CN103781293A - Pcb的盲孔制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种PCB的盲孔的制作方法，包括：在第一层金属层的表面制作抗蚀层，并进行蚀刻，形成一个或多个金属柱；在蚀刻后的第一金属层上制作介质层；在所述介质层的表面形成与所述金属柱连接的第二金属层，在第一金属层和第二金属层上制作线路。本发明还提供一种PCB在制板，包括至少两个金属层及其之间的介质层，所述两个金属层之间通过所述金属柱形成电连接。本发明PCB制作方法和PCB在制板，通过蚀刻出的金属柱作为两个金属层之间的盲孔。相比现有技术中先在盲孔顶层和底层之间的孔壁上用化学反应沉积一层薄铜，再通过电镀方式将铜层加厚的方式有更高的可靠性、优异的电性能和可焊接性。

Description

PCB的盲孔制作方法

技术领域

本发明涉及PCB制造领域，具体而言，涉及一种PCB的盲孔制作方法。

背景技术

盲孔（Blind Via）是连接表层和内层而不贯通整板的导通孔，通常采用激光钻孔、等离子蚀孔和光致成孔后再进行金属化。PCB盲孔制作方法有很多，如需要制作叠孔型的多阶盲孔，或需要直接在外层盲孔上焊接元器件，则需要对盲孔进行电镀填铜制作；但盲孔电镀填铜品质影响因素很多，良率不高；而且填铜不能做到铜面的完全平整，在盲孔上方会有一定的凹陷，在制作叠孔时容易出现连接失效、或空洞等品质问题，另外如盲孔上的凹陷过大对元器件焊接的可靠性也有一定影响。

发明内容

本发明旨在提供一种PCB盲孔的制作方法和PCB在制板，以解决上述问题。

在本发明的实施例中，提供了一阶盲孔的制作方法，包括：

以具有一定厚度的金属层作为第一金属层；

在第一金属层表面制作蚀刻阻剂图形；

进行蚀刻制作，在第一层金属层的表面形成一个或多个金属柱，金属柱的高度小于第一金属层厚度；

在蚀刻后的第一金属层上制作介质层；

在所述介质层的表面形成与所述金属柱连接的第二金属层；

在第一金属层或第二金属层上制作线路；

与其它子板进行压合成多层板；制作多层板的外层线路。

优选地，采用化学沉积或电镀方式在一载体上形成所需要厚度的第一金属层。

优选地，采用涂覆树脂、压制半固化片或绝缘材料的方式在第一金属层上制作介质层；并采用研磨/磨刷的方式使金属柱上表面裸露出来，以确保能够与后续制作的第二金属层相连接。

优选地，还包括：在所述第一金属层和/或所述第二金属层的表面蚀刻线路图形。

本发明的实施例，提供一种盲孔的制作方法，包含：

在一载体上形成具有一定厚度的金属层作为第一金属层；

在第一金属层表面制作蚀刻阻剂图形；

进行蚀刻制作，在第一层金属层的表面形成一个或多个金属柱，金属柱的高度小于第一金属层厚度；

在蚀刻后的金属层上制作蚀刻阻剂，使用电镀锡的方式将金属柱包覆；

退除蚀刻阻剂，蚀刻，退除电镀锡层；

在蚀刻后的第一金属层上制作介质层；

在所述介质层的表面形成与所述金属柱连接的第二金属层；

在第二金属层上制作线路；

移除载体后，与其它子板进行压合成多层板；制作多层板的外层线路。

本发明的实施例，还提供二阶及以上盲孔的制作方法，包含：

以具有一定厚度的金属层作为第一金属层；

在第一金属层表面制作蚀刻阻剂图形；

进行蚀刻制作，在第一层金属层的表面形成一个或多个金属柱，

金属柱的高度小于第一金属层厚度；

在蚀刻后的第一金属层上制作介质层；

在所述介质层的表面形成与所述金属柱连接的第二金属层；

电镀增厚第一或第二金属层厚度，或同时增厚两金属层厚度；

在增厚的金属层表面制作蚀刻阻剂图形；

进行蚀刻制作，形成一个或多个金属柱，金属柱的高度小于金属层厚度；

在蚀刻后的金属层上制作蚀刻阻剂;

使用电镀锡的方式将金属柱包覆；

退除蚀刻阻剂，蚀刻；

退除电镀锡层，形成二阶或三阶盲孔；

重复在蚀刻后的第一金属层上制作介质层到—在蚀刻后的金属层上制作蚀刻阻剂的步骤，可制作多阶盲孔。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了实施例一的流程图；

