CN114206028A - 一种基于机械控深盲钻制作hdi板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于机械控深盲钻制作HDI板的方法，包括以下步骤：开出两个芯板，并在芯板上制作内层线路；通过半固化片将芯板和外层铜箔压合为多层板；多层板中由上往下共设有第一线路层至第六线路层共六层线路层；在多层板的上表面上钻出连通第一至第三线路层的第一盲孔；在多层板的下表面上钻出三个分别连通第三线路层至第六线路层、连通第四线路层至第六线路层以及连通第五线路层至第六线路层的第二盲孔；依次通过沉铜和电镀使盲孔金属化；在盲孔中填塞树脂并固化，通过磨板使板面平整；在多层板上进行后工序，制得HDI板。本发明方法通过优化工艺流程，改为一次压合结构和控深钻盲孔的方式，实现HDI板的生产制造，降低生产成本，减少报废。
Description
技术领域
本发明涉及印制线路板制作技术领域，具体涉及一种基于机械控深盲钻 制作HDI板的方法。
背景技术
现有一类六层高密度互连板(HDI板)通过机械树脂塞孔实现任意层互 连，生产制作过程中先制作L5-6层盲孔，再制作L4-5层盲孔，依次制作各 层盲孔，具体制作流程如下：
1、L5-6层：开料→钻孔→沉铜→全板电镀(一次性镀够孔铜)→树脂 塞孔→砂带磨板→沉铜→电镀盖帽→内层图形→内层蚀刻→内层AOI→棕化 →后工序；
2、L4-6层：压合→激光钻孔(L4-5层盲孔)→沉铜→整板填孔电镀(将 L4-5层满盲孔填平)→减铜(控制L4和L6层铜厚)→内层图形→内层蚀 刻→内层AOI→棕化→后工序；
3、L3-6层：压合→钻树脂塞孔→沉铜→全板电镀(一次性镀够孔铜) →树脂塞孔→砂带磨板→内层图形→→内层蚀刻内层AOI→棕化→后工序；
4、L2-6层：压合→激光钻孔(L2-3层盲孔)→沉铜→整板填孔电镀(将 L2-3层满盲孔填平)→减铜(控制L2和L6层铜厚)→内层图形→内层蚀 刻→内层AOI→棕化→后工序；
5、L1-6层：压合→激光钻孔(L1-2层盲孔)→沉铜→整板填孔电镀(将 L1-2层满盲孔填平)→减铜(控制L1和L6层铜厚)→外层钻孔→沉铜→整 板电镀→外层图形转移→后工序。
上述板在制作过程中需压合4次，流程冗长，操作性报废隐患高，外层 (L6层)经过多次电镀、减铜、磨板，必然会出现铜厚均匀性问题，导致外 层(L6层)线路制作过程中出现蚀刻不净、图形线幼等品质问题；流程制作 过程中L6经过多次砂带磨板，影响生产板涨缩，从而影响压合过程中的对 位精度及激光钻叠孔的钻孔精度，从而导致钻偏孔及图形偏位等品质问题。
发明内容
本发明针对上述现有的技术缺陷，提供一种基于机械控深盲钻制作HDI 板的方法，通过优化工艺流程，改为一次压合结构和控深钻盲孔的方式，实 现HDI板的生产制造，降低生产成本，减少报废。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于机械控深盲钻制作HDI 板的方法，包括以下步骤：
S1、按拼板尺寸开出至少一个芯板，并在芯板上制作内层线路；
S2、按叠板顺序通过半固化片将芯板和外层铜箔压合为多层板；所述多 层板中由上往下共设有n层线路层，n为≥4的整数；其中，所述多层板上 表面的线路层为第一线路层，所述多层板下表面的线路层为第n线路层；
S3、在多层板的上表面上钻出连通第一线路层至第三线路层的第一盲 孔；并在多层板的下表面上依次钻出n-3个第二盲孔，所述第二盲孔的孔底 位于第三线路层至第n-1线路层的任意一层上，且每个第二盲孔的孔底所处 的线路层均不相同；
S4、而后依次通过沉铜和全板电镀/填孔电镀使第一盲孔和第二盲孔金 属化；
S5、在第一盲孔和第二盲孔中填塞树脂并固化，而后通过磨板使板面平 整；
