CN102110866B - 波导槽制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于PCB板制造领域,提供了一种波导槽制作工艺,本发明利用锡和铜对激光的吸收率不同,以及激光烧锡和烧铜所需的能量不同,采用激光烧去凹槽底部外层的镀锡层,而凹槽底部内层的镀铜层不被去除,可以阻止激光钻到镀铜层下的芯板;之后蚀刻去除凹槽底部内层的镀铜层,然后再用常规工艺方法去除凹槽侧壁外层的镀锡层,接下来在凹槽侧壁内层的镀铜层覆上保护层,从而制得侧壁为金属层(镀铜层和保护层)、底部无金属层的波导槽。本发明制作流程简单,采用激光钻工序代替现有技术中的LPI液态感光型油墨工序,成本相对较低,而且激光钻机的定位精度高,完全可以保证波导槽的品质,从而能实现产品的批量生产。
Description
技术领域
本发明属于PCB板制造领域,尤其涉及一种侧壁金属化底部非金属化的波导槽制作工艺。
背景技术
在PCB板制造行业,波导槽为在PCB板上开设的凹槽,波导槽的侧壁为镀铜层和保护层(统称为金属层),底部无金属层,波导槽侧壁的金属层用于屏蔽PCB板上元器件发出的信号,防止信号的损耗,而底部不屏蔽信号,保证信号的正常传播,波导槽的这种结构,可以使信号产生谐振,因此,这种波导槽在行业内将会得到广泛应用。
现有技术领域中,波导槽的制造工艺为:
(1)在PCB板上加工凹槽;
(2)将PCB板浸没于电镀铜液中进行电镀,凹槽的侧壁和底部电镀上一层铜;
(3)将具有抗镀性的LPI感光油墨均匀涂印在凹槽的底部和侧壁;
(4)对LPI感光油墨曝光、固化后,侧壁油墨去掉而底部感光油墨保留,凹槽底部就具有抗镀性(即凹槽底部电镀不上金属);
(5)将PCB板浸没于电镀锡液中进行电镀,凹槽的侧壁电镀上一层锡,由于凹槽的底部具有抗镀性,底部电镀不上锡,即底部仍然是感光油墨;
(6)用碱性溶液去除凹槽底部的感光油墨;
(7)用另一种碱性溶液蚀刻去凹槽底部的镀铜层;
(8)用硝酸或硝酸系列溶液去除侧壁外层的镀锡层;
(9)对凹槽侧壁进行表面处理,使凹槽侧壁覆上保护层。
这样,就制得了侧壁为铜、底部为非金属的波导槽。
通过以上描述可知,波导槽制作工艺采用LPI液态感光型油墨,但制造流程复杂,涉及到油墨的涂印、曝光、显影、固化及槽底油墨清除,由于油墨涂印在凹槽内,加上曝光灯的曝光特性所限,菲林图形转移和油墨曝光固化很不好控制,因此品质不能保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制作流程简单、能够保证品质的波导槽制作工艺,从而能实现波导槽的批量生产。
本发明是这样实现的,一种波导槽制作工艺,所述波导槽为在PCB板上开设的凹槽,所述凹槽的侧壁为金属层,底部无金属层,所述金属层为镀铜层和保护层,所述波导槽制作工艺包括如下步骤:
(1)在PCB板上加工凹槽;
(2)将PCB板浸没于电镀铜液中进行电镀,使凹槽的侧壁和底部覆上镀铜层;
(3)再将PCB板浸没于电镀锡液中进行电镀,使凹槽的侧壁和底部再覆上镀锡层;
(4)采用激光钻机,使激光钻机产生2~300mj的激光能量,烧去凹槽底部外层的镀锡层,保留凹槽底部内层的镀铜层;
(5)采用碱性溶液蚀刻去除凹槽底部内层的镀铜层;
(6)采用酸性溶液去除凹槽侧壁的镀锡层;
(7)对凹槽侧壁的镀铜层进行表面处理,使镀铜层覆上保护层。
具体地,步骤(4)中,所述激光钻机采用CO2红外激光或UV紫外激光。
优选地,步骤(4)中,所述激光钻机的激光能量为5~10mj。
