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CN116321812A - 一种5g高频lcp材料埋嵌精细线路的加工方法 - Google Patents

一种5g高频lcp材料埋嵌精细线路的加工方法 Download PDF

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CN116321812A
CN116321812A CN202310141503.XA CN202310141503A CN116321812A CN 116321812 A CN116321812 A CN 116321812A CN 202310141503 A CN202310141503 A CN 202310141503A CN 116321812 A CN116321812 A CN 116321812A
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赵城
潘丽
张江
齐伟
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Abstract

本发明属于线路成型技术领域，提供一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法，包括以下步骤：S1、在介质表面进行真空磁控溅射，在介质表面沉积一层晶种层；S2、在晶种层上进行线路电镀，制得精细线路层；S3、将带有精细线路层的介质与LCP基材叠合，并进行高温压合，使得LCP基材填入所述精细线路层的间隙中；S4、去除介质；随后，去除晶种层，获得半埋嵌线路LCP；S5、重复所述步骤S1‑所述步骤S4，获取两个所述半埋嵌线路LCP，分别为第一半埋嵌线路LCP和第二半埋嵌线路LCP；S6、将所述第一半埋嵌线路LCP和第二半埋嵌线路LCP进行叠合，并进行高温压合处理，从而获得埋嵌入LCP材料中的精细线路结构。本发明有利于降低精细化线路结构的传输损耗。

Description

一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法
技术领域
本发明属于线路成型技术领域，具体涉及一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法。
背景技术
信息传输的密集性和实时性使得信号传输急剧走向高频化发展，作为电子产品的基础部件印制板(PCB)必然要快速的向高密度化、精细化、集成化的要求发展，因此对于高频类产品线路的精细度和高频性能提高显得尤为重要。
对于10μm以下的精细线路制作，现阶段使用的常规mSAP工艺难以实现，而磁控溅射晶种层的加工方式会导致线路的金属界面的损耗增加，且带胶压合产生的介质之间的界面也导致高频损耗。因此，有必要提出一种新的精细化线路结构加工方式，以降低线路的高频损耗。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法，该方法有利于降低精细化线路结构的传输损耗。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法，包括以下步骤：
S1、在介质表面进行真空磁控溅射，使在所述介质表面沉积一层导电的晶种层；
S2、在所述晶种层上进行线路电镀，在所述晶种层上制得精细线路层；
S3、将带有精细线路层的介质与LCP基材叠合，并进行高温压合处理，使得LCP基材填入所述精细线路层的间隙中；
S4、去除所述介质，使得所述精细线路层中含有所述晶种层的一侧露出；随后，去除所述晶种层，获得半埋嵌线路LCP；
S5、通过重复所述步骤S1-所述步骤S4，获取两个所述半埋嵌线路LCP，分别为第一半埋嵌线路LCP和第二半埋嵌线路LCP；
S6、将所述第一半埋嵌线路LCP和第二半埋嵌线路LCP进行叠合，并进行高温压合处理，从而获得埋嵌入LCP材料中的精细线路结构。
作为优选，所述步骤S1中，在介质表面进行真空磁控溅射，包括：
(1)在所述介质表面进行镍层溅射，随后通入氩气；
(2)对完成步骤(1)的所述介质表面进行二次溅射，随后通入氩气，形成包含镍层和钛层的晶种层。
