CN104754867B - 厚铜电路板及其加工方法和层间互连结构的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种厚铜电路板及其层间互连结构的实现方法，以解决现有技术中为实现层间互连需要钻导通孔而带来的上述多种缺陷。方法包括：在第一厚铜板上依次层叠粘结层和第二厚铜板，并在所述第一厚铜板和所述粘结层及所述第二厚铜板上预先加工出的开槽中配置相匹配的铜柱，其中，所述第一厚铜板和所述第二厚铜板的朝向所述粘结层的一面的非线路图形区域均已被蚀刻减厚；进行压合，沉铜电镀，使所述铜柱的两端分别与所述第一厚铜板和所述第二厚铜板连接；分别在两面进行蚀刻，得到第一厚铜线路层和第二厚铜线路层，且所述第一厚铜线路层和所述第二厚铜线路层通过所述铜柱连接。

Description

厚铜电路板及其加工方法和层间互连结构的实现方法

技术领域

本发明涉及电路板技术领域，具体涉及厚铜电路板及其加工方法和层间互连结构的实现方法。

背景技术

出于承载大电流的需求，本领域出现了内层厚铜电路板。内层厚铜电路板利用内层厚铜承载大电流，利用其它层线路承载普通的信号，实现对大电流和信号的集成。

现有技术中通常在内层厚铜电路板上制作穿过内层厚铜的多个金属化导通孔，来实现内层厚铜与其它层之间的互连。但这种方法存在以下缺陷：

当需要传输的电流过大时，需要钻多个导通孔进行并联导通，而较多个数的导通孔会占用外层的较多空间；

通过较多个数的外层导通孔进行载流导通时，散热较多，对层与层之间功率传输效率的影响较大；

如果导通孔直径较小，则钻孔时容易导致钻头折断；如果导通孔直径较大，则钻孔时会对内层厚铜周围的树脂造成拉裂，容易导致分层。

发明内容

本发明实施例提供一种厚铜电路板及其加工方法和层间互连结构的实现方法，以解决现有技术中为实现层间互连需要钻导通孔而带来的上述多种缺陷。

本发明第一方面提供一种厚铜电路板层间互连结构的实现方法，可包括：

在第一厚铜板上依次层叠粘结层和第二厚铜板，并在所述第一厚铜板和所述粘结层及所述第二厚铜板上预先加工出的开槽中配置相匹配的铜柱，其中，所述第一厚铜板和所述第二厚铜板的朝向所述粘结层的一面的非线路图形区域均已被蚀刻减厚；对所述所述第一厚铜板和所述第二厚铜板及所述粘结层进行压合，得到中间埋设有铜柱的双层厚铜层压板；对所述双层厚铜层压板的两面进行沉铜电镀，使所述铜柱的两端分别与所述第一厚铜板和所述第二厚铜板连接；分别在所述双层厚铜层压板的两面进行蚀刻，其中，将所述第一厚铜板的非线路图形区域全部蚀刻去除得到第一厚铜线路层，将所述第二厚铜板的非线路图形区域全部蚀刻去除得到第二厚铜线路层，且所述第一厚铜线路层和所述第二厚铜线路层通过所述铜柱连接。

本发明第二方面提供一种厚铜电路板的加工方法，采用上述的厚铜电路板层间互连结构的实现方法，加工出双层厚铜层压板，所述双层厚铜层压板包括粘结层，分别位于粘结层两面的第一厚铜线路层和第二厚铜线路层，以及铜柱；所述铜柱穿过所述粘结层，所述铜柱的第一端嵌入所述第一厚铜线路层内，所述铜柱的第二端嵌入所述第二厚铜线路层内，所述第一厚铜线路层和所述第二厚铜线路层通过所述铜柱连接。

本发明第三方面提供一种厚铜电路板，可包括：

粘结层，分别位于粘结层两面的第一厚铜线路层和第二厚铜线路层，以及铜柱；所述铜柱穿过所述粘结层，所述铜柱的第一端嵌入所述第一厚铜线路层内，所述铜柱的第二端嵌入所述第二厚铜线路层内，所述第一厚铜线路层和所述第二厚铜线路层通过所述铜柱连接。