S6、在多层板上依次进行外层线路制作、阻焊层制作、表面处理和成型 工序，制得HDI板。
进一步的，步骤S3中，所述第一盲孔和第二盲孔的孔径均≥0.15mm。
进一步的，步骤S3中，所述第一盲孔和第二盲孔的深度与孔径的比值 均控制在≤1。
进一步的，步骤S3中，通过机械控深钻孔的方式钻出第一盲孔，且使 第一盲孔的底部位于第三线路层上方的介质层中，而后通过激光除去孔底部 残留的介质层，以露出第三线路层。
进一步的，步骤S3中，通过机械控深钻孔的方式依次钻出所有的第二 盲孔，且使第二盲孔的底部位于目标线路层下方的介质层中，而后通过激光 除去孔底部残留的介质层，以露出目标线路层，该目标线路层为第三线路层 至第n-1线路层的任意一层，且每个第二盲孔所对应的目标线路层均不相同。
进一步的，步骤S5和S6之间还包括以下步骤：
S51、在多层板上钻孔，并依次通过沉铜和全板电镀使孔金属化。
本发明还提供了一种基于机械控深盲钻制作HDI板的方法，包括以下步 骤：
S10、按拼板尺寸开出两个芯板，并在芯板上制作内层线路；
S11、按叠板顺序通过半固化片将芯板和外层铜箔压合为多层板；所述 多层板中由上往下共设有六层线路层；其中，所述多层板上表面的线路层为 第一线路层，所述多层板下表面的线路层为第六线路层；
S12、在多层板的上表面上钻出连通第一线路层至第三线路层的第一盲 孔；并在多层板的下表面上依次钻出三个分别连通第三线路层至第六线路 层、连通第四线路层至第六线路层以及连通第五线路层至第六线路层的第二 盲孔；
S13、而后依次通过沉铜和全板电镀/填孔电镀使第一盲孔和第二盲孔金 属化；
S14、在第一盲孔和第二盲孔中填塞树脂并固化，而后通过磨板使板面 平整；
S15、在多层板上依次进行外层线路制作、阻焊层制作、表面处理和成 型工序，制得HDI板。
进一步的，步骤S3中，所述第一盲孔和第二盲孔的孔径均≥0.15mm， 且所述第一盲孔和第二盲孔的深度与孔径的比值均控制在≤1。
进一步的，步骤S12中，通过机械控深钻孔的方式钻出第一盲孔，且使 第一盲孔的底部位于第三线路层上方的介质层中，而后通过激光除去孔底部 残留的介质层，以露出第三线路层；通过机械控深钻孔的方式依次钻出三个 第二盲孔，且使三个第二盲孔的底部分别位于第三线路层、第四线路层和第 五线路层下方的介质层中，而后通过激光除去孔底部残留的介质层，以露出 内层的线路层。
进一步的，步骤S14和S15之间还包括以下步骤：
S141、在多层板上钻孔，并依次通过沉铜和全板电镀使孔金属化。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明优化了工艺流程，将原来多次逐次增层压合方式改为直接一次压 合结构，形成多层板后，再在两表面上分别钻出连通各层的盲孔，盲孔金属 化后实现盲孔电气互联互通，再采用树脂塞孔将机械盲钻孔用树脂塞满，无 需用金属化方式对机械盲钻孔位的树脂位进行镀铜盖帽，减少电镀次数、减 少减铜次数、减少磨板切削次数，从而减少磨板切削对板的涨缩的影响，减 少外层反复电镀、减铜、磨板等变差累计对其铜厚均匀性的影响，保证表面 铜厚均匀性更一致，减少蚀刻时局部地区蚀刻不净、图形线小等品质缺陷报 废问题，实现HDI板的生产制造，降低生产成本，减少报废。
具体实施方式
为了更充分的理解本发明的技术内容，下面将结合具体实施例对本发明 的技术方案作进一步介绍和说明。
实施例
本实施例所示的一种基于机械控深盲钻制作HDI板的方法，包括以下步 骤：
S1、按拼板尺寸开出至少一个芯板，并在芯板上制作内层线路；
S2、按叠板顺序通过半固化片将芯板和外层铜箔压合为多层板；所述多 层板中由上往下共设有n层线路层，n为≥4的整数；其中，所述多层板上 表面的线路层为第一线路层，所述多层板下表面的线路层为第n线路层；