作为优选，所述步骤S2中，在所述介质表面的晶种层上进行线路电镀，包括：
(a)选用高解析度的干膜或光刻胶覆盖所述晶种层，并进行曝光、显影处理；
(b)利用溅射而成的晶种层作为导电层进行图形电镀和线路加成，在所述晶种层上制得电镀线路；
(c)对具有晶种层以及电镀线路的介质进行退膜、闪蚀处理，去除干膜或光刻胶以及干膜或光刻胶遮蔽处的晶种层，从而在介质上制得精细线路层。
作为优选，在所述步骤(a)中，完成显影处理后，采用等离子清除干膜或光刻胶的残脚。
作为优选，在所述步骤(c)中，在闪蚀处理时，选用针对钛和镍具有蚀刻作用的药水。
作为优选，在所述步骤S3中，在将带有精细线路层的介质与LCP基材进行叠合前，对介质上的精细线路层做中粗化处理，以提高高温压合后的可靠性。
作为优选，在所述步骤S4中，采用等离子蚀刻或化学蚀刻的方式去除所述介质；采用微蚀的方式去除所述晶种层。
作为优选，在所述步骤S6中，在所述第一半埋嵌线路LCP和所述第二半埋嵌线路LCP之间叠合中层LCP基材，通过对所述第一半埋嵌线路LCP、所述第二半埋嵌线路LCP以及所述中层LCP基材进行高温压合处理，从而获得埋嵌入LCP材料中的精细线路结构；
所述中层LCP基材的Tg点比所述第一半埋嵌线路LCP以及所述第二半埋嵌线路LCP的Tg点低；
所述步骤S6中进行高温压合时的所需温度低于所述步骤S3进行高温压合时的所需温度。
作为优选，所述介质为纯介电材料的介质。
作为优选，所述介质为铜箔基材；
在所述步骤(c)中，对具有晶种层以及电镀线路的介质进行退膜、闪蚀处理后，还需对介质上的金属铜层进行蚀刻。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过磁控溅射晶种层和线路电镀工艺制作更精细的线路，并且包含去除晶种层的工序，有利于减小精细线路在高频中趋肤效应导致的损耗；同时，本发明选用高频材料LCP并采用高温压合的方式，利用LCP材料的流动性粘合层间线路和填覆线路间隙，实现介质材料的一致性，有利于以减小介质界面导致的损耗，从而有利于降低精细化线路结构的传输损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法的第一个实施例的步骤S1-步骤S2的加工示意图。
图2为本发明一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法的第一个实施例的步骤S3-步骤S4的加工示意图.
图3为本发明一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法的第一个实施例的步骤S6的加工示意图。
图4为本发明一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法的第二个实施例的步骤S1-步骤S2的加工示意图。
图5为本发明一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法的第二个实施例的步骤S3-步骤S4的加工示意图.
图6为本发明一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法的第二个实施例的步骤S6的加工示意图。
其中：
1-介质，2-晶种层，3-干膜，4-精细线路层，5-LCP基材，6-第一半埋嵌线路LCP，7-第二半埋嵌线路LCP，8-中层LCP基材，9-精细线路结构。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1
参见图1-图3，本实施例公开一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法，包括以下步骤：
S1、如图1所示，选用纯介电材料作为介质1，厚度为12μm左右，先对介质1表面进行粗化，接着在介质1表面进行真空磁控溅射，使在所述介质1表面沉积一层导电的晶种层2，晶种层2厚度约为60nm。具体地，在介质1表面进行真空磁控溅射，包括：
(1)在所述介质1表面进行镍层溅射，溅射条件为真空度5*10-4Pa；随后通入氩气，流量为25ml/min，工作气压为0.5Pa，真空室内温度为120～180℃，溅射时间为60s～120s，溅射功率40～80W，溅射后晶种层2厚度(镍层)在0.2～0.5μm之间。
