CN102006721B - 印刷电路板基板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种印刷电路板基板，所述印刷电路板基板由至少两层的基本基板构成。所述基本基板为十微米级别的基板。所述基本基板为0.07mm的基板。所述基本基板为FR4覆铜基板。本发明同时公开了一种印刷电路板基板的制作方法，所述方法包括：将至少两层的基本基板压合为一体；对压合后的基本基板进行激光钻孔，制作盲孔。本发明在制作PCB基板时，直接使用FR4覆铜基板压合为所需要的层数即可，不必再首先压合为PCB基板core，然后压合与PCB基板core压合的各多层，再将各多层压合于PCB基板core两侧。并且，由于本发明不必制作PCB基板core，因此在PCB基板进行钻孔时，全部使用激光钻孔，这样，不仅加工方便加工效率高，而且能提高钻孔的精度。
Description
技术领域
本发明涉及印刷电路板基板技术，尤其涉及一种印刷电路板基板及其制作方法。
背景技术
在印刷电路板(PCB，Printed Circuit Board)设计中，过孔(via)是多层PCB的重要组成部分之一，钻孔的费用通常占PCB制板费用的30％到40％。在对高速高密度的PCB进行设计时，设计者总是希望过孔越小越好，这样PCB上可以留有更多的布线空间，此外，过孔越小，其自身的寄生电容也越小，更适于高速电路。但孔尺寸的减小同时也带来了成本的增加，由于受到钻孔(drill)和电镀(plating)等工艺技术的限制，过孔的尺寸不可能无限制地减小，孔径越小，钻孔需花费的时间越长，也越容易偏离中心位置；且孔的深度超过钻孔直径的6倍时，就无法保证对孔壁的均匀镀铜。
随着激光钻孔技术的发展，钻孔的尺寸可以越来越小，激光钻孔技术有着机械钻孔技术无法比拟的优势：激光钻孔属于无接触加工，对工件无直接冲击，不存在工件的机械变形问题；另外，激光钻孔的加工速度较快，生产效率很高，加工质量稳定可靠。由于激光钻孔的这些特征，因此在高密度互连结构设计中经常使用到该技术。激光技术可以允许过孔直接打在焊盘上，这大大提高了电路性能，节约了布线空间。
传统PCB的制造过程是，首先由玻璃环氧树脂(Glass Epoxy)或FR4覆铜板等类似材质制成PCB基板，然后在PCB基板上光绘出零件间联机的布线，其方法是采用负片转印(Subtractive transfer)的方式将设计好的PCB线路板的线路底片印刷在金属导体上。以4层PCB主板为例，图1为传统PCB(4层HDI)基板的结构示意图，如图1所示，制造PCB主板时先将中间两层(基板core)材质厚度为百微米级别的FR4覆铜板的基板core(2～3层)，经过碾压、裁剪、蚀刻、氧化电镀、打孔等处理后，在基板表面覆铜，再将第1～2层FR4覆铜板以及第3～4层FR4覆铜板分别设于基板core的两侧面上，一起压合成PCB主板，即形成为HDI 4层一阶板，常见基板core厚度为0.7mm，而其他FR4覆铜基板(第1～2层、第3～4层)厚度为0.07mm。其中，在基板core上形成机械钻孔，孔径一般为0.2mm或0.25mm，其他FR4覆铜基板(第1～2层、第3～4层)上形成激光钻孔，孔径一般为0.1mm。
图2为传统PCB(6层以上HDI)基板的结构示意图，如图2所示，对于其他多层的PCB结构如6层一阶板，制作过程基本与4层PCB基板制作方式相同，即首先制作基板core，基板core由2～5层的FR4覆铜板压合而成，再在基板core上覆铜，再将1～2、5～6层的FR4覆铜板设于基板core的两侧面上，一起压合成PCB主板；对于二阶的多层板，相对与一阶，只是多了一次压合过程。
图1及图2所示的PCB基板的承重基板厚度为百微米级别，同时对于多层PCB基板，内层级别为机械钻孔的埋孔，这样就会产生机械钻孔所导致的机械变形、加工效率低的缺点。
