專利名稱：一種金屬圖形的制作方法以及金屬圖形半成品板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于印制電路板(PCB)制作領域，具體涉及一種金屬圖形的制作方法以及采用該方法制成的金屬圖形半產(chǎn)品板。
背景技術：
目前，隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展與創(chuàng)新，制作各種特殊電路板的需求也在不斷增加，銅箔圖形是其中的一種。所謂銅箔圖形，是指沒有載體、并具有一定圖形(包括線路)的銅箔，是一種僅僅由銅導體形成圖形而沒有基板材料(絕緣層)支撐的特殊印制電路板，不同于現(xiàn)有PCB技術中整層的銅箔圖形。因其不具有底板，可以最大限度的減少信號在傳輸過程中因底板材料影響而造成的損耗或失真，另外制作出的銅箔圖形還可以較容易的附加在任意載體上用于電路導通或裝飾。申請?zhí)枮?00910166037.0的中國專利公開了“一種在PCB板中印制厚銅箔的實現(xiàn)方法”，該方法將PCB板上的銅箔按照電路的電流大小劃分為厚銅箔和普通銅箔，將其中的厚銅箔采用機械沖壓、電火花切割或激光切割的方式加工成型后再置入PCB板中。該銅箔圖形雖然不依托在PCB基板上成形，但是其中所知的機械沖壓、電火花切割方法精度有限，很難用于精細圖形的加工；而激光切割方式成本高、效率低，切割出的銅箔圖形因側壁受高溫會發(fā)生氧化，從而影響產(chǎn)品的電性能及可靠性。同樣，在印制電路板制作領域，申請?zhí)枮?01010242174.0的中國專利中公開了一種“電路修補貼片結構以及制作方法、電路板及修補方法”，其用于修補電路板上損壞部位的電路貼片的制作，該方法主要是，先在鋼板上電鍍所需要的銅箔圖形，然后手工剝離出該銅箔圖形。這種電路修補貼片結構的制作方法由于采用手工剝離鋼板上的銅箔圖形的方式，很容易折斷銅箔圖形，同時也會對延展性較好的銅箔造成一定程度的拉伸，也不可能加工出較精細的圖形，所能制作的銅箔圖形厚度范圍也很?。煌瑫r，由于受電鍍過程影響，銅箔圖形的厚度均勻性較差，對較厚的銅箔圖形的加工耗時長或根本不能加工?？梢姡@種用于修補電路板上損壞部位的電路貼片的銅箔圖形，其加工圖形的精細度和成品尺寸穩(wěn)定性都受到一定的限制，產(chǎn)品類型也比較局限，不能加工尺寸精度要求高的銅箔圖形。綜上可知，對于銅箔圖形的制作，目前尚缺乏理想的制作方法，更難以高效率地制作出尺寸精度高、厚度大的銅箔圖形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足，提供一種金屬圖形的制作方法以及金屬圖形半成品板，該制作方法效率高，采用該方法制成的金屬圖形的厚度范圍大、精度高。解決本發(fā)明技術問題所采用的技術方案是該金屬圖形的制作方法，包括如下步驟:I)獲得基礎板，所述基礎板包括底板和覆蓋在所述底板上的金屬層，所述底板采用可消融材料制成；2)在所述金屬層上形成所需金屬圖形，得到金屬圖形半成品板；3)采用消融法除去基礎板中的所述底板，即得到與所述底板分離的金屬圖形成
品O優(yōu)選的是，所述可消融材料為具有分解脫離性質(zhì)的高分子材料；在所述步驟3)中，所述采用消融法除去基礎板中的所述底板具體包含:采用等離子蝕刻法對底板進行轟擊，或者采用堿性溶液對底板進行浸泡，或者采用激光燒蝕方法對底板進行燒蝕，從而使底板分裂成小分子而與金屬圖形脫離。優(yōu)選的是，所述可消融材料為環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺樹脂。優(yōu)選的是，所述等離子蝕刻法中采用的蝕刻介質(zhì)為氧氣與四氟化碳的混合氣體；所述底板采用環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺樹脂制成，所述堿性溶液為氫氧化鈉和氫氧化鉀的混合溶液；所述激光燒蝕方法中的激光采用CO2紅外激光或者UV激光。