CN113498264B - 线路板及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种线路板及其加工方法，通过在基板上3D打印外层PCB并形成盲孔，形成的盲孔还包括了通孔的导孔，再在基板目标位置机械钻孔形成通孔，将通孔电镀形成导电通孔。在基板外层蚀刻形成外层图形层。该技术方案制成的线路板解决了现有技术中常规流程的激光盲孔底部会有楔形裂纹，而且使用盲孔作为通孔的导孔解决了之前通孔精度差问题。

Description

线路板及其加工方法

技术领域

本发明涉及线路板加工技术领域，具体是涉及一种线路板及其加工方法。

背景技术

随着电子产品功能集成化，PCB结构朝更高密度趋势发展，微盲孔及高厚径比通孔需求亦逐渐增加，且两种类型孔同时存在的情况增加。

目前，针对微盲孔，常规流程：激光打盲孔→去钻污→沉铜→电镀，会由于激光能量反射造成孔底树脂遭破坏，随着去钻污的咬蚀，在孔底形成楔形裂纹，使产品存在分层风险，影响产品可靠性。针对高厚径比通孔，较多的是采用预钻+通孔钻的方式进行，由于钻削入钻打滑产生孔位偏移，而预钻孔与通孔均存在偏差，两个叠加的偏差共同影响孔入口质量及钻削稳定性。

现有的技术难题是：常规流程的激光盲孔底部会有楔形裂纹，而且高厚径比通孔精度差、外层线路精度差。

发明内容

本发明需要解决的现有的技术问题是常规流程的激光盲孔底部会有楔形裂纹，而且高厚径比通孔精度差、外层线路精度差。

为了解决上述技术问题本发明提供一种线路板加工方法，包括：在基板上3D打印外层PCB，并形成盲孔；在基板目标位置机械钻孔形成通孔；将通孔电镀形成导电通孔；在基板外层蚀刻形成外层图形层。

进一步地，在基板上3D打印外层PCB，并形成盲孔的步骤之前还包括：将至少两个芯板使用半固化片压合形成基板。

进一步地，在基板上3D打印外层PCB，并形成盲孔的步骤进一步包括:在基板上3D打印外层PCB，并形成盲孔和通孔的导孔，导孔的直径小于通孔的直径。

进一步地，在基板上3D打印外层PCB，并形成盲孔的步骤进一步包括：在基板上使用绝缘材料3D打印外层PCB，并形成盲孔；将通孔电镀形成导电通孔的步骤进一步包括:将线路板进行电镀，形成导电的盲孔和通孔。

进一步地，在基板上3D打印外层PCB，并形成盲孔的步骤进一步包括:在基板上使用导电材料3D打印外层PCB，并形成盲孔，导电材料包括：纳米金属油墨。

还提供了一种线路板，包括：基板，基板的至少一面3D打印外层PCB，并形成盲孔；基板目标位置机械钻孔形成有通孔；通孔外层电镀；基板外层蚀刻形成有外层图形层。

进一步地，基板包括将至少两个芯板使用半固化片压合形成的基板。

进一步地，基板的至少一面3D打印外层PCB，并形成盲孔包括：基板的至少一面3D打印外层PCB，并形成盲孔和通孔的导孔，导孔的直径小于通孔的直径。

进一步地，基板的至少一面3D打印外层PCB，并形成盲孔包括：基板的至少一面使用绝缘材料3D打印外层PCB，形成有盲孔；通孔外层电镀包括:将线路板进行电镀，形成导电的盲孔和通孔。

进一步地，基板的至少一面3D打印外层PCB，形成盲孔包括：基板的至少一面使用导电材料3D打印外层PCB，形成有盲孔，导电材料包括：纳米金属油墨。

本发明通过在基板上3D打印外层PCB形成盲孔，形成的盲孔还包括了通孔的导孔，再在基板目标位置机械钻孔形成通孔，将通孔电镀形成导电通孔。在基板外层蚀刻形成外层图形层。该技术方案制成的线路板解决了现有技术中常规流程的激光盲孔底部会有楔形裂纹，而且使用盲孔作为通孔的导孔解决了之前通孔精度差问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明线路板的加工方法第一实施例的流程示意图；

图2是图1中步骤S01第二实施例的流程示意图；

图3是图1中步骤S01第三实施例的流程示意图；

图4是本发明线路板基板的结构示意图；

图5是本发明线路板完成机械钻通孔的结构示意图；

图6是本发明线路板完成外层线路板蚀刻的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，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。

