CN104244613A

CN104244613A - 一种hdi板中金属化孔的制作方法

Info

Publication number: CN104244613A
Application number: CN201410462581.0A
Authority: CN
Inventors: 韩启龙; 张军杰; 刘克敢
Original assignee: Shenzhen Suntak Multilayer PCB Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Suntak Multilayer PCB Co Ltd
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2014-12-24

Abstract

本发明涉及电路板生产技术领域，具体为一种HDI板中金属化孔的制作方法，在多层内层板上钻盲孔和通孔后，再进行内层沉铜和整板填孔电镀，使盲孔和通孔同时进行金属化。本发明通过在内层沉铜处理时使用水平沉铜电镀线，且在整板填孔电镀处理时使用垂直连续电镀线，两者配合使盲孔和通孔可同时进行金属化，从而可缩简工艺流程，提高生产效率并降低生产成本。整板填孔电镀时使用所公开的特定电镀液，可显著提高金属化盲孔和金属化通孔的品质，金属化盲孔无空洞、断裂，填孔不良等缺陷，而金属化通孔的孔壁铜层的厚度在25μm以上且多层内层板表面的电镀铜的厚度在35-45μm之间，完全满足客户的要求及后工序线路的制作。

Description

一种HDI板中金属化孔的制作方法

技术领域

本发明涉及电路板生产技术领域，尤其涉及一种HDI板中金属化孔的制作方法。

背景技术

HDI是High Density Interconnector的英文简写，HDI板即通常所说的高密度电路板，高密度互连(HDI)制造是印制电路板行业中发展最快的领域之一。随着电子产品的发展需求，HDI板的设计和应用越来越广泛。目前，对于盲孔纵横比在1:1以下，通孔纵横比在8:1以下的HDI板，可通过同时整板电镀的方式使孔金属化。但是，对于具有更高纵横比的过孔的HDI板，采用同时整板电镀的方式使孔金属化，将极易出现盲孔空洞、断裂，通孔的孔内铜层厚度不足而表面铜层过厚等品质问题，表面铜层过厚会导致后续的线路蚀刻困难，通孔孔口处的铜层过厚会造成树脂塞孔不饱满等问题。因此，对于孔的纵横比较高的HDI板的制作，通常采用点镀流程，即先钻盲孔并金属化后，再钻通孔并金属化，具体的制作流程为：通过内层图形转移、蚀刻及叠板压合制作多层内层板→棕化→激光钻盲孔→切片分析→退棕化→内层沉铜→内层全板电镀→通过干膜制作内层镀孔图形→填孔电镀→切片分析→退膜→磨板→内层钻通孔→内层沉铜→内层全板电镀→树脂塞孔→磨板→内层图形转移→蚀刻→内层AOI→压合→制作外层线路及表面处理。或在制作外层线路前，重复上述盲孔和通孔金属化、内层线路制作及压合过程，制作具有不同层次的HDI板。现有的生产方法不仅工艺流程长，且生产成本高、效率低。

发明内容

本发明针对现有的HDI板中孔的纵横比较高时，盲孔的金属化和通孔的金属化需分开进行，从而导致生产流程过长，生产成本高、效率低的问题，提供一种可使盲孔和通孔的金属化同时进行的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，

一种HDI板中金属化孔的制作方法，包括以下步骤：

S1、通过内层图形转移、蚀刻制作各内层板，将各内层板及铜箔压合为一体，形成第一多层内层板。

S2、在第一多层内层板上制作金属化通孔和金属化盲孔，即：分别在第一多层内层板上钻盲孔和通孔，然后通过水平沉铜电镀线进行内层沉铜处理，接着通过垂直连续电镀线进行整板填孔电镀，形成金属化盲孔和金属化通孔。

所述整板填孔电镀中使用的电镀液：Cu²⁺的浓度为80±10g/L，H₂SO₄的浓度为185±10g/L，Cl^-的浓度为70±10ppm，整平剂的浓度为3±1mL/L，光亮剂的浓度为1.1±0.4mL/L。

所述整板填孔电镀中，第一多层内层板完全浸没于电镀液内，且第一多层内层板的顶端距电镀液的液面30-40mm。

S3、在第一多层内层板的上制作内层线路。

在步骤S3后进行步骤S41：将第一多层内层板与铜箔压合为一体，形成多层板；在多层板上依次进行钻孔、沉铜、全板电镀后，在多层板上制作外层线路并进行表面处理，得HDI板。

或者，在步骤S3后进行步骤S42：将第一多层内层板与铜箔压合为一体，形成第二多层内层板；然后重复步骤S2操作；接着将第二多层内层板与铜箔压合为一体，形成多层板；在多层板上依次进行钻孔、沉铜、全板电镀后，在多层板上制作外层线路并进行表面处理，得HDI板。

