CN102858087A - 盲孔导通双面线路板及加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种盲孔导通双面线路板及加工方法，该线路板包括基材层及其上下面分别通过粘胶层粘合为一体的上下线路层，在下线路层上的上线路层和基材层设置有导通盲孔，其中：沿导通盲孔的壁面电镀有导通上下线路层的电镀导通壁；本发明提供通过电镀工艺进行电镀铜实现盲孔导通的盲孔导通双面线路板，该线路板具有结构简单、导通性能好、环保的等优点。本发明还提供使用盲孔导通双面线路板的加工方法，实现提高生产效率，减少能源消耗，增强导电性能，减少成本，品质保障系数较好且便于操作等优点。

Description

盲孔导通双面线路板及加工方法
技术领域
本发明涉及一种双面线路板，更具体地说，尤其涉及盲孔导通双面线路板及其加工方法。
背景技术
传统的双面导通线路板不管是软性线路板或是硬性线路板，其生产工艺中，一般采用机械钻孔或激光钻孔形式，在双面复合铜板上钻出导通孔，然后通过黑化或化学沉铜等再施以电镀来增加通孔内壁铜厚以完成导通作用，此种方法的工艺对环境污染大，传统的无需沉铜镀铜的双面线路板通常采用导电碳油灌孔、导电银、铜浆灌孔等形式完成导通作用，但是，导电碳油灌孔虽然成本低，但电阻大，导电效果不佳，使用的范围也有限，导电银、铜浆的价格也比较昂贵，也不易保存，故其导电性能虽好，但其造价昂贵不适合大量的生产；另有双面线路板结构，采用模具拉伸底部线路层与顶部线路层平齐后施加锡膏达到导通的效果，它在生产过程中需要对底部线路层进行拉伸，其工艺复杂，而且拉伸会导致材料脆、硬化、变形等现象，有时候甚至会拉裂使材质损坏，严重影响导通的性能和使用寿命。
还有，一种双面线路板结构采用物理接触的方法让双面线路板的两面铜箔表面接触而产生导通效果，但些种方法采用的是表面接触法，并无焊接作用的导通结构无法达到牢固的导通效果。在使用时容易产生接触不良及火花等，造成元器件损坏或起火燃烧等安全隐患；
此外，传统的通孔导通线路板，在制作过程中需要采用一种行业内称之为“干膜”的材料来对已电镀导通的通孔进行密封处理，受其“干膜”材料价格昂贵且工艺复杂等限制。众所周知的，传统的电镀工艺均是将覆铜板、整张或整片浸泡在化学镀液中，通电后，将铜同时镀在复合铜板的板面和导通孔中，以达到加厚线路板的线路层和将各层之间的导通作用。在制作双面线路时，为了确保导通孔内的镀铜层不受腐蚀破坏，传统的通孔双面线路板则不得不采用封孔型感光膜来制作，以台湾长兴公司(ETERTEC)所提供的型号为：HT-115T的封孔型感光干膜来计算，其材料成本约为每平方米17元左右，而盲孔型双面线路板则可使用国内生产的传统印刷型油墨来制作，节省了生产工序的同时，其材料成本约为每平方米4元左右，大大降低了材料的损耗和减少了对环境之污染。
再有，双面多层线路板一般还会采用银浆贯孔、铜浆贯孔、碳墨贯孔等方法，银浆贯孔成本高，大多不被采用，碳墨贯孔电阻值大，使用范围局限性很大，而且也只能制作一些要求较低的产品。铜浆贯孔成本适中，但由于铜氧化快，生产时操作较困难，特别是不耐酸碱，容易被酸碱腐蚀，造成贯通能力大打折扣。以上的几种贯孔方法还存在耐热冲击的可靠性，电阻值的稳定性和附着力度变弱等问题。如专利号为：“99106371.6”的发明专利公开了一种小孔填充用的导电胶，该导电胶为了提高耐热冲击可靠性，电阻值的稳定性和附着力的稳定性等问题，提出了导电胶的粘度和TI值越低越好，将TI值调整在1.0以下以加强印刷的效果，令通孔饱满，但行业内专业人士所共知的是，这种作法必然会造成基板两面有导电胶冒出，必须增加打磨工序，将冒出的导电胶磨去，不然就会出现热压合后表面层铜箔破损或由于溢胶而造成的线路短路等问题。另外，该导电胶为了增加其在基板及其与铜箔之间的附着力，而将导电胶之载体-环氧化合物树脂的比例设定为30％以上，众所周知，树脂含量高导电物质就要相应减少其电阻值就会降低，树脂含量高，在受热冲击后，导电胶的膨胀率就较高，进一步影响电阻值，这样，在线路板的实际生产操作过程中，各施工的操作参数就要求相对严格，稍有偏差就会造成不良，令其品质保障系数降低，潜在的品质风险较大。还有，该导电胶要求的金属导电粒子的“平均粒径为0.5～20um，其比表面积为0.05～105m2/g”在导电粒子的选料上也带来诸多不便，成本上升。还有该导电胶针对较大的导通孔，辟如0.5mm以上的孔，容易在孔内造成气泡，经热冲击后容易爆孔等等，使其应用范围变小，操作便利性下降等情况。
