CN112105160B

CN112105160B - 一种混压pcb的除胶方法

Info

Publication number: CN112105160B
Application number: CN202011056673.0A
Authority: CN
Inventors: 彭伟; 刘梦茹; 唐海波; 李恢海; 纪成光
Original assignee: Shengyi Electronics Co Ltd
Current assignee: Shengyi Electronics Co Ltd
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2021-10-01
Anticipated expiration: 2040-09-30
Also published as: CN112105160A

Abstract

本发明提供一种混压PCB的除胶方法，包括以下步骤：S1：对不同类型材料进行混压合成PCB；S2：对压合后的PCB钻通孔；S3：采用水溶性树脂对通孔进行塞孔；S4：根据PCB混压的具体叠构对填塞的通孔进行控深钻并进行选择性除胶，其中，通过控深钻除去所钻孔段内的水溶性树脂，然后在除去水溶性树脂的孔段内置入除胶剂或通过等离子除胶，除去所述除去水溶性树脂的孔段内孔壁上预设厚度的胶渣，对应地在该段孔壁上剩留残胶，再根据剩留的残胶厚度，与通孔内其他段孔壁上的胶渣一起选用相同的除胶参数同时去除。本发明的混压PCB的除胶方法能够有效改善混压PCB的除胶效果，提高PCB的生产质量。

Description

一种混压PCB的除胶方法

技术领域

本发明涉及电路板生产技术领域，尤其涉及一种混压PCB的除胶方法。

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，基于产品需求和成本考虑，PCB较多地有采用到混压板，如低级别的环氧树脂虽然电性能相对高级别的PPO/PPE差，但是在混压板性能满足要求前提下，其成本也能低很多，目前，混压板中，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。PCB在钻孔后，孔壁会形成有胶渣，一般需要经过后续除胶的化学物质将孔壁的胶渣去除，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钻孔后孔壁除胶如何去除，使得孔壁壁厚均匀，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，在钻孔后对孔壁胶渣进行等离子和化学除胶的过程中，除胶剂同一的除胶参数(如除胶剂浓度、除胶时间等)往往不能很好地同时匹配两种材料的去钻污效果。当选用易除胶材料的除胶参数(比如除胶时间3min)时，容易造成难除胶材料孔壁的除胶不尽(难除胶材料需要6min才能除尽)，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。因为不同级别材料树脂体系不一样，不同材料除胶难易程度不一样。目前主流的树脂体系有：环氧和改性环氧、PPO/PPE、碳氢、PTFE、PI等，不同体系树脂极性不同、亲水性不同，导致用于除胶的除胶剂如高锰酸钾在进行化学除胶时对树脂表面的攻击强弱有差异；如PI为一种耐碱性非常差的组分，当材料中含有PI时，往往化学除胶也相对容易，而环氧树脂化学除胶相对较难。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(如在举例参数的3min-6min之间选择一个较优的时间4min，或者优化浓度等)，然而，由于材料混压特性的原因，导致除胶参数优化中可选用的范围往往很小，甚至是没有，并且也达不到充分除胶的要求。

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，从而达到对混合PCB钻孔后孔壁的胶渣充分清除，改善除胶效果的混压PCB的除胶方法。

本发明采用的技术方案为：一种混压PCB的除胶方法，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；

S2：对压合后的PCB进行钻通孔；

S3：采用水溶性树脂进行塞孔；

S4：根据PCB混压的具体叠构对塞孔进行控深钻并进行选择性除胶，其中，通过控深钻除去所钻孔段内的水溶性树脂，然后在除去水溶性树脂的孔段内置入除胶剂或通过等离子除胶，除去所述除去水溶性树脂的孔段内孔壁上预设厚度的胶渣，对应地在该段孔壁上剩留残胶，再根据剩留的残胶厚度，与通孔内其他段孔壁上的胶渣一起选用相同的除胶参数同时去除。

