CN114885524A - 一种密集铜浆孔线路板的制作方法及线路板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及线路板技术领域,公开了一种密集铜浆孔线路板的制作方法及线路板。密集铜浆孔线路板的制作方法,包括:在内层子板上制作多个第一金属化通孔并塞入铜浆形成多个第一塞孔;应用内层子板制得生产板,在生产板上于各个第一塞孔的对应位置分别钻盲孔,盲孔的底部连通对应的第一塞孔;在生产板上制作多个第二金属化通孔,并将盲孔内填满铜;在各个第二金属化通孔内分别塞入铜浆形成多个与第一塞孔交替分布的第二塞孔,目标区域为拟埋/嵌铜块区域。本发明实施例克服了现有埋/嵌铜块技术存在的铜块与基板结合力不足、耐热性差、溢胶难清除、产品合格率低等问题,还系统性解决了密集孔铜浆塞孔出现的孔壁铜断裂、爆板、分层、短路等缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及线路板技术领域,尤其涉及一种密集铜浆孔线路板的制作方法及线路板。
背景技术
基于新一代信息技术、节能与新能源汽车、电力装备等领域的发展,散热问题的解决迫在眉睫,特别是新一代PCB重点着眼于5G通讯、汽车电子、智能手机等领域,使PCB体现出高频高速特性和高导热特性。
目前解决PCB散热问题有很多途径,如密集散热孔设计、埋嵌铜块设计、铜基凸台设计、厚铜箔线路、金属基(芯)板结构、高导热材料等。
其中,直接在PCB内埋嵌铜块,是解决散热问题的有效途径之一,但现有制作工艺存在铜块与基板结合力不足、耐热性差、溢胶难清除、产品合格率低等问题,限制了埋嵌铜块PCB技术成果的应用和推广。
密集散热孔设计是解决散热问题的另一有效途径,被设计应用于PCB上。现有技术中,采用常规的金属化通孔的制作方法来制作密集散热孔:在叠板压合制得线路板后,在线路板的指定区域内依序钻出紧密相邻的多个用于实现散热功能的通孔。但是由于密集散热孔间的间距小,在PCB上进行回流焊时,容易导致密集散热孔分层,使得PCB出现爆板、分层等问题。
铜浆塞孔技术由于具有优良的散热性能并能够过大电流,因此近年来被广泛应用于与密集散热孔设计相结合,即向各个散热孔塞入铜浆。但是,由于散热孔与信号过孔均为贯穿线路板的通孔且距离较近,因此散热孔内尚未固化的铜浆时常会流动至信号过孔处,导致信号短路。
发明内容
本发明的目的在于提供一种密集铜浆孔线路板的制作方法及线路板,替代常规的埋/嵌铜块操作,以克服现有技术存在的铜块与基板结合力不足、耐热性差、溢胶难清除、产品合格率低等问题,同时,系统性解决密集孔铜浆塞孔出现孔壁铜断裂、爆板、分层、短路等缺陷。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种密集铜浆孔线路板的制作方法,用于替代埋/嵌铜块,包括:
提供内层子板,在所述内层子板上制作多个第一金属化通孔,并在各个第一金属化通孔内分别塞入铜浆形成多个第一塞孔;
应用所述内层子板叠板压合制得生产板,在所述生产板上于各个所述第一塞孔的对应位置分别钻盲孔,所述盲孔的底部连通对应的所述第一塞孔;
在所述生产板上制作多个第二金属化通孔,并将所述盲孔内填满铜;
在各个所述第二金属化通孔内分别塞入铜浆形成多个第二塞孔;
其中,所述第一塞孔和所述第二塞孔在所述生产板的目标区域内交替分布形成密集孔,所述目标区域为拟埋/嵌铜块区域。
可选的,所述第一塞孔的孔径为0.2~0.4mm,相邻两个所述第一塞孔的水平距离为1.2~5mm。
可选的,所述盲孔的孔径不小于所述第一塞孔的孔径。
可选的,所述第二塞孔的孔径小于等于0.6mm,相邻两个所述第二塞孔的水平距离为1.2~5mm。
可选的,所述第一塞孔和所述第二塞孔呈矩阵均匀排布,所述第一塞孔的孔径为0.2mm,所述第二塞孔的孔径为0.4mm,相邻两个所述第一塞孔和相邻两个所述第二塞孔的水平距离均为2.0mm。
可选的,所述制作方法还包括:
在所述生产板的目标区域外制作信号过孔;
所述第二塞孔与所述信号过孔的最小水平距离,大于所述第一塞孔与所述信号过孔的最小水平距离。
可选的,所述在第一金属化通孔内塞入铜浆后得到第一塞孔,以及所述在第二金属化通孔内塞入铜浆后得到第二塞孔的方法,包括:
