專利名稱：一種Rogers陶瓷基化片壓合銅箔制造高頻微波印制板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線路板的制造方式，尤其是一種Rogers陶瓷基化片壓合銅箔制造線路板的方法。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有技術(shù)，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是航天、航空、軍事電子、通訊設(shè)備、計(jì)算機(jī)、汽車電子、消費(fèi)類電子等產(chǎn)業(yè)，要求電子產(chǎn)品具有高性能、多功能、高可靠、小型化、薄型化、輕量化、攜帶方便以及大眾化、低成本等特點(diǎn)，促使電子組裝技術(shù)也日新月異。 繼SMT日益成熟應(yīng)用的同時(shí)，如QFP、BGA、FC、COB、CSP、MCM等組裝技術(shù)也大量涌現(xiàn)，并得到了空前的推廣應(yīng)用。這對(duì)電子組裝中最基礎(chǔ)、最重要的材料之一的覆銅板材也提出了更高更新的要求。常規(guī)意義上的覆銅板具有的三大基本性能，即電流導(dǎo)通作用；絕緣功能和支撐強(qiáng)度作用。這三大性能已經(jīng)成為過去，目前的覆銅板材已真正進(jìn)入了功能化時(shí)代。適應(yīng)這種發(fā)展趨勢(shì)，當(dāng)前擺在覆銅板需要性能如下更高的熱穩(wěn)定性、更好的尺寸穩(wěn)定性和匹配性、 更好的高頻適應(yīng)性、更好的散熱方案解決能力、具有電磁屏蔽適應(yīng)性、節(jié)約化的組裝工藝適應(yīng)性和綠色環(huán)保性。為了解決上述這些問題，國內(nèi)外學(xué)者專家進(jìn)行了種種試驗(yàn)探索，截止目前還沒有一種覆銅板能將上述諸多問題全部解決。現(xiàn)在所能采用的辦法是用不同功能的覆銅板來重點(diǎn)解決相應(yīng)電路設(shè)計(jì)中遇到的最實(shí)際的問題。我們稱這類覆銅板為功能性覆銅板。陶瓷基覆銅板材就屬其中之一。早在1976年，Y.S.Sim等為了解決電力模塊的大電流高散熱問題，研究出 Cu -A12 03 陶瓷直接鍵合技術(shù)(Direc Copper - ceramic bond 也譯為 Direc Bonding Copper - ceramic bond 簡(jiǎn)稱 DCB 或 DBC0年代初，西德ABB -IXYS公司利用高溫下銅材表面能形成Cu Cu20共晶液相，而這種液相對(duì)陶瓷表面有較好的親和性，研制出陶瓷覆銅板以來，陶瓷覆銅板以其優(yōu)異的機(jī)械、 熱、電性能在電力電子行業(yè)獲得廣泛應(yīng)用；特別是在電力半導(dǎo)體模塊上(如(GTR、IGBT等模塊)使模塊體積與普通焊接式、壓接式模塊相比進(jìn)一步減少，集成度、導(dǎo)熱能力及穩(wěn)定性大大提高，功能進(jìn)一步增強(qiáng)。陶瓷覆銅板材不僅解決了大電流、高散熱問題，而且同時(shí)具有高耐熱可靠性；尺寸穩(wěn)定性和與Si芯片相匹配性；高頻電路設(shè)計(jì)適應(yīng)性；綠色環(huán)保性等優(yōu)異的性能和卓越的應(yīng)用表現(xiàn)。而近年來，高頻微波印制板作為電子信息高新科技產(chǎn)業(yè)必不可少的配套產(chǎn)品，獲得了迅速的發(fā)展。究其原因，主要有下述幾點(diǎn)
(1)通信業(yè)的快速進(jìn)步，使原有的民用通信頻段顯得非常之擁擠，某些原軍事用途的高頻通信的部分頻段，由1996年起，逐漸讓給民用，使民用高頻通信獲得了超常規(guī)化速度的發(fā)展。高頻通信在衛(wèi)星接收、基站、導(dǎo)航、醫(yī)療、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)等諸領(lǐng)域大顯身手。高保密性及高傳送質(zhì)量的需求，使移動(dòng)電話、汽車電話及無線通信向高頻化發(fā)展。同時(shí)，高畫面質(zhì)量，要求廣播電視傳輸用甚高頻超高頻播放節(jié)目；高信息量傳送信息，要求衛(wèi)星通信、微波通信及光纖通信必須高頻化。計(jì)算機(jī)技術(shù)處理能力的增加，信息存儲(chǔ)容量的增大，迫切要求信號(hào)傳送高速化。