CN111901986A - 一种高密度互连pcb板制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高密度互连PCB板制作方法，包括步骤如下：制备芯板；开设第一盲孔；对所述第一盲孔金属化；加工第一线路层；叠加第二芯板，进行层压增层；重复钻孔、孔金属化，线路层加工步骤；叠加第三芯板，进行层压增层；重复钻孔、孔金属化，线路层加工步骤；打通孔，并对通孔金属化，使得通孔与内外线路层电性导通。本申请高密度互连PCB板制作方法通过多层芯板间的压合，有效提升PCB基板的互连密度。
Description
技术领域
本发明涉及PCB板技术领域，尤其涉及一种高密度互连PCB板制造方法。
背景技术
随着信息传输速率的提高和信息传送量的增大，电子产品体积越来越小，PCB板封装尺寸不断缩小，元件性能和布线密度的不断上升，这就要求不断提升PCB基板的互连密度。但是，在高密度互连变革的今天，传统的电路板制造工艺已经难以满足PCB基板的互连问题。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的一个目的是提供解决以上问题中的一种高密度互连PCB板制造方法。
高密度互连PCB板制造方法可以包括步骤如下：
步骤1：制备多层的第一芯板、第二芯板、第三芯板。
步骤2：用激光烧蚀的方式在第一芯板表面开设第一盲孔，使得第一盲孔的开口处于表面铜层上。
步骤3：对第一盲孔金属化。
步骤4：将表面铜层加工成第一线路层，使得第一盲孔与第一线路层及内层线路层电性导通。
步骤5：在第一芯板的一侧叠加第二芯板，进行层压增层，形成第一层压层。
步骤6：重复钻孔、孔金属化，线路层加工步骤，使得在第一层压层表面形成第二盲孔，第一层压层表面形成第二线路层，使得第二盲孔与第二线路层及内层线路层电性导通。
步骤7：在第一芯板的远离第二芯板一侧，叠加第三芯板，进行层压增层，形成第二层压层。
步骤8：重复钻孔、孔金属化，线路层加工步骤，使得在第二层压层表面形成第三盲孔，第二层压层表面形成第三线路层，使得第三盲孔与第三线路层及内层线路层电性导通。
步骤9：用机械钻孔方式在第二层压层表面打通孔，并对通孔金属化，使得通孔与内外线路层电性导通。
优选地，第一芯板、第二芯板、第三芯板制备方法可以包括：
采用激光烧蚀的方式，在依次叠合设置有底面铜层、散热层、绝缘层和顶面铜层的覆铜板上开设第一芯板盲孔，对第一芯板盲孔金属化；在覆铜板表面覆盖干膜，通过曝光、显影和蚀刻的方式，形成内部线路层；在覆铜板的表面分别压合绝缘层和积层铜层，形成芯板；在芯板上开设第二芯板盲孔和芯板通孔，并对第二芯板盲孔和芯板通孔金属化；在积层铜层表面覆盖干膜，通过曝光、显影和蚀刻的方式，形成表面线路层。
优选地，该散热层由树脂15～25％、云母粉末25～35％、三氧化二铝15～25％、氮化硼5～15％和碳化硅15～25％混合物制备而成。
由于多层板内部存在严重的发热问题，容易引起电路板的报废，通过增加散热层，有利于减缓板件的发热问题。
优选地，散热层厚度为7.0mil～12.0mil，绝缘层厚度为5.0mil～11.0mil。
优选地，为了尽可能减小高密度互连PCB板厚度，底面铜层、顶面铜层和积层铜层厚度可以为6.0μm-15.0μm。
优选地，为了得到较均匀的电镀孔，孔金属化可以包括：碱性除油、二级或三级逆流漂洗、粗化、二级逆流漂洗、预浸、活化、二级逆流漂洗、解胶、二级逆流漂洗、沉铜、二级逆流漂洗、浸酸。
通过多道逆流漂洗的工艺，能有效去除孔内的杂质，提高孔壁铜层的均匀性。同时，该工艺有效地防治电镀废水污染,有利于回收水和化工原料。
优选地，电镀过程产生气泡直接影响电镀的效果，影响多层板线路层的电性导通，为了减少气泡产生，还可以包括：对高密度互连PCB板施加超声波，用于去除电镀过程产生气泡。
优选地，为了得到高密度互连PCB板，层压增层可以包括步骤如下：对叠加前的第一芯板、第二芯板、第三芯板表面进行粗化处理；在粗化处理后的第一芯板、第二芯板、第三芯板表面涂覆粘合剂；用热压机将相互接触的两芯板层压增层。
