CN109862719A - 一种实现一孔多网络的pcb制作方法及pcb - Google Patents

Abstract

本发明涉及PCB技术领域，公开了一种实现一孔多网络的PCB制作方法及PCB。所述PCB制作方法包括：按照预设叠板顺序，对于位于待加工过孔的每个第一孔段两端位置的各个芯板，于预设区域制作干膜/油墨；待加工过孔沿其轴向包括至少三个相互分离的第二孔段，相邻的两个第二孔段之间为第一孔段；将所述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，且过孔的每个第一孔段两端的外周余留有干膜/油墨；先褪膜再化学沉铜；或者，先化学沉铜再褪膜；电镀；去除第一孔段的孔铜。本发明实施例通过一次压合操作即可将一个过孔的孔铜划分为互不导通的至少三个网络连接层，提高了PCB的布线密度，整个制作工艺简单，产品良率高。

Description

一种实现一孔多网络的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，尤其涉及一种实现一孔多网络的PCB制作方法及PCB。

背景技术

随着信号传输速率的不断提高，需要提高PCB的布线和压接密度，以满足电子产品更轻、更薄及更小的发展趋势。

目前，在PCB产品中，金属化孔广泛用于实现层与层之间的导通，但一个金属化孔仅能处于一个网络中，这在一定程度上限制了布线密度。这是由于每个金属化孔在PCB板面上占据一定面积，PCB容量越大设计网络越多，金属化孔的数量就越多，从而导致PCB板面的设计面积就越大。

为实现不同层间的网络连接，一般采用HDI技术，但是该技术工艺复杂，产品良率低，而双面盲压技术只能实现同一孔的两种网络，产品布线密度低。而随着PCB的尺寸越来越小，布线密度越来越大，这些设计逐渐不能满足客户端设计要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现一孔多网络的PCB制作方法及PCB，克服现有工艺存在的工艺复杂及产品良率低的缺陷。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种实现一孔多网络的PCB制作方法，包括：

按照预设叠板顺序，对于位于待加工过孔的每个第一孔段两端位置的各个芯板，分别于板面的预设区域制作干膜/油墨；所述待加工过孔沿其轴向包括指定的至少三个相互分离的第二孔段，且每个所述第二孔段的孔铜单独作为一个网络连接层，相邻的两个第二孔段之间为所述第一孔段；

将所述芯板与组成所述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，且所述过孔的每个第一孔段两端的外周余留有所述干膜/油墨；

先褪膜去除所述干膜/油墨，再进行化学沉铜；或者，先进行化学沉铜，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；

去除所述过孔的第一孔段的孔铜。

可选的，所述去除所述过孔的第一孔段的孔铜，包括：

对所述多层板进行镀锡保护；

蚀刻去除所述第一孔段的孔铜；

退锡。

可选的，所述去除所述过孔的第一孔段的孔铜，包括：通过微蚀法去除所述第一孔段的孔铜。

可选的，所述制作方法还包括：在去除所述过孔的第一孔段的孔铜之后，采用加成法或者减成法，制作外层线路图形。

可选的，所述制作方法还包括：在去除所述过孔的第一孔段的孔铜的同时，采用加成法制作外层线路图形。

可选的，在所述先褪膜去除所述干膜/油墨，再进行化学沉铜之后，以及对所述压接孔的孔壁进行电镀之前，还包括：对所述干膜/油墨去除后形成的空腔，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。

可选的，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：

本发明实施例通过一次压合操作即可将一个过孔的孔铜划分为互不导通的至少三个部分，以形成至少三个网络连接层，提高了PCB的布线密度，整个制作工艺不仅简单，而且不存在操作难点，可有效保证较高的产品良率。

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一孔多网络的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为本发明实施例一提供的钻孔后的PCB的结构示意图；

图4为图3所示PCB褪膜后的结构示意图；

图5为图4所示PCB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为本发明实施例二提供的实现一孔多网络的PCB制作方法流程图；

图8为图6所示PCB在整板镀锡后的结构示意图；

图9为图8所示PCB在蚀刻及退锡后的结构示意图；

图10为图9所示PCB在贴膜、曝光、显影及镀锡后的结构示意图；

图11为图10所示PCB在褪膜、蚀刻及退锡后的结构示意图

图12为图9所示PCB在采用干膜盖住线路部分和金属化孔后的结构示意图；

图13为图6所示PCB在采用加成法中的贴膜、曝光、显影步骤后的结构示意图；

图14为图13所示PCB在镀锡及褪膜后的结构示意图；

图15为图14所示PCB在蚀刻后的结构示意图。

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。

本发明实施例中，按照预设的加工要求，一个金属化的过孔需实现至少三个网络连接层，为此该过孔需沿其轴向包括互不导通的至少三段孔铜，每段孔铜可单独作为一个网络连接层，使得与本段孔铜连接的位于不同层的线路图形之间相互导通。