目前的印制板高速信號(hào)傳輸線可分為兩大類一類是高頻信號(hào)傳輸類，它與無線電的電磁波有關(guān)，以正弦波傳輸信號(hào)，如雷達(dá)、廣播電視和通訊(移動(dòng)電話、微波通訊、光纖通訊等) ’另一類是高速邏輯信號(hào)傳輸類，這一類產(chǎn)品以數(shù)字信號(hào)傳輸，與電磁波的方波傳輸有關(guān)，這一類產(chǎn)品開始主要在電腦，計(jì)算機(jī)中應(yīng)用，現(xiàn)在已應(yīng)用到家電和通訊類電子產(chǎn)品中。為了達(dá)到高速傳送，對(duì)微波印制板基板材料的電氣特性有明確的要求。要實(shí)現(xiàn)傳輸信號(hào)的低損耗和低延遲，必須選用介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切小的基板材料，目前Rogers陶瓷覆銅板材用較為廣泛，但Rogers陶瓷覆銅板材存在介質(zhì)層與銅的結(jié)合力低的性能特點(diǎn)，線路板制造商因不能得到保證壓合Rogers陶瓷化片與銅箔的可靠性性能，難以實(shí)現(xiàn)用常規(guī)的將銅箔和化片合加工線路板的工藝運(yùn)用于Rogers陶瓷化片，目前行業(yè)通常采用覆銅板+覆銅板結(jié)構(gòu)，但因?yàn)榇私Y(jié)構(gòu)線路板，存在生產(chǎn)工藝復(fù)雜，成本較高，加工難度大等問題，所以特進(jìn)行開發(fā)研究?jī)?yōu)化Rogers陶瓷基化片壓合銅箔工藝，以能實(shí)現(xiàn)Rogers陶瓷基化片壓合銅箔工藝能在線路板生產(chǎn)中應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種Rogers陶瓷基化片壓合銅箔制造高頻微波印制板的方法，以實(shí)現(xiàn)不改變現(xiàn)設(shè)備的基礎(chǔ)和增加成本的條件下，采用Rogers陶瓷基化片壓合銅箔工藝加工的線路板，可滿足IPC JSTD020 2601/4次頂Ref low無鉛回流焊接的嚴(yán)格可靠性能要求，并可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種Rogers陶瓷基化片壓合銅箔制造高頻微波印制板的方法，包括以下步驟
(一)切料
(1)將有銅層和介質(zhì)層構(gòu)成的覆銅板切成設(shè)計(jì)尺寸；
(2)烘烤在150°C條件下，烘烤4小時(shí)，消除內(nèi)因力和去除材料里面含有少量的水汽；
(二)貼膜
(1)先從干膜上剝下聚乙烯保護(hù)膜，然后在溫度50士5°C、壓力4.0士 1. 0kgf/cm2下將干膜的抗蝕劑粘膜在覆銅板的銅層上；
(2)貼膜后覆銅板1靜置15分鐘 M小時(shí)；
(三)曝光
在曝光機(jī)中曝光，選用的光源其波長(zhǎng)為320-400nm之間J由于300nm以下波長(zhǎng)易被玻底片的聚酯片基5所吸收；
(3b)曝光能量20-120 mj/cm2 ；真空度> -26. 5inhg ； 延遲抽真空時(shí)間彡8秒；
(四)顯影
利用碳酸鈉的弱堿性將抗蝕劑粘膜上未經(jīng)紫外線輻射的部分，用1. 0士0.洲碳酸鈉溶液溶解，已經(jīng)紫外線輻射而發(fā)生聚合反應(yīng)的已曝光干膜保留；
其原理是利用C03-2與阻劑中羧基(C00H)進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)，形成C00-和HC03-，使阻劑形成陰離子團(tuán)而剝離；
(五)蝕刻/褪膜
(1)將溶解了抗蝕劑粘膜而露出的銅層用酸性氯化銅(S.G.:1. 100-1.330、 HCl 0. 60-1. 50M/L和Cap 20-45)溶解腐蝕，剩余線路部分銅層；
(2)用NaOH:1. 5-3. 5%將抗蝕劑粘膜上經(jīng)紫外線輻射，保護(hù)銅層的部分溶解褪去；
(六)棕化
(一)使用Atotech公司的棕化藥水，在將銅層面形成一種均勻并有良好粘合特性的有機(jī)金屬層結(jié)構(gòu)，使內(nèi)層壓板前銅層表面受控粗化，用于增強(qiáng)內(nèi)層銅層與Rogers陶瓷基化片半固化片之間壓合后結(jié)合強(qiáng)度；
(七)排板
Rogers陶瓷基半固化片覆蓋在機(jī)金屬層結(jié)構(gòu)上，TffS銅箔覆蓋在Rogers陶瓷基半固化片上三者疊合在一起；
