CN101460011A - 电路板制作方法及电路板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电路板制作方法，其包括步骤：提供具有至少一个导孔的覆铜基材，导孔的导电层与覆铜基材表面的铜层相连；在导孔中填充填孔材料；在覆铜基材表面的铜层设置导孔挡片，使导孔挡片完全遮盖填充填孔材料的导孔；微蚀刻位于导孔挡片之外区域的覆铜基材表面的铜层，从而形成位于填充填孔材料的导孔处的凸出部；去除凸出部，从而使得填孔材料的表面和位于覆铜基材表面的铜层的表面处于同一平面。本发明还提供一种用该方法制作的电路板。本技术方案的电路板制作方法不仅有效消除了电路板制作过程中导孔在填孔可能存在的填孔凹陷，确保了覆铜基板表面的平整性，而且还降低了覆铜基材的表面铜层的厚度，有利于高密度细线路的制作。
Description
技术领域
本发明涉及电路板制作技术，尤其涉及一种电路板制作方法及用该方法制作的电路板。
背景技术
随着电子产品往小型化、高速化方向的发展，电路板也从单面电路板、双面电路板往多层高密度电路板方向发展。多层高密度电路板是指具有多层导电线路的电路板，其具有较多的布线面积、较高互连密度，因而得到广泛的应用，请参见Takahashi，A.等人于1992年发表于IEEE Trans.on Components，Packaging，and Manufacturing Technology的文献High density multilayer printed circuit board for HITAC M-880。
多层高密度电路板的各层导电线路之间通过导孔实现电连接。所述导孔是指穿透各层导电线路之间的树脂层，且孔壁具有一定厚度的可导电镀铜层用于电连接各层导电线路的通孔、盲孔或埋孔。多层电路板中导孔的质量十分重要，其会影响电路板各层导电线路之间的电连接效果，进而影响多层电路板的工作性能。
多层高密度电路板制作过程中导孔通常通过如下方法制作。首先，在覆铜基板(CopperClad Laminate，CCL)的预定位置钻孔，所述覆铜基板是指包括铜箔和树脂层的板状基材。其次，进行镀铜工序，在所钻孔的孔壁及覆铜基板的铜箔表面依次形成化学铜层和电镀铜层，以便后续进行导电线路的制作，再次，进行填孔(塞孔)工序，利用导电膏或油墨等填孔材料将镀铜后的导孔填充，使得覆铜基板变得平整。为制作成多层高密度电路板，通常还会在形成导孔和导电线路的覆铜基板外表面压合其它的覆铜基板，进而在压合的其它覆铜基板上进行钻孔、镀铜、线路制作等步骤以实现增层的目的。
但是，采用现有的制作方法进行导孔填孔时，由于填孔材料受重力作用或填充材料中溶剂的挥发等原因，容易在导孔处产生填孔凹陷110，如图1所示。由于填孔凹陷110的产生，现有的填孔技术并不能满足多层高密度电路板导孔制作的需要，特别是无法适应高阶盲孔或埋孔的制作需求，会影响电路板的质量。例如，填孔凹陷110如果存在于多层高密度电路板产品信号线路上，可能会影响信号的传输；填孔凹陷110如果存在于高阶导孔(如二阶盲孔)位置，可能会影响高阶导孔的制作精度。此外，填空凹陷的出现还会造成覆铜基板表面不平整，从而导致表面的铜层厚度不均，不利于导电线路的制作。
因此，有必要提供一种电路板制作方法及用该方法制作的电路板，以有效去除填孔时产生的填孔凹陷，进而提高多层高密度电路板的制作质量。
发明内容
以下将以实施例说明一种电路板制作方法及用该方法制作的电路板。
所述电路板制作方法，其包括以下步骤：提供具有至少一个导孔的覆铜基材，导孔的导电层与覆铜基材表面的铜层相连；在导孔中填充填孔材料；在覆铜基材表面的铜层设置导孔挡片，使导孔挡片完全遮盖填充填孔材料的导孔；微蚀刻位于导孔挡片之外区域的覆铜基材表面的铜层，从而形成位于填充填孔材料的导孔处的凸出部；去除凸出部，从而使得填孔材料的表面和位于覆铜基材表面的铜层的表面处于同一平面。
