CN103732009A - 线路板盘中孔的树脂塞孔方法及盘中孔的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种线路板盘中孔的树脂塞孔方法及盘中孔的制作方法，属于印制线路板技术领域。该树脂塞孔方法包括钻孔、沉铜板镀、贴膜、镀孔、树脂塞孔、树脂固化、第一次磨板、褪膜、第二次磨板工序；通过将镀孔时所贴膜保留至树脂塞孔工序之后，对树脂塞孔工序中板面进行保护，仅露出需要树脂塞孔的孔进行树脂塞孔，并采取一次性高温完全固化树脂的方式，既保证了孔口树脂的平整性，又大大降低了磨板的难度，大幅度提升了磨板的合格率，采用该该树脂塞孔方法的盘中孔的制作方法，能够获得孔口树脂平整度很高的树脂塞孔，在该孔上镀铜，也能保证铜层的平整度良好，利于贴装元器件。
Description
技术领域
本发明涉及一种印制线路板的工艺方法，特别是涉及一种线路板盘中孔的树脂塞孔方法及盘中孔的制作方法。
背景技术
随着电子产品越来越微小型化、多功能化、高集成化的发展，要求PCB板件具有更高的布线密度。为了使层与层之间的布线空间更广，自由度更大，很多设计在考虑空间利用时会直接将通孔和微盲孔布设在连接盘中，这种结构称为VIP孔（即盘中孔），其制作工艺称为POFV（Plate Over Filled Via）工艺。VIP孔在后工序中要贴装元器件，需要在树脂塞孔的孔上镀铜，因此必须要保证良好的平整度。然而，由于这种工艺所使用的树脂本身特性的缘故，固化后的树脂非常坚硬，在去除板面残留树脂时十分困难。
现有POFV制作工艺中主要有两种去除残留树脂的方法，一种是将树脂直接终固化后磨板，由于树脂坚硬，板面残留树脂需要很大的切削量才能除去，多次磨板又会造成铜面露基材和孔口露基材的缺陷，因此报废率很高。另一种是塞孔完成后先低温固化树脂，再磨板去除板面残留树脂，最后高温完全固化孔内树脂。低温固化段由于温度不够高和反应时间不足，树脂固化不充分，磨板时孔内树脂容易被连带扯出，极易造成树脂与孔壁分离的缺陷，最后终固化时由于树脂收缩，也容易导致孔口树脂凹陷的不足，使得电镀后孔上铜层不平整，影响贴装元器件。
发明内容
基于此，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种线路板盘中孔的树脂塞孔方法，采用该方法，能够既保证孔口树脂的平整度，又能够降低打磨难度，大幅度提升了磨板的品质与合格率。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种线路板盘中孔的树脂塞孔方法，包括钻孔、沉铜板镀、贴膜、镀孔、树脂塞孔、树脂固化、第一次磨板、褪膜、第二次磨板工序；其中：
钻孔工序中，将需要树脂塞孔的孔和不需要树脂塞孔的孔均钻出；
贴膜工序中，在线路板的板面贴膜，并将需要树脂塞孔的孔开窗露出；
树脂塞孔工序中，将开窗露出的孔进行树脂塞孔；
树脂固化工序中，烘烤线路板，将树脂充分固化；
第一次磨板工序中，去除固化于膜表面的树脂；
褪膜工序中，将线路板置于褪膜液中浸泡，然后以喷淋压力为15-45psi，速度为0.5-2.0m/min，温度为45-65℃的条件进行褪膜；
第二次磨板工序中，针对树脂塞孔的孔进行局部磨板，将树脂塞孔高于板面的孔口树脂磨平。
本发明的线路板盘中孔的树脂塞孔方法，采取一次性高温固化完全的方式，可以避免磨板时因树脂固化不完全而导致的孔内树脂与孔壁分离现象，以及后续终固化时树脂收缩导致的孔口凹陷现象。并考虑到由于一次性高温固化，板面残留的树脂坚硬，需要很大的切削量才能除去，多次磨板又会造成铜面露基材和孔口露基材的缺陷，导致报废率高的问题，本发明将镀孔时所贴干膜保留至树脂塞孔工序之后，对树脂塞孔工序中板面进行保护，仅露出需要树脂塞孔的孔，就可以避免树脂粘在板面其他位置的铜面上，大大降低了磨板难度。
