CN102883558B - 单镀孔铜的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单镀孔铜的制作方法。准备作为印制电路板的基板，并对基板进行裁切；执行多层板的每个内层电路图形制作；将内层电路图形、绝缘材料与外层铜箔压合在一起，组成完整的印制电路板结构；在印制电路板表面钻出预定孔径的孔；在孔壁沉上一层铜，使原来不导电的孔壁导电；在印制电路板的表面及孔内镀上一层预镀铜；在印制电路板表面贴上一层干膜，使用预先制作的具有与需要电镀孔铜的孔相对应的期望图形的底片对干膜进行曝光，并使用显影技术将期望图形制作出来，由此使干膜只在金属化孔位置开窗；对显影出来的孔进行镀铜，使孔壁的铜加厚到要求的厚度；然后去除板面的干膜，将表面的铜面显露出来；并将孔口凸起的铜面使用砂带进行磨平。

Description

单镀孔铜的制作方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种单镀孔铜的制作方法。

背景技术

PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板或印制电路板）电镀铜指的是，把双面板或多层板的通孔或盲孔在化学镀铜（或者直接电镀方法）的基础上，通过全板电镀或图形电镀来实现层间可靠的互连，同时使板子的孔面铜加厚的工艺。

常规电镀制作流程为：下料→内层图形制作→层压→钻孔→去毛刺→去钻污→沉铜→电镀。更具体地说，在印制电路板电镀部分，为实现印制电路板不同线路之间的电气连接，需要先在电路板表面钻孔，再通过化学方法使板面及孔内沉上一层薄薄的化学铜，使原来不导电的孔壁导通，再通过后续电化学反应将孔壁的铜和面铜进行加厚，直到满足铜厚要求，并实现印制电路板不同线路层之间可靠的互连。

但是，在PCB电镀铜过程中，板面因受电流分布的影响，印制电路板不同区域电镀的铜厚会存在一定的差异，对面铜均匀性要求严格的印制电路板，常规电镀铜不能满足需求。

而且，由于电镀铜过程中印制电路板表面受电流分布因素的影响，印制电路板不同区域电镀的铜厚存在一定的差异，对印制电路板后续的工艺制作及印制电路板的电气性能影响较大，严重时甚至会造成印制电路板报废。

针对镀铜不均问题，可以增加印制电路板尺寸、采用小电流长时间电镀及掉头电镀方式制作，但这并不能从根本上解决电镀过程中出现的镀铜不均问题，且制作效率低。对于板面铜厚均匀性要求极高的印制电路板，常规的制作方法已无法满足制作要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够确保铜厚均匀性的单镀孔铜的制作方法。

根据本发明，提供了一种单镀孔铜的制作方法，其包括：下料步骤：准备作为印制电路板的基板，并对基板进行裁切；内层图形制作步骤：执行多层板的每个内层电路图形制作；层压步骤：将内层电路图形、绝缘材料与外层铜箔压合在一起，组成完整的印制电路板结构；钻孔步骤：在印制电路板表面钻出预定孔径的孔；沉铜步骤：在孔壁沉上一层铜，使原来不导电的孔壁导电；预镀步骤：在印制电路板的表面及孔内镀上一层预镀铜；贴膜曝光显影步骤：在印制电路板表面贴上一层干膜，使用预先制作的具有与需要电镀孔铜的孔相对应的期望图形的底片对干膜进行曝光，并使用显影技术将期望图形制作出来，由此使干膜只在金属化孔位置开窗；单镀孔铜步骤：对显影出来的孔进行镀铜，以便使孔壁上的铜的厚度达到要求的标准；褪膜步骤：去除板面的干膜，将表面的铜面显露出来；研磨步骤：将孔口凸起的铜面磨平。

优选地，所述单镀孔铜的制作方法还包括在钻孔步骤之后执行且在沉铜步骤之前执行的步骤：去毛刺步骤：去除钻孔后孔口出现的披锋、板面异物及氧化物；去钻污步骤：去除孔壁内层铜上因钻头切削时高温产生的胶渣残留物。

优选地，所述单镀孔铜的制作方法还包括：在褪膜步骤之后执行的研磨步骤，用于将孔口凸起的铜面进行磨平。

优选地，在层压步骤中，外层铜箔采用的是满足印制电路板的外层面铜的铜厚要求的铜箔。

优选地，预镀铜层的厚度一般在5um。

优选地，在单镀孔铜步骤中，电流设定在10-16A之间，电镀时间根据孔铜厚度要求设定，电镀时间一般在70-90min之间，并在板子两端使用陪镀板分流，陪镀板尺寸与正式板尺寸相近。

