CN103874346B - 一种电路板的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电路板的制作方法，包括如下步骤：将第一铜箔板、第一半固化片和第二铜箔板依次低温压合成板材；按照电路设定的规则，在第一铜箔板上通过激光钻定位标记；根据定位标记，在板材上光刻制作贴片对准标记；将板材加热至第一半固化片具有粘度，将芯片和带有导电通孔的过孔单元根据贴片对准标记贴在第一半固化片上；将第三铜箔板、第二半固化片、半固化树脂片和板材进行压合，形成芯板结构；将芯板结构加热，使第一半固化片、第二半固化片和半固化树脂片固化；在芯板上制作外层电路，并在外层电路表面的阻焊窗口植球。本发明中的过孔采用埋入过孔单元的方式与芯片同时埋入，降低工艺成本和设备成本。

Description

一种电路板的制作方法

技术领域

本发明涉及印刷线路板制造技术领域，尤其涉及一种电路板的制作方法。

背景技术

随着大规模集成电路的发展，线路越来越细，22nm技术已经进入量产，线路的细化，导致对于设备和工艺提出了前所未有的挑战。为提高单位面积上的芯片密度和信号处理能力，3D封装应运而生，人们提出三维封装的概念，将芯片进行三维集成封装，将在将芯片进行堆叠，形成三维封装，以提高单位面积上的封装密度。

提高单位面积上封装密度，除对电路板上的芯片进行三维堆叠外，将芯片埋入电路板是提高单位面积芯片密度的一个有效途径。埋入芯片电路板是将一个或多个芯片在电路板制作过程中埋入电路板，经芯片的表面电极在制作电路板布线层的过程中与电路板电路相连，使得电路板由原来的仅具有电路连接功能的互连载体，变成具有一定的电气功能的电路互连载体，复杂的埋入电路板具有一定的电路系统功能，具备一定的信号处理能力。理想的埋入电路板具有完整的电路信号处理和传输能里，因此，可以成为功能化电路板，他是将芯片封装和封装电路板相结合的产物，是一种先进的高端封装技术。芯片埋入电路板具有比普通三维堆叠更大的优点是更短的连线，产生更低的损耗；更小的封装占用空间，导致更高的封装密度；等等。

目前的芯片埋入电路板技术与常规电路板技术一样，电路板正面和反面的电路必须通过机械钻孔或激光钻孔形成正反面导通孔，再经过电镀和化学镀将导通孔进行金属化。由于导电过孔数量非常多，通常有上万个孔，因此，在电路板的大规模生产中，需要非常多的机械钻孔机来完成。在电路板厂生产效率的瓶颈工艺是机械钻孔工艺，每个电路板厂都有数十台机械钻孔机在实际生产中使用。钻头的使用和消耗非常大，通常的钻头的寿命是钻2000孔换一个，这样钻孔的加工成本就非常高。

机械钻孔后电镀填孔也存在一定的问题。一方面如果要将过孔填满，由于过孔具有较高的深宽比，电镀填孔的技术要求非常高，对于设备和药水要求也很高，需要价格昂贵的设备和价格昂贵的药水。如果不将过孔镀满，需要塞孔和磨刷，就需要相应的塞孔机和磨刷机。当然也有不需要填孔的情况，这只有在要求非常低的情况下才可以使用。现在，绝大多数电子产品需要电路板进行过孔的填埋。

目前的过孔技术存在的问题：

1.加工慢，效率低，从而增加了成本。

2.钻头消耗快，用量大，加工成本高。

3.填孔困难，技术难度高，材料成本高，设备昂贵。

4.需要的设备多，设备投入大，因此成本高。

综上所述，埋入芯片的电路板采用的是双面覆铜的树脂板材，存在大量的金属化互连通孔，钻孔将消耗大量的材料，使用价格昂贵的设备，且加工过程复杂效率低，工艺复杂，工艺难度大。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种电路板的制作方法，其中电路板的过孔制作不需要机械钻孔工艺和孔金属化工艺，减少了相关工艺设备，简化工艺流程，降低生产成本。

为了达到上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

一种电路板的制作方法，包括如下步骤：

将第一铜箔板、第一半固化片和第二铜箔板依次低温压合成板材；

按照电路设定的规则，在所述第一铜箔板上通过激光钻定位标记；

根据所述定位标记，在所述板材上光刻制作贴片对准标记；

将所述板材加热至所述第一半固化片具有粘度，将芯片和带有导电通孔的过孔单元根据所述贴片对准标记贴在具有粘度的所述第一半固化片上；

将第三铜箔板、第二半固化片、半固化树脂片和所述板材进行压合，形成芯板结构；

将所述芯板结构加热，使所述第一半固化片、所述第二半固化片和所述半固化树脂片固化；

在所述芯板上钻孔对位标记，根据所述孔对位标记钻盲孔，对所述盲孔进行孔金属化；

在所述芯板上光刻双面电极；

在所述芯板上制作外层电路，并在所述外层电路表面的阻焊窗口植球。

上述方案中，所述将所述板材加热至所述第一半固化片具有粘度，将芯片和带有导电通孔的过孔单元根据所述贴片对准标记贴在具有粘度的所述第一半固化片上，具体包括：将所述板材在贴片机上加热到110℃，使第一半固化片具有的粘度，将芯片和带有导电通孔的过孔单元根据所述贴片对准标记贴在具有粘度的所述第一半固化片上。

