CN104378931B - 一种pcb中金属化沉孔的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及PCB制作技术领域，具体为一种PCB中金属化沉孔的制作方法。本发明通过将金属化沉孔分成两部分进行制作，然后再将这两部分压合在一起构成金属化沉孔，可保障金属化沉孔的孔壁和孔底电镀效果良好，不存在漏镀的问题，从而可避免因金属化沉孔底部电镀不良导致的开路问题。在金属化沉孔内灌注导电物质，可进一步确保金属化沉孔的导电性良好，并且因金属化沉孔内不存在漏镀或铜镀层过薄的问题，在高温等恶劣环境下导电物质仍能牢固的附着在金属化沉孔的底部，与金属化沉孔底部的电镀铜层紧密粘结，导电物质不脱落。

Description

一种PCB中金属化沉孔的制作方法

技术领域

本发明涉及PCB制作技术领域，尤其涉及一种PCB中金属化沉孔的制作方法。

背景技术

随着电子产品如手机、数码摄像机、笔记本电脑、汽车导航系统和IC封装的应用，再加上电子产品的功能增强和电子产品的微型化、集成化程度越来越高，对PCB的精度要求也不断提高。在PCB的生产中，经常需要在PCB上制作金属化沉孔。现有的金属化沉孔的制作方法通常是：首先将制作好内层线路的各芯板压合在一起形成多层板，然后在多层板上钻沉孔(通常还需钻通孔和盲孔等)，通过沉铜和全板电镀使所钻的沉孔金属化，从而形成金属化沉孔。而现有的制作工艺，当金属化沉孔的纵横比(孔深：孔径)≥1：1且孔深度≥1.0mm，电镀沉孔时，由于电镀药水交换差，金属化沉孔底部镀铜效果差，导致金属化沉孔的底部无铜，从而导致开路，影响PCB的品质。

发明内容

本发明针对在PCB中制作纵横比≥1：1且孔深度≥1.0mm的金属化沉孔时，因电镀药水交换差，金属化沉孔的底部镀铜效果差使金属化沉孔底部无铜，从而导致开路的问题，提供一种电镀效果好，不会因金属化沉孔电镀不良而发生开路的金属化沉孔的制作方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种PCB中金属化沉孔的制作方法，包括以下步骤：

S1、在第一多层板上需制作金属化沉孔的位置钻通孔，然后通过沉铜和全板电镀使通孔金属化，得金属化壁孔；所述第一多层板一表面为第一外层，另一表面为第一内层；通过蚀刻将第一内层上金属化壁孔的孔口处铜层除去。

优选的，全板电镀后，通过正片工艺将第一内层上金属化壁孔的孔口处铜层除去，并在第一内层上制作内层线路。具体的，全板电镀后，在第一内层上制作抗镀层，然后在金属化壁孔和内层线路部分的铜面上分别镀铜和镀锡；除去抗镀层，通过蚀刻将未被锡层覆盖的铜面完全除去；接着除去锡层。

S2、在第二多层板上且对应金属化壁孔的位置制作铜盘，得金属化孔底；所述第二多层板上制作有金属化孔底的一面为第二内层，另一面为第二外层。

优选的，在第二内层上制作抗镀层，然后在与金属化壁孔对应的位置电镀铜盘，得金属化孔底；除去抗镀层后，在第二内层上制作抗蚀层，通过蚀刻在第二内层上制作内层线路。优选的，所述金属化孔底与金属化壁孔的横截面大小相同。

S3、在半固化片上与金属化壁孔对应的位置开窗，通过半固化片将第一多层板和第二多层板压合在一起，得多层板；所述第一外层和第二外层分别为多层板的两外表面，金属化壁孔和金属化孔底组成金属化沉孔。

