CN105208796B - 超厚铜电路板的制作方法及超厚铜电路板 - Google Patents

超厚铜电路板的制作方法及超厚铜电路板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超厚铜电路板的制作方法。本发明提供的超厚铜电路板的制作方法，在层压粘结片之前，预先对采用油墨均匀填充导电线路之间的空隙。油墨的流动性要高于加热后的粘结片的流动性，采用油墨预先填充导电线路之间的空隙，可有效避免空洞的出现，填充效果大大提高。填充油墨后，继续层压粘结片，有效避免了粘结片流胶不良的问题，避免了后续层压铜箔和粘结片时存在爆板的风险，大大提高了产品良率。

Description

超厚铜电路板的制作方法及超厚铜电路板
技术领域
本发明涉及线路板制造领域，特别一种超厚铜电路板的制作方法及超厚铜电路板。
背景技术
电路板(Printed Circuit Board)，简称PCB，是电子产品的重要部件之一。由于电路板的图形具有重复性(再现性)和一致性，减少了布线和装配的差错，节省了设备的维修、调试和检查时间。设计上可以标准化，利于互换；电路板布线密度高，体积小，重量轻，利于电子设备的小型化；利于机械化、自动化生产，提高了劳动生产率并降低了电子设备的造价。
超厚铜电路板，是指内层导电电路层的厚度大于或等于100um的电路板。超厚铜电路板具有能通过大电流以及散热性好等优点，更好地满足高端市场如汽车电子行业对电路板的需求，有较大的市场发展潜力。
多层线路板通常采用粘结片在加热、加压的条件下,把多个具有导电线路的芯板粘合在一起形成多层电路板。粘结片是由玻璃布和树脂组成。在压合的过程中，粘结片中的树脂将填充到芯板上的导电线路之间的空隙区域，由于超厚铜线路板的内层导电线路的厚度大于或等于100um，如果仅靠粘结片中的树脂来填充导电线路之间的空隙,则会出现缺树脂和密集导电线路之间树脂流胶不良的缺陷，从而导致粘结片无法均匀填充导电线路之间的空隙，导致导电线路之间的空隙存在无粘结片填充的空洞，继而会在后续继续层压铜箔和粘结片的过程中存在爆板的风险，爆板率超过50％。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种超厚铜电路板的制作方法。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
超厚铜电路板的制作方法，其特征在于，所述超厚铜电路板是指内层导电电路层的厚度大于或等于100um的电路板，制作包括如下步骤:
A.提供一基板；所述基板的至少一个表面设有一层第一导电线路；
B.向所述基板上设有所述第一导电线路的表面涂覆油墨；所述油墨覆盖所述基板表面无第一导电线路区域；
C.烘板处理；将基板水平放置在80-100℃的环境内烘烤20-50min，使所述油墨预固化；
D.固化处理；将所述基板水平放置在能量为600-1200mj/cm2的UV光固化机内，使油墨完全固化；
E.除胶处理，用以增加所述油墨的表面粗糙度，并去除所述第一导电线路表面附着的油墨；
F.棕化处理，用以在所述第一导电线路的表面形成具有一定粗糙度的有机膜；有机膜的颜色均匀，呈棕红色；
G.提供第一粘结片覆盖所述第一导电线路及所述油墨的表面；在所述第一粘结片的表面设置第二铜箔；热压，使所述第二铜箔、所述第一粘结片、第一导电线路和所述油墨粘接在一起；
H.在所述第二铜箔上进行激光或机械钻孔，形成自第二铜箔延伸至第一导电线路的第一孔；对所述第一孔进行化学沉铜和电镀铜制作，使铜填入所述第一孔；填充有铜的第一孔将所述第二铜箔和所述第一导电线路通电连接；
I.对第二铜箔进行图形转移处理，形成第二导电线路；所述第二导电线路通过填充有铜的第一孔与所述第一导电线路通电连接。