本发明中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。本申请实施例中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或组件。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1，是本发明线路板的加工方法第一实施例的流程示意图。

步骤S01，基板上3D打印外层PCB，并形成盲孔。

在本实施例中预先准备线路板基板，线路板基板包括了芯板和设置在芯板外表面的铜箔层。在基板的任意一表面使用3D打印的方法打印一层外层PCB。具体为在基板上打印熔融状外层PCB，将熔融状外层PCB进行初步固化处理形成外层PCB，固化处理采用UV紫外线固化。初步固化所采用的温度为85～105℃，时间为5～15分钟。本实施例所采用的3D打印设备的X向精度大于15μm，3D打印设备的Y向精度大于15μm，垂直于XY面的精度大于5μm。在打印过程中在盲孔的位置形成3D打印形成盲孔。3D打印外层PCB的厚度应大于50微米，形成的盲孔的直径小于300微米，盲孔的深度应该和外层PCB的厚度保持一致。3D打印形成盲孔的同时也在通孔的位置形成了导孔方便通孔的机械钻孔。

在本实施例中采用了一层芯板的基板结构，在其他实施例中也可以采用将至少两个芯板使用半固化片压合形成的基板，包括了至少两层芯板和两面的铜箔层。

步骤S02，在基板目标位置机械钻孔形成通孔。

在步骤S01中，使用3D打印的方法在基板的目标位置打印形成了通孔的导孔，此时的导孔直径和盲孔的直径相同，但小于通孔的直径。在导孔的基础上使用过机械钻孔的方式钻孔形成通孔。

步骤S03，将通孔电镀形成导电通孔。

同时通孔存在的作用是为了连通基板上的各个线路层，所以需要通孔进行电镀，在他通孔的外层电镀一层金属，本实施例中电镀铜。使得通孔起到导电的作用可以将基板上的各个线路层连通。

步骤S04，在基板外层蚀刻形成外层图形。

最后在基板的最外层蚀刻出需要的最外层图形层，最后形成线路板。

采用3D打印技术打印外层PCB可以使用导电材料也可以使用非导电材料。请参阅图2，是图1中步骤S01第二实施例的流程示意图。

步骤S011，在基板上使用绝缘材料3D打印外层PCB，并形成盲孔。

在本实施例中采用非导电材料进行打印外层PCB。在本实施例中，打印外层PCB采用绝缘层墨水包括:以下的质量比组分：90～95％的氰基丙烯酸乙酯和5～10％的硼杂质。初步固化采用UV(UV是紫外线Ultraviolet curing的英文缩写)紫外线固化，初步固化所采用的温度为85～105℃，时间为5～15分钟。

本实施例中的氰基丙烯酸乙酯是一种强粘合力胶水，其胶体黏度通常为10±5，可以增强打印的PCB和基板的结合力。在氰基丙烯酸乙酯中增加少量的硼杂质以增加所形成的PCB的表面张力，以免由于张力过小导致打印的PCB在打印时或者部分固化时流动到其他位置。

在其他实施例中，打印PCB采用的绝缘层墨水包括以下的质量比组分：65％～75％的单组分室温硫化硅橡胶、3％～7％的甲基三乙酰氧基硅烷、20％～30％的碳酸钙、0.5～1.2％的催化剂、小于1％的水分，水分用于调节黏度。其中，催化剂可以为钛酸酯。可选的，绝缘层墨水还可以包括有阻燃剂、耐热性添加剂等。其中，阻燃剂可以为二溴甲烷、三氯溴甲烷、二氯溴甲烷、磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯等。耐热性添加剂可以为烷基酚、丁基化基甲苯等。单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是靠与空气中的水分发生作用而硫化形成弹性体。硫化反应是从表面逐渐往深处进行的，胶层越厚，固化越慢。单组分室温硫化硅橡胶的硫化时间取决于硫化体系、温度、湿度和硅橡胶层的厚度，提高环境的温度和湿度，都能使硫化过程加快。在本实施方式中，初步固化采用恒温静置，初步固化所采用的相对湿度为50～60％，温度为40～65℃，时间为5～10分钟。单组分室温硫化硅橡胶固化时不吸热、不放热，固化后收缩率小，对材料的粘接性好，可以增强打印出来的电路层和基板的结合力。