图2示出了实施例一将形成的一阶盲孔作为外层的PCB制作的流程图；

图3示出了实施例中采用的金属层的示意图；

图4示出了实施例中在载体层上形成金属层的示意图；

图5示出了实施例中在金属层表面形成的金属柱的蚀刻阻剂的图形；

图6示出了实施例中在第一金属层表面蚀刻的金属柱的示意图；

图7示出了实施例中在第一金属层表面覆盖介质层后的PCB的示意图；

图8示出了实施例中磨刷工艺后的PCB的示意图；

图9示出了实施例中在介质层表面覆盖第二金属层的PCB的示意图；

图10示出了实施例中在第二金属层表面蚀刻电路图形后的PCB的示意图；

图11示出了实施例中加入其它层后的PCB的示意图；

图12示出了实施例中蚀刻最外层线路图形后的示意图；

图13示出了实施例二的流程图；

图14示出了实施例二中将形成的PCB作为多层PCB内层的流程图；

图15示出了实施例二中在载体层表面形成的第一金属层的示意图；

图16示出了实施例二中在第一金属层表面形成的蚀刻阻剂图形的示意图；

图17示出了实施例二中在第一金属层表面蚀刻的金属柱的示意图；

图18示出了实施例二中在第一金属层表面形成线路图形的显影和包覆锡层的金属柱。

图19示出了实施例二中蚀刻后的第一金属层的示意图；

图20示出了实施例二中覆盖介质层后的第一金属层的示意图；

图21示出了实施例二中磨刷介质层后的示意图；

图22示出了实施例二中压合第二金属层后的示意图；

图23示出了实施例二中蚀刻第二金属层表面线路图形的示意图；

图24示出了实施例二中去除载体层，压合多层PCB的示意图；

图25示出了实施例三的流程图；

图26示出了实施例三中的第一金属层的示意图；

图27示出了实施例三中在第一金属层表面形成的蚀刻阻剂图形的示意图；

图28示出了实施例三中在第一金属层表面蚀刻的金属柱的示意图；

图29示出了实施例三中在第一金属层表面覆盖介质层后的PCB的示意图；

图30示出了实施例三中磨刷工艺后的PCB的示意图；

图31示出了实施例三中在介质层表面覆盖第二金属层的PCB的示意图；

图32示出了实施例三中增厚的第一金属层的示意图；

图33示出了实施例三中在增厚的第一金属层表面形成盲孔的蚀刻阻剂的示意图；

图34示出了实施例三中在增厚的第一金属层表面蚀刻的金属柱的示意图；

图35示出了实施例三中在增厚的第一金属层表面涂覆线路图形的蚀刻阻剂的示意图；

图36示出了实施例三中在增厚的第一金属层表面包覆金属柱后的示意图；

图37示出了实施例三中在增厚的第一金属层表面蚀刻出的线路图形；

图38示出了实施例三中在增厚的第一金属层表面去除金属柱表面锡层后的示意图；

图39示出了实施例三中在增厚的第一金属层表面覆盖介质层的示意图；

图40示出了实施例三中在增厚的第一金属层表面磨刷介质层高度后的示意图；

图41示出了实施例三中在增厚的第一金属层表面覆盖第三金属层的示意图；

图42示出了实施例三中在增厚的第三金属层的示意图；

图43示出了实施例三中在增厚的第三金属层蚀刻出金属柱及线路图形的示意图；

图44示出了实施例三中在增厚的第三金属层表面形成第四金属层，蚀刻第二、第四金属层表面线路图形的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

参见图1，实施例一中的方法包括以下步骤：

步骤S11：在第一层金属层的表面蚀刻作为盲孔的金属柱；

蚀刻的金属柱与第一金属层为一体结构。

步骤S12：形成覆盖所述金属柱的柱面、面积不小于所述第一金属层的面积的介质层；

步骤S13：在所述介质层的表面形成与所述金属柱电导通的第二金属层。

本发明实施例中的步骤，通过蚀刻出的金属柱作为两个金属层之间的盲孔。相比现有技术中形成的金属化后的盲孔，具有以下优点：

1、作为盲孔的金属柱与金属层是一体结构，与金属层连接紧密，且形成的第一、第二金属层表面平整；采用蚀刻的金属柱作为盲孔，不会出现填铜工艺形成的盲孔的表面不平整的情况。

2、作为盲孔的金属柱是实心的柱体，不会出现填铜工艺形成的盲孔的上方下凹的情况，作为金属柱的盲孔上方无论是连接另一层的电路图形，还是连接元气件，都会连接紧密。两个金属层之间的电连接的稳定性好，形成的PCB在制板的良品率高。