优选地,步骤(5)中,所述碱性溶液为含有氯化铵、氨水和铜离子的溶液。
优选地,步骤(6)中,所述酸性溶液为硝酸溶液。
优选地,步骤(7)中,采用化学镍金工艺或化学银工艺,使凹槽侧壁覆上保护层。
具体地,所述步骤(2)的镀铜层的厚度为18um以上。
具体地,所述步骤(3)的镀锡层的厚度为5um~10um。
具体地,所述PCB板由芯板和半固化片依次叠加制成。
本发明利用激光烧锡和烧铜所需的能量不同,采用激光烧去凹槽底部外层的镀锡层,之后采用碱性溶液蚀刻去除凹槽底部内层的镀铜层,然后再用常规方法去除侧壁外层的镀锡层,接下来在凹槽侧壁内层的镀铜层覆上保护层,从而制得侧壁为镀铜层和保护层、底部无金属层的波导槽。与现有技术相比,本发明制作流程简单,采用激光钻工序代替现有技术中的LPI液态感光型油墨工序,成本相对较低,而且激光钻机的定位精度高,完全可以保证波导槽的品质,从而能实现产品的批量生产。
附图说明
图1是本发明实施例提供的波导槽的侧壁和底部内层为镀铜层、外层为镀锡层的示意图;
图2是图1中的波导槽的底部用激光钻机去掉镀锡层的示意图;
图3是图2中的波导槽的底部的镀铜层被蚀刻掉的示意图;
图4是图3中的波导槽的侧壁的镀锡层被去除后的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1~4所示,本发明实施例提供的一种波导槽制作工艺,所述波导槽为在PCB板2上开设的凹槽1,所述凹槽1的侧壁为镀铜层11和保护层(图中未示出),底部无金属层,所述PCB板2由芯板21和半固化片22依次叠加制成,其制作工艺包括如下步骤:
(1)在PCB板2上加工凹槽1,该凹槽1的加工工艺为现有的已经很成熟的工艺,具体加工过程为:根据控深铣(或锣)的能力和精度及芯板21和半固化片22的厚度,对其中的一层或二层芯板21和半固化片22开槽,同时,按需要开槽的芯板21和半固化片22的厚度和开槽的尺寸来制作槽内垫片(图中未示出),其他按正常流程加工,按层叠结构排版,把垫片放入槽内,配对叠加后对PCB板进行压合,过铣边后,做外形加工控深铣,铣出所需的凹槽1;
(2)将PCB板2浸没于电镀铜液中进行电镀,使凹槽1的侧壁和底部覆上镀铜层11,电镀铜液是含有硫酸铜(CuSO4·5H2O)、硫酸(H2SO4)、氯离子(Cl+)和光亮剂的水溶液,进行直流电镀,铜球作为阳极,PCB板2作为阴极,通过外加电流发生离子交换反应,从而使凹槽1的侧壁和底部电镀上一层均匀的铜,厚度可以设定,镀铜层11的厚度一般在18um以上;
(3)再将PCB板2浸没于电镀锡液中进行电镀,使凹槽1的侧壁和底部再覆上镀锡层12,这样,就在凹槽1的侧壁和底部形成了两层金属,内层为镀铜层11、外层为镀锡层12(如图1所示);电镀锡液是含有硫酸锡(SnSO4)、硫酸(H2SO4)、光亮剂和分散剂的水溶液,进行直流电镀,锡球作为阳极,PCB板2作为阴极,通过外加电流发生离子交换反应,从而使凹槽1的侧壁和底部电镀上一层均匀的锡,镀锡层12的厚度一般在5um~10um;
(4)采用PCB行业用的激光钻机(图中未示出),依据激光钻的定位孔及凹槽1的位置和大小来制作好激光钻程序(即激光钻带),激光钻机的能量参数设置为2~300mj,优先推荐采用5~10mj的激光能量,激光光斑(或光束)按激光钻机的较大值来设置以提高激光钻效率,脉冲数量在5个以下,其他参数按激光钻的常规参数来设定,烧去凹槽1底部外层的镀锡层12,由于锡和铜对激光的吸收率不同,以及激光烧锡和激光烧铜所需的能量不同,激光可完全烧去凹槽1底部外层的镀锡层12,而凹槽1底部内层的镀铜层11仍全部或部分存在(如图2所示),从而可以阻止激光钻到镀铜层11下的芯板21,保护PCB板2不被破坏;
