CN107592756A - 一种高密度多层pcb的制作方法及高密度多层pcb - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高密度多层PCB的制作方法及高密度多层PCB，所述制作方法中子板的制作步骤包括：将多张芯板在完成内层线路图形制作后压合形成子板；在子板上制作阶梯状通孔并对进行沉铜电镀；沿阶梯状通孔的轴向和/或径向，将阶梯状通孔内壁的铜层断开形成互不导通的至少两部分铜层，每部分铜层作为一网络连接层。本发明实施例中，将子板的阶梯状通孔内壁的铜层沿通孔轴向和/或径向断开形成互不导通的至少两部分，从而实现一个过孔实现至少两个网络连接层；当两个子板压合形成母板时，若两个子板的阶梯状通孔的位置一致，可一个通孔实现更多网络连接层，与现有技术相比，在同一面积的PCB上可大大减少过孔数量，提高PCB的布线密度。

Description

一种高密度多层PCB的制作方法及高密度多层PCB

技术领域

本发明涉及PCB(Printed Circuit Board，印刷线路板)技术领域，尤其涉及一种高密度多层PCB的制作方法及高密度多层PCB。

背景技术

随着高密度集成电路技术和微电子技术的发展，电子产品的体积变得更轻、更薄、更小。目前，在高多层PCB制作布线设计中，不同层间网络连接都是利用过孔，且一个过孔通常只设计一个网络连接层。由于每个过孔在PCB板面上占据一定面积，PCB容量越大设计网络越多，过孔的数量就越多，这样PCB板面的设计面积就越大，这就无法满足电子产品更薄更小的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高密度多层PCB的制作方法及高密度多层PCB，克服现有技术中存在的产品布线密度低的缺陷。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高密度多层PCB的制作方法，包括子板的制作步骤，所述子板的制作步骤包括：

将多张芯板在完成内层线路图形制作后压合形成子板；

在所述子板上制作阶梯状通孔并对所述阶梯状通孔进行沉铜电镀；

沿所述阶梯状通孔的轴向和/或径向，将所述阶梯状通孔内壁的铜层断开形成互不导通的至少两部分铜层，每部分铜层作为一网络连接层。

可选的，所述阶梯状通孔沿其轴向包括第一通孔部和第二通孔部；所述第一通孔部的孔径大于第二通孔部的孔径，所述第一通孔部与第二通孔部之间形成第一台阶面。

可选的，所述阶梯状通孔还包括第三通孔部，所述第二通孔部位于第一通孔部和第三通孔部之间；所述第三通孔部的孔径大于第二通孔部的孔径，所述第三通孔部与第二通孔部之间形成第二台阶面。

可选的，所述将阶梯状通孔内壁的铜层断开形成互不导通的至少两部分铜层的方法包括：

去除所述第一台阶面的全部或部分铜层；

或者，去除所述第二通孔部侧壁的至少一部分铜层；

或者，在所述阶梯状通孔内壁形成至少两条纵向的分割线，将所述阶梯状通孔内壁的铜层沿所述阶梯状通孔的径向分为相互不导通的至少两部分；

或者，采用所述去除所述第一台阶面的全部或部分铜层、去除所述第二通孔部侧壁的至少一部分铜层、在所述阶梯状通孔内壁形成至少两条纵向的分割线三种方法中的任意组合方法。

可选的，将所述阶梯状通孔内壁的铜层断开形成互不导通的至少两部分铜层的方法包括：

去除所述第一台阶面的全部或部分铜层；

或者，去除所述第二台阶面的全部或部分铜层；

或者，去除所述第二通孔部侧壁的全部或至少一部分铜层；

或者，在所述阶梯状通孔内壁形成至少两条纵向的分割线，将所述阶梯状通孔内壁的铜层沿所述阶梯状通孔的径向分为相互不导通的至少两部分；

或者，采用所述去除所述第一台阶面的全部或部分铜层的方法、去除所述第二台阶面的全部或部分铜层、去除所述第二通孔部侧壁的全部或至少一部分铜层、在所述阶梯状通孔内壁形成至少两条纵向的分割线四种方法中的任意组合方法。