其中，在对FR4覆铜板进行激光打孔过程中，最容易出现的故障主要是孔形不正确，其主要原因是所采用的基材成型存在的质量问题——涂树脂铜箔经压贴后介质层的厚度难免有差异，在相同钻孔的能量下，对介质层较薄的部分的底垫不但要承受较多的能量，也会反射较多的能量，因而将孔壁打成向外扩张的壶形，这将对积层多层板层间的电气互连品质产生较大的影响。这也是目前PCB基板制造中存在的主要问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种印刷电路板基板及印刷电路板基板的制作方法，能提供加工手段较少更容易加工的印刷电路板基板及其制作方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种印刷电路板基板，所述印刷电路板基板由至少两层的基本基板构成。
优选地，所述基本基板为十微米级别的基板。
优选地，所述基本基板为0.07mm的基板。
优选地，所述基本基板为FR4覆铜基板。
优选地，所述印刷电路板基板上还设有盲孔。
优选地，所述印刷电路板基板上还设有承重基板。
一种印刷电路板基板的制作方法，包括：
将至少两层的基本基板压合为一体；
对压合后的基本基板进行激光钻孔，制作盲孔。
优选地，制作盲孔之后，所述方法还包括：
对压合后的基本基板镀铜；
对压合后的基本基板进行外层制作；
对压合后的基本基板进行防焊漆印刷；
对压合后的基本基板进行文字印刷；
对压合后的基本基板进行表面处理。
优选地，所述对压合后的基本基板进行外层制作具体为：
为压合后的基本基板上的镀铜进行去膜处理，形成外层线路。
优选地，所述对压合后的基本基板镀铜具体为：
对钻孔后的压合后的基本基板进行镀铜，在层间的孔道成型后布建金属铜层，完成层间电路的导通；
所述对压合后的基本基板进行表面处理具体为：对压合后的基本基板的接点进行镀金、喷锡、预焊、碳墨处理。
上述基本基板为十微米级别的基板。所述基本基板为0.07mm的基板。所述基本基板为FR4覆铜基板。
本发明在制作PCB基板时，直接使用FR4覆铜基板压合为所需要的层数即可，不必再首先压合为PCB基板core，然后压合与PCB基板core压合的各多层，再将各多层压合于PCB基板core两侧。并且，由于本发明不必制作PCB基板core，因此在PCB基板进行钻孔时，全部使用激光钻孔，这样，不仅加工方便加工效率高，而且能提高钻孔的精度。
附图说明
图1为传统PCB(4层HDI)基板的结构示意图；
图2为传统PCB(6层以上HDI)基板的结构示意图；
图3为本发明PCB(4层HDI)基板的结构示意图；
图4为本发明PCB(6层以上HDI)基板的结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想为，对于多层PCB基板，不采用传统PCB的制造的方法，即没有基板core的制作，直接用FR4覆铜板做多层PCB基板，通俗的点说，没有承重的core板，直接采用0.07mm级的FR4覆铜基板，由原来的盲孔和埋孔(基板core上设置)相结合的PCB基板，变成单面激光盲孔板，从而大大提高PCB生产速度，同时也提高了PCB基板密度。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图1以及图2是传统的PCB基板的结构示意图，从图中可以看出，传统PCB基板的承重基板(基板core)厚度是百微米级别的，一般是0.7mm。