优选地，用热压机将相互接触的两芯板层压增层可以包括：
第一阶段，在真空条件下，100℃-150℃，150PSI条件压合15分钟。
第二阶段，在真空条件下，150℃-250℃，250PSI条件压合30分钟。
第三阶段，在真空条件下，100℃-150℃，100PSI条件压合10分钟。
第四阶段，在真空条件下，常温，100PSI条件压合10分钟。
该种逐步层压方式能够使得芯板间粘合剂熔化均匀，保证固化后的高密度互连PCB板厚度均匀不存在气泡。
为了制备更高阶的PCB板，高密度互连PCB板制造方法还包括制备第四芯层、第五芯层.......第N芯层，第四芯层、第五芯层.......第N芯层均可以按照上述方法制备，N为大于3的自然数。
在步骤8后还可以包括叠加第四芯层、第五芯层.......第N芯层，第四芯层、第五芯层.......第N芯层均可以按照步骤2-5方式钻孔、孔金属化，线路层加工。
本发明高密度互连PCB板制造方法具有以下技术效果：
1.本发明高密度互连PCB板制造方法，通过多层芯板间的压合，有效提升PCB基板的互连密度。
2.本发明高密度互连PCB板制造方法，通过将PCB板分为几块芯板，再进行层压，避免在一块板上连续进行十多次加工引起的加工误差，提高加工精度。
3.本发明高密度互连PCB板制造方法，通过多道逆流漂洗的工艺，能有效去除孔内的杂质，提高孔壁铜层的均匀性。同时，该工艺有效地防治电镀废水污染，有利于回收水和化工原料。
4.本发明高密度互连PCB板制造方法，通过逐步层压方式能够使得芯板间粘合剂熔化均匀，保证固化后的高密度互连PCB板厚度均匀不存在气泡。
参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。
附图说明
并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。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，可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示例性地示出了本发明高密度互连PCB板制造方法流程图；
图2示例性地示出了本发明芯板制造流程图；
图3示例性地示出了本发明层压增层流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
下面结合附图，详细说明该高密度互连PCB板制造方法。
实施例1
如图1-3所示，高密度互连PCB板制造方法包括：
步骤1：制备多层的第一芯板、第二芯板、第三芯板。
步骤2：用激光烧蚀的方式在第一芯板表面开设第一盲孔，使得第一盲孔的开口处于第一表面铜层上。
步骤3：对第一盲孔金属化。
步骤4：将第一表面铜层加工成第一线路层，使得第一盲孔与第一线路层及内层线路层电性导通。
步骤5：在第一芯板的一侧叠加第二芯板，进行层压增层，形成第一层压层。
步骤6：重复钻孔、孔金属化，线路层加工步骤，使得在第一层压层表面形成第二盲孔，第一层压层表面形成第二线路层，第二盲孔与第二线路层及内层线路层电性导通。
步骤7：在第一芯板的远离第二芯板一侧，叠加第三芯板，进行层压增层，形成第二层压层。
步骤8：重复钻孔、孔金属化，线路层加工步骤，使得在第二层压层表面形成第三盲孔，第二层压层表面形成第三线路层，第三盲孔与第三线路层及内层线路层电性导通。
步骤9：用激光烧蚀的方式在第二层压层表面打通孔，并对通孔金属化，使得通孔与内外线路层电性导通。
实施例2
在实施例1基础上，第一芯板、第二芯板、第三芯板制备方法可以包括：
采用激光烧蚀的方式，在依次叠合设置有底面铜层、散热层、绝缘层和顶面铜层的覆铜板上开设第一芯板盲孔，对第一芯板盲孔金属化。
在覆铜板上覆盖干膜，通过曝光、显影和蚀刻的方式，形成线路层。
在覆铜板的表面分别压合绝缘层和积层铜层，形成芯板。
在芯板上开设第二芯板盲孔和芯板通孔，并对第二芯板盲孔和芯板通孔金属化。