除胶处理包括如下步骤：
a、采用浓度为130-170mL/L的膨胀剂对承载有所述油墨的基板进行膨胀处理，以使完全固化的所述油墨的表面软化，增进后续氧化处理过程中药水的咬蚀作用；膨胀剂含有20％重量百分比的乙醇、30％重量百分比的甘醇和50％重量百分比的水；膨胀处理的温度为 68-72℃，压力为0.2-1.4bar；
b、膨胀处理后，对所述基板进行自来水清洗，以去除所述基板上残留的膨胀剂；
c、对承载有所述油墨的基板进行氧化处理，以增加所述油墨的表面粗糙度，并去除所述第一导电线路表面附着的油墨；氧化处理的温度为78-82℃，压力为0.2-0.8bar；氧化处理用药水中，NaMnO4的浓度为45-75g/L，Na2MnO4的浓度5-25g/L，NaOH的浓度为35-45g/L；
d、氧化处理后，对所述基板进行自来水清洗，以去除所述基板上残留的氧化处理用药水；
e、对承载有所述油墨的基板进行中和还原处理，以进一步去除残所述基板上残留的氧化处理用药水；中和还原处理的温度为33-37℃，中和还原处理用药水中，还原清洁剂的浓度为20-30mL/L，H2SO4浓度控制62-78g/L，H2O2的浓度为12-18mL/L,Cu2+的浓度为10-18g/L， Cl-的浓度为10-15ppm。
f、中和还原处理后，对所述基板进行去离子水清洗，以去除所述基板上残留的中和还原处理用药水；去离子水清洗后将所述基板烘干。
优选地是，所述基板包括至少一层第二粘结片；所述第一导电线路与所述第二粘结片粘接。
优选地是，所述基板还包括至少一层第三导电线路；所述第三导电线路与所述第一导电线路分别设置在所述第二粘结片的两侧；所述第三导电线路和所述第一导电线路通过填充有铜的第二孔通电连通；所述第二孔自所述第一导电线路贯穿所述第二粘结片后延伸至所述第三导电线路；所述第二孔通过激光钻孔或机械钻孔制得；所述第三导电线路通过图形转移处理设置在所述基板上的第三铜箔制得。
优选地是，所述第一导电线路的制作方法如下：在所述基板的表面设置一层第一铜箔，对所述第一铜箔进行图形转移处理得到所述第一导电线路。
优选地是，所述图形转移处理选自蚀刻处理、电镀处理、激光钻孔处理、机械钻孔处理、激光切割处理、机械切割处理中的一种或任意几种。
优选地是，对所述第一铜箔进行至少一次蚀刻处理得到所述第一导电线路。
优选地是，对所述第一铜箔进行三次蚀刻处理得到所述第一导电线路。
优选地是，所述第一导电线路板的厚度不小于100um。
优选地是，所述步骤B中，油墨的厚度不低于所述第一导电线路的厚度的80％。
优选地是，所述第一粘结片和所述第二粘结片由相同或不同的高分子材料制得；所述高分子材料选自环氧树脂及玻璃纤维布。
优选地是，所述油墨为树脂；所述树脂选自环氧树脂和改性环氧树脂中的一种或两种。
本发明的目的之二是为了克服现有技术中的不足，提供一种超厚铜电路板。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
超厚铜电路板，其特征在于，采用前述生产方法生产。
本发明提供的超厚铜电路板制作方法，尤其适用于制作第一铜箔的厚度大于或等于100um 的超厚铜电路板。
本发明提供的超厚铜电路板的制作方法，在层压粘结片之前，预先采用油墨均匀填充在导电线路之间的空隙。油墨的流动性要高于加热后的粘结片的流动性，采用油墨预先填充导电线路之间的空隙，可有效避免层压后出现缺树脂、空洞及导电线路之间树脂流胶不良的现象。填充油墨后，继续使用层压粘结片，可有效避免由于第一导电线路的厚度过厚导致的粘结片流胶不良的问题，避免因铜箔与粘接板接触面积小导致的爆板的风险，避免后续层压铜箔和粘结片后铜箔起皱，大大提高了产品良率。