对于叠构为第一材料+第二材料的PCB，

a.先采用控深钻对第一材料对应的塞孔孔段进行钻孔；其中，钻孔深度控制到钻完第一材料对应的孔段内的水溶性树脂而保留第二材料对应的孔段内的水溶性树脂；

b.然后，采用除胶剂选择第一除胶参数对第一材料对应的孔段进行除胶，至第一材料对应的孔段内孔壁上的胶渣除尽；

c.然后，对除胶后的第一材料对应的孔段内采用水溶性树脂塞孔，再对第二材料对应的塞孔孔段进行控深钻，其中，钻孔深度控制到钻完第二材料对应的孔段内的水溶性树脂而保留第一材料对应的孔段内的水溶性树脂；控深钻后第二材料对应的孔段采用除胶剂选择第二除胶参数进行除胶，至第二材料对应的孔段内孔壁上的胶渣除尽；

d.最后，将第一材料对应的孔段内的水溶性树脂进行水解清洗。

对于叠构为第一材料+第二材料+第一材料的PCB或者第一材料+第二材料，且第一材料的除胶难度相对第二材料的除胶难度大，

a.先采用控深钻对上和/或下第一材料对应的塞孔孔段进行钻孔；其中，钻孔深度控制到钻完第一材料对应的孔段内的水溶性树脂而保留第二材料对应的孔段内的水溶性树脂；

b.然后，采用除胶剂选择第一除胶参数对第一材料对应的塞孔孔段进行除胶，除掉一定量的胶渣；

c.然后，将第二材料对应的孔段内的水溶性树脂进行水解清洗；

d.最后，采用除胶剂选择第二除胶参数对通孔孔壁进行除胶；使得在相同的第二除胶参数下，第一材料对应的孔段残胶除尽，同时第二材料对应的孔段的胶渣除尽；

其中，b步骤中，第一材料对应的塞孔孔段除胶后孔壁上残胶除尽所需要的除胶剂及除胶参数与第二材料对应孔段上胶渣除尽所需要的除胶剂及除胶参数相当。

进一步地，步骤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、或高速材料与功能材料混压。

高速材料包括：环氧体系树脂、改性环氧树脂、PPO/PPE树脂。

高频材料包括：碳氢树脂、PTFE材料。

功能材料包括：高填料材料。

水溶性树脂包括：聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚环氧乙烷、聚乙烯醇的盐类等。

步骤b与d中采用的除胶剂相同。

除胶剂采用高锰酸钾溶液。

进一步地，对于叠构为第一材料+第二材料+第一材料或者第一材料+第二材料的PCB时，在步骤b中，包括采用等离子清洗除去预设厚度的胶渣后，再采用除胶剂选择第一除胶参数对第一材料对应的塞孔孔段进行除胶。

相较于现有技术，本发明的混压PCB的除胶方法通过针对混压结构的PCB通过采用水溶性树脂塞孔，配合控深钻来达到对不同材料选择性除胶的目的，如钻孔深度控制到钻完第一材料对应的孔段内的水溶性塞孔树脂而保留第二材料对应的孔段内的水溶性塞孔树脂；选用第一除胶参数对第一材料对应的孔段进行除胶，并保留一定残胶；除胶后再将第二材料对应的孔段内的水溶性树脂进行水解清洗，再选择第二除胶参数对通孔孔壁进行除胶，使得第一材料孔壁上的残胶与第二材料孔壁上的胶渣同时除尽，从而达到不同类型材料的选择性除胶目的，有效避免出现难除胶材料孔壁的除胶不尽，易除胶材料的除胶过度的情况，有效提高PCB的质量。

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的除胶方法的步骤流程图；

图2：本发明第一实施例混压PCB的除胶方法的流程示意图(未示出胶渣)；

其中，图2中I为不同材料混压及钻孔后的示意图；II为水溶性树脂对通孔塞孔后的示意图；III为对第一材料对应的孔段进行进行控深钻孔示意图；IV为控深钻后示意图；V为对第一材料对应的孔段进行除胶后示意图；VI为水溶性树脂进行水解清洗的示意图；VII为选用第二材料除胶参数对孔壁进行除胶示意图；VIII为除胶完成后示意图。

图3：本发明第一实施例混压PCB的通孔的胶渣在第一材料对应的孔段内除去预设厚度的过程示意图；(示出胶渣)