優(yōu)選的是，所述底板采用等離子蝕刻法對底板進行轟擊，或者采用激光燒蝕方法對底板進行燒蝕時，所述底板采用聚酯樹脂或聚烯烴類樹脂制成。優(yōu)選的是，所述基礎板采用單面撓性覆銅板或不含玻璃纖維的單面剛性覆銅板；或者采用濺射或化學沉積法在底板上形成金屬層而制成；或者通過將金屬層通過具有分解脫離性質(zhì)的高分子材料制成的粘接劑粘接在底板上而制成，所述步驟3)進一步包括采用消融法除去粘結劑。本發(fā)明還提供一種金屬圖形半成品板，包括底板以及覆蓋在所述底板上的金屬層，其中:所述金屬層為經(jīng)圖形轉移獲得的所需金屬圖形；所述底板為可消融材料制成，用于當采用消融法去除所述金屬圖形半成品板的底板時，得到與所述底板分離的金屬圖形成品。優(yōu)選的是，所述可消融材料為具有分解脫離性質(zhì)的高分子材料，所述金屬層的厚度大于30z ；其中一種可選方案是，所述金屬層與所述底板之間具有粘接劑，所述金屬層通過所述粘結劑粘接在所述底板上，所述粘接劑采用具有分解脫離性質(zhì)的高分子材料制成。其中，所述具有分解脫離性質(zhì)的高分子材料為環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺樹脂或聚酯樹脂或聚烯烴類樹脂。本發(fā)明的有益效果是:該金屬圖形的制作方法，其工藝流程簡單、效率高，加工尺寸厚度范圍大、精度高，并可以很好地保證金屬圖形的尺寸穩(wěn)定性。


圖1為本發(fā)明實施例1中銅箔圖形的制作方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實施例2中銅箔圖形的制作方法的流程圖；圖3為本發(fā)明實施例1中制作基礎板4的工藝流程圖；圖4為本發(fā)明實施例2中制作基礎板4的工藝流程圖；圖5為本發(fā)明實施例1中圖形轉移方法的工藝流程圖6為本發(fā)明實施例1中銅箔圖形形成的示意圖。圖中:1-銅箔層；2_底板；3_粘結劑；4_基礎板；5_半成品板；6_等離子氣體流；7-成品；8-抗蝕干膜。
具體實施例方式為使本領域技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明金屬圖形的制作方法以及金屬圖形半成品板作進一步詳細描述。一種金屬圖形的制作方法，包括如下步驟:I)獲得基礎板，所述基礎板包括底板和覆蓋在所述底板上的金屬層，所述底板采用可消融材料制成；2)在所述金屬層上形成所需金屬圖形，得到金屬圖形半成品板；3)采用消融法除去基礎板中的所述底板，即得到與所述底板分離的金屬圖形成
品O其中，所述金屬層包括多種金屬箔或合金箔膜圖形，例如:鋁(Al)箔、鋅(Zn)箔、鐵(Fe)箔或鋁合金箔膜或鎳鉻合金箔膜、鍍鋅箔膜、銅鋅合金箔膜等。在下述實施例中，所述金屬層以銅箔層為例。實施例1:圖1所示是本發(fā)明實施例1中金屬圖形的制作方法的工藝流程圖，該實施例中所制作的銅箔圖形的圖案為一個圓環(huán)，但該制作方法適用于制作任意形狀的銅箔圖形。該工藝流程開始于步驟SOl。在步驟SOl中，形成基礎板4。在本實施例中，采用將銅箔層I與底板2通過粘結劑3粘結的方式形成基礎板4。其中，所述底板2采用環(huán)氧樹脂類材料制成，粘結劑3采用環(huán)氧樹脂類材料制成，即底板2和粘結劑3均采用環(huán)氧樹脂制成。在對銅箔層I與底板2通過粘結劑粘結而形成基礎板4的粘結過程中，可以對銅箔層I和底板2適當施加一定的壓力和溫度，以使得銅箔層I與底板2粘結更牢固。如圖3所示，在該基礎板4中，上層為銅箔層1，下層為底板2，通過中間極薄的一層粘結劑3將銅箔層I與底板2粘結形成一個整體。其中，基礎板4中的銅箔層I的厚度大于30z (IOz = 35 μ m),因而最終可以形成厚度大于30z的銅箔圖形；由環(huán)氧樹脂制成的底板2和粘接劑3具有受等離子氣體流轟擊能夠分裂成為小分子而與銅箔圖形脫離的特性；且粘接劑3的厚度極薄，僅僅起到粘結銅箔層I與底板2的作用。