CN103384453B - 一种印制电路内层可靠孔和线的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种印制电路内层可靠孔和线的加工方法。该加工方法先将内层双面覆铜板的面铜减薄且钻出所需导通孔，然后进行化学镀铜及快速电镀铜；接着运用图形转移技术将所需线路及导通孔露出，并进行图形电镀处理形成导电加厚层；再进行丝网印刷环氧树脂处理，将导通孔塞实并对导电加厚层覆盖保护，然后进行低温热固化环氧树脂；将电镀阻挡层去除，并将电镀阻挡层覆盖的导电层以及该部分导电层覆盖的面铜蚀刻除去；最后进行压合铜箔即可完成内层双面覆铜板导通孔和线路的制作，整个加工过程制作流程简单、操作实施容易、生产效率较高，而且可降低制作成本，提高产品品质，适合在印制电路板制造技术领域推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及印制电路板制造技术领域，具体涉及一种印制电路内层可靠孔和线的加工方法。
背景技术
在多层印制电路板的制造生产中，内层导通孔制造的一般流程为：钻孔、孔清洗、孔金属化、树脂塞孔、树脂热固化、磨板等步骤，制作工艺流程较长。塞孔过程是使用丝网印刷机印刷专用的热固性树脂油墨来完成，且丝网印刷树脂后需长时间的高温固化树脂，最后需对板面进行磨板处理已消除板面多余树脂，而磨板又会造成板材的变形，且树脂固化后硬度较大，不易将树脂研磨除尽。另外，塞孔树脂与基材的环氧树脂在Z轴的热膨胀系数不同，在高温环境中很容易引发爆板问题。白亚旭等人（印制电路信息，2013，No.4：197-202）、杨金爽等人（印制电路信息，2010，S1：137-145）等报告了用半固化片压合时直接塞导通孔（即埋孔）的方法，此方法塞孔相对饱满，且无气泡、可还减小爆板发生的机率，但运用的范围非常狭窄，当单位面积孔数较多，孔径比较大时往往会出现各种各样的问题，因此在实际生产中的运用非常有限。
在精细线路的制作方面，主要有减成法、全加成法和半加成法三种方法。减成法是使用最多的线路制作方法，但减成法由于使用化学蚀刻的方法而会出现侧蚀的情况，尤其是精细线路制作时侧蚀则更严重，且经常发生线路断路失效。全加成法制作工艺非常适合精细线路的制作，其表现出流程短、无需蚀刻，环境友好等特点，但全加成法对基材有着特殊的要求，制作成本相对较高，因此在印制线路的制造中没有得到广泛的运用。传统的半加成法工艺，其原理是通过图形电镀在较薄的铜层上加厚线路，并用化学蚀刻方法将非线路部分的薄铜蚀刻去除，此方法制作的线路侧蚀较小，线路基本呈矩形，改良型的半加成法在图形电镀时可同时完成孔金属化及较薄铜层上线路的加厚制作。何波等人（印制电路信息，2008，No.3：29-32）、陈苑明等人（电镀与精饰，2012，vol.34，No.7：5-9）等对半加成法制作精细线路的方法进行了报道，但半加成法的较大缺点是化学蚀刻过程需要对整块板面全部蚀刻，因此，在去除非线路部分铜箔的同时，也会将线路部分的铜以及孔内的铜蚀刻掉一部分，这不仅会对线路及导通孔的铜层造成破坏，还大大降低了制作的效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种制作流程简单、操作实施容易、可节约制作成本、提高产品品质及生产效率的印制电路内层可靠孔和线的加工方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：该印制电路内层可靠孔和线的加工方法，包括以下步骤：
A、对内层双面覆铜板进行面铜减薄处理；
B：在经过步骤A处理后的双面覆铜板上钻导通孔；
C：对步骤B中钻出的导通孔内表面进行化学镀铜形成电镀种子层，然后对整个双面覆铜板进行快速电镀铜处理，使双面覆铜板的表面以及导通孔的内表面形成导电层；
