印制电路板传输线的制作工艺仿真

康晓斌

（西安职业技术学院，西安，710077）

印制电路板制作过程中的真实互联线有传输线和过孔物理互联。由于在制作的过程中存在着印制电路板传输线几何结构与设计的理论穿线存在差异以及印制电路板在进行高速数据传输时存在着信号损失，严重影响了传输信号的完整性。

1 印制电路板传输线制作工艺概述

印制电路板发展到今天已经经历了漫长的发展历程，目前印制电路板传输线的制作技术主要有六种分别是：涂料法、模压法、粉末烧结法、喷涂法、真空镀膜法以及化学沉积法。但是，在实际应用的过程中，由于这些方法具有明显的弊端，因此并没有成为印制电路板传输线制作的通用工艺。英国Eisler于1936年提出了利用铜箔蚀刻法制作传输导线，成为现代制作印制电路板传输线的通用技术，为现代印制电路板的快速发展奠定了基础。

现代印制电路板传输线使用最为广泛的制作技术是铜箔蚀刻法。现代印制电路板的主要制作过程是在玻璃纤维布增强环氧树脂半固化片的两面都覆盖上铜箔材料，再以高温压合即可形成CCL。铜箔蚀刻法指的是在覆盖有铜箔基板的两面都粘贴上抗蚀刻光阻薄膜，进而在干膜上曝光完成导线图形的影像转移，导线图的显影是通过碳酸钠溶液实现的，去除铜箔没有必要进行保留的蚀刻光阻薄膜，然后使用氯化铜思科溶液去除不需要的铜箔，最后使用氢氧化钠溶液出去覆盖在印制电路板传输线表面的干膜，如此就完成了双面导线的内层印制电路板称之为内层芯板。在制作的过程中将多个内层芯板通过热压合就开了以形成多层印制电路板，在经过机械钻孔，并在机械孔上通过化学沉积铜和电镀铜技术完成孔壁的金属化，实现多层印制电路板的层间导通，然后采用同样的方法完成最外两层的导线图形制作。最后在印制电路板的表面涂覆上阻焊层和表面处理后，就形成了完整的印制电路板。

2 传输线制作工艺研究

2.1 印制电路板传输线影像转移工艺

印制电路板传输线影像转移工艺，工艺流程比较长同时对生产设备精度要求以及工艺稳定性要求高。印制电路板传输线影像转移工艺流程主要分为铜面前处理、贴干膜、曝光、显影、蚀刻以及退膜六个部分。

铜面前处理的主要目的是为了对覆铜基表面进行清洁工作，去除铜箔表面的油脂、手迹以及氧化铜等杂质，并对铜箔的表面进行适量的粗化工作，以使蚀光阻薄膜具有良好的附着力。铜面前处理经常的使用方法主要有机械刷磨法、化学清洗法等等。

贴干膜主要目的是通过热压将蚀刻光阻膜粘贴到已经被清理过的铜箔便面，这是完成印制电路板传输线图形影像转移工作的基础。

曝光指的是在紫外线的照射下，保留在铜箔上的抗蚀光阻薄膜在UV光引发下发生自由集聚合反映，产生不溶于碳酸钠显影液的高分子化合物，从而在导线成形的蚀刻过程中起到保护作用。

印制电路板传输线影像转移工艺的显影步骤的主要目的是将铜箔表面的不需要的显影液清除，一般使用的方法是使用碳酸钠与干膜中所含的化学物质羧基发生化学反应，使钠离子取代羧基中的羟基，形成可溶于水的R-CONa。

导线图形蚀刻是进行印制电路板影像转移的最为关键的控制点，是形成实际传输线与设计传输线几何结构差异的最主要影响因素。现代印制电路板的传输线主要是采用氯化铜蚀刻法获得的。

在完成以上几步工作的前提下，将没有被干膜覆盖的铜箔蚀刻剔除出去，就可以获得与设计中相同的导线图，由于在进行印制电路板蚀刻的过程中存在着水池效应，因此实际设计的印制电路板传输线横截面会呈现出梯形结构。这与设计导线的矩形截面存在着几何结构差异。

3 多层板压合工艺

多层板压合是印制电路板传输线制作工艺对信号完整性影响最主要的因素之一，其工艺稳定性要求高，生产设备精度高，过程理论复杂。本文的六层板为研究对象，对多层板压合的工艺流程和工作机理进行分析与讨论。多层板压合的工艺流程主要分为压合前处理、叠板、熔合/铆合、压板等四个部分。

层压处理是多层板工艺的最关键的程序之一，其目的主要是为清除铜表面的杂质并进行一定的粗化，保证层间结合力在各种环境中进行可靠性测试时，保持稳定的互联特性。

叠板与融合程序只要指的是将已经制作好的内层新版按照设计的顺序叠放并融合在一起，并使用热压机进行压合。

层间对准度是多层板压合一项十分重要的指标，影像层间对准度最主要的偏差来源包括四个方面分别是：内层影像转移曝光用底片尺寸变化的尺寸偏差、内层芯板的尺寸稳定性、压合对位系统设计和定位方法产生的误差。

4 结语

印制电路板传输线在印制电路板的制作过程中，起着十分重要的作用。随着现代科学技术的发展，利用新技术进行印制电路传输线的制作，必将为提高印制电路板的质量作出巨大贡献。

图1 多层板压合工艺流程图

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