提供铝片,在所述铝片上钻出与所述第一金属化通孔/所述第二金属化通孔对应的孔,并将所述铝片与网框粘接形成铝制网版;
将所述铝制网版置于所述内层子板/所述生产板上,提供铜浆并采用丝网印刷法,通过刮刀将铜浆塞入所述第一金属化通孔/所述第二金属化通孔中得到所述第一塞孔/所述第二塞孔;
先对所述第一塞孔/所述第二塞孔烘烤预固化,再升温使所述第一塞孔/所述第二塞孔内的铜浆完全固化。
一种线路板,所述线路板采用以上任一项所述的密集铜浆孔线路板的制作方法制成。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明实施例采用由第一塞孔和第二塞孔交替分布组成的密集孔设计,实现了散热和过大电流功能,可用于替代常规埋/嵌铜块方案,有效杜绝了常规埋/嵌铜块方案所存在的铜块与基板结合力不足、耐热性差、溢胶难清除、产品合格率低等问题。
(2)本实施例中,由于第一塞孔和第二塞孔采用交替方式分布,且第一塞孔和第二塞孔处于不同的制作工序,因此在钻带程序中钻孔序号相邻的两个通孔的设计间距,会大于现有密集孔制作方案中钻孔序号相邻的两个通孔的设计间距,从而有效降低了出现孔壁铜断裂、爆板和分层等不良现象的产生几率。
(3)本发明实施例采用“先在内层子板上制作塞入铜浆的第一塞孔,再将内层子板与其他芯板压合,然后于第一塞孔的两端位置钻盲孔,最后通过沉铜电镀方式将盲孔填满铜”的散热孔制作方式,该方式一方面由于塞有铜浆的第一塞孔的两端与盲孔导通,因此能够确保基本的散热功能和过大电流功能;另一方面,由于塞有铜浆的第一塞孔位于内层,且在内层子板与其他芯板压合前,内部的铜浆已固化,因此固化的铜浆无法通过盲孔流动至周围的信号过孔处,从而杜绝了信号短路现象的发生,有效提升了产品品质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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它的附图。
图1为本发明实施例一提供的密集铜浆塞孔线路板的制作方法流程图;
图2为本发明实施例一提供的密集铜浆塞孔线路板的剖视示意图;
图3为本发明实施例一提供的密集铜浆塞孔线路板的俯视示意图;
附图标记:第一塞孔1、盲孔2、第二塞孔3、信号过孔4。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部的实施例。基于本发明中的实施例,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。
实施例一
本发明实施例提供一种密集铜浆塞孔线路板的制作方法,替代常规的埋/嵌铜块操作,以克服现有埋/嵌铜块技术存在的铜块与基板结合力不足、耐热性差、溢胶难清除、产品合格率低等问题,同时,系统性解决密集孔铜浆塞孔出现的孔壁铜断裂、爆板、分层、短路等缺陷。
请参阅图1,本发明实施例提供的密集铜浆塞孔线路板的制作方法,包括步骤:
步骤101、在内层子板上目标区域钻出多个欲塞铜浆的第一通孔,通过沉铜和电镀使各个第一通孔的孔壁金属化得到多个第一金属化通孔,后经铜浆塞孔制得多个第一塞孔1;其中,目标区域为拟埋/嵌铜块区域。
步骤102、将内层子板和其它部分依次叠合后压合,形成生产板,采用激光钻孔方式在生产板上各个第一塞孔1的对应位置分别钻出盲孔2,随后在生产板上钻通孔,形成多个第二通孔及其它通孔,各个第二通孔位于目标区域贯穿生产板。
步骤103、依次通过沉铜和电镀工序将盲孔2填满,将各个第二通孔及其它通孔金属化以得到多个第二金属化通孔和信号过孔4。
需要说明的是,本步骤中“填满”指的是盲孔2的凹陷度满足一定制作要求,以保证生产板的板面基本平整即可,而无需百分百的绝对平整。
步骤104、采用丝网印刷法,在各个第二金属化通孔内完成铜浆塞孔,得到多个第二塞孔3,第一塞孔1和第二塞孔3在生产板的目标区域内交替分布组成密集孔。
本实施例中,由塞有铜浆的第一塞孔1和第二塞孔3组成的密集孔,既可以实现良好的散热功能又可以过大电流,因此能有替代常规的埋/嵌铜块方案,以克服常规的埋/嵌铜块方案所存在的各种缺陷。
