CN112867292A - 一种高阶hdi印制电路板的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高阶HDI印制电路板的制作方法，包括以下步骤：内层芯板→第一次压合→第二次压合→第三次压合→第四次压合。通过本发明方法，克服了多阶叠孔对位的精准度不足问题；克服了精密线路蚀刻的难点；克服了非对称压合结构板翘的问题；克服了高纵横比孔壁金属化不良的问题；同时提升了制作良率，减少了制作周期，降低了成本。

Description

一种高阶HDI印制电路板的制作方法

技术领域

本发明属于PCB加工技术领域，具体涉及一种高阶HDI印制电路板的制作方法。

背景技术

从全球PCB下游市场占比情况来看，通信领域占比33.4%，是PCB下游最大的应用市场。随着4G、5G技术的发展，以高速、高频、高密度、大容量PCB为核心元器件的市场需求将快速增长，因而开发通信领域用PCB产品是大势所趋。“大数据”时代的到来，促使PCB向如下趋势发展向高速度、低损耗、高保真信号传输、高频设计、高密度、高集成度、多功能化、高密度互连设计的方向发展。

现有技术中，高阶HDI板生产的技术难点在于：

1、主要使用高速基材，生产制作具有高速、任意层互连、高可靠性信号传输能力的高频高阶HDI电路板产品。无明确的板料的选择、多阶叠设计、无法掌握精密线路制作技术、非对称压合结构板曲控制技术、铣外形平台提升可加工性技术、高纵横比孔壁金属化提升技术。

2、高阶HDI工艺制作流程繁长，超过80个流程。须经多次激光钻孔、线路、电镀和压合等制程，管控点众多，板子涨缩控制难度相当大，对位困难。

3、常规的一阶和二阶HDI产品多为错孔互连，其对位精准度的要求相对较低，而高阶HDI结构相对复杂，且高阶HDI板的整个工艺制作流程繁长，须经多次激光钻孔、线路、电镀和压合等制程，造成板子涨缩控制难度相当大。而且多阶叠孔HDI板通过盲、埋孔结构来增加叠层，对位难度大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种高阶HDI印制电路板的制作方法，通过本发明方法，克服了多阶叠孔对位的精准度不足问题；克服了精密线路蚀刻的难点；克服了非对称压合结构板翘的问题；克服了高纵横比孔壁金属化不良的问题；同时提升了制作良率，减少了制作周期，降低了成本。

本发明的技术方案为：

一种高阶HDI印制电路板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：内层芯板→第一次压合→第二次压合→第三次压合→第四次压合；

所述内层芯板工艺包括：开料→减铜→钻孔→等离子除胶→水平沉铜→整板电镀→内层→图形转移，只将需要镀铜的孔显影出来→电镀孔铜→树脂塞孔→研磨→水平沉铜→整板电镀→内层→图形转移→酸性蚀刻→棕化→转压合；

所述第一次压合工艺包括：压合→镭射钻盲孔→等离子除胶→水平沉铜→VCP填孔电镀→内层→图形转移→酸性蚀刻→棕化→转压合；

所述第二次压合工艺包括：压合→镭射钻盲孔→等离子除胶→水平沉铜→VCP填孔电镀→内层→图形转移→酸性蚀刻→棕化→转压合；

所述第三次压合工艺包括：压合→减铜→镭射钻盲孔→等离子除胶→水平沉铜→VCP填孔电镀→钻通孔→等离子除胶→水平沉铜→整板电镀→内层→图形转移，只将需要镀铜的孔显影出来→电镀镀孔→树脂塞孔→研磨→水平沉铜→整板电镀→内层→图形转移→酸性蚀刻→棕化→转压合；

所述第四次压合工艺包括：压合→减铜→镭射钻盲孔→控深锣盲槽→等离子除胶→水平沉铜→VCP填孔电镀→研磨→钻通孔→等离子除胶→水平沉铜→整板电镀→图形转移→图形电镀→碱性褪膜蚀刻→外层AOI→阻焊塞孔→阻焊印刷→文字印刷→后固化→阻抗测试→化镍金→数控成型→电测→终检→包装。

进一步的，还包括，板材选择：选择介电常数在2.4-2.7之间的材料，介质损耗在0.0007-0.001之间，Tg值为210℃，耐离子迁移性好的板材。

进一步的，还包括，内层图形转移：使用激光直接成像技术来制作高阶HDI板，激光直接成像消除底片成像技术产生的偏差问题，保证良好的对位精准度和避免层间偏移引起的对接不良。

进一步的，还包括，高阶HDI板板因内层结构不对称，按正常压合参数制作，存在板曲问题；有铜、无铜区残铜率相差大，易造成填胶不良，导致板曲；因此有必要使用高膨胀系数钢板代替钢板与待压合板接触压合；在无铜区添加假铜，增大板面残铜率，保证填胶性。

