CN104039086B - 一种三维凸点印制电路板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及印制电路板工艺技术领域，尤其涉及一种三维凸点印制电路板及其制作方法，包括以下流程：制作电路图形印制电路板、制作凸点图形印制电路板、电镀、去膜、镀金、加工定位孔和装订孔、成型；本发明在现有二维平面印制电路板的线路上电镀沉积形成微米级凸点，以接触裸芯片的焊盘，将裸芯片的电极引出，实现对裸芯片的无损老炼筛选和三温测试，以剔除早期失效的裸芯片，降低了电路在使用过程失效的概率，采用凸点图形和装订孔在同一Gerber文件上的原理或使用同一套定位孔的原理，保证了凸点和装订孔相对位置的精准度，可准确的使凸点与裸芯片的焊盘接触，实现裸芯片电极的引出和对裸芯片的老炼筛选和三温测试。
Description
技术领域
本发明涉及印制电路板工艺技术领域，尤其涉及一种三维凸点印制电路板及其制作方法。
背景技术
通常电子器件寿命期自然地划分为老炼期、使用寿命期、耗损期。为保证电子产品的质量，在电路组装前，对处于老炼期(即早期失效期)的电子元器件通过施加适当的电应力和温度应力等方式，进行老炼筛选及三温测试，使一些具有潜在缺陷的早期失效件提前暴露，进行有效的筛选剔除。
GJB597《集成电路通用规范》和GJB2438《混合集成电路通用规范》明确规定集成电路和混合集成电路产品要进行100％的老炼筛选和三温测试，将可能出现早期失效的电路淘汰剔除。但是裸芯片尺寸通常为几个毫米，其焊盘大小仅为20‐100微米，由于裸芯片焊盘的尺寸太小，无法将裸芯片的电极引出，进行裸芯片的老炼筛选及三温测试，无法保证芯片的质量，对产品后期稳定使用造成了严重的后果。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术缺点，提供一种能够实现对裸芯片的无损老炼筛选及三温测试的三维凸点印制电路板及其制作方法能够。
为解决上述问题，本发明三维凸点印制电路板的制作方法包括制作电路图形印制电路板、制作凸点图形印制电路板、电镀、去膜、镀金、加工定位孔和装订孔、成型；
当加工定位孔和装订孔位于镀金和成型之间时：包括以下步骤：
1)制作电路图形印制电路板：采用绝缘基板，对其进行喷砂和贴膜，使用具有线路图形的负相底片进行对位、曝光、显影、酸性蚀刻，将线路图形制作出来，得到电路图形印制电路板；
2)制作凸点图形印制电路板：对步骤1)得到的电路图形印制电路板进行喷砂和贴膜，以酸性蚀刻后的线路图形为基准，使用具有凸点和定位孔图形的正相底片将线路末端的凸点和定位孔标靶图形进行对位、曝光和显影，得到凸点图形印制电路板；
3)电镀：对凸点图形印制电路板上的凸点和定位孔进行图形电镀镍或铜，沉积形成凸点，使凸点在垂直于凸点图形印制电路板方向生长到一定高度；
4)去膜：褪去凸点图形印制电路板表面的干膜；
5)镀金：对凸点图形印制电路板进行全板镀金；
6)加工定位孔和装订孔：以定位孔标靶为基准，在镀金后的凸点图形印制电路板上加工定位孔和装订孔；
7)成型：将加工定位孔和装订孔后的凸点图形印制电路板沿边框线加工成型，得到三维凸点印制电路板；
当加工定位孔和装订孔位于制作电路图形印制电路板前时：包括以下步骤：
1)加工定位孔和装订孔：在绝缘基板上加工定位孔和装订孔；
2)制作电路图形印制电路板：将加工定位孔和装订孔后的绝缘基板进行喷砂和贴膜；以定位孔为基准，对绝缘基板表面干膜进行线路图形曝光，然后显影和酸性蚀刻，将线路图形制作出来，得到电路图形印制电路板；
