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电解蚀刻法制备印制电路板精细线路的工艺优化

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电镀与涂饰 2018年第23期37卷 1085-1089页

作者：付登林陈际达鲁蓝锶廖超慧文亚男嫣婷覃新陈世金何为重庆大学化学化工学院重庆401331 江苏博敏电子股份有限公司江苏盐城224100 梅州博敏电子股份有限公司广东梅州5140004 电子科技大学能源与材料学院四川成都610054

以蚀刻因子为指标,通过正交试验对电解蚀刻法制备印制电路板(PCB)精细线路的工艺参数进行优化,得到电解蚀刻的最优条件为:2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑(DMTD)15 mg/L,CuCl_2 30 g/L,HCl 0.48 mol/L,阳极电流密度2.4 A/dm^2。在最优工艺条件... 详细信息

以蚀刻因子为指标,通过正交试验对电解蚀刻法制备印制电路板(PCB)精细线路的工艺参数进行优化,得到电解蚀刻的最优条件为:2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑(DMTD)15 mg/L,CuCl_2 30 g/L,HCl 0.48 mol/L,阳极电流密度2.4 A/dm^2。在最优工艺条件下,蚀刻因子平均达到7.53,所得PCB精细线路平整均匀,无毛边、短路、断路等缺陷,阴极同步回收得到的铜板呈赤红色,回收率为47.67%。

关键词：印制电路板精细线路电解蚀刻正交试验铜回收

精细线路多层刚挠结合印制电路板的关键技术研究及应用

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精细线路多层刚挠结合印制电路板的关键技术研究及应用

作者：周国云电子科技大学

学位级别：硕士

电子产品的发展趋势要求印制电路板(PCB)沿着“轻、薄、短、小”及多功能化方向发展。多层刚挠结合印制电路板(Rigid-flex PCB)以其尺寸小、重量轻、可避免连线错误,增加组装灵活性,实现三维立体组装等优点将成为印制电路板发展的一个... 详细信息

电子产品的发展趋势要求印制电路板(PCB)沿着“轻、薄、短、小”及多功能化方向发展。多层刚挠结合印制电路板(Rigid-flex PCB)以其尺寸小、重量轻、可避免连线错误,增加组装灵活性,实现三维立体组装等优点将成为印制电路板发展的一个重要方向。刚挠结合区通孔的制作是多层Rigid-flex PCB主要的关键工艺之一。本文将从钻刀切削刚挠结合区通孔和等离子清洗通孔内钻污着手。使用正交试验设计方法寻找两种常见的多层Rigid-flex PCB钻刀切削刚挠结合区的通孔的最佳切削参数范围。通过确定钻刀磨损与钻孔数之间的关系,找到不同结构多层Rigid-flex PCB钻刀的切削寿命。本文还设计试验寻找铜层及聚酰亚胺大钉头的出现原因和规律,为制作高可靠性的多层Rigid-flex PCB结构提供实践性的依据。在等离子清洗试验中,为能给后面的定量研究提供稳定的试验环境。文章还设计了两个试验来研究等离子腔体内极板二维空间的等离子蚀刻均匀性及等离子时间的均匀性。在稳定的试验环境下,本文研究了多层Rigid-flex PCB上聚酰亚胺、环氧树脂及丙烯酸胶等三种重要材料在不同等离子环境的蚀刻速率,并使用均匀优化设计方法,使用minitab软件拟合出三种有机材料与等离子蚀刻参数之间的定量关系。文章还应用化学动力学知识,假设等离子体与多层Rigid-flex PCB上有机材料的反应机理,通过平衡近似法,成功地从理论上推导出有机材料与等离子蚀刻参数之间的关系,从理论上证实了CF4与O2等离子体蚀刻多层Rigid-flex PCB上的有机材料的化学反应机理。为制作高厚径比,高平整度的多层Rigid-flex通孔,文章还进行了等离子的渗透能力,大气体比例对孔壁平整度影响等实验的研究。实验结果证明,在对高多层的Rigid-flex PCB刚挠结合区的通孔清洗时,等离子清洗应分两个阶段,一阶段应用“等离子对不同材料蚀刻均匀性研究”的实验结果,二阶段使用大气体比例的等离子气体进行微蚀。文章还对Rigid-flex PCB未来发展精细线路的趋势着手,分别使用流体力学的理论分析喷淋压力对线路制作的影响。理论的结果表明,喷淋压力增大,一方面可以使精细线路同一沟槽内铜箔的蚀刻速率趋于一致,增加蚀刻因子。另一方面,压力增加沟槽内侧面铜离子扩散速率大,侧蚀增大。因此,要综合考虑,在精细线路制作过程中,要控制好um,即选择合适的喷淋压力,制作精细线路。现有的氯化铜蚀刻液将很难满足未来减成法制作多层Rigid-flex精细线路的发展,因此本文还发明了一种新型硝酸蚀刻液。论文分别就蚀刻液中各成分的作用,硝酸蚀刻液能提高蚀刻因子的原因,废液废气的回收系统进行了研究。通过与酸性氯化铜蚀刻液的对比,突出显示了硝酸蚀刻液的未来发展的前景。在论文最后,为检测关键技术实验结果在多层Rigid-flex PCB中的应用效果,特别设计了一个含有100μm的六层刚挠结合板作用实验产品。最终产品显示,金属切削刚挠结合区通孔,等离子清洗通孔等实验的结果大大地提高金属化孔的可靠性。