S4、在金属化沉孔内灌注导电物质。

优选的，所述步骤S4前还包括在多层板上制作金属化通孔和/或金属化盲孔，以及分别在第一外层和第二外层上制作外层线路。

优选的，所述在金属化沉孔内灌注导电物质前先进行除胶渣处理。所述导电物质为导电银浆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过将金属化沉孔分成两部分进行制作，然后再将这两部分压合在一起构成金属化沉孔，可保障金属化沉孔的孔壁和孔底电镀效果良好，不存在漏镀的问题，从而可避免因金属化沉孔底部电镀不良导致的开路问题。在金属化沉孔内灌注导电物质，可进一步确保金属化沉孔的导电性良好，并且因金属化沉孔内不存在漏镀或铜镀层过薄的问题，在高温等恶劣环境下导电物质仍能牢固的附着在金属化沉孔的底部，与金属化沉孔底部的电镀铜层紧密粘结，导电物质不脱落。

附图说明

图1为实施例中第一多层板的结构示意图；

图2为实施例中第二多层板的结构示意图；

图3为实施例中用于将第一多层板和第二多层板粘合到一起的半固化片的结构示意图；

图4为实施例中用第一多层板、第二多层板和半固化片叠板后的结构示意图；

图5为实施例中多层板的结构示意图；

图6为实施例中在多层板的金属化沉孔内灌注导电银浆后的结构示意图。

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

参照图1-5，本实施例提供一种PCB中金属化沉孔的制作方法，使用该方法所制作的PCB的参数如下：

具体制作步骤如下：

(1)金属化孔壁14的制作

在芯板上制作内层图形，然后将芯板压合在一起，构成第一多层板10，并且第一多层板10的一表面为第一外层11，另一表面为第一内层12。在第一多层板10上需制作金属化沉孔的位置钻通孔，然后通过沉铜和全板电镀使通孔金属化，得金属化壁孔14。全板电镀后，在第一内层12上制作抗镀层，然后在金属化壁孔14和内层线路部分的铜面上分别镀铜和镀锡；除去抗镀层，通过蚀刻将未被锡层覆盖的铜面完全除去，使第一内层12上非内层线路部分的铜面和金属化壁孔14的孔口处铜层被完全除去(孔口的周围无铜)；接着除去锡层，使第一内层12上的第一内层线路13和金属化壁孔14完全裸露出来，如图1所示。具体如下：

(a)开料：按拼板尺寸520mm×620mm开出芯板，芯板厚度为0.6mm H/H。

(b)内层线路：采用负片工艺在芯板上制作内层线路。

(c)内层AOI：检查内层线路是否存在开短路、线路缺口、线路针孔等缺陷，无缺陷的产品进入下一流程。

(d)压合：棕化速度按照铜厚HOZ底铜进行棕化，棕化叠板后，根据板料Tg选用适当的层压条件进行压合，压合后厚度1.6mm，得第一多层板10。

(e)钻用于制作金属化壁孔14的通孔：利用钻孔资料进行钻通孔。

(f)沉铜：孔金属化，背光测试十级。

(g)全板电镀：以18ASF的电流密度全板电镀20min，孔铜厚度Min 5μm。

(h)图形转移：在第一多层板10上涂覆干膜/湿膜，采用全自动曝光机，以5-7格曝光尺(21格曝光尺)进行曝光，形成抗镀层，并且使第一外层11全部开窗，第一内层12的第一内层线路13部分处和金属化壁孔14处开窗。

(i)图形电镀：先在开窗的铜面上镀铜(1.8ASD×60min)，形成铜镀层，再在铜镀层上镀锡(1.2ASD×10min)，使锡镀层的厚度为3-5μm。

(j)蚀刻：除去抗镀层，蚀刻除去未被锡层覆盖的铜面，使第一内层12上非第一内层线路部分的铜面和金属化壁孔14的孔口处铜层被完全除去(孔口的周围无铜)；接着除去锡层，使第一内层12上的第一内层线路13和金属化壁孔14完全裸露出来。