3)制作凸点图形印制电路板：对步骤2)得到的电路图形印制电路板进行喷 砂和贴膜，以定位孔为基准，对干膜进行凸点图形曝光，然后显影，得到凸点图形印制电路板；
4)电镀：对凸点图形印制电路板上的凸点进行图形电镀镍或铜，沉积形成凸点，使凸点在垂直于凸点图形印制电路板方向生长到一定高度；
5)去膜：褪去凸点图形印制电路板表面的干膜；
6)镀金：对凸点图形印制电路板进行全板镀金；
7)成型：将镀金后的凸点图形印制电路板沿边框线加工成型，得到三维凸点印制电路板。
所述的绝缘基板为覆铜箔聚酰亚胺板材。
所述的喷砂采用喷砂机，喷砂参数为输送速度2‐2.5m/min，酸洗浓度1‐2％，酸洗压力1.5‐2.5kg/cm2，金刚砂浓度10‐20％，喷砂压力1.0‐2.0kg/cm2，烘干温度80‐100℃；
所述的贴膜使用25‐50微米厚的干膜，贴膜参数为胶辊温度100‐120℃，贴膜压力0.4‐0.6MPa，贴膜速度为0.8‐1.5m/min；
所述的显影参数为传送速度1.0‐1.5m/min，显影液温度25‐35℃，显影压力2.0‐2.5kg/cm2，显影点50‐70％；
所述的酸性蚀刻参数为蚀刻温度30‐60℃，铜离子浓度为150‐200g/L，酸度为0.5‐1.5N，传送速度为0.5‐1.8m/min，烘干温度为50‐80℃。
当加工定位孔和装订孔位于镀金和成型之间时：所述的步骤1)和步骤2)中的曝光使用平行光曝光机曝光，曝光能量6‐9级，真空度≥0.075MPa；
当加工定位孔和装订孔位于制作电路图形印制电路板前时：所述的步骤2)和步骤3)中的曝光使用激光自动成像曝光机曝光。
当加工定位孔和装订孔位于镀金和成型之间时：所述的步骤6)中采用X射线钻靶机或激光钻机在凸点图形印制电路板上加工定位孔和装订孔；
当加工定位孔和装订孔位于制作电路图形印制电路板前时：用钻床在覆铜箔聚酰亚胺板材上加工4个1.0mm的定位孔和3个1.65mm的装订孔。
所述的去膜参数为褪膜膨松温度为30‐50℃，去膜温度为40‐50℃，膨松氢氧化钠浓度为3‐8％,去膜氢氧化钠浓度为1‐3％，传送速度为30‐50m/min，烘干温度为80‐100℃。
所述的电镀流程为除油→水洗→微蚀→水洗→酸洗→镀铜/镍→烘干，具体参数：除油温度为35‐45℃，清洁剂浓度为3‐10％，时间为3‐10min，微蚀温度为25‐35℃，过硫酸钠浓度为30‐70g/L,硫酸浓度为3％‐7％，时间为0.5‐2min，酸洗温度为20‐30℃，硫酸浓度为2‐10％，时间为1‐10min，镀镍温度为30‐60℃，硫酸浓度为100‐200g/L，硫酸镍浓度为50‐100g/L，时间为50‐100min，电流密度为1‐4A/dm2，烘干温度为80‐100℃。
所述的镀金流程为除油→水洗→微蚀→水洗→酸洗→水洗→镀金→烘干，具体参数：除油温度35‐45℃，清洁剂浓度3‐10％，时间3‐10min，微蚀温度25‐35℃，过硫酸钠浓度为30‐70g/L，硫酸浓度为3％‐7％，时间为0.5‐2min，酸洗温度为20‐30℃，硫酸浓度为2‐10％，时间为1‐10min，镀金温度25‐50℃，氰化金钾浓度为0.5‐2.5g/L，pH为3‐6，时间为1‐10min，电流密度0.5‐1.5A/dm2，烘干温度为80‐100℃。
本发明的三维凸点印制电路板包括：
