CN103813655A

CN103813655A - 一种提高含焊垫结构的印刷电路板信赖性的制作方法

Info

Publication number: CN103813655A
Application number: CN201210444169.7A
Authority: CN
Inventors: 陈小芳
Original assignee: ZHENJIANG HUAYANG INFORMATION TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: ZHENJIANG HUAYANG INFORMATION TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2014-05-21

Abstract

本发明涉及一种提高含焊垫内贯孔结构的印刷电路板信赖性的制作方法，其包括以下步骤：在印刷电路板上钻出将要进行树脂塞孔的贯通孔，并且对钻孔后的印刷电路板进行电镀铜，使印刷电路板的表面与孔内形成连续的铜层；对贯通孔进行树脂塞孔，烘烤使孔内树脂完全固化后，采用磨刷的方式将印刷电路板表面多余的树脂去除；对印刷电路板表面进行处理，使树脂相对于印刷电路板表面形成凹陷；对印刷电路板进行电镀铜，填平塞孔树脂所形成的凹陷，使印刷电路板具有平坦的表面；进行外层图形制作，形成含焊垫内贯孔结构。

Description

一种提高含焊垫结构的印刷电路板信赖性的制作方法

技术领域

本发明涉及印刷电路板制作技术领域，特别涉及含焊垫内贯孔结构的印刷电路板的制作技术。

背景技术

随着电子信息技术的发展，电子产品朝轻量化、微型化、高速化方向发展，对印刷电路板提出了更高的要求，也因而衍生出不同以往形态的印刷电路板结构，如含焊垫内贯孔结构 (Via on pad)等等, 如图6所示。

图6所示的焊垫内贯孔结构是按照以下的流程顺序进行的:

1、对完成电镀的贯通孔进行树脂塞孔。该步骤要求塞孔后塞孔树脂突出板面50微米左右；

2、整平。用磨刷机将突出于贯通孔孔口外面的树脂磨刷干净，同时也去除掉印刷电路板板面上残余的塞孔树脂；

3、电镀铜。将印刷电路板放置在高锰酸钾的强碱性溶液中，使贯通孔中的树脂表面被高锰酸钾腐蚀，形成蜂窝状的表面结构；然后进行化学沉铜和电镀铜，使塞有树脂的贯通孔两端以铜层封端；

4、外层。采用压干膜、曝光、显影和蚀刻等印刷电路板普遍的图形转移方式形成含焊垫内贯孔结构。

从上面的流程可以看出，对塞有树脂的贯通孔进行电镀铜封端时，铜层直接沉积在树脂表面，以通常需要塞孔的贯通孔直径为0.2mm计算，铜层与树脂的接触面积只有0.03平方毫米，虽然镀铜前的碱性高锰酸钾对塞孔树脂的腐蚀可以在一定程度上提高铜层对树脂的附着力，但如此小的接触面积，以及平面的接触方式还是会给印刷电路板的信赖性带来隐患。实际的信赖性数据表明，贯通孔树脂与铜层之间的裂缝已经是影响印刷电路板信赖性的首要问题。因此，需要有一种办法来提高含焊垫内贯孔结构的印刷电路板信赖性问题。

发明内容

因此，有必要提供一种提高含焊垫内贯孔结构的印刷电路板信赖性的方法，该方法能解决现有焊垫内贯孔结构中树脂与铜层之间容易产生裂缝的问题。

下面将以实施例说明一种提高含焊垫内贯孔结构的印刷电路板信赖性的方法：

在印刷电路板上钻出将要进行树脂塞孔的贯通孔，并且对钻孔后的印刷电路板进行电镀铜，使印刷电路板的表面与孔内形成连续的铜层；对贯通孔进行树脂塞孔，烘烤使孔内树脂完全固化后，采用磨刷的方式将印刷电路板表面多余的树脂去除；对印刷电路板表面进行处理，使树脂相对于印刷电路板表面形成凹陷；对印刷电路板进行电镀铜，填平塞孔树脂所形成的凹陷，使印刷电路板具有平坦的表面；进行外层图形制作，形成含焊垫内贯孔结构。