(2)金属化孔底24的制作

在芯板上制作内层图形，然后将芯板压合在一起，构成第二多层板20，并且第二多层板20的一表面为第二外层22，另一表面为第二内层21。在第二内层21上涂湿膜/干膜，采用曝光机进行曝光处理，形成抗镀层，并且在与金属化壁孔14对应的位置上开窗。然后在开窗处电镀铜盘，得金属化孔底24，所述金属化孔底24与金属化壁孔14的横截面大小相同。除去抗镀层后，在第二内层21上涂湿膜/干膜，采用曝光机进行曝光处理，形成抗蚀层，通过蚀刻将第二内层21上非第二内层线路的铜完全除去，然后退去抗蚀层，使第二内层21上的第二内层线路23完全裸露出来，如图2所示。具体如下：

(a)开料：按拼板尺寸520mm×620mm开出芯板，芯板厚度为0.6mm H/H。

(b)内层线路：采用负片工艺在芯板上制作内层线路。

(c)内层AOI：检查内层线路是否存在开短路、线路缺口、线路针孔等缺陷，无缺陷的产品进入下一流程。

(d)压合：棕化速度按照铜厚HOZ底铜进行棕化，棕化叠板后，根据板料Tg选用适当的层压条件进行压合，压合后厚度1.6mm，得第二多层板20。

(e)镀金属化孔底：在第二内层上涂布湿膜/干膜，采用全自动曝光机，以5-7格曝光尺(21格曝光尺)进行曝光，形成抗镀层，并且在与金属化壁孔14对应的位置上开窗，开窗的单边比第一多层板10上所钻通孔的单边小0.2mm。然后在开窗处电镀铜盘(1.8ASD×60min)，得金属化孔底24，金属化孔底24的单边比第一多层板10上所钻通孔的单边小0.2mm，即金属化孔底24与金属化壁孔14的横截面大小相同。然后退去抗镀层。

(f)用垂直涂布机在第二多层板上涂布湿膜，膜厚控制在8μm，采用全自动曝光机，以5-6格曝光尺(21格曝光尺)进行曝光，然后显影，形成抗蚀层，抗蚀层将第二外层22和第二内层21中的第二内层线路23部分的铜覆盖住，使非第二内层线路部分的铜完全裸露出来。通过蚀刻将第二内层21上非第二内层线路的铜完全除去，然后退去抗蚀层，使第二内层21上的第二内层线路23完全裸露出来，第二内层线路23的线宽量测为3miL。

(3)压合形成金属化沉孔

如图3所示，在半固化片30上与金属化壁孔14对应的位置设开窗31。通过半固化片30将第一多层板10和第二多层板20压合在一起，得多层板40；所述第一外层11和第二外层22分别为多层板40的两外表面，金属化壁孔14和金属化孔底24组成金属化沉孔41，如图5所示。具体如下：

(a)压合：分别对第一多层板10和第二多层板20进行棕化处理，棕化速度按照铜厚HOZ底铜进行。棕化后用第一多层板10、第二多层板20和半固化片30叠板，如图4所示。然后根据板料Tg选用适当的层压条件进行压合，得多层板40，压合后多层板40的厚度为3.3mm。第一外层11和第二外层22分别为多层板的两外表面，金属化壁孔14和金属化孔底24组成金属化沉孔41。压合条件如下表。

程式(步)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
												温度(℃)	140	140	140	160	180	195	210	210	210	180	140
斜率时间				8	8	8	8			10	15
												保持时间	5	5	10	4	3			10	37	1
压力(psi)	100	100	200	200	350	350	0	350	350	200	200
												时间(min)	5	5	10	12	10	8	8	10	37	10	10

(b)除胶：分别进行等离子除胶和沉铜除胶各一次。

等离子除胶的相关参数：

沉铜除胶的相关参数：

(4)外层线路的制作及银浆灌孔

利用钻孔资料进行在多层板40上钻通孔和/或盲孔，经沉铜和全板电镀后，使在多层板40上形成金属化通孔和/或金属化盲孔。然后采用正片工艺，分别在第一外层11和第二外层22上制作外层线路52、53。具体如下：