关键词：刚挠结合板切削钻孔等离子去钻污精细线路硝酸蚀刻液

改进单纯形优化用于电解蚀刻制备印制电路板精细线路

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电镀与涂饰 2019年第15期38卷 787-791页

作者：文亚男陈际达鄢婷邓智博张柔王旭郭海亮覃新陈世金何为重庆大学化学化工学院重庆401331 江苏博敏电子有限公司江苏盐城224100 博敏电子股份有限公司广东梅州5140004 电子科技大学能源与材料学院四川成都610054

采用电解蚀刻法制备印制电路板(PCB)精细线路。以蚀刻因子为指标,运用改进单纯形法优化对其工艺条件进行优化,得到较优的工艺条件为:Cu Cl2·2H2O 20 g/L,磺胺嘧啶20 mg/L,HCl 0.42 mol/L,电流密度3.42 A/dm2。在该条件下进行5次平行试... 详细信息

采用电解蚀刻法制备印制电路板(PCB)精细线路。以蚀刻因子为指标,运用改进单纯形法优化对其工艺条件进行优化,得到较优的工艺条件为:Cu Cl2·2H2O 20 g/L,磺胺嘧啶20 mg/L,HCl 0.42 mol/L,电流密度3.42 A/dm2。在该条件下进行5次平行试验所得精细线路非常接近矩形,其平均蚀刻因子为23.893。

关键词：印制电路板精细线路电解蚀刻改进单纯形法

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COF基板精细线路制作工艺研究

COF基板精细线路制作工艺研究

作者：王艳艳电子科技大学

学位级别：硕士

新一代封装技术COF(Chip On Flex or Chip On Film)封装由于其满足短小轻薄发展趋势,成为平板显示器驱动IC封装的主要方式之一。COF封装模块的重要组成部分—COF挠性基板的需求日益增加,目前国内COF挠性基板供应商很少,仅仅处于探索研... 详细信息

新一代封装技术COF(Chip On Flex or Chip On Film)封装由于其满足短小轻薄发展趋势,成为平板显示器驱动IC封装的主要方式之一。COF封装模块的重要组成部分—COF挠性基板的需求日益增加,目前国内COF挠性基板供应商很少,仅仅处于探索研究阶段。驱动IC集成度提高使I/O端的间距趋于微细,这就要求COF挠性基板的线宽线距与驱动IC封装相适应。因此,超精细线路COF挠性基板成为研究热点。本论文主要针对单面COF挠性基板小批量生产、双面COF挠性基板精细线路样品制作工艺进行了大量的研究工作,并取得以下成果:表面处理工艺性能方面:通过对目前常用表面处理工艺(过硫酸盐/硫酸体系、双氧水/硫酸体系和棕化液体系)性能进行对比,发现三种表面处理工艺效果都可以满足COF基板的生产要求。片式减成法工艺制作单面COF基板研究:通过基材尺寸稳定性测试,证明课题中所使用的基材满足COF挠性基板生产要求。通过对杜邦RISTON FX-915和FX-930干膜性能进行研究,选择FX-915干膜作为光致抗蚀剂。对玻璃菲林制作精细线路工艺参数进行了正交优化试验,得到最佳工艺参数:曝光级数5级、显影速度1.8m/min、蚀刻线速度3.3-3.5m/min、喷淋压力2.1-2.5kg/cm2。半加成法工艺制作COF基板研究:对双氧水/硫酸蚀刻液的性能进行了研究,找出蚀刻速度与浓度、温度的关系曲线,为半加成法差分蚀刻提供参考。为了获得便宜的超薄铜箔覆铜板,对12μm铜箔厚度基材进行蚀刻减薄工艺研究,发现微蚀刻减薄后表面均匀性要明显优于蚀刻减薄。双面COF基板孔金属化研究:对比后选择等离子清洗和黑孔化工艺。双面COF挠性基板精细线路制作研究:研究液态抗蚀剂的性能,对应用液态光致抗蚀剂制作精细线路的工艺参数进行正交优化试验,得到了最佳的工艺参数组合:曝光级数5级,显影速度2.1m/min,蚀刻速度4.0m/min,蚀刻压力3.0kg/cm3。小批量试制单面COF挠性基板:根据上面大量的关键技术预研工作,将上述成果应用于小批量生产过程中,成功试制出了精细线路单面COF挠性基板,最小线宽线距为25μm/25μm,各项行业测试表明,该COF挠性基板完全符合行业标准。