可选的，在所述将阶梯状通孔内壁的铜层断开形成互不导通的至少两部分铜层的方法中，采用控深钻、化学蚀刻或者激光烧蚀方式，去除相应位置的铜层。

可选的，所述子板至少包括第一子板和第二子板；

所述多层PCB的制作方法还包括：将所述第一子板和第二子板压合形成母板。

可选的，所述第一子板的阶梯状通孔与所述第二子板的阶梯状通孔位于同一坐标位置；

在将所述第一子板和第二子板压合形成母板时，所述第一子板的阶梯状通孔与所述第二子板的阶梯状通孔的位置保持上下一致。

可选的，在所述子板的制作步骤中，利用图像转移技术进行所述内层线路图形制作。

一种高密度多层PCB，所述高密度多层PCB根据如上任一所述制作方法制成。

本发明的有益效果：

本发明实施例中，对于形成有金属化的阶梯状通孔的子板，将阶梯状通孔内壁的铜层沿阶梯状通孔的径向和/或轴向断开，可形成互不导通的至少两部分，每部分铜层可单独作为一个网络连接层，从而实现一个过孔位置实现多个网络连接层；当两个子板压合形成母板时，若两个子板的阶梯状通孔的位置一致，可使得母板的一个通孔位置实现更多的网络连接层，与现有的一个通孔位置仅实现一个网络连接层的方案相比，在同一面积的PCB上，可大大减少过孔数量，提高PCB的布线密度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的高密度多层PCB的制作方法流程图；

图2为本发明实施例提供的钻柱状通孔后的子板的剖视图；

图3为本发明实施例提供的形成阶梯状通孔后的子板的剖视图；

图4为本发明实施例提供的阶梯状通孔金属化后的子板的剖视图；

图5为本发明实施例提供的子板的设计原理图；

图6为本发明实施例提供的两张子板压合后的原理图；

图7为本发明实施例提供的高密度多层PCB在采用第一种铜层断开方式下的剖视图；

图8为本发明实施例提供的高密度多层PCB在采用第二种铜层断开方式下的剖视图；

图9为本发明实施例提供的高密度多层PCB在采用第三种铜层断开方式下的剖视图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1示出了高密度多层PCB的制作方法流程。

本实施例中，多层PCB的制作方法包括以下步骤：

S101、按照正常工艺流程，分别制作两个子板。

本步骤中，每个子板由外层芯板和制作有内层线路图形的内层芯板压合而成，其具体制作工艺为：

1)开料

按照设计要求，将大张覆铜板裁切成所需尺寸，便于后工序操作。

覆铜板是由铜箔和绝缘材料(玻璃布和树脂等)压合而成，依板厚、铜厚、材料不同有不同规格。

在开料后，板边毛刺需要圆角处理；开料后需进行烘烤，为增加尺寸稳定性，避免涨缩；开料还需注意经、纬方向与工程指示一致，避免翘曲问题。

2)利用图形转移原理制作内层线路

内层线路是制作多层板的核心工序，对多层板质量产生决定性影响，其制作流程依次为：前处理，压膜，对位/曝光，显影，蚀刻，退膜，打靶，AOI(Automatic OpticalInspection，自动光学检测)。

前处理的目的：去除铜面上的污染物，增加铜面粗糙度，后续贴膜更加牢固。

压膜的目的：将基板铜面透过热压方式贴上感光干膜，作为后续形成线路的基础。

曝光的目的：经UV光照射将菲林(底片)上的线路图像转移到感光干膜上。工艺原理：白色透光部分的干膜见到UV光发生光聚合反应，黑色不透光的干膜不发生反应。

显影的目的：使用碳酸钠将未发生光聚合反应的干膜溶解掉，让图像显现出来。工艺原理：未发生光聚合反应的干膜可以被碳酸钠溶解，而发生光聚合反应的干膜不能溶解掉，保留在板面上，作为后续蚀刻时的抗蚀保护层。

酸性蚀刻的目的：利用蚀刻液将显影后露出的铜腐蚀掉，形成线路图形。工艺原理：由于铜可以被蚀刻液溶解掉，没有被干膜保护的铜会溶解于蚀刻液，而被干膜保护的铜不会溶解，最终形成了线路。

退膜的目的：利用强碱将保护铜面的抗蚀层剥掉，露出线路图形。

打靶的目的：利用CCD对位冲出板边的靶孔，便于后续层压时铆合。

AOI的目的：检测出线路上的缺点，加以修补，提高合格率。工艺原理：先将线路文件调入AOI设备，AOI设备扫描实物板线路与设备内的模拟文件作比较，找出不一样的位置，即缺点位置。

