一種加成法制作線路板的激光活化技術(shù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及加成制作電路板方法，尤其涉及一種基于激光照射改性，再通過(guò)化學(xué)填銅制作電路圖案的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]印制電路板作為電子產(chǎn)品元器件的載板，起著重要的互聯(lián)作用。在電路板的電氣連接中，銅導(dǎo)體電路無(wú)疑是關(guān)鍵的一個(gè)方面。銅線線寬線距直接影響電氣性能的穩(wěn)定性，尤其是對(duì)信號(hào)傳輸要求比較高的高頻阻抗板來(lái)說(shuō)。
[0003]傳統(tǒng)的PCB生產(chǎn)工藝是利用蝕刻的方法，將整塊銅箔基板覆蓋干膜并曝光顯影后，再由化學(xué)蝕刻除去不需要的面銅形成導(dǎo)體線路，是一種減成方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝十分成熟，但是存在材料消耗，工序復(fù)雜等缺點(diǎn)，并且由于曝光顯影設(shè)備的約束，導(dǎo)線線路精度因此受到限制。并且在化學(xué)鍍工序要經(jīng)歷粗化，吸附，還原等步驟，對(duì)電路板可靠性有一定影響，同時(shí)帶來(lái)了化學(xué)藥品的污染問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)傳統(tǒng)工藝的局限性，提出一種加成法制作線路板的方法，該方法用到了激光活化技術(shù)，并基于此利用化學(xué)鍍銅形成導(dǎo)線圖案。通過(guò)這種激光活化法，可以省去化學(xué)鍍的粗化前處理，簡(jiǎn)化了工藝，提高了線路板的可靠性。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:該方法包括以下步驟:
(I)對(duì)絕緣基底材料表面使用激光燒蝕形成線路軌道圖形，同時(shí)在激光照射作用下，基材軌道表面形成納米級(jí)孔洞；
(3)將催化粒子滲透孔洞，吸附在材料表面，形成活化催化層；
(3)金屬通過(guò)化學(xué)填銅的方法在凹槽內(nèi)填銅形成導(dǎo)電圖案。
[0006]進(jìn)一步地，在所述步驟(I)中，使用激光燒蝕的同時(shí)，使軌道側(cè)壁和底部出現(xiàn)納米級(jí)孔洞。
[0007]進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，所述催化粒子包括但不限于膠體鈀，納米金屬顆粒，納米碳。
[0008]進(jìn)一步地,所述步驟(2)中，所述活化催化層的厚度為20nm-200nm。
[0009]進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，在納米粒子吸附形成催化層后，對(duì)材料表面進(jìn)行干燥。
[0010]進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，化學(xué)填銅包括但不限于化學(xué)鍍銅、鍍鎳、鍍銀、鍍金、鍍鎳磷硼，后再進(jìn)行填銅。
[0011]進(jìn)一步地，所述步驟(I)中，激光燒蝕過(guò)程中，激光的脈沖能量控制在80-100mJ，聚焦高度控制在50-60mm，頻率控制在40-60 kHz，脈沖寬度控制在102_120nms，光束直徑控制在15-20mm。
[0012]進(jìn)一步地，所述步驟(I)中，在進(jìn)行激光燒蝕的后段，激光的脈沖能量控制在10-40mJ，聚焦高度控制在50-60mm，頻率控制在48-60 kHz，脈沖寬度控制在102_120nms，光束直徑控制在15-20mm。
[0013]進(jìn)一步地，所述催化粒子的粒徑小于或等于lOOnm，所述催化粒子應(yīng)均勻懸浮在液態(tài)分散體系。
[0014]更進(jìn)一步地，化學(xué)填銅時(shí)應(yīng)將凹槽填滿銅為止。
[0015]具體地，本發(fā)明選擇合適的基底材料(非銅箔)，并切割成適合電路加工的尺寸。
[0016]將基材置于激光加工設(shè)備中，輸入激光圖案文件后，對(duì)基材進(jìn)行表面圖形燒蝕，并在燒蝕周期末控制激光參數(shù)，利用激光再次照射燒蝕成的凹槽表面，使凹槽內(nèi)面形成納米孔洞。具體做法是，在激光燒蝕周期中，利用高能激光束照射基材表面，表面需要形成導(dǎo)線圖案的部分吸收能量，迅速升溫汽化；在激光燒蝕周期末，降低激光功率，使得激光照射基材凹槽時(shí)基材有機(jī)成分不致完全汽化，而是部分汽化，并借此在內(nèi)壁形成納米級(jí)孔洞。