图4：本发明第二实施例混压PCB的除胶方法的流程示意图；

其中，图4中I为不同材料混压及钻孔后示意图，II为水溶性树脂对通孔塞孔后的示意图；III为对第一材料对应的孔段进行控深钻示意图；IV为除胶剂第一除胶参数对第一材料对应的孔壁进行除胶；V为水溶性树脂对第一材料除胶后的孔段进行塞孔；VI为对第二材料对应的孔段进行控深钻示意图；VII为除胶剂第二除胶参数对第二材料对应的孔壁进行除胶；VIII为第二材料对应的孔壁除胶完后对通孔进行水解清洗后示意图。

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所示，本发明的混压PCB的除胶方法，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+第一材料11或者第一材料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对应的孔壁上渗出有胶渣，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的厚度不同，在孔壁上形成的胶渣在同一除胶方式下除去的难易程度不同，除胶渣所用的时间也不同。

S3：采用水溶性树脂15对通孔14进行塞孔，将通孔塞满。水溶性树脂15溶于水，而不溶于除胶剂，水溶性树脂15一般采用聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚环氧乙烷、聚乙烯醇的盐类等。

S4：根据PCB混压的具体叠构进行对填塞后的通孔进行控深钻并进行选择性除胶，通过除去所钻孔段内的水溶性树脂，然后在该孔段内置入除胶剂或等离子除胶，除去该孔段内孔壁上预设厚度的胶渣，对应地在该段孔壁上剩留残胶，再根据剩留的残胶厚度，与通孔内其他段孔壁上的胶渣一起选用相同的除胶参数同时去除。第一实施例中，混压叠构为第一材料+第二材料+第一材料时，且第一材料11的除胶难度相对第二材料12的除胶难度大，S4中采用工艺步骤如下：

a.先采用控深钻对上、下第一材料11对应的塞孔孔段进行钻孔；其中，钻孔深度控制到钻完第一材料11对应的孔段内的水溶性树脂15而保留第二材料12对应的孔段内的水溶性树脂15；即，去除第一材料11对应的孔段内的水溶性树脂15，钻孔的孔径略小于通孔孔径，钻孔孔径大致与通孔14上第一材料11对应孔壁上形成的胶渣后的孔径相当。

b.然后，采用除胶剂选择第一除胶参数对第一材料11对应的塞孔孔段进行除胶，除掉部分的胶渣；

具体为，由于第一材料11对应的塞孔孔段内的水溶性树脂15已经通过钻孔去除，因此此时可置入除胶剂至第一材料11对应的孔段内，除胶剂与该孔段内孔壁上的胶渣反应，通过控制除胶剂的除胶参数，将除去孔壁上预设厚度的胶渣，对应地在该段孔壁上剩留残胶。除胶参数包括除胶剂的用量，浓度，反应时间等，此步骤无需将第一材料11对应孔段孔壁上的胶渣完全除尽，剩留的残胶在除第二材料对应孔段内的胶渣时同时反应，否则，如果完全除尽，在除第二材料对应孔段内的胶渣时，除胶剂会进一步对第一材料11对应孔段的孔壁反应，造成第一材料11对应孔段的孔壁除胶过度，影响孔壁厚度。因此，此步骤中，第一材料对应的塞孔孔段除胶后孔壁上剩留的残胶，其除尽所需要的除胶剂及除胶参数与第二材料对应孔段上胶渣除尽所需要的除胶剂及除胶参数相当。

通常，除胶剂采用高锰酸钾溶液，如，此步骤中除胶参数可设置为浓度为60％，用量5ml，除胶时间为3min,可视为第一除胶参数。

进一步地，此第一材料11对应的除胶方式也可采用等离子除胶，或者先通过等离子除胶，然后再结合除胶剂除胶，或者仅通过除胶剂除胶。其中，若采用等离子除胶，其除胶原理如下：

1)N₂气做物理攻击，攻击数值表面增加粗糙度；O₂主要与树脂反应，CO₂等；CF₄为催化剂；2)第一阶段主要为预热段，达到反应所需温度，O₂,N₂的目的主要是更换气体，让等离子机器内气体从空气换成所需的N₂和O₂，3)第二阶段为反应段，增加CF₄做催化剂，真正的除胶段，不同参数之间的差异就在于这一段的时间不同，不同参数之间有10min,15min，20min,30min，说的就是CF₄段的时间，4)第三段为清洁段，是第二段反应过程中会产生一些对环境和人体有害的废气，此段O₂的作用就是置换气体，让废气按专门管道排走，所以，在混压的过程中可以先选择一个CF₄作用时间短的等离子参数(比如10min)预先对难除胶的第一材料进行除胶。

c.然后，将第二材料12对应的孔段内的水溶性树脂进行水解清洗；如此，通孔14内为中空的通孔，第一材料11对应孔段上留有经过除胶后的残胶，第二材料12对应孔段上的胶渣露出，可便于除胶剂进入通孔14内除胶(结合参阅图3)。