上述方案中，所述过孔单元为带有至少一个导电通孔的树脂片或玻璃片。

上述方案中，所述过孔单元为带有至少一个导电通孔的硅片或金属片，所述导电通孔与所述硅片或所述金属片之间设有绝缘层。

上述方案中，所述导电通孔由导电材料完全填充。

上述方案中，所述导电通孔中有树脂塞孔。

上述方案中，所述导电通孔中有表面未金属化的树脂塞孔。

上述方案中，所述导电通孔的两个表面设有孔焊盘，所述孔焊盘的直径大于导电通孔的直径。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的电路板制作方法是按照设定的规则，将带有导电通孔的过孔单元和功能芯片一同预先埋入到电路板中，埋入芯片和过孔单元两面制作布线层将过孔单元中的导电通道与芯片、布线层电路、外接芯片接口电极连接起来。本发明中的过孔采用埋入过孔单元的方式与芯片同时埋入，由于没有机械钻孔工艺，通孔金属化工艺，塞孔工艺、磨刷工艺，降低工艺成本和设备成本。而且过孔单元可以从生产过孔单元的工厂获得，提高生产效率，降低生产成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种电路板的制作方法的工艺流程图；

图2-图10为本发明实施例提供的一种电路板的制作方法的步骤示意图；

图11-图18为本发明实施例提供的不同过孔单元的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

如图1所示，本发明实施例提供一种电路板的制作方法，包括如下步骤：

步骤110：将第一铜箔板11、第一半固化片12和第二铜箔板13依次低温压合成板材，如图2所示；

具体地，将第一铜箔板11、第一半固化片12和第二铜箔板13低温在真空压膜机中压合；本实施例中，第一半固化片12为BT树脂对应的半固化BT材质的半固化片，第一铜箔板11和第二铜箔板13为18微米厚度的铜箔；

步骤120：按照电路设定的规则，在所述第一铜箔板11上通过激光钻定位标记；

具体地，根据电路设计的需要，决定过孔单元的放置规则，过孔单元位置可以是按照一定规则放置，也可以根据后续电路需要设计印刷电路板的过孔放置；根据过孔单元的放置规则，在第一铜箔板11上通过激光钻定位标记；

步骤130：根据所述定位标记，在所述板材上光刻制作贴片对准标记14，如图3所示；

步骤140：将所述板材加热至所述第一半固化片12具有粘度，将芯片15和带有导电通孔17的过孔单元16根据所述贴片对准标记14在具有粘度的所述第一半固化片12上，如图4所示；

具体地，将所述板材在贴片机上加热到110℃左右，使第一半固化片12具有一定的粘度，将芯片15和过孔单元16根据贴片对准标记14贴在具有粘度的第一半固化片12上；

步骤150：将第三铜箔板18、第二半固化片19、半固化树脂片20和所述板材进行压合，形成芯板结构，如图5和图6所示；

具体地，将第三铜箔板18、第二半固化片19、半固化树脂片20和板材低温叠压进行真空压合，形成芯板结构；第二半固化片19为BT树脂对应的半固化BT材质的半固化片，半固化树脂片20可采用ABF树脂片或RCC覆铜树脂片；由于第一半固化片12和第二半固化片19为玻纤布涂覆树脂结构，因此，双面压合半固化片后电路板整体结构在横向有所加强；半固化树脂片20不含有玻纤，提高整体芯板的柔韧性；

步骤160：将所述芯板结构加热，使所述第一半固化片12、所述第二半固化片19和所述半固化树脂片20固化；

具体地，将芯板加热，使第一半固化片12、第二半固化片19和半固化树脂片20升温到210℃，恒温一小时使两种半固化材料固化，形成性能稳定的芯板结构；

步骤170：在所述芯板上钻孔对位标记，根据所述孔对位标记钻盲孔，对所述盲孔进行孔金属化，如图7和图8所示；

步骤180：在所述芯板上光刻双面电极，如图9所示；

步骤190：在所述芯板上制作外层电路，并在所述外层电路表面的阻焊窗口植球，如图10所示；

具体地，在芯板上制作外层电路和阻焊层，在外层电路的焊盘21上开阻焊窗口22，并制作表面涂覆23，然后在阻焊窗口22植焊球24，本实施例中，可在电路板单面或者双面植焊球24；芯板两面的布线层通过过孔单元的导电通孔相连，进行信号传输；埋入的芯片的电极通过布线层、过孔单元与外电路和其他埋入的芯片相连。