又因为将干膜进行了高温烘烤，在褪膜时具有一定的难度，容易残留，影响后面的工序。经过大量的研究和试验，本发明采用先在褪膜液中浸泡后再过褪膜线的褪膜方式，可以去除干净板面的干膜，避免膜的残留，达到很好的褪膜效果。
在其中一个实施例中，所述树脂固化工序中，将线路板在145-165℃下烘烤35-55min。采用上述条件，一次性将树脂固化。
在其中一个实施例中，所述褪膜工序中，所述褪膜液为质量百分比为10-30%的氢氧化钠水溶液，浸泡温度为65-85℃，浸泡时间为10-30min。经过浸泡，能够将经过高温烘烤后的膜褪除得更加干净。
在其中一个实施例中，所述褪膜工序中，以喷淋压力为20-35psi，速度为0.5-1.5m/min，温度为45-65℃的条件进行褪膜。
在其中一个实施例中，所述贴膜工序中，所述膜为30-50μm厚的干膜，利用曝光显影的方式将需要树脂塞孔的孔开窗露出。较厚的干膜，利于在第一次磨板工序中更好的保护板面，避免造成铜面露基材的缺陷。
在其中一个实施例中，所述树脂塞孔工序中，所述树脂为环氧树脂。在选择树脂时，所选树脂的Tg（玻璃化转变温度）、Z-CTE（Z轴膨胀系数）要与板材相匹配，树脂与孔壁铜以及后续树脂上的镀层铜要有良好的结合力。
在其中一个实施例中，所述第一次磨板工序中，采用的磨板条件为：600-800目陶瓷磨刷，研磨电流1.0-2.0A，和320-400目高切削不织布磨刷，研磨电流1.0-2.0A，和600-800目不织布磨刷，研磨电流1.5-3.5A，磨板速度2.0-3.0m/min。采用该条件，既可以去除固化于膜表面的树脂，又能避免产生铜面露基材的缺陷。
在其中一个实施例中，所述第二次磨板工序中，采用的磨板条件为：600-800目陶瓷磨刷，研磨电流0.5-1.5A，和320-400目高切削不织布磨刷，研磨电流0.5-1.5A，和600-800目不织布磨刷，研磨电流1.5-3.5A,磨板速度2.0-3.0m/min。采用该条件，可以将坚硬的高于孔口树脂打磨平整。
本发明还提供一种线路板盘中孔的制作方法，采用上述的线路板盘中孔的树脂塞孔方法，在第二次磨板工序之后，还包括有镀铜工序，所述镀铜工序中，在树脂塞孔的孔口树脂及板面其它位置均镀上铜层。
采用上述线路板盘中孔的制作方法，能够获得孔口树脂平整度很高的树脂塞孔，并且在该孔上镀铜，也能保证铜层的平整度良好。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的一种线路板盘中孔的树脂塞孔方法，通过在树脂塞孔前进行贴膜，对板面进行保护，仅露出需要树脂塞孔的孔，再进行树脂塞孔，并采取一次性高温完全固化树脂的方式，一方面可以避免磨板时因树脂固化不完全而导致的孔内树脂与孔壁分离现象，以及后续终固化时树脂收缩导致的孔口凹陷现象；另一方面还大大降低了磨板的难度，保证了孔口树脂的平整性，又大幅度提升了磨板的合格率。
本发明的一种线路板盘中孔的制作方法，采用了上述的线路板盘中孔的树脂塞孔方法，能够获得孔口树脂平整度很高的树脂塞孔，在该孔上镀铜，也能保证铜层的平整度良好，利于贴装元器件。
附图说明
图1为实施例1中树脂固化后示意图。
其中：1.干膜；2.树脂；3.需要塞树脂的孔；4.不需要塞树脂的孔。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种线路板盘中孔的制作方法，包括开料、压合、钻孔、沉铜板镀、贴膜、镀孔、树脂塞孔、树脂固化、第一次磨板、褪膜、第二次磨板、镀铜工序；其中：
