印制電路板傳輸線的制作工藝仿真

康曉斌

（西安職業技術學院，西安，710077）

印制電路板制作過程中的真實互聯線有傳輸線和過孔物理互聯。由于在制作的過程中存在著印制電路板傳輸線幾何結構與設計的理論穿線存在差異以及印制電路板在進行高速數據傳輸時存在著信號損失，嚴重影響了傳輸信號的完整性。

1 印制電路板傳輸線制作工藝概述

印制電路板發展到今天已經經歷了漫長的發展歷程，目前印制電路板傳輸線的制作技術主要有六種分別是：涂料法、模壓法、粉末燒結法、噴涂法、真空鍍膜法以及化學沉積法。但是，在實際應用的過程中，由于這些方法具有明顯的弊端，因此并沒有成為印制電路板傳輸線制作的通用工藝。英國Eisler于1936年提出了利用銅箔蝕刻法制作傳輸導線，成為現代制作印制電路板傳輸線的通用技術，為現代印制電路板的快速發展奠定了基礎。

現代印制電路板傳輸線使用最為廣泛的制作技術是銅箔蝕刻法。現代印制電路板的主要制作過程是在玻璃纖維布增強環氧樹脂半固化片的兩面都覆蓋上銅箔材料，再以高溫壓合即可形成CCL。銅箔蝕刻法指的是在覆蓋有銅箔基板的兩面都粘貼上抗蝕刻光阻薄膜，進而在干膜上曝光完成導線圖形的影像轉移，導線圖的顯影是通過碳酸鈉溶液實現的，去除銅箔沒有必要進行保留的蝕刻光阻薄膜，然后使用氯化銅思科溶液去除不需要的銅箔，最后使用氫氧化鈉溶液出去覆蓋在印制電路板傳輸線表面的干膜，如此就完成了雙面導線的內層印制電路板稱之為內層芯板。在制作的過程中將多個內層芯板通過熱壓合就開了以形成多層印制電路板，在經過機械鉆孔，并在機械孔上通過化學沉積銅和電鍍銅技術完成孔壁的金屬化，實現多層印制電路板的層間導通，然后采用同樣的方法完成最外兩層的導線圖形制作。最后在印制電路板的表面涂覆上阻焊層和表面處理后，就形成了完整的印制電路板。

2 傳輸線制作工藝研究

2.1 印制電路板傳輸線影像轉移工藝

印制電路板傳輸線影像轉移工藝，工藝流程比較長同時對生產設備精度要求以及工藝穩定性要求高。印制電路板傳輸線影像轉移工藝流程主要分為銅面前處理、貼干膜、曝光、顯影、蝕刻以及退膜六個部分。

銅面前處理的主要目的是為了對覆銅基表面進行清潔工作，去除銅箔表面的油脂、手跡以及氧化銅等雜質，并對銅箔的表面進行適量的粗化工作，以使蝕光阻薄膜具有良好的附著力。銅面前處理經常的使用方法主要有機械刷磨法、化學清洗法等等。

貼干膜主要目的是通過熱壓將蝕刻光阻膜粘貼到已經被清理過的銅箔便面，這是完成印制電路板傳輸線圖形影像轉移工作的基礎。

曝光指的是在紫外線的照射下，保留在銅箔上的抗蝕光阻薄膜在UV光引發下發生自由集聚合反映，產生不溶于碳酸鈉顯影液的高分子化合物，從而在導線成形的蝕刻過程中起到保護作用。

印制電路板傳輸線影像轉移工藝的顯影步驟的主要目的是將銅箔表面的不需要的顯影液清除，一般使用的方法是使用碳酸鈉與干膜中所含的化學物質羧基發生化學反應，使鈉離子取代羧基中的羥基，形成可溶于水的R-CONa。

導線圖形蝕刻是進行印制電路板影像轉移的最為關鍵的控制點，是形成實際傳輸線與設計傳輸線幾何結構差異的最主要影響因素。現代印制電路板的傳輸線主要是采用氯化銅蝕刻法獲得的。

在完成以上幾步工作的前提下，將沒有被干膜覆蓋的銅箔蝕刻剔除出去，就可以獲得與設計中相同的導線圖，由于在進行印制電路板蝕刻的過程中存在著水池效應，因此實際設計的印制電路板傳輸線橫截面會呈現出梯形結構。這與設計導線的矩形截面存在著幾何結構差異。

3 多層板壓合工藝

多層板壓合是印制電路板傳輸線制作工藝對信號完整性影響最主要的因素之一，其工藝穩定性要求高，生產設備精度高，過程理論復雜。本文的六層板為研究對象，對多層板壓合的工藝流程和工作機理進行分析與討論。多層板壓合的工藝流程主要分為壓合前處理、疊板、熔合/鉚合、壓板等四個部分。

層壓處理是多層板工藝的最關鍵的程序之一，其目的主要是為清除銅表面的雜質并進行一定的粗化，保證層間結合力在各種環境中進行可靠性測試時，保持穩定的互聯特性。

疊板與融合程序只要指的是將已經制作好的內層新版按照設計的順序疊放并融合在一起，并使用熱壓機進行壓合。

層間對準度是多層板壓合一項十分重要的指標，影像層間對準度最主要的偏差來源包括四個方面分別是：內層影像轉移曝光用底片尺寸變化的尺寸偏差、內層芯板的尺寸穩定性、壓合對位系統設計和定位方法產生的誤差。

4 結語

印制電路板傳輸線在印制電路板的制作過程中，起著十分重要的作用。隨著現代科學技術的發展，利用新技術進行印制電路傳輸線的制作，必將為提高印制電路板的質量作出巨大貢獻。

圖1 多層板壓合工藝流程圖

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