一种如以上所述在HDI板上制作金属化孔的过程中，用于整板填孔电镀的电镀液，Cu²⁺的浓度为80±10g/L，H₂SO₄的浓度为185±10g/L，Cl^-的浓度为70±10ppm，整平剂的浓度为3±1mL/L，光亮剂的浓度为1.1±0.4mL/L。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在内层沉铜处理时使用水平沉铜电镀线，且在整板填孔电镀处理时使用垂直连续电镀线，两者配合使盲孔和通孔可同时进行金属化，从而可缩简工艺流程，提高生产效率并降低生产成本。整板填孔电镀时使用所公开的特定电镀液，可显著提高金属化盲孔和金属化通孔的品质，金属化盲孔无空洞、断裂，填孔不良等缺陷，而金属化通孔的孔壁铜层的厚度在25μm以上且多层内层板表面的电镀铜的厚度在35-45μm之间，完全满足客户的要求及后工序线路的制作。此外，在整板填孔电镀时，将多层内层板浸没于电镀液内，并使多层内层板的顶端距电镀液的液面30-40mm，可进一步提高金属化盲孔和金属化通孔的品质。

附图说明

图1为实施例1中已钻通孔和盲孔的多层内层板的结构示意图(未金属化)；

图2为实施例1中已钻通孔和盲孔的多层内层板的结构示意图(已金属化)；

图3为实施例1中HDI板的结构示意图。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。

实施例1

参照图1-3，本实施例提供的一种HDI板20(六层)的制备方法，其中包括了在HDI板20上同时制作金属化盲孔17和金属化通孔16的方法(金属化盲孔17的纵横比为1.2:1，金属化通孔16的纵横比为10:1)。该方法具体包括以下步骤：

(1)根据现有技术的电路板生产过程，对电路板原料进行开料得基板，然后对基板进行内层图形转移及蚀刻等，在基板上形成内层线路，得到内层板11。内层板11经过压合前处理后，通过半固化片12将内层板11和铜箔13压合为一体，形成第一多层内层板10。

(2)根据现有的激光钻盲孔和机械钻通孔的技术，在第一多层内层板10上钻出所需盲孔14和通孔15。

钻盲孔：首先对第一多层内层板10进行棕化处理，然后用激光钻孔机在需制作盲孔的位置钻出所需盲孔14，并且钻孔后作切片分析以检查、评估钻孔情况。对钻孔合格的第一多层内层板10进行退棕化处理。

钻通孔：用机械钻孔机在第一多层内层板10上需制作通孔的位置钻出所需的通孔15。

然后，将第一多层内层板10置于水平沉铜电镀线的电镀槽内，并根据现有的内层沉铜技术对第一多层内层板10进行内层沉铜处理(内层沉铜要求背光级数≥9.5级)。

接着，将第一多层内层板10置于垂直连续电镀线，并根据现有的垂直连续电镀线的操作方法对第一多层内层板10进行整板填孔电镀处理，使盲孔14内填铜并加厚通孔15孔壁铜层的厚度。

并且，垂直连续电镀线的电镀槽内，电镀液中，Cu²⁺的浓度为80g/L；H₂SO₄的浓度为185g/L；Cl^-的浓度为70ppm；光剂：整平剂的浓度为3mL/L，光亮剂的浓度为1.1mL/L。(整平剂可选用日本任原公司的型号为145S的整平剂，光亮剂可选用日本任原公司的型号为145B的光亮剂。此外，整平剂和光亮剂还可以选用其它电镀液中常用的整平剂和光亮剂。)

同时，将垂直连续电镀线的浮桥的高度相比通常操作时的高度下调30-40mm，使第一多层内层板10完全浸没于电镀液内且其顶端距电镀液的液面30-40mm。

进行整板填孔电镀时，采用分段电流，总电流密度为22ASF，电镀时间为70min，第1-5段采用45％的总电流，第6-10段采用100％的总电流，第11-16段采用120％的总电流。

从而，在第一多层内层板10上同时完成金属化盲孔17和金属化通孔16的制作。

制作金属化盲孔17和金属化通孔16后，做切片分析以检查和评估金属化孔的情况。

(3)在第一多层内层板10的外表面制作内层线路。

根据现有的内层线路制作技术，先对第一多层内层板10进行树脂塞孔、磨板等前处理后，在第一多层内层板10上依次进行贴湿膜、曝光、显影和蚀刻及退膜处理，形成内层线路。然后内层AOI，检查和评估第一多层内层板10。