3)将多张芯板层压

层压流程依次为：对靶，棕化，预排/铆合，叠板，压板，打靶/铣边。

对靶的目的：利用CCD对位冲出板边的靶孔，便于后续层压时铆合。

棕化的目的：粗化、清洁铜面，增强线路与树脂接触表面积，使之压合的更紧，避免分层。

预排/铆合的目的：利用铆钉将多张内层芯板钉在一起，避免后续压合时产生层间滑移。

叠板的目的：将预叠好的多张板叠成待压多层板形式。

压板的目的：通过热压方式将叠在一起的内层芯板压成多层板。

打靶/铣边的目的：提供后续铣边、钻孔的定位孔；将层压后板周围的多余边铣掉，形成规则的板边，便于后续加工。

S102、在各个子板的相同位置分别制作金属化的阶梯状通孔。

本步骤中，金属化阶梯孔的制作工艺为：

1)如图2所示，在当前子板的预设位置钻柱状通孔，该柱状通孔由当前子板的第一面贯穿至与第一面相对的第二面，柱状通孔孔径为A。

2)如图3所示，在当前子板的第一面的柱状通孔处进行第一控深钻，在第二面的柱状通孔处进行第二控深钻，形成其顶部和底部为大孔径、中部为小孔径的阶梯状通孔。

其中，第一控深钻的钻孔孔深与第二控深钻的钻孔孔深之和小于整个柱状通孔的深度；同时，第一控深钻的钻孔孔径与第二控深钻的钻孔孔径可以相同(图3中所示的第一控深钻的钻孔孔径与第二控深钻的钻孔孔径相同)，也可以不同，但均大于孔径A，从而形成阶梯状通孔。

为方便描述，本实施例中，下文将阶梯状通孔的顶部的大孔径部分称为第一通孔部、中部的小孔径部分称为第二通孔部、底部的大孔径部分称为第三通孔部；由于相邻的两个通孔部的孔径不同，因此第一通孔部与第二通孔部之间形成第一台阶面，第三通孔部与第二通孔部之间形成第二台阶面。

3)如图4所示，对阶梯状通孔进行沉铜电镀，形成金属化的阶梯状通孔。

阶梯状通孔内金属化后，使得所有层之间线路导通。

S103、对于每个子板，将其阶梯状通孔内壁的铜层沿阶梯状通孔的轴向和/或径向断开，形成互不导通的至少两部分，每部分铜层作为一网络连接层，实现原理如图5所示。

S104、将两个子板压合形成母板，且第一子板的阶梯状通孔与所述第二子板的阶梯状通孔的位置保持上下一致，实现原理如图6所示。

本步骤中，图6中示出的每个子板的阶梯状通孔位置形成有三个网络连接层。在其他实施例中，两个子板的阶梯状通孔位置可形成相同数量的网络连接层，也可形成不同数量的网络连接层，每个子板的阶梯状通孔位置实现的网络连接层数量不限于三个，可以为更多数量或者两个。

此时，由于组成母板的两个子板的阶梯状通孔的位置上下一致，且每个子板的阶梯状通孔位置形成至少两个网络连接层，因而整个母板的同一阶梯状通孔位置可共形成更多数量的网络连接层，与现有的同一个通孔位置仅实现一个网络连接层的方案相比，在同一面积的PCB上，可大大减少过孔数量，提高PCB的布线密度。

在上述步骤S103中，将阶梯状通孔的铜层在阶梯交接处断开的方法有多种，具体可以为：

(1)采用单面控深钻、化学蚀刻或者激光烧蚀等方式，去除阶梯状通孔的第一台阶面或者第二台阶面的全部或部分铜层，使得阶梯状通孔的铜层沿阶梯状通孔的轴向分为相互不导通的上下两部分。

(2)采用双面控深钻、化学蚀刻或者激光烧蚀等方式，同时去除阶梯状通孔的第一台阶面和第二台阶面的全部或部分铜层，使得阶梯状通孔的铜层沿阶梯状通孔的轴向分为相互不导通的上中下三部分，如图7所示。

(3)在阶梯状通孔处，通过钻孔、化学蚀刻或者激光烧蚀等方式，去除阶梯状通孔的第二通孔部侧壁的全部铜层或者至少一部分铜层，使得阶梯状通孔内的铜层沿阶梯状通孔的轴向分为相互不导通的至少两部分，如图8所示。本方法(3)中，当第二通孔部贯穿单层或者多层时，均可以通过去除第二通孔部侧壁的全部或一部分铜层的方式，使得阶梯状通孔内壁的铜层断开形成互不导通的两部分；此外，当第二通孔部贯穿多层时，可以去除第二通孔部侧壁的多部分相互分离的铜层，使得阶梯状通孔内壁的铜层断开形成互不导通的三部分或者更多部分。

(4)通过钻孔、化学蚀刻或者激光烧蚀等方式，在所述阶梯状通孔内壁形成至少两条纵向的分割线，将阶梯状通孔内壁的铜层沿阶梯状通孔的径向分为相互不导通的至少两部分，如图9所示。

(5)采用上述(1)、(2)、(3)、(4)四种方法的任意组合方法，将阶梯状通孔内壁的铜层断开形成互不导通的更多部分。

在其他实施例中，阶梯状通孔也可采用其他结构，如仅包括大孔径的第一通孔部和小孔径的第二通孔部，此时该结构的阶梯状通孔内壁的铜层断开方法有如下多种：

①采用单面控深钻、化学蚀刻或者激光烧蚀等方式，去除阶梯状通孔的第一台阶面的全部或部分铜层，使得阶梯状通孔的铜层沿阶梯状通孔的轴向分为相互不导通的上下两部分。

②采用单面控深钻、化学蚀刻或者激光烧蚀等方式，去除阶梯状通孔的第二通孔部侧壁的至少一部分铜层，使得阶梯状通孔内的铜层沿阶梯状通孔的轴向分为相互不导通的至少两部分。