优选地，在单镀孔铜步骤中，飞靶上的夹头为包胶夹头。

优选地，在贴膜曝光显影步骤中，金属化孔位置开窗的半径比孔半径大50-100um。

优选地，在钻孔步骤中形成的孔的孔径≥0.25mm。

优选地，在钻孔步骤中形成的孔的厚径比≤8。

本发明针对一些对表面铜厚要求较严格的印制电路板，为了满足表面铜厚均匀性的要求，只采用满足印制电路板的外层面铜铜厚要求的铜箔制作印制电路板，电镀铜仅对印制电路板孔内进行，从而避免因电镀面铜厚度不均匀问题。在本发明中，为避免常规电镀铜存在的铜厚差异大的问题，本发明采用单镀孔铜工艺进行制作，即只镀孔铜不镀面铜，面铜使用基铜厚度的铜箔，从而确保铜厚均匀性。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据本发明实施例的单镀孔铜的制作方法的流程图。

图2示意性地示出了本发明实施例采用的单镀孔铜印制电路板的平面图。

图3示意性地示出了本发明实施例采用的单镀孔铜印制电路板的剖面图。

图4示意性地示出了本发明实施例采用的单镀孔铜挂板方式的示意图。

图5示意性地示出了本发明实施例采用的干膜开窗的示意图。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

图1示意性地示出了根据本发明实施例的单镀孔铜的制作方法的流程图。其中，单镀孔铜是将板面用干膜保护，只对孔壁进行电镀铜的一种电镀工艺。

更具体地说，如图1所示，根据本发明实施例的单镀孔铜的制作方法包括：

下料步骤S1：准备作为印制电路板的基板，并对基板进行裁切，例如将基板裁切成需要的尺寸；

内层图形制作步骤S2：执行多层板的每个内层电路图形制作；

层压步骤S3：将内层电路图形、绝缘材料与外层铜箔压合在一起，组成完整的印制电路板结构；优选地，外层铜箔采用的是满足印制电路板的外层面铜4铜厚要求的铜箔。

钻孔步骤S4：在印制电路板表面钻出预定孔径（例如所需孔径）的孔，以便于后续镀铜来实现印制电路板表面线路与内层线路的电气连接；

去毛刺步骤S5：去除钻孔后孔口出现的披锋、板面异物及其他氧化物等；

去钻污步骤S6：去除孔壁内层铜上因钻头切削时高温产生的胶渣残留物，保证内层铜与后续形成的孔铜3（孔中铜）有良好的电气连接性能；

沉铜步骤S7：用化学的方法，在孔壁沉上一层薄薄的化学铜，使原来不导电的孔壁导电，从而在孔壁上镀上一层铜；

预镀步骤S8：即采用例如电化学原理，在印制电路板的表面及孔内镀上一层预镀铜，预镀铜层的厚度一般5um，为后续进一步镀铜做准备；

贴膜曝光显影步骤S9：在印制电路板表面贴上一层干膜2，使用预先制作好的底片（该底片与需要电镀孔铜3的孔相对应）进行曝光，并使用显影技术将期望图形（期望图形指需要电镀孔铜3的图形）制作出来，由此使干膜2只在金属化孔1（经过沉铜及预镀后的孔）位置开窗；也就是说，印制电路板的面铜4用干膜2保护，干膜2只在金属化孔1位置开窗；图2为覆盖干膜2的单镀孔铜印制电路板平面图，图3为单镀孔铜剖面图。

单镀孔铜步骤S10：对显影出来的孔进行镀铜，在孔壁上形成铜膜，优选地使孔壁上的铜膜达到需要的铜厚，即，使孔壁上的铜的厚度达到要求的标准；

褪膜步骤S11：将板面的干膜2用化学的方法去除，将表面的铜面显露出来；

研磨步骤S12：将孔口凸起的铜面进行磨平，例如采用砂带磨平。

与常规电镀制作方式相比，单镀孔铜下料时，外层铜箔采用的是满足印制电路板的外层面铜4的铜厚要求的铜箔。在镀孔铜3前需要对面铜4予以保护，以免影响面铜铜厚均匀性和后续的外层图形制作蚀刻效果。上述方法针对一些对表面铜厚要求较严格的印制电路板，为了满足表面铜厚均匀性的要求，只采用满足印制电路板的外层面铜铜厚要求的铜箔制作印制电路板，电镀铜仅对印制电路板孔内进行，从而避免因电镀面铜厚度不均匀问题。即只镀孔铜3不镀面铜4，面铜4使用基铜厚度的铜箔，从而确保铜厚均匀性。

