：電子產(chǎn)品集成化，微型化的迅速發(fā)展，要求印制電路板（PCB）銅層線路的線寬越來越小，在此情況下，為了保證印制電路板銅層線路的電流導(dǎo)通能力以及承載能力，就需要增加銅層線路的厚度。本文結(jié)合專利文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)，對(duì)印制電路板厚銅線路制作方法的發(fā)展進(jìn)行了分析，并從分析結(jié)果中得到了有益的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：厚銅；電路板；加成；減成

1.引言

印制電路板不僅可以為電子元器件提供必要的電氣連接以及機(jī)械支撐，同時(shí)也逐漸被賦予了更多的附加功能，在印制電路板制作領(lǐng)域，如何高效且高可靠性的制作厚銅線路層逐漸成為PCB行業(yè)的研發(fā)熱門之一，前景廣闊。

2.印制電路板厚銅線路制作方法專利申請(qǐng)整體狀況分析

下圖是VEN專利數(shù)據(jù)庫中涉及印制電路板厚銅線路制作方法的全球?qū)＠暾?qǐng)量年代分布圖（圖中所示數(shù)據(jù)僅涉及1990年以后的專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)），從圖中可以看出，自1990年起至2006年間，每年的專利申請(qǐng)量維持在一個(gè)較為平穩(wěn)的狀態(tài)，而從2007年至2015年間，專利申請(qǐng)量開始呈現(xiàn)較大幅度增張，且有逐年遞增的趨勢(shì)，這正是由于近年來電子產(chǎn)業(yè)對(duì)印制電路板微型化，集成化的內(nèi)在要求越來越高，有力的推動(dòng)了該技術(shù)的迅速發(fā)展。

3.印制電路板厚銅線路制作方法發(fā)展介紹

通過對(duì)本領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)文獻(xiàn)的分析匯總發(fā)現(xiàn)，目前主要存在三種印制電路板厚銅線路制作方法，分別為：加成法、半加成法及全加成法，下面將逐項(xiàng)介紹三種方法的基本原理、適用情況及存在的普遍問題。

3.1.減成法，該方法是在表面形成有規(guī)定厚度銅箔（該厚度為最終需要的銅層線路厚度）的基板上進(jìn)行厚銅線路的制作方法，首先在厚銅箔面貼膜并顯影形成抗蝕圖形，之后通過選擇性蝕刻去除裸露的銅層，最后，去除抗蝕圖形后得到厚銅線路圖形。該方法工藝流程簡(jiǎn)便，通過已經(jīng)比較成熟的普通蝕刻工藝即可完成制作。然而，該方法最大缺點(diǎn)在于，在蝕刻過程中，裸露銅層往下蝕刻的同時(shí)，也會(huì)往側(cè)面蝕刻（側(cè)蝕），如果銅層厚度較厚，新鮮蝕刻液難以進(jìn)入，水池效應(yīng)明顯，再由于本身蝕刻制程能力的限制，及線寬要求和抗蝕層寬度的限制，要完成對(duì)較厚銅層的蝕刻，達(dá)到規(guī)則的線路形狀，勢(shì)必需要一定的線路間距滿足藥水的及時(shí)交換。隨著電路板集成度的提高，蝕刻銅層線寬越來越小，而在側(cè)蝕的作用下，這種直接蝕刻的方法很難滿足密集銅層線路制作要求，從而很大程度上限制了減成法在厚銅精細(xì)線路制作中的應(yīng)用。針對(duì)上述缺陷，本領(lǐng)域技術(shù)人員也積極尋求改善的方案，如采用在銅層一面分次蝕刻的方法或是從銅層正反兩面分次蝕刻的方法，然而，這兩種分次蝕刻的方法，不僅增加了工藝流程，而且每次蝕刻均會(huì)帶來對(duì)位不準(zhǔn)的技術(shù)問題，導(dǎo)致蝕刻后線路側(cè)面有齒狀突起而出現(xiàn)線路不規(guī)則的情形。

3.2.半加成法，該方法是在表面形成有一較薄基底銅層（該基底銅層厚度小于最終需要的銅層線路厚度）的基板上進(jìn)行厚銅線路的制作方法，首先在基底銅層面上，鍍敷抗蝕層，其后進(jìn)行曝光、顯影，形成抗鍍圖形，之后，對(duì)未被抗鍍層覆蓋部分進(jìn)行電鍍鍍銅，剝離抗鍍層，蝕刻去除基底銅層形成線路。這種方法一般通過化學(xué)鍍銅沉積基底銅層，由于化學(xué)沉銅得到的銅層很薄，易于蝕刻，相對(duì)來說，在一定程度上減小了線路的側(cè)蝕，可以用于制作具有精細(xì)線路的印制電路板。然而，在絕緣基材上沉積化學(xué)銅，容易出現(xiàn)化學(xué)鍍銅層與基材附著力不足而發(fā)生分層起泡的現(xiàn)象。針對(duì)上述缺陷，本領(lǐng)域技術(shù)人員采用濺射法代替化學(xué)鍍銅在基材表面形成銅膜作為基底銅層，但是濺射形成的銅膜表面光滑，無法與抗蝕干膜材料緊密貼合，難以形成圖形。技術(shù)人員進(jìn)一步對(duì)該方法進(jìn)行了一些改進(jìn)，在絕緣基材上層壓一層普通銅箔形成覆銅板，之后將銅箔進(jìn)行減薄處理，形成基底銅層，但是減銅后銅層厚度不易控制且銅的損耗量較大。

3.3.全加成法，即采用含光敏催化劑的絕緣基板，在按線路圖形曝光后，通過選擇性化學(xué)沉銅得到導(dǎo)體圖形的工藝?，F(xiàn)有的全加成法工藝適合制作精細(xì)線路，但其基材有特殊要求，成本高且工藝還不成熟，不能大規(guī)模應(yīng)用于印制電路板制作。

從目前的工藝路線來看，一般日、臺(tái)背景的線路板廠選擇減成法制造工藝，美、港背景的線路板廠選擇半加成法制造工藝。

4.結(jié)論

隨著電子以及電源通訊技術(shù)的快速發(fā)展，厚銅線路電路板逐漸成為一類具廣闊市場(chǎng)前景的特殊PCB板，受到越來越多的線路板制造商的關(guān)注，已有的厚銅線路板制作方法，每種方法仍存在其固有的缺陷，隨著電子科技的快速發(fā)展，如何精簡(jiǎn)工藝，并能高效且高質(zhì)量的制作出厚銅精細(xì)線路板始終是人們需要追逐的，為了在電子科技領(lǐng)域趕上甚至趕超發(fā)達(dá)國家的發(fā)展水平，中國具有加大投入研發(fā)該技術(shù)的需求，加強(qiáng)技術(shù)改進(jìn)，并注重自主創(chuàng)新研發(fā)，來增強(qiáng)我國的科技實(shí)力。

參考文獻(xiàn)

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