正常情况下，固化后的油墨表面较为光滑，表面粗糙度不高于0.5um，若之间在油墨固化后层压粘结片，油墨和粘结片的结合力较低，极易产生粘结片和油墨分层的现象。本发明提供的超厚铜电路板的制作方法，在油墨固化后，通过增设除胶处理增加油墨表面粗糙度，使油墨表面粗糙度高于3um，通过增设棕化处理在导电线路的表面形成表面粗糙度高于3um 的有机膜，大大提高粘结片和油墨、粘结片和导电线路的结合力，有效避免分层、爆板现象的出现，大大提高了产品的品质及良率。
采用本发明的制作方法制作的超厚铜电路板的爆板率降为0％。
附图说明
图1为实施例1中的基板的结构剖视图；
图2为实施例1中覆盖第一导电线路的基板的结构剖视图；
图3为实施例1的步骤A中第一次蚀刻第一铜箔后的结构示意图；
图4为实施例1的步骤A中第二次蚀刻第一铜箔后的结构示意图；
图5为实施例1的步骤B中涂覆油墨后的结构示意图；
图6为实施例1的步骤G中的结构示意图；
图7为实施例1的步骤H中激光钻孔后的结构示意图；
图8为实施例1的步骤H后填孔后的结构示意图；
图9为实施例1制得的超厚铜电路板的结构示意图；
图10为实施例2制得的超厚铜电路板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的描述：
实施例1
超厚铜电路板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤:
A.如图1所示，提供一基板1，基板1为由高分子材料制得的第二粘结层。在基板1的上表面11设有一层第一铜箔21。热压，使第一铜箔21与基板1粘接。对第一铜箔21进行图形转移，形成第一导电线路31(如图2所示)。图形转移处理选自蚀刻处理、电镀处理、激光钻孔处理、机械钻孔处理、激光切割处理、机械切割处理中的一种或任意几种。本实施例优选方案，对第一铜箔21进行三次蚀刻处理得到第一导电线路31。第一次蚀刻处理，在第一铜箔21上形成凹槽211(如图3所示)。第二次蚀刻处理，将凹槽211对应区域的铜完全蚀刻去除，形成窗212，窗212将基板1暴露，窗212两侧的铜被窗212绝缘隔离(如图4 所示)。第三次蚀刻处理，对基板1表面的铜进行修正，从而形成尺寸(线宽、线间距、厚度等)符合要求的第一导电线路31(如图2所示)。
B.如图5所示，在基板1的上表面涂覆油墨4，使油墨4覆盖基板1上表面11无第一导电线路31的区域，油墨4的厚度不低于第一导电线路31的厚度的80％。油墨4为树脂，树脂选自环氧树脂和改性环氧树脂中的一种或两种。较加热后的粘结片，油墨4具有良好的流动性，可均匀填充第一导电线路31之间的空隙，避免空洞出现，填充效果大大提高。
C.烘板处理。将基板1水平放置在80-100℃的环境内烘烤20-50min，使基板1上表面 11上的油墨4预固化。
D.固化处理。将基板1水平放置在能量为600-1200mj/cm2的固化机内进行固化，使基板 1上表面11上的油墨4完全固化。
E.除胶处理，包括如下步骤：
a、采用浓度为130-170mL/L的膨胀剂对承载有油墨4的基板1进行膨胀处理，以使完全固化的油墨4的表面软化；膨胀处理的温度为68-72℃，压力为0.2-1.4bar；膨胀剂含有20％重量百分比的乙醇、30％重量百分比的甘醇和50％重量百分比的水；
b、膨胀处理后，对基板1进行自来水清洗，以去除基板1上残留的膨胀剂；
c、对承载有油墨4的基板1进行氧化处理，以增加油墨4的表面粗糙度，并去除第一导电线路表面附着的油墨；氧化处理的温度为78-82℃，压力为0.2-0.8bar；氧化处理用药水中，NaMnO4的浓度为45-75g/L，Na2MnO4的浓度5-25g/L，NaOH的浓度为35-45g/L；
d、氧化处理后，对基板1进行自来水清洗，以去除基板1上残留的氧化处理用药水；
