CN109831878A - 一种实现零残桩的pcb制作方法及pcb - Google Patents

Abstract

本发明涉及PCB技术领域，公开了一种实现零残桩的PCB制作方法及PCB，所述PCB制作方法包括：按照预设叠板顺序，对于位于指定层的第一芯板，于板面的预设区域制作干膜/油墨；指定层为预设的待加工过孔的有效孔铜与无效孔铜的分界位置；将第一芯板与其他芯板压合形成多层板；在多层板上钻孔形成过孔，且过孔的位于指定层的孔段外周余留有干膜/油墨；先褪膜去除干膜/油墨，使得过孔的位于指定层的孔段外周形成一空腔；再进行化学沉铜；对过孔的孔壁进行电镀，形成孔铜在指定层断开的过孔；去除过孔的无效孔铜。本发明实施例不仅能够实现零残桩，而且利用常规材料和成熟工艺，大大降低生产成本，提高产品良率，可实现性强。

Description

一种实现零残桩的PCB制作方法及PCB

技术领域

本发明涉及PCB(Printed Circuit Board，印制线路板)技术领域，尤其涉及一种实现零残桩的PCB制作方法及PCB。

背景技术

随着信号传输速度的不断提高，stub(残桩)的长度和均匀性对信号完整性的影响越来越大。对于PCB过孔信号传输，通常通过背钻(即对已电镀的金属化过孔进行再次钻孔，去除部分长度的无效孔铜)方式来控制过孔残桩的长度。

背钻作为目前深度控制的钻孔技术，由于压板过程中介质厚度变化以及钻孔深度精度控制能力的限制，stub长度控制能力差，背钻深度大导致开路，背钻深度浅导致stub过长，影响电气导通和信号完整性，无法实现零stub的理想状况。

为实现零stub，目前提供了一种解决方案：在芯板或者半固化片上制作抗电镀材料或者可溶解于电镀液的材料，压板钻孔后基于该特殊材料的特性来使得孔壁局部无法镀铜，从而实现孔铜的有效部分与无效部分分离，然后去除无效孔铜。

上述方法虽然能够实现零stub，但是同时存在着以下缺陷：

1)抗沉铜的特性要求使得上述方法中的抗电镀材料为非极性材料，而压板材料(即半固化片和芯板)为极性材料，由于非极性材料与极性材料之间结合力较差，因而会导致压合后的抗电镀材料与压板材料之间容易相互脱离或者偏位，最终造成PCB产品质量问题。

2)可溶解于电镀液的材料以及非极性的抗沉铜材料比较特殊，目前的制作工艺不够成熟，在市场上难以寻找，因而这种特殊材料的应用势必会耗费较大的生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现零残桩的PCB制作方法及PCB，克服现有工艺存在的生产成本高及易出现脱离或偏位等质量问题的缺陷。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种实现零残桩的PCB制作方法，包括：

按照预设叠板顺序，对于位于指定层的第一芯板，于板面的预设区域制作干膜/油墨，所述预设区域与待加工过孔的钻孔位置相对应；所述指定层为预设的待加工过孔的有效孔铜与无效孔铜的分界位置；

将所述第一芯板与组成所述PCB的其他芯板按照预设顺序叠放后压合，形成多层板；

在所述多层板上钻孔形成孔壁未金属化的过孔，且所述过孔的位于指定层的孔段外周余留有所述干膜/油墨；

先褪膜去除所述干膜/油墨，使得所述过孔的位于指定层的孔段外周形成一空腔；再进行化学沉铜，使得所述过孔的孔壁沉积一层化学沉铜层；

对所述过孔的孔壁进行电镀，形成孔铜在指定层断开的过孔；

去除所述过孔的无效孔铜。

可选的，所述去除所述过孔的无效孔铜，包括：

将所述无效孔铜对应的孔环蚀刻成孤立的焊盘；

对所述多层板进行镀锡保护；

蚀刻去除所述无效孔铜；

退锡。

可选的，PCB制作方法还包括：在进行化学沉铜之后，以及在对所述过孔的孔壁进行电镀之前，通过微蚀法去除所述空腔内的化学沉铜层。

可选的，所述干膜的厚度为50-150微米，所述油墨的厚度为30-60微米。

可选的，所述干膜/油墨的特性满足条件：耐高温180-220度，耐高压100-400PSI，耐高温高压时长60-120分钟。

一种实现零残桩的PCB制作方法，包括：

按照预设叠板顺序，对于位于指定层的第一芯板，于板面的预设区域制作干膜/油墨，所述预设区域与待加工过孔的钻孔位置相对应；所述指定层为预设的待加工过孔的有效孔铜与无效孔铜的分界位置；