(2)对完成步骤(1)的所述介质1表面进行二次溅射，溅射条件的真空度为5*10- 4Pa；随后通入氩气，流量为20ml/min，工作气压为0.5Pa，真空室内温度为120～180℃，溅射时间为60s～120s，溅射功率为60～80W，二次溅射后晶种层2厚度(镍+钛层)为0.7～1.0μm。
S2、如图1所示，在所述晶种层2上进行线路电镀，在所述晶种层2上制得精细线路层4。具体地，精细线路层4的制作可采用mSAP工艺；例如包括：
(a)选用高解析度的干膜3或光刻胶覆盖所述晶种层2，本实施例选用干膜3覆盖晶种层2，并进行曝光、显影处理；可以选用LDI曝光机进行曝光，显影处理后用等离子清除干膜3残脚，等离子气体配比为O2：N2：CF4＝7:3:1，温度70℃，功率6～8KW，时间15～30min。
(b)利用溅射而成的晶种层2作为导电层进行图形电镀和线路加成，在所述晶种层2上制得电镀线路；
(c)对具有晶种层2以及电镀线路的介质1进行退膜、闪蚀处理，去除干膜3或光刻胶以及干膜3或光刻胶遮蔽处的晶种层2，从而在介质1上制得精细线路层4。
在步骤(c)的闪蚀处理时，选用针对钛和镍具有蚀刻作用的药水。在步骤(b)进行电镀时，图电参数为10～15ASF，电镀时间45～60min，使用小电流电镀以获得较好的线路均匀性。
此外，本实施例的步骤S2的具体实施方式，可参见现有技术的mSAP工艺。
S3、如图2所示，将带有精细线路层4的介质1与LCP基材5叠合，并再配以压合辅料进行高温压合处理，利用LCP基材5在高温下的流动性填入所述精细线路层4的间隙中。
进一步地，在将带有精细线路层4的介质1与LCP基材5进行叠合前，对介质1上的精细线路层4做中粗化处理，以提高高温压合后的可靠性。此外，可在介质1上做对位靶点，随后进行定位孔制作，以便提高介质1与LCP基材5的叠合精度；叠层后进行高温压合，辅料包括HDPE、PTFE、铝箔等，压合温度为290～330℃，压力为300～350psi，压合时间为2.5h。
S4、如图2所示，采用等离子蚀刻或化学蚀刻的方式去除所述介质1，使得所述精细线路层4中含有所述晶种层2的一侧露出；随后，采用微蚀的方式去除所述晶种层2，获得半埋嵌线路LCP。本步骤将晶种层2去除，有利于减少精细线路在高频中趋肤效应导致的损耗。
S5、通过重复所述步骤S1-所述步骤S4，获取两个所述半埋嵌线路LCP，分别为第一半埋嵌线路LCP6和第二半埋嵌线路LCP7。
S6、如图3所示，将所述第一半埋嵌线路LCP6和第二半埋嵌线路LCP7进行叠合，并进行高温压合处理。高温压合时，在第一半埋嵌线路LCP6和第二半埋嵌线路LCP7之间叠合中层LCP基材8，高温叠合后，最终获得埋嵌入LCP材料中的精细线路结构9。
进一步地，在步骤S6中，所述中层LCP基材8的Tg点比所述第一半埋嵌线路LCP6以及所述第二半埋嵌线路LCP7的Tg点低；并且，所述步骤S6中进行高温压合时的所需温度低于所述步骤S3进行高温压合时的所需温度。采用Tg点较低的中层LCP基材8，使得进行高温压合时的所需温度低于第一半埋嵌线路LCP6和第二半埋嵌线路LCP7的Tg点，从而对于已经固化的第一半埋嵌线路LCP6和第二半埋嵌线路LCP7不会熔化，但又可以实现将第一半埋嵌线路LCP6和第二半埋嵌线路LCP7与中层LCP基材8进行压合，有利于提高产品的整体质量。本实施例中的Tg点，是指基材由固态融化为橡胶态流质的临界温度，即熔点；Tg点越高，表明基材在高温压合时所需温度要求越高。
本实施例的加工方法，采用真空磁控溅射在介质1上形成晶种层2(0.2μm左右)，而后以mSAP工艺制作精细线路，由于介质1表面的晶种层2相较于改良型mSAP的底铜(2～3μm左右)更薄，因此可降低底铜侧蚀对线路的影响。同时，通过高温压合将制作而成的精细线路埋嵌入LCP基材5中，在高温高压条件下LCP基材5会变为粘流态填覆线路，实现线路半埋嵌。此外，本实施例还通过等离子蚀刻或是化学蚀刻的方式将介质1去除，使晶种层2露出，再通过微蚀或闪蚀将露出的晶种层2去除，使线路无金属界面导致的损耗。最后，将含有半埋嵌精细线路层4的第一半埋嵌线路LCP6和第二半埋嵌线路LCP7进行高温压合，实现在LCP材料中埋嵌精细线路的PCB结构，此结构为纯LCP高温压合，使得信号传输无介质1界面导致的损耗。