现有技术中,密集孔的制作方法为:在目标区域内依序钻出紧密相邻的各个通孔,但是由于密集散热孔间的间距小,因此在PCB上进行回流焊时,容易导致密集散热孔分层,使得PCB出现爆板、分层等问题。
然而,本实施例中,由于第一塞孔1和第二塞孔3采用交替方式分布,且第一塞孔1和第二塞孔3处于不同的制作工序(先在内层子板上钻第一通孔以制得第一塞孔1,再将内层子板与其他部分叠板压合,然后在生产板上钻第二通孔以制得第二塞孔3),因此即便采用了密集设计方案,在钻带程序中钻孔序号相邻的两个通孔的设计间距(相邻两个第一通孔之间的水平距离,或者相邻两个第二通孔之间的水平距离),会大于现有方案中钻孔序号相邻的两个通孔的设计间距,从而有效降低了出现孔壁铜断裂、爆板和分层等不良现象的产生几率。
同时,不同于常规的铜浆塞孔制作方法“先将各芯板/子板压合制作出生产板,再在生产板上钻通孔后向通孔塞入铜浆”,本发明实施例采用“先在内层子板上制作塞入铜浆的第一塞孔1,再将内层子板与其他芯板压合,然后于第一塞孔1的两端位置钻盲孔2,最后通过沉铜电镀方式将盲孔2填满铜”。该方式一方面由于塞有铜浆的第一塞孔1的两端与盲孔2导通,因此能够确保基本的散热功能和过大电流功能;另一方面,由于塞有铜浆的第一塞孔1位于内层,且在内层子板与其他芯板压合前,内部的铜浆已固化,盲孔被填满铜,因此固化的铜浆无法通过盲孔2流动至周围的信号过孔4处,从而杜绝了信号短路现象的发生,有效提升了产品品质。
优选的,第一塞孔1的孔径为0.2~0.4mm,相邻两个第一塞孔1的水平距离为1.2~5mm,盲孔2的孔径不小于第一塞孔1的孔径;第二塞孔3的孔径小于等于0.6mm,相邻两个第二塞孔3的水平距离为1.2~5mm。
在密集孔由第一塞孔1和第二塞孔3组成的情况下,为避免第二塞孔3内的铜浆流动至附近的信号过孔4处,可以对第一塞孔1和第二塞孔3在目标区域的排布方式进一步优化,使得第二塞孔3与信号过孔4的最小水平距离大于第一塞孔1与信号过孔4的最小水平距离,即紧邻的第一塞孔1分布于距离信号过孔4相对较近的位置,紧邻的第二塞孔3分布在距离信号过孔4相对较远的位置。
为便于理解,参阅图2和图3所示,下面将提供一个应用实例,包括:
(1)开料:按拼板尺寸520mm×620mm开出芯板,芯板的厚度为1.5mm,芯板两表面的铜层厚度均为1oz。
(2)机械钻孔一:根据现有的钻孔技术,以靶位孔为定位孔并按照设计要求在内层子板上钻出欲塞铜浆的呈矩阵分布的第一通孔。其中,第一通孔孔径为0.2mm,相邻两个第一通孔的水平距离为2.0mm。
(3)沉铜一:利用化学镀铜的方法在内层子板的板面和第一通孔孔壁沉上一层薄铜,背光测试10级。
(4)全板电镀一:加厚第一通孔的孔铜和板面铜层的厚度,得到第一金属化通孔。
(5)铜浆塞孔一:在第一金属化通孔中填塞铜浆并固化制得第一塞孔1,而后通过陶瓷磨板将凸出板面的树脂除去,使板面平整,且避免板面上有铜浆残留影响电性导通性能。
(6)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,采用全自动曝光机,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,最小线宽线距为0.130/0.205mm;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。
(7)压合:棕化速度按照底铜铜厚棕化,将内层子板、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,形成生产板;具体叠板顺序依次为:外层铜箔、半固化片、内层子板、半固化片、外层铜箔。
(8)钻出靶标;用激光将内层靶标刮出,作为激光钻孔的定位靶标。
(9)激光棕化:对生产板进行激光棕化处理,经过激光棕化处理后形成的铜表面具有均匀的蜂窝状结构,有利于吸收激光能量,便于后期的激光钻孔。
(10)激光钻孔:采用激光钻孔的方式,以次内层靶标为定位靶标并按照设计要求在线路产板上对应第一塞孔1的位置处钻出盲孔2,该盲孔2的底部为内层铜浆塞孔表面。
(11)机械钻孔二:根据现有的机械钻孔技术,按照设计要求在生产板上进行外层机械钻孔加工,钻出呈矩阵分布第二通孔及其它通孔。其中第二通孔的孔径为0.4mm,相邻两个第二通孔的水平距离为2.0mm。
