CN112087872B - 一种混压pcb的除胶工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种混压PCB的除胶工艺，包括以下步骤：S1：对不同类型的材料进行混压制作成PCB，其中，不同类型的材料包括除胶难度不同的第一材料和第二材料，第一材料的除胶难度相对第二材料的除胶难度大；S2：对压合后的PCB进行钻通孔，通孔内对应于第一材料、第二材料的孔段的孔壁上分别形成有胶渣；S3：使用感光树脂对所述通孔进行塞孔，将通孔塞满；S4：塞孔后进行曝光；S5：曝光后显影，第一材料上附着感光树脂小于第二材料上附着的感光树脂；S6：选择除胶方式，将第一材料对应孔段上的胶渣及树脂与第二材料对应孔段上的胶渣及树脂同时去除。本发明混压PCB的除胶工艺能够对不同类型材料进行选择性除胶，实现一次性使用一个时间程序完成混压PCB的除胶。

Description

一种混压PCB的除胶工艺
技术领域
本发明涉及电路板制作技术领域，尤其涉及一种混压PCB的除胶工艺。
背景技术
随着5G通讯技术的高速发展，终端客户对材料的需求越来越大，而对材料的功能需求也越来越丰富。当前，高速材料与FR4材料混压、高速材料与高频材料混压以及高速材料与功能材料混压的结构广泛应用在PCB制造中。由于不同类型的材料除胶难易程度有显著差异，板材混压结构的PCB钻孔后孔壁除胶量的控制一直是工艺研究想要突破的难点。具体表现在，当两种除胶量有高低水平明显差异的材料混压成PCB后，在钻孔后对孔壁形成有胶渣，具体为PCB在钻孔时会产生瞬时高温，而基材(常见是FR-4)或用于连接铜层间的树脂材料为不良导体，在钻孔时热量会高度积累，孔壁表面温度超过树脂玻璃化温度后会融化,结果造成树脂沿孔壁表面流动，如此形成一层薄的胶渣，胶渣并非是机械钻孔加工钻成的毛边，毛刺，胶渣是以碳氢化物为主，如果不除去该胶渣，将会使多层板内层信号线联接不通，或者联接不可靠，因此需进行除胶，一般采用等离子和化学除胶，除胶的过程中，除胶参数(同一除胶剂，同一除胶浓度、除胶时间等参数)往往不能很好地同时匹配两种材料的除去胶渣效果。当选用易除胶材料的除胶参数时，容易造成难除胶材料孔壁的除胶不尽，当选用难除胶材料的除胶参数，容易造成易除胶材料的除胶过度。
针对材料混压PCB孔壁胶渣去除的研究，业界内主要集中在除胶参数的优化上，然而，由于材料混压特性的原因，导致除胶参数的选用范围往往很小，甚至是没有。
发明内容
本发明提供一种能够对不同类型材料进行选择性除胶，实现一次性使用一个时间程序完成混压PCB的除胶，改善除胶效果的混压PCB的除胶工艺。
本发明采用的技术方案为：一种混压PCB的除胶工艺，包括以下步骤：
S1：对不同类型的材料进行混压制作成PCB，其中，不同类型的材料包括除胶难度不同的第一材料和第二材料，第一材料的除胶难度相对第二材料的除胶难度大；
S2：对压合后的PCB进行钻通孔，通孔内对应于第一材料、第二材料的孔段的孔壁上分别形成有胶渣；
S3：使用感光树脂对所述通孔进行塞孔，将通孔塞满；
S4：塞孔后进行曝光，其中，设置第一材料对应孔段内的曝光补偿值小于第二材料对应孔段的曝光补偿值；
S5：曝光后显影，第一材料对应的孔段附着的树脂厚度小于第二材料对应的孔段附着的树脂厚度，使得第一材料对应孔段的胶渣所需要的除胶时间+第一材料对应孔段所附树脂的咬噬时间＝第二材料对应孔段的胶渣所需要的除胶时间+第二材料对应孔段所附树脂的咬噬时间；
S6：选择除胶方式，将第一材料对应孔段上的胶渣及树脂与第二材料对应孔段上的胶渣及树脂同时去除。
进一步地，S5中，对第一材料或第二材料对应的孔段内的孔壁上附着树脂的厚度关系，通过在实施S1前，所采用的除胶方式通过对单位面积单位厚度的第一材料、第二材料以及树脂的除胶量测试的结果获得。
进一步地，S5或S6中，除胶方式包括通过等离子方式除胶或采用除胶剂除胶，或等离子方式除胶与除胶剂相结合。