其中，该散热层由树脂15％、云母粉末35％、三氧化二铝25％、氮化硼5％和碳化硅20％混合物制备而成。
其中，散热层厚度为7.0mil，绝缘层厚度为5.0mil，底面铜层、顶面铜层和积层铜层厚度为6.0μm。
实施例3
在实施例1基础上，第一芯板、第二芯板、第三芯板制备方法可以包括：
采用激光烧蚀的方式，在依次叠合设置有底面铜层、散热层、绝缘层和顶面铜层的覆铜板上开设第一芯板盲孔，对第一芯板盲孔金属化。
在覆铜板上覆盖干膜，通过曝光、显影和蚀刻的方式，形成线路层。
在覆铜板的表面分别压合绝缘层和积层铜层，形成芯板。
在芯板上开设第二芯板盲孔和芯板通孔，并对第二芯板盲孔和芯板通孔金属化。
其中，该散热层由树脂10％、云母粉末35％、三氧化二铝15％、氮化硼15％和碳化硅25％混合物制备而成。
其中，散热层厚度为12.0mil，绝缘层厚度为11.0mil，底面铜层、顶面铜层和积层铜层厚度为15.0μm。
实施例4
在实施例1基础上，第一芯板、第二芯板、第三芯板制备方法可以包括：
采用激光烧蚀的方式，在依次叠合设置有底面铜层、散热层、绝缘层和顶面铜层的覆铜板上开设第一芯板盲孔，对第一芯板盲孔金属化。
在覆铜板上覆盖干膜，通过曝光、显影和蚀刻的方式，形成线路层。
在覆铜板的表面分别压合绝缘层和积层铜层，形成芯板。
在芯板上开设第二芯板盲孔和芯板通孔，并对第二芯板盲孔和芯板通孔金属化。
其中，该散热层由树脂25％、云母粉末25％、三氧化二铝25％、氮化硼10％和碳化硅15％混合物制备而成。
其中，散热层厚度为9.0mil，绝缘层厚度为8.0mil，底面铜层、顶面铜层和积层铜层厚度为10.0μm。
空白对比例
第一芯板、第二芯板、第三芯板制备方法包括：
采用激光烧蚀的方式，在依次叠合设置有底面铜层、绝缘层和顶面铜层的覆铜板上开设第一芯板盲孔，对第一芯板盲孔金属化。
在覆铜板上覆盖干膜，通过曝光、显影和蚀刻的方式，形成线路层。
在覆铜板的表面分别压合绝缘层和积层铜层，形成芯板。
在芯板上开设第二芯板盲孔和芯板通孔，并对第二芯板盲孔和芯板通孔金属化。
通过实施例2-4及空白对比例可知，在多层层压PCB板中，通过增加散热层，能够降低PCB热量10％-15％，提高高密度互连PCB寿命。
实施例5
在实施例1基础上，孔金属化可以包括：
碱性除油、二级或三级逆流漂洗、粗化、二级逆流漂洗、预浸、活化、二级逆流漂洗、解胶、二级逆流漂洗、沉铜、二级逆流漂洗、浸酸。
对高密度互连PCB板施加超声波，用于去除电镀过程产生气泡。
实施例6
在实施例1基础上，孔金属化可以包括：
碱性除油、二级或三级逆流漂洗、粗化、二级逆流漂洗、预浸、活化、二级逆流漂洗、解胶、二级逆流漂洗、沉铜、二级逆流漂洗、浸酸。
在孔金属化过程中对高密度互连PCB板施加超声波。
实施例7
在实施例1基础上，层压增层可以包括：
对叠加前的第一芯板、第二芯板、第三芯板表面进行粗化处理。
在粗化处理后的第一芯板、第二芯板、第三芯板表面涂覆粘合剂。
用热压机在将相互接触的两芯板层压增层。
实施例8
在实施例1基础上，用热压机在将相互接触的两芯板层压增层可以包括：
第一阶段，在真空条件下，100℃，150PSI条件压合15分钟；
第二阶段，在真空条件下，150℃，250PSI条件压合30分钟；
第三阶段，在真空条件下，100℃，100PSI条件压合10分钟。
实施例9
在实施例1基础上，用热压机在将相互接触的两芯板层压增层可以包括：
第一阶段，在真空条件下，150℃，150PSI条件压合15分钟；
第二阶段，在真空条件下，250℃，250PSI条件压合30分钟；
第三阶段，在真空条件下，150℃，100PSI条件压合10分钟。
通过实施例8-9可知芯板间粘合剂熔化均匀，气泡去除率高达95％以上。
实施例10
高密度互连PCB板制造方法还可以包括制备第四芯层、第五四芯层，制备方法按照实施例1所示。