关键词： COF基板减成法工艺半加成法工艺精细线路孔金属化

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电镀式半加成法制作精细线路的研究

电镀与精饰 2012年第7期34卷 5-8,13页

作者：陈苑明何为黄志远黄同彬王伟朱萌王泽宇电子科技大学微电子与固体电子学院四川成都610054 铜陵市超远精密电子科技有限公司安徽铜陵244000

应用电镀式半加成法制作精细线路,分别比较了HCl-CuCl2蚀刻溶液与H2SO4-H2O2微蚀溶液的蚀刻线路、铜箔厚度、直流电镀和脉冲电镀对精细线路制作质量的影响。结果表明,电镀式半加成法结合H2SO4-H2O2微蚀溶液、超薄铜箔与脉冲电镀可制作... 详细信息

应用电镀式半加成法制作精细线路,分别比较了HCl-CuCl2蚀刻溶液与H2SO4-H2O2微蚀溶液的蚀刻线路、铜箔厚度、直流电镀和脉冲电镀对精细线路制作质量的影响。结果表明,电镀式半加成法结合H2SO4-H2O2微蚀溶液、超薄铜箔与脉冲电镀可制作镀层厚度均匀、蚀刻效果优良与耐弯折性能的精细线路。当线宽和线距均为30μm时,电镀式半加成法制作的精细线路质量良好,因此电镀式半加成法可适用于多层印制电路、挠性印制电路与刚挠印制电路等精细线路的制作。

关键词：印制板半加成法精细线路蚀刻脉冲电镀

移动通信印制电路高密度精细线路制作技术的研究

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移动通信印制电路高密度精细线路制作技术的研究

作者：胡志强电子科技大学

学位级别：硕士

随着4G通信时代的到来以及5G通信的提出,移动通信技术以及移动通信设备发生着翻天覆地的变化。移动通信的信号传输频率与传输速率的不断的提高,要求移动通信印制电路板中的精细线路具有规整的形状以及平滑的表面;移动通信设备体积的不... 详细信息