开料、压合、沉铜板镀、镀孔、镀铜工序按照常规工艺制作。
钻孔工序中，将需要树脂塞孔的孔和不需要树脂塞孔的孔均钻出。
贴膜工序中，在线路板的板面贴厚度为30μm的干膜1，利用曝光显影的方式将需要树脂塞孔的孔3开窗露出，而不需要塞树脂的孔4则被干膜覆盖。
树脂塞孔工序中，将开窗露出的孔进行树脂塞孔，所述树脂2为环氧树脂。
树脂固化工序中，将线路板在145℃下烘烤55min，将树脂充分固化，如图1所示。
第一次磨板工序中，采用的磨板条件为：800目陶瓷磨刷1对，研磨电流1.0A，320目高切削不织布磨刷1对，研磨电流为1.0A，600目不织布磨刷2对，研磨电流为1.5A，磨板速度2.0m/min，去除固化于膜表面的树脂。
褪膜工序中，先将线路板在65℃、10%的氢氧化钠褪膜碱液中浸泡10min，后以喷淋压力为20psi，速度为1.5m/min，温度为45℃的条件过褪膜线一次，即可完全去除板面干膜。
第二次磨板工序中，采用的磨板条件为：800目陶瓷磨刷1对，研磨电流0.5A，320目高切削不织布磨刷1对，研磨电流为0.5A，600目不织布磨刷2对，研磨电流为1.5A，磨板速度2.0m/min，针对树脂塞孔的孔进行局部磨板，将树脂塞孔高于板面的孔口树脂磨平。
采用本实施例的方法制备得到线路板A。
实施例2
本实施例的线路板盘中孔的制作方法与实施例1的方法基本相同，不同在于：
贴膜工序中，采用的干膜厚度为40μm。
树脂固化工序中，将线路板在155℃下烘烤45min。
第一次磨板工序中，采用的磨板条件为：600目陶瓷磨刷1对，研磨电流1.5A，400目高切削不织布磨刷1对，研磨电流为1.5A，800目不织布磨刷2对，研磨电流为2.5A，磨板速度3.0m/min。
褪膜工序中，先将线路板在75℃、20%的氢氧化钠褪膜碱液中浸泡20min，后以喷淋压力为35psi，速度为1.0m/min，温度为55℃的条件过褪膜线一次，即可完全去除板面干膜。
第二次磨板工序中，采用的磨板条件为：600目陶瓷磨刷1对，研磨电流1.0A，400目高切削不织布磨刷1对，研磨电流为1.5A，800目不织布磨刷2对，研磨电流为2.5A，磨板速度3m/min。
采用本实施例的方法制备得到线路板B。
实施例3
本实施例的线路板盘中孔的制作方法与实施例1的方法基本相同，不同在于：
贴膜工序中，采用的干膜厚度为50μm。
树脂固化工序中，将线路板在165℃下烘烤35min。
第一次磨板工序中，采用的磨板条件为：600目陶瓷磨刷1对，研磨电流2.0A，360目高切削不织布磨刷1对，研磨电流为2.0A，600目不织布磨刷2对，研磨电流为3.5A，磨板速度2.5m/min。
褪膜工序中，先将线路板在85℃、30%的氢氧化钠褪膜碱液中浸泡30min，后以喷淋压力为45psi，速度为0.5m/min，温度为65℃的条件过褪膜线一次，即可完全去除板面干膜。
第二次磨板工序中，采用的磨板条件为：600目陶瓷磨刷1对，研磨电流1.5A，360目高切削不织布磨刷1对，研磨电流为1.5A，600目不织布磨刷2对，研磨电流为3.5A，磨板速度2.5m/min。
采用本实施例的方法制备得到线路板C。
实施例4
本实施例的线路板盘中孔的制作方法与实施例1的方法基本相同，不同在于：褪膜工序中，以喷淋压力为15psi，速度为0.5m/min，温度为65℃的条件过褪膜线一次。
采用本实施例的方法制备得到线路板D。
实施例5