优选地，实施例中的步骤S11可采用不同厚度的第一金属层实现，下面通过实施例详细说明，参见图2，包括以下步骤：

S21：在第一金属层表面蚀刻出作为盲孔的金属柱20，这些金属柱的数量可以是一个或多个。

第一金属层可以是如图3所示的金属层，也可以是如图4所示的在载体层上形成的金属层。

蚀刻过程如下，可先在第一金属层表面制作如图5所示的蚀刻阻剂图形；蚀刻后形成如图6所示的作为盲孔的金属柱20。

优选地，如图3、图4所示，第一金属层的厚度D介于70~100微米之间，如图6所示，金属柱D1的厚度介于50~70微米之间，同时使得D2的厚度最好介于20~50微米之间。图6中第一金属层上的金属柱20与第一金属层为一体结构。

S22：采用涂覆树脂、压制半固化片或其他绝缘材料的方式在金属层上制作介质层。压合介质层后的PCB参见图7。

在步骤S22之后还包括S23：采用研磨/磨刷的方式使金属柱20的上表面裸露出来，以确保能够与后续制作的第二金属层相连接；形成如图8所示的PCB。

S24：在所述介质层的表面形成与所述金属柱20电导通的第二金属层，形成如图9所示的PCB。

S25：在所述第一金属层和/或所述第二金属层的表面蚀刻线路图形。

在实施例中，步骤S25在其中一个金属层上制作线路图形，形成如图10所示的PCB。在图10所示的PCB上制作其它层，形成图11所示的PCB。蚀刻图11中的PCB的外层的线路图形，形成图12所示的PCB。

该实施例中，在制作过程中如果第一金属层保留载体层，可有效保护第一金属层，在蚀刻第二金属层的过程中，不必对第一金属层的外表面做任何保护处理。

上述实施例中制作的将金属柱作为盲孔的PCB作为多层PCB的最外层，还可通过不同的制作工艺，将形成的PCB作为多层PCB的内层。下面通过实施例二详细说明：

参见图13，包括以下步骤：

S31：蚀刻载体层的表面的第一金属层，形成作为盲孔的金属柱、及与所述金属柱电连接的线路图形；

S32：形成覆盖所述金属柱的柱面和所述线路图形、面积不小于所述载体层的面积的介质层；

S33：在所述介质层的表面形成与所述金属柱电导通的第二金属层。

该实施例中的步骤，在蚀刻作为盲孔的金属柱的同时，蚀刻出第一金属层的电路图形，并将介质层覆盖第一金属层的电路图形及金属柱的柱面，得到的第一、第二金属层可直接作为多层PCB的内层，便于后续压合其它多层PCB。

下面详细说明将形成的一阶PCB作为内层的步骤，参见图14，包括：

S41：在载体层表面电镀形成图15所示的第一金属层；

S42：在第一金属层表面形成蚀刻阻剂图形；如图16所示，形成用于制作作为盲孔的金属柱的图形；

S43：对第一金属层进行蚀刻，形成图17所示的作为盲孔的金属柱。形成的金属柱的数量为1个或多个。

S44：在蚀刻后的第一金属层的表面制作电路图形的蚀刻阻剂，使用电镀锡的工艺包覆金属柱。

参见图18，在第一金属层表面制作的电路图形的蚀刻阻剂30，在金属柱表面包覆锡层40。金属柱表面的锡层40包括柱顶部的锡层和柱面的锡层。

可通过覆盖干膜或湿膜的工艺在第一金属层表面制作电路图形的蚀刻阻剂。

电路图形也包括金属柱的图形，金属柱的图形为柱顶部的圆形。采用干膜或湿膜覆盖整个第一金属层表面，通过显影的工艺，显示整个电路图形；在显示的电路图形的表面电镀锡层，由于覆盖的干膜或湿膜在金属柱的柱面残留较少，也会被电镀上锡层，从而形成包覆整个金属柱的柱面和其顶部圆形表面的锡层40。在说明书的各个实施例中，均采用相同的工艺在金属柱表面包覆锡层。