进一步的，还包括，定位系统制作：靶孔其中3个设计成直角，另1个长边偏移1.6mm以防呆；激光靶标其中3个设计成直角，另1个长边偏移5mm以防呆；镭射孔环，内径2.5mm，外径3.2mm，板内盲孔参数扩孔形成，在板子四角分别设计一个定位孔环。

进一步的，还包括，采用LDI工艺，保证良好的对位精准度和避免层间偏移引起的对接不良；内层图形盲孔的底层图形四个角设计激光靶标，激光钻孔以次外层靶标定位进行单元内盲孔加工；激光钻孔时在板边增加10组激光盲孔列阵，检验激光盲孔的对位情况；

机械钻孔时，试钻孔内层对应图形设计成层偏测试模块，检验钻孔的偏位情况；

激光钻孔时，在板边增加10组激光盲孔列阵，检验激光盲孔的对位情况；内层图形盲孔的底层图形四个角设计激光靶标，激光钻孔以次外层靶标定位进行单元内盲孔加工。

进一步的，还包括，压合：热压时降温段继续保持高压段时间20 min，相应减少降压段时间20 min。冷压时冷压时间增加30min，返压炉175℃压合2小时，冷却过程中降温速率低于5℃/min，以释放内应力。

进一步的，进一步的，还包括，钻通孔精准度控制：每一次内层钻孔均需设计试钻孔，试钻孔内层对应图形设计成层偏测试模块；用于试钻的7个孔孔径为1.06mm，在钻带资料中将刀径编号为1.01，孔的属性全部为PTH 孔；

内层工作边单边依次为0、0.075mm、0.1mm、0.125mm、0.15mm、0.175mm、0.2mm，所有层的工作边大小都一样。

进一步的，还包括，水平沉铜：等离子除钻污和化学除钻污各1次，采用水平沉铜线生产，有利于深孔内药水的交换，提高贯孔效果。

进一步的，还包括，外层图形转移：

前处理：仅仅只靠采用磨刷的方式来处理铜面，会出现定向的擦伤，有耕地式的沟槽、铜面划痕，不适合精细线路的制作。而仅仅只采用超粗化的方式，不能保证铜面胶渍、油污、铜瘤和凹痕等缺陷的处理，因而有必要采用磨刷加化学微蚀的前处理方式。

干膜压膜：使用25μm干膜，采用干膜湿法贴膜，增强铜面与干膜的结合力，曝光使用自动激光成像曝光机机。

图形电镀：外层线路多为60μm/60μm，为了保证电镀铜厚的均匀性，有必要使用脉冲VCP电镀来提高铜厚均匀性及高纵横比电镀的深镀能力。

碱性褪膜蚀刻：使用真空蚀刻设备，扇形喷嘴，蚀刻过程中将密集线路面朝下放置，达到减少“水池效应”带来的侧蚀，提高线路的精准度。

本发明中，主要创新点在于，在高阶HDI印制电路板的制作过程中，同时实现以下工艺的控制：1.多阶叠孔对位；2.精密线路制作；3.非对称压合结构板翘控制；4.高纵横比孔壁金属化。

通过本发明方法，克服了多阶叠孔对位的精准度不足问题；克服了精密线路蚀刻的难点；克服了非对称压合结构板翘的问题；克服了高纵横比孔壁金属化不良的问题；同时提升了制作良率，减少了制作周期，降低了成本。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

实施例1

一种高阶HDI印制电路板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：内层芯板→第一次压合→第二次压合→第三次压合→第四次压合；

所述内层芯板工艺包括：开料→减铜→钻孔→等离子除胶→水平沉铜→整板电镀→内层→图形转移，只将需要镀铜的孔显影出来→电镀孔铜→树脂塞孔→研磨→水平沉铜→整板电镀→内层→图形转移→酸性蚀刻→棕化→转压合；

所述第一次压合工艺包括：压合→镭射钻盲孔→等离子除胶→水平沉铜→VCP填孔电镀→内层→图形转移→酸性蚀刻→棕化→转压合；

所述第二次压合工艺包括：压合→镭射钻盲孔→等离子除胶→水平沉铜→VCP填孔电镀→内层→图形转移→酸性蚀刻→棕化→转压合；

所述第三次压合工艺包括：压合→减铜→镭射钻盲孔→等离子除胶→水平沉铜→VCP填孔电镀→钻通孔→等离子除胶→水平沉铜→整板电镀→内层→图形转移，只将需要镀铜的孔显影出来→电镀镀孔→树脂塞孔→研磨→水平沉铜→整板电镀→内层→图形转移→酸性蚀刻→棕化→转压合；