由上可见，本发明实施例采用在两层厚铜线路层之间设置铜柱，来实现两层厚铜线路层连接的技术方案，取得了以下技术效果：

不用在内层厚铜上钻孔，避免了因此造成的容易断钻或分层的问题；

无需钻多个导通孔进行并联导通，可以节约外层空间；

铜柱仅埋设于内层两个厚铜线路层之间，远离其它线路层，则该铜柱因传导大电流散发的热量对其它普通信号线路层之间的功率传输效率的影响较小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的一种厚铜电路板层间互连结构的实现方法的流程图；

图2a和2b是第一厚铜板和第二厚铜板以及粘结层的示意图；

图2c是在第一厚铜板上层叠第二厚铜板的粘结层并放置铜柱的示意图；

图2d是压合之后得到的双层厚铜层压板的示意图；

图2e是对双层厚铜层压板进行沉铜电镀的示意图；

图2f是对双层厚铜层压板进行蚀刻形成厚铜线路层的示意图；

图2g是在双层厚铜层压板上压合外层板的示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种厚铜电路板及其加工方法和层间互连结构的实现方法，以解决现有技术中为实现层间互连需要钻导通孔而带来的上述多种缺陷。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。

实施例一、

请参考图1，本发明实施例提供一种厚铜电路板层间互连结构的实现方法，可包括：

提供第一厚铜板和第二厚铜板以及粘结层和铜柱。

本发明实施例用于制作包括两层厚铜线路层的厚铜电路板。所说的厚铜线路层可通过对厚铜板进行双面蚀刻制得。

本实施例可根据需要形成的厚铜线路层的厚度，提供第一厚铜板和第二厚铜板，其中，第一厚铜板和第二厚铜板的厚度可以等于或小于厚铜线路层的厚度。优选的，可提供具有厚铜线路层的三分之二厚度的厚铜板，所需要的另外三分之一厚度后续可通过电镀加厚补足。例如，假设需要形成的厚铜线路层的厚度为30盎司(OZ，1OZ约等于35微米)，则可以提供30OZ或小于30OZ厚度的厚铜板，本文中，假设所提供的第一厚铜板和第二厚铜板的厚度均为20OZ。

本实施例可根据第一厚铜板和第二厚铜板的规格提供相应尺寸的粘结层，该粘结层可包括一层或多层半固化片(即PP片)。

本实施例可根据第一厚铜板和第二厚铜板以及粘结层的总厚度，提供相应的铜柱；优选的，铜柱的高度应与第一厚铜板和第二厚铜板以及粘结层这三层的总厚度相等或相近。

本实施例中，在进行后续各种加工处理之前，可首先对厚铜板进行预处理，包括：除油、微蚀和表面粗糙处理，以便将厚铜板表面的油污等杂质以及厚铜板表面的氧化层去除，并提高厚铜板表面的结合力。

本实施例中，可预先对第一厚铜板和第二厚铜板进行单面蚀刻，将第一厚铜板的非线路图形区域蚀刻减厚，以及，将第二厚铜板的非线路图形区域蚀刻减厚。如图2a所示，单面蚀刻后，第一厚铜板210的第一面的非线路图形区域被蚀刻形成凹槽2101，第二厚铜板220的第一面的非线路图形区域被蚀刻形成凹槽2201。优选的，单面蚀刻减厚步骤中的蚀刻深度可为所需要形成的厚铜线路层的厚度的一半左右，或者，为第一或第二厚铜板的厚度的四分之三左右。以第一厚铜板210为例，单面蚀刻减厚步骤可包括：根据需要形成的厚铜线路图形需求，在第一厚铜板210的表面设置抗蚀膜，抗蚀膜覆盖第一面的线路图形区域和第二面全部区域；然后，对第一厚铜板210的第一面进行单面蚀刻，将第一厚铜板210的非线路图形区域蚀刻减厚，蚀刻深度可控制在15OZ左右，保留约5OZ左右的厚度；这样，单面蚀刻之后，第一厚铜板210第一面的非线路图形区域被蚀刻形成深度约为15OZ的凹槽2101。

