一种PCB蚀刻图形精度的监控方法及PCB制造方法与流程

一种pcb蚀刻图形精度的监控方法及pcb制造方法
技术领域
1.本发明涉及pcb制造技术领域，特别是涉及一种pcb蚀刻图形精度的监控方法及pcb制造方法。


背景技术：

2.目前，部分pcb对线路图形的制作要求很高，例如高频天线pcb对图形的制作要求通常均高于1mil，因此在这些pcb的制作过程中需要对蚀刻形成的图形尺寸进行监测；相关技术中，通过抽取样品板件，再采用光学检测等方式逐条检测样品板件中图形的线宽，并将检测所获取的每一线宽与标准图形线宽逐一对比计算，从而确认图形尺寸是否超出公差，因而检测过程繁琐，效率低下，严重影响生产效率。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种pcb蚀刻图形精度的监控方法及pcb制造方法，以提高pcb的制作过程中对蚀刻图形制作精度的检测效率。
4.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种pcb蚀刻图形精度的监控方法，包括有以下步骤：
6.在板件的表面金属层上蚀刻出目标线路和监控图形模块；其中，目标线路用于参与形成pcb成品中的电路结构，监控图形模块包括有多条监控线条，其中有两条监控线条之间的设计间距为线宽所允许最大上偏差的一倍，且有两条监控线条之间的设计重合宽度为线宽所允许最大下偏差的一倍；
7.根据蚀刻后监控线条之间的间隔或重合状态，确定目标线路的线宽是否符合精度要求。
8.可选的，监控图形模块包括有第一监控线条、第二监控线条和第三监控线条，第一监控线条和第二监控线条之间的设计间距为线宽所允许最大上偏差的一倍，第一监控线条和第三监控线条之间的设计重合宽度为线宽所允许最大下偏差的一倍。
9.可选的，第二监控线条和第三监控线条均位于第一监控线条的同一侧。
10.可选的，第一监控线条、第二监控线条和第三监控线条的设计线宽均大于8mil，且设计长度均大于10mm。
11.可选的，在第一监控线条的长度方向上，第一监控线条和第二监控线条之间的相对区域的尺寸及第一监控线条和第三监控线条之间重合区域的尺寸均大于1mil。
12.具体地，根据蚀刻后监控线条之间的间隔或重合状态，确定目标线路的线宽是否符合精度要求，包括有以下步骤：
13.判断监控线条之间的间隔或重合状态，若设计间距为线宽所允许最大上偏差的一倍的两条监控线条之间出现重合，则判定目标线路的线宽大于所允许的最大值。
14.具体地，根据蚀刻后监控线条之间的间隔或重合状态，确定目标线路的线宽是否
符合精度要求，包括有以下步骤：
15.若设计重合宽度为线宽所允许最大下偏差的一倍的两条监控线条之间出现间隔，则判定目标线路的线宽小于所允许的最小值。
16.可选的，在板件的表面金属层上蚀刻出目标线路和监控图形模块，包括有以下步骤：
17.在板件的表面金属层上蚀刻出目标线路和多个监控图形模块，且使得多个监控图形模块分布于板件的不同位置上。
18.可选的，根据蚀刻后监控线条之间的间隔或重合状态，确定目标线路的线宽是否符合精度要求，包括有以下步骤：
19.根据每一监控图形模块中监控线条之间的间隔或重合情况，判断每一监控图形模块周边区域的目标线路的线宽是否符合精度要求。
20.一种pcb制造方法，采用如上任一项的pcb蚀刻图形精度的监控方法来监控目标线路的线宽；
21.若目标线路的线宽不符合精度要求，则对蚀刻工艺参数进行调整，以使目标线路的线宽满足精度要求。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
