一种阶梯槽底部图形的制作方法

技术领域

本发明涉及PCB制作领域，特别涉及一种阶梯槽底部图形的制作方法。

背景技术

随着电子产品的小型化和轻薄化，产品线路设计更加精细，部分产品需要搭载更多的配件来满足高速传输的需求，例如交换机，因常规连接器都是标准配制，在同一块板上安装所需的配件来满足400G/s的速度很难实现，于是改良PCB板的设计，如通过设计阶梯槽来满足所需配件的连接。然而PCB阶梯槽的制作工艺很复杂，因需连接其它配件，槽底通常有压接孔和图形设计，常规PCB设备无法实现一定深度的槽底高精度图形制作。

目前行业针对该类产品产生的上述问题解决方案如下：

1、采用一次压合+激光烧锡法，该方法主要靠激光烧蚀制作图形，但是图形精度无法满足要求，仅能做到5.0±0.5mil，不适合制作高精度线路图形，而且涉及高性能激光设备，存在产出瓶颈。

2、采用一次压合+喷墨挡锡法，该方法流程较多，喷墨的图形精度有限，同样也需要通过激光烧蚀，此方法难以确认激光是否将多余的油墨烧蚀干净，容易产生油墨残留导致图形电镀时镀锡不良，最后导致槽底图形蚀刻咬蚀或开路的缺陷，也不适合制作高精度图形，精度仅能做到5.0±0.5mil，而且涉及高性能激光设备，存在产出瓶颈。

3、采用两次压合+贴胶带法，该方法先将子板的图形制作出来，然后再用垫层或贴胶带保护图形进行二次压合，在母板电镀前同样采用贴胶带法保护槽底图形，完成母板图形后再去除胶带露出槽底图形。但是母板在经过化学除胶工艺时，胶带无法耐受强碱和高温容易脱落，导致槽底图形被破坏，良品率低。

4、采用两次压合+低流动粘结片保护法，该方法先将子板的图形制作出来，然后用垫层或贴胶带法保护图形进行二次压合，二次压合时，阶梯槽采用低流动粘结片进行表层压合保护，完成母板图形后再去除表层的PP露出槽底图形。但是该方法采用的是低流动粘结片，与铜层的结合力很弱，同样在母板在经过化学除胶工艺时，PP容易与铜面有裂缝，导致阶梯槽内进入药水，图形被破坏，良品率低，且该方法最后的低流动粘结片需通过机械铣的方式去除，占用客户产品的空间较大。

上述方法均存在一定的不足，都无法同时满足高图形精度和良品率。

发明内容

本发明目的在于提供一种阶梯槽底部图形的制作方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

本发明提供一种阶梯槽底部图形的制作方法，包括以下步骤：

S10、提供第一子板作为阶梯槽层的子板，所述第一子板与阶梯槽底部对应的表层未加工线图图形，将所述第一子板整体镀闪镀铜；

S20、加工所述第一子板对应于预设阶梯槽的槽底线路图形；

S30、提供其他层子板和半固化片，与所述第一子板压合，制作具有阶梯槽的母板；

S40、对所述阶梯槽镀化学铜；

S50、对所述阶梯槽进行微蚀，去除所述阶梯槽内的所述化学铜。

本发明的有益效果是：相较于现有技术，本发明技术方案先使子板镀上质地致密且较厚的闪镀铜后再刻蚀槽底线路图形，然后镀质地疏松且厚度较薄的化学铜，将化学镀作为槽底线路图形表面的可精确控制去除量的待去除层，进而能够实现高精度的槽底线路图形制作，并且无需二次机械加工去除阶梯槽侧壁的铜层，工艺简单，良品率高，无产出瓶颈。

作为上述技术方案的进一步改进，步骤S10中，在所述子板闪镀前先钻通孔。有的阶梯槽底部需要设置通孔，当有通孔时，需要在子板闪镀前进行钻孔，使通孔也镀上一层闪镀铜，这样通孔在后续与阶梯槽的槽底线路图形一起进行微蚀时，通孔内壁的铜层不会被微蚀液完全蚀刻掉。

作为上述技术方案的进一步改进，步骤S20中，所述第一子板通过贴膜、曝光、显影、蚀刻、退膜形成所述槽底线路图形，子板显影时保留所述槽底线路图形和所述通孔所对应的区域。这样是保护通孔内的闪镀铜在槽底线路图形制作时不被破坏。

作为上述技术方案的进一步改进，步骤S30中，所述阶梯槽的形成步骤包括：提供分别位于所述第一子板上方和下方的上层子板、下层子板，对全部或部分的所述上层子板对应于预设阶梯槽的位置开窗，将与开窗子板相对应的半固化片开窗，然后将所述上层子板、所述第一子板、所述下层子板、所述半固化片叠放，在开窗位置放置垫层，压合后取出所述垫层即形成阶梯槽。