如图2b所示，本实施例中，还需要预先在第一厚铜板210和第二厚铜板220以及粘结层230上加工与铜柱匹配的开槽，该开槽包括贯穿第一厚铜板210的第一开槽2102和贯穿第二厚铜板220的第二开槽2202以及贯穿粘结层230的第三开槽2302，该开槽的大小与预先提供的铜柱相匹配。铜柱的尺寸则由需要传输的电流的大小决定，需要传输的电流越大，则铜柱需要越大的截面积。

110、在第一厚铜板上依次层叠粘结层和第二厚铜板，并在所述第一厚铜板和所述粘结层及所述第二厚铜板上预先加工出的开槽中配置相匹配的铜柱，其中，所述第一厚铜板和所述第二厚铜板的朝向所述粘结层的一面的非线路图形区域均已被蚀刻减厚。

如图2c所示，本步骤中将粘结层230和第二厚铜板220层叠在第一厚铜板210的已被蚀刻减厚的一面，且，第二厚铜板220的已被蚀刻减厚的一面也朝向粘结层230。上述的三层层叠之后，各层上的开槽包括第一开槽2102和第二开槽2202以及第三开槽2302连通成为一个总的贯穿上述三层的开槽。本步骤中，将预先提供的铜柱240置于该开槽中。准备进行压合。

120、对所述所述第一厚铜板和所述第二厚铜板及所述粘结层进行压合，得到中间埋设有铜柱的双层厚铜层压板。

本步骤是压合步骤，压合之后得到如图2d所示的双层厚铜层压板。优选的，压合之后，所述铜柱240的两端面分别与所述第一厚铜板210和所述第二厚铜板220的外侧表面平齐。

可选的，在压合步骤之后，还可包括一个铲平步骤，该铲平步骤主要用于将双层厚铜层压板表面因压合产生的溢胶铲除干净，同时，还可在铜柱240的顶端超出第一或第二厚铜板的外侧表面时，将铜柱240的超出的部分铲除，从而，保证铜柱240的两端面分别与第一厚铜板210和所述第二厚铜板220的外侧表面平齐。

130、对所述双层厚铜层压板的两面进行沉铜电镀，使所述铜柱的两端分别与所述第一厚铜板和所述第二厚铜板连接。

如图2e所示，本步骤对压合得到的双层厚铜层压板的两面进行沉铜电镀，形成两个电镀层，包括：在第一厚铜板210的外侧面形成第一电镀层250a，在第二厚铜板220的外侧面形成第二电镀层250b。所形成的电镀层一方面用于使铜柱240的两端分别与第一厚铜板210和第二厚铜板220连接，另一方面用于对第一厚铜板210和第二厚铜板220进行增厚。本实施例中，假定所需要形成的厚铜线路层的厚度为30OZ，而预先提供的第一和第二厚铜板的厚度均为20OZ，则本步骤中可形成厚度均为10OZ的第一电镀层250a和第二电镀层250b，以便将第一和第二厚铜板均增厚至30OZ。

140、分别在所述双层厚铜层压板的两面进行蚀刻，其中，将所述第一厚铜板的非线路图形区域全部蚀刻去除得到第一厚铜线路层，将所述第二厚铜板的非线路图形区域全部蚀刻去除得到第二厚铜线路层，且所述第一厚铜线路层和所述第二厚铜线路层通过所述铜柱连接。

如图2f所示，本步骤分别在所述双层厚铜层压板的两面进行蚀刻，以最终形成所需要的两层厚铜线路层。由于第一厚铜板210和第二厚铜板220的内侧表面的非线路图形区域均已被蚀刻减厚15OZ，则本步骤中，只需要在第一厚铜板210和第二厚铜板220的外侧表面将剩余的15OZ全部蚀刻去除，即可得到第一厚铜线路层2100和第二厚铜线路层2200。且，第一厚铜线路层2100和第二厚铜线路层2200通过内部埋入的铜柱240彼此连接。

