CN103153002A - 具有三面包夹孔铜结构印制电路板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有三面包夹孔铜结构印制电路板的制造方法，印制电路板具有至少三层电路板，包括以下步骤：在每层电路板上钻导通孔，该导通孔的内壁包括沿其厚度方向相互交替的树脂复合层内壁和内铜层内壁；对导通孔进行等离子蚀刻处理，咬蚀各树脂复合层内壁处的树脂，各树脂复合层内的玻璃纤维露出至树脂外部，然后用高压水洗清理导通孔内的粉尘；用碱性高锰酸钾溶液对导通孔进行化学除胶处理，将树脂复合层的内壁粗糙化；对导通孔进行玻纤蚀刻处理，将露出于树脂外部的玻璃纤维蚀刻掉，并形成树脂复合层内壁内凹、内铜层内壁外凸的结构；在导通孔内壁和电路板表面形成电镀铜层，将各内铜层连通，并形成内铜层嵌入电镀铜层的结构。
Description
技术领域
本发明涉及电路板加工技术领域，特别是涉及一种具有三面包夹孔铜结构印制电路板的制造方法。
背景技术
随着电子产品的发展，印制电路板的应用范围越来越广，其工作环境更加复杂、严酷。印制电路板在特殊环境下的可靠性要求也越来越高。三面包夹孔铜结构作为保证印制电路板电气性能稳定性的重要品质控制手段，已成为我国国军标、航天印制板产品标准中的一个基本要求。所谓三面包夹，是指多层PCB板在孔壁上将内层铜环间的介质等蚀去后各内层铜环向孔中突出少许，再经PTH及后续镀铜得到铜孔壁后，形成孔铜以三面包的方式与各层孔环牢牢相扣，增加孔壁化学镀铜层与内层铜环连接面积以强化可靠性。
对于三面包夹孔铜结构印制电路板的制作过程来说，最为关键的是对孔内介质的蚀刻。在行业内，蚀刻孔内介质主要有两种方法。其一是湿法，即化学除胶的方法，用化学药水对孔内介质进行氧化以达到蚀刻介质，其对树脂的腐蚀较温和且凹蚀量小，蚀刻效率非常低。单独利用化学除胶的方法难以达到制作符合军标、航标要求的三面包夹孔铜结构。而另一种方法是干法，即等离子技术，其对树脂的蚀刻效率较高。但却会带来严重的孔粗和芯吸效应，产品品质难以达到军标、航标的要求。
发明内容
基于此，针对上述问题，本发明提出一种具有三面包夹孔铜结构印制电路板的制造方法，其凹蚀深度能够达到我国军标、航标对三面包夹孔铜结构印制电路板的要求。
本发明的技术方案是：一种具有三面包夹孔铜结构印制电路板的制造方法，印制电路板具有至少三层电路板，包括以下步骤：
a．在每层电路板上钻导通孔，该导通孔的内壁包括沿其厚度方向相互交替的树脂复合层内壁和内铜层内壁；
b．对导通孔进行等离子蚀刻处理，等离子蚀刻时间为40分钟—60分钟，咬蚀各树脂复合层内壁处的树脂，各树脂复合层内的玻璃纤维露出至树脂外部，然后用高压水洗清理导通孔内的粉尘；
c．用碱性高锰酸钾溶液对导通孔进行化学除胶处理，除胶时间为15分钟—25分钟，将树脂复合层的内壁粗糙化；
d．对导通孔进行玻纤蚀刻处理，蚀刻时间为6分钟—12分钟，将露出于树脂外部的玻璃纤维蚀刻掉，并形成树脂复合层内壁内凹、内铜层内壁外凸的结构；
e．在导通孔内壁和电路板表面形成电镀铜层，将各内铜层连通，并形成内铜层嵌入电镀铜层的结构。
在优选的实施例中，步骤a中的导通孔的直径大于0.15mm，内铜层嵌入电镀铜层的长度为5μm—80μm。
在优选的实施例中，步骤b在等离子蚀刻机内进行，具体步骤包括：
（1）向机腔内放入电路板；
（2）向机腔内通入氧气和氮气，进行预热，氧气和氮气的气体流量分别为1800sccm和200sccm；
（3）待机腔内的温度控制在125℃—130℃时，抽走氧气和氮气形成真空，并向机腔内通入充分混合的四氟化碳、氧气和氮气，其中，三者的气体流量分别为240sccm、1200sccm、160sccm。
在优选的实施例中，步骤d中通过蚀刻液将露出于树脂外部的玻璃纤维蚀刻掉，蚀刻液包括体积比为4%的盐酸、体积比为2%的玻璃蚀刻添加剂和体积比为94%的纯水，蚀刻的温度为22℃-35℃，盐酸的浓度为37%。
本发明的有益效果是：
（1）通过等离子除胶可将内壁处的树脂咬蚀，并利用玻纤蚀刻将外露出的玻璃纤维蚀刻掉，最后再结合化学除胶，从而有效解决除胶不净的问题；
（2）通过该工艺还可形成内铜层嵌入电镀铜层的结构，从而扩大两者的接触面积，增大两者的结合力，并可减少内铜层与电镀铜层分离现象的出现，提高电路板电气功能的稳定性；
（3）工艺简单、操作容易，采用等离子蚀刻、化学除胶和玻纤蚀刻方法对内层铜环间介质的蚀刻，很好地解决了用单一蚀刻方法无法达到军标、航标对三面包夹结构印制电路板孔铜凹蚀深度和品质要求的难题。