所述第四次压合工艺包括：压合→减铜→镭射钻盲孔→控深锣盲槽→等离子除胶→水平沉铜→VCP填孔电镀→研磨→钻通孔→等离子除胶→水平沉铜→整板电镀→图形转移→图形电镀→碱性褪膜蚀刻→外层AOI→阻焊塞孔→阻焊印刷→文字印刷→后固化→阻抗测试→化镍金→数控成型→电测→终检→包装。

进一步的，还包括，板材选择：选择介电常数在2.4-2.7之间的材料，介质损耗在0.0007-0.001之间，Tg值为210℃，耐离子迁移性好的板材。

进一步的，还包括，内层图形转移：使用激光直接成像技术来制作高阶HDI板，激光直接成像消除底片成像技术产生的偏差问题，保证良好的对位精准度和避免层间偏移引起的对接不良。

进一步的，还包括，高阶HDI板板因内层结构不对称，按正常压合参数制作，存在板曲问题；有铜、无铜区残铜率相差大，易造成填胶不良，导致板曲；因此有必要使用高膨胀系数钢板代替钢板与待压合板接触压合；在无铜区添加假铜，增大板面残铜率，保证填胶性。

进一步的，还包括，定位系统制作：靶孔其中3个设计成直角，另1个长边偏移1.6mm以防呆；激光靶标其中3个设计成直角，另1个长边偏移5mm以防呆；镭射孔环，内径2.5mm，外径3.2mm，板内盲孔参数扩孔形成，在板子四角分别设计一个定位孔环。

进一步的，还包括，采用LDI工艺，保证良好的对位精准度和避免层间偏移引起的对接不良；内层图形盲孔的底层图形四个角设计激光靶标，激光钻孔以次外层靶标定位进行单元内盲孔加工；激光钻孔时在板边增加10组激光盲孔列阵，检验激光盲孔的对位情况；

机械钻孔时，试钻孔内层对应图形设计成层偏测试模块，检验钻孔的偏位情况；

激光钻孔时，在板边增加10组激光盲孔列阵，检验激光盲孔的对位情况；内层图形盲孔的底层图形四个角设计激光靶标，激光钻孔以次外层靶标定位进行单元内盲孔加工。

进一步的，还包括，压合：热压时降温段继续保持高压段时间20 min，相应减少降压段时间20 min。冷压时冷压时间增加30min，返压炉175℃压合2小时，冷却过程中降温速率低于5℃/min，以释放内应力。

进一步的，进一步的，还包括，钻通孔精准度控制：每一次内层钻孔均需设计试钻孔，试钻孔内层对应图形设计成层偏测试模块；用于试钻的7个孔孔径为1.06mm，在钻带资料中将刀径编号为1.01，孔的属性全部为PTH 孔；

内层工作边单边依次为0、0.075mm、0.1mm、0.125mm、0.15mm、0.175mm、0.2mm，所有层的工作边大小都一样。

进一步的，还包括，水平沉铜：等离子除钻污和化学除钻污各1次，采用水平沉铜线生产，有利于深孔内药水的交换，提高贯孔效果。

进一步的，还包括，外层图形转移：

前处理：仅仅只靠采用磨刷的方式来处理铜面，会出现定向的擦伤，有耕地式的沟槽、铜面划痕，不适合精细线路的制作。而仅仅只采用超粗化的方式，不能保证铜面胶渍、油污、铜瘤和凹痕等缺陷的处理，因而有必要采用磨刷加化学微蚀的前处理方式。

干膜压膜：使用25μm干膜，采用干膜湿法贴膜，增强铜面与干膜的结合力，曝光使用自动激光成像曝光机机。

图形电镀：外层线路多为60μm/60μm，为了保证电镀铜厚的均匀性，有必要使用脉冲VCP电镀来提高铜厚均匀性及高纵横比电镀的深镀能力。

碱性褪膜蚀刻：使用真空蚀刻设备，扇形喷嘴，蚀刻过程中将密集线路面朝下放置，达到减少“水池效应”带来的侧蚀，提高线路的精准度。

通过本发明方法，克服了多阶叠孔对位的精准度不足问题；克服了精密线路蚀刻的难点；克服了非对称压合结构板翘的问题；克服了高纵横比孔壁金属化不良的问题；同时提升了制作良率，减少了制作周期，降低了成本。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过本领域任一现有技术实现。

Claims (10)

1.一种高阶HDI印制电路板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：内层芯板→第一次压合→第二次压合→第三次压合→第四次压合；

所述内层芯板工艺包括：开料→减铜→钻孔→等离子除胶→水平沉铜→整板电镀→内层→图形转移，只将需要镀铜的孔显影出来→电镀孔铜→树脂塞孔→研磨→水平沉铜→整板电镀→内层→图形转移→酸性蚀刻→棕化→转压合；

