CN103179812B - 高多阶hdi印刷电路板的制作方法 - Google Patents

高多阶hdi印刷电路板的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高多阶HDI印刷电路板的制作方法，依据产品的层数及盲孔叠数，工程预先设计叠层结构，同时结合压合次数及材料特性进行芯板涨缩系数预补偿，对不同的图形层别及生产定位基准点进行系统化的设计所需对位基准靶标坐标、形状、尺寸以及工艺对位方式等，以达到不同层别、不同组成元素间的对位匹配性及涨缩对位精度，兼顾了三阶HDI印刷电路板的生产过程中将会出现的各种因素的对位问题，解决了1-3阶HDI产品的内层图形、次外层线路、次外层埋孔、外层线路、机械通孔、镭射盲孔以及阻焊等一系列关键PCB工艺间的对准度问题，同时可以确保微盲孔的叠孔精度以及盲孔、通孔与线路图形的对位精度匹配性。

Description

高多阶HDI印刷电路板的制作方法
技术领域
本发明涉及印刷电路板(PCB)工程设计及生产制程领域，尤其涉及一种高多阶HDI印刷电路板的制作方法。
背景技术
随着目前电子产品持续而迅速小型化、轻便化、多功能化的趋势，高密度的安装技术的发展，行业上对于作为原件的载体和连接体印刷电路板越来越提出了更高的要求，以便其能够成为具有高密度、高精度、高可靠性的能大幅度提高组装密度的电子元部件。因此应用于新的PCB工艺技术的高密度互连(highdensityinterconnection，HDI)被广泛应用于各种电子产品，HDI板技术的应用范围越来越广。
由于高多阶HDI印刷电路板一般需经过多次热压合达到所需的层数，同时并通过制作多次的埋、盲孔、通孔及内外层线路图形等元素，达到所需的选择性或任意层间的电气性能互联，在此过程中，如果因各层别及各组成元素间的对位基准及对位精度的不同，势必造成诸如偏孔、图形移位、盲孔叠孔错位、盲/通孔与线路图形间的涨缩不一致等缺陷，严重影响到产品的品质及性能可靠性，因此需要提出一种可以解决上述问题的高多阶HDI印刷电路板的制作方法。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是现有高多阶HDI印刷电路板的制作方法造成诸如偏孔、图形移位、盲孔叠孔错位、盲/通孔与线路图形间的涨缩不一致等缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了一种高多阶HDI印刷电路板的制作方法，所述高多阶HDI印刷电路板包括依序叠层的L1-L8共8层芯板，所述制作方法包括：
步骤S1，根据叠层结构、芯板材料特性以及制程中的涨缩变化率，对L4/L5层芯板的机械埋孔进行涨缩系数动态预补偿；
步骤S2，对L4/L5层芯板的机械埋孔进行钻带预补偿后，由机械钻孔进行生产L4/L5层埋孔层别，做第一埋孔层别标记，在钻孔前在芯板的两个短边分别打一个销钉定位孔做定位；
步骤S3，对L4/L5层芯板机械埋孔加工后，L4/L5层线路以第一埋孔层别标记中的标准定位靶孔为基准，对应的图形线路菲林￠1.0mm实心黑点，第一埋孔层别标记中的标准定位靶孔对应￠3.2mm机械孔，两者通过全自动曝光机对准，制作线路图形层；
步骤S4，对L4/L5层芯板上制作线路图形层时，工程线路菲林片中同步在芯板板边上制作7个标准定位靶标，以及4个分布于芯板短边及长边的镭射标准靶标；