(a)外层钻孔：利用钻孔资料进行钻孔加工。

(b)外层沉铜：孔金属化，背光测试10级。

(c)全板电镀：以18ASF的电流密度全板电镀20min，孔铜厚度Min 5μm。

(d)外层图形：在多层板40的第一外层11和第二外层22上涂覆干膜，用全自动曝光机以5-7格曝光尺(21格曝光尺)进行曝光，然后显影，形成抗镀层，并且在金属化沉孔处和外层线路52、53部分处开窗使其裸露出来，非外层线路部分的铜被抗镀层覆盖。

(e)图形电镀：在开窗处电镀铜(1.8ASD×60min)，形成电镀铜层；然后在电镀铜层上电镀锡(1.2ASD×10min)，形成电镀锡层，电镀锡层的厚度为3-5μm。

(f)外层蚀刻：除去抗镀层，然后蚀刻除去未被锡层覆盖的铜面，使第一外层11和第二外层22上非外层线路部分的铜面被完全除去；接着除去锡层，使第一外层11和第二外层22上的外层线路52、53完全裸露出来。

(g)外层AOI：检查外层线路52、53是否存在开短路、线路缺口、线路针孔等缺陷，无缺陷的产品进入下一流程。

(h)向多层板40的金属化沉孔41内灌注导电银浆51(在其它实施例方案中也可灌注PCB制作中其它常用的导电物质)，确保金属化沉孔41的底部与孔壁能完全呈导电状态。

(5)在多层板40的表面丝印阻焊、字符(采用白网印刷TOP面的阻焊油墨，TOP面的字符添加“UL标记”)，制作阻焊层。然后对多层板40进行喷锡表面处理(锡层厚1-20μm)。制得PCB。

(6)进行表面处理后，再依次进行锣外形、电测试和终检，合格的产品即可出货。

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 (7)

1.一种PCB中金属化沉孔的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在第一多层板上需制作金属化沉孔的位置钻通孔，然后通过沉铜和全板电镀使通孔金属化，得金属化壁孔；所述第一多层板一表面为第一外层，另一表面为第一内层；通过蚀刻将第一内层上金属化壁孔的孔口处铜层除去；

S2、在第二多层板上且对应金属化壁孔的位置制作铜盘，得金属化孔底；所述第二多层板上制作有金属化孔底的一面为第二内层，另一面为第二外层；

S3、在半固化片上与金属化壁孔对应的位置开窗，通过半固化片将第一多层板和第二多层板压合在一起，得多层板；所述第一外层和第二外层分别为多层板的两外表面，所述金属化孔底与金属化壁孔的横截面大小相同，金属化壁孔和金属化孔底组成金属化沉孔；

S4、在金属化沉孔内灌注导电物质。

2.根据权利要求1所述一种PCB中金属化沉孔的制作方法，其特征在于,步骤S1中，全板电镀后，通过正片工艺将第一内层上金属化壁孔的孔口处铜层除去，并在第一内层上制作内层线路。

3.根据权利要求2所述一种PCB中金属化沉孔的制作方法，其特征在于,步骤S1中，全板电镀后，在第一内层上制作抗镀层，然后在金属化壁孔和内层线路部分的铜面上分别镀铜和镀锡；除去抗镀层，通过蚀刻将未被锡层覆盖的铜面完全除去；接着除去锡层。

4.根据权利要求2所述一种PCB中金属化沉孔的制作方法，其特征在于,步骤S2中，在第二内层上制作抗镀层，然后在与金属化壁孔对应的位置电镀铜盘，得金属化孔底；除去抗镀层后，在第二内层上制作抗蚀层，通过蚀刻在第二内层上制作内层线路。

5.根据权利要求4所述一种PCB中金属化沉孔的制作方法，其特征在于,所述步骤S4前还包括在多层板上制作金属化通孔和/或金属化盲孔，以及分别在第一外层和第二外层上制作外层线路。

6.根据权利要求5所述一种PCB中金属化沉孔的制作方法，其特征在于,所述在金属化沉孔内灌注导电物质前先进行除胶渣处理。

7.根据权利要求6所述一种PCB中金属化沉孔的制作方法，其特征在于,所述导电物质为导电银浆。