本实施例的线路板盘中孔的制作方法与实施例1的方法基本相同，不同在于：褪膜工序中，以喷淋压力为45psi，速度为2.0m/min，温度为45℃的条件过褪膜线一次。
采用本实施例的方法制备得到线路板E。
对比例1
一种POFV制作方法，包括开料、压合、钻孔、沉铜板镀、镀孔、树脂塞孔、树脂固化、磨板、镀铜工序；其中：
开料、压合、沉铜板镀、镀孔工序采用常规工艺制作。
钻孔工序中，仅钻出需要树脂塞孔的孔。
树脂塞孔工序中，将钻出的孔进行树脂塞孔。
树脂固化工序中，一次性高温烘板，直接终固化树脂。
磨板工序中，采用实施例1中第一次磨板的条件进行磨板。
采用本实施例的方法制备得到线路板F。
对比例2
一种POFV制作方法，包括开料、压合、钻孔、沉铜板镀、贴膜、镀孔、树脂塞孔、第一次树脂固化、磨板、褪膜、第二次树脂固化工序；其中：
开料、压合、钻孔、沉铜板镀、贴膜、镀孔、树脂塞孔、褪膜工序采用常规工艺制作。
贴膜工序中，在线路板的板面贴干膜，并进行图形转移，将导电孔外露。
第一次树脂固化工序中，对塞孔后的线路板进行低温烘烤，温度为85-120℃，时间为15-30min，使树脂初步固化。
磨板工序中，对板面及干膜上残留的树脂进行砂带打磨除去。
第二次树脂固化工序中，对线路板进行高温烘烤，温度为120-170℃，时间为50-70min，使树脂完全固化。
采用本实施例的方法制备得到线路板G。
试验例
将实施例1-5和对比例1-2制备得到的线路板进行测试，考察其各项性能。
一、产生铜面露基材和孔口露基材的情况。
考察上述实施例和对比例中制备得到的线路板铜面露基材和孔口露基材的比率，结果如下表1所示。
表1不同线路板铜面露基材和孔口露基材的比率
| 线路板 | 总板数（N） | 铜面露基材和孔口露基材的板数（N） | 废板率 |
| A | 200 | 1 | 0.5% |
| B | 200 | 1 | 0.5% |
| C | 200 | 0 | 0.0% |
| D | 200 | 1 | 0.5% |
| E | 200 | 1 | 0.5% |
| F | 200 | 6 | 3.0% |
| G | 200 | 1 | 0.5% |
通过上述表1，我们可以看出，采用实施例1-5及对比例2的方法制备得到的线路板，由于打磨造成的废板率远小于将树脂一次性固化后进行全板面打磨的对比例1中的废板率。说明采用干膜保护板面，可以降低磨板难度，避免产生铜面露基材和孔口露基材的缺陷。
二、孔口树脂平整度的考察。
考察上述实施例和对比例中制备得到的线路板孔口平整度，观察其孔口树脂是否被打磨扯出、与孔壁分离、产生凹陷的情况，结果如下表2所示。
表2不同线路孔口树脂不平整的比率
| 线路板 | 总板数（N） | 孔口树脂不平整的板数（N） | 废板率 |
| A | 200 | 0 | 0.0% |
| B | 200 | 0 | 0.0% |
| C | 200 | 0 | 0.0% |
| D | 200 | 0 | 0.0% |
| E | 200 | 0 | 0.0% |
| F | 200 | 2 | 1.0% |
| G | 200 | 10 | 5.0% |
通过上述表2，我们可以看出，采用实施例1-5及对比例1的方法制备得到的线路板，由于在打磨时，塞孔的树脂已经固化完全，所以可以避免磨板时因树脂固化不完全而导致的孔内树脂与孔壁分离现象，以及后续终固化时树脂收缩导致的孔口凹陷现象，由于孔口树脂不平整导致的废板率远小于对比例1中的废板率。保证了电镀后孔上铜层的平整性，利于贴装元器件。
三、板面残留干膜的考察。
考察上述实施例表面残留干膜的情况，观察板面是否有零星干膜残留，结果如下表3所示。