进一步地，采用除胶剂除胶时，除胶剂采用高锰酸钾体系除胶液。
进一步地，S1中，不同类型的材料混压包括高速材料与FR4材料混压、高速材料与高频材料混压。
进一步地，所述高速材料包括：环氧体系树脂、改性环氧树脂、PPO/PPE树脂；所述高频材料包括：碳氢树脂、PTFE材料。
相较于现有技术，本发明的混压PCB的除胶工艺设置难除胶材料的曝光补偿值小于易除胶材料的曝光补偿值，显影后实现难除胶材料对应孔段所需要的除胶时间+难除胶材料对应孔段树脂的咬噬时间＝易除胶材料对应孔段所需要的除胶时间+易除胶材料对应孔段树脂的咬噬时间，从而达到对混压PCB进行选择性除胶的目的，实现一次性使用一个时间程序完成混压PCB的除胶，改善除胶效果。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但不应构成对本发明的限制。在附图中，
图1：本发明混压PCB的除胶工艺的步骤流程图；
图2：本发明混压PCB的除胶工艺的流程示意图；
图3：本发明混压PCB除胶工艺中PCB的通孔的胶渣示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1和图2所示，本发明的混压PCB的除胶工艺，包括以下步骤：
S1：对不同类型材料进行混压合成PCB；不同类型的材料包括除胶难度不同的第一材料和第二材料，除胶难度不同是指不同材料针对采用相同除胶剂而言；如：高速材料与FR4材料混压、高速材料与高频材料混压以及高速材料与功能材料混压等。请参阅图2，本第一实施例中，混压PCB叠构为第一材料11+第二材料12，且第一材料11的除胶难度相对第二材料12的除胶难度大。第一材料11或第二材料12构成的层作为半固化片或基板，作为半固化片时起连接作用或作为基板时在表面覆铜制作子芯板，本实施例中，第一材料11、第二材料12外表面、以及第一材料11与第二材料12之间的夹层13为铜层。
S2：对压合后的PCB进行钻通孔14。钻通孔14后，第一材料11与第二材料12对应的孔壁上形成有胶渣16(如图3所示)，由于第一材料11与第二材料12的材质不同，在孔壁上形成的胶渣16在同一除胶方式下除去的难易程度不同。
S3：使用感光树脂15对所述通孔14进行塞孔，将通孔14塞满。
S4：对塞孔后的感光树脂15进行曝光，其中第一材料11对应孔段对感光树脂15的曝光补偿值小于第二材料12对应孔段对感光树脂15的曝光补偿值；
S5：曝光后显影，因第一材料11、第二材料12对应的孔段内对感光树脂的曝光补偿值不一致，最终显影后将实现第一材料11上附着树脂小于第二材料12上附着的树脂，并确保第一材料11对应孔段的胶渣所需要的除胶时间+第一材料11对应孔段所附树脂的咬噬时间＝第二材料12对应孔段的胶渣所需要的除胶时间+第二材料12对应孔段所附树脂的咬噬时间；
S6：选择除胶方式，将第一材料对应孔段上的胶渣及树脂与第二材料对应孔段上的胶渣及树脂同时去除。
除胶方式包括通过等离子方式除胶或采用除胶剂除胶，或等离子方式除胶或除胶剂相结合。等离子法除胶的原理是将PCB置于真空度为200mbar、2000W高频电能环境中，通过产生的等离子体清除胶渣的方法，多用于高纵横比的通孔和盲孔除胶渣，也用于聚四氟基材板，是通过胶渣中的碳氢化物与电浆中的离子或自由基反应成挥发性的碳氢氧化合物，通过抽真空系统带除。化学除胶采用高锰酸钾体系除胶液。其除胶原理是：在高温感性条件下，利用KMnO4的强氧化性将孔壁表面树脂碳链氧化分解，将已膨松软化的树脂及胶渣去除，使孔壁裸露并形成蜂巢状粗糙结构，提高孔壁与化学铜之间的结合力。
对于第一材料11或第二材料12对应的孔段内的孔壁上附着树脂的厚度关系确保，通过在实施S1前所采用的除胶方式对单位面积单位厚度的第一材料11、第二材料12、以及填塞的树脂的除胶量测试结果获得。如采用等离子除胶方式时，等离子对单位面积单位厚度的第一材料11、第二材料12、以及填塞的树脂的除胶量分别进行测试，采用除胶剂时，所采用的除胶剂对单位面积单位厚度的第一材料11、第二材料12、以及填塞的树脂的除胶量分别进行测试。如除胶剂采用高锰酸钾溶液，除胶参数包括浓度为，用量，除胶时间等。