所述电路板，其包括至少一个导孔，所述导孔中填充有填孔材料，填孔材料的表面和与导孔的导电层相连的铜层的表面处于同一平面。
本技术方案的电路板制作方法及用该方法制作的电路板具有如下优点：首先，在覆铜基材表面的铜层设置导孔挡片，微蚀刻去除位于导孔挡片之外区域的覆铜基材表面的铜层，从而降低了覆铜基材表面的铜层的厚度，有利于高密度细线路的制作；其次，在微蚀刻铜层之后，形成位于填充填孔材料的导孔处的凸出部，填孔凹陷同时会凸出于覆铜基材表面的铜层的表面，去除凸出部可有效消除导孔填孔过程中可能存在的填孔凹陷，进而平整覆铜基板表面，使得填孔材料的表面与位于覆铜基材表面的铜层的表面位于同一平面，同时在覆铜基板的铜箔表面形成的厚度均匀的铜层，利于高阶导孔以及后续电路板增层的制作。
附图说明
图1是现有的填孔技术填孔后在导孔处产生的填孔凹陷的示意图。
图2是本技术方案实施方式提供的覆铜基材的示意图。
图3是本技术方案实施方式提供的覆铜基材填孔后的示意图。
图4是本技术方案实施方式提供的填孔后的覆铜基材表面铜层设置导孔挡片的示意图。
图5是本技术方案实施方式提供的设置导孔挡片的填孔后的覆铜基材表面铜层微蚀刻的示意图。
图6是本技术方案实施方式提供的覆铜基材表面磨刷后的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例，对本技术方案提供的电路板制作方法及用该方法制作的电路板作进一步的详细说明。
请参阅图2，本技术方案实施方式提供的电路板制作方法包括以下步骤：
第一步，提供具有至少一个导孔20的覆铜基材10。
所述覆铜基材10具有至少两层铜层及至少一层位于所述至少两层铜层之间的树脂层，因此所述覆铜基材10可以为单层双面覆铜线路基板，也可以为已完成内部线路制作、尚未进行表面线路制作的多层线路基板。请参阅图2，本实施例中，覆铜基材10为多层线路基板，所述覆铜基材10包括第一基材11以及压合于第一基材11的第二基材12。所述第一基材11包括第一铜层111和第一树脂层112，所述第二基材12包括第二铜层121和基板层122。其中，所述第二铜层121已形成为导电线路，所述基板层122可为多层线路基板，也可为单层树脂层。所述第一树脂层112压合于第二铜层121，从而形成多层结构的覆铜基材10。当然，如果覆铜基材10不包括基板层122时，所述覆铜基材10即可视为单层双面覆铜基材，此时所述第二铜层121可先不形成导电线路。
所述覆铜基材10具有一个或多个导孔20。所述导孔20是指在覆铜基材10形成的导通孔或盲孔，所述导通孔或盲孔的内壁已形成有镀铜层以实现不同铜层之间的电连接。本实施例中，以覆铜基材10具有一个导孔20为例进行填孔方法的说明。所述导孔20为贯穿第一铜层111、第一树脂层112的盲孔，且所述导孔20内壁形成有镀铜层23a作为导电层，用于第一铜层111和第二铜层121之间的电连接，而在位于导孔20中第二铜层121表面也会相应形成镀铜层23a。也就是说，导孔20的一端通过内壁的镀铜层23a与第一铜层111相连，导孔20的另一端通过内壁的镀铜层23a与第二铜层121相连，而第二铜层121位于基板层122，并由此被第一铜层111和基板层122封闭，从而形成盲孔结构。镀铜层23a可采用化学镀铜或电镀铜的方法形成，因此在所述第一铜层111的表面会形成镀铜层23b，镀铜层23b成为表面铜层，从而导致表面铜层厚度增加。当然，如果覆铜基材10不包括基板层122时，此时导孔20可为电连接第一铜层111和第二铜层121的导通孔结构，此时导孔20的两端均为开放状态。且镀铜层23b会同时形成于所述第一铜层111和第二铜层121的表面，成为表面铜层，从而导致表面铜层厚度增加。当然，也可以采用其它方法制作导孔20，使得镀铜层不会形成于第一铜层111的表面，从而使得覆统基材10表面铜层的厚度不会额外增加。