实施例2
参见图4-图6，本实施例与实施例1的不同之处在于，所述介质1选用铜箔基材，可以为单面覆铜板或双面覆铜板。
如图4所示，本实施例中，在进行步骤S2的步骤(c)时，对具有晶种层2以及电镀线路的介质1进行退膜、闪蚀处理后，还需对介质1上的金属铜层进行蚀刻。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在介质表面进行真空磁控溅射，使在所述介质表面沉积一层导电的晶种层；
S2、在所述晶种层上进行线路电镀，在所述晶种层上制得精细线路层；
S3、将带有精细线路层的介质与LCP基材叠合，并进行高温压合处理，使得LCP基材填入所述精细线路层的间隙中；
S4、去除所述介质，使得所述精细线路层中含有所述晶种层的一侧露出；随后，去除所述晶种层，获得半埋嵌线路LCP；
S5、通过重复所述步骤S1-所述步骤S4，获取两个所述半埋嵌线路LCP，分别为第一半埋嵌线路LCP和第二半埋嵌线路LCP；
S6、将所述第一半埋嵌线路LCP和第二半埋嵌线路LCP进行叠合，并进行高温压合处理，从而获得埋嵌入LCP材料中的精细线路结构。
2.根据权利要求1所述的一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法，其特征在于，所述步骤S1中，在介质表面进行真空磁控溅射，包括：
(1)在所述介质表面进行镍层溅射，随后通入氩气；
(2)对完成步骤(1)的所述介质表面进行二次溅射，随后通入氩气，形成包含镍层和钛层的晶种层。
3.根据权利要求1所述的一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法，其特征在于，所述步骤S2中，在所述介质表面的晶种层上进行线路电镀，包括：
(a)选用高解析度的干膜或光刻胶覆盖所述晶种层，并进行曝光、显影处理；
(b)利用溅射而成的晶种层作为导电层进行图形电镀和线路加成，在所述晶种层上制得电镀线路；
(c)对具有晶种层以及电镀线路的介质进行退膜、闪蚀处理，去除干膜或光刻胶以及干膜或光刻胶遮蔽处的晶种层，从而在介质上制得精细线路层。
4.根据权利要求3所述的一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，完成显影处理后，采用等离子清除干膜或光刻胶的残脚。
5.根据权利要求3所述的一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法，其特征在于，在所述步骤(c)中，在闪蚀处理时，选用针对钛和镍具有蚀刻作用的药水。
6.根据权利要求1所述的一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法，其特征在于，在所述步骤S3中，在将带有精细线路层的介质与LCP基材进行叠合前，对介质上的精细线路层做中粗化处理，以提高高温压合后的可靠性。
7.根据权利要求1所述的一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法，其特征在于，在所述步骤S4中，采用等离子蚀刻或化学蚀刻的方式去除所述介质；采用微蚀的方式去除所述晶种层。
8.根据权利要求1所述的一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法，其特征在于，在所述步骤S6中，在所述第一半埋嵌线路LCP和所述第二半埋嵌线路LCP之间叠合中层LCP基材，通过对所述第一半埋嵌线路LCP、所述第二半埋嵌线路LCP以及所述中层LCP基材进行高温压合处理，从而获得埋嵌入LCP材料中的精细线路结构；
所述中层LCP基材的Tg点比所述第一半埋嵌线路LCP以及所述第二半埋嵌线路LCP的Tg点低；
所述步骤S6中进行高温压合时的所需温度低于所述步骤S3进行高温压合时的所需温度。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法，其特征在于，所述介质为纯介电材料的介质。
10.根据权利要求1-8任一项所述的一种5G高频LCP材料埋嵌精细线路的加工方法，其特征在于，所述介质为铜箔基材。
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