此步骤中，除胶剂还可采用高锰酸钾溶液，如，此步骤中除胶参数可设置为浓度为50％，用量10ml，除胶时间为5min,可视为第二除胶参数。

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胶渣已经去除掉一部分，预留的一部分仅为小部分，因此可以在整个通孔14置入相同的除胶剂，可同第二材料对应的孔段上的胶渣一起同时去除，只需要通过除胶剂合适的第一除胶参数的设置，预先除去一部分胶渣，然后在整个通孔内注入除胶剂，即可实现第一材料对应的孔壁与第二材料对应的孔壁上均充分除尽胶渣的目的。

请参阅图4，本发明第二实施例，S1：对不同类型材料进行混压合成PCB；混压PCB叠构为第一材料21+第二材料22，即第一材料21与第二材料22相层叠，第一材料21、第二材料22外表面、以及第一材料21与第二材料22之间的夹层23为铜层。

S2：对压合后的PCB进行钻通孔24。钻通孔24后，第一材料21与第二材料22对应的孔壁上分别留有胶渣。

S3：采用水溶性树脂25进行塞孔，将通孔24塞满。

S4：根据PCB混压的具体叠构选择对应的控深钻与除胶工艺；本第二实施例中，混压叠构为第一材料21与第二材料22层叠，S4中采用工艺步骤如下：

a.先采用控深钻对第一材料21对应的塞孔孔段进行钻孔；其中，钻孔深度控制到钻完第一材料21对应的孔段内的水溶性树脂25而保留第二材料22对应的孔段内的水溶性树脂25；即，去除第一材料21对应的孔段内的水溶性树脂25，钻孔的孔径略小于通孔24孔径，钻孔孔径大致与通孔24上第一材料21对应孔壁上形成的胶渣后的孔径相当。此时，第一材料21对应的孔段充分中空，可置入除胶剂。

b.然后，采用除胶剂选择第一除胶参数对第一材料21对应的孔段进行除胶，至第一材料21对应的孔段内孔壁上的胶渣充分除尽；如：除胶剂采用高锰酸钾溶液，如，除胶参数可设置为浓度为60％，用量5ml，除胶时间为10min,可视为第一除胶参数。

c.然后，对除胶后的第一材料21对应的孔段内采用水溶性树脂25塞孔，再对第二材料22对应的塞孔孔段进行控深钻，其中，钻孔深度控制到钻完第二材料22对应的孔段内的水溶性树脂25而保留第一材料21对应的孔段内的水溶性树脂25；如此，除胶后的第一材料21对应的孔段内为水溶性树脂25填充，而第二材料22对应的孔段中空，可置入除胶剂。

d.对控深钻后第二材料22对应的孔段采用除胶剂选择第二除胶参数进行除胶，至第二材料22对应的孔段内孔壁上的胶渣完全除尽；如：除胶剂采用高锰酸钾溶液，如，除胶参数可设置为浓度为50％，用量10ml，除胶时间为20min,可视为第二除胶参数。