(12)沉铜二: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。
(13)填孔电镀:通过填孔电镀工序将盲孔2填满。
(14)全板电镀二:加厚孔铜和板面铜层的厚度。
(15)制作外层线路:外层图形转移,采用全自动曝光机和线路菲林,完成外层线路曝光,经显影,在生产板上形成外层线路图形;外层图形电镀,然后在生产板上镀锡,根据要求的完成铜厚设定电镀参数;然后再依次退膜、蚀刻和退锡,在生产板上蚀刻出外层线路,外层线路线宽线距离0.254/0.254mm;外层AOI,使用自动光学检测系统,检测外层线路是否有开路、缺口、蚀刻不净、短路等缺陷。
(16)印制阻焊:印制时在待处理目标位置开窗,使目标位置的基材显露出来;
(17)铜浆塞孔二:采用丝网印刷法对第二金属化通孔进行塞孔,制得第二塞孔3。
上述铜浆塞孔一和铜浆塞孔二中,具体可以采用以下方法实现:
提供铝片,在铝片上钻出与第一金属化通孔/第二金属化通孔对应的孔,并将铝片与网框粘接形成铝制网版;
将铝制网版置于内层子板/生产板上,提供铜浆并采用丝网印刷法,通过刮刀将铜浆塞入第一金属化通孔/第二金属化通孔中得到第一塞孔1/第二塞孔3;
先对第一塞孔1/第二塞孔3烘烤预固化,再升温使第一塞孔1/第二塞孔3内的铜浆完全固化。
实施例二
本发明实施例提供了一种线路板,通过上述密集铜浆塞孔线路板的制作方法制成。
以上所述,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种密集铜浆孔线路板的制作方法,用于替代埋/嵌铜块,其特征在于,包括:
提供内层子板,在所述内层子板上制作多个第一金属化通孔,并在各个第一金属化通孔内分别塞入铜浆形成多个第一塞孔;
应用所述内层子板叠板压合制得生产板,在所述生产板上于各个所述第一塞孔的对应位置分别钻盲孔,所述盲孔的底部连通对应的所述第一塞孔;
在所述生产板上制作多个第二金属化通孔,并将所述盲孔内填满铜;
在各个所述第二金属化通孔内分别塞入铜浆形成多个第二塞孔;
其中,所述第一塞孔和所述第二塞孔在所述生产板的目标区域内交替分布形成密集孔,所述目标区域为拟埋/嵌铜块区域。
2.根据权利要求1所述的密集铜浆孔线路板的制作方法,其特征在于,所述第一塞孔的孔径为0.2~0.4mm,相邻两个所述第一塞孔的水平距离为1.2~5mm。
3.根据权利要求2所述的密集铜浆孔线路板的制作方法,其特征在于,所述盲孔的孔径不小于所述第一塞孔的孔径。
4.根据权利要求1所述的密集铜浆孔线路板的制作方法,其特征在于,所述第二塞孔的孔径小于等于0.6mm,相邻两个所述第二塞孔的水平距离为1.2~5mm。
5.根据权利要求1所述的密集铜浆孔线路板的制作方法,其特征在于,所述第一塞孔和所述第二塞孔呈矩阵均匀排布,所述第一塞孔的孔径为0.2mm,所述第二塞孔的孔径为0.4mm,相邻两个所述第一塞孔和相邻两个所述第二塞孔的水平距离均为2.0mm。
6.根据权利要求1所述的密集铜浆孔线路板的制作方法,其特征在于,所述制作方法还包括:
在所述生产板的目标区域外制作信号过孔;
所述第二塞孔与所述信号过孔的最小水平距离,大于所述第一塞孔与所述信号过孔的最小水平距离。
7.根据权利要求1所述的密集铜浆孔线路板的制作方法,其特征在于,在第一金属化通孔内塞入铜浆形成第一塞孔,以及在第二金属化通孔内塞入铜浆形成第二塞孔的方法,包括:
提供铝片,在所述铝片上钻出与所述第一金属化通孔/所述第二金属化通孔对应的孔,并将所述铝片与网框粘接形成铝制网版;
将所述铝制网版置于所述内层子板/所述生产板上,提供铜浆并采用丝网印刷法,通过刮刀将铜浆塞入所述第一金属化通孔/所述第二金属化通孔中得到所述第一塞孔/所述第二塞孔;
先对所述第一塞孔/所述第二塞孔烘烤预固化,再升温使所述第一塞孔/所述第二塞孔内的铜浆完全固化。
8.一种线路板,其特征在于,所述线路板采用权利要求1至7任一项所述的密集铜浆孔线路板的制作方法制成。
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