(4)压合形成多层板，并制作外层线路。

根据现有的压合技术，先对第一多层内层板10进行压合前处理，然后通过半固化片22将第一多层内层板10与铜箔压合为一体，形成多层板。

在多层板上钻孔，并进行沉铜、全板电镀处理，然后再根据现有技术在多层板上制作外层电路并制作阻焊层23。接着，对多层板进行表面处理、切割成型、质量检测等后工序，制得HDI板。

根据实施例1的方法制作1000块HDI板20，并分别对每块HDI板20制作过程中经整板填孔电镀后的第一多层内层板10作切片分析。分析结果显示，所有第一多层内层板10的金属化盲孔17均无空洞、断裂及填孔不良等缺陷，而金属化通孔16的孔壁铜层的厚度在30-35μm之间，第一多层内层板10表面的电镀铜的厚度在35-45μm之间。第一多层内层板10上金属化盲孔17和金属化通孔16的合格率均为100％。

实施例2

本实施例提供的一种HDI板(八层)的制备方法，其中包括了在HDI板上同时制作金属化盲孔和金属化通孔的方法。该方法具体包括以下步骤：

本实施例的步骤(1)、(2)、(3)与实施例1中的步骤(1)、(2)、(3)相同。

(4)第一多层内层板经过压合前处理后，通过半固化片将第一多层内层板和铜箔压合为一体，形成第二多层内层板。然后重复上述步骤(2)的操作，在第二多层内层板上制作金属化盲孔和金属化通孔。制作金属化盲孔和金属化通孔后，做切片分析以检查和评估金属化孔的情况。接着重复上述步骤(3)的操作，在第二多层内层板上制作内层线路。

(5)如实施例1的步骤(4)所述方法，将第二多层内层板与铜箔压合为一体，形成多层板。然后在多层板上钻孔，并进行沉铜、全板电镀处理，然后再根据现有技术在多层板上制作外层电路并制作阻焊层。接着，对多层板进行表面处理、切割成型、质量检测等后工序，制得HDI板。

根据实施例2的方法制作1000块HDI板，并分别对每块HDI板制作过程中经整板填孔电镀后的第一多层内层板和第二多层内层板作切片分析。分析结果显示，所有第一多层内层板的金属化盲孔均无空洞、断裂及填孔不良等缺陷，而金属化通孔的孔壁铜层的厚度在30-35μm之间，第一多层内层板表面的电镀铜的厚度在35-45μm之间。所有第二多层内层板的金属化盲孔亦均无空洞、断裂及填孔不良等缺陷，而金属化通孔的孔壁铜层的厚度亦在30-35μm之间，第二多层内层板表面的电镀铜的厚度在35-45μm之间。第一多层内层板和第二多层内层板上金属化盲孔和金属化通孔的合格率均为100％。

在其它实施方案中，还可以通过重复实施例2的步骤(4)，以制作具有更多层的HDI板。此外，还可通过制作多块内层板，然后将多块内层板与铜箔压合为一体，形成具有更多层的第一多层内层板。

实施例3

本实施例提供的一种HDI板(六层)的制备方法，其中包括了在HDI板上同时制作金属化盲孔和金属化通孔的方法。本实施例的具体操作步骤与实施例1的基本相同，不同之处在于：步骤(2)中，采用垂直连续电镀线进行整板填孔电镀时，电镀液中，Cu²⁺的浓度为90g/L；H₂SO₄的浓度为195g/L；Cl^-的浓度为80ppm；光剂：整平剂的浓度为4mL/L，光亮剂的浓度为1.5mL/L。

根据实施例3的方法制作1000块HDI板，并分别对每块HDI板制作过程中经整板填孔电镀后的第一多层内层板作切片分析。分析结果显示，98％的第一多层内层板的金属化盲孔无空洞、断裂及填孔不良等缺陷，即第一多层内层板上金属化盲孔的合格率为98％。金属化通孔的孔壁铜层的厚度在30-35μm之间，第一多层内层板表面的电镀铜的厚度在35-45μm之间。第一多层内层板上金属化通孔的合格率均100％。

实施例4

本实施例提供的一种HDI板(六层)的制备方法，其中包括了在HDI板上同时制作金属化盲孔和金属化通孔的方法。本实施例的具体操作步骤与实施例1的基本相同，不同之处在于：步骤(2)中，采用垂直连续电镀线进行整板填孔电镀时，电镀液中，Cu²⁺的浓度为70g/L；H₂SO₄的浓度为175g/L；Cl^-的浓度为60ppm；光剂：整平剂的浓度为2mL/L，光亮剂的浓度为0.7mL/L。