采用三维凸点印制电路板的制作方法制作的三维凸点印制电路板。
所述的凸点接触裸芯片的焊盘，将裸芯片的电极引出。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明三维凸点印制电路板的制备方法，通过制作电路图形印制电路板、制作凸点图形印制电路板、电镀、去膜、镀金、加工定位孔和装订孔、成型等步骤，根据凸点图形和定位孔在同一Gerber文件上的原理或使用同一套定位孔的原理，保证了凸点和定位孔相对位置的精准度，可准确的使凸点与裸芯片的焊盘接触，实现裸芯片电极的引出和对裸芯片的老炼筛选和三温测试，且工艺简单。
本发明的三维凸点印制电路板，由于在印制电路板的线路末端沉积形成凸点，以接触裸芯片的焊盘，将裸芯片的电极引出，实现对裸芯片的无损老炼筛选和三温测试，以剔除早期失效的裸芯片，降低了电路在使用过程失效的概率。
附图说明
图1为本发明实施例1的三维凸点印制电路板制作过程示意图；
图2为本发明实施例2的三维凸点印制电路板制作过程示意图；
图3为本发明的三维凸点印制电路板俯视示意图；
其中，1‐定位孔、2‐装订孔、3‐凸点。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1：
参见图1，本发明的三维凸点印制电路板加工流程为：制作电路图形印制电路板→制作凸点图形印制电路板→凸点和定位孔图形电镀→去膜→镀金→加工定位孔和装订孔→成型：
1)制作电路图形印制电路板：
采用覆铜箔聚酰亚胺板材，对其进行喷砂和贴膜，使用具有线路图形的负相 底片进行对位、曝光、显影、酸性蚀刻，将线路图形制作出来，得到电路图形印制电路板；
2)制作凸点图形印制电路板：
对步骤1)得到的电路图形印制电路板进行喷砂和贴膜，以蚀刻好的线路图形为基准，使用具有凸点和定位孔图形的正相底片将线路末端的凸点和定位孔标靶图形进行对位、曝光和显影，对位时使用40倍放大镜人工手动方法将凸点和定位孔准确对位在导线的相应位置上，得到凸点图形印制电路板；
3)凸点和定位孔图形电镀：对凸点图形印制电路板上的凸点和定位孔进行图形电镀镍或铜，使凸点在垂直于凸点图形印制电路板方向生长到一定高度；其流程如下：除油→水洗→微蚀→水洗→酸洗→镀铜/镍→烘干，具体参数为：除油温度为35‐45℃，清洁剂浓度为3‐10％，时间为3‐10min，微蚀温度为25‐35℃，过硫酸钠浓度为30‐70g/L，硫酸浓度为3％‐7％，时间为0.5‐2min，酸洗温度为20‐30℃，硫酸浓度为2‐10％，时间为1‐10min，镀镍温度为30‐60℃，硫酸浓度为100‐200g/L，硫酸镍浓度为50‐100g/L，时间为50‐100min，电流密度为1‐4A/dm2，烘干温度为80‐100℃。
4)去膜：褪去凸点图形印制电路板表面的干膜；
去膜参数为：褪膜膨松温度为30‐50℃，去膜温度为40‐50℃，膨松氢氧化钠浓度为3‐8％，去膜氢氧化钠浓度为1‐3％，传送速度为30‐50m/min，烘干温度为80‐100℃。
5)镀金：通过除油→水洗→微蚀→水洗→酸洗→水洗→镀金→烘干对凸点图形印制电路板进行全板镀金，其中除油温度为35‐45℃，水洗采用的清洁剂浓度为3‐10％，时间为3‐10min，微蚀温度为25‐35℃，过硫酸钠浓度为30‐70g/L， 硫酸浓度为3％‐7％，时间为0.5‐2min，酸洗温度为20‐30℃，硫酸浓度为2‐10％，时间为1‐10min，镀金温度为25‐50℃，氰化金钾浓度为0.5‐2.5g/L，pH为3‐6，时间为1‐10min，电流密度为0.5‐1.5A/dm2，烘干温度为80‐100℃。
