CN104039092A - 一种优化多层线路板板厚均匀性的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种优化多层线路板板厚均匀性的制作方法，通过在内层板的导电金属之间的间隙内以及导电金属表面都涂布了流动性的物质，并且流动性物质的物性与电性与内层板的绝缘层相同，有效改善了多层线路板厚度的均匀性，避免了信号干扰，提高了多层线路板进行零件组装时的可靠性，能够保持多层线路板的电子信号的完整性，并且保证了制成的高频终端产品的电子信号的完整性与长时间使用的可靠性；由于内层板的金属表面也有涂布物质，因而增强了多层线路板内部金属面与绝缘体之间的结合力，避免烘烤造成金属表面被氧化，因而能够防止后续制程造成的爆板或气泡等品质问题，提高了产品良率。

Description

一种优化多层线路板板厚均匀性的制作方法

技术领域

本发明涉及一种多层线路板的制作方法，具体涉及一种优化多层线路板板厚均匀性的制作方法，属于电子产品领域。

背景技术

多层印刷线路板(Multi-layer PCB)的内层板制作一般是先在树脂绝缘层的两面压覆上铜层形成基板，再通过显像与蚀刻的方法将多余的铜蚀刻掉，形成所需要的线路与图形。多层印刷线路板的制作系将数个已具备线路和图形的内层板与半固化胶片以及铜箔片叠合后经过压合制程而结合成一多层板。已具备线路和图形的内层板的表面存在有铜区和无铜区，以至于形成高低的起伏(有铜区较高，无铜区较低)，内层板表面这些高低起伏会直接导致压合制成的多层板的厚度不均匀，观察一片多层板的纵切面时，内层有铜区较多的地方的总板厚度明显高于无铜区较多的地方。

厚度的不均匀必然会给产品的性能带来影响，板厚差异过大则会严重影响后续线路制作的良率和可靠性，一般业界改善多层线路板厚度均匀性的方法是在制造内层板的时候在原设计为无铜的区域内尽可能地添加一些小体积的铜(圆形或方形)，借以减少内层板表面各点的高低差，在一定程度上能够缓解多层板厚度的不均匀性。但是，所添加的铜体必须与原有设计的铜体保持足够的距离以避免短路或电性干扰，所以无法将原有的无铜区填满，对改善多层线路板厚度的不均匀性的效果极为有限，而且还可能带来短路或电性干扰等新的缺陷，所以无法在工业生产上推广使用。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种优化多层线路板板厚均匀性的制作方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种优化多层线路板板厚均匀性的制作方法，包括如下步骤：

S1、在绝缘层的两面覆盖导电金属层，再通过蚀刻的方法将多余的导电金属刻掉，得到具有需要的线路和图形的内层板；

S2：对内层板的金属表面进行粗化处理；

S3、在已具备线路和图形的内层板上涂布具有流动性的、与绝缘层具有相同的物性和电性的物质，涂布区域包括：内层板的导电金属之间的间隙内以及导电金属表面，涂布均匀直至内层板金属表面的涂布物质的厚度达到目标厚度；

S4、将涂布过的内层板进行烘烤，使涂布物质预固化转变为不可流动状态；

S5、将预固化的内层板与半固化胶片、铜箔按照设计要求叠合后进行压合，得到厚度均匀的压合板；

S6、对步骤S5得到的多层线路板进行钻孔电镀及外层线路制作，得到多层线路板。

前述步骤S3中，采用丝网印刷机、滚轮涂布机、气喷式涂布机、瀑布式涂布机、静电涂布机中的一种作为涂布设备。

前述步骤S3中的涂布物质为与步骤S1中的绝缘层相同的物质。

前述步骤S3中，涂布物质为环氧树脂或聚酰亚胺树脂。

前述步骤S1中，导电金属层为铜层。

前述步骤S3中，涂布物质的目标厚度为5.0微米。

进一步地，在步骤S6之后还包括步骤S7：对步骤S6得到的多层线路板进行背钻工艺以清除孔内残留铜。

前述粗化处理为黑化处理或粽化处理，以增强导电金属与绝缘的涂布物质之间的结合力。

本发明的有益之处在于：本发明通过在内层板的导电金属之间的间隙内以及导电金属表面都涂布了流动性的物质，并且流动性物质的物性与电性与内层板的绝缘层相同，有效改善了多层线路板厚度的均匀性，避免了信号干扰，提高了多层线路板进行零件组装时的可靠性，能够保持多层线路板的电子信号的完整性，并且保证了制成的高频终端产品的电子信号的完整性与长时间使用的可靠性；由于内层板的金属表面也有涂布物质，因而增强了多层线路板内部金属面与绝缘体之间的结合力，避免实施烘烤造成金属表面被氧化，因而能够防止后续制程造成的爆板或气泡等品质问题，提高了产品良率。