S45：退除蚀刻阻剂30，蚀刻，退除电镀锡层40；形成如图19所示的金属柱和电路图形。

S46：在蚀刻后的第一金属层上制作介质层；形成如图20所示的PCB。

S47：通过研磨/磨刷工艺降低介质层厚度，裸露出作为盲孔的金属柱；形成如图21所示的PCB。

S48：在介质层的表面形成与所述金属柱连接的第二金属层；形成如图22所示的PCB。

S49：蚀刻第二金属层表面的线路图形；形成如图23所示的PCB。

S50：移除载体层后，与其它子板进行压合成多层板；制作多层板的外层线路；形成如图24所示的PCB。

优选地，上述实施例中，所述第一金属层和所述第二金属层的厚度介于70~100微米之间；

还包括：在所述第二金属层的外层表面蚀刻作为盲孔的金属柱和线路图形。

优选地，所述第二金属层的厚度介于20~50微米之间；在第二金属层的外层制作增层。包括：

将所述第二金属层作为内层，通过电镀金属或化学沉积金属的工艺增加所述内层的厚度；

蚀刻所述内层，形成作为盲孔的金属柱、及线路图形；

形成覆盖所述内层的介质层；

在所述内层的介质层的表面形成与所述内层上的金属柱电导通的金属层。

不断的重复上述步骤，将新形成的金属层作为内层，执行增层的步骤，形成多层PCB。

优选地，实施例中的所述金属柱的高度介于50~70微米之间。

实施例二中的工艺，将形成的一阶PCB作为内层制作多层PCB。对于有些PCB，还可制作多阶采用金属柱作为盲孔的PCB，下面的实施例三的步骤实现，参见图25，包括以下步骤：

S51：在第一金属层表面形成蚀刻阻剂图形；如图27所示，形成用于制作作为盲孔的金属柱的图形；

第一金属层可选择图26所示的金属层；

S52：在第一金属层表面形成蚀刻阻剂图形；如图27所示，形成用于制作作为盲孔的金属柱的图形；

S53：对第一金属层进行蚀刻，形成图28所示的作为盲孔的金属柱。形成的金属柱的数量为1个或多个。

S54：在蚀刻后的第一金属层上制作介质层；形成如图29所示的PCB。

S55：研磨/磨刷介质层，裸露出作为盲孔的金属柱。形成如图30所示的PCB。

S56：在所述介质层的表面形成与所述金属柱连接的第二金属层；形成如图31所示的PCB。

S57：电镀增厚第一和/或第二金属层的厚度，形成图32所示的PCB。在实施例中，增厚第一金属层的厚度。

S58：在增厚的第一金属层表面制作作为盲孔的金属柱。可按照S52、S53的步骤制作图33、图34的PCB。

S59：在增厚的第一金属层的表面制作电路图形的蚀刻阻剂，形成图35所示的PCB；使用电镀锡的工艺包覆金属柱，形成图36所示的PCB。

S60：在增厚的第一金属层蚀刻出线路图形，形成图37所示的PCB。

S61：蚀刻后，剔除金属柱上包覆的锡层，形成图38所示的PCB。

S62：在增厚的第一金属层表面覆盖介质层；形成图39所示的PCB。

S63：研磨/磨刷增厚的第一金属层表面的介质层，裸露出金属柱，形成图40所示的PCB。

S64：在介质层的表面形成与金属柱连接的第三金属层；形成如图41所示的PCB。

S65：增厚第三金属层，形成图42所示的PCB。

S66：制作三阶PCB的盲孔，形成图43所示的PCB。

重复执行S58~S61的步骤，制作出用于三阶PCB的金属柱及线路图形。

S67：在增厚的第三金属层表面，重复执行62~64的步骤，形成与金属柱连接的第四金属层，用于三阶PCB的金属柱电连通第三和第四金属层。

S68：在第四金属层上蚀刻出线路图形，形成如图44所示的PCB。

在该实施例中，在制作过程中，将形成的PCB的两个外层或其中一个外层作为内层，如将第一金属层和/或第二金属层作为内层，执行S57~S64的步骤，不断增加新压合的金属层的厚度，从而形成多层PCB，且多层PCB之间采用金属柱作为盲孔。如图32至图41的过程为一次增层制作多阶PCB的过程，图42至图43所示的过程为再一次增层制作多阶PCB的过程。

当制作到符合要求层数的PCB后，不再增加最外层的金属层的厚度，蚀刻出最外层的金属层的线路图形，形成PCB，如步骤S68。

优选地，实施例一、三中所述第一金属层的厚度介于120~190微米之间；所述第二金属层的厚度介于50~70微米之间；

还包括：在所述第一金属层和/或所述第二金属层的外层表面蚀刻作为盲孔的金属柱和线路图形。

优选地，所述第一金属层的厚度介于70~100微米之间，金属柱D1的厚度介于50~70微米之间，D2的厚度可以介于20~50微米之间，D1与D2的总体厚度不超过100微米。所述第二金属层的厚度介于20~50微米之间。

