[发明专利]一种皮秒激光蚀刻微型电路工艺

说明书

技术领域

 本发明涉及微型电路板技术领域，具体涉及一种皮秒激光蚀刻微型电路工艺。

背景技术

随着微电子技术的飞速发展，印制微型电路板制造向多层化、小型化、功能化和集成化的方向迅速发展。在印制微型电路板中设计大量微孔、窄间距、细导线电路图形，对印制微型电路板制造技术要求更高，传统的印制微型电路板制作工艺方法包括光化学法和模板（或丝网）漏印法等在小批量、高精度的场合越来越不能满足要求。这些工艺的主要缺点有：制造工序多，对高密度、高精度印制微型电路板易带来较大误差；腐蚀去除的导电材料很多，造成贵金属的大量浪费；电镀、腐蚀等工序使用的溶液对环境造成很大的污染等。特别是当导线线宽及导线间距小到一定程度时，由于腐蚀过程中的侧向腐蚀行为，将无法保障导线的精度与均匀性，无法制作更高精度的印制微型电路板。例如，采用光绘制版的方法制作线路板导线时，对于低导线密度微型电路板（以下简称低密度板），仅可以保证导线宽度大于300μm的导线质量。对于高导线密度微型电路板，仅可以保障导线宽度大于100μm的导线质量。超过此极限时，在图形转移工艺过程中，由于“隔离层”的存在，光的折射、衍射将会使PCB成像产生侧蚀现象，严重影响PCB的制作质量，使得最小导线宽度和导线间距受到影响，无法保证所制造产品的质量。且现有印制微型电路板的基底上，既有陶瓷膜，同时又有导电膜，而陶瓷膜和导电膜都要进行刻蚀，而目前采用先在一种设备上加工导电膜或陶瓷膜，再在另一种设备上加工陶瓷膜或导电膜，这种方法不但费时费力，设备投资大，而且要两次定位加工，图形定位困难，成品率低。此外，现有光化学法工艺的柔性化程度很低，制作过程一般必须到专业厂家生产完成，周期为3-5天，长的甚至两个星期，制作周期长。而且，微型电路板一旦制作成功，无法对其进行修改，需要重新投入资金制作，对于单件或者小批量生产来说，制造成本较高。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种能够满足微型电路板表面高精度、高密度布线，且可以一次完成陶瓷膜和导电膜的刻蚀的皮秒激光蚀刻微型电路工艺，本发明的工艺具有步骤简单，耗材小，成本低，生产率高，良品率高，采用柔性化生产，电脑制图，不需要制版，图形变更容易，生产周期短，无环境污染等优点。

本发明的另一目的在于提供一种皮秒激光蚀刻微型电路工艺制得的微型电路板，该微型电路板刻蚀的最小圆直径为20μm，微型电路板的良品率为98%以上。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种皮秒激光蚀刻微型电路工艺，包括如下步骤：

A、将表面依次印刷有陶瓷膜基底和金属导电膜层的PET膜正面朝上固定在激光刻蚀机的工作平台上，调整激光刻蚀机与工作平台的相对位置或激光刻蚀机的激光头的高度，使激光刻蚀机的激光焦点落在基底的正上方；

B、将要刻蚀的导电膜图形和陶瓷膜图形分别导出并输入激光刻蚀机，并作为两个图层；分别对导电膜图形图层和陶瓷膜图形图层设置激光参数和运动参数；

C、启动激光刻蚀机，对基底的导电膜图形图层和陶瓷膜图形图层分别进行刻蚀，制得微型电路板；

其中，所述激光刻蚀机为皮秒激光刻蚀机；

所述导电膜图形图层的激光参数和运动参数设置为：激光功率为12~100W，激光脉冲频率为200~1000KHz，激光脉冲宽度为8~15ps，激光刻蚀线速度为2000~3000mm/s，刻蚀重复次数为2~3次；

所述陶瓷膜图形图层的激光参数和运动参数设置为：激光功率为12~100W，激光脉冲频率为200~1000KHz，激光脉冲宽度为8~15ps，激光刻蚀线速度为200~3000mm/s，刻蚀重复次数为1~2次。

优选的，所述皮秒激光刻蚀机的激光波长为355nm或532nm、F-θ透镜组的焦距50~150mm、激光器的额定输出频率为200~1000KHz。

优选的，所述步骤A中，陶瓷膜基底为LTCC陶瓷膜基底；金属导电膜层为铜薄膜、铝薄膜、镍薄膜、金薄膜、银薄膜、钯薄膜、铂薄膜、钨薄膜或钼薄膜。

优选的，所述导电膜图形图层的激光参数和运动参数设置为：激光功率为12~50W，激光脉冲频率为200~600KHz，激光脉冲宽度为8~12ps，激光刻蚀线速度为2000~2500mm/s，刻蚀重复次数为3次。

优选的，所述导电膜图形图层的激光参数和运动参数设置为：激光功率为50~100W，激光脉冲频率为600~1000KHz，激光脉冲宽度为12~15ps，激光刻蚀线速度为2500~3000mm/s，刻蚀重复次数为2次。