根据实施例4的方法制作1000块HDI板，并分别对每块HDI板制作过程中经整板填孔电镀后的第一多层内层板作切片分析。分析结果显示，97％的第一多层内层板的金属化盲孔无空洞、断裂及填孔不良等缺陷，即第一多层内层板上金属化盲孔的合格率为97％。金属化通孔的孔壁铜层的厚度在30-35μm之间，第一多层内层板表面的电镀铜的厚度在35-45μm之间。第一多层内层板上金属化通孔的合格率均100％。

比较例1

本比较例提供的一种HDI板(六层)的制备方法，其中包括了在HDI板上同时制作金属化盲孔和金属化通孔的方法。本比较例的具体操作步骤与实施例1的基本相同，不同之处在于：步骤(2)中，采用垂直连续电镀线进行整板填孔电镀时，电镀液中，Cu²⁺的浓度为100g/L；H₂SO₄的浓度为160g/L；Cl^-的浓度为80ppm；光剂：整平剂的浓度为5mL/L，光亮剂的浓度为1.7mL/L。

根据比较例1的方法制作200块HDI板，并分别对每块HDI板制作过程中经整板填孔电镀后的第一多层内层板作切片分析。分析结果显示，80％的第一多层内层板的金属化盲孔无空洞、断裂及填孔不良等缺陷，即第一多层内层板上金属化盲孔的合格率为80％。金属化通孔的孔壁铜层的厚度在23-29μm之间，第一多层内层板表面的电镀铜的厚度在42-50μm之间。第一多层内层板上金属化通孔的合格率均92％。

比较例2

本比较例提供的一种HDI板(六层)的制备方法，其中包括了在HDI板上同时制作金属化盲孔和金属化通孔的方法。本比较例的具体操作步骤与实施例1的基本相同，不同之处在于：步骤(2)中，采用垂直连续电镀线进行整板填孔电镀时，使第一多层内层板完全浸没于电镀液内即可，第一多层内层板的顶端距电镀液的液面1-3mm。

根据比较例2的方法制作200块HDI板，并分别对每块HDI板制作过程中经整板填孔电镀后的第一多层内层板作切片分析。分析结果显示，74％的第一多层内层板的金属化盲孔无空洞、断裂及填孔不良等缺陷，即第一多层内层板上金属化盲孔的合格率为74％。金属化通孔的孔壁铜层的厚度在20-26μm之间，第一多层内层板表面的电镀铜的厚度在42-48μm之间。第一多层内层板上金属化通孔的合格率均87％。

以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。

Claims

1.一种HDI板中金属化孔的制作方法，包括以下步骤：

S1、通过内层图形转移、蚀刻制作各内层板，将各内层板及铜箔压合为一体，形成第一多层内层板；

S2、在第一多层内层板上制作金属化通孔和金属化盲孔；

其特征在于，所述步骤S2为：分别在第一多层内层板上钻盲孔和通孔，然后通过水平沉铜电镀线进行内层沉铜处理，接着通过垂直连续电镀线进行整板填孔电镀，形成金属化盲孔和金属化通孔；所述整板填孔电镀中使用的电镀液：Cu²⁺的浓度为80±10g/L，H₂SO₄的浓度为185±10g/L，Cl^-的浓度为70±10ppm，整平剂的浓度为3±1mL/L，光亮剂的浓度为1.1±0.4mL/L。

2.根据权利要求1所述一种HDI板中金属化孔的制作方法，其特征在于,所述整板填孔电镀中，第一多层内层板完全浸没于电镀液内，且第一多层内层板的顶端距电镀液的液面30-40mm。

3.根据权利要求2所述一种HDI板中金属化孔的制作方法，其特征在于,步骤S2后，还包括步骤S3：在第一多层内层板上制作内层线路。

4.根据权利要求3所述一种HDI板中金属化孔的制作方法，其特征在于,步骤S3后，还包括步骤S41：将第一多层内层板与铜箔压合为一体，形成多层板；在多层板上依次进行钻孔、沉铜、全板电镀后，在多层板上制作外层线路并进行表面处理，得HDI板。

5.根据权利要求3所述一种HDI板中金属化孔的制作方法，其特征在于,在步骤S3后，还包括步骤S42：将第一多层内层板与铜箔压合为一体，形成第二多层内层板；然后重复步骤S2操作；接着将第二多层内层板与铜箔压合为一体，形成多层板；在多层板上依次进行钻孔、沉铜、全板电镀后，在多层板上制作外层线路并进行表面处理，得HDI板。

6.一种用于整板填孔电镀的电镀液，其特征在于，Cu²⁺的浓度为80±10g/L，H₂SO₄的浓度为185±10g/L，Cl^-的浓度为70±10ppm，整平剂的浓度为3±1mL/L，光亮剂的浓度为1.1±0.4mL/L。