CN115666021B - 一种电路板分层起泡的控制方法及电路板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电路板分层起泡的控制方法及电路板，在基板上进行内层图形处理得到内层芯板，在压合工序中使用铆钉进行预叠定位，压合之后利用钻孔工序将铆钉去除，当多层板是一次压合制成时，则在钻孔工序中采用常规加工方式加工铆钉孔，之后对进行沉铜，沉铜之后进行外层图形处理，外层图形处理工序中蚀刻外层图形的同时在铆钉孔的外周进行蚀刻开窗，当多层板为多次压合的多层板时，则在分次压合后的钻孔工序中增大对铆钉孔的尺寸设计，总压合之后的加工流程与一次压合的多层板的压合后的加工流程相同。本发明在钻孔去除压合的铆钉并对铆钉孔外周进行蚀刻开窗，有效解决铆钉位铜与基板结合力差引起印制板分层起泡的问题。

Description

一种电路板分层起泡的控制方法及电路板

技术领域

本发明涉及印制电路板的制作技术领域，具体涉及一种电路板分层起泡的控制方法及电路板。

背景技术

多层线路板是将两层或者更多的内层芯板彼此堆叠在一起制造而成，多层线路板的生产流程通常包括底板设计→内层图形转移→内层蚀刻→冲孔→前处理→铆合→叠板→压合→铣边→钻孔等。其中，压合是指将铜箔、半固化片和已制作图形的芯板(覆铜板)等按照一定的顺序叠合，然后再利用高温高压条件下半固化片中的树脂熔融流动填充芯板图形而将各层粘结在一起，要求多层内层芯板的网络精准的叠合。在压合制作时，通常使用铆钉进行预叠定位，再通过热压压合制作来压制PCB，由于铆钉自身具有的机械强度对PCB进行支撑，在压合过程中使得铆钉周围的多层板在热固化时受到的压力不足，从而影响各层之间的结合力，各层之间结合力较差的区域由铆钉孔向四周扩展。进行烤板或者喷锡处理时，在高温环境下，由于PCB各层材料受热不同（外层受热大于内层）导致形变不同，形变不同各层间的应力就不同，这样，首先在结合力差的部位出现分层现象并迅速向周围扩展产生容易产生气泡、分层，影响产品品质。如中国专利号CN201720046249.5公开的一种多层印刷电路板及其芯板，其未对铆钉孔位置的空隙区域进行处理，后续加工存在电路板分层起泡的风险。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种电路板分层起泡的控制方法，以及一种应用前述电路板分层起泡的控制方法的电路板。本发明能有效解决电路板压合工序中因铆钉孔周围存在的空隙而在后续加工中引起的起泡分层的问题，保证了产品品质。

本发明采用如下方案实现：一种电路板分层起泡的控制方法，在基板上进行内层图形处理得到内层芯板，之后在压合工序中使用铆钉将内层芯板与半固化片按一定顺序进行预叠定位，压合之后利用钻孔工序将多层板上的铆钉去除形成铆钉孔，当多层板为一次压合的多层板时，则在钻孔工序中采用常规加工方式加工铆钉孔，之后对多层板进行沉铜操作，沉铜之后对多层板进行外层图形处理，外层图形处理工序中蚀刻外层图形的同时在铆钉孔的外周进行蚀刻开窗处理，当多层板为多次压合的多层板时，则在分次压合后的钻孔工序中增大对铆钉孔的尺寸设计，总压合之后进行钻孔去除铆钉、沉铜、沉铜之后对多层板进行外层图形处理，外层图形处理工序中蚀刻外层图形的同时在铆钉孔的外周进行蚀刻开窗处理。

进一步的，外层图形处理工序中分为正片工序、负片工序，正片工序和负片工序对铆钉孔外周进行开窗处理需分别依据铜厚对开窗位置进行补偿设计，开窗尺寸大于铆钉孔的尺寸。

进一步的，多层板为一次压合的多层板时，电路板分层起泡的控制方法包括以下步骤：

步骤A1，在基板上进行内层图形制作得到内层芯板；

步骤A2，一次压合制成多层板，其中在层压工序中将内层芯板和半固化片按照一定顺序使用铆钉进行预叠定位；

步骤A3，在钻孔工序中采用常规加工方式加工铆钉孔，将铆钉去除；

步骤A4，对多层板进行沉铜；

步骤A5，在外层图形处理中，当使用正片工艺时，在多层板进行贴干膜工序中，对铆钉孔进行封孔处理，之后对多层板进行蚀刻，在蚀刻外层图形的同时对铆钉孔外周进行蚀刻开窗处理，当使用负片工艺时，在蚀刻外层图形的同时对铆钉孔外周进行蚀刻开窗处理。