S3、在多层板的上表面上钻出连通第一线路层至第三线路层的第一盲 孔；并在多层板的下表面上依次钻出n-3个第二盲孔，所述第二盲孔的孔底 位于第三线路层至第n-1线路层的任意一层上，且每个第二盲孔的孔底所处 的线路层均不相同；
S4、而后依次通过沉铜和全板电镀/填孔电镀使第一盲孔和第二盲孔金 属化；
S5、在第一盲孔和第二盲孔中填塞树脂并固化，而后通过磨板使板面平 整；
S6、在多层板上依次进行外层线路制作、阻焊层制作、表面处理和成型 工序，制得HDI板。
进一步的，步骤S3中，所述第一盲孔和第二盲孔的孔径均≥0.15mm。
进一步的，步骤S3中，所述第一盲孔和第二盲孔的深度与孔径的比值 均控制在≤1。
进一步的，步骤S3中，通过机械控深钻孔的方式钻出第一盲孔，且使 第一盲孔的底部位于第三线路层上方的介质层中，而后通过激光除去孔底部 残留的介质层，以露出第三线路层。
进一步的，步骤S3中，通过机械控深钻孔的方式依次钻出所有的第二 盲孔，且使第二盲孔的底部位于目标线路层下方的介质层中，而后通过激光 除去孔底部残留的介质层，以露出目标线路层，该目标线路层为第三线路层 至第n-1线路层的任意一层，且每个第二盲孔所对应的目标线路层均不相同。
进一步的，步骤S5和S6之间还包括以下步骤：
S51、在多层板上钻孔，并依次通过沉铜和全板电镀使孔金属化。
下面以六层的HDI板的制作作为案例：
本案例所示的一种基于机械控深盲钻制作HDI板的方法，依次包括以下 处理工序：
(1)开料：按拼板尺寸520mm×620mm开出两个芯板，芯板的厚度为0.5mm， 芯板两表面的铜层厚度均为0.5oz。
(2)内层线路制作(负片工艺)：内层图形转移，用垂直涂布机涂布感 光膜，感光膜的膜厚控制8μm，采用全自动曝光机，以5-6格曝光尺(21 格曝光尺)完成内层线路曝光,经显影后形成内层线路图形；内层蚀刻，将 曝光显影后的芯板蚀刻出内层线路，内层线宽量测为3mil；内层AOI，然后 检查内层线路的开短路、线路缺口、线路针孔等缺陷,有缺陷报废处理，无 缺陷的产品出到下一流程。
(3)压合：棕化速度按照底铜铜厚棕化，将芯板、半固化片、外层铜箔 按要求依次叠合，然后根据板料Tg选用适当的层压条件将叠合板进行压合， 形成六层的多层板，该多层板上表面的线路层为第一线路层，各线路层按由 上往下的顺序进行排序，即多层板下表面的线路层为第六线路层。
(4)钻第一盲孔：根据现有的钻孔技术，通过机械控深钻孔的方式在多 层板的上表面上钻出连通第一线路层至第三线路层的第一盲孔，第一盲孔的 底部位于第三线路层上方的介质层中，而后通过激光除去孔底部残留的介质 层，该残留的介质层厚度控制在≤0.05mm，以露出第三线路层的表面。
(5)钻第二盲孔：根据现有的钻孔技术，通过机械控深钻孔的方式在多 层板的下表面上依次钻出三个分别连通第三线路层至第六线路层、连通第四 线路层至第六线路层以及连通第五线路层至第六线路层的第二盲孔，且使三 个第二盲孔的底部分别位于第三线路层、第四线路层和第五线路层下方的介 质层中，而后通过激光除去孔底部残留的介质层，该残留的介质层厚度控制 在≤0.05mm，以露出内层的各线路层表面。
上述中，第一盲孔和第二盲孔的孔径均≥0.15mm，且第一盲孔和第二盲 孔的深度与孔径的比值均控制在≤1，便于金属化制作，避免孔底无铜的问 题。
(6)沉铜：利用化学镀铜的方法在板面和孔壁沉上一层薄铜，背光测试 10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm。
(7)全板电镀/填孔电镀：通过电镀加厚孔铜和板面铜层的厚度。