D：在经过步骤C处理后的双面覆铜板表面贴感光干膜，然后进行曝光处理，露出需形成线路部分的导电层及导通孔，最后经显影完成图形转移处理，感光干膜经曝光处理后剩余部分形成电镀阻挡层；
E：对步骤D中露出的需形成线路部分的导电层及导通孔进行图形电镀处理，使形成线路部分的导电层表面及导通孔内表面的导电层表面形成导电加厚层，并且所述导电加厚层的厚度小于电镀阻挡层的厚度；
F：对经过步骤E处理后的双面覆铜板进行丝网印刷环氧树脂处理，将导通孔塞实并对导电加厚层覆盖保护，然后进行低温热固化环氧树脂处理形成环氧树脂层；
G：将经过步骤F处理后的双面覆铜板表面的电镀阻挡层去除，并利用快速蚀刻将电镀阻挡层覆盖的导电层以及该部分导电层覆盖的面铜蚀刻除去；
H：将步骤G所得的双面覆铜板用半固化片粘合剂与外层铜箔压合形成外层导电铜层。
进一步的是，在步骤A中，双面覆铜板经过面铜减薄处理后的面铜厚度小于5μm。
进一步的是，在步骤C中，在对导通孔内表面进行化学镀铜之前先对导通孔进行孔清洗处理。
进一步的是，在步骤C中，所形成的电镀种子层的厚度为0.5μm～1.0μm，所形成的导电层的厚度为2μm。
进一步的是，在步骤D中，所使用的感光干膜的厚度大于或等于35μm。
进一步的是，在步骤D中，所述曝光处理采用激光直接成像系统完成。
进一步的是，在步骤E中，所述图形电镀处理所使用的镀液为高酸低铜体系，其中H2SO4的质量浓度为180g/L～250g/L，CuSO4的质量浓度为40g/L～80g/L。
进一步的是，步骤E中，在进行图形电镀处理的过程中，电流密度为1.5～2.0A/dm2，电镀时间80～100min。
进一步的是，步骤F中，在进行低温固化环氧树脂的过程中，热固化环氧树脂的温度为80～120℃，固化时间为20～40min。
进一步的是，在步骤G中，快速蚀刻所使用的蚀刻液为H2O2、H2SO4体系。
本发明的有益效果：该印制电路内层可靠孔和线的加工方法先将内层双面覆铜板的面铜减薄且钻出所需导通孔，然后进行化学镀铜及快速电镀铜；接着运用图形转移技术将所需线路及导通孔露出，并进行图形电镀处理形成导电加厚层；再进行丝网印刷环氧树脂处理，将导通孔塞实并对导电加厚层覆盖保护，然后进行低温热固化环氧树脂；将电镀阻挡层去除，并将电镀阻挡层覆盖的导电层以及该部分导电层覆盖的面铜蚀刻除去；最后进行压合铜箔即可完成内层双面覆铜板导通孔和线路的制作，整个加工过程制作流程简单、操作实施容易、生产效率较高，而且先经过图形电镀处理形成导电加厚层，再进行丝网印刷环氧树脂处理将导通孔塞实并对导电加厚层覆盖保护后只需低温短时间热固化环氧树脂，无需磨板处理，可节约时间及能源，大大降低了制作成本，另外，在将电镀阻挡层去除并将电镀阻挡层覆盖的导电层以及该部分导电层覆盖的面铜蚀刻除去的过程中，由于环氧树脂对线路及导通孔的保护，蚀刻时线路部分及导通孔不会被减薄，避免了线路断路的发生，再者环氧树脂完成固化反应后，介质层及导通孔内的环氧树脂形成有机整体，粘结牢固，且导通孔百分之百全部被塞满，孔内无气泡，可减少分层爆板发生的机率，提高产品品质。
附图说明
图1是本发明进行面铜减薄处理前的双面覆铜板结构示意图；
图2是本发明进行面铜减薄处理后的双面覆铜板结构示意图；
图3是本发明钻导通孔后的双面覆铜板结构示意图；
图4是本发明对导通孔内表面进行化学镀铜后的双面覆铜板结构示意图；
图5是本发明进行快速电镀铜处理后的双面覆铜板结构示意图；
图6是本发明进行图形转移处理后的双面覆铜板结构示意图；
图7是本发明进行图形电镀处理后的双面覆铜板结构示意图；
图8是本发明进行丝网印刷环氧树脂处理后的双面覆铜板结构示意图；
图9是本发明去除电镀阻挡层并进行快速蚀刻处理后的双面覆铜板结构示意图；
图10是本发明用半固化片粘合剂与外层铜箔压合后的双面覆铜板结构示意图；