进一步的，在步骤A1中，内层图形的设计可以直接开内层铜床不设计图形或者是设计一种可通过仪器识别的图形。

进一步的，在步骤A2中，压合的压力为24～30kg/cm²。

进一步的，在步骤A5中，当采用正片碱性蚀刻时，下料铜厚1/3OZ～6OZ，开窗半径比铆钉孔半径大1～7.5mil，当采用负片酸性蚀刻时，成品铜厚HOZ～6OZ，开窗半径比铆钉孔半径大0.5～6mil。

进一步的，多层板为多次压合的多层板时，电路板分层起泡的控制方法包括以下步骤：

步骤B1，在基板上进行内层线路制作得到内层芯板；

步骤B2，分次压合后进行钻孔工序，在钻孔工序中增大对铆钉孔的尺寸设计去除铆钉孔，最后进行总压合制成多层板，其中在层压工序中将内层芯板和半固化片按照一定顺序使用铆钉进行预叠定位；

步骤B3，后续工序与一次压合的多层板的压合后的加工顺序相同，进行钻孔，沉铜，外层图形处理流程加工。

进一步的，步骤B1中的内层图形处理包括基板裁切、基板微蚀粗化、内层图形油墨涂布、内层图形成像、内层显影和酸性蚀刻、去膜。

进一步的，在步骤B2中，增大对铆钉孔的尺寸设计使用梅花孔方式加工，梅花孔的有效半径比铆钉的半径大于等于1mm。

本发明还提供了一种电路板，应用前述的电路板分层起泡的控制方法。

对比现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明利用钻孔工序将压合工序中使用铆钉进行预叠定位的铆钉去除，去除铆钉后存在的部分空隙区域会在电镀工序中吸收液体，与此同时铆钉孔位置会被加镀一层铜，避免后续加工中因该铜层阻碍液体汽化散发，在外层图像制作过程中蚀刻外层图形的同时对铆钉孔外周进行开窗，将压合铆钉孔由有铜孔设计成无铜孔，从而减少了铆钉位置的铜与基板结合力差，降低两种材料涨缩不一致藏水气导致分层的风险，从而提高了多层板的品质。此外，本发明的操作方式简单且成本低。

本发明还可以使用在热熔点位置或者销钉定位孔位置缺胶产生等pcb空洞位置，可以有效避免热熔点半固化片失效或者销钉定位孔空洞导致的不良分层异常。

附图说明

图1为本发明实施例1多层板（横截面）加工流程演示图。

图2为本发明实施例2采用梅花孔方式加工的示意图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明，下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细描述。

参照图1-2，层压工序中使用铆钉进行预叠定位，在铆钉附近，由于铆钉的支撑作用，在压合过程中，对铆钉孔周围的区域未能施加足够的压力，产生的流胶空隙区域较大，在钻孔工序中虽可以去除铆钉但并不能完全去除周围的空隙区域，在经过后续湿制程(沉铜、板电、表面处理)加工时，存在的空隙区域会吸收液体，电镀工序会在铆钉孔位置加镀一层致密的电镀铜，在后工序的树脂塞孔烤板加工过程中或表面处理喷锡加工过程中，空隙区域里残留的液体受热瞬间蒸发为气体且膨胀，但铆钉孔的铆钉铜阻碍了水汽的挥发，铆钉孔周围位置就会在膨胀的作用下出现分层，严重的会向周围扩展，导致整个层压板报废。

本发明提供一种电路板分层起泡的控制方法，在基板上进行内层图形处理得到内层芯板，之后在压合工序中使用铆钉将内层芯板与半固化片按一定顺序进行预叠定位，压合之后利用钻孔工序将多层板上的铆钉去除形成铆钉孔，当多层板为一次压合的多层板时，则在钻孔工序中采用常规加工方式加工铆钉孔，之后对多层板进行沉铜操作，沉铜之后对多层板进行外层图形处理，外层图形处理工序中蚀刻外层图形的同时在铆钉孔的外周进行蚀刻开窗处理，当多层板为多次压合的多层板时，则在分次压合（分次压合是指总压合之前的每一次压合）后的钻孔工序中增大对铆钉孔的尺寸设计，总压合（总压合是指最后一次压合为总压和处理）之后进行钻孔去除铆钉、沉铜、沉铜之后对多层板进行外层图形处理，外层图形处理工序中蚀刻外层图形的同时在铆钉孔的外周进行蚀刻开窗处理，即总压合之后的加工流程与一次压合的多层板的压合后的加工流程相同。本发明在钻孔工序中将压合工序中的铆钉一同钻掉，在进行线路蚀刻过程中，就能同时对铆钉孔内的铜进行蚀刻。一方面，由于电镀的深孔加工能力的作用，常规孔壁的铜厚要比外层的铜厚更薄，另一方面，蚀刻液在通孔位置及板边位置的药水循环较板中心位置更快，因此无需其他特殊控制方式，直接进行线路蚀刻作业便能够蚀刻光铆钉孔的孔铜，将压合铆钉孔由有铜孔设计成无铜孔，从而减少了铆钉位铜与基材结合力差，两种材料涨缩不一致藏水气导致分层的风险。