附图说明

图1是本发明的多层线路板的制作方法的流程图；

图2是本发明的多层线路板压合前的横截面示意图；

图3是本发明的多层线路板进行背钻时的示意图；

图4是使用本发明的方法得到的多层线路板的电性测试结果图；

图5是使用传统方法得到的多层线路板的电性测试结果图。

1、半固化胶片，2、内层板，21、绝缘层，22、导电金属，3、铜箔，4、残留铜，5、涂布物质，6、背钻，61、钻头，7、外层线路，8、电镀铜，9、多层线路板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

本发明的多层板制作方法，能够确保多层线路板9具有极好的厚度均匀性。参见图1和图2，具体包括如下步骤：

S1、在绝缘层21的两面覆盖导电金属22层，再通过蚀刻的方法将多余的导电金属刻掉，形成需要的线路和图形，这就是内层板2的制作过程，导电金属22层优选是铜层。

S2：对内层板2的金属表面进行粗化处理，所说的粗化处理为黑化处理或粽化处理，以提高导电金属22表面的粗糙度，进而提高附着力。

S3、在已具备线路和图形的内层板2上涂布具有流动性的、与绝缘层21具有相同的物性和电性的物质，涂布区域不仅包括内层板2的导电金属22之间的间隙内，还包括导电金属22表面，涂布均匀直至内层板2金属表面的涂布物质5的厚度达到目标厚度，优选的目标厚度为导电金属22表面的涂布物质5厚度不小于5.0微米。

为了保证涂布效率和涂布质量，涂布物质5是通过专用的设备均匀涂布至内层板2上的，例如丝网印刷机、滚轮涂布机、气喷式涂布机、瀑布式涂布机、静电涂布机等。

本发明中，涂布物质5的选择对于多层线路板9的质量影响显著，采用与绝缘层21具有相同的物性和电性的物质作为涂布物质5，是经过反复研究得到的技术方案，能够保持多层线路板9的电子信号的完整性，避免了多层线路板9因为含有不同物性和电性的物质而产生信号干扰。此处，所谓的物性即是指物理性质，包括熔点、沸点、密度、导热性等，而电性则包括阻抗值impedance，介电常数Dk，介电损耗角正切Df等与电子产品性能有关的特性。所以，涂布物质5最好是与步骤S1中的绝缘层21相同的物质，如热固性或热塑性树脂，可以是环氧树脂或聚酰亚胺树脂，但是并不限于这两种。

S4、将涂布过的内层板2进行烘烤，使涂布物质5预固化转变为不可流动状态即可。此步骤可以有效地防止已涂布于内层板上的涂布物质因内层板受到搬运而四处流动到不需要涂布的地方，前面我们说过，涂布物质5不仅存在于导电金属22之间的间隙内，还涂布在导电金属22表面，这样一来，在本步骤中，涂布物质5就能够对导电金属22起到有效的保护作用，防止因为实施烘烤而造成导电金属22的氧化，进而能够有效避免后续制程产生爆板或气泡等品质问题，这是现有技术中一直没能妥善解决的技术难题。

为了更好地说明涂布区域和涂布厚度对于内层板2的金属表面的影响，我们对不同涂布区域和厚度的内层板2烘烤后的表面成分进行分析对比，结果如表1。

表1涂布区域与涂布厚度对内层板金属表面的影响

从表1我们不难发现，仅在金属间隙内涂布涂层的话，无论涂层多厚，金属表面都会被氧化，影响产品性能；而如果在金属表面与金属间隙内都涂布涂层的话，金属表面涂层厚度为1-2微米，金属表面会发生氧化，金属表面涂层厚度为3-4微米，金属表面仅发生微氧化(即少量氧化)，金属表面涂层厚度为5微米以上，金属表面就完全不会发生氧化，这也是我们将金属表面涂布物质的目标厚度设置为5.0微米的原因所在。

S5、将预固化的内层板2与半固化胶片1、铜箔3叠合后进行压合，叠合的顺序按照产品的设计要求即可，压合后得到厚度均匀的压合板。图2所示的只是叠合的一种方式，具体工艺过程中，结合产品的设计需要，叠合层数和顺序均可自由变化。