因不同材料孔壁上附着的感光树脂厚度不一样，虽然第一材料11除胶难度大，但由于第一材料11对应的孔段的孔壁上的树脂厚度较第二材料12对应的孔段的孔壁上的树脂厚度薄，除第一材料11对应孔段孔壁上的树脂所花时间相对较少，在除胶渣的所花时间相对较多，因此可以实现在整个通孔14置入相同的除胶剂时，可将第一材料与第二材料对应的孔段上的胶渣可一起同时去除，实现同时充分除尽胶渣的目的。
综上，本发明的重难点在于控制感光树脂不同材料区域的补偿大小和后续的除胶时间。通过①每款材料在制作之前均会对材料除胶量方面进行基础性研究，得到不同材料除胶的难易程度指标；②感光树脂不同补偿曝光显影的目的是在不同材料孔壁上附着一层不同厚度的保护感光树脂，难除胶材料附着的感光树脂相对易除胶材料薄，为了能够一次性使用一个时间程序完成混压材料第一材料\第二材料孔段的除胶，本方案提出在第一材料对应孔段与第二材料对应孔段的孔壁附着不同厚度的树脂，即便胶渣的除胶时间不同，那么通过树脂厚度的差异性控制，达到第一材料对应孔段胶渣所需要的除胶时间+第一材料段对应孔段树脂的咬噬时间＝第二材料对应孔段胶渣所需要的除胶时间+第二材料对应孔段树脂的咬噬时间，可实现第一材料对应孔段与第二材料对应孔段的胶渣同时除去。实现一次性使用一个时间程序完成混压PCB的除胶，改善除胶效果。
只要不违背本发明创造的思想，对本发明的各种不同实施例进行任意组合，均应当视为本发明公开的内容；在本发明的技术构思范围内，对技术方案进行多种简单的变型及不同实施例进行的不违背本发明创造的思想的任意组合，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种混压PCB的除胶工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对不同类型的材料进行混压制作成PCB，其中，不同类型的材料包括除胶难度不同的第一材料和第二材料，第一材料的除胶难度相对第二材料的除胶难度大；
S2：对压合后的PCB进行钻通孔，通孔内对应于第一材料、第二材料的孔段的孔壁上分别形成有胶渣；
S3：使用感光树脂对所述通孔进行塞孔，将通孔塞满；
S4：塞孔后进行曝光，其中，设置第一材料对应孔段内的曝光补偿值小于第二材料对应孔段的曝光补偿值；
S5：曝光后显影，第一材料对应的孔段附着的树脂厚度小于第二材料对应的孔段附着的树脂厚度，使得第一材料对应孔段的胶渣所需要的除胶时间+第一材料对应孔段所附树脂的咬噬时间＝第二材料对应孔段的胶渣所需要的除胶时间+第二材料对应孔段所附树脂的咬噬时间；
S6：选择除胶方式，将第一材料对应孔段上的胶渣及树脂与第二材料对应孔段上的胶渣及树脂同时去除。
2.如权利要求1所述的混压PCB的除胶工艺，其特征在于：S5中，在除胶工艺前期，对单位面积单位厚度的第一材料、第二材料以及树脂的除胶量进行测试，通过除胶量测试的结果获得所采用的除胶方式，从而控制对第一材料或第二材料对应的孔段内的内壁上附着树脂的厚度。
3.如权利要求1所述的混压PCB的除胶工艺，其特征在于：S5或S6中，除胶方式包括通过等离子方式除胶或采用除胶剂除胶，或等离子方式除胶与除胶剂相结合。
4.如权利要求3所述的混压PCB的除胶工艺，其特征在于：采用除胶剂除胶时，除胶剂采用高锰酸钾体系除胶液。
5.如权利要求1所述的混压PCB的除胶工艺，其特征在于：S1中，不同类型的材料混压包括高速材料与FR4材料混压、高速材料与高频材料混压。
6.如权利要求5所述的混压PCB的除胶工艺，其特征在于：所述高速材料包括：环氧体系树脂、改性环氧树脂、PPO/PPE树脂；所述高频材料包括：碳氢树脂、PTFE材料。
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