实施例1

本发明提供的一种电路板分层起泡的控制方法，在基板上进行内层图形处理得到内层芯板，通过一次压合制成多层板，其中在层压工序中将内层芯板和半固化片按一定顺序使用铆钉进行预叠定位，压合之后利用钻孔工序将多层板上的铆钉去除形成铆钉孔，之后对多层板进行沉铜操作，沉铜之后对多层板进行外层图形处理，外层图形处理工序中蚀刻外层图形的同时在铆钉孔外周进行蚀刻开窗处理，外层图形处理工序中分为正片工序、负片工序，正片工序和负片工序对铆钉孔外周进行开窗处理需分别依据铜厚对开窗位置进行补偿设计，让藏匿的液体受热发生汽化，直接挥发，有效避免发生多层板分层起泡的问题。

多层板为一次压合的多层板时，电路板分层起泡的控制方法包括以下步骤：

步骤A1，在基板上进行内层图形制作得到内层芯板，依照设计需求，将所需的线路图形转移至基板表面，当然在制作线路图形之前还可以包括对基板表面清洁操作，将基板放入磨板机进行表面清洗去除氧化，这一步能增加基板表面的粗糙度合结合力；

步骤A2，一次压合制成多层板，其中在层压工序中将内层芯板和半固化片按照一定顺序使用铆钉进行预叠定位；

步骤A3，在钻孔工序中采用常规加工方式加工铆钉孔，将铆钉去除，钻孔工序作为同步控制工序，需将铆钉的空心铜管部分去除，开花残留部分不用处理；在本实施例中，空心铜铆钉直径为3.175mm，钻咀设计为4.0mm，即铆钉孔的直接为4.0mm，确保铆钉铜管能去除即可；

步骤A4，按照常规工艺对多层板进行沉铜；

步骤A5，在外层图形处理中，当使用正片工艺时，在多层板进行贴干膜工序中，对铆钉孔进行封孔处理，之后对多层板进行蚀刻，在蚀刻外层图形的同时对铆钉孔外周进行蚀刻开窗处理，当使用负片工艺时，在蚀刻外层图形的同时对铆钉孔外周进行蚀刻开窗处理。

在步骤A1中，内层图形的具体设计可以采用如下两种方式，一种直接开内层铜床不设计图形，另一种设计一种可通过仪器识别的图形，即内层芯板的靶标图形需要保留，目的是为了保证定位孔冲孔的完整，确保预叠正常能顺利进行压合工序。

在步骤A2中，压合的压力为24～30kg/cm²，在本实施例中采用约30kg/cm²压力进行压合作业，保证铆钉开花（开花是指压合使铆钉边缘向外扩散的部分）正常。

在步骤A5中，正片工序和负片工序对铆钉孔外周进行开窗处理需分别依据铜厚对开窗位置进行补偿设计，当采用正片碱性蚀刻时，下料铜厚1/3OZ～6OZ，开窗半径比铆钉孔半径大1～7.5mil，当采用负片酸性蚀刻时，成品铜厚HOZ～6OZ，开窗半径比铆钉孔半径大0.5～6mil。具体的，对应多层板加工铜厚参见下表的设计方案：

实施例2

本实施例与实施例1区别在于，本实施例中的多层板需要经过分次压合工艺，最后再进行总压合工艺，其中在分次压合后，使用钻孔工序去除铆钉需采用增大对铆钉钻孔的尺寸设计，把铆钉周围空隙区域去除，使得在后续加工中不会有气泡产生。因为采用非选择性树脂塞孔，需要分两次钻孔加工，在第一次钻孔加工后，经过沉铜电镀再进行树脂塞孔加工，然后再进行第二次钻孔工序，沉铜电镀后制作外层图形。在外层图形制作前，树脂塞孔烤板就已经出现铆钉孔分层起泡问题，为解决在外层图形制作出现分层问题，可在分次压合后的钻孔工序中加大对铆钉孔孔径处理。

多次压合制成多层板，电路板分层起泡的控制方法包括以下步骤：

步骤B1，在基板上进行内层线路制作得到内层芯板；

步骤B2，分次压合后进行钻孔工序，在钻孔工序中增大对铆钉孔的尺寸设计去除铆钉孔，最后进行总压合制成多层板，其中在层压工序中将内层芯板和半固化片按照一定顺序使用铆钉进行预叠定位；