所述第一次压合工艺包括：压合→镭射钻盲孔→等离子除胶→水平沉铜→VCP填孔电镀→内层→图形转移→酸性蚀刻→棕化→转压合；

所述第二次压合工艺包括：压合→镭射钻盲孔→等离子除胶→水平沉铜→VCP填孔电镀→内层→图形转移→酸性蚀刻→棕化→转压合；

所述第三次压合工艺包括：压合→减铜→镭射钻盲孔→等离子除胶→水平沉铜→VCP填孔电镀→钻通孔→等离子除胶→水平沉铜→整板电镀→内层→图形转移，只将需要镀铜的孔显影出来→电镀镀孔→树脂塞孔→研磨→水平沉铜→整板电镀→内层→图形转移→酸性蚀刻→棕化→转压合；

所述第四次压合工艺包括：压合→减铜→镭射钻盲孔→控深锣盲槽→等离子除胶→水平沉铜→VCP填孔电镀→研磨→钻通孔→等离子除胶→水平沉铜→整板电镀→图形转移→图形电镀→碱性褪膜蚀刻→外层AOI→阻焊塞孔→阻焊印刷→文字印刷→后固化→阻抗测试→化镍金→数控成型→电测→终检→包装。

2.根据权利要求1所述的高阶HDI印制电路板的制作方法，其特征在于，还包括，板材选择：选择介电常数在2.4-2.7之间的材料，介质损耗在0.0007-0.001之间，Tg值为210℃，耐离子迁移性好的板材。

3.根据权利要求2所述的高阶HDI印制电路板的制作方法，其特征在于，还包括，内层图形转移：使用激光直接成像技术来制作高阶HDI板。

4.根据权利要求3所述的高阶HDI印制电路板的制作方法，其特征在于，还包括，使用高膨胀系数钢板代替钢板与待压合板接触压合；在无铜区添加假铜，增大板面残铜率，保证填胶性。

5.根据权利要求4所述的高阶HDI印制电路板的制作方法，其特征在于，还包括，定位系统制作：靶孔其中3个设计成直角，另1个长边偏移1.6mm以防呆；激光靶标其中3个设计成直角，另1个长边偏移5mm以防呆；镭射孔环，内径2.5mm，外径3.2mm，板内盲孔参数扩孔形成，在板子四角分别设计一个定位孔环。

6.根据权利要求5所述的高阶HDI印制电路板的制作方法，其特征在于，还包括，采用LDI工艺，内层图形盲孔的底层图形四个角设计激光靶标，激光钻孔以次外层靶标定位进行单元内盲孔加工；激光钻孔时在板边增加10组激光盲孔列阵，检验激光盲孔的对位情况；

机械钻孔时，试钻孔内层对应图形设计成层偏测试模块，检验钻孔的偏位情况；

激光钻孔时，在板边增加10组激光盲孔列阵，检验激光盲孔的对位情况；内层图形盲孔的底层图形四个角设计激光靶标，激光钻孔以次外层靶标定位进行单元内盲孔加工。

7.根据权利要求6所述的高阶HDI印制电路板的制作方法，其特征在于，还包括，压合：热压时降温段继续保持高压段时间20 min，相应减少降压段时间20 min；冷压时冷压时间增加30min，返压炉175℃压合2小时，冷却过程中降温速率低于5℃/min。

8.根据权利要求7所述的高阶HDI印制电路板的制作方法，其特征在于，还包括，钻通孔精准度控制：每一次内层钻孔均需设计试钻孔，试钻孔内层对应图形设计成层偏测试模块；用于试钻的7个孔孔径为1.06mm，在钻带资料中将刀径编号为1.01，孔的属性全部为PTH孔；

内层工作边单边依次为0、0.075mm、0.1mm、0.125mm、0.15mm、0.175mm、0.2mm，所有层的工作边大小都一样。

9.根据权利要求8所述的高阶HDI印制电路板的制作方法，其特征在于，还包括，水平沉铜：等离子除钻污和化学除钻污各1次，采用水平沉铜线生产，有利于深孔内药水的交换，提高贯孔效果。

10.根据权利要求9所述的高阶HDI印制电路板的制作方法，其特征在于，还包括，外层图形转移：

前处理：采用磨刷加化学微蚀的前处理方式；

干膜压膜：使用25μm干膜，采用干膜湿法贴膜，增强铜面与干膜的结合力，曝光使用自动激光成像曝光机机；

图形电镀：使用脉冲VCP电镀来提高铜厚均匀性及高纵横比电镀的深镀能力；

碱性褪膜蚀刻：使用真空蚀刻设备，扇形喷嘴，蚀刻过程中将密集线路面朝下放置。