随着4G通信时代的到来以及5G通信的提出,移动通信技术以及移动通信设备发生着翻天覆地的变化。移动通信的信号传输频率与传输速率的不断的提高,要求移动通信印制电路板中的精细线路具有规整的形状以及平滑的表面;移动通信设备体积的不断减小以及IC半导体器件I/O接口的增多要求印制电路板中精细线路的密度越来越高。本文首先研究了减成法制作工艺对蚀刻参数进行了优化,以蚀刻因子和侧蚀量作为实验指标,抗蚀层厚度,线路铜层的厚度,蚀刻液的喷淋压力作为实验因素进行正交实验对蚀刻因素进行优化,获得了减成法蚀刻过程中的最佳参数。在最佳参数下,最大的蚀刻因子为4.90,最小的侧蚀量为1.98μm。这一结果能够满足4G移动通信印制电路板的需求,然而随着5G通信的到来,移动通信印制电路板的精细线路发展到35μm以下,减成法不能满足这样精细的线路制作要求,新的精细线路制作方法成为移动通信发展的必然。通过比较,半加成法是移动通信印制电路高密度精细线路的理想制作方法。针对半加成法种子层基材结合力不好或者沉积成本太贵的缺点,本文提出了以镍作为种子层的新型半加成法。化学镀镍的沉积速率影响生产效率,本文采用单因素实验优化了化学镀镍的沉积速率,得到最优的参数为:活化时间15分钟,主盐的浓度为25g/L,还原剂的浓度为35g/L,镀液pH值为8.5,施镀温度为85℃。选择型号为SZ-1235的杜邦干膜作为抗电镀干膜;选取电流密度为0.8A/dm2,电镀时间为120分钟;选择厚度为2μm的化学镍层作为种子层,快速蚀刻时间选择为2分钟。在镍层上制作精细线路后用金相显微镜、扫描电子显微镜、剥离强度测试检测了精细线路的结果。检测发现,线路的表面和侧面平整光洁,线路层与基材之间结合紧密,线路截面形状非常规整,计算线路的蚀刻因子,各组精细线路的蚀刻因子基本能达到8以上。精细线路的剥离强度测试结果都满足IPC(Institute of Printed Circuits,印制电路协会)的品质要求。对比减成法和普通半加成法,本实验制作的精细线路蚀刻因子更高,线路截面形状比普通半加成法更加规整,显然更加适合与移动通信印制电路板的生产。

关键词：移动通信印制电路板精细线路半加成法

HDI印制电路板精细线路及埋孔制作关键技术与应用

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HDI印制电路板精细线路及埋孔制作关键技术与应用

作者：何杰电子科技大学

学位级别：硕士

高密度互联印制电路板(HDI)在通讯,计算机,消费电子产品,汽车,航空航天,医疗器械等各个领域得到了广泛的应用。其制作的关键技术在于精细线路和微小导通孔的制作。本文主要研究了HDI板精细线路及微小导通孔的关键制作工艺,通过对精细线... 详细信息

高密度互联印制电路板(HDI)在通讯,计算机,消费电子产品,汽车,航空航天,医疗器械等各个领域得到了广泛的应用。其制作的关键技术在于精细线路和微小导通孔的制作。本文主要研究了HDI板精细线路及微小导通孔的关键制作工艺,通过对精细线路制作工艺、导通孔与精细线路同时电镀工艺及埋孔的塞孔工艺过程进行相关实验,取得了如下成果:精细线路制作方面,半加成法及改良型的半加成法较减成法的蚀刻过程表现更加优异,更有利于精细线路的制作,用正交试验法安排精细线路的制作实验,得到减成法制作精细线路的最佳工艺参数值是显影速度为4.0m/min,显影上压力为0.18MPa,下压力为0.15MPa,蚀刻速度为4.5m/min,蚀刻上压力为0.28MPa,下压力为0.25MPa。精细线路与导通孔同时电镀工艺研究中,通过对钻孔与孔清洗、图形转移、化学镀铜、图形电镀等工艺过程的合理控制,实验应用导通孔与精细线路同时电镀的方法制作了板厚1.5mm、孔径200μm的导通孔及线宽、线距均为50μm的精细线路,导通孔深镀能力达60%以上,精细线路与基板结合力强。通过对导通孔的深镀能力、精细线路的结合力和镀层的光亮性的综合考虑,试验得到了适合导通孔与精细线路同时电镀的电镀药液配方:CuSO4、H2SO4浓度分别为45g/L及220g/L,添加剂a和添加剂b的浓度为0.6ml/L及20ml/L。埋孔塞孔工艺方面,分别对树脂油墨塞埋孔和半固化片压合塞埋孔的工艺过程进行了研究,发现树脂油墨塞孔中出现的孔内气泡及水份的残留、树脂间热膨胀系数差异、孔口树脂去除不净等问题会导致HDI板的耐热性能降低,在高温环境中易发爆板问题。半固化片压直接塞埋孔工艺过程简单,塞孔饱满度为100%,且树之间匹配性较好,可明显提高HDI板的耐热性能,但此工艺易出现板面凹陷的情况,而板面的凹陷受埋孔孔径和厚度比,孔密度,半固化片厚度及含胶量、板面残铜率及压合参数等诸多条件的影响。