所述第一树脂层112和基板层122可以为硬性树脂层，如环氧树脂、玻纤布等，也可以柔性树脂层，如聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚乙烯对苯二甲酸乙二醇酯(PolyethyleneTerephtalate，PET)、聚四氟乙烯(Teflon)、聚硫胺(Polyamide)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate)、聚碳酸酯(Polycarbonate)或聚酰亚胺聚乙烯对苯二甲酯共聚物(Polyamide polyethylene-terephthalate copolymer)等。另外，第一铜层111与第一树脂层112之间、第二铜层121与基板层122之间还可以具有粘胶层，以使得第一铜层111与第一树脂层112、第二铜层121与基板层122之间具有较大的粘结力。
第二步，在导孔20中填充填孔材料25。
为了便于后续的高阶导孔的制作以及增层制作，采用填孔材料25填充导孔20，如图3所示。所述填孔材料25可以是导电膏或有机树脂等，优选为导电膏。填孔材料25可以采用网版印刷的方法填充到导孔20中。具体地，采用具有与导孔20位置相对应的网印图案的印刷网版，使其设置于覆铜基材10表面铜层的表面，即镀铜层23b的表面，然后利用刮刀将填充材料25挤压通过印刷网版的网印图案，从而填充到导孔20中。填充材料25填充到导孔20中后，经固化即可牢固的存在于导孔20中。但是，由于固化过程中填充材料25中溶剂的挥发以及重力作用的影响，可能在导孔20中靠近第一铜层111和镀铜层23b的一端形成填孔凹陷251，从而导致覆铜基材10表面不平整。当然，根据填充材料25的选择，填孔凹陷251可能并不十分明显，填孔凹陷251的深度小于第一铜层111和镀铜层23b的厚度之和，但是可能大于、等于或小于镀铜层23b的厚度。
第三步，在覆铜基材10表面铜层的表面设置导孔挡片30，使导孔挡片30完全遮盖填充填孔材料25的导孔20。
本实施例中，由于导孔20为盲孔结构，镀铜层23b形成于第一铜层111表面而成为覆铜基材10的表面的铜层，因此仅需要在导孔20所对应的镀铜层23b的表面设置导孔挡片30。所述导孔挡片30可采用干膜光阻或液态光阻制作而成。本实施例中，采用干膜光阻制作导孔挡片30，即选用与导孔20尺寸相应的干膜光阻直接压合贴附于镀铜层23b表面，使得干膜光阻完全遮盖导孔20，即覆盖导孔20周边的镀铜层23b材料以及填充于导孔20中的填孔材料，并露出导孔20周边之外的镀铜层23b材料，如图4所示。当然，如果采用液态光阻制作导孔挡片30，可利用点涂的方式或网版印刷的方式进行涂布，使得液态光阻完全遮盖导孔20，即覆盖导孔20周边的镀铜层23b材料以及填充于导孔20中的填孔材料，并露出导孔20周边之外的镀铜层23b材料，然后再将液态光阻进行固化。设置于导孔20处的导孔挡片30可以保护导孔20，以使得位于导孔20周边的铜层材料以及填充于导孔20中的填孔材料在后续的微蚀刻步骤中不会被蚀刻掉。
当然，如果覆铜基材10不包括基板层122时，所述导孔20为电连接第一铜层111和第二铜层121的导通孔时，由于导孔20的两端均为开放状态，因此也可在覆铜基材10相对两表面的铜层同时设置导孔20的导孔挡片30，即在形成于第一铜层111表面和第二铜层121表面的镀铜层23b同时设置导孔20的导孔挡片30，以使得位于导孔20周边的铜层材料以及填充于导孔20中的填孔材料在后续的微蚀刻步骤中不会被蚀刻掉。
第四步，微蚀刻位于导孔挡片30之外区域的覆铜基材10表面的铜层，从而形成位于导孔20处的凸出部32。
利用铜蚀刻液对位于导孔挡片30之外区域的覆铜基材10表面的铜层进行微蚀刻，以减小覆铜基材10表面铜层的厚度，从而形成凸出于覆铜基材10表面铜层的表面的凸出部32，较薄的表面铜层厚度有利于制作高密度细线路。微蚀刻铜层的厚度应当大于或等于填孔凹陷251的深度，以使得填孔凹陷251可以凸出于覆铜基材10表面铜层的表面。