将所述第一芯板与组成所述PCB的其他芯板按照预设顺序叠放后压合，形成多层板；

在所述多层板上钻孔形成孔壁未金属化的过孔，且所述过孔的位于指定层的孔段外周余留有所述干膜/油墨；

先进行化学沉铜，使得所述过孔的孔壁沉积一层化学沉铜层；再进行褪膜，以同时去除所述干膜/油墨及所述干膜/油墨表面的化学沉铜层；

对所述过孔的孔壁进行电镀，形成孔铜在指定层断开的过孔；

去除所述过孔的无效孔铜。

可选的，所述去除所述过孔的无效孔铜，包括：

将所述无效孔铜对应的孔环蚀刻成孤立的焊盘；

对所述多层板进行镀锡保护；

蚀刻去除所述无效孔铜；

退锡。

可选的，PCB制作方法还包括：在进行化学沉铜之后，以及在进行褪膜之前，通过微蚀法去除所述空腔内的化学沉铜层。

可选的，所述干膜的厚度为50-150微米，所述油墨的厚度为30-60微米。

可选的，所述干膜/油墨的特性满足条件：耐高温180-220摄氏度，耐高压100-400PSI，耐高温高压时长60-120分钟。

一种PCB，所述PCB根据如上任一所述制作方法制成。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明实施例先利用干膜/油墨以及褪膜工艺等来实现孔铜在指定位置断开，再通过蚀刻去除无效孔铜，从而实现零残桩。本发明实施例不仅能够完全去除无效孔铜，实现零残桩，而且整个制作方法中利用现有常规材料和成熟工艺，大大降低生产成本，还可杜绝PCB产品各层芯板之间出现脱离及移位等不良现象，整个工艺流程简单、可实现性强。

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为本发明实施例一提供的实现零残桩的PCB制作方法流程图；

图2为本发明实施例一提供的制作干膜/油墨后的芯板的结构示意图；

图3为钻孔后的PCB的结构示意图；

图4为图3所示PCB在褪膜后的结构示意图；

图5为图4所示PCB在化学沉铜后的结构示意图；

图6为图5所示PCB在电镀后的结构示意图；

图7为图6所示PCB在蚀刻出孔环后的结构示意图；

图8为图7所示PCB在镀锡后的结构示意图；

图9为图8所示PCB在蚀刻后的结构示意图；

图10为图9所示PCB在退锡后的结构示意图；

图11为本发明实施例二提供的制作干膜/油墨后的芯板的结构示意图。

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。

实施例一

请参阅图1，本实施例提供了一种实现零残桩的PCB制作方法，包括步骤：

步骤101、按照预设叠板顺序，对于位于指定层的第一芯板，在完成内层线路图形制作后，于其板面的预设区域制作一层干膜/油墨，如图2所示。

本实施例中，指定层指的是预先指定的待加工过孔的有效孔铜与无效孔铜的分界位置。

在制作干膜/油墨之前，根据指定层从待制作形成PCB的各层芯板中选取芯板作为待制作干膜/油墨的第一芯板。

同时，根据待加工过孔的数量和钻孔位置，来设置每张第一芯板上干膜/油墨的制作区域。为保证加工质量，每个干膜/油墨制作区域的面积需大于相对应的待加工过孔的横截面积。

干膜可通过常规的干膜法来制作，油墨通过常规的阻焊丝印方式来制作。

步骤102、将第一芯板与组成PCB的其他芯板按照预设顺序叠放后压合，形成多层板。

具体的，在压合前，需对其他芯板分别完成相应的内层线路图形制作；在压合时，需在相邻的各层芯板之间叠放半固化片，将芯板与芯板叠合或者在外层芯板的外表面叠放铜箔，采取高温高压方式压板，使得各部分融合为一体，形成多层板。

步骤103、在多层板上的预设位置进行钻孔，形成孔壁未金属化的过孔，且过孔的位于指定层的孔段外周余留有干膜/油墨，如图3所示。

本步骤中，过孔的数量和位置不限定，可根据需求来设定。

钻孔后，在贯穿各层芯板的同时，过孔会穿过相应的位于指定层的干膜/油墨制作区域，但由于干膜/油墨制作区域的面积大于过孔的横截面积，因而过孔的位于指定层的孔段外周仍会余留有干膜/油墨。