23.通过在对目标线路进行蚀刻的同时，在板件上一起蚀刻出监控图形模块，由于监控图形模块和目标线路的蚀刻工艺参数条件等一致，从而可以使得监控图形模块中各个监控线条蚀刻后的实际线宽与设计线宽的差异度，与目标线路蚀刻后的实际线宽和设计线宽的差异度基本相同，而在监控线条的实际线宽偏宽时，将会缩小两监控线条之间的间距，并且当实际线宽与设计线宽的差值超过所允许的最大上偏差时，将使得原本具有设计间距的两条监控线条出现重合，而在监控线条的实际线宽偏窄，并且当实际线宽与设计线宽的差值超过所允许的最大下偏差时，将使得原本设计时应该出现重合的两条监控线条之间存在间隔，因此本发明只需要通过观察蚀刻后监控线条之间的间隔或重合状态的改变，即可了解目标线路的线宽是否超出所要求的精度之外，而无需对线宽的具体宽度进行逐一测量并对比，所以能够极大地提高对蚀刻图形制作精度的检测效率。
附图说明
24.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
25.图1为本发明实施例一的pcb蚀刻图形精度的监控方法的流程图；
26.图2为本发明实施例一中蚀刻效果达到最佳理想化时，第一监控线条、第二监控线条和第三监控线条之间的位置关系示意图；
27.图3为本发明实施例一中线宽的变宽程度未达到上偏差范围时，第一监控线条、第二监控线条和第三监控线条之间的位置关系示意图；
28.图4为本发明实施例一中线宽的变宽程度达到上偏差范围时，第一监控线条、第二监控线条和第三监控线条之间的位置关系示意图；
29.图5为本发明实施例一中线宽的变宽程度超出上偏差范围时，第一监控线条、第二监控线条和第三监控线条之间的位置关系示意图；
30.图6为本发明实施例一中线宽的变窄程度未达到下偏差范围时，第一监控线条、第二监控线条和第三监控线条之间的位置关系示意图；
31.图7为本发明实施例一中线宽的变窄程度达到下偏差范围时，第一监控线条、第二监控线条和第三监控线条之间的位置关系示意图；
32.图8为本发明实施例一中线宽的变窄程度超出下偏差范围时，第一监控线条、第二监控线条和第三监控线条之间的位置关系示意图；
33.图9为本发明实施例二的pcb的制造方法的流程图。
34.附图说明：
35.第一监控线条10、第二监控线条20、第三监控线条30、设计间距d1、设计重合宽度d2。
具体实施方式
36.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
37.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、左、右、前、后等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
38.在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
39.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
40.以下参照附图1至附图8，描述本发明实施例一的pcb蚀刻图形精度的监控方法。
41.参照图1，本实施例的pcb蚀刻图形精度的监控方法，应用于pcb制造过程的蚀刻工序，并且具体包括有以下步骤：
42.s110、在板件的表面金属层上蚀刻出目标线路和监控图形模块；
43.需要说明的是，板件可以是应用于单层pcb成品中的基板及由附着于基板表面的铜箔一起构成的复合板件，板件还可以是应用于多层pcb成品中的多层压合板及由附着于压合板表面的铜镀层一起构成的复合板件，或者还可以是pcb生产过程中需要涉及到进行蚀刻处理的其他半成品板件。
44.还要进行说明的是，其中，目标线路用于后续参与形成pcb成品中的电路结构，也即在pcb成品中实际需要产生导通等作用的线路；监控图形模块中包括有多条监控线条，而这些监控线条则主要用于在蚀刻工序中起到辅助监控蚀刻图形精度的作用，也即监控线条为工艺辅助类线条，其基本不参与形成pcb成品的导通线路。
45.并且，在需要蚀刻形成的多条监控线条中，参照图2，其中有两条监控线条(例如下文中将要提及的第一监控线条和第二监控线条)之间的设计间距d1为线宽所允许最大上偏
差的一倍，且有两条监控线条(例如下文中将要提及的第一监控线条和第三监控线条)之间的设计重合宽度d2为线宽所允许最大下偏差的一倍。
46.应当说明的是，其中，线宽所允许的最大上偏差和最大下偏差，可以依据设计时线宽的公差范围进行确定，例如，当线宽的公差范围为