需要对传统的电路板结构和加工方法进行改进后，才能使电路板更好的使用。因此，如何解决上述问题，为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种通过电镀工艺进行电镀铜实现盲孔导通的盲孔导通双面线路板，该线路板具有结构简单、导通性能好、环保的等优点。本发明还提供使用盲孔导通双面线路板的加工方法，实现提高生产效率，减少能源消耗，增强导电性能，减少成本，品质保障系数较好且便于操作等优点。
本发明盲孔导通双面线路板的技术方案是这样的：一种盲孔导通双面线路板，包括基材层及其上下面分别通过粘胶层粘合为一体的上下线路层，在下线路层上的上线路层和基材层设置有导通盲孔，其中：沿导通盲孔的壁面电镀有导通上下线路层的电镀导通壁。
上述的盲孔导通双面线路板，上线路层表面设有与电镀导通壁一体单面电镀而成的电镀表层，电镀表层形成上线路层的一部份。
上述的盲孔导通双面线路板，线路层是纯铜箔或合金铜箔，电镀导通壁和电镀表层对应为铜或合金铜电镀导通层。
上述的盲孔导通双面线路板，基材层为玻璃纤维布或铝或铁或聚酰亚胺或聚碳酸脂或聚脂材料。
上述的盲孔导通双面线路板，粘胶层的厚度为5～50微米；基材层厚度为8～80微米。
本发明的一种盲孔导通双面线路板的加工方法，包括如下步骤：
(1)基材双面涂粘合层；(2)第一面铜预贴合；(3)数控钻孔；(4)第二面铜覆合；(5)压合成型(制作出带有盲孔的双面覆铜基材)；(6)化学铜；(7)电镀铜；(8)线路图形之制作；(9)线路图形腐蚀(10)线路图形保护层退洗；(11)表面绝缘处理；(12)标记印刷；(13)线路板成型。
上述的盲孔导通双面线路板的加工方法，步骤(6)在超声波配合中进行。
上述的盲孔导通双面线路板的加工方法，步骤(7)在超声波配合中进行。
上述的盲孔导通双面线路板的加工方法，步骤(7)采用单面水平电镀工艺对带有盲孔面进行电镀铜。
上述的盲孔导通双面线路板的加工方法，步骤(6)的化学铜包括如下工序依次进行：a整孔、b水洗、c除油、d水洗、e微蚀、f水洗、g预浸、g活化、i水洗、j加速、k纯水洗、l沉铜、m纯水洗，其中的a整孔、g活化和l沉铜工序中加入超声波处理，超声波频率为：28～120HZ。
本发明采用上述结构后，下线路层上的上线路层和基材层设置的导通盲孔中电镀有导通上下线路层的电镀导通壁，实现导通上线路层和下线路层的效果，这样简单的制作方式可以提高生产效率，减少能源消耗，增强导电性能；采用整板电镀或单面电镀的方法，在盲孔的壁面形成导通壁，将上层线路层和下层线路层导通，然后采用行业内熟知的线路板加工方法制作出线路板的两层线路；在电镀方式中加入超声波配合电镀，其孔内镀层厚度均有新增加，稳定性提高，特别是盲孔型线路板在过去无法解决的孔内镀层问题上，加入超声波配合电镀，其效果令人满意，能确保线路板的品质要求，同时还可以将导通孔之孔径变小，以进一步提高线路板的精密度。众所周知的，传统的电镀工艺均是将覆铜板、整张或整片浸泡在化学镀液中，通电后，将铜同时镀在覆铜板的板面和覆铜板设定的导通孔中，以达到加厚线路板的线路层和将各层之间的导通作用，而新型盲孔双面线路板，则可以采用单面水平电镀工艺，就可以达到导通作用，其各类化学镀液和铜球可节约40％以上，大大降低了生产成本。本发明化学铜步骤，在化学铜工序中的关键工序段：整孔、活化和沉铜工序中加入超声波处理办法，而本工序段的处理时间均可缩短，从而提高了效率。(超声波频率28～120HZ，优选为：28～40)
在制作双面线路时，为了确保导通孔内的镀铜层不受腐蚀破坏，传统的通孔双面线路板则不得不采用封孔型感光膜来制作，以台湾长兴公司(ETERTEC)所提供的型号为：HT-115T的封孔型感光干膜来计算，其材料成本约为每平方米17元左右，而盲孔型双面线路板则可使用国内生产的传统印刷型油墨来制作，节省了生产工序的同时，其材料成本约为每平方米4元左右，大大降低了材料的损耗和减少了对环境之污染。