步骤S5，对L4/L5层芯板制作线路图形层后，经第一次热压合形成L3/L6层，通过X-RAY抓取L4/L5层中7个标准定位靶标，钻出第一靶标孔、第二靶标孔、第三靶标孔、第四靶标孔、第五靶标孔、第六靶标孔和第七靶标孔共7个￠3.175mmX-RAY靶标孔，其中，第一靶标孔、第二靶标孔和第三靶标孔位于芯板的短边中部，其作为N-1次机械埋孔定位PIN孔，第四靶标孔、第五靶标孔、第六靶标孔和第七靶标孔位于芯板短边及长边的角落，其作为N-1次外层或外层的曝光对位靶标，第四靶标孔为防呆孔，此7个孔同所述镭射对位靶标同时设置于内层芯板或N-1次外层图形中，L3/L4、L5/L6层镭射盲孔定位时采用L4/L5层中的镭射对位靶标进行定位；
步骤S6，对L3/L6层镭射盲孔加工后，依据抓取的L4/L5层中4个实际镭射靶标的涨缩数据，并依此为涨缩依据，导入L3/L6层中的机械埋孔钻带涨缩预放中，做第二埋孔层别标记，使第二埋孔层别标记与L4/L5层线路图形、镭射层别一一匹配；
步骤S7，对第二埋孔层别标记进行机械埋孔加工后，L3/L6层线路图形制作时，依据镭射埋孔加工后的涨缩数据，采用第四靶标孔、第五靶标孔、第六靶标孔和第七靶标孔标准对位靶标孔进行L3/L6层线路定位曝光，使镭射层、机械埋孔、线路图形层三者均采用同一系统定位坐标，确保了三者涨缩对位的精度及匹配性；
步骤S8，对L3/L6层制作线路图形时，同步骤S4一致，使之形成下一层别的对位系统，确保后期的L2/L7层的X-RAY孔的定位及镭射定位制作，进而用作L2/L7层钻孔层、线路图形层及盲孔定位基准；
步骤S9，对L3/L6层制作线路图形后，经第二次热压合形成L2/L7层，同步骤S5、步骤S6和步骤S7一致，使之依据前一层别的定位方式，形成当前层别所需的镭射层、机械埋孔和线路图形层等，同时为后期制作的下一层别提供所需的定位基准点；
步骤S10，对L2/L7层制作线路图形后，经第三次热压合形成L1/L8层，同步骤S5、步骤S6和步骤S7一致，使之依据前一层别的定位方式，形成外层所需的镭射层、机械通孔和线路图形层等；同时外层通孔、外层线路图形层制作的同时在其制作工程设计资料上增加后期的成型锣板定位基准孔以及阻焊工序所需的图形定位基准点；
步骤S11，对L1/L8层制作线路图形时，工程线路菲林片中同步在芯板板边上制作4个标准定位图形，分布于芯板短边及长边，用于后期阻焊图形定位基准；
步骤S12，如步骤S10所述，制作外层通孔时，在设计钻带资料中增加成型锣板定位孔，使成型锣板时的涨缩基准依据钻带涨缩数据所得，同时成型加工时依据其同一涨缩对位系统的定位方式。
在本发明的一较佳实施例中，步骤S2中，如果L4/L5不做埋孔则直接按内层制作L4/L5层线路，菲林对齐，中间放板，对位图标内层奇数层做实心黑点，直径3.0mm，偶数层做铜pad中间掏5mm开窗。
在本发明的一较佳实施例中，步骤S5中，每增加一次次外层则增加一套标准靶标，图形位置与前一层别的靶标位置相错开设计。
相较于现有技术，本发明高多阶HDI印刷电路板的制作方法兼顾了三阶HDI印刷电路板的生产过程中将会出现的各种因素的对位问题，解决了1-3阶HDI产品的内层图形、次外层线路、次外层埋孔、外层线路、机械通孔、镭射盲孔以及阻焊等一系列关键PCB工艺间的对准度问题，同时可以确保微盲孔的叠孔精度(+/-25um)以及盲孔、通孔与线路图形的对位精度匹配性(+/-50um)。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明的工程设计制作路线流程示意图；
图2是本发明的举例产品结构分解示意图；
图3是本发明的对位基准点设计图形及分布方位示意图；