步骤B3，后续工序与一次压合的多层板的压合后的加工顺序相同，进行钻孔，沉铜，外层图形处理流程加工。

在步骤B1中的内层图形处理包括基板裁切、基板微蚀粗化、内层图形油墨涂布、内层图形成像、内层显影和酸性蚀刻、去膜。

参考图2，在步骤B2中，钻铆钉孔采用梅花孔方式加工，与常规的加工铆钉孔的尺寸相比，加大了铆钉孔的尺寸设计，梅花孔的尺寸设计需满足梅花孔的半径比铆钉的半径大于等于1mm，确保将铆钉周围空隙区域一同去除，有效避免树脂塞孔流程烤板后，铆钉孔位置出现分层。在本实施例中，钻铆钉孔采用3.2mm梅花孔方式，梅花孔的设计可以直接扩大孔径降低加工难度。

实施例3

本发明还提供了一种电路板，应用前述的电路板分层起泡的控制方法。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语 “连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化，是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的范围内。

Claims (8)

1.一种电路板分层起泡的控制方法，其特征在于，在基板上进行内层图形处理得到内层芯板，之后在压合工序中使用铆钉将内层芯板与半固化片按一定顺序进行预叠定位，压合之后利用钻孔工序将多层板上的铆钉去除形成铆钉孔，当多层板为一次压合的多层板时，则在钻孔工序中采用常规加工方式加工铆钉孔，之后对多层板进行沉铜操作，沉铜之后对多层板进行外层图形处理，外层图形处理工序中蚀刻外层图形的同时在铆钉孔的外周进行蚀刻开窗处理，当多层板为多次压合的多层板时，则在分次压合后的钻孔工序中增大对铆钉孔的尺寸设计，总压合之后进行钻孔去除铆钉、沉铜、沉铜之后对多层板进行外层图形处理，外层图形处理工序中蚀刻外层图形的同时在铆钉孔的外周进行蚀刻开窗处理；外层图形处理工序中分为正片工序、负片工序，正片工序和负片工序对铆钉孔外周进行开窗处理需分别依据铜厚对开窗位置进行补偿设计，开窗尺寸大于铆钉孔的尺寸；多层板为多次压合的多层板时，电路板分层起泡的控制方法包括以下步骤：

步骤B1，在基板上进行内层线路制作得到内层芯板；

步骤B2，分次压合后进行钻孔工序，在钻孔工序中增大对铆钉孔的尺寸设计去除铆钉孔，最后进行总压合制成多层板，其中在层压工序中将内层芯板和半固化片按照一定顺序使用铆钉进行预叠定位；

步骤B3，后续工序与一次压合的多层板的压合后的加工顺序相同，进行钻孔，沉铜，外层图形处理流程加工。。

2.根据权利要求1所述的电路板分层起泡的控制方法，其特征在于，多层板为一次压合的多层板时，电路板分层起泡的控制方法包括以下步骤：

步骤A1，在基板上进行内层图形制作得到内层芯板；

步骤A2，一次压合制成多层板，其中在层压工序中将内层芯板和半固化片按照一定顺序使用铆钉进行预叠定位；

步骤A3，在钻孔工序中采用常规加工方式加工铆钉孔，将铆钉去除；

步骤A4，对多层板进行沉铜；

步骤A5，在外层图形处理中，当使用正片工艺时，在多层板进行贴干膜工序中，对铆钉孔进行封孔处理，之后对多层板进行蚀刻，在蚀刻外层图形的同时对铆钉孔外周进行蚀刻开窗处理，当使用负片工艺时，在蚀刻外层图形的同时对铆钉孔外周进行蚀刻开窗处理。

3.根据权利要求2所述的电路板分层起泡的控制方法，其特征在于，在步骤A1中，内层图形处理的设计可以直接开内层铜床不设计图形或者是设计一种可通过仪器识别的图形。

4.根据权利要求2所述的电路板分层起泡的控制方法，其特征在于，在步骤A2中，压合的压力为24～30kg/cm²。

5.根据权利要求2所述的电路板分层起泡的控制方法，其特征在于，在步骤A5中，正片工序和负片工序对铆钉孔外周进行开窗处理需分别依据铜厚对开窗位置进行补偿设计，当采用正片碱性蚀刻时，下料铜厚1/3OZ～6OZ，开窗半径比铆钉孔半径大1～7.5mil，当采用负片酸性蚀刻时，成品铜厚HOZ～6OZ，开窗半径比铆钉孔半径大0.5～6mil。

6.根据权利要求1所述的电路板分层起泡的控制方法，其特征在于，步骤B1中的内层图形处理包括基板裁切、基板微蚀粗化、内层图形油墨涂布、内层图形成像、内层显影和酸性蚀刻、去膜。

7.根据权利要求1所述的电路板分层起泡的控制方法，其特征在于，在步骤B2中，增大对铆钉孔的尺寸设计使用梅花孔方式加工，梅花孔的有效半径比铆钉的半径大于等于1mm。

8.一种电路板，其特征在于，使用如权利要求1-7任一项所述的控制方法制作而成。

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