6)冲孔：以定位孔标靶为基准，采用X射线钻靶机或激光钻机在凸点图形印制电路板上加工定位孔和装订孔。
7)成型：将冲孔后凸点图形印制电路板用剪刀或刀片沿边框线将印制板加工成型。
实施例2：
参见图2，本发明的三维凸点印制电路板加工流程为：加工定位孔和装订孔→制作电路图形印制电路板→制作凸点图形印制电路板→凸点图形电镀→去膜→镀金→成型：
1)加工定位孔和装订孔：在覆铜箔聚酰亚胺板材上加工4个1.0mm的定位孔和3个1.65mm的装订孔；
2)制作电路图形印制电路板：将加工定位孔和装订孔后的覆铜箔聚酰亚胺板材采用喷砂机进行喷砂、使用40微米厚的干膜贴膜；喷砂机工艺参数为输送速度2‐2.5m/min，酸洗浓度1‐2％，酸洗压力1.5‐2.5kg/cm2，金刚砂浓度10‐20％，喷砂压力1.0‐2.0kg/cm2，烘干温度80‐100℃，贴膜参数为胶辊温度100‐120℃，贴膜压力0.4‐0.6MPa，贴膜速度为0.8‐1.5m/min，然后以四个定位孔为基准，使用激光自动成像曝光机对覆铜箔聚酰亚胺板材表面干膜进行线路图形曝光，曝光能量为6‐9级，然后显影和酸性蚀刻，显影参数为传送速度1.0‐1.5m/min，显影液温度25‐35℃，显影压力2.0‐2.5kg/cm2，显影点50‐70％，酸性蚀刻参数为蚀刻温度30‐60℃，铜离子浓度为150‐200g/L，酸度为0.5‐1.5N，传送速度为 0.5‐1.8m/min，烘干温度为50‐80℃，将线路图形制作出来，得到电路图形印制电路板；
3)制作凸点图形印制电路板：对步骤2)得到的电路图形印制电路板采用喷砂机进行喷砂、使用40微米厚的干膜贴膜；喷砂机工艺参数为输送速度2‐2.5m/min，酸洗浓度1‐2％，酸洗压力1.5‐2.5kg/cm2，金刚砂浓度10‐20％，喷砂压力1.0‐2.0kg/cm2，烘干温度80‐100℃，贴膜参数为胶辊温度100‐120℃，贴膜压力0.4‐0.6MPa，贴膜速度为0.8‐1.5m/min，以四个定位孔为基准，进行凸点图形曝光，曝光能量为6‐9级，然后显影，显影参数为传送速度1.0‐1.5m/min，显影液温度25‐35℃，显影压力2.0‐2.5kg/cm2，显影点50‐70％。，得到凸点图形印制电路板；
4)凸点电镀：对凸点图形印制电路板上的凸点进行图形电镀镍或铜，使凸点在垂直于凸点图形印制电路板方向长到一定高度；其流程如下：除油→水洗→微蚀→水洗→酸洗→镀铜/镍→烘干，具体参数为：除油温度为35‐45℃，清洁剂浓度为3‐10％，时间为3‐10min，微蚀温度为25‐35℃，过硫酸钠浓度为30‐70g/L，硫酸浓度为3％‐7％，时间为0.5‐2min，酸洗温度为20‐30℃，硫酸浓度为2‐10％，时间为1‐10min，镀镍温度为30‐60℃，硫酸浓度为100‐200g/L,硫酸镍浓度为50‐100g/L，时间为50‐100min，电流密度为1‐4A/dm2，烘干温度为80‐100℃。
5)去膜：褪去凸点图形印制电路板表面的干膜；
去膜参数为：褪膜膨松温度为30‐50℃，去膜温度为40‐50℃，膨松氢氧化钠浓度为3‐8％，去膜氢氧化钠浓度为1‐3％，传送速度为30‐50m/min，烘干温度为80‐100℃。