可选的，步骤140之后还可包括：

如图2g所示，在双层厚铜层压板的两面分别压合外层板，所述外层板包括绝缘层和金属层；并将所述金属层加工为外层线路层。所压合的外层板具体可包括：压合在所述第一厚铜线路层2100表面的第一绝缘层2601a和第一外层线路层2602a，以及压合在所述第二厚铜线路层2200表面的第二绝缘层2601b和第二外层线路层2602b。

以及，还可包括其它常规流程，如阻焊等，本文不再一一赘述。

至此，包括两层厚铜线路层和两层外层线路层的厚铜电路板已被制作完成，该厚铜线路板的两层厚铜线路层通过内部埋入的铜柱彼此连接，因而不需要再通过加工多个导通孔的方式连接。

本发明实施例中，所说的厚铜线路层的厚度可在10OZ以上，所承载的大电流可以是50安培以上的电流。所说的外层线路层可以是厚度不超过3OZ的普通线路层，用于承载普通信号。

以上，本发明实施例提供了一种厚铜电路板层间互连结构的实现方法，该方法采用在两层厚铜线路层之间设置铜柱，来实现两层厚铜线路层连接的技术方案，取得了以下技术效果：

不用在内层厚铜上钻孔，避免了因此造成的容易断钻或分层的问题；

无需钻多个导通孔进行并联导通，可以节约外层空间；

铜柱仅埋设于内层两个厚铜线路层之间，远离其它线路层，则该铜柱因传导大电流散发的热量对其它普通信号线路层之间的功率传输效率的影响较小。

实施例二、

请参考图2f所示，本发明实施例提供厚铜电路板，可包括：

粘结层230，分别位于粘结层230两面的第一厚铜线路层2100和第二厚铜线路层2200，以及铜柱240；所述铜柱240穿过所述粘结层230，所述铜柱240的第一端嵌入所述第一厚铜线路层2100内，所述铜柱的第二端嵌入所述第二厚铜线路层2200内。

本发明一些实施例中，如图2g所示，所述厚铜电路板还可包括：

压合在所述第一厚铜线路层2100表面的第一绝缘层2601a和第一外层线路层2602a，以及压合在所述第二厚铜线路层2200表面的第二绝缘层2601b和第二外层线路层2602b。

以上，本发明实施例提供了一种厚铜电路板，该厚铜电路板可采用实施例一公开的方法制得，关于该厚铜电路板的更详细的说明，请参考实施例一。

本发明实施例的厚铜电路板由于通过内部埋入的铜柱实现两层厚铜线路层之间的连接，具有以下技术效果：

不用为了实现层间连接而在内层厚铜上钻孔，避免了因此造成的容易断钻或分层的问题；

无需钻多个导通孔进行并联导通，可以节约外层空间；

铜柱仅埋设于内层两个厚铜线路层之间，远离其它线路层，则该铜柱因传导大电流散发的热量对其它普通信号线路层之间的功率传输效率的影响较小。

实施例三、

本发明实施例还可提供一种厚铜电路板的加工方法。

本实施例的加工方法采用实施例一所述的实现方法，加工出如实施例二所述的双层厚铜层压板，所述双层厚铜层压板包括：粘结层230，分别位于粘结层230两面的第一厚铜线路层2100和第二厚铜线路层2200，以及铜柱240；所述铜柱240穿过所述粘结层230，所述铜柱240的第一端嵌入所述第一厚铜线路层2100内，所述铜柱的第二端嵌入所述第二厚铜线路层2200内，所述第一厚铜线路层2100和所述第二厚铜线路层2200通过所述铜柱240连接。