附图说明
图1是本发明实施例所述制造方法的工艺流程图；
图2是本发明实施例所述制造方法产品制造过程的结构流程示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例：
如图1和图2所示，一种具有三面包夹孔铜结构印制电路板的制造方法，印制电路板具有至少三层电路板，本实施例中，印制电路板具有四层电路板，包括以下步骤：
步骤S101,在每层电路板上钻导通孔，该导通孔的内壁包括沿其厚度方向相互交替的树脂复合层内壁和内铜层内壁；本步骤中的导通孔的直径大于0.15mm，内铜层嵌入电镀铜层的长度为5μm—80μm。
步骤S102，对导通孔进行等离子蚀刻处理，等离子蚀刻时间为40分钟—60分钟，咬蚀各树脂复合层内壁处的树脂，各树脂复合层内的玻璃纤维露出至树脂外部，然后用高压水洗清理导通孔内的粉尘；
本步骤在等离子蚀刻机内进行，具体步骤包括：
（1）向机腔内放入电路板；
（2）向机腔内通入氧气和氮气，进行预热，氧气和氮气的气体流量分别为1800sccm和200sccm；
（3）待机腔内的温度控制在125℃—130℃时，抽走氧气和氮气形成真空，并向机腔内通入充分混合的四氟化碳、氧气和氮气，其中，三者的气体流量分别为240sccm、1200sccm、160sccm。
步骤S103，用碱性高锰酸钾溶液对导通孔进行化学除胶处理，除胶时间为15分钟—25分钟，将树脂复合层的内壁粗糙化；
步骤S104，对导通孔进行玻纤蚀刻处理，蚀刻时间为6分钟—12分钟，将露出于树脂外部的玻璃纤维蚀刻掉，并形成树脂复合层内壁内凹、内铜层内壁外凸的结构；本步骤中通过蚀刻液将露出于树脂外部的玻璃纤维蚀刻掉，蚀刻液包括体积比为4%的盐酸、体积比为2%的玻璃蚀刻添加剂和体积比为94%的纯水，蚀刻的温度为22℃—35℃，盐酸的浓度为37%。
步骤S105，在导通孔内壁和电路板表面形成电镀铜层，将各内铜层连通，并形成内铜层嵌入电镀铜层的结构。
发明人通过对实施过程的跟进，使用等离子蚀刻、化学除胶和玻纤蚀刻相结合的方式，能有效地对各层铜环间介质进行特定要求深度的蚀刻，并在金属化孔后形成具有三面包夹的孔铜结构。在成品中，内层铜环向孔铜凸出的长度为5μm—80μm，即凹蚀深度为5μm—80μm。同时，通过互连应力测试，三面包夹孔铜结构的产品比常规工艺的具有更高的可靠性。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种具有三面包夹孔铜结构印制电路板的制造方法，印制电路板具有至少三层电路板，其特征在于，包括以下步骤：
a．在每层电路板上钻导通孔，该导通孔的内壁包括沿其厚度方向相互交替的树脂复合层内壁和内铜层内壁；
b．对导通孔进行等离子蚀刻处理，等离子蚀刻时间为40分钟—60分钟，咬蚀各树脂复合层内壁处的树脂，各树脂复合层内的玻璃纤维露出至树脂外部，然后用高压水洗清理导通孔内的粉尘；
c．用碱性高锰酸钾溶液对导通孔进行化学除胶处理，除胶时间为15分钟—25分钟，将树脂复合层的内壁粗糙化；
d．对导通孔进行玻纤蚀刻处理，蚀刻时间为6分钟—12分钟，将露出于树脂外部的玻璃纤维蚀刻掉，并形成树脂复合层内壁内凹、内铜层内壁外凸的结构；
e．在导通孔内壁和电路板表面形成电镀铜层，将各内铜层连通，并形成内铜层嵌入电镀铜层的结构。
2.根据权利要求1所述的具有三面包夹孔铜结构印制电路板的制造方法，其特征在于，步骤a中的导通孔的直径大于0.15mm，内铜层嵌入电镀铜层的长度为5μm—80μm。
3.根据权利要求1所述的具有三面包夹孔铜结构印制电路板的制造方法，其特征在于，步骤b在等离子蚀刻机内进行，具体步骤包括：
（1）向机腔内放入电路板；
（2）向机腔内通入氧气和氮气，进行预热，氧气和氮气的气体流量分别为1800sccm和200sccm；
（3）待机腔内的温度控制在125℃—130℃时，抽走氧气和氮气形成真空，并向机腔内通入充分混合的四氟化碳、氧气和氮气，其中，三者的气体流量分别为240sccm、1200sccm、160sccm。
4.根据权利要求1所述的具有三面包夹孔铜结构印制电路板的制造方法，其特征在于，步骤d中通过蚀刻液将露出于树脂外部的玻璃纤维蚀刻掉，蚀刻液包括体积比为4%的盐酸、体积比为2%的玻璃蚀刻添加剂和体积比为94%的纯水，蚀刻的温度为22℃—35℃，盐酸的浓度为37%。
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