应该注意的是，在本实施例中采用绝缘材料进行3D打印外层PCB，打印形成的盲孔也是不能导电，所以需要在对通孔导电时需要对盲孔同样的进行电镀处理。

请参阅图3，是图1中步骤S01第三实施例的流程示意图。

步骤S012，在基板上使用导电材料3D打印外层PCB，并形成盲孔。

在本实施例中打印PCB采用纳米金属油墨中包含有导电颗粒，导电颗粒也可以为银纳米、铜纳米(铜粉)、银纳米合金或铜纳米合金其中的一种或多种。具体的，在本实施例中，打印电路层所采用的纳米金属油墨包括以下的质量比组分：65～75％的铜粉、填料为7～13％的玻璃粉、15～25％的有机溶剂以及3～5％的氧化剂。可选的，例如有机溶剂可以为二乙二丁醇、乙基素和松油醇等，氧化剂可以为氧化硼和氧化锌。优选的，打印电路层所采用的纳米金属油墨的黏度为50～100pa.s。纳米金属油墨的黏度可以通过调节纳米金属油墨中的主要成分和填料的配比。其中，主要成分是铜粉，填料是玻璃粉。本步骤中所采用的3D打印设备的X向精度大于15μm，3D打印设备的Y向精度大于15μm，垂直于XY面的精度大于5μm。

本发明通过在基板上3D打印外层PCB形成盲孔，形成的盲孔还包括了通孔的导孔，再在基板目标位置机械钻孔形成通孔，将通孔电镀形成导电通孔。在基板外层蚀刻形成外层图形层。该技术方案制成的线路板解决了现有技术中常规流程的激光盲孔底部会有楔形裂纹，而且使用盲孔作为通孔的导孔解决了之前通孔精度差问题。

请参阅图4，是本发明线路板基板的结构示意图。请参阅图5，是本发明线路板完成机械钻通孔的结构示意图。请参阅图6，是本发明线路板完成外层线路板蚀刻的结构示意图。

在本实施例中基板1采用了四块芯板8压合形成的基板1，在四块芯板8之间采用半固化片7进行粘合，在基板的上下表面分别形成有铜箔层9。使用3D打印的方法在基板1的上层和下层分别打印一层外层PCB2，3D打印外层PCB2的厚度应大于50微米，形成的盲孔3的直径小于300微米，盲孔3的深度应该和外层PCB2的厚度保持一致。3D打印形成盲孔3的同时也在通孔4的位置形成了导孔，方便通孔4的机械钻孔。在使用机械钻孔钻成通孔4之后，对通孔4进行电镀，在通孔4的外层形成一层电镀铜层5，然后在外层PCB2的指定位置蚀刻形成外层图形层6。

本发明提供的线路板使用3D打印外层PCB形成盲孔，形成的盲孔还包括了通孔的导孔，再在基板目标位置机械钻孔形成通孔，将通孔电镀形成导电通孔。在基板外层蚀刻形成外层图形层。该技术方案制成的线路板解决了现有技术中常规流程的激光盲孔底部会有楔形裂纹，而且使用盲孔作为通孔的导孔解决了之前通孔精度差问题。

以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种线路板加工方法，其特征在于，包括：

在基板上3D打印外层PCB，并形成盲孔，所述盲孔包括通孔的导孔；

在所述导孔的位置机械钻孔形成所述通孔；

将所述通孔电镀形成导电通孔；

在所述基板外层蚀刻形成外层图形层；

其中，所述导孔的直径小于所述通孔的直径，且3D打印外层PCB使用的材料是导电材料。

2.根据权利要求1所述的线路板加工方法，其特征在于，所述在基板上3D打印外层PCB，并形成盲孔的步骤之前还包括：将至少两个芯板使用半固化片压合形成所述基板。

3.根据权利要求1所述的线路板加工方法，其特征在于，所述导电材料包括：纳米金属油墨。

4.一种线路板，其特征在于，包括：

基板，所述基板的至少一面3D打印外层PCB，并形成盲孔，所述盲孔包括通孔的导孔；

所述导孔的位置机械钻孔形成有所述通孔；

所述通孔外层电镀；

所述基板外层蚀刻形成有外层图形层；

其中，所述导孔的直径小于所述通孔的直径，且3D打印外层PCB使用的材料是导电材料。

5.根据权利要求4所述的线路板，其特征在于，所述基板包括将至少两个芯板使用半固化片压合形成的所述基板。

6.根据权利要求5所述的线路板，其特征在于，所述导电材料包括：纳米金属油墨。

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