步骤104、进行褪膜操作，以去除位于指定层的干膜/油墨，如图4所示。

具体的，可采用碱性溶液或者有机溶剂，将位于指定层的干膜/油墨完全溶解去除，从而在过孔的位于指定层的孔段外周形成一特定形状的空腔。

步骤105、对多层板进行化学沉铜，在多层板的表层和过孔的孔壁沉积一层化学沉铜层，如图5所示。

本步骤中，通过自催化氧化还原反应，将在孔壁和表层沉积上一层0.1-1.0微米厚度的致密的薄铜层，铜层具有导电性，从而能将孔壁和表层联通。

在化学沉铜过程中，在步骤104中已去除干膜/油墨的空腔位置，由于药水交换不充分，空腔内的拐角位置几乎无法沉上铜层，或者沉积的铜层比正常的化学沉铜层薄，基本上在0.2微米以下。

进一步的，还可通过快速微蚀过程将空腔内的化学沉铜层去除，保留孔壁其他位置的化学沉铜层。

步骤106、对过孔的孔壁进行电镀，使得孔壁铜层加厚，如图6所示。

由于过孔的位于指定层的孔段外周形成有空腔，而空腔没有化学沉铜层，因而在本步骤106的电镀过程中，空腔位置无法电镀上铜层，从而使得过孔的孔壁铜层在空腔处断开，至此形成孔铜在指定层断开的过孔。

步骤107、去除过孔的无效孔铜。

具体的，本步骤进一步包括：

在多层板的外表面，将与过孔的无效孔铜相连接的无效铜层蚀刻成孤立的孔环，如图7所示；

对多层板进行整板镀锡保护，以使无效孔铜和孔环裸露，而表层铜层和有效孔铜表面形成有锡层，作为后续蚀刻过程中的保护层，如图8所示；

蚀刻去除无效孔铜和孔环，如图9所示；

进行退锡操作，如图10所示。

在上述流程中，在制作干膜/油墨时，优选耐高温高压(耐高温180-220摄氏度，耐高压100-400PSI，时间60-120分钟)的干膜/油墨，这样可保证在后续叠板压合过程中干膜/油墨无分解及碳化，进而确保后续褪膜效果，提高产品质量。

另外，在制作干膜/油墨时，干膜的厚度优选控制在50-150微米，油墨的厚度优选控制在30-60微米，这是由于：若厚度太小，形成的空洞太小，空腔上下端的沉铜层易连接，导致无法断开；若厚度太大，形成的空洞太大，药水可以在空洞内顺利交换，形成连续的沉铜层，也会导致无法断开。

综上，本实施例提供的PCB制作方法，先利用干膜/油墨以及褪膜工艺等来实现孔铜在指定位置断开，再通过蚀刻去除无效孔铜，从而实现零残桩。与现有技术相比，本发明实施例不仅能够完全去除无效孔铜，实现零残桩，而且整个制作方法中利用现有常规材料和成熟工艺，大大降低生产成本，还杜绝了PCB产品各层芯板之间出现脱离及移位等不良现象，整个工艺流程简单、可实现性强。

实施例二

请参阅图11，本实施例提供了另一种实现零残桩的PCB制作方法，包括步骤：

步骤201至步骤203，与实施例一中的步骤101至步骤103相同，此处不再赘述。

步骤204、对多层板进行化学沉铜，在多层板的表层和过孔的孔壁沉积一层化学沉铜层。

本步骤中，通过自催化氧化还原反应，将在孔壁和表层沉积上一层0.1-1.0微米厚度的致密的薄铜层，铜层具有导电性，从而能将孔壁和表层联通，便于后续孔壁和表层同时电镀上铜层。

步骤205、进行褪膜操作，以同时去除干膜/油墨以及干膜/油墨表面的化学沉铜层。

在褪膜过程中，由于过孔的孔壁表层的化学沉铜层的致密度不足，碱性溶液或者有机溶剂会渗入到化学沉铜层的内侧，将内侧的干膜/油墨完全溶解去除，同时附着于干膜/油墨表面的化学沉铜层也会一同掉落，从而在过孔的位于指定层的孔段外周形成一特定形状的空腔。

步骤206、对过孔的孔壁进行电镀，使得孔壁铜层加厚。

由于过孔的位于指定层的孔段外周形成有空腔，而空腔没有化学沉铜层，因而在电镀过程中，空腔位置无法电镀上铜层，从而使得过孔的孔壁铜层在空腔处断开，至此形成孔铜在指定层断开的过孔。