e.最后，将第一材料21对应的孔段内的水溶性树脂25进行水解清洗，则获得第一材料21对应的通孔孔段上以及第二材料22对应的通孔孔段上的胶渣充分除去的PCB。

综上，本发明的混压PCB的除胶方法通过针对混压结构不同的PCB，通过对混压结构的PCB通过采用水溶性树脂塞孔，配合控深钻来达到对不同材料选择性除胶的目的，如对于A+B+A层结构(或者A+B层结构)(A的除胶难度较B大)的PCB，钻孔深度控制到钻完第一材料对应的孔段内的水溶性塞孔树脂而保留第二材料对应的孔段内的水溶性塞孔树脂；选用第一除胶参数对第一材料对应的孔段进行除胶，并使得第一材料对应的孔段保留一定残胶；除胶后再将第二材料对应的孔段内的水溶性树脂进行水解清洗，再选用第二除胶参数对通孔孔壁进行除胶，使得第一材料孔壁上的残胶与第二材料孔壁上的胶渣同时除尽。对于A+B层结构的PCB，先钻第一材料对应的孔段，然后注入除胶剂将第一孔段的胶渣充分除尽，然后再用水溶性树脂填充第一材料对应的孔段，然后钻第二材料对应的孔段，然后注入除胶剂将第二孔段的胶渣充分除尽，最后清洗第一材料对应的孔段内的水溶性树脂，如此，通过采用填水溶性树脂，配合控深钻，再选择性孔段除胶的除胶工艺，从而达到不同类型材料的选择性除胶目的，有效避免出现难除胶材料孔壁的除胶不尽，易除胶材料的除胶过度的情况，使得除胶的效果更好的同时改善PCB除胶后的孔的质量。

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

1.一种混压PCB的除胶方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对不同类型材料进行混压合成PCB；

S2：对压合后的PCB钻通孔；

S3：采用水溶性树脂对通孔进行塞孔；

S4：根据PCB混压的具体叠构对填塞的通孔进行控深钻并进行选择性除胶，其中，通过控深钻除去所钻孔段内的水溶性树脂，然后在除去水溶性树脂的孔段内置入除胶剂或通过等离子除胶，除去所述除去水溶性树脂的孔段内孔壁上预设厚度的胶渣，对应地在该段孔壁上剩留残胶，再根据剩留的残胶厚度，与通孔内其他段孔壁上的胶渣一起选用相同的除胶参数同时去除。

2.如权利要求1所述的混压PCB的除胶方法，其特征在于：S1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，压合的叠构为第一材料+第二材料+第一材料或者第一材料+第二材料，且第一材料的除胶难度相对第二材料的除胶难度大。

3.如权利要求2所述的混压PCB的除胶方法，其特征在于：S4中，包括如下步骤：

其中，步骤b中，第一材料对应的塞孔孔段除胶后孔壁上剩余的残胶，确保除尽所需要的除胶剂及除胶参数与第二材料对应孔段上胶渣除尽所需要的除胶剂及除胶参数相当，除胶参数包括除胶剂浓度，除胶时间。

4.如权利要求3所述的混压PCB的除胶方法，其特征在于：步骤b中，除胶方式替换为等离子除胶，或者先等离子除胶再采用除胶剂化学除胶。

5.如权利要求3所述的混压PCB的除胶方法，其特征在于：步骤b中与步骤d中采用的除胶剂相同。

6.如权利要求1-5任一项所述的混压PCB的除胶方法，其特征在于：所述除胶剂采用高锰酸钾溶液。

7.如权利要求1所述的混压PCB的除胶方法，其特征在于：S1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，压合的叠构为第一材料与第二材料的叠层架构。

8.如权利要求7所述的混压PCB的除胶方法，其特征在于：S4中，控深钻的孔壁上在除去预设厚度时将孔壁上的胶渣完全去除，未剩留的残胶厚度，具体包括如下步骤：

b.然后，采用除胶剂选择第一除胶参数对第一材料对应的孔段进行除胶，至第一材料对应的孔段内孔壁上的胶渣充分除尽；

c.然后，对除胶后的第一材料对应的孔段内采用水溶性树脂塞孔，再对第二材料对应的塞孔孔段进行控深钻，其中，钻孔深度控制到钻完第二材料对应的孔段内的水溶性树脂而保留第一材料对应的孔段内的水溶性树脂；

d.对控深钻后第二材料对应的孔段采用除胶剂选择第二除胶参数进行除胶，至第二材料对应的孔段内孔壁上的胶渣完全除尽；

e.最后，将第一材料对应的孔段内的水溶性树脂进行水解清洗，则获得第一材料对应的通孔孔段上以及第二材料对应的通孔孔段上的胶渣充分除去的PCB。

9.如权利要求1所述的混压PCB的除胶方法，其特征在于：步骤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。

10.如权利要求9所述的混压PCB的除胶方法，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。