进一步地，在步骤190之前，还包括，在芯板两面利用原来底面的定位点钻出定位孔25，钻孔的方法可以是激光钻孔或者机械钻孔。

进一步地，所述过孔单元为带有至少一个导电通孔的树脂片或玻璃片；或者，所述过孔单元为带有至少一个导电通孔的硅片或金属片，所述导电通孔与所述硅片或所述金属片之间设有绝缘层，保证导电通孔和硅片或者金属片质检绝缘。过孔单元可以是常规过孔PCB切割而成的树脂导电过孔单元，也可以是单晶硅通孔结构（TSV），玻璃的导电过孔（TGV）结构，也可以是陶瓷基板金属化过孔单元。

进一步地，所述导电通孔由导电材料完全填充，如图11所示；所述导电通孔中有树脂塞孔，如图12所示；所述导电通孔中有表面未金属化的树脂塞孔，如图13所示。上述三种导电通孔的两个表面设有孔焊盘，所述孔焊盘的直径大于导电通孔的直径，如图14-16所示。

进一步地，过孔单元中导电通孔间可以全部相连，也可以全部不相接，如图17所示，也可以部分导电通孔间相互连接，如图18所示。

本发明所述电路板结构是按照设定的规则，将带有导电通孔的过孔单元和功能芯片一同预先埋入到电路板中，埋入芯片和过孔单元两面制作布线层将过孔单元中的导电通道与芯片、布线层电路、外接芯片接口电极连接起来。

本发明制作出的电路板中包含多个独立的过孔单元，过孔单元由多个导电通孔和其周围的介质材料构成，过孔单元之间通过另一种介质材料结合在同一电路板上，整个芯板表面覆盖绝缘材料，绝缘层表面需要处开窗口通过层的布线使导电过孔与外层电路相连。

本发明与想有技术相比，包括以下优点：

（1）过孔采用埋入过孔单元的方式与芯片同时埋入；

（2）简化工艺，降低工艺成本和设备成本：没有机械钻孔工艺，通孔金属化工艺，塞孔工艺、磨刷工艺；

（3）过孔单元可以从生产过孔单元的工厂获得；

（4）生产成本低：因过孔单元可以从专门供应商处购得，所以，过孔埋入覆铜板具有：

a.设备成本低：不需要大量机械钻孔机，提高生产效率，降低生产成本；

b.工艺成本低：制造方法中，没有通孔钻孔工艺；

（5）过孔分布：过孔单元位置可以是按照一定规则放置，也可以根据后续电路需要设计PCB板的过孔放置；对于过孔单元按照一定规则放置的PCB板，用户只需要按照过孔放置规则进行电路设计；对于过孔单元放置有特殊要求的用户，可以根据电路设计情况选用不同导电通孔数量和间距的过孔单元，按照电路设计的需要，放置过孔单元；

（6）由于第一半固化片和第二半固化片为玻纤布涂覆树脂结构，因此，双面压合半固化片后整体结构在横向有所加强；

（7）半固化树脂片是不含玻纤布的半固化纯胶树脂，固化后的整体芯板比含有玻纤的强度低，柔韧性好。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电路板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

将第一铜箔板、第一半固化片和第二铜箔板依次低温压合成板材；所述低温为110℃；

在所述第一铜箔板上通过激光钻定位标记；

根据所述定位标记，在所述板材上光刻制作贴片对准标记；

将所述板材加热至所述第一半固化片具有粘度，将芯片和带有导电通孔的过孔单元根据所述贴片对准标记贴在具有粘度的所述第一半固化片上；

将第三铜箔板、第二半固化片、半固化树脂片和所述板材进行压合，形成芯板结构；

将所述芯板结构加热，使所述第一半固化片、所述第二半固化片和所述半固化树脂片固化；

在所述芯板上钻孔对位标记，根据所述孔对位标记钻盲孔，对所述盲孔进行孔金属化；

在所述芯板上光刻双面电极；

在所述芯板上制作外层电路，并在所述外层电路表面的阻焊窗口植球。

2.如权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，所述将所述板材加热至所述第一半固化片具有粘度，将芯片和带有导电通孔的过孔单元根据所述贴片对准标记贴在具有粘度的所述第一半固化片上，具体包括：将所述板材在贴片机上加热到110℃，使所述第一半固化片具有的粘度，将芯片和带有导电通孔的过孔单元根据所述贴片对准标记贴在具有粘度的所述第一半固化片上。

3.如权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，所述过孔单元为带有至少一个导电通孔的树脂片或玻璃片。

4.如权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，所述过孔单元为带有至少一个导电通孔的硅片或金属片，所述导电通孔与所述硅片或所述金属片之间设有绝缘层。

5.如权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，所述导电通孔由导电材料完全填充。

6.如权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，所述导电通孔中有树脂塞孔。

7.如权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，所述导电通孔中有表面未金属化的树脂塞孔。

8.如权利要求1所述的电路板的制作方法，其特征在于，所述导电通孔的两个表面设有孔焊盘，所述孔焊盘的直径大于导电通孔的直径。