关键词：高密度互联(HDI) 精细线路埋孔孔金属化塞孔

高密度互连印制电路板通孔与精细线路制作技术研究

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高密度互连印制电路板通孔与精细线路制作技术研究

作者：李松松电子科技大学

学位级别：硕士

搭载电子元器件实现电气互连的印制电路板必须具备高密度化与高可靠性的性能才能满足电子信息产品对小型化、集成化、多功能化及高可靠性等发展的要求。高密度互连印制电路板凭借其高密度化与高可靠性的优势,已成为印制电路板领域越来... 详细信息

搭载电子元器件实现电气互连的印制电路板必须具备高密度化与高可靠性的性能才能满足电子信息产品对小型化、集成化、多功能化及高可靠性等发展的要求。高密度互连印制电路板凭借其高密度化与高可靠性的优势,已成为印制电路板领域越来越重要的一个发展方向。高密度互连印制电路板的高密度化主要体现在线路布局的密集化以及层间互联孔径的微型化。论文围绕高密度互连印制电路板的微孔制作、高厚径比通孔孔金属化和精细线路制作等开展研究,研究成果在企业实现了产业化。论文所做的研究工作和研究结果如下。(1)采用了紫外激光直接烧蚀通孔和紫外激光切割孔环成孔的方式进行了真圆度与悬空长度的分析,选取了紫外激光切割孔环的方式加工通孔。对紫外激光加工孔环的激光功率、加工速率、激光频率和Z轴高度对孔径大小和悬空长度进行分析。结果表明:随着激光功率的增加,加工孔径逐渐变大,悬空长度也变大;当加工速率增大后,加工孔径变化并不明显,悬空长度却减小了;激光频率对加工孔径的大小影响不大,但与悬空长度呈反比的关系;孔径的大小与Z轴高度呈正相关,而悬空长度却与Z轴呈负相关。最后通过正交实验法得到了最优的紫外激光加工通孔的参数,即功率6 W,加工速率120 mm/s,激光频率40 kHz,Z轴高度0.3 mm。使得悬空长度达到了最小值6.3μm。(2)对高厚径比的通孔电镀的均镀能力进行了研究,分析了硫酸铜浓度、硫酸浓度、电流密度和通孔的纵横比对均镀能力的影响,结果表明随着硫酸铜浓度的升高,通孔的均镀能力在下降;硫酸浓度的升高,通孔均镀能力有所上升;电流密度的大小与通孔的均镀能力呈负相关。设计了正交实验,得到了最优的电镀参数:电流密度1.4 A/dm,硫酸浓度180 g/L,五水硫酸铜浓度90 g/L。使纵横比为7.5:1的通孔均镀能力达到了85.2%。(3)采用了改良型半加成法制作精细线路,创新性的采用反转铜箔作为层压铜箔,通过对反转铜箔的测试,选择了结合能力较好的反转铜箔。选用了新型的抗电镀干膜,对干膜与基板的附着力、解析度、曝光能量进行了实验。通过降低电流密度的方法解决了电镀夹膜问题。用微蚀液代替蚀刻液,完成了改良型半加成法的快速蚀刻工艺,对快速蚀刻速率和喷流压力进行调整,最后成功制得25μm/25μm线宽/线距的精细线路。

关键词：高密度互连紫外激光通孔电镀精细线路

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精细线路用铜箔的生产方法

国外金属加工 2003年第3期24卷 58-64页

作者： Endo Yasuhiro 易惠民不详深圳福来顺电子材料有限公司广东深圳518172

精细线路用铜箔的生产方法：首先在铜箔的粘结面上形成一个复合金属层，该层是在镀槽(A)中电解形成的。镀槽(A)中应含有(1)铜离子、(2)钨、钼或至少其中的一种离子、(3)镍、钴、铁、锌或至少其中的一种离子以及氯离子等。然后在复合金... 详细信息

精细线路用铜箔的生产方法：首先在铜箔的粘结面上形成一个复合金属层，该层是在镀槽(A)中电解形成的。镀槽(A)中应含有(1)铜离子、(2)钨、钼或至少其中的一种离子、(3)镍、钴、铁、锌或至少其中的一种离子以及氯离子等。然后在复合金属层上再形成铜粗化层，该层是在镀槽(B)中电解形成的。镀槽(B)中含有铜离子，用高于极限电流密度电解形成树枝状的铜沉积层，再用低于极限电流密度电解形成一个结瘤状的铜层。

关键词：铜箔精细线路生产方法镀槽电解复合金属层