在单镀孔铜步骤S10中，对于单镀孔的板子，当孔被显影出来后，再在孔壁上进行孔铜加厚时，如何控制电流参数是关键，电流偏小镀出的孔铜3厚度不达标，电流偏大会造成孔铜3偏厚，严重时会出现孔口结瘤现象；因此，为保证电镀品质，单镀孔铜3时的电流一般设定在10A-16A之间，并在板子两端使用陪镀板7分流，防止孔口局部电流过大造成孔口铜厚异常，飞靶6上夹头最好为包胶夹头，保证电镀效率，挂板方式如图4所示。

其中，“陪镀板7”为高度与正式板相同的板子，主要作用是使生产板板面电镀均匀，防止正式板因电流不均出现铜厚异常。“飞靶6”是可以挂一块或多块电镀板子的一种导电挂具，能将电流均匀分到挂在其上的印制电路板进行电镀。

在单镀孔铜制作过程中，在贴膜曝光显影步骤S9中，对于单镀孔铜干膜2开窗量，孔口处干膜2开窗量最为关键，开窗量偏小，电镀后会造成孔口凸起偏大，后续研磨难度增加，同时也影响孔与面的结合力，开窗量偏大，电镀后对面铜4的均匀性影响较大，针对需要镀铜的孔；因此，干膜2开窗一般比孔半径大50-100um，如图5所示；即，在贴膜曝光显影步骤S9中，金属化孔1位置开窗的半径比孔半径大50-100um（图3和图5所示的干膜开窗量5）。

而且，对于单镀孔铜3的孔径、厚径比，在单镀孔铜过程中，孔径与厚径比对单镀孔铜3的品质影响较大，孔径过小厚径比较大，对单镀孔的贯孔率影响较大，目前针对开大窗的单镀孔工艺，对于在钻孔步骤中形成的孔，一般孔径要求≥0.25mm，厚径比≤8。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (2)

1.一种单镀孔铜的制作方法，其特征在于包括：

下料步骤：准备作为印制电路板的基板的多层板，并对基板进行裁切；

内层图形制作步骤：执行多层板的每个内层电路图形制作；

层压步骤：将内层电路图形、绝缘材料与外层铜箔压合在一起，组成完整的印制电路板结构；其中，外层铜箔采用的是满足印制电路板的外层面铜的铜厚要求的铜箔；

钻孔步骤：在印制电路板表面钻出预定孔径的孔，形成的孔的孔径≥0.25mm，而且形成的孔的厚径比≤8；

沉铜步骤：在孔壁沉上一层铜，使原来不导电的孔壁导电；

预镀步骤：在印制电路板的表面及孔内镀上一层预镀铜，预镀的铜层的厚度为5um；

贴膜曝光显影步骤：在印制电路板表面贴上一层干膜，使用预先制作的具有与需要电镀孔铜的孔相对应的期望图形的底片对干膜进行曝光，并使用显影技术将期望图形制作出来，由此使干膜只在金属化孔位置开窗；其中金属化孔位置开窗的半径比孔半径大50-100um；

单镀孔铜步骤：对显影出来的孔进行镀铜，以便使孔壁上的铜的厚度达到要求的标准；其中镀铜期间将电流设定在10-16A之间，并在板子两端使用陪镀板分流，陪镀板的高度与多层板相同，而且飞靶上的夹头为包胶夹头；

褪膜步骤：去除板面的干膜，将表面的铜面显露出来；

研磨步骤：将孔口凸起的铜磨平。

2.根据权利要求1所述的单镀孔铜的制作方法，其特征在于还包括在钻孔步骤之后执行且在沉铜步骤之前执行的步骤：

去毛刺步骤：去除钻孔后孔口出现的披锋、板面异物及氧化物；

去钻污步骤：去除孔壁内层铜上因钻头切削时高温产生的胶渣残留物。