±
20μm时，则最大上偏差为20μm，最大下偏差同样为20μm，此时d1＝d2＝20μm。
47.应当理解的是，其中，两条监控线条之间的设计间距d1是指，按照设计要求或者设计图纸等，在蚀刻效果达到最佳理想化时，两条监控线条之间的间距。类似地，两条监控线条之间的设计重合宽度d2是指，按照设计要求或者设计图纸等，在蚀刻效果达到最佳理想化时，两条监控线条之间重合部分的宽度。
48.应当理解的是，在板件上蚀刻形成目标线路和各个监控线条的工艺步骤按照常规的蚀刻工艺过程即可，在本实施例中不做具体限制。
49.s120、根据蚀刻后监控线条之间的间隔或重合状态，确定目标线路的线宽是否符合精度要求。
50.应当理解的是，由于目标线路和监控图形模块中的各个监控线条是通过蚀刻工艺一起在板件的金属层上成型的，因而各个监控线条蚀刻后的实际线宽与设计理论线宽的差异度、目标线路蚀刻后的实际线宽和设计线宽的差异度，两者将基本相同，也即蚀刻后监控线条的实际宽度相对于设计线宽而言变宽或者变窄的尺寸，与蚀刻后目标线路的实际宽度相对于设计线宽而言变宽或者变窄的尺寸基本相同。
51.而在蚀刻后线宽变宽时，原本两者之间设计间距d1为线宽所允许最大上偏差的一倍的两条监控线条之间的距离将缩小，且参照图3，当线宽变宽的程度尚未达到最大上偏差时，这两条监控线条之间仍然具有间隔；参照图4，而当线宽变宽的程度达到最大上偏差时，由于两条监控线条同时变宽，因而这两条监控线条变宽的部分将刚好把原本存在的间隔填满，从而使得这两条监控线条之间的边缘互相贴合；参照图5，而当线宽变宽的程度超过最大上偏差时，由于两条监控线条同时变宽，因而这两条监控线条变宽的部分不仅会把原本存在的间隔填满，并且这两条监控线条之间还将出现重合。
52.而在蚀刻后线宽变窄时，原本两者之间存在重合，且设计重合宽度d2为线宽所允许最大下偏差的一倍的两条监控线条之间，重合部位的宽度将缩小，参照图6，当线宽变窄的程度尚未达到最大下偏差时，这两条监控线条之间仍然存在重合的区域；参照图7，而当线宽变窄的程度达到最大下偏差时，由于两条监控线条同时变窄，且这两条监控线条变窄消失的部分将刚好是原本设计重合的部分，从而使得这两条监控线条之间的边缘互相贴合；而当线宽变窄的程度超过最大下偏差时，这两条监控线条之间将出现间隔。
53.综上可知，本发明通过判断监控线条之间的间隔或重合状态，即可获知目标线路的线宽是否符合精度要求，也即是否在线宽的设计公差范围以内，而无需对线宽的具体宽度进行逐一测量并对比，所以能够极大地提高对蚀刻图形制作精度的检测效率。
54.并且，具体地，通过上述分析可知，步骤s120中，主要可以通过以下两点判定目标线路的线宽达不到图形精度要求：
55.若设计间距d1为线宽所允许最大上偏差的一倍的两条监控线条之间出现重合，则判定目标线路的线宽大于所允许的最大值；
56.若设计重合宽度d2为线宽所允许最大下偏差的一倍的两条监控线条之间出现间
隔，则判定目标线路的线宽小于所允许的最小值。
57.除上述两点之外的情形，则可判定目标线路的线宽处于图形精度要求以内。
58.可以理解的是，为使得两条监控线条之间具有设计间距d1，且使得两条监控线条之间存在设计重合宽度d2，则监控图形模块至少需要包括有三条以上的监控线条；并且，在本实施例中，为减少不必要的一些监控线条而避免影响到板件的整体尺寸大小，监控图形模块包括有三条监控线条，且分别是第一监控线条10、第二监控线条20和第三监控线条30，其中第一监控线条10和第二监控线条20之间的设计间距d1为线宽所允许最大上偏差的一倍，第一监控线条10和第三监控线条30之间的设计重合宽度d2为线宽所允许最大下偏差的一倍。
59.应当理解的是，根据实际应用，在其他一些实施例中，监控图形模块也可以采用四条或四条以上的监控线条；例如，监控图形模块也可以包括有第一监控线条10、第二监控线条20、第三监控线条30和第四监控线条，其中第一监控线条10和第二监控线条20之间的设计间距d1为线宽所允许最大上偏差的一倍，第四监控线条和第三监控线条30之间的设计重合宽度d2为线宽所允许最大下偏差的一倍。