图4是本发明的外层线路图形供与阻焊对位基准点所设计的图形示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种高多阶HDI印刷电路板的制作方法，请参阅图1至图4，以下以8层3阶HDI产品举例说明本发明的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：
步骤S1，对L4/L5层芯板的机械埋孔进行钻带预补偿：根据叠层结构、芯板材料特性以及制程中的涨缩变化率等，对L4/L5层芯板的机械埋孔进行涨缩系数动态预补偿，使芯板加工机械埋孔时，达到所需的钻带涨缩系数的拉伸，以期能在后续的多次压合及制程过程中，成品达到客户终端所需的1：1图形对位精度比例；
步骤S2，对L4/L5层芯板机械埋孔加工：对L4/L5层芯板的机械埋孔进行钻带预补偿后，由机械钻孔进行生产L4/L5层埋孔层别，记M45，由于机械埋孔加工前芯板无专用定位基准，因此在钻孔前按芯板定位系统设计，在两个短边分别打一个销钉定位孔做定位，如果L4/L5不做埋孔则直接按内层制作L4/L5层线路，菲林对齐，中间放板，对位图标内层奇数层做实心黑点，直径3.0mm，偶数层做铜pad中间掏5mm开窗，分别在菲林短边各设置一个，由此保证L4/L5层机械埋孔的孔位精度及均一性；
步骤S3，对L4/L5层芯板机械埋孔加工后，L4/L5层线路以M45中的标准定位靶孔为基准，对应的图形线路菲林￠1.0mm实心黑点，M45中的标准定位靶孔对应￠3.2mm机械孔，两者通过全自动曝光机对准，制作线路图形层，从而满足L4/L5层图形线路与L4/L5层机械埋孔的所需对位精度匹配性；
步骤S4，对L4/L5层芯板制作线路图形层：对L4/L5层芯板上制作线路图形层时，工程线路菲林片中同步在芯板板边(即PNL工具板边)上制作7个标准定位靶标，以及4个镭射标准靶标(如图3中的a、b、c、d)，分布于PNL短边及长边，用于后期的L3/L6层X-RAY孔的定位及镭射定位制作，进而用作L3/L6层钻孔层、线路图形层及盲孔定位基准，确保各加工元素的对位精度及一致性；
步骤S5，对L3/L6层镭射盲孔加工：对L4/L5层芯板制作线路图形层后，经第一次热压合形成L3/L6层，通过X-RAY精密抓取L4/L5层中7个标准定位靶标，钻出7个￠3.175mmX-RAY通孔，如图3中A、B、C、D、E、F、G为X-RAY钻出的靶标孔，A、B、C为N-1次机械埋孔定位PIN孔，D、E、F、G为N-1次外层或外层的曝光对位靶标，其中E为防呆孔，此7个孔同镭射对位靶标(a、b、c、d)同时设置于内层芯板或N-1次外层图形中(每增加一次次外层须增加一套标准靶标，图形位置与前一层别的靶标位置相错开设计，此种设计减小了X-RAY钻靶机、机械钻孔、图转曝光机的误差累积，有效提高各因素的对准度，确保了各因素的统一对位基准点)，L3/L4、L5/L6层镭射盲孔定位时采用L4/L5层中的镭射对位靶标进行定位(如图3中的a、b、c、d)，以使L3/L4、L5/L6层镭射盲孔同L4/L5层线路pad涨缩对位精度及一致性完全匹配；
步骤S6，对M36进行机械埋孔加工：对L3/L6层镭射盲孔加工后，依据抓取的L4/L5层中a、b、c、d实际镭射靶标的涨缩数据，并依此为涨缩依据，导入L3/L6层中的机械埋孔钻带涨缩预放中，记M36，使M36与L4/L5层线路图形、镭射层别一一匹配；