③通过钻孔、化学蚀刻或者激光烧蚀等方式，在所述阶梯状通孔内壁形成至少两条纵向的分割线，将阶梯状通孔内壁的铜层沿阶梯状通孔的径向分为相互不导通的至少两部分。

④采用上述①、②、③三种方法的任意组合方法，将阶梯状通孔内壁的铜层断开形成互不导通的更多部分。

综上，本发明中，在布线设计时应用一个过孔位置可设计多个网络连接层，大大减少过孔的数量，在同一面积的PCB上增大了布线密度，大大提高了产品的设计容量。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种高密度多层PCB的制作方法，包括子板的制作步骤，其特征在于，所述子板的制作步骤包括：

将多张芯板在完成内层线路图形制作后压合形成子板；

在所述子板上制作阶梯状通孔并对所述阶梯状通孔进行沉铜电镀；

沿所述阶梯状通孔的轴向和/或径向，将所述阶梯状通孔内壁的铜层断开形成互不导通的至少两部分铜层，每部分铜层作为一网络连接层。

2.根据权利要求1所述的多层PCB的制作方法，其特征在于，所述阶梯状通孔沿其轴向包括第一通孔部和第二通孔部；所述第一通孔部的孔径大于第二通孔部的孔径，所述第一通孔部与第二通孔部之间形成第一台阶面。

3.根据权利要求2所述的多层PCB的制作方法，其特征在于，所述阶梯状通孔还包括第三通孔部，所述第二通孔部位于第一通孔部和第三通孔部之间；所述第三通孔部的孔径大于第二通孔部的孔径，所述第三通孔部与第二通孔部之间形成第二台阶面。

4.根据权利要求2所述的高密度多层PCB的制作方法，其特征在于，所述将阶梯状通孔内壁的铜层断开形成互不导通的至少两部分铜层的方法包括：

去除所述第一台阶面的全部或部分铜层；

或者，去除所述第二通孔部侧壁的至少一部分铜层；

或者，在所述阶梯状通孔内壁形成至少两条纵向的分割线，将所述阶梯状通孔内壁的铜层沿所述阶梯状通孔的径向分为相互不导通的至少两部分；

或者，采用所述去除所述第一台阶面的全部或部分铜层、去除所述第二通孔部侧壁的至少一部分铜层、在所述阶梯状通孔内壁形成至少两条纵向的分割线三种方法中的任意组合方法。

5.根据权利要求3所述的高密度多层PCB的制作方法，其特征在于，将所述阶梯状通孔内壁的铜层断开形成互不导通的至少两部分铜层的方法包括：

去除所述第一台阶面的全部或部分铜层；

或者，去除所述第二台阶面的全部或部分铜层；

或者，去除所述第二通孔部侧壁的全部或至少一部分铜层；

或者，在所述阶梯状通孔内壁形成至少两条纵向的分割线，将所述阶梯状通孔内壁的铜层沿所述阶梯状通孔的径向分为相互不导通的至少两部分；

或者，采用所述去除所述第一台阶面的全部或部分铜层的方法、去除所述第二台阶面的全部或部分铜层、去除所述第二通孔部侧壁的全部或至少一部分铜层、在所述阶梯状通孔内壁形成至少两条纵向的分割线四种方法中的任意组合方法。

6.根据权利要求4或5所述的高密度多层PCB的制作方法，其特征在于，在所述将阶梯状通孔内壁的铜层断开形成互不导通的至少两部分铜层的方法中，采用控深钻、化学蚀刻或者激光烧蚀方式，去除相应位置的铜层。

7.根据权利要求1所述的高密度多层PCB的制作方法，其特征在于，所述子板至少包括第一子板和第二子板；

所述多层PCB的制作方法还包括：将所述第一子板和第二子板压合形成母板。

8.根据权利要求7所述的高密度多层PCB的制作方法，其特征在于，所述第一子板的阶梯状通孔与所述第二子板的阶梯状通孔位于同一坐标位置；

在将所述第一子板和第二子板压合形成母板时，所述第一子板的阶梯状通孔与所述第二子板的阶梯状通孔的位置保持上下一致。

9.根据权利要求1所述的高密度多层PCB的制作方法，其特征在于，在所述子板的制作步骤中，利用图像转移技术进行所述内层线路图形制作。

10.一种高密度多层PCB，其特征在于，所述高密度多层PCB根据权利要求1至9任一所述制作方法制成。