本发明高密度互连PCB板制造方法通过多层芯板间的压合，可在任意位置布置导通孔，且钻出的孔径很小，不会占用较大的布线空间，极大提高了pcb板的互连密度，且通过将PCB板分为几块芯板，再进行层压，可以减小在同一块基板上多次加工引起累计误差，提高加工精度；PCB板电性连接孔厚度均匀，导电性好，相邻两芯板间粘合剂熔化均匀，不存在气泡。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种高密度互连PCB板制造方法，其特征在于，所述高密度互连PCB板制造方法包括步骤如下：
步骤1：制备多层的第一芯板、第二芯板、第三芯板；
步骤2：用激光烧蚀的方式在所述第一芯板表面开设第一盲孔，使得所述第一盲孔的开口处于表面铜层上；
步骤3：对所述第一盲孔金属化；
步骤4：将所述表面铜层加工成第一线路层，使得所述第一盲孔与所述第一线路层及内层线路层电性导通；
步骤5：在所述第一芯板的一侧叠加所述第二芯板，进行层压增层，形成第一层压层；
步骤6：重复钻孔、孔金属化，线路层加工步骤，使得在所述第一层压层表面形成第二盲孔，所述第一层压层表面形成第二线路层，使得所述第二盲孔与所述第二线路层及内层线路层电性导通；
步骤7：在所述第一芯板的远离所述第二芯板一侧，叠加所述第三芯板，进行层压增层，形成第二层压层；
步骤8：重复钻孔、孔金属化，线路层加工步骤，使得在所述第二层压层表面形成第三盲孔，所述第二层压层表面形成第三线路层，使得所述第三盲孔与所述第三线路层及内层线路层电性导通；
步骤9：用机械钻孔方式在所述第二层压层表面打通孔，并对所述通孔金属化，使得所述通孔与内外线路层电性导通。
2.根据权利要求1所述高密度互连PCB板制造方法，其特征在于，
所述第一芯板、所述第二芯板、所述第三芯板制备方法包括：
采用激光烧蚀的方式，在依次叠合设置的底面铜层、散热层、绝缘层和顶面铜层的覆铜板上开设第一芯板盲孔，对所述第一芯板盲孔金属化；
在所述覆铜板表面覆盖干膜，通过曝光、显影和蚀刻的方式，形成内部线路层；
在所述覆铜板的表面压合绝缘层和积层铜层，形成芯板；
在所述芯板上开设第二芯板盲孔和芯板通孔，并对所述第二芯板盲孔和所述芯板通孔金属化；
在所述积层铜层表面覆盖干膜，通过曝光、显影和蚀刻的方式，形成表面线路层。
3.根据权利要求2所述高密度互连PCB板制造方法，其特征在于，
所述散热层由树脂15～25％、云母粉末25～35％、三氧化二铝15～25％、氮化硼5～15％和碳化硅15～25％混合物制备而成。
4.根据权利要求3所述高密度互连PCB板制造方法，其特征在于，
所述散热层厚度为7.0mil～12.0mil，所述绝缘层厚度为5.0mil～11.0mil。
5.根据权利要求2所述高密度互连PCB板制造方法，其特征在于，
所述底面铜层、所述顶面铜层和所述积层铜层厚度为6.0μm-15.0μm。
6.根据权利要求1或2所述高密度互连PCB板制造方法，其特征在于，孔金属化包括：
碱性除油、二级或三级逆流漂洗、粗化、二级逆流漂洗、预浸、活化、二级逆流漂洗、解胶、二级逆流漂洗、沉铜、二级逆流漂洗、浸酸。
7.根据权利要求6所述高密度互连PCB板制造方法，其特征在于，所述孔金属化过程中还包括：
对高密度互连PCB板施加超声波，用于去除电镀过程产生气泡。
8.根据权利要求1所述高密度互连PCB板制造方法，其特征在于，层压增层包括步骤如下：
对叠加前的所述第一芯板、所述第二芯板、所述第三芯板的表面进行粗化处理；
在所述粗化处理后的所述第一芯板、所述第二芯板、所述第三芯板表面涂覆粘合剂；
用热压机将相互接触的两芯板层压增层。
9.根据权利要求8所述高密度互连PCB板制造方法，其特征在于，所述用热压机将相互接触的两芯板层压增层包括：
第一阶段，在真空条件下，100℃-150℃，150PSI条件压合15分钟；
第二阶段，在真空条件下，150℃-250℃，250PSI条件压合30分钟；
第三阶段，在真空条件下，100℃-150℃，100PSI条件压合10分钟；
第四阶段，在真空条件下，常温，100PSI条件压合10分钟。
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