作为上述技术方案的进一步改进，步骤S40中，对所述所述阶梯槽镀化学铜之前，先对所述母板钻过孔。母板上设置有过孔，在阶梯槽镀化学铜之前钻过孔可以使过孔与阶梯槽同时镀铜。

作为上述技术方案的进一步改进，对所述母板整体镀化学铜，使所述阶梯槽及所述过孔均镀上化学铜。

作为上述技术方案的进一步改进，所述微蚀的制作步骤包括：用保护膜覆盖所述母板钻有所述过孔的外表面，所述保护膜开盖使所述阶梯槽露出，然后通过微蚀液对所述母板进行整体微蚀。用保护膜保护过孔后仅对阶梯槽内部分进行微蚀，通过控制微蚀液浓度即可以精确地去除槽底线路图形的化学铜厚度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述闪镀铜的厚度范围为5～10μm，所述化学铜的厚度范围为0.35～0.75μm。

作为上述技术方案的进一步改进，通过控制微蚀液浓度使微蚀步骤的微蚀量范围为1.0～1.5μm。在这个微蚀量范围内微蚀后，槽底线路图形的剩余铜厚为3.85～9.75μm，远大于常规导通的化学铜厚度，足以作为母板电镀加厚铜导通。

作为上述技术方案的进一步改进，步骤S50后，对所述母板电镀加厚铜。电镀加厚铜可以使整个板上形成致密的电镀层，进而保证最终产品的导通品质可靠性。且对于槽底图形而言，母板整体电镀加厚铜不存在因图形差异大而导致铜厚差异较大使得图形不均匀，在母板外层图形制作时，不镀铜只镀锡，因槽底图形已作出，图形线路的侧面也会镀上锡而受到保护，因此槽底图形不存在传统工艺的侧蚀问题，完整保障了槽底的图形精度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；

图1是本发明实施例1的第一子板对应于阶梯槽位置的结构示意图；

图2是图1所示第一子板镀闪镀铜后的结构示意图；

图3是图2所示第一子板镀制作槽底线路图形后的结构示意图；

图4是本发明实施例1的母板形成阶梯槽后的结构示意图；

图5是图4所示母板镀化学铜后的结构示意图；

图6是图5所示母板微蚀后的结构示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

实施例1：

参照图1～图3描述本发明实施例的阶梯槽底部图形的制作方法，包括：

步骤S10、提供第一子板100作为阶梯槽层的子板，第一子板对应阶梯槽底的表层未加工线图图形，然后在第一子板100对应于预设阶梯槽的位置钻通孔110，再将第一子板100整体闪镀。通孔110的数量根据实际情况设置。

参照图2，闪镀后第一子板100的上表面、下表面、通孔110内壁均覆盖一层闪镀铜120。闪镀铜的厚度范围为5～10μm。

先钻通孔110再闪镀是为了使通孔110的内部先电镀一层铜，这样通孔110在后续与阶梯槽的槽底线路图形一起进行微蚀时，通孔110内壁的铜层不会被微蚀液完全蚀刻掉，避免出现孔内无铜现象。

其中，第一子板100可以是一个芯板，也可以是多个芯板压合而成，下面以图1所示的第一子板100说明第一子板100由多个芯板压合时的制作步骤。

图1所示的第一子板100由两个芯板压合而成，第一子板100的加工步骤包括芯板开料、内层干膜前处理、内层DI曝光、内层显影、内层蚀刻、内层退膜、内层AOI、芯板配套、棕化、压合成子板。其中，内层DI曝光是指仅对非阶梯槽层位置的内层芯板制作内层线路图形，如图1所示，L1层不制作线路图形，L2层、L3层制作线路图形，L4层根据需要制作或不制作线路图形。L1层的线路图形制作在第一子板100闪镀完成后再进行。

步骤S20、加工第一子板100的外层线路图形，形成对应于预设阶梯槽的槽底线路图形101，即制作L1层的线路图形。

槽底线路图形101的制作步骤包括子板贴膜、子板曝光、子板显影、子板蚀刻、子板退膜。其中，子板显影保留槽底线路图形101和通孔110区域，这样，退膜后通孔110内壁和槽底线路图形101的外层均为闪镀铜。

步骤S30、提供其他层子板和半固化片，与第一子板100压合，制作具有阶梯槽210的母板200。

阶梯槽的制作步骤包括：提供分别位于第一子板100上方、下方的上层子板、下层子板、以及半固化片，对全部或部分上层子板对应于预设阶梯槽的位置开窗，将与开窗子板相对应的半固化片开窗，然后将上层子板、第一子板100、下层子板、半固化片叠放，通过在开窗位置填充垫层或者埋置垫层的方式制作阶梯槽，形成如图4所示的具有阶梯槽的母板。

采用埋入垫层方式制作阶梯槽的方法为：将位于母板内层的上层子板开窗，即位于母板最外层的上层子板不开窗，各层子板叠放时，在各开窗所形成的槽内埋入垫层，层压后将位于母板最外层的上层子板开盖，取出垫层，从而形成阶梯槽。