步骤S7，对M36进行机械埋孔加工后，L3/L6层线路图形制作时，依据镭射埋孔加工后的涨缩数据，采用图3中的D、E、F、G标准对位靶标孔进行L3/L6层线路定位曝光，使镭射层、机械埋孔、线路图形层三者均采用同一系统定位坐标，确保了三者涨缩对位的精度及匹配性；
步骤S8，对L3/L6层制作线路图形时，同步骤S4一致，使之形成下一层别的对位系统，确保后期的L2/L7层的X-RAY孔的定位及镭射定位制作，进而用作L2/L7层钻孔层、线路图形层及盲孔定位基准，确保各加工元素的对位精度及一致性；
步骤S9，对L2/L7层制作线路图形：对L3/L6层制作线路图形后，经第二次热压合形成L2/L7层，同步骤S5、步骤S6和步骤S7一致，使之依据前一层别(即L3/L6层)的定位方式，形成当前层别所需的镭射层、机械埋孔和线路图形层等，同时为后期制作的下一层别提供所需的定位基准点，如步骤S8，确保了前后层别与当前L2/L7层别的涨缩定位精度及各因素的匹配性；
步骤S10，对L2/L7层制作线路图形后，经第三次热压合形成L1/L8层(即外层)，同步骤S5、步骤S6和步骤S7一致，使之依据前一层别的定位方式，形成外层所需的镭射层、机械通孔和线路图形层等，确保了所有的内外层别的涨缩定位精度及各因素的匹配性；同时外层通孔、外层线路图形层制作的同时在其制作工程设计资料上增加后期的成型锣板定位基准孔以及阻焊工序所需的图形定位基准点，确保后期的阻焊及锣板成型的对位精度；
步骤S11，对L1/L8层制作线路图形时，工程线路菲林片中同步在芯板板边(即PNL工具板边)上制作4个标准定位图形(如图4)，分布于PNL短边及长边，用于后期阻焊图形定位基准，确保阻焊图形与外层线路图形的涨缩数据及对位精度一致匹配性；
步骤S12，如步骤S10所述，工程制作外层通孔时，在设计钻带资料中增加成型锣板定位孔，使之成型锣板时的涨缩基准依据钻带涨缩数据所得，同时成型加工时依据其同一涨缩对位系统的定位方式，使之成品外型尺寸与内、外线路图形层、盲埋孔及机械通孔层等均为同一涨缩对位方式，确保了其所有因素的对位精度及一致匹配性。
本套高多阶HDI印刷电路板的对位系统，依据其产品的层数及盲孔叠数，工程预先设计叠层结构，同时结合压合次数及材料特性进行芯板涨缩系数预补偿，同步关联应用本套高多阶HDI涨缩对位系统，对不同的图形层别及生产定位基准点进行系统化的设计所需对位基准靶标坐标、形状、尺寸以及工艺对位方式等，以达到不同层别、不同组成元素间的对位匹配性及涨缩对位精度，兼顾了三阶HDI印刷电路板的生产过程中将会出现的各种因素的对位问题，解决了1-3阶HDI产品的内层图形、次外层线路、次外层埋孔、外层线路、机械通孔、镭射盲孔以及阻焊等一系列关键PCB工艺间的对准度问题，同时可以确保微盲孔的叠孔精度(+/-25um)以及盲孔、通孔与线路图形的对位精度匹配性(+/-50um)。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种高多阶HDI印刷电路板的制作方法，所述高多阶HDI印刷电路板包括依序叠层的L1-L8共8层芯板，其特征在于，包括：
步骤S1，根据叠层结构、芯板材料特性以及制程中的涨缩变化率，对L4/L5层芯板的机械埋孔进行涨缩系数动态预补偿；
步骤S2，对L4/L5层芯板的机械埋孔进行钻带预补偿后，由机械钻孔进行生产L4/L5层埋孔层别，做第一埋孔层别标记，在钻孔前在芯板的两个短边分别打一个销钉定位孔做定位；
步骤S3，对L4/L5层芯板机械埋孔加工后，L4/L5层线路以第一埋孔层别标记中的标准定位靶孔为基准，对应的图形线路菲林￠1.0mm实心黑点，第一埋孔层别标记中的标准定位靶孔对应￠3.2mm机械孔，两者通过全自动曝光机对准，制作线路图形层；
