[发明专利]基于刻蚀约束体系的电解质溶液及液晶聚合物基板的微孔制作方法

说明书

本发明公开了一种基于刻蚀约束体系的电解质溶液，所述电解质溶液用于对液晶聚合物基板的铜层和液晶聚合物层进行刻蚀并形成微孔；所述电解质溶液包括刻蚀剂前驱体和约束剂；所述电解质溶液包括分别对铜层和液晶聚合物层进行刻蚀的铜层电解质溶液和液晶聚合物层电解质溶液；所述铜层的电解质溶液中的刻蚀剂前驱体为FeCl₂，约束剂为SnCl₂；所述液晶聚合物层的电解质溶液中的刻蚀剂前驱体为锰酸钾，约束剂为过氧化氢。本发明的一种基于刻蚀约束体系的电解质溶液，通过该电解质溶液能够基于刻蚀约束技术对LCP柔性基板的铜层和LCP层进行通电刻蚀，能够在LCP柔性基板上加工直径微小、深宽比高(10～15)的微孔。

技术领域

本发明属于PCB加工技术领域，具体涉及一种基于刻蚀约束体系的电解质溶液以及采用该电解质溶液进行液晶聚合物(LCP)柔性基板微孔制作的方法。

背景技术

随着无线通讯迈入5G时代，从通信网络到终端应用，通信频率全面高频化、高速化、大容量化，对柔性封装基板提出使用频率更高、体积更小、耐热更好、性能更稳定等更多的技术要求。液晶聚合物(Liquid crystal polymer，LCP) 具有易弯折、介电损耗低、吸湿率低、热膨胀系数低、耐化学性好等特点，被认为是实现信号高频高速传输的最佳柔性封装基板材料。

相对于聚亚酰胺(PI)等传统柔性基板材料，LCP的熔点较低，材质较软，钻孔加工过程中所产生的高温会直接影响孔的形貌和层间剥离强度，基板孔制作难度大。目前，LCP柔性基板的孔制作方式主要包括机械钻孔和激光钻孔。

其中，机械钻孔采用不同直径的钨钢钻头钻孔，该方法对于孔径大于200 μm的孔加工效率较高，质量较好，成本较低。数控钻床也可制作孔径80μm～100 μm的孔。但随着孔径的继续减小，机械钻孔为了能够清除钻屑，同时避免孔内热量聚集，必须调整钻速、进刀量和进刀速度。钻孔速度减慢，生产效率下降，制作成本呈指数级增长。当孔径低于50μm时，其生产成本过高，工艺难度过大，不适合大批量的微孔制作。

激光钻孔根据激光源的形式大体分为红外(CO₂)激光钻孔和紫外(UV) 激光钻孔。红外激光钻孔的原理是光热烧蚀：指被加工的材料吸收高能量的激光，在极短的时间加热到熔化并被蒸发掉而成孔。UV激光打孔的原理是光化学烧蚀：紫外光区所具有的高能量光子(超过2eV电子伏特)、激光波长超过400 nm的高能量光子被吸收，吸收的能量足够多时，铜箔的金属键、树脂的共价键断裂呈超细微粒而逸去，从而形成微孔。但是，随着微孔尺寸的不断缩小，深宽比的不断增大，激光钻孔过程中孔内会产生热量堆积的现象，造成微孔热熔内缩等问题。因此，专利CN112074096A提出了间歇式UV激光钻孔方法，减小微孔的“热损伤”。但该方法大幅度降低了微孔制作效率；并且为保证孔型要求每次激光对焦不能偏移、且焦距每次下移的微距离相同，提高了对设备精度的要求，增大了生产成本。

随着电子元器件尺寸的不断缩小，集成度的不断提高，LCP微孔直径不断微缩，深宽比不断增大。由于LCP基板材料的热塑性特征，现有的机械钻孔和激光钻孔方法遇到了瓶颈，无法有效解决微孔制造过程中热量聚集引起的介质- 导体层剥离、热熔内缩等问题；对设备精度要求高，生产成本高，生产效率低。并且，现有LCP微孔制作方法钻孔后，孔内会留下钻污，需要对孔壁进行清洗和粗化后，才能进行孔金属化。因此，亟需一种新的LCP柔性基板微孔制作技术，能够冷加工微米级甚至纳米级的高深宽比微孔，并且同时实现对孔壁的粗化。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种基于刻蚀约束体系的电解质溶液以及采用该电解质溶液进行液晶聚合物(LCP)柔性基板微孔制作的方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：