(5)采用现有的碱性溶液蚀刻去除凹槽1底部内层的镀铜层11,本领域中,该碱性溶液一般采用含氯化铵(NH4Cl)、氨水(NH3.H2O)和铜离子(Cu2+)的溶液,由于凹槽1侧壁外层为镀锡层12,镀锡层12具有抗碱性溶液腐蚀的能力,因此,在碱性蚀刻液中,凹槽1侧壁外层的镀锡层12不被腐蚀(如图3所示),凹槽1侧壁外层镀锡层12可以保护其内层的镀铜层11;
(6)采用现有的酸性溶液去除凹槽1侧壁外层的镀锡层12,本领域中,该酸性溶液常采用硝酸或硝酸系列溶液,在采用这些溶液去除镀锡层12的过程中,同时添加氧化剂和稳定剂,氧化剂用于加速去锡速度,稳定剂可抑制硝酸与凹槽1侧壁的镀铜层11反应;
(7)对凹槽1侧壁的镀铜层11进行表面处理,使凹槽1侧壁的镀铜层11覆上保护层,该保护层可防止凹槽1侧壁的镀铜层11在空气中氧化,该表面处理工艺为现有的常规工艺,一般采用本领域常用的化学镍金工艺(即采用化学反应先在凹槽1侧壁的镀铜层11上镀上一层镍,然后再在镍层上沉积一层金)、化学锡工艺(采用化学反应在凹槽1侧壁的镀铜层11上沉积一层锡)或化学银工艺(采用化学反应在凹槽1侧壁的镀铜层11上沉积一层银),等等。
这样,就制得了侧壁为金属层(镀铜层11和保护层)、底部无金属层的波导槽(如图4所示)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种波导槽制作工艺,所述波导槽为在PCB板上开设的凹槽,所述凹槽的侧壁为金属层,底部无金属层,所述金属层为镀铜层和保护层,其特征在于:所述波导槽制作工艺包括如下步骤:
(1)在PCB板上加工凹槽;
(2)将PCB板浸没于电镀铜液中进行电镀,使凹槽的侧壁和底部覆上镀铜层;
(3)再将PCB板浸没于电镀锡液中进行电镀,使凹槽的侧壁和底部再覆上镀锡层;
(4)采用激光钻机,使激光钻机产生2~300mj的激光能量,烧去凹槽底部外层的镀锡层,保留凹槽底部内层的镀铜层;
(5)采用碱性溶液蚀刻去除凹槽底部内层的镀铜层;
(6)采用酸性溶液去除凹槽侧壁的镀锡层;
(7)对凹槽侧壁的镀铜层进行表面处理,使镀铜层覆上保护层。
2.如权利要求1所述的波导槽制作工艺,其特征在于:步骤(4)中,所述激光钻机采用CO2红外激光或UV紫外激光。
3.如权利要求1或2所述的波导槽制作工艺,其特征在于:步骤(4)中,所述激光钻机的激光能量为5~10mj。
4.如权利要求1所述的波导槽制作工艺,其特征在于:步骤(5)中,所述碱性溶液为含有氯化铵、氨水和铜离子的溶液。
5.如权利要求1所述的波导槽制作工艺,其特征在于:步骤(6)中,所述酸性溶液为硝酸溶液。
6.如权利要求1所述的波导槽制作工艺,其特征在于:步骤(7)中,采用化学镍金工艺或化学银工艺,使凹槽侧壁覆上保护层。
7.如权利要求1所述的波导槽制作工艺,其特征在于:所述步骤(2)的镀铜层的厚度为18um以上。
8.如权利要求1所述的波导槽制作工艺,其特征在于:所述步骤(3)的镀锡层的厚度为5um~10um。
9.如权利要求1所述的波导槽制作工艺,其特征在于:所述PCB板由芯板和半固化片依次叠加制成。
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