(8)树脂塞孔：在第一盲孔和第二盲孔中填塞树脂并固化，而后通过磨 板使板面平整。
(9)钻孔：根据现有的钻孔技术，按照设计要求在多层板上进行钻孔加 工。
(10)沉铜：利用化学镀铜的方法在板面和孔壁沉上一层薄铜，背光测 试10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm，并使树脂位表面金属化。
(11)全板电镀：以18ASF的电流密度进行全板电镀120min，加厚孔铜 和板面铜层的厚度。
(12)制作外层线路(正片工艺)：外层图形转移，采用全自动曝光机和 正片线路菲林，以5～7格曝光尺(21格曝光尺)完成外层线路曝光，经显影， 在多层板上形成外层线路图形；外层图形电镀，然后在多层板上分别镀铜和 镀锡，根据要求的完成铜厚设定电镀参数，镀铜是以1.8ASD的电流密度全 板电镀60min，镀锡是以1.2ASD的电流密度电镀10min，锡厚3～5μm；然后 再依次退膜、蚀刻和退锡，在多层板上蚀刻出外层线路，外层线路铜厚大于 或等于70μm；外层AOI，使用自动光学检测系统，通过与CAM资料的对比， 检测外层线路是否有开路、缺口、蚀刻不净、短路等缺陷。
(13)、阻焊、丝印字符：在多层板的表面丝印阻焊油墨后，并依次经 过预固化、曝光、显影和热固化处理，使阻焊油墨固化成阻焊层；具体为， 在TOP面阻焊油墨，TOP面字符添加"UL标记"，从而在不需焊接的线路和基 材上，涂覆一层防止焊接时线路间产生桥接、提供永久性的电气环境和抗化 学腐蚀的保护层，同时起美化外观的作用。
(14)、表面处理(沉镍金)：阻焊开窗位的焊盘铜面通化学原理，均匀 沉积一定要求厚度的镍层和金层，镍层厚度为：3-5μm；金层厚度为： 0.05-0.1μm。
(15)、电测试：测试成品板的电气导通性能，此板使用测试方法为：飞 针测试。
(16)、成型：根据现有技术并按设计要求锣外形，外型公差+/-0.05mm， 制得HDI板。
(17)、FQC：根据客户验收标准及我司检验标准，对HDI板外观进行检 查，如有缺陷及时修理，保证为客户提供优良的品质控制。
(18)、FQA：再次抽测HDI板的外观、孔铜厚度、介质层厚度、绿油厚 度、内层铜厚等是否符合客户的要求。
(19)、包装：按照客户要求的包装方式以及包装数量，对HDI板进行密 封包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了 具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说 明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人 员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处， 综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种基于机械控深盲钻制作HDI板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按拼板尺寸开出至少一个芯板，并在芯板上制作内层线路；
S2、按叠板顺序通过半固化片将芯板和外层铜箔压合为多层板；所述多层板中由上往下共设有n层线路层，n为≥4的整数；其中，所述多层板上表面的线路层为第一线路层，所述多层板下表面的线路层为第n线路层；
S3、在多层板的上表面上钻出连通第一线路层至第三线路层的第一盲孔；并在多层板的下表面上依次钻出n-3个第二盲孔，所述第二盲孔的孔底位于第三线路层至第n-1线路层的任意一层上，且每个第二盲孔的孔底所处的线路层均不相同；