[0017]整板清洗，由于激光作用會(huì)帶來(lái)基材表面和軌道槽內(nèi)壁汽化污潰，利用等離子體或者其他化學(xué)微蝕法進(jìn)行清潔。
[0018]根據(jù)清潔類(lèi)型不同，在清理完畢后，內(nèi)壁納米級(jí)微孔往往會(huì)攜帶正電或者負(fù)電；對(duì)于帶負(fù)電的催化劑微粒，需要進(jìn)行電荷調(diào)整，使微孔帶上正電；而對(duì)于帶正電的催化劑微粒，則要調(diào)整微孔帶上負(fù)電。
[0019]將調(diào)整完畢的基材浸潤(rùn)到含有催化顆粒的溶液中，催化粒子滲透孔洞吸附在軌道內(nèi)壁，形成活化催化層。催化劑溶液是由含有納米金屬膠體或者離子的穩(wěn)定分散溶液體系，納米金屬膠體或者微粒作為后續(xù)還原形成金屬鍍層的催化中心，所以在內(nèi)壁需要有較強(qiáng)的吸附作用，甚至滲透到孔洞內(nèi)部，提高催化效果。常用的催化金屬如膠體鈀，納米金屬顆粒，納米碳等。催化層厚度可以調(diào)整，根據(jù)實(shí)際需要改變。
[0020]軌道內(nèi)表面形成催化層后就有了進(jìn)行化學(xué)填銅的基礎(chǔ)，通常將材料浸潤(rùn)到化學(xué)鍍液中，催化中心發(fā)生氧化還原反應(yīng)形成鍍層金屬，鍍層金屬上又發(fā)生自催化反應(yīng)，使得化學(xué)鍍過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行，最終使得金屬填滿凹槽，形成電路導(dǎo)線。
[0021]本發(fā)明利用激光燒蝕同時(shí)實(shí)現(xiàn)填銅部分的活化，進(jìn)而化學(xué)填銅形成導(dǎo)電銅線，將物理改性和化學(xué)作用結(jié)合，通過(guò)激光照射材料完成材料表面粗化前處理過(guò)程，較為方便的實(shí)現(xiàn)表面改性，為催化劑的附體提供了良好的條件，而且得到的銅導(dǎo)線線形較好。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是未作處理的基底材料示意圖；
圖2是對(duì)基底進(jìn)行激光蝕刻的示意圖；
圖3是基底激光照射留下微小孔洞示意圖；
圖4是軌道槽內(nèi)表面吸附催化劑形成活化催化層的示意圖；
圖5是基底表面化學(xué)填銅的示意圖；
圖6是填銅完成示意圖；其中，A是一種基底材料，如樹(shù)脂材料FR-4，液晶高分子材料LCP等；B是活化層；C是催化層；D是混合層；E是金屬層；F是導(dǎo)體線路。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1至圖6所示，下面根據(jù)發(fā)明工藝通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施實(shí)例只是為了更好地將本發(fā)明技術(shù)原理闡釋清楚，并不代表本發(fā)明只能限制使用該實(shí)施實(shí)例。
[0024]實(shí)施例一:
(I)利用液晶高分子聚合物(LCP)作為基底材料，并在該材料表面實(shí)現(xiàn)燒蝕填銅，形成導(dǎo)體圖案。
[0025](2)選擇機(jī)械加工，熱性能優(yōu)異的液晶高分子聚合物(LCP)作為基底材料A，并切割成適合加工的尺寸。
[0026](3)切割好的基材進(jìn)行酸洗一次，水洗三次并烘干，除去基材表面污膩，保證后期激光處理的一致性。
[0027](4)將基材置于激光加工設(shè)備中，輸入激光圖案文件后，對(duì)基材進(jìn)行表面圖形燒蝕，并在燒蝕周期末控制激光參數(shù)，利用激光再次照射燒蝕成的凹槽表面，使凹槽內(nèi)面形成納米孔洞。具體做法是，在激光燒蝕周期中，激光脈沖能量控制在70_90mJ，聚焦高度控制在O-lOmm，激光頻率控制在50-60kHz，激光脈沖寬度控制在102_120nms，光束直徑控制在15-20mm ;在激光燒蝕周期末，降低激光功率，激光脈沖能量控制在40_50mJ，聚焦高度控制在0-5mm，激光頻率控制在60-70kHz，激光脈沖寬度控制在102_120nm，光束直徑控制在15-20mm,使得激光照射基材凹槽時(shí)基材有機(jī)成分不致完全汽化，而是部分汽化，并借此在內(nèi)壁形成納米級(jí)孔洞。
[0028](5)將刻槽后的基板放入等離子清洗設(shè)備中，對(duì)基材