可选的，如图2g所示，该方法还可包括：

在所述双层厚铜层压板的两面分别压合外层板，所述外层板包括绝缘层和金属层；并将所述金属层加工为外层线路层。

以上，本发明实施例提供了一种厚铜电路板的加工方法，该方法采用在两层厚铜线路层之间设置铜柱，来实现两层厚铜线路层连接的技术方案，取得了以下技术效果：

不用在内层厚铜上钻孔，避免了因此造成的容易断钻或分层的问题；

无需钻多个导通孔进行并联导通，可以节约外层空间；

铜柱仅埋设于内层两个厚铜线路层之间，远离其它线路层，则该铜柱因传导大电流散发的热量对其它普通信号线路层之间的功率传输效率的影响较小。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

以上对本发明实施例所提供的厚铜电路板及其加工方法和层间互连结构的实现方法进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员，依据本发明的思想，在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种厚铜电路板层间互连结构的实现方法，其特征在于，包括：

在第一厚铜板上依次层叠粘结层和第二厚铜板，并在所述第一厚铜板和所述粘结层及所述第二厚铜板上预先加工出的开槽中配置相匹配的铜柱，其中，所述第一厚铜板和所述第二厚铜板的朝向所述粘结层的一面的非线路图形区域均已被蚀刻减厚；

对所述所述第一厚铜板和所述第二厚铜板及所述粘结层进行压合，得到中间埋设有铜柱的双层厚铜层压板；

对所述双层厚铜层压板的两面进行沉铜电镀，使所述铜柱的两端分别与所述第一厚铜板和所述第二厚铜板连接；

分别在所述双层厚铜层压板的两面进行蚀刻，其中，将所述第一厚铜板的非线路图形区域全部蚀刻去除得到第一厚铜线路层，将所述第二厚铜板的非线路图形区域全部蚀刻去除得到第二厚铜线路层，且所述第一厚铜线路层和所述第二厚铜线路层通过所述铜柱连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在第一厚铜板上依次层叠粘结层和第二厚铜板之前还包括：

提供第一厚铜板和第二厚铜板以及粘结层和铜柱；

将所述第一厚铜板的非线路图形区域蚀刻减厚，以及，将第二厚铜板的非线路图形区域蚀刻减厚；

在所述第一厚铜板和所述第二厚铜板以及所述粘结层上加工与所述铜柱匹配的开槽。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述双层厚铜层压板的两面进行沉铜电镀之前还包括：

将所述双层厚铜层压板表面因压合产生的溢胶铲除。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

压合之后，所述铜柱的两端面分别与所述第一厚铜板和所述第二厚铜板的外侧表面平齐。

5.一种厚铜电路板的加工方法，其特征在于：

采用如权利要求1至4中任一项所述的方法，加工出双层厚铜层压板，所述双层厚铜层压板包括粘结层，分别位于粘结层两面的第一厚铜线路层和第二厚铜线路层，以及铜柱；所述铜柱穿过所述粘结层，所述铜柱的第一端嵌入所述第一厚铜线路层内，所述铜柱的第二端嵌入所述第二厚铜线路层内，所述第一厚铜线路层和所述第二厚铜线路层通过所述铜柱连接。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述双层厚铜层压板的两面分别压合外层板，所述外层板包括绝缘层和金属层；并将所述金属层加工为外层线路层。

7.一种厚铜电路板，其特征在于，采用如权利要求1至4中任一项所述的方法，加工出厚铜电路板，所述厚铜电路板包括：

粘结层，分别位于粘结层两面的第一厚铜线路层和第二厚铜线路层，以及铜柱；所述铜柱穿过所述粘结层，所述铜柱的第一端嵌入所述第一厚铜线路层内，所述铜柱的第二端嵌入所述第二厚铜线路层内，所述第一厚铜线路层和所述第二厚铜线路层通过所述铜柱连接。

8.根据权利要求7所述的厚铜电路板，其特征在于，还包括：

设置在所述第一厚铜线路层表面的第一绝缘层和第一外层线路层，以及设置在所述第二厚铜线路层表面的第二绝缘层和第二外层线路层。