更最重要的是，由于PCB基板的承重基板(基板core)的厚度较厚，而由于电路设计的需要，一般需要在PCB基板的承重基板上设置通孔，以实现PCB基板的承重基板上下多层FR4覆铜基板的连通；而又由于PCB基板的承重基板设于PCB基板的中间，因此需要首先对PCB基板的承重基板进行事先加工，即压合后再进行钻孔，而由于PCB基板的承重基板(基板core)的厚度较厚，一般都采用机械钻孔，这必然导致钻孔的质量不高，又容易造成PCB基板的承重基板的受损，加工效率低下。同样地，与PCB基板的承重基板压合的多层FR4覆铜板，由于需要与PCB基板的承重基板压合，因此一般也是事先加工，再与PCB基板的承重基板进行压合。这必然导致加工效率的低下，以及，由于PCB基板的承重基板需要机械钻孔的处理，必然会导致PCB基板的承重基板加工效率的低下且容易被损坏。
本发明正是针对现有技术中的这一加工缺陷，提出了一种PCB基板制作的新思路。即，不必再设置PCB基板的承重基板，而是直接使用多层的FR4覆铜板压合成PCB基板，然后再在压合后的PCB基板上进行激光钻孔，实现各层之间的电连接；这样，由于不必再分别加工PCB基板的承重基板以及多层FR4覆铜板，因此能大大提升PCB基板的加工效率。另外，激光钻孔也能保证孔的加工精度，如保证孔的深度，以保证各层之间能通过孔壁上涂覆的导电层而使需电连接的各层之间实现联接，保证PCB基板上的电路相互联接。
现详细说明本发明PCB基板的制作流程，具体包括以下步骤：
步骤一：下料，制作厚度均匀多层PCB双面基板(FR4覆铜板)，建立出零件间联接的布线；本步骤主要是在PCB基板表面铺上一层薄薄的铜箔(如采用镀膜技术进行涂覆)，并把多余部份消除；
步骤二：按各单片标记序号线路板叠合，用铆钉机成对进行铆合，再用盛盘将其整齐叠放于镜面钢板之间，送入真空压合机中以适当之温度及压力使胶片硬化黏合，压合后的电路板板边做适当的细裁切割，以方便后续加工；本步骤中，主要是根据PCB基板加工层数以及电路设计要求，选用合适数量的FR4覆铜板，将这些FR4覆铜板按适当的顺序叠放后，压合成一体结构；
步骤三：将压合后的电路板送入激光打孔机器进行打孔，激光钻孔的关键控制点有三个：(1)参数的选择与优化；(2)材料的选用(有无玻璃纤维)；(3)压板厚度的控制(介厚的控制)，该步骤只要设计好仪器(激光打孔机)的相关参数，激光打孔机即可加工出各层的激光孔；本步骤中，对压合后的FR4覆铜板进行盲孔加工，具体的，设置盲孔的目的是使各FR4覆铜板层之间相互联接，以实现电路之间的相互电联接，这样，本发明中，通过设置相应的盲孔，即可实现各层FR4覆铜板层之间的相互联接；图3为本发明PCB(4层HDI)基板的结构示意图，如图3所示，通过设置如图所示的两个盲孔，即可实现图中所示的三层FR4覆铜板层的相互联接，从而保证PCB基板中对应电路的相互联接；
步骤四：镀铜，对打完孔的电路板进行镀铜，主要是对孔进行镀铜，在层间导通孔道成型后于其上(孔壁)布建金属铜层，以完成层间电路的导通；
步骤五：外层制作；主要为外层线路的镀铜去膜，形成相应的线路；
步骤六：防焊漆印刷；阻焊漆覆盖在最外层的布线上，这样一来布线就不会接触到电镀部分之外；
步骤七：文字印刷；即在PCB基板表面进行丝印，印刷网版印刷面，以标示各零件的位置，文字印刷不能够覆盖在任何布线或是金手指上，不然可能会降低可焊性或是电连接的稳定性；
步骤八：表面处理；主要指接点加工，如进行镀金，喷锡。预焊，碳墨等；
步骤九：外形加工；主要为将电路板以CNC成型机(或模具冲床)切割成客户需求的外型尺寸。
至此，即实现了本发明的PCB基板的加工。
图4为本发明PCB(6层以上HDI)基板的结构示意图，如图4所示，当需要加工多层FR4覆铜板的PCB基板时，选用相应数量的FR4覆铜板进行一体压合即可，并在压合后进行激光钻孔即可。从图3以及图4中可以看出，本发明的PCB基板厚度比传统PCB基板更薄，同时，通过激光钻孔，可以加工更高密度的PCB基板。