表3板面残留干膜的比率
| 线路板 | 总板数（N） | 残留干膜的板数（N） | 废板率 |
| A | 200 | 0 | 0.0% |
| B | 200 | 0 | 0.0% |
| C | 200 | 0 | 0.0% |
| D | 200 | 1 | 0.5% |
| E | 200 | 1 | 0.5% |
通过上述表3，我们可以看出，采用实施例1-3的方法制备得到的线路板，其板面褪膜干净，没有任何残留，而实施例4-5的方法，由于褪膜条件的差异，虽然其由于干膜残留造成的废板率在可接受范围内，但是其褪膜效果没有实施例1-3的方法好。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种线路板盘中孔的树脂塞孔方法，其特征在于，包括钻孔、沉铜板镀、贴膜、镀孔、树脂塞孔、树脂固化、第一次磨板、褪膜、第二次磨板工序；其中：
钻孔工序中，将需要树脂塞孔的孔和不需要树脂塞孔的孔均钻出；
贴膜工序中，在线路板的板面贴膜，并将需要树脂塞孔的孔开窗露出；
树脂塞孔工序中，将开窗露出的孔进行树脂塞孔；
树脂固化工序中，烘烤线路板，将树脂充分固化；
第一次磨板工序中，去除固化于膜表面的树脂；
褪膜工序中，将线路板置于褪膜液中浸泡，然后以喷淋压力为15-45psi，速度为0.5-2.0m/min，温度为45-65℃的条件进行褪膜；
第二次磨板工序中，针对树脂塞孔的孔进行局部磨板，将树脂塞孔高于板面的孔口树脂磨平。
2.根据权利要求1所述的线路板盘中孔的树脂塞孔方法，其特征在于，所述树脂固化工序中，将线路板在145-165℃下烘烤35-55min。
3.根据权利要求1所述的线路板盘中孔的树脂塞孔方法，其特征在于，所述褪膜工序中，所述褪膜液为质量百分比为10-30%的氢氧化钠水溶液，浸泡温度为65-85℃，浸泡时间为10-30min。
4.根据权利要求1所述的线路板盘中孔的树脂塞孔方法，其特征在于，所述褪膜工序中，以喷淋压力为20-35psi，速度为0.5-1.5m/min，温度为45-65℃的条件进行褪膜。
5.根据权利要求1所述的线路板盘中孔的树脂塞孔方法，其特征在于，所述贴膜工序中，所述膜为30-50μm厚的干膜，利用曝光显影的方式将需要树脂塞孔的孔开窗露出。
6.根据权利要求1所述的线路板盘中孔的树脂塞孔方法，其特征在于，所述树脂塞孔工序中，所述树脂为环氧树脂。
7.根据权利要求1所述的线路板盘中孔的树脂塞孔方法，其特征在于，所述第一次磨板工序中，采用的磨板条件为：600-800目陶瓷磨刷，研磨电流1.0-2.0A，和320-400目高切削不织布磨刷，研磨电流1.0-2.0A，和600-800目不织布磨刷，研磨电流1.5-3.5A，磨板速度2.0-3.0m/min。
8.根据权利要求1所述的线路板盘中孔的树脂塞孔方法，其特征在于，所述第二次磨板工序中，采用的磨板条件为：600-800目陶瓷磨刷，研磨电流0.5-1.5A，和320-400目高切削不织布磨刷，研磨电流0.5-1.5A，和600-800目不织布磨刷，研磨电流1.5-3.5A,磨板速度2.0-3.0m/min。
9.一种线路板盘中孔的制作方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的线路板盘中孔的树脂塞孔方法，在第二次磨板工序之后，还包括有镀铜工序，所述镀铜工序中，在树脂塞孔的孔口树脂及板面其它位置均镀上铜层。
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