[发明专利]一种制备双面和多层印制电路的模板转移工艺

说明书

本发明为一种双面和多层印制电路的加成制备工艺。具体流程可简单归纳为电镀模板的制备，单面电路板的制备，单面电路板的钻孔，粘附另一面电镀模板，化学镀铜使孔金属化，电镀铜使孔增厚，剥离另一面电镀模板得到所需双面印制电路板，重复这一过程得到多层印制电路。制备导电线路用的电镀模板通过后处理可以重复使用，这就避免了传统电路板制备当中掩膜的多次制备，降低了掩膜显影，去除当中的废液污染和成本。此外，本工艺为一种加成制备方法，不需要金属箔的蚀刻，没有金属的浪费，减少了金属刻蚀造成废液污染和废水处理的费用。综上所述，本工艺相较于传统减成腐蚀法制备双面和多层印制电路具有无浪费，低污染，成本降低等优点，极具应用价值。

技术领域

本发明属于印制电路制造领域，具体为一种制备双面和多层印制电路的模板转移工艺。

背景技术

印制电路作为芯片二级封装的载板，是电子工业中最重要的部件之一。传统上印制电路的制备工艺是基于光刻和金属腐蚀的减成工艺，其具体步骤包括：在覆铜板表面涂覆或贴附感光胶或感光膜，并进行选择性曝光，显影，暴露出非线路图形部位，再进行非线路部位的蚀刻，除去非线路部位的金属，最后将线路部位上的感光掩膜除去，得到所需的印制电路。由于光刻掩膜和金属腐蚀过程中会产生大量废液和浪费，造成环境污染，所以使用减成工艺需要投入大量成本用于废水的处理。随着环保要求的提升，用于处理废水的成本将越来越高。而且，由于金属蚀刻过程中的侧蚀问题，印制电路的线宽受到限制，50微米以下线路的制备良率很低。所以，亟需一种新的工艺，以减少材料浪费，废液污染，线宽限制和制备成本。

印制电路的加成工艺作为减成工艺的一种补充，已经得到了多年的发展。常用的几种加成工艺，包括印刷导电浆料、印刷导电油墨、选择性化学镀等方法已经得到应用。导电浆料主要成分为提供导电性的导电填料和提供粘结作用的聚合物，使用丝网印刷的方式将导电浆料直接印制在电路基板表面，通过后处理，可以直接得到所需导电线路图形。印刷导电浆料工艺简单，无污染浪费，但是导电浆料也有很多无法克服的问题。由于氧化问题，导电性填料一般为银，这极大的提高了使用导电浆料制备印制电路的成本；即使使用银作为导电性填料，导电浆料的电导率仍只有纯铜的1/10-1/1000左右，无法满足导电需求；丝网印刷的精度较低，难以满足高精度的线路的制备。导电油墨是近年来广泛研究的一种低粘度导电性材料。导电油墨主要成分为提供导电性的纳米金属颗粒或者金属有机化合物，将导电性介质分散在溶剂当中，得到导电油墨。将导电油墨通过喷墨、凹版、平板等方法印刷在基材上形成线路图形，再通过烧结等后处理使线路纳米金属颗粒融化成膜或者金属有机化合物分解成金属单质，形成导电线路。印刷导电油墨同样具有工艺简单、低污染低浪费的优点，而且导电油墨的电导率比导电浆料要优异许多。但是由于氧化问题，导电油墨多使用银纳米颗粒和银有机化合物，同样使成本极大增加，导电油墨电导率虽然相比于导电浆料有提升，但仍然只有纯铜的1/10-1/3左右。选择性化学镀是在基材上印制含有催化剂的油墨形成线路图形，然后使用化学镀的技术，在催化剂的催化下，引发金属沉积在线路图形上，形成导线。由于不存在氧化问题，使得选择性化学镀可以施镀多种金属，电导率与纯铜相差不大，成本上也极大降低。但是选择性化学镀所需面临的问题是镀层的粘附力较低，无法满足印制电路的要求，此外化学镀产生的废液处理较困难，增加废液处理的成本。

双面印制电路板在电路基板双面均有导电图形，并通过金属化的通孔使两面线路导通。双面印制电路板由于图形分布在基板两面，其线路密度相较于单面印制电路板提高很多，并且方便了复杂电路图案的设计，此外，双面印制电路板还是多层印制电路的基础，拓展了印制电路的功能，应用范围远超过单面印制电路。双面印制电路的传统减成制备工艺与单面印制电路有较大不同：在双面覆铜基板上所需部位进行钻孔；通过化学镀的方式，使孔壁表面形成一层薄金属层，使上下两层铜箔导通；使用电镀的方式使孔壁金属层增厚至所需厚度；在双面铜箔上制备掩膜，并在掩膜的覆盖下进行铜层蚀刻，除去掩膜，得到双面印制电路。双面印制电路的核心是通孔的金属化，几种加成工艺，包括印刷导电浆料。印刷导电油墨和印刷催化油墨均无法达到通孔内的金属沉积，无法用来制备双面印制电路。