制作銅箔層I的材料采用印制電路板行業(yè)中常用的銅箔材料，厚度可根據(jù)該銅箔圖形產(chǎn)品的需要進行選擇。由于銅箔材料、環(huán)氧樹脂制成的底板以及環(huán)氧樹脂制成的粘結劑均為印制電路板行業(yè)中的常用材料，因此選用比較方便。在本步驟中，對于基礎板4的要求，即銅箔層I與環(huán)氧樹脂底板2之間的粘結穩(wěn)固性要求低于印制電路板行業(yè)中所使用的剛性覆銅板中銅箔與環(huán)氧樹脂底板的穩(wěn)固性要求，該步驟中所制作的基礎板4僅需銅箔層I與底板2緊密結合在一起即可，而對銅箔層I與底板2的剝離強度與耐熱性能不做要求。步驟S02中，在銅箔層I上形成所需銅箔圖形，得到半成品板5。其中，所述銅箔圖形的形成采用圖形轉移方法。所述圖形轉移方法包括:在銅箔層I上貼抗蝕干膜一曝光一顯影一蝕刻一褪膜等步驟。在形成銅箔圖形的過程中，由于圖形轉移的方法與制作傳統(tǒng)單面印制電路板中圖形轉移的方法相同，技術較為成熟，因此這里不再詳述。并且，這種圖形轉移方法不僅適用于精細銅箔圖形的制作，同樣適用于厚度較大的銅箔圖形的加工。圖5所示為步驟S02中圖形轉移方法的圖解示意圖，其具體包括如下步驟:步驟S021中:貼抗蝕干膜。在銅箔層I表面貼覆抗蝕干膜8，該抗蝕干膜為印制電路板行業(yè)中常用材料，經(jīng)過步驟S021后，在基礎板4的表面整體覆蓋了一層抗蝕干膜8。步驟S022中:曝光。曝光主要是使被光照射部分的抗蝕干膜8發(fā)生固化反應，在抗蝕干膜上形成所需銅箔圖形，在本實施例中，曝光過程所利用的掩模板中設置有圓環(huán)形圖案，經(jīng)過步驟S022后，在抗蝕干膜8中即固化反應形成一個圓環(huán)形圖案，如圖5中斜線部分所示。步驟S023中:顯影。顯影主要是除去不需要的抗蝕干膜8，即除去未被光照射部分而未發(fā)生固化反應的抗蝕干膜8。經(jīng)過步驟S023后，抗蝕干膜8除圓環(huán)形圖案外的其他部分被全部除去，在基礎板4上形成固化于銅箔層I上的圓環(huán)形圖案。步驟S024中:蝕刻。蝕刻主要是除去銅箔層I上沒有圓環(huán)形圖案保護的其他銅箔部分，而只留下圓環(huán)形圖案部分的銅箔。經(jīng)過步驟S 024后，底板2上除了圓環(huán)形圖案的抗蝕干膜8所覆蓋保護下的圓環(huán)形圖案的銅箔被保留外，銅箔層I中的其他部分都被蝕刻除去了。不論銅箔層I的厚度差別多大，都只需要經(jīng)過一次蝕刻即可完成底板2上銅箔圖形的制作。在本實施例中，銅箔層I可以與含有硫酸/雙氧水或鹽酸/雙氧水或鹽酸/次氯酸鈉或硝酸或氨水/氯化銅的蝕刻液體系發(fā)生化學反應，從而形成銅箔圖形。步驟S 025中:褪膜。褪膜主要是除去曝光步驟中固化反應后覆蓋在銅箔層，在顯影步驟中未被除去而在蝕刻步驟中用于保護所需銅箔圖形圖案部分的銅箔不被除去的圓環(huán)形圖案的抗蝕干膜8，從而得到半成品板5。由上述內(nèi)容可知，本實施例中所采用的圖形轉移方法與現(xiàn)有技術中印制電路板制作中圖形轉移方法完全相同，由于現(xiàn)有技術中印制電路板制作中圖形轉移方法已經(jīng)很成熟，因此利用該圖形轉移方法可以很好地保證銅箔圖形的加工精度，可以滿足尺寸小于IOOym的精細銅箔圖形的制作。步驟03中:除去半成品板5中的底板2，最終形成成品7，即銅箔圖形。在本實施例中，消融法采用等離子蝕刻方法來除去半成品板5中的底板2，即將等離子氣體流作用于半成品板5中的環(huán)氧樹脂底板，以使環(huán)氧樹脂基板中的高分子鏈斷裂，分解成小分子，達到除去半成品板5中的底板的目的，形成銅箔圖形成品。圖6為步驟S03中采用等離子蝕刻方法以形成銅箔圖形的示意圖。