与现有技术相比，该方法通过在封端铜层与贯通孔树脂之间形成三维‘凹’字形的连接方式，增加了封端铜层与树脂的附着力，从而可以提高含焊垫内贯孔结构的印刷电路板信赖性。

附图说明：

图1是本技术方案实施例提供的基板的结构示意图。

图2是图1中基板经过钻孔和电镀的结构示意图。

图3是图2中基板经过树脂塞孔和等离子咬蚀的结构示意图。

图4是图3中基板经过电镀填孔的结构示意图。

图5是图4中基板经过外层图形制作的结构示意图。

图6是常见的焊垫内贯孔结构示意图。

具体实施方式：

下面将结合实施例对本技术方案实施例提供的一种提高含焊垫内贯孔结构的印刷电路板信赖性的方法作进一步详细说明。

请参阅图1至图5，本实施例提供的一种含焊垫内贯孔结构的印刷电路板制作方法：

第一步，提供一基板100；

如图1所示，本实施例中，基板100为印刷电路板制作过程中需要进行钻孔制作的半成品，包括铜层110，绝缘层120。铜层110可以为电解铜或者压延铜，厚度可为5微米~210微米，绝缘层120可以为玻璃布增强的环氧树脂，聚苯醚，聚酰亚胺或者聚四氟乙烯等，厚度为5微米~500微米；根据所要制作的电路板的结构可以选择不同结构的基板100，可以为单面板，双面板或者多层板。本实施例中，基板100为双面板。

第二步，钻出将要进行树脂塞孔的贯通孔，并且对钻孔后的印刷电路板进行电镀铜，使印刷电路板的表面与孔内形成连续的铜层；

如图2所示，基板100钻孔并且电镀铜后，成为印刷电路板半成品200。

电镀铜以磷铜球为阳极，钻孔后的基板100为阴极，电镀液由硫酸铜、硫酸以及电镀助剂构成。通过控制电镀时间、电流密度等参数，在孔内与印刷电路板表面形成连续的铜层210。一般，铜层210在孔内的厚度为其在印刷电路板表面厚度的70~90%。

第三步，对贯通孔进行树脂塞孔，烘烤使孔内树脂完全固化后，采用磨刷的方式将印刷电路板表面多余的树脂去除；对印刷电路板表面进行处理，使树脂相对于印刷电路板表面形成凹陷。

对印制电路板半成品200进行树脂塞孔处理。可用丝网印刷的方式，真空印刷的方式、或者真空塞孔机对贯通孔进行塞孔；塞孔所用的树脂以环氧树脂为主体，加入填料，固化剂以及增韧剂等；但不含任何有机溶剂，固含量为100%；塞孔后塞孔树脂突出板面1~100微米，优选地，3微米~10微米；贯通孔树脂塞孔后，放入烘箱进行烘烤，使塞孔树脂完全固化。固化条件可以采用阶段升温的方式，也可以直接升温到高温进行固化，以阶段升温的固化方式为最佳；固化后，要求贯通孔中无气泡，无裂缝。由于塞孔树脂突出板面，需要采用磨刷的方式将突出于印刷电路板板外的树脂磨掉（整平），磨刷用不织布，尼龙刷或者陶瓷刷进行。

然后，对印刷电路板表面进行处理，使树脂相对于印刷电路板表面形成凹陷。处理的方式可以采用等离子咬蚀或者除胶渣化学药水咬蚀的方式。由于除了贯通孔外，印刷电路板的其余部分都覆盖有铜层，等离子或者除胶渣化学药水只能攻击塞孔树脂位于印刷电路板表面的部分。优选的咬蚀塞孔树脂表面的方法是等离子咬蚀的方法，所使用的等离子设备包括一射频电源，其功率在2000~20000瓦, 一个内含平行平板电极的真空腔，电极间距在40~100毫米之间可调；上电极极板和下电极极板上有孔洞或者是由金属条组成，这样可以保证工作气体可以均匀地分布于整个电极之间；平板电极可以水平放置也可以垂直放置，印刷电路板放置在电极之间，电路板与电极之间的距离在5~40毫米之间可调，不得接触电极；真空腔与一抽真空系统相连，可以保持真空腔内真空度在0.001帕斯卡~100帕斯卡；真空腔内电路板上接有温度控制系统，可对电路板进行温度控制（25~150摄氏度）；此外，该设备还有一供气系统，该系统可以将反应气体以及其他辅助气体导入到真空腔内，每种气体的流量可以分别控制。该设备还有一排气系统，可以将真空腔内的气体排出，以维持腔体的真空度。

咬蚀时，所使用的条件如下：反应温度：70~120摄氏度，优选地80~100摄氏度；气体流量为1升/分钟~10升/分钟，优选地2升/分钟~5升/分钟，其中氧气的体积含量为5%~20%，优选地6%~10%；氮气的体积含量为60%~90%，优选地，70%~80%；CF4的体积含量为5%~20%，优选地6%~10%；咬蚀时间：25~120分钟，优选地，40~100分钟；射频电源功率：3~20千瓦，优选地，4~10千瓦。