(A)壓合，即制成成品。本發(fā)明一種Rogers陶瓷基化片壓合銅箔制造高頻微波印制板的方法，本發(fā)明提出的工藝有利于降低高頻微波印制板產(chǎn)品的成本、有利簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝流程和縮短生產(chǎn)周期。與現(xiàn)有技術(shù)相比，此工藝在各個(gè)制造步驟中，每生產(chǎn)一塊高頻微波印制板的過程中，均可以減少1塊覆銅板的加工量，對(duì)于行業(yè)普遍設(shè)計(jì)為4層高頻微波印制板產(chǎn)品，現(xiàn)有技術(shù)每生產(chǎn)一塊此類型產(chǎn)品，需要加工2塊覆銅板，生產(chǎn)周期則可以縮短50%。此外可以在工藝流程上，刪減現(xiàn)有技術(shù)需要成品后進(jìn)行的去除表面膠跡和表面棕面層的流程。


圖1是本發(fā)明的制造過程結(jié)構(gòu)圖之一。圖2是本發(fā)明的制造過程結(jié)構(gòu)圖之二。圖3是本發(fā)明的制造過程結(jié)構(gòu)圖之三。圖4是本發(fā)明的制造過程結(jié)構(gòu)圖之四。圖5是本發(fā)明的制造過程結(jié)構(gòu)圖之五。圖6是本發(fā)明的制造過程結(jié)構(gòu)圖之六。圖7是本發(fā)明的制造過程結(jié)構(gòu)圖之七。 圖8是本發(fā)明成品的剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。一種Rogers陶瓷基化片壓合銅箔制造高頻微波印制板的方法，包括以下步驟
(一)切料，如圖1所示。(1)將有銅層2和介質(zhì)層3構(gòu)成的覆銅板1切成設(shè)計(jì)尺寸；
(2)烘烤在150°C條件下，烘烤4小時(shí)，消除內(nèi)因力和去除材料里面含有少量的水汽；
(二)貼膜
(1)先從干膜上剝下聚乙烯保護(hù)膜，然后在溫度50士5°C、壓力4. 0士 1. 0kgf/cm2下將干膜的抗蝕劑粘膜4在覆銅板1的銅層2上，如圖2所示，(2)貼膜后覆銅板1靜置15分鐘 M小時(shí)；如果停留時(shí)間不夠，干膜中所加入的附著力促進(jìn)劑沒有與銅完全發(fā)生作用而黏結(jié)不牢，造成松脫；若停留時(shí)間太久就會(huì)造成反應(yīng)過度附著力太強(qiáng)而剝膜困難。所述干膜由抗蝕劑粘膜4和聚乙烯保護(hù)膜構(gòu)成。(三)曝光
在曝光機(jī)中曝光，選用的光源其波長(zhǎng)為320-400nm之間，如圖3所示，由于300nm以下波長(zhǎng)易被玻底片的聚酯片基5所吸收。此聚酯片基為有線路圖形菲林，用于通過曝光將菲林上圖形轉(zhuǎn)移到覆銅板干膜上的，
(3b)曝光能量20-120 mj/cm2 ；真空度> -26. 5inhg ；
延遲抽真空時(shí)間秒。在紫外光照射下，干膜里面的光引發(fā)劑吸收光能分解成自由基，自由基再引發(fā)光聚合單體進(jìn)行聚合交聯(lián)反應(yīng)，形成不溶于稀溶液的體型大分子結(jié)構(gòu)。(四)顯影，如圖4所示。利用碳酸鈉的弱堿性將干膜上的抗蝕劑粘膜4未經(jīng)紫外線輻射的部分，用 1. 0 士0.洲碳酸鈉溶液溶解，已經(jīng)紫外線輻射而發(fā)生聚合反應(yīng)的已曝光干膜保留。其原理是利用C03-2與阻劑中羧基(C00H)進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)，形成COO-和 HC03-，使阻劑形成陰離子團(tuán)而剝離。(五)蝕刻/褪膜，如圖5所示。(1)將溶解了干膜的抗蝕劑粘膜4而露出的銅層用酸性氯化銅 (S. G. :1. 100-1. 330、
HCl 0. 60-1. 50M/L和Cap 20-45)溶解腐蝕，剩余線路部分銅層2。(2)用NaOH:l. 5-3. 5%將干膜上的抗蝕劑粘膜4經(jīng)紫外線輻射，保護(hù)銅層的部分溶解褪去。(六)棕化，如圖6所示。(一)使用Atotech公司的棕化藥水，在將銅層2面形成一種均勻并有良好粘合特性的有機(jī)金屬層結(jié)構(gòu)6，使內(nèi)層壓板前銅層表面受控粗化，用于增強(qiáng)內(nèi)層銅層與Rogers陶瓷基化片半固化片之間壓合后結(jié)合強(qiáng)度。公司的棕化藥水成分有內(nèi)層鍵合劑A (Bondfilm part Α)(濃度250士30ml/L)、 100% 內(nèi)層鍵合除油劑 ALK (Bondfilm cleaner ALK)(濃度 100士20ml/L)100%、內(nèi)層鍵合活化劑(Bondfilm Activator)100% (濃度 20士5ml/L)以及雙氧水(H202)50% (濃度 35士5ml/ L)、硫酸(H2S04) 98% (濃度 30士 10ml/L)和過硫酸鈉 99. 9% (濃度 15士5g/L)，