S4、而后依次通过沉铜和全板电镀/填孔电镀使第一盲孔和第二盲孔金属化；
S5、在第一盲孔和第二盲孔中填塞树脂并固化，而后通过磨板使板面平整；
S6、在多层板上依次进行外层线路制作、阻焊层制作、表面处理和成型工序，制得HDI板。
2.根据权利要求1所述的基于机械控深盲钻制作HDI板的方法，其特征在于，步骤S3中，所述第一盲孔和第二盲孔的孔径均≥0.15mm。
3.根据权利要求1所述的基于机械控深盲钻制作HDI板的方法，其特征在于，步骤S3中，所述第一盲孔和第二盲孔的深度与孔径的比值均控制在≤1。
4.根据权利要求1所述的基于机械控深盲钻制作HDI板的方法，其特征在于，步骤S3中，通过机械控深钻孔的方式钻出第一盲孔，且使第一盲孔的底部位于第三线路层上方的介质层中，而后通过激光除去孔底部残留的介质层，以露出第三线路层。
5.根据权利要求4所述的基于机械控深盲钻制作HDI板的方法，其特征在于，步骤S3中，通过机械控深钻孔的方式依次钻出所有的第二盲孔，且使第二盲孔的底部位于目标线路层下方的介质层中，而后通过激光除去孔底部残留的介质层，以露出目标线路层，该目标线路层为第三线路层至第n-1线路层的任意一层，且每个第二盲孔所对应的目标线路层均不相同。
6.根据权利要求1所述的基于机械控深盲钻制作HDI板的方法，其特征在于，步骤S5和S6之间还包括以下步骤：
S51、在多层板上钻孔，并依次通过沉铜和全板电镀使孔金属化。
7.一种基于机械控深盲钻制作HDI板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10、按拼板尺寸开出两个芯板，并在芯板上制作内层线路；
S11、按叠板顺序通过半固化片将芯板和外层铜箔压合为多层板；所述多层板中由上往下共设有六层线路层；其中，所述多层板上表面的线路层为第一线路层，所述多层板下表面的线路层为第六线路层；
S12、在多层板的上表面上钻出连通第一线路层至第三线路层的第一盲孔；并在多层板的下表面上依次钻出三个分别连通第三线路层至第六线路层、连通第四线路层至第六线路层以及连通第五线路层至第六线路层的第二盲孔；
S13、而后依次通过沉铜和全板电镀/填孔电镀使第一盲孔和第二盲孔金属化；
S14、在第一盲孔和第二盲孔中填塞树脂并固化，而后通过磨板使板面平整；
S15、在多层板上依次进行外层线路制作、阻焊层制作、表面处理和成型工序，制得HDI板。
8.根据权利要求7所述的基于机械控深盲钻制作HDI板的方法，其特征在于，步骤S3中，所述第一盲孔和第二盲孔的孔径均≥0.15mm，且所述第一盲孔和第二盲孔的深度与孔径的比值均控制在≤1。
9.根据权利要求7所述的基于机械控深盲钻制作HDI板的方法，其特征在于，步骤S12中，通过机械控深钻孔的方式钻出第一盲孔，且使第一盲孔的底部位于第三线路层上方的介质层中，而后通过激光除去孔底部残留的介质层，以露出第三线路层；通过机械控深钻孔的方式依次钻出三个第二盲孔，且使三个第二盲孔的底部分别位于第三线路层、第四线路层和第五线路层下方的介质层中，而后通过激光除去孔底部残留的介质层，以露出内层的线路层。
10.根据权利要求7所述的基于机械控深盲钻制作HDI板的方法，其特征在于，步骤S14和S15之间还包括以下步骤：
S141、在多层板上钻孔，并依次通过沉铜和全板电镀使孔金属化。
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| CN107645853A (zh) * | 2016-07-20 | 2018-01-30 | 鹏鼎控股(深圳)股份有限公司 | 多层电路板的制作方法及多层电路板 |
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