步骤S4，对L4/L5层芯板上制作线路图形层时，工程线路菲林片中同步在芯板板边上制作7个标准定位靶标，以及4个分布于芯板短边及长边的镭射标准靶标；
步骤S5，对L4/L5层芯板制作线路图形层后，经第一次热压合形成L3/L6层，通过X-RAY抓取L4/L5层中7个标准定位靶标，钻出第一靶标孔、第二靶标孔、第三靶标孔、第四靶标孔、第五靶标孔、第六靶标孔和第七靶标孔共7个￠3.175mmX-RAY靶标孔，其中，第一靶标孔、第二靶标孔和第三靶标孔位于芯板的短边中部，其作为N-1次机械埋孔定位PIN孔，第四靶标孔、第五靶标孔、第六靶标孔和第七靶标孔位于芯板短边及长边的角落，其作为N-1次外层或外层的曝光对位靶标，第四靶标孔为防呆孔，此7个孔同镭射对位靶标同时设置于内层芯板或N-1次外层图形中，L3/L4、L5/L6层镭射盲孔定位时采用L4/L5层中的镭射对位靶标进行定位；
步骤S6，对L3/L6层镭射盲孔加工后，依据抓取的L4/L5层中4个实际镭射靶标的涨缩数据，并依此为涨缩依据，导入L3/L6层中的机械埋孔钻带涨缩预放中，做第二埋孔层别标记，使第二埋孔层别标记与L4/L5层线路图形、镭射层别一一匹配；
步骤S7，对第二埋孔层别标记进行机械埋孔加工后，L3/L6层线路图形制作时，依据镭射埋孔加工后的涨缩数据，采用第四靶标孔、第五靶标孔、第六靶标孔和第七靶标孔标准对位靶标孔进行L3/L6层线路定位曝光，使镭射层、机械埋孔、线路图形层三者均采用同一系统定位坐标，确保了三者涨缩对位的精度及匹配性；
步骤S8，对L3/L6层制作线路图形时，同步骤S4一致，使之形成下一层别的对位系统，确保后期的L2/L7层的X-RAY孔的定位及镭射定位制作，进而用作L2/L7层钻孔层、线路图形层及盲孔定位基准；
步骤S9，对L3/L6层制作线路图形后，经第二次热压合形成L2/L7层，同步骤S5、步骤S6和步骤S7一致，使之依据前一层别的定位方式，形成当前层别所需的镭射层、机械埋孔和线路图形层，同时为后期制作的下一层别提供所需的定位基准点；
步骤S10，对L2/L7层制作线路图形后，经第三次热压合形成L1/L8层，同步骤S5、步骤S6和步骤S7一致，使之依据前一层别的定位方式，形成外层所需的镭射层、机械通孔和线路图形层；同时外层通孔、外层线路图形层制作的同时在其制作工程设计资料上增加后期的成型锣板定位基准孔以及阻焊工序所需的图形定位基准点；
步骤S11，对L1/L8层制作线路图形时，工程线路菲林片中同步在芯板板边上制作4个标准定位图形，分布于芯板短边及长边，用于后期阻焊图形定位基准；
步骤S12，如步骤S10所述，制作外层通孔时，在设计钻带资料中增加成型锣板定位孔，使成型锣板时的涨缩基准依据钻带涨缩数据所得，同时成型加工时依据其同一涨缩对位系统的定位方式。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤S2中，如果L4/L5不做埋孔，则直接按内层制作L4/L5层线路，菲林对齐，中间放板，对位图标内层奇数层做实心黑点，直径3.0mm，偶数层做铜pad中间掏5mm开窗。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤S5中，每增加一次次外层则增加一套标准靶标，图形位置与前一层别的靶标位置相错开设计。
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