(七)排板，如圖7所示。陶瓷基半固化片8覆蓋在機(jī)金屬層結(jié)構(gòu)6上，TWS銅箔7覆蓋在Rogers陶瓷基半固化片8上三者疊合在一起；
(A)壓合，即制成成品。如8所示。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的情況下，還可以作出若干改進(jìn)和變型，這也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種Rogers陶瓷基化片壓合銅箔制造高頻微波印制板的方法，包括以下步驟(一)切料(1)將有銅層和介質(zhì)層構(gòu)成的覆銅板切成設(shè)計(jì)尺寸；(2)烘烤在150°C條件下，烘烤4小時(shí)，消除內(nèi)因力和去除材料里面含有少量的水汽；(二)貼膜(1)先從干膜上剝下聚乙烯保護(hù)膜，然后在溫度50士5°C、壓力4.0士 1. 0 kgf/cm2下將干膜的抗蝕劑粘膜在覆銅板的銅層上；(2)貼膜后覆銅板1靜置15分鐘 M小時(shí)；(三)曝光在曝光機(jī)中曝光，選用的光源其波長(zhǎng)為320-400nm之間J由于300nm以下波長(zhǎng)易被玻底片的聚酯片基5所吸收；(3b)曝光能量20-120 mj/cm2 ；真空度> -26. 5inhg ；延遲抽真空時(shí)間彡8秒；(四)顯影利用碳酸鈉的弱堿性將抗蝕劑粘膜上未經(jīng)紫外線輻射的部分，用1. 0士0.洲碳酸鈉溶液溶解，已經(jīng)紫外線輻射而發(fā)生聚合反應(yīng)的已曝光干膜保留；其原理是利用C03-2與阻劑中羧基(COOH)進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)，形成COO-和HC03-，使阻劑形成陰離子團(tuán)而剝離；(五)蝕刻/褪膜(1)將溶解了抗蝕劑粘膜而露出的銅層用酸性氯化銅(S.G.:1. 100-1.330、 HCl :0. 60-1. 50M/L和Cap :20-4 溶解腐蝕，剩余線路部分銅層；(2)用NaOH:1. 5-3. 5%將抗蝕劑粘膜上經(jīng)紫外線輻射，保護(hù)銅層的部分溶解褪去；(六)棕化(一)使用Atotech公司的棕化藥水，在將銅層面形成一種均勻并有良好粘合特性的有機(jī)金屬層結(jié)構(gòu)，使內(nèi)層壓板前銅層表面受控粗化，用于增強(qiáng)內(nèi)層銅層與Rogers陶瓷基化片半固化片之間壓合后結(jié)合強(qiáng)度；(七)排板Rogers陶瓷基半固化片覆蓋在機(jī)金屬層結(jié)構(gòu)上，TffS銅箔覆蓋在Rogers陶瓷基半固化片上三者疊合在一起；(A)壓合，即制成成品。
全文摘要
一種Rogers陶瓷基化片壓合銅箔制造高頻微波印制板的方法，包括以下步驟(一) 切料；(二)貼膜；(三) 曝光；(四)顯影；(五) 蝕刻/褪膜；(六) 棕化；(七) 排板；(八) 壓合,即制成成品。本發(fā)明一種Rogers陶瓷基化片壓合銅箔制造高頻微波印制板的方法，本發(fā)明提出的工藝有利于降低高頻微波印制板產(chǎn)品的成本、有利簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝流程和縮短生產(chǎn)周期。與現(xiàn)有技術(shù)相比,在各個(gè)制造步驟中，每生產(chǎn)一塊高頻微波印制板的過程中，均可以減少1塊覆銅板的加工量，對(duì)于行業(yè)普遍設(shè)計(jì)為4層高頻微波印制板產(chǎn)品，現(xiàn)有技術(shù)每生產(chǎn)一塊此類型產(chǎn)品，需要加工2塊覆銅板，生產(chǎn)周期則可以縮短50%。此外可以在工藝流程上，刪減現(xiàn)有技術(shù)需要成品后進(jìn)行的去除表面膠跡和表面棕面層的流程。
文檔編號(hào)H05K3/00GK102159027SQ20111005504
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月17日
發(fā)明者莫湛雄 申請(qǐng)人:開平依利安達(dá)電子第三有限公司