为方便描述，在下述实施例中，将作为网络连接层的每段孔铜称为有效孔铜，将位于相邻两段有效孔铜之间的每段孔铜称为需要去除的无效孔铜。相应地，过孔内的每段无效孔铜的分布区域称为第一孔段，每段有效孔铜的分布区域称为第二孔段。

实施例一

请参阅图1，本实施例提供了一种实现一孔多网络的PCB的制作方法，包括步骤：

步骤101、按照预设叠板顺序，对于位于待加工过孔的每个第一孔段两端位置的各个芯板，在完成内层线路图形制作后，分别于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，按照加工要求，待加工过孔沿其轴向包括指定的至少三个相互分离的第二孔段，且每个第二孔段的孔铜将单独作为一个网络连接层，相邻的两个第二孔段之间为第一孔段。

在制作干膜/油墨之前，按照预设叠板顺序，从待制作形成PCB的各层芯板中选取位于第一孔段两端位置的多张芯板作为待制作干膜/油墨的芯板。

在实际应用中，待加工过孔的数量为至少一个，对于具有不同加工要求的待加工过孔，需分别根据其各个第一孔段的具体位置来选择相应的待制作干膜/油墨的多张芯板。针对每个待加工过孔，根据该待加工过孔在板面的钻孔位置来设置芯板上干膜/油墨的具体制作区域。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，以确保在后续钻孔后待加工过孔的各个第一孔段的两端外周余留有干膜/油墨。

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。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。

步骤102、将上述制作有干膜/油墨的多张芯板以及组成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，且过孔的每个第一孔段的两端外周余留有干膜/油墨，如图3所示。

钻孔后，在贯穿各层芯板的同时，过孔会穿过相应的各个干膜/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，因而过孔的每个第一孔段的两端外周仍会余留有干膜/油墨。

步骤104、进行褪膜操作，以去除过孔的每个第一孔段的两端外周余留的干膜/油墨，如图4所示。

具体的，可采用碱性溶液或者有机溶剂，将干膜/油墨完全溶解去除，从而在过孔的每个第一孔段的两端外周分别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中去除干膜/油墨后形成的空腔位置，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。

为进一步确保孔壁铜层在指定位置能够完全断开，还可通过快速微蚀法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。

至此，由于形成于各个第一孔段两端的空腔无法沉铜，过孔的各个第一孔段与第二孔段相邻位置的化学沉铜层断开。

另外，在步骤101中制作干膜/油墨时，干膜的厚度优选为50-150微米，油墨的厚度优选为30-60微米，这是由于：若厚度太小，形成的空腔太小，空腔上下端的沉铜层易连接，导致无法断开；若厚度太大，形成的空腔太大，药水可以在空腔内顺利交换，形成连续的沉铜层，也会导致无法断开。

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。

由于过孔的各个第一孔段的两端外周形成有空腔，而空腔没有化学沉铜层，因而在电镀过程中，空腔位置将无法电镀上铜层，从而使得过孔的孔壁铜层在各个空腔处分别断开。

步骤107、去除过孔的各个第一孔段的无效孔铜，从而形成一孔多网络的PCB。

综上，本实施例通过一次压合操作即可将一个过孔的孔铜划分为互不导通的至少三个部分，形成至少三个网络连接层，提高了PCB的布线密度，整个制作工艺不仅简单，而且不存在操作难点，可有效保证较高的产品良率。

实施例二

请参阅图7，本实施例提供了另一种实现一孔多网络的PCB的制作方法，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，从而在过孔的每个第一孔段的两端外周分别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。

由于过孔的每个第一孔段的两端外周形成有空腔，而空腔没有化学沉铜层，因而在电镀过程中，空腔位置将无法电镀上铜层，从而使得过孔的孔壁铜层在各个空腔处断开。

步骤207、去除过孔的每个第一孔段的无效孔铜，从而形成一孔多网络的PCB。

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提供了前提条件。

实施例三

在实施例一和实施例二的基础上，还可以进一步包括：制作外层线路图形；其有两种实现方式：第一种是在去除过孔的每个第一孔段的无效孔铜之后制作外层线路图形，第二种是在去除过孔的每个第一孔段的无效孔铜的同时制作外层线路图形。