在本實施例中，采用的是利用等離子工藝除掉環(huán)氧樹脂底板的等離子蝕刻方法，即利用等離子機，通過高能作用將某些氣體在密封空間內(nèi)等離子化形成的等離子氣體，并在電場作用下，使等離子氣體定向移動而形成等離子氣體流6 (即蝕刻介質(zhì))，并使等離子氣體流對半成品板5中底板2以及粘接劑3中的高分子鏈形成沖擊，造成斷鍵，使高分子分解成小分子，從而達到去除底板2以及粘接劑3，最終使底板2與其上的銅箔圖形分離，形成單獨的銅箔圖形成品。在本實施例中，在等離子蝕刻方法中采用一定比例的氧氣(O2)與四氟化碳(CF4)混合氣體作為蝕刻介質(zhì)，使該混合氣體經(jīng)過等離子機后形成等離子氣體流6，利用等離子氣體流6分解并除去基礎板4中的底板2以及粘結劑3。
這里應該理解的是，利用等離子化形成的等離子氣體流可以作用于所用有機體系形成的高分子膜，但在具體使用過程中，因有機物差異對等離子氣體要求不同，等離子處理時間也存在差異。例如幾乎所有的環(huán)氧樹脂體系都可被O2與CF4混合氣體形成的等離子氣體流分解，分解速度大約為2 μ m/min。在實際應用中，等離子氣體的選擇根據(jù)不同的高分子材料類型不同而有所不同，但是，使用O2與CF4混合氣體形成的等離子氣體流能夠與絕大部分樹脂類型的材料發(fā)生反應并將之除去。在采用等離子蝕刻法的實施例中，底板除使用環(huán)氧樹脂材料外，還可以采用聚酰亞胺樹脂、聚酯樹脂或聚烯烴類樹脂等材料制成。在步驟S03中所采用的等離子蝕刻方法，對已形成的銅箔圖形不會造成任何損傷或破壞，可以很好地保證銅箔圖形的尺寸穩(wěn)定性；同時，根據(jù)等離子機設備腔體的大小，可同時處理多張半成品板5，提高批量生產(chǎn)的效率。實施例2:本實施例與實施例1的區(qū)別在于，在步驟SOl中，采用濺射或化學沉積方式在底板2上形成銅箔層1，即采用濺射或化學沉積方式在環(huán)氧樹脂制成的底板2上形成一層極薄的銅箔，再經(jīng)過電鍍加厚得到所需厚度的銅箔層1，從而形成基礎板4。如圖4所示，采用在底板2的表面通過濺射的方式形成銅箔層1，而后通過電鍍方式加厚至所需的銅箔厚度，從而形成基礎板4 ;或者通過化學沉積的方式形成銅箔層1，而后通過電鍍方式加厚至所需的銅箔厚度，從而形成基礎板4。濺射或化學沉積方式是現(xiàn)有印制電路板行業(yè)中常采用的工藝方式，這里不再贅述。本實施例中的其他步驟以及處理工藝均與實施例1相同，這里不再贅述。實施例3:在本實施例中，基礎板4直接采用不含玻璃纖維的單面剛性覆銅板(即不含玻璃纖維的單面印制電路板基板)。在本實施例中，當基礎板4采用印制電路板行業(yè)中大量使用的單面剛性覆銅板時，由于其中包含的玻璃纖維在等離子蝕刻過程中反應速度很慢，效率極低，因此為保證后續(xù)步驟的效果，在本實施例中采用的單面剛性覆銅板中的底板的介質(zhì)層中不具有起支撐作用的玻璃纖維，因此在步驟S03中，等離子氣體流6能很容易地除去底板的介質(zhì)層中的環(huán)氧樹脂介質(zhì)層。本實施例中其他的步驟以及處理工藝均與實施例1相同，這里不再贅述。實施例4:在本實施例中，基礎板4直接采用普通的單面撓性覆銅板(或稱軟板)，所述單面撓性覆銅板以聚酰亞胺類或環(huán)氧樹脂類材料為介質(zhì)層，該單面撓性覆銅板由于在印制電路板行業(yè)中大量使用，因此獲取很方便。在步驟S03中，等離子氣體流6能很容易地除去單面撓性覆銅板介質(zhì)層中的聚酰亞胺類或環(huán)氧樹脂類材料。本實施例中其他的步驟以及處理工藝均與實施例1相同，這里不再贅述。實施例5:在本實施例中，基礎板4采用普通的單面撓性覆銅板。本實施例與實施例4的區(qū)別在于，在步驟S03中采用的去除底板的消融法與實施例1中的消融法不同。具體的，在步驟03中，采用堿性溶液浸泡半成品板5，溶解除去底板2，最終形成銅箔圖形。
在本實施例中，采用的堿性溶液中堿性溶劑如公開號為CN1953643A(申請?zhí)?00510021881.6)的發(fā)明專利中所述的氫氧化鈉和氫氧化鉀的混合溶液等。其中撓性覆銅