采用填充垫层方式制作阶梯槽的方法为：将全部的上层子板开窗，各层子板叠放后，在各开窗所形成的槽内填入垫层，在母板的上表面放置缓冲板后进行层压，层压后移去缓冲板并取出垫层，从而形成阶梯槽。

进一步的，垫层包括上下层叠设置的PTFE垫片和胶带，PTFE垫片用于防止压合时半固化片熔化进入槽底，胶带用于保护槽底线路图形免粘上PP粉。

步骤S40、将母板200钻过孔220，然后对母板200进行整体镀化学铜。过孔220的数量根据实际情况设置。

参照图5，化学镀铜后母板200的上表面、下表面，阶梯槽210的侧壁、底壁，通孔110的内壁、过孔220的内壁均镀上化学铜，化学铜厚度范围为0.35～0.75μm。

化学镀铜后，通孔110内壁和槽底线路图形101在闪镀铜的外层又增加了一层化学铜，过孔220内壁则只有一层化学铜。

步骤S50、对阶梯槽210进行微蚀，去除阶梯槽210内的化学铜230。

微蚀的制作步骤包括：将母板200钻有过孔220的外表面覆盖保护膜，保护膜对应于阶梯槽210的区域开盖，使阶梯槽210露出，然后通过微蚀液对母板200进行整体微蚀，通过控制微蚀液的浓度可以精确地控制微蚀量，本实施例中，根据化学铜的厚度，微蚀量控制在1.0～1.5μm的范围内。进一步的，保护膜可以为干膜，也可以为蓝胶，由于蓝胶成本较低，所以优选采用蓝胶作为保护膜。

由于母板200的外表面覆盖有保护膜，所以过孔220的化学铜保留完好，仅阶梯槽210的侧壁、底壁、以及通孔110被微蚀液微蚀。母板微蚀的主要目的是将露出的阶梯槽槽底的化学铜去除，通过精确的微蚀量控制来制作高精度的槽底线路图形101。

需要说明的是，化学铜是置换反应形成，化学反应完成的时间也较快，所以化学铜质地疏松且厚度较薄；闪镀铜是通过电解形成，并且电解反应时间较长，电解特性决定了闪镀铜的质地致密，闪镀铜形成的铜层也较厚。因此，在微蚀液作用下化学铜容易去除，闪镀铜不容易被去除。利用这种特性，本实施例采用了将化学镀作为槽底线路图形101表面的可精确控制去除量的待去除层。步骤S50完成后，槽底线路图形101的厚度实现了高精度制作的同时还完好保留了过孔220内壁的化学铜，并且同时还去除了阶梯槽侧壁的铜层。相较于现有技术，这种制作方法工艺简单，能制作高精度槽底线路图形，例如可满足2.5±0.5mil图形精度要求，无需二次机械加工去除阶梯槽侧壁的铜层，无产出瓶颈，且良品率高。

本实施例中，闪镀铜厚度范围为5～10μm，化学铜厚度范围为0.35～0.75μm，微蚀量范围为1.0～1.5μm，母板经过微蚀后，通孔110、槽底线路图形101剩下的闪镀铜厚度范围能够达到3.85～9.75μm，该厚度范围内的闪镀铜足以作为母板电镀加厚铜导通。

步骤S60、对母板200电镀加厚铜。

经过微蚀液微蚀后，母板电镀时槽底线路图形101和其它位置都可正常电镀加厚，电镀加厚铜可以使整个板上形成致密的电镀层，保证最终产品的导通品质可靠性。去掉母板200外表面覆盖的保护膜后即可进行电镀加厚铜。对于槽底图形而言，此时母板整体电镀加厚铜不存在因图形差异大而导致铜厚差异较大使得图形不均匀，后续在母板外层图形制作时，不镀铜只镀锡，因槽底图形已作出，图形线路的侧面也会镀上锡而受到保护，因此槽底图形不存在传统工艺的侧蚀问题，完整保障了槽底的图形精度。

实施例2：

实施例2与实施例1的区别在于，实施例2的阶梯槽下方不设通孔110，相应的步骤S10就不需要对第一子板100钻通孔，实施例2的S10步骤为：提供第一子板100作为阶梯槽层的子板，将第一子板100整体闪镀。

实施例3：

实施例3与实施例1的区别在于，进行步骤S40时，母板200进行整体镀化学铜前母板200不钻过孔220，过孔220的钻孔和镀铜也可以在后续工序中单独进行。这种方式相较于实施例1工序较多。

由于没有过孔220，所以镀化学铜时，可以对母板200进行整体镀化学铜，也可以在母板上表面和下表面覆盖膜，仅对阶梯槽210镀化学铜。实施例1要对母板200进行整体镀化学铜是因为镀化学铜前母板有钻过孔220，为了让过孔220也能够镀化学铜以便后续电镀加厚铜，所以母板上表面和下表面不覆盖膜进行整体镀铜。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。