S6、对步骤S5得到的压合板进行钻孔电镀及外层线路7制作，得到多层线路板9。

经过上述步骤，即得到了厚度均匀性好的多层线路板9。表2所示的是本发明的方法制作的多层线路板9的板厚与现有技术中的一般方法(即业界标准制作方法)制作的多层线路板板厚的对比。

表2本发明方法的板厚与业界标准制作方法的板厚对比

从表2可见，本发明的方法得到的多层线路板9厚度标准差和最大差值都较小，板厚分布均匀性明显优于现有技术。

步骤S6中的钻孔电镀实际上就是在多层线路板上加工出一些导通孔，再通过电镀工艺在导通孔内镀上导电金属，本实施中选用铜，我们称之为电镀铜8。

在实际制程中，多层线路板9的导通孔内会不可避免地有一些没有实际导通作用的、我们不期望存在的孔壁电镀铜(下称残留铜4)，这些残留铜4的存在对信号产生干扰，在用于高频率场合(≥10GHz)的电子产品中时干扰尤其明显。因此，作为本发明的一种改进，在步骤S6之后还包括步骤S7：对步骤S6得到的多层线路板9进行背钻6以清除孔内残留铜4。如图3所示，亦即在多层线路板9进行钻孔电镀及外层线路7制作之后进行清除孔内无实际功能的电镀铜(即残留铜4)的背钻步骤，箭头所示的是钻头61的钻孔方向，此步骤实为一种需要控制下钻深度D1的钻孔工艺，所以多层线路板9的厚度T1均匀性是影响背钻6精确度的关键参数，由于本发明得到的多层线路板9的厚度T1差异较传统方法制造的多层线路板的厚度差异更小，均匀性更好，所以能够显著提高背钻6的深度D1的控制精度，使得未钻除的无实际功能的残留铜4降至最低量，进一步提高了终端电子产品的信号稳定性与清晰度。

本发明的方法制作的多层线路板9厚度均匀性好，使得终端产品的电子信号传输更佳，图4和图5所示的分别是本发明方法和现有技术中传统方法制作得到的多层线路板9的电性测试结果图，图4的眼状开口面积(阴影部分)明显大于图5，眼状开口面积越大，则说明电子信号的传输越佳。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种优化多层线路板板厚均匀性的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在绝缘层的两面覆盖导电金属层，再通过蚀刻的方法将多余的导电金属刻掉，得到具有需要的线路和图形的内层板；

S2：对内层板的金属表面进行粗化处理；

S3、在已具备线路和图形的内层板上涂布具有流动性的、与绝缘层具有相同的物性和电性的物质，涂布区域包括：内层板的导电金属之间的间隙内以及导电金属表面，涂布均匀直至内层板金属表面的涂布物质的厚度达到目标厚度；

S4、将涂布过的内层板进行烘烤，使涂布物质预固化转变为不可流动状态；

S5、将预固化的内层板与半固化胶片、铜箔按照设计要求叠合后进行压合，得到厚度均匀的压合板；

S6、对步骤S5得到的多层线路板进行钻孔电镀及外层线路制作，得到多层线路板。

2.根据权利要求1所述的一种优化多层线路板板厚均匀性的制作方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用丝网印刷机、滚轮涂布机、气喷式涂布机、瀑布式涂布机、静电涂布机中的一种作为涂布设备。

3.根据权利要求1所述的一种优化多层线路板板厚均匀性的制作方法，其特征在于，所述步骤S3中的涂布物质为与步骤S1中的绝缘层相同的物质。

4.根据权利要求3所述的一种优化多层线路板板厚均匀性的制作方法，其特征在于，所述步骤S3中，涂布物质为环氧树脂或聚酰亚胺树脂。

5.根据权利要求1所述的一种优化多层线路板板厚均匀性的制作方法，其特征在于，所述步骤S1中，导电金属层为铜层。

6.根据权利要求1所述的一种优化多层线路板板厚均匀性的制作方法，其特征在于，所述步骤S3中，涂布物质的目标厚度为5.0微米。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种优化多层线路板板厚均匀性的制作方法，其特征在于，在步骤S6之后还包括步骤S7：对步骤S6得到的多层线路板进行背钻工艺以清除孔内残留铜。

8.根据权利要求7所述的一种优化多层线路板板厚均匀性的制作方法，其特征在于，所述粗化处理为黑化处理或粽化处理。