e、对承载有油墨4的基板1进行中和还原处理，以进一步去除残基板1上残留的氧化处理用药水，并可将氧化处理后残余的七价锰、六价锰、二氧化锰及可溶性二价锰离子还原；中和还原处理的温度为33-37℃，中和还原处理用药水中，还原清洁剂的浓度为20-30mL/L， H2SO4浓度控制62-78g/L，H2O2的浓度为12-18mL/L,Cu2+的浓度为10-18g/L，Cl-的浓度为 10-15ppm。
f、中和还原处理后，对基板1进行去离子水清洗，以去除基板1上残留的中和还原处理用药水；去离子水清洗后将基板1烘干。
经过上述除胶处理后，油墨4的表面粗糙度为3-5um。
F.棕化处理，以在第一导电线路31的表面形成表面粗糙度为3-5um的有机膜(图中未示出)。
G.如图6所示，提供第一粘结片5覆盖第一导电线路31 及油墨4的表面，在第一粘结片 5的表面设置第二铜箔22。热压，使第二铜箔22、第一粘结片5、油墨4和第一导电线路31 粘接在一起。油墨4的表面经上述除胶处理，表面粗糙度增加，从而提高了第一粘结片5与油墨4的结合力，避免热压后第一粘结片5和油墨4分层导致电路板报废。第一导电线路31的表面经上述棕化处理形成具有一定表面粗糙度的有机膜，从而提高了第一粘结片5与第一导电线路31的结合力，进一步避免热压后第一粘结片5脱离，确保了电路板的品质。
H.如图7所示，在第二铜箔22上进行激光钻孔，形成自第二铜箔22延伸至第一导电线路的第一孔61。如图8所示，对第一孔61进行化学沉铜和电镀铜制作，使第一孔61内填充有铜611。填充有铜611的第一孔61将第二铜箔22和第一导电线路31通电连接。
I.如图9所示，对第二铜箔22进行图形转移处理，形成第二导电线路32。第二导电线路32通过填充有铜611的第一孔61与第一导电线路31通电连接。图形转移处理选自蚀刻处理、电镀处理、激光钻孔处理、机械钻孔处理、激光切割处理、机械切割处理中的一种或任意几种。本实施例优选方案，采用与步骤A所述的三次蚀刻处理相同的步骤形成第二导电线路32，最终制得超厚铜电路板。
上述第一粘结片和第二粘结片由相同或不同的高分子材料制得，高分子材料选自环氧树脂和玻璃纤维布。
实施例2
如图10所示，在实施例1的基础上，本实施例中的基板1的下表面12设有第三导电线路33，第三导电线路33采用与第一导电线路31相同的制作方法制得。第三导电线路33与第一导电线路31分别设置在基板1的两侧。第三导电线路33和第一导电线路31通过填充有铜621的第二孔通电连通。第二孔自第一导电线路31贯穿基板1后延伸至第三导电线路33。第二孔通过激光钻孔或机械钻孔制得。
若第三导电线路33的厚度也超过100um，且需要在第三导电线路33的表面继续层压粘结片和铜箔的情况下，在实施例1中对基板1上表面11上的油墨4固化后，对基板1下表面 12进行步骤B-D。
本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。

Claims (11)

1.超厚铜电路板的制作方法，其特征在于，所述超厚铜电路板是指内层导电电路层的厚度大于或等于100um的电路板，制作包括如下步骤:
A.提供一基板；所述基板的至少一个表面设有一层第一导电线路；
B.向所述基板上设有所述第一导电线路的表面涂覆油墨；所述油墨覆盖所述基板表面无第一导电线路区域；
C.烘板处理；将基板水平放置在80-100℃的环境内烘烤20-50min，使所述油墨预固化；
D.固化处理；将所述基板水平放置在固化机内进行固化，使所述油墨完全固化；
E.除胶处理，用以增加所述油墨的表面粗糙度，并去除所述第一导电线路表面附着的油墨；
F.棕化处理，用以在所述第一导电线路的表面形成具有一定粗糙度的有机膜；