6)镀金：通过除油→水洗→微蚀→水洗→酸洗→水洗→镀金→烘干对凸点图形印制电路板进行全板镀金，其中除油温度为35‐45℃，水洗采用的清洁剂浓度为3‐10％，时间为3‐10min，微蚀温度为25‐35℃，过硫酸钠浓度为30‐70g/L，硫酸浓度为3％‐7％，时间为0.5‐2min，酸洗温度为20‐30℃，硫酸浓度为2‐10％，时间为1‐10min，镀金温度为25‐50℃，氰化金钾浓度为0.5‐2.5g/L，pH为3‐6，时间为1‐10min，电流密度为0.5‐1.5A/dm2，烘干温度为80‐100℃。
7)成型：将冲孔后凸点图形印制电路板用剪刀或刀片沿边框线将印制板加工成型。
参见图3，本发明的一种三维凸点印制电路板，包括绝缘基板，在绝缘基板的四角开设有4个1.0mm的定位孔1，以及呈三角状分布在绝缘基板上的三个1.65mm的装订孔，在绝缘基板中部设置有若干凸点3，该凸点3通过线路与位于绝缘基板四周的引线连接，其中定位孔和装订孔均通过线路与引线连接。该三维印制电路板的凸点3与裸芯片焊盘接触导通，将裸芯片的电极引出，实现对裸芯片的无损老炼筛选及三温测试。
Claims (10)
1.一种三维凸点印制电路板的制作方法，其特征在于，包括以下流程：制作电路图形印制电路板、制作凸点图形印制电路板、电镀、去膜、镀金、加工定位孔和装订孔、成型；
当加工定位孔和装订孔位于镀金和成型之间时：包括以下步骤：
1)制作电路图形印制电路板：采用绝缘基板，对其进行喷砂和贴膜，使用具有线路图形的负相底片进行对位、曝光、显影、酸性蚀刻，将线路图形制作出来，得到电路图形印制电路板；
2)制作凸点图形印制电路板：对步骤1)得到的电路图形印制电路板进行喷砂和贴膜，以酸性蚀刻后的线路图形为基准，使用具有凸点和定位孔图形的正相底片将线路末端的凸点和定位孔标靶图形进行对位、曝光和显影，得到凸点图形印制电路板；
3)电镀：对凸点图形印制电路板上的凸点和定位孔进行图形电镀镍或铜，沉积形成凸点，使凸点在垂直于凸点图形印制电路板方向生长到一定高度；
4)去膜：褪去凸点图形印制电路板表面的干膜；
5)镀金：对凸点图形印制电路板进行全板镀金；
6)加工定位孔和装订孔：以定位孔标靶为基准，在镀金后的凸点图形印制电路板上加工定位孔和装订孔；
7)成型：将加工定位孔和装订孔后的凸点图形印制电路板沿边框线加工成型，得到三维凸点印制电路板；
当加工定位孔和装订孔位于制作电路图形印制电路板前时：包括以下步骤：
1)加工定位孔和装订孔：在绝缘基板上加工定位孔和装订孔；
2)制作电路图形印制电路板：将加工定位孔和装订孔后的绝缘基板进行喷砂和贴膜；以定位孔为基准，对绝缘基板表面干膜进行线路图形曝光，然后显影和酸性蚀刻，将线路图形制作出来，得到电路图形印制电路板；
3)制作凸点图形印制电路板：对步骤2)得到的电路图形印制电路板进行喷砂和贴膜，以定位孔为基准，对干膜进行凸点图形曝光，然后显影，得到凸点图形印制电路板；
4)电镀：对凸点图形印制电路板上的凸点进行图形电镀镍或铜，沉积形成凸点，使凸点在垂直于凸点图形印制电路板方向生长到一定高度；
5)去膜：褪去凸点图形印制电路板表面的干膜；
6)镀金：对凸点图形印制电路板进行全板镀金；
7)成型：将镀金后的凸点图形印制电路板沿边框线加工成型，得到三维凸点印制电路板。
2.根据权利要求1所述的一种三维凸点印制电路板的制作方法，其特征在于：所述的绝缘基板为覆铜箔聚酰亚胺板材。