图中标记说明：绝缘介质层101、面铜102、导通孔2、电镀种子层3、导电层4、电镀阻挡层5、导电加厚层6、环氧树脂层7、外层导电铜层8。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
该印制电路内层可靠孔和线的加工方法，包括以下步骤：
A、对内层双面覆铜板进行面铜减薄处理，所述双面覆铜板由绝缘介质层101的覆盖在绝缘介质层101上表面以及下表面的面铜102构成，所述面铜减薄处理可以采用化学蚀刻法、机械研磨法或两者相结合的方法实现；
B：在经过步骤A处理后的双面覆铜板上钻导通孔2，所述导通孔2的大小根据实际需要而定，所述导通孔2可采用机械钻孔、激光钻孔等方法钻出；
C：对步骤B中钻出的导通孔2内表面进行化学镀铜形成电镀种子层3，然后对整个双面覆铜板进行快速电镀铜处理，使双面覆铜板的表面以及导通孔2的内表面形成导电层4；
D：在经过步骤C处理后的双面覆铜板表面贴感光干膜，然后进行曝光处理，露出需形成线路部分的导电层4及导通孔2，最后经显影完成图形转移处理，感光干膜经曝光处理后剩余部分形成电镀阻挡层5；
E：对步骤D中露出的需形成线路部分的导电层4及导通孔2进行图形电镀处理，使形成线路部分的导电层4表面及导通孔2内表面的导电层4表面形成导电加厚层6，并且所述导电加厚层6的厚度小于电镀阻挡层5的厚度；
F：对经过步骤E处理后的双面覆铜板进行丝网印刷环氧树脂处理，将导通孔2塞实并对导电加厚层6覆盖保护，然后进行低温热固化环氧树脂形成环氧树脂层7；
G：将经过步骤F处理后的双面覆铜板表面的电镀阻挡层5去除，并利用快速蚀刻将电镀阻挡层5覆盖的导电层4以及该部分导电层4覆盖的面铜102蚀刻除去；
H：将步骤G所得的双面覆铜板用半固化片粘合剂与外层铜箔压合形成外层导电铜层8。
该印制电路内层可靠孔和线的加工方法先将内层双面覆铜板的面铜减薄且钻出所需导通孔2，然后进行化学镀铜及快速电镀铜；接着运用图形转移技术将所需线路及导通孔2露出，并进行图形电镀处理形成导电加厚层6；再进行丝网印刷环氧树脂处理，将导通孔2塞实并对导电加厚层6覆盖保护，然后进行低温热固化环氧树脂；将电镀阻挡层5去除，并将电镀阻挡层5覆盖的导电层4以及该部分导电层4覆盖的面铜102蚀刻除去；最后进行压合铜箔即可完成内层双面覆铜板导通孔2和线路的制作，整个加工过程制作流程简单、操作实施容易、生产效率较高，而且先经过图形电镀处理形成导电加厚层6，再进行丝网印刷环氧树脂处理将导通孔2塞实并对导电加厚层6覆盖保护后只需低温短时间热固化环氧树脂，无需磨板处理，可节约时间及能源，大大降低了制作成本，另外，在将电镀阻挡层5去除并将电镀阻挡层5覆盖的导电层4以及该部分导电层4覆盖的面铜102蚀刻除去的过程中，由于环氧树脂对线路部分及导通孔2的保护，蚀刻时线路部分及导通孔2不会被减薄，避免了线路断路的发生，再者环氧树脂完成固化反应后，介质层及导通孔2内的环氧树脂形成有机整体，粘结牢固，且导通孔2百分之百全部被塞满，孔内无气泡，可减少分层爆板发生的机率，提高产品品质。
在上述加工过程中，在进行步骤A处理时，为了提高产品品质，双面覆铜板经过面铜减薄处理后的面铜102厚度应小于5μm。
进一步的是，在步骤C中，为了保证化学镀铜后形成的电镀种子层3厚度均匀一致，无凸点，在对导通孔2内表面进行化学镀铜之前先对导通孔2进行孔清洗处理，可以彻底清除钻孔时留下的碎屑。
为了节约制作成本、提高产品品质及生产效率，在步骤C中，所形成的电镀种子层3的厚度优选为0.5μm～1.0μm，所形成的导电层4的厚度优选为2μm；在步骤D中，所使用的感光干膜的厚度大于或等于35μm。
为了保证曝光处理的精确度，在步骤D中，所述曝光处理采用激光直接成像系统完成。