板底板部分的有機材料為環(huán)氧樹脂類或聚酰亞胺類材料，其通式如下:
權利要求
1.一種金屬圖形的制作方法，其特征在于包括如下步驟: 1)獲得基礎板，所述基礎板包括底板和覆蓋在所述底板上的金屬層，所述底板采用可消融材料制成； 2)在所述金屬層上形成所需金屬圖形，得到金屬圖形半成品板； 3)采用消融法除去基礎板中的所述底板，得到與所述底板分離的金屬圖形成品。
2.根據(jù)權利要求1所述的金屬圖形的制作方法，其特征在于，所述可消融材料為具有分解脫離性質(zhì)的高分子材料； 在所述步驟3)中，所述采用消融法除去基礎板中的所述底板具體包含: 采用等離子蝕刻法對底板進行轟擊，或者采用堿性溶液對底板進行浸泡，或者采用激光燒蝕方法對底板進行燒蝕，從而使底板分裂成小分子而與金屬圖形脫離。
3.根據(jù)權利要求2所述的金屬圖形的制作方法，其特征在于，所述可消融材料為環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺樹脂。
4.根據(jù)權利要求3所述的金屬圖形的制作方法，其特征在于， 所述等離子蝕刻法中采用的蝕刻介質(zhì)為氧氣與四氟化碳的混合氣體； 所述底板采用環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺樹脂制成，所述堿性溶液為氫氧化鈉和氫氧化鉀的混合溶液； 所述激光燒蝕方法中的激光采用CO2紅外激光或者UV激光。
5.根據(jù)權利要求2所述的金屬圖形的制作方法，其特征在于，所述底板采用等離子蝕刻法對底板進行轟擊，或者采用激光燒蝕方法對底板進行燒蝕時，所述底板采用聚酯樹脂或聚烯烴類樹脂制成。
6.根據(jù)權利要求1-5之一所述的金屬圖形的制作方法，其特征在于，所述基礎板采用單面撓性覆銅板或不含玻璃纖維的單面剛性覆銅板； 或者采用濺射或化學沉積法在底板上形成金屬層而制成； 或者通過將金屬層通過具有分解脫離性質(zhì)的高分子材料制成的粘接劑粘接在底板上而制成，所述步驟3)進一步包括采用消融法除去所述粘結劑。
7.一種金屬圖形半成品板，其特征在于，包括底板以及覆蓋在所述底板上的金屬層，其中: 所述金屬層為經(jīng)圖形轉移獲得的所需金屬圖形； 所述底板由可消融材料制成，用于當采用消融法去除所述金屬圖形半成品板的底板時，得到與所述底板分離的金屬圖形成品。
8.根據(jù)權利要求7所述的金屬圖形半成品板，其特征在于，所述可消融材料為具有分解脫離性質(zhì)的高分子材料，所述金屬層的厚度大于30z。
9.根據(jù)權利要求7所述的金屬圖形半成品板，其特征在于，所述金屬層與所述底板之間具有粘接劑，所述金屬層通過所述粘結劑粘接在所述底板上，所述粘接劑采用具有分解脫離性質(zhì)的高分子材料制成。
10.根據(jù)權利要求9所述的金屬圖形半成品板，其特征在于，所述具有分解脫離性質(zhì)的高分子材料為環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酯樹脂或聚烯烴類樹脂。
全文摘要
本發(fā)明提供一種金屬圖形的制作方法以及金屬圖形半成品板，包括如下步驟1)獲得基礎板，所述基礎板包括底板和覆蓋在所述底板上的金屬層，所述底板采用可消融材料制成；2)在所述金屬層上形成所需金屬圖形，得到金屬圖形半成品板；3)采用消融法除去基礎板中的底板，即得到與底板分離的金屬圖形成品。本發(fā)明提供的金屬圖形的制作方法，其工藝方法流程簡單、效率高，加工尺寸厚度范圍大、精度高，并可以很好地保證金屬圖形尺寸穩(wěn)定性。
文檔編號H05K3/10GK103167738SQ20111042097
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權日2011年12月15日
發(fā)明者金軼, 黃云鐘, 黃承明, 何為 申請人:北大方正集團有限公司, 珠海方正印刷電路板發(fā)展有限公司