本制作工艺可采用水平电镀方式进行单面电镀，而不需采用传统线路板电镀工艺的整板电镀，铜的消耗量及电镀药水的消耗量减少一半，降低了生产制作成本的同时还大大降低了能耗和排放。把成本是传统线路油墨价格十倍以上的“干膜”封孔取消，减少制作工序，降低成本，提高生产效率的同时降低能耗和减少排放。
附图说明
下面将结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明线路板的剖面结构示意图；
图2是本发明未电镀导通壁之前的结构示意图；
图3是本发明生产方法的流程图。
图中：基材层1，粘胶层2，上线路层3，导通孔8，下线路层4，导通盲孔5，电镀导通壁6。
具体实施方式
如图1～图2所示，本发明的一种盲孔导通双面线路板，包括基材层1及其上下面分别通过粘胶层2粘合为一体的上下线路层3、4，在下线路层4上的上线路层3和基材层1设置有导通盲孔5，沿导通盲孔5的壁面电镀有导通上下线路层3、4的电镀导通壁6。
线路层3表面设有与电镀导通壁6一体单面电镀而成的电镀表层，电镀表层形成上线路层3的一部份。
线路层是纯铜箔或合金铜箔，电镀导通壁6和电镀表层对应为铜或合金铜电镀导通层。
基材层1为玻璃纤维布或铝或铁或聚酰亚胺或聚碳酸脂或聚脂材料。
粘胶层2的厚度为5～50微米。
基材层1厚度为8～80微米。
如图3所示，本发明的一种盲孔导通双面线路板的加工方法，包括如下步骤：
(1)基材双面涂粘合层；(2)第一面铜预贴合；(3)数控钻孔；(4)第二面铜覆合；(5)压合成型(制作出带有盲孔的双面覆铜基材)；(6)化学铜(7)电镀铜；(8)线路图形之制作；(9)线路图形腐蚀(10)线路图形保护层退洗；(11)表面绝缘处理；(12)标记印刷；(13)线路板成型。
所述的步骤(6)在超声波配合中进行。
步骤(7)在超声波配合中进行。
步骤(7)采用单面水平电镀工艺对带有盲孔面进行电镀铜。
步骤(6)的化学铜包括如下工序依次进行：a整孔、b水洗、c除油、d水洗、e微蚀、f水洗、g预浸、g活化、i水洗、j加速、k纯水洗、l沉铜、m纯水洗，其中的a整孔、g活化和l沉铜工序中加入超声波处理，超声波频率为：28～120HZ，优选为：28～40HZ。
本发明在具体生产时，采用整板电镀或单面电镀的方法，在盲孔6的壁面形成导通壁，将上层线路层3和下层线路层4导通，然后采用行业内熟知的线路板加工方法制作出线路板的两层线路。
首先采用预贴的方法，将双面带有粘合层的基材1的其中一面预贴上一面铜箔或合金铜箔(其优选厚度为10～80微米)，然后采用数控钻孔方式在设计导通的位置制作出通孔，再将基材的另一面贴上铜箔或合金铜箔层(其优选厚度为10～80微米)，放入传统压合机或快压机压合成型，压合的时间为30～80秒，压合后固化时间为165℃±10℃×60min，就形成了如图所示的带有设置好盲孔的双面附有铜箔或合金铜箔的复合基材。采用电镀方式在盲孔中制作出导通壁5导通上下线路层。
一、化学铜工序实验：
(一)、盲孔双面线路板的化学铜工序操作要求及参数
Figure BSA00000776668600061
上表本发明化学铜步骤，在化学铜工序中的关键工序段：整孔、活化和沉铜工序中加入超声波处理办法，而本工序段的处理时间均可缩短，从而提高了效率。(超声波频率28～120HZ，优选为：28～40)
(二)、传统化学铜和本发明新化学铜方式下的化学铜层厚度之对比：
Figure BSA00000776668600071
以上测试中，超声波频率采用40HZ处理，采用本方案中所列举的盲孔型双面线路板化学铜工序操作要求及参数测试。
二、电镀效果对比：
(一)电镀操作参数：
  化学物品   执行标准
  CuSO4·5H2O   75g/L
  98％H2SO4   200g/L
  氯离子(0.2ml/L)   70ppm
  铜光亮剂   5ml/L
  电流密度   20ASF
  阳极含磷量   0.03-0.08％