经过等离子咬蚀，塞孔树脂表面高度低于印刷电路板表面，形成如图3所示的结构，其中310就是塞孔树脂凹陷。凹陷的深度不得超过贯通孔的孔径，优选地，为贯通孔孔径的3/4~1/2。以贯通孔孔径为0.20mm计算，凹陷的深度最佳值在0.1mm~0.15mm。

第四步，对印刷电路板进行电镀铜，填平塞孔树脂所形成的凹陷，使印刷电路板具有平坦的表面；

对印刷电路板半成品300进行电镀铜处理。电镀铜以磷铜球为阳极，印刷电路板半成品300为阴极，电镀液使用电镀填孔药水，该药水含有多种电镀助剂，包括抑制剂，整平剂和光亮剂等等，如陶氏化学的Microfill-VF电镀填孔药水，电镀时，铜层可以优先在塞孔树脂的凹陷处沉积并加厚，最终能够形成与印刷电路板表面其余部分铜层等高的铜表面，如图4中410所示。

从图4可以看出，铜层410同时与塞孔树脂以及贯通孔内部的铜层相连，形成了‘凹’字形的连接方式。

第五步，进行外层图形制作，形成含焊垫内贯孔结构。

如图5所示，对印刷电路板半成品400进行通常的外层图形制作，包括压干膜，曝光，显影，蚀刻，得到含焊垫内贯孔结构的印刷电路板500。

以上，完成了含焊垫内贯孔结构的印刷电路板的制作。本发明通过在封端铜层与贯通孔树脂之间形成三维‘凹’字形的连接方式，增加了封端铜层与树脂的附着力，从而可以提高含焊垫内贯孔结构的印刷电路板信赖性。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims

1.一种提高含焊垫内贯孔结构的印刷电路板信赖性的制作方法，其包括以下步骤：在印刷电路板上钻出将要进行树脂塞孔的贯通孔，并且对钻孔后的印刷电路板进行电镀铜，使印刷电路板的表面与孔内形成连续的铜层；对贯通孔进行树脂塞孔，烘烤使孔内树脂完全固化后，采用磨刷的方式将印刷电路板表面多余的树脂去除；对印刷电路板表面进行处理，使树脂相对于印刷电路板表面形成凹陷；对印刷电路板进行电镀铜，填平塞孔树脂所形成的凹陷，使印刷电路板具有平坦的表面铜层；进行外层图形制作，形成含焊垫内贯孔结构。

2.如权利要求1所述的提高含焊垫内贯孔结构的印刷电路板信赖性的技术，其特征在于对印刷电路板表面进行处理，使树脂相对于印刷电路板表面形成凹陷。

3.如权利要求2所述的提高含焊垫内贯孔结构的印刷电路板信赖性的技术，其特征在于凹陷深度不超过贯通孔的孔径。

4.如权利要求2所述的提高含焊垫内贯孔结构的印刷电路板信赖性的印刷电路板制作技术，其特征在于凹陷深度为贯通孔孔径的3/4~1/2。

5.根据权利要求1所述的印刷电路板表面处理技术，其特征在于采用等离子咬蚀或化学药水咬蚀。

6.根据权利要求5所述的等离子咬蚀技术，其特征在于采用氧气、CF4、氮气或者氩气为反应气体。

7.根据权利要求5所述的等离子咬蚀技术，其工艺参数为：反应温度为70~120摄氏度；气体流量为1升/分钟~10升/分钟，其中氧气的体积含量为5%~20%；氮气的体积含量为60%~90%；CF4的体积含量为5%~20%；咬蚀时间为25~120分钟；射频电源功率：3~20千瓦。

8. 根据权利要求5所述的等离子咬蚀技术，其工艺参数为：反应温度：80~100摄氏度；气体流量为2升/分钟~5升/分钟，其中氧气的体积含量为6%~10%；氮气的体积含量为70%~80%；CF4的体积含量为6%~10%：咬蚀时间为40~100分钟；射频电源功率为4~10千瓦。

9. 如权利要求1所述的提高含焊垫内贯孔结构的印刷电路板信赖性的技术，其特征在于采用电镀铜填平塞孔树脂的凹陷，印刷电路板具有平坦的表面铜层。