步骤207、去除过孔的无效孔铜。

本实施例中无效孔铜的去除方法与实施例一中的步骤107相同，此处不再赘述。

综上，与实施例一中先褪膜再化学沉铜及微蚀的方式不同，本实施例二采用先化学沉铜再褪膜的处理方式，虽然两种方式的原理略有不同，但是均能够实现过孔的有效孔铜与无效孔铜的有效分离，为后续无效孔铜的去除操作奠定了良好的基础。

实施例三

本实施例提供了一种PCB，该PCB按照实施例一或者实施例二所述的方法制作而成。

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)

1.一种实现零残桩的PCB制作方法，其特征在于，所述PCB制作方法包括：

按照预设叠板顺序，对于位于指定层的第一芯板，于板面的预设区域制作干膜/油墨，所述预设区域与待加工过孔的钻孔位置相对应；所述指定层为预设的待加工过孔的有效孔铜与无效孔铜的分界位置；

将所述第一芯板与组成所述PCB的其他芯板按照预设顺序叠放后压合，形成多层板；

在所述多层板上钻孔形成孔壁未金属化的过孔，且所述过孔的位于指定层的孔段外周余留有所述干膜/油墨；

先褪膜去除所述干膜/油墨，使得所述过孔的位于指定层的孔段外周形成一空腔；再进行化学沉铜，使得所述过孔的孔壁沉积一层化学沉铜层；

对所述过孔的孔壁进行电镀，形成孔铜在指定层断开的过孔；

去除所述过孔的无效孔铜。

2.根据权利要求1所述的实现零残桩的PCB制作方法，其特征在于，所述去除所述过孔的无效孔铜，包括：

将所述无效孔铜对应的孔环蚀刻成孤立的焊盘；

对所述多层板进行镀锡保护；

蚀刻去除所述无效孔铜；

退锡。

3.根据权利要求1所述的实现零残桩的PCB制作方法，其特征在于，PCB制作方法还包括：在进行化学沉铜之后，以及在对所述过孔的孔壁进行电镀之前，通过微蚀法去除所述空腔内的化学沉铜层。

4.根据权利要求1所述的实现零残桩的PCB制作方法，其特征在于，所述干膜的厚度为50-150微米，所述油墨的厚度为30-60微米。

5.根据权利要求1所述的实现零残桩的PCB制作方法，其特征在于，所述干膜/油墨的特性满足条件：耐高温180-220摄氏度，耐高压100-400PSI，耐高温高压时长60-120分钟。

6.一种实现零残桩的PCB制作方法，其特征在于，所述PCB制作方法包括：

按照预设叠板顺序，对于位于指定层的第一芯板，于板面的预设区域制作干膜/油墨，所述预设区域与待加工过孔的钻孔位置相对应；所述指定层为预设的待加工过孔的有效孔铜与无效孔铜的分界位置；

将所述第一芯板与组成所述PCB的其他芯板按照预设顺序叠放后压合，形成多层板；

在所述多层板上钻孔形成孔壁未金属化的过孔，且所述过孔的位于指定层的孔段外周余留有所述干膜/油墨；

先进行化学沉铜，使得所述过孔的孔壁沉积一层化学沉铜层；再进行褪膜，以同时去除所述干膜/油墨及所述干膜/油墨表面的化学沉铜层；

对所述过孔的孔壁进行电镀，形成孔铜在指定层断开的过孔；

去除所述过孔的无效孔铜。

7.根据权利要求6所述的实现零残桩的PCB制作方法，其特征在于，所述去除所述过孔的无效孔铜，包括：

将所述无效孔铜对应的孔环蚀刻成孤立的焊盘；

对所述多层板进行镀锡保护；

蚀刻去除所述无效孔铜；

退锡。

8.根据权利要求6所述的实现零残桩的PCB制作方法，其特征在于，PCB制作方法还包括：在进行化学沉铜之后，以及在进行褪膜之前，通过微蚀法去除所述空腔内的化学沉铜层。

9.根据权利要求6所述的实现零残桩的PCB制作方法，其特征在于，所述干膜的厚度为50-150微米，所述油墨的厚度为30-60微米；所述干膜/油墨的特性满足条件：耐高温180-220摄氏度，耐高压100-400PSI，耐高温高压时长60-120分钟。

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