(二)采用以上电镀操作条件，用总厚度为0.2mm的基材，孔径为1.0mm的传统面孔线路板和盲孔导通线路板，对各种电镀方式进行测试，电镀时间设定为20分钟，其结果如下：
Figure BSA00000776668600072
Figure BSA00000776668600081
通过以上测试结果可知，在各种电镀方式中，加入超声波配合电镀其孔内镀层厚度均有新增加，稳定性提高，特别是盲孔型线路板在过去无法解决的孔内镀层问题上，加入超声波配合电镀，其效果令人满意，能确保线路板的品质要求，同时还可以将导通孔之孔径变小，以进一步提高线路板的精密度。
三、材料成本节约
众所周知的，传统的电镀工艺均是将覆铜板、整张或整片浸泡在化学镀液中，通电后，将铜同时镀在覆铜板的板面和覆铜板设定的导通孔中，以达到加厚线路板的线路层和将各层之间的导通作用，而新型盲孔双面线路板，则可以采用单面水平电镀工艺，就可以达到导通作用，其各类化学镀液和铜球可节约40％以上，大大降低了生产成本。
在制作双面线路时，为了确保导通孔内的镀铜层不受腐蚀破坏，传统的通孔双面线路板则不得不采用封孔型感光膜来制作，以台湾长兴公司(ETERTEC)所提供的型号为：HT-115T的封孔型感光干膜来计算，其材料成本约为每平方米17元左右，而盲孔型双面线路板则可使用国内生产的传统印刷型油墨来制作，节省了生产工序的同时，其材料成本约为每平方米4元左右，大大降低了材料的损耗和减少了对环境之污染。
综上所述，本发明已如说明书及图示内容，制成实际样品且经多次使用测试，从使用测试的效果看，可证明本发明能达到其所预期之目的，实用性价值乃无庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所做出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (10)

1.一种盲孔导通双面线路板，包括基材层(1)及其上下面分别通过粘胶层(2)粘合为一体的上下线路层(3、4)，在下线路层(4)上的上线路层(3)和基材层(1)设置有导通盲孔(5)，其特征在于：沿导通盲孔(5)的壁面电镀有导通上下线路层(3、4)的电镀导通壁(6)。
2.根据权利要求1所述的盲孔导通双面线路板，其特征在于：上线路层(3)表面设有与电镀导通壁(6)一体单面电镀而成的电镀表层，电镀表层形成上线路层(3)的一部份。
3.根据权利要求1所述的盲孔导通双面线路板，其特征在于：线路层是纯铜箔或合金铜箔，电镀导通壁(6)和电镀表层(31)对应为铜或合金铜电镀导通层。
4.根据权利要求1所述的盲孔导通双面线路板，其特征在于：基材层(1)为玻璃纤维布或铝或铁或聚酰亚胺或聚碳酸脂或聚脂材料。
5.根据权利要求1所述的盲孔导通双面线路板，其特征在于：粘胶层(2)的厚度为5～50微米；基材层(1)厚度为8～80微米。
6.一种盲孔导通双面线路板的加工方法，包括如下步骤：
(1)基材双面涂粘合层；(2)第一面铜预贴合；(3)数控钻孔；(4)第二面铜覆合；(5)压合成型(制作出带有盲孔的双面覆铜基材)；(6)化学铜；(7)电镀铜；(8)线路图形之制作；(9)线路图形腐蚀；(10)线路图形保护层退洗；(11)表面绝缘处理；(12)标记印刷；(13)线路板成型。
7.根据权利要求6所述的盲孔导通双面线路板的加工方法，其特征在于：步骤(6)在超声波配合中进行。
8.根据权利要求6所述的盲孔导通双面线路板的加工方法，其特征在于：步骤(7)在超声波配合中进行。
9.根据权利要求6所述的盲孔导通双面线路板的加工方法，其特征在于：步骤(7)采用单面水平电镀工艺对带有盲孔面进行电镀铜。
10.根据权利要求7所述的盲孔导通双面线路板的加工方法，其特征在于：步骤(6)的化学铜包括如下工序依次进行：a整孔、b水洗、c除油、d水洗、e微蚀、f水洗、g预浸、g活化、i水洗、j加速、k纯水洗、l沉铜、m纯水洗，其中的a整孔、g活化和l沉铜工序中加入超声波处理，超声波频率为：28～120HZ。
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