本实施例中，利用铜蚀刻液恰好微蚀刻位于导孔挡片30之外区域的覆铜基材10表面的镀铜层23b及部分厚度第一铜层111，从而留下厚度较薄第一铜层111a成为表面铜层，使得填孔凹陷251可以全部凸出于第一铜层111a的表面。所述铜蚀刻液可以为硫酸双氧水、过硫酸铵硫酸、过硫酸钠硫酸、过硫酸钾硫酸、氯化铜硫酸等混合微蚀体系。所述铜蚀刻液蚀刻铜层的速度跟铜蚀刻液的成分、浓度、蚀刻温度、处理方法均密切相关。适当控制覆铜基板10的蚀刻速度以及蚀刻时间即可恰好除去镀铜层23b或镀铜层23b及部分厚度的第一铜层111。举例来说，以喷雾式处理法将硫酸双氧水系微蚀液在38摄氏度环境下以1.3kg/m2的喷压喷淋至走板速度为2.1m/min的电路板表面时，微蚀速度约为1μm/min，若第一铜层111与镀铜层23b的厚度之和为1.4~1.6mil(即35.56~40.64μm)，则约需蚀刻2~3分钟，即可恰好除去厚度为0.4~0.6mil(即10.16~15.24μm)镀铜层23b及部分厚度第一铜层111，从而留下厚度较薄第一铜层111a成为表面铜层，其厚度为1.0~1.1mil(即25.4~27.94μm)。此时，导孔20及其周边部由于导孔挡片30的保护，不会被铜蚀刻液蚀刻，从而与导孔挡片30一起形成凸出于第一铜层111a表面的凸出部32，所述凸出部32包括导孔挡片30、部分镀铜层23b材料、部分镀铜层23a材料、部分第一铜层111材料及部分填充材料25，如图5所示。
此外，如果填孔凹陷251深度较小，例如小于镀铜层23b的厚度，也可仅微蚀刻位于导孔挡片30之外区域的镀铜层23b，而第一铜层111不被微蚀刻，此时形成的所述凸出部32可凸出于第一铜层111表面，凸出部32则仅包括导孔挡片30、部分镀铜层23b材料、部分镀铜层23a材料及部分填充材料25。
第五步，去除导孔20处突出于覆铜基材10表面的铜层的凸出部32，使得填孔材料25的表面和位于覆铜基材10表面的铜层的表面处于同一平面，从而使得覆铜基材10表面平整。
本实施例中，当镀铜层23b被微蚀刻后，较薄第一铜层111a为覆铜基材10表面的铜层，因此凸出部32突出于第一铜层111a的表面。本实施例中，采用磨刷方法去除导孔20处突出于覆铜基材10表面的铜层的凸出部32进行覆铜基材10表面的平整。首先，进行第一磨刷工序，以去除导孔20处突出于第一铜层111a表面的凸出部32，使得覆铜基材10表面平整，如图6所示。本实施例中，第一磨刷工序采用陶瓷磨刷轮进行磨刷。具体地，采用磨刷精度为700~900目的陶瓷磨刷轮对覆铜基材10表面进行磨刷，由于陶瓷具有一定的硬度，当陶瓷磨刷轮与突出于第一铜层111a表面的凸出部32碰撞时，凸出部32即可被削去，使得填孔材料25的表面和第一铜层111a的表面位于同一平面，从而使得覆铜基材10表面平整，填孔材料25的表面和第一铜层111a的表面具有相同的粗糙度。如图6所示。
其次，为了进一步确保较好的表面平整度和粗糙度，可选择性的进行第二磨刷工序，所述第二磨刷工序的磨刷精度大于第一磨刷工序的磨刷精度。本实施例中，第二磨刷工序采用采用不织布磨刷轮进行磨刷，当然也可采用尼龙磨刷轮进行磨刷。具体地，采用磨刷精度为1100~1300目的不织布磨刷轮对覆铜基材10表面进行磨刷，不织布磨刷轮与覆铜基材10的第一铜层111a表面以及去除凸出部32后填充于导孔20的填充材料25的表面进行磨刷，以细小的凸起和毛刺，从而进一步提高覆铜基材10表面的平整度和粗糙度。