虽然从加工流程上看，本发明的加工过程与传统加工过程类似，但实际上，本发明的加工过程与传统的PCB基板加工过程区别很大：传统PCB是按阶数一层一层压合打孔而成，压合前每一层板子在都必须要先钻孔与电镀，而本发明的PCB基板是一体对FR4覆铜板进行压合而成，然后对各层进行打孔。这样从制作工艺上来说，节省了一道工艺流程，对多阶PCB基板该工艺的节省更加明显。
本发明的优点也显而易见，FR4覆铜基板可以做的比较薄，一般在0.07mm左右，而PCB基板的承重基板core，一般是百微米级别的厚度，这样整个PCB基板的厚度就会比较薄，适合现在对PCB基板薄加工的要求。同时PCB基板的承重基板core的埋孔为机械钻孔，机械钻孔相比激光钻孔，速度慢，一般地，20万转/分的机械钻机每分钟约钻300个左右的Φ0.25mm的孔，而30万转/分的钻机每分钟约钻400个左右的Φ0.15mm的孔，而激光钻孔，如波长为9.4弘米，1个盲孔分3次钻成，每分钟可钻3万个孔，由此数据可以看出，机械钻孔加工时间相对较慢，PCB生产速度低，同时机械钻孔容易出现机械变形，增加了PCB不良率。
另外，全部采用FR4覆铜板加工PCB基板，可以减少激光钻孔出现的孔型不正确率。因为传统PCB加工，对于外层，分层进行钻孔，进行压合；新结构的FR4覆铜板采取的是整板压合后，再对整板进行钻孔，这样相当只加工了一个外层；这样，对于传统的多个外层分层加工，降低了外层分别钻孔的次数，也就相当于降低了多个外层由于厚度不均匀带来的孔型不正确。
当然，本发明使PCB基板厚度变薄，承重能力会相对较弱，为预防断板，本发明也可采用支撑板的方式改善这一不足之处，支撑板可以用金属支持板，也可以采用成本相对较低的塑料支撑板，还有其他改善PCB承重能力的方式。例如，直接在加工好的PCB基板上设置支撑板即可，也通过直接将PCB基板设置于待使用的单板或各器件上，由这些单板或器件本身作为本发明PCB基板的支撑板。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种印刷电路板基板，其特征在于，所述印刷电路板基板由两层以上的基本基板构成；其中，所有基本基板被压合为一体结构，在压合后的基本基板上有通过激光统一钻孔形成的盲孔；所述基本基板为0.07mm的基板；所述印刷电路基板不包含承重基板；
所述基本基板为FR4覆铜基板。
2.一种印刷电路板基板的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
将两层以上的基本基板压合为一体；
对压合后的基本基板进行激光统一钻孔，制作盲孔；
其中，所述基本基板为0.07mm的基板；所述印刷电路基板不包含承重基板；所述基本基板为FR4覆铜基板。
3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，制作盲孔之后，所述方法还包括：
对压合后的基本基板镀铜；
对压合后的基本基板进行外层制作；
对压合后的基本基板进行防焊漆印刷；
对压合后的基本基板进行文字印刷；
对压合后的基本基板进行表面处理。
4.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述对压合后的基本基板进行外层制作具体为：
为压合后的基本基板上的镀铜进行去膜处理，形成外层线路。
5.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述对压合后的基本基板镀铜具体为：
对钻孔后的压合后的基本基板进行镀铜，在层间的孔道成型后布建金属铜层，完成层间电路的导通；
所述对压合后的基本基板进行表面处理具体为：对压合后的基本基板的接点进行镀金、喷锡、预焊、碳墨处理。
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