为了保证图形电镀处理的效果，在步骤E中，所述图形电镀处理所使用的镀液为高酸低铜体系，其中H2SO4的质量浓度为180g/L～250g/L，CuSO4的质量浓度为40g/L～80g/L；进一步的是，步骤E中，在进行图形电镀处理的过程中，电流密度为1.5～2.0A/dm2，电镀时间80～100min。
另外，为了提高产品品质及生产效率，步骤F中，在进行低温固化环氧树脂的过程中，热固化环氧树脂的温度优选为80～120℃，固化时间优选为20～40min。
再者，为了保证快速蚀刻的效果，在步骤G中，快速蚀刻所使用的蚀刻液为H2O2、H2SO4体系。
Claims (10)
1.一种印制电路内层可靠孔和线的加工方法，其特征在于包括以下步骤：
A、对内层双面覆铜板进行面铜减薄处理；
B：在经过步骤A处理后的双面覆铜板上钻导通孔（2）；
C：对步骤B中钻出的导通孔（2）内表面进行化学镀铜形成电镀种子层（3），然后对整个双面覆铜板进行快速电镀铜处理，使双面覆铜板的表面以及导通孔（2）的内表面形成导电层（4）；
D：在经过步骤C处理后的双面覆铜板表面贴感光干膜，然后进行曝光处理，露出需形成线路部分的导电层（4）及导通孔（2），最后经显影完成图形转移处理，感光干膜经曝光处理后剩余部分形成电镀阻挡层（5）；
E：对步骤D中露出的需形成线路部分的导电层（4）及导通孔（2）进行图形电镀处理，使形成线路部分的导电层（4）表面及导通孔（2）内表面的导电层（4）表面形成导电加厚层（6），并且所述导电加厚层（6）的厚度小于电镀阻挡层（5）的厚度；
F：对经过步骤E处理后的双面覆铜板进行丝网印刷环氧树脂处理，将导通孔（2）塞实并对导电加厚层（6）覆盖保护，然后进行低温热固化环氧树脂处理形成环氧树脂层（7）；
G：将经过步骤F处理后的双面覆铜板表面的电镀阻挡层（5）去除，并利用快速蚀刻将电镀阻挡层（5）覆盖的导电层（4）以及该部分导电层（4）覆盖的面铜（102）蚀刻除去；
H：将步骤G所得的双面覆铜板用半固化片粘合剂与外层铜箔压合形成外层导电铜层（8）。
2.如权利要求1所述的印制电路内层可靠孔和线的加工方法，其特征在于：在步骤A中，双面覆铜板经过面铜减薄处理后的面铜（102）厚度小于5μm。
3.如权利要求2所述的印制电路内层可靠孔和线的加工方法，其特征在于：在步骤C中，在对导通孔（2）内表面进行化学镀铜之前先对导通孔（2）进行孔清洗处理。
4.如权利要求3所述的印制电路内层可靠孔和线的加工方法，其特征在于：在步骤C中，所形成的电镀种子层（3）的厚度为0.5μm～1.0μm，所形成的导电层（4）的厚度为2μm。
5.如权利要求4所述的印制电路内层可靠孔和线的加工方法，其特征在于：在步骤D中，所使用的感光干膜的厚度大于或等于35μm。
6.如权利要求5所述的印制电路内层可靠孔和线的加工方法，其特征在于：在步骤D中，所述曝光处理采用激光直接成像系统完成。
7.如权利要求6所述的印制电路内层可靠孔和线的加工方法，其特征在于：在步骤E中，所述图形电镀处理所使用的镀液为高酸低铜体系，其中H2SO4的质量浓度为180g/L～250g/L，CuSO4的质量浓度为40g/L～80g/L。
8.如权利要求7所述的印制电路内层可靠孔和线的加工方法，其特征在于：步骤E中，在进行图形电镀处理的过程中，电流密度为1.5～2.0A/dm2，电镀时间80～100min。
9.根据权利要求1至8中任意一项权利要求所述的印制电路内层可靠孔和线的加工方法，其特征在于：步骤F中，在进行低温固化环氧树脂的过程中，热固化环氧树脂的温度为80～120℃，固化时间为20～40min。
10.如权利要求9所述的印制电路内层可靠孔和线的加工方法，其特征在于：在步骤G中，快速蚀刻所使用的蚀刻液为H2O2、H2SO4体系。
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