之后，所述完成填孔的覆铜基材10，可以进行导电线路的制作，也可以进一步压合其它覆铜基材进行多层电路板的制作。由于使用本技术方案的填孔方法，微蚀刻工序之后，会形成位于填充填孔材料的导孔处的凸出部32，填孔凹陷251同时会全部凸出于覆铜基材10表面的铜层，去除凸出部32，不仅可有效消除了导孔20在填孔过程中可能存在的填孔凹陷251，确保覆铜基板10表面的平整性，提升了多层高密度电路板制作的良率；而且由于微蚀刻工序还可同时降低了覆铜基材10的表面铜层的厚度，以在覆铜基材10表面形成厚度较薄且均匀的铜层，有利于高密度细线路的制作，以及后续高阶导孔以及后续电路板增层制作。
可以理解的是，采用上述方法制作的电路板，其包括至少一个导孔20，导孔20中填充有填孔材料25，填孔材料25的表面和与导孔20导电层相连的铜层的表面处于同一平面。本实施例中，如图6所示，镀铜层23a为导孔20的导电层，其与第一铜层111a相连，因此，填孔材料25的表面和第一铜层111a的表面处于同一平面。此外，由于采用磨刷工序去除凸出部32，填孔材料25的表面和与第一铜层111a的表面可具有相同的表面粗糙度。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (17)
- 【权利要求1】一种电路板制作方法，其包括步骤：提供具有至少一个导孔的覆铜基材，导孔的导电层与覆铜基材表面的铜层相连；在导孔中填充填孔材料；在覆铜基材表面的铜层设置导孔挡片，使导孔挡片完全遮盖填充填孔材料的导孔；微蚀刻位于导孔挡片之外区域的覆铜基材表面的铜层，从而形成位于填充填孔材料的导孔处的凸出部；去除凸出部，从而使得填孔材料的表面和位于覆铜基材表面的铜层的表面处于同一平面。
- 【权利要求2】如权利要求1所述的电路板制作方法，其特征在于，所述填孔材料为导电膏或有机树脂。
- 【权利要求3】如权利要求1所述的电路板制作方法，其特征在于，所述导孔挡片由干膜光阻或液态光阻制成。
- 【权利要求4】如权利要求1所述的电路板制作方法，其特征在于，所述微蚀刻采用硫酸-双氧水、过硫酸铵-硫酸、过硫酸钠-硫酸、过硫酸钾-硫酸或氯化铜-硫酸进行微蚀刻。
- 【权利要求5】如权利要求1所述的电路板制作方法，其特征在于，采用磨刷方法去除所述凸出部。
- 【权利要求6】如权利要求5所述的电路板制作方法，其特征在于，所述磨刷方法包括第一磨刷工序以及第二磨刷工序，所述第二磨刷工序的磨刷精度大于第一磨刷工序的磨刷精度。
- 【权利要求7】如权利要求6所述的电路板制作方法，其特征在于，所述第一磨刷工序采用陶瓷磨刷轮进行磨刷。
- 【权利要求8】如权利要求7所述的电路板制作方法，其特征在于，所述陶瓷磨刷轮的磨刷精度为700~900目。
- 【权利要求9】如权利要求7所述的电路板制作方法，其特征在于，所述第二磨刷工序采用不织布或尼龙磨刷轮进行磨刷。
- 【权利要求10】如权利要求9所述的电路板制作方法，其特征在于，所述不织布或尼龙磨刷轮的磨刷精度为1100~1300目。
- 【权利要求11】一种电路板，其包括至少一个导孔，所述导孔中填充有填孔材料，填孔材料的表面和与导孔的导电层相连的铜层的表面位于同一平面。
- 【权利要求12】如权利要求11所述的电路板，其特征在于，所述填孔材料的表面和与导孔的导电层相连的铜层的表面位于同一平面是采用磨刷方法。
- 【权利要求13】如权利要求12所述的电路板，其特征在于，所述磨刷方法包括第一磨刷工序以及第二磨刷工序，所述第二磨刷工序的磨刷精度大于第一磨刷工序的磨刷精度。
- 【权利要求14】如权利要求13所述的电路板，其特征在于，所述第一磨刷工序采用陶瓷磨刷轮进行磨刷。
- 【权利要求15】如权利要求14所述的电路板，其特征在于，所述陶瓷磨刷轮的磨刷精度为700~900目。
- 【权利要求16】如权利要求14所述的电路板，其特征在于，所述第二磨刷工序采用不织布或尼龙磨刷轮进行磨刷。
- 【权利要求17】如权利要求16所述的电路板，其特征在于，所述不织布或尼龙磨刷轮的磨刷精度为1100~1300目。
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