G.提供第一粘结片覆盖所述第一导电线路及所述油墨的表面；在所述第一粘结片的表面设置第二铜箔；热压，使所述第二铜箔、所述第一粘结片、第一导电线路和所述油墨粘接在一起；
H.在所述第二铜箔上进行激光或机械钻孔，形成自第二铜箔延伸至第一导电线路的第一孔；对所述第一孔进行化学沉铜和电镀铜制作，使铜填入所述第一孔；填充有铜的第一孔将所述第二铜箔和所述第一导电线路通电连接；
I.对第二铜箔进行图形转移处理，形成第二导电线路；所述第二导电线路通过填充有铜的第一孔与所述第一导电线路通电连接；
所述除胶处理包括如下步骤：
a、采用浓度为130-170mL/L的膨胀剂对承载有所述油墨的基板进行膨胀处理，以使完全固化的所述油墨的表面软化；膨胀处理的温度为68-72℃，压力为0.2-1.4bar；
b、膨胀处理后，对所述基板进行自来水清洗，以去除所述基板上残留的膨胀剂；
c、对承载有所述油墨的基板进行氧化处理，以增加所述油墨的表面粗糙度，并去除所述第一导电线路表面附着的油墨；氧化处理的温度为78-82℃，压力为0.2-0.8bar；氧化处理用药水中，NaMnO4的浓度为45-75g/L，Na2MnO4的浓度5-25g/L，NaOH的浓度为35-45g/L；
d、氧化处理后，对所述基板进行自来水清洗，以去除所述基板上残留的氧化处理用药水；
e、对承载有所述油墨的基板进行中和还原处理，以进一步中和所述基板上残留的氧化处理用药水，并可将氧化处理后残余的七价锰、六价锰、二氧化锰及可溶性二价锰离子还原；中和还原处理的温度为33-37℃，中和还原处理用药水中，H2SO4的浓度为62-78g/L，H2O2的浓度为12-18mL/L；
f、中和还原处理后，对所述基板进行去离子水清洗，以去除所述基板上残留的中和还原处理用药水；去离子水清洗后将所述基板烘干。
2.根据权利要求1所述的超厚铜电路板的制造方法，其特征在于，所述基板包括至少一层第二粘结片；所述第一导电线路与所述第二粘结片粘接。
3.根据权利要求2所述的超厚铜电路板的制造方法，其特征在于，所述基板还包括至少一层第三导电线路；所述第三导电线路与所述第一导电线路分别设置在所述第二粘结片的两侧；所述第三导电线路和所述第一导电线路通过填充有铜的第二孔通电连通；所述第二孔自所述第一导电线路贯穿所述第二粘结片后延伸至所述第三导电线路；所述第二孔通过激光钻孔或机械钻孔制得；所述第三导电线路通过图形转移处理设置在所述基板上的第三铜箔制得。
4.根据权利要求1所述的超厚铜电路板的制作方法，其特征在于，所述第一导电线路的制作方法如下：在所述基板的表面设置一层第一铜箔，对所述第一铜箔进行图形转移处理得到所述第一导电线路。
5.根据权利要求1、3或4所述的超厚铜电路板的制作方法，其特征在于，所述图形转移处理选自蚀刻处理、电镀处理、激光钻孔处理、机械钻孔处理、激光切割处理、机械切割处理中的一种或任意几种。
6.根据权利要求5所述的超厚铜电路板的制作方法，其特征在于，对所述第一铜箔进行至少一次蚀刻处理得到所述第一导电线路。
7.根据权利要求6所述的超厚铜电路板的制作方法，其特征在于，对所述第一铜箔进行三次蚀刻处理得到所述第一导电线路。
8.根据权利要求1所述的超厚铜电路板的制作方法，其特征在于，所述步骤B中，油墨的厚度不低于所述第一导电线路的厚度的80％。
9.根据权利要求1或2所述的超厚铜电路板的制作方法，其特征在于，所述第一粘结片和所述第二粘结片由相同或不同的高分子材料制得；所述高分子材料选自环氧树脂和玻璃纤维布。
10.根据权利要求1所述的超厚铜电路板的制作方法，其特征在于，所述油墨为树脂；所述树脂选自环氧树脂和改性环氧树脂中的一种或两种。
11.超厚铜电路板，其特征在于，采用权利要求1至10任一权利要求所述方法生产。
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