60.在本实施例中，为进一步减少在宽度方向上对板件整体尺寸的影响，在本实施例中，第二监控线条20和第三监控线条30均位于第一监控线条10的同一侧。
61.应当理解的是，根据实际应用，在其他一些实施例中，也可选择将第二监控线条20和第三监控线条30分别设置于第一监控线条10的宽度方向的相对两侧，在此不做具体限制。
62.可以理解的是，当线宽过小时，通过蚀刻工艺不易成形，因此第一监控线条10、第二监控线条20和第三监控线条30的设计线宽均应大于8mil，例如在本实施例中可均为10mil；并且，当监控线条的长度过短时，也不容易对监控图形模块中的监控线条进行观测，从而为避免在蚀刻后因难以观察到而影响后续的检测效率，第一监控线条10、第二监控线条20和第三监控线条30的设计长度应均大于10mm，例如在本实施例中，具体地，均为15mm。
63.而且，类似地，为便于观测监控线条之间是否存在间隔或者重合，在第一监控线条10等监控线条的长度方向上，监控线条之间相对区域的尺寸也不易太小；因此在本实施例中，在第一监控线条10等监控线条的长度方向上，第一监控线条10和第二监控线条20之间的相对区域的尺寸及第一监控线条10和第三监控线条30之间重合区域的尺寸均大于1mil，例如在本实施例中，可均为3mil。
64.可以理解的是，在pcb的生产过程中，常常一板件可对应制作形成多个pcb成品，也即板件在蚀刻时可对应形成多个pcb成品所需的多组目标线路，这类板件的尺寸通常较大，并且会远大于成品pcb的尺寸；另外，在pcb的生产过程中，对于一些体积较大的电子产品，其对应的成品pcb虽然可能仅蚀刻有一组目标线路，但尺寸也可能相对较大。应当理解是，其中，每一组目标线路均包括有多条目标线路。
65.因而考虑到板件较大时，板件不同位置的蚀刻速度等可能会存在一些差异，在此情况下有必要对板件不同位置或区域的目标线路分别进行监控；为此，在其中一些实施例中，步骤s110，具体包括有以下步骤：
66.在板件的表面金属层上蚀刻出目标线路和多个监控图形模块，且使得多个监控图形模块分布于板件的不同位置上。
67.应当理解是，在此步骤s110中，对于一板件对应制作形成多个pcb成品的，板件上蚀刻出的目标线路同样具有多组；而对于一板件仅用于制成一个较大面积的pcb成品的，板件上蚀刻出的目标线路可仅有一组，因而在此不对板件上目标线路的组数进行限制。
68.对应地，在步骤s120中，具体包括有以下步骤：
69.根据每一监控图形模块中监控线条之间的间隔或重合情况，判断每一监控图形模块周边区域的目标线路的线宽是否符合精度要求。
70.应当理解是，在此步骤中，对于一板件对应制作形成多个pcb成品的，且pcb成品较小的，每一监控图形模块可以用于对其周边的至少一组目标线路内的所有的目标线路进行监测。而对于一板件仅用于制成一个较大面积的pcb成品，且板件上蚀刻出的目标线路也仅有一组的，每一监控图形模块可以用于对其周边的至少一条目标线路进行监测。
71.参照图9，以下描述本发明实施例二的pcb制造方法。
72.本实施例的pcb制造方法包括有以下步骤：
73.s100、采用实施例一描述的pcb蚀刻图形精度的监控方法来监控目标线路的线宽；由于步骤s100的具体实施方式均已经在上述实施例一中说明，故这里不再进行重复描述。
74.s200、若目标线路的线宽不符合精度要求，则对蚀刻工艺参数进行调整，以使目标线路的线宽满足精度要求。
75.可以理解的是，蚀刻工艺参数，可以是蚀刻反应温度和/或蚀刻时间等在蚀刻工艺中可进行调整的常规技术参数，在此不做具体限制。并且，具体地，当检测到线路的线宽超出最大上偏差时，可通过减少蚀刻时间和/或降低蚀刻反应温度等方式来进行调整；反之，则可增加蚀刻时间和/或提高蚀刻反应温度等方式来进行调整。
76.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。