还包括：在所述第一金属层和所述第二金属层的外层制作增层；

或，在其中一个金属层的外层制作增层，在另一个金属层的外层蚀刻线路图形。

优选地，所述制作增层的过程包括：

将所述第一金属层和/或所述第二金属层作为内层，通过电镀金属或化学沉积金属的工艺增加所述内层的厚度；

蚀刻所述内层，形成作为盲孔的金属柱、及线路图形；

形成覆盖所述内层的介质层；

重复上述增层的步骤，直到制作出预定层数的多层PCB。

在所述内层的介质层的表面形成与所述内层上的金属柱电导通的金属层。

优选地，上述各个实施例中，采用化学沉积或电镀方式在载体层上形成所需要厚度的第一金属层，或采用化学沉积或电镀方式增加金属层的厚度。

优选地，采用涂覆树脂、压制半固化片或其他绝缘材料的方式在金属层上制作介质层；并采用研磨/磨刷的方式使金属柱上表面裸露出来，以确保能够与后续制作的第二金属层相连接。

上述的各个实施例中，两个金属层的线路图形可以包括多个电路图形，也可仅仅是一个与作为盲孔的金属柱电连接的焊盘。金属层的金属可以是铜或锡等。

本发明的实施例还提供一种PCB在制板，包括至少两个金属层及其之间的介质层，所述两个金属层之间通过贯穿所述介质层、作为盲孔的金属柱形成电连接。

优选地，至少一个所述金属层的厚度介于50~70微米之间，且该金属层的另一面蚀刻有线路图形，该金属层的厚度包含金属柱的高度。

优选地，至少一个所述金属层的厚度介于70~100微米之间，且该金属层的另一面蚀刻有金属柱和线路图形，该金属层的厚度包含金属柱的高度。

优选地，所述金属柱的高度介于50~70微米之间。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种PCB的盲孔的制作方法，其特征在于，包括：

在第一层金属层的表面蚀刻作为盲孔的金属柱；

形成覆盖所述金属柱的柱面、面积不小于所述第一金属层的面积的介质层；

在所述介质层的表面形成与所述金属柱电导通的第二金属层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一金属层的厚度介于120~190微米之间；所述第二金属层的厚度介于50~70微米之间；

还包括：在所述第一金属层和/或所述第二金属层的外层表面蚀刻作为盲孔的金属柱和线路图形。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一金属层的厚度介于70~100微米之间；

还包括：在所述第一金属层和所述第二金属层的外层制作增层；

或，在其中一个金属层的外层制作增层，在另一个金属层的外层蚀刻线路图形。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述制作增层的过程包括：

将所述第一金属层和/或所述第二金属层作为内层，通过电镀金属或化学沉积金属的工艺增加所述内层的厚度；

蚀刻所述内层，形成作为盲孔的金属柱、及线路图形；

形成覆盖所述内层的介质层；

在所述内层的介质层的表面形成与所述内层上的金属柱电导通的金属层。

5.根据权利要求1、2或4所述的方法，其特征在于，所述金属柱的高度介于50~70微米之间。

6.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，采用涂覆树脂或压制半固化片的方式形成所述介质层；

所述形成第二金属层或形成与所述内层上的金属柱电导通的金属层的过程包括：

采用研磨或磨刷的方式削减所述介质层的厚度，直到所述介质层中的金属柱裸露；

采用电镀金属或化学沉积金属的工艺，在所述介质层表面形成所述第二金属层或与所述内层上的金属柱电导通的金属层。

7.一种PCB的盲孔的制作方法，其特征在于，包括：

蚀刻载体层的表面的第一金属层，形成作为盲孔的金属柱、及与所述金属柱电连接的线路图形；

形成覆盖所述金属柱的柱面和所述线路图形、面积不小于所述载体层的面积的介质层；

在所述介质层的表面形成与所述金属柱电导通的第二金属层。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一金属层和所述第二金属层的厚度介于70~100微米之间；

还包括：在所述第二金属层的外层表面蚀刻作为盲孔的金属柱和线路图形。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

将所述第二金属层作为内层，通过电镀金属或化学沉积金属的工艺增加所述内层的厚度；

蚀刻所述内层，形成作为盲孔的金属柱、及线路图形；

形成覆盖所述内层的介质层；

在所述内层的介质层的表面形成与所述内层上的金属柱电导通的金属层。

10.根据权利要求7、8或9所述的方法，其特征在于，所述金属柱的高度介于50~70微米之间。

11.根据权利要求7或9所述的方法，其特征在于，采用涂覆树脂或压制半固化片的方式形成所述介质层；

所述形成第二金属层或形成与所述内层上的金属柱电导通的金属层的过程包括：

采用研磨或磨刷的方式削减所述介质层的厚度，直到所述介质层中的金属柱裸露；

采用电镀金属或化学沉积金属的工艺，在所述介质层表面形成所述第二金属层或与所述内层上的金属柱电导通的金属层。

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