第一种，在去除过孔的每个第一孔段的无效孔铜之后制作外层线路图形，包括：

步骤1、去除过孔的每个第一孔段的无效孔铜。

本步骤中，无效孔铜的去除方法有两种：

先对多层板进行整板镀锡保护，使得第一孔段的无效孔铜表面未镀锡，其他孔铜表面镀锡层，如图8所示；再蚀刻去除过孔的第一孔段的无效孔铜；最后退锡，即完成无效孔铜的去除操作，如图9所示。

或者，通过微蚀，直接去除过孔的第一孔段的无效孔铜。

在通过微蚀去除无效孔铜时，需要在步骤106或者步骤206所述的对过孔的孔壁进行电镀操作中，适当增加电镀的铜厚，使得在正常所需铜厚的基础上增加微蚀去除的铜厚值。在电镀过程中，中间孔段因不导电而无法电镀加厚，只有沉铜层，而过孔的其他位置的铜层都有电镀加厚，故通过微蚀可去除中间孔段的薄铜，不影响其他区域。

步骤2、在无效孔铜去除之后，制作外层线路图形。

本步骤中，外层线路图形的制作方法也有两种：加成法或者减成法。

加成法：通过贴膜、曝光、显影步骤，露出线路部分、PTH孔，盖住非线路部分，再进行镀铜(此步骤根据铜厚要求可选做或者不做)、镀锡(如图10所示)、褪膜(露出非线路部分，锡层盖住线路部分、PTH孔)、蚀刻出外层图形、退锡，形成的外层线路图形如图11所示。

减成法：贴膜、曝光、显影(干膜需要将线路部分、PTH孔盖住，如图12所示)，蚀刻出外层图形，褪膜，形成的外层线路图形如图11所示。

第二种，在去除过孔的各个第一孔段的无效孔铜的同时制作外层线路图形，包括：

采用加成法，通过贴膜、曝光、显影步骤，露出线路部分和PTH孔，盖住非线路部分，如图13所示；再进行镀铜(此步骤根据铜厚要求可选做或者不做)；然后镀锡、褪膜，以露出非线路部分、盖住线路部分，如图14所示；之后，蚀刻出外层图形以及各个第一孔段的无效孔铜，如图15所示；退锡，形成的外层线路图形如图11所示。

实施例四

本实施例提供了一种PCB，该PCB按照实施例一、实施例二或者实施例三的制作方法制成。

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)

1.一种实现一孔多网络的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，对于位于待加工过孔的每个第一孔段两端位置的各个芯板，分别于板面的预设区域制作干膜/油墨；所述待加工过孔沿其轴向包括指定的至少三个相互分离的第二孔段，且每个所述第二孔段的孔铜单独作为一个网络连接层，相邻的两个第二孔段之间为所述第一孔段；

将所述芯板与组成所述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，且所述过孔的每个第一孔段两端的外周余留有所述干膜/油墨；

先褪膜去除所述干膜/油墨，再进行化学沉铜；或者，先进行化学沉铜，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；

去除所述过孔的第一孔段的孔铜。

2.根据权利要求1所述的实现一孔多网络的PCB制作方法，其特征在于，所述去除所述过孔的第一孔段的孔铜，包括：

对所述多层板进行镀锡保护；

蚀刻去除所述第一孔段的孔铜；

退锡。

3.根据权利要求1所述的实现一孔多网络的PCB制作方法，其特征在于，所述去除所述过孔的第一孔段的孔铜，包括：通过微蚀法去除所述第一孔段的孔铜。

4.根据权利要求1所述的实现一孔多网络的PCB制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：在去除所述过孔的第一孔段的孔铜之后，采用加成法或者减成法，制作外层线路图形。

5.根据权利要求1所述的实现一孔多网络的PCB制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：在去除所述过孔的第一孔段的孔铜的同时，采用加成法制作外层线路图形。

6.根据权利要求1所述的实现一孔多网络的PCB制作方法，其特征在于，在所述先褪膜去除所述干膜/油墨，再进行化学沉铜之后，以及对所述压接孔的孔壁进行电镀之前，还包括：对所述干膜/油墨去除后形成的空腔，通过微蚀法去除所述空腔内的化学沉铜层。

7.根据权利要求1所述的实现一孔多网络的PCB制作方法，其特征在于，所述干膜的厚度为50-150微米。

8.根据权利要求1所述的实现一孔多网络的PCB制作方法，其特征在于，所述油墨的厚度为30-60微米。

9.根据权利要求1所述的实现一孔多网络的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。

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。