3.根据权利要求1所述的一种三维凸点印制电路板的制作方法，其特征在于：所述的喷砂采用喷砂机，喷砂参数为输送速度2‐2.5m/min，酸洗浓度1‐2％，酸洗压力1.5‐2.5kg/cm2，金刚砂浓度10‐20％，喷砂压力1.0‐2.0kg/cm2，烘干温度80‐100℃；
所述的贴膜使用25‐50微米厚的干膜，贴膜参数为胶辊温度100‐120℃，贴膜压力0.4‐0.6MPa，贴膜速度为0.8‐1.5m/min；
所述的显影参数为传送速度1.0‐1.5m/min，显影液温度25‐35℃，显影压力2.0‐2.5kg/cm2，显影点50‐70％；
所述的酸性蚀刻参数为蚀刻温度30‐60℃，铜离子浓度为150‐200g/L，酸度为0.5‐1.5N，传送速度为0.5‐1.8m/min，烘干温度为50‐80℃。
4.根据权利要求1所述的一种三维凸点印制电路板的制作方法，其特征在于：当加工定位孔和装订孔位于镀金和成型之间时：所述的步骤1)和步骤2)中的曝光使用平行光曝光机曝光，曝光能量6‐9级，真空度≥0.075MPa；
当加工定位孔和装订孔位于制作电路图形印制电路板前时：所述的步骤2)和步骤3)中的曝光使用激光自动成像曝光机曝光。
5.根据权利要求1所述的一种三维凸点印制电路板的制作方法，其特征在于：当加工定位孔和装订孔位于镀金和成型之间时：所述的步骤6)中采用X射线钻靶机或激光钻机在凸点图形印制电路板上加工定位孔和装订孔；
当加工定位孔和装订孔位于制作电路图形印制电路板前时：用钻床在凸点图形印制电路板上加工4个1.0mm的定位孔和3个1.65mm的装订孔。
6.根据权利要求1所述的一种三维凸点印制电路板的制作方法，其特征在于：所述的去膜参数为褪膜膨松温度为30‐50℃，去膜温度为40‐50℃，膨松氢氧化钠浓度为3‐8％,去膜氢氧化钠浓度为1‐3％，传送速度为30‐50m/min，烘干温度为80‐100℃。
7.根据权利要求1所述的一种三维凸点印制电路板的制作方法，其特征在于：所述的电镀流程为除油→水洗→微蚀→水洗→酸洗→镀铜/镍→烘干，具体参数：除油温度为35‐45℃，清洁剂浓度为3‐10％，时间为3‐10min，微蚀温度为25‐35℃，过硫酸钠浓度为30‐70g/L,硫酸浓度为3％‐7％，时间为0.5‐2min，酸洗温度为20‐30℃，硫酸浓度为2‐10％，时间为1‐10min，镀镍温度为30‐60℃，硫酸浓度为100‐200g/L，硫酸镍浓度为50‐100g/L，时间为50‐100min，电流密度为1‐4A/dm2，烘干温度为80‐100℃。
8.根据权利要求1所述的一种三维凸点印制电路板的制作方法，其特征在于：所述的镀金流程为除油→水洗→微蚀→水洗→酸洗→水洗→镀金→烘干，具体参数：除油温度35‐45℃，清洁剂浓度3‐10％，时间3‐10min，微蚀温度25‐35℃，过硫酸钠浓度为30‐70g/L，硫酸浓度为3％‐7％，时间为0.5‐2min，酸洗温度为20‐30℃，硫酸浓度为2‐10％，时间为1‐10min，镀金温度25‐50℃，氰化金钾浓度为0.5‐2.5g/L，pH为3‐6，时间为1‐10min，电流密度0.5‐1.5A/dm2，烘干温度为80‐100℃。
9.一种如权利要求1‐8任一项权利要求所述的一种三维凸点印制电路板的制作方法制作的三维凸点印制电路板。
10.根据权利要求9所述的一种三维凸点印制电路板，其特征在于：所述的凸点接触裸芯片的焊盘，将裸芯片的电极引出。
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