CN115835536A - 高密度互连印刷线路板制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高密度互连印刷线路板制造方法，其包括步骤：步骤1：开料制作内层芯板四角通过机械钻孔设置4个机械通孔，作为第一定位通孔；步骤2：以预先设置的第一定位通孔为定位基准，第一上层铜箔与第一下层铜箔在棕化后进行第一次激光钻孔制作；步骤3：以预先设置的第一定位通孔为定位基准，制作出X光钻机标靶并同时制作出位于四角的第一内层标靶；步骤4：通过X光钻机设置4个机械通孔，作为第二定位通孔；步骤5：以第一内层标靶进行精定位，再进行第二次激光钻孔制作，并制作出环形标靶；步骤6：通过第一环形标靶进行图形定位，进行图形制作。本发明所提供的标靶及HDI板制作方法解决电镀填充导致标靶识别不良的问题，真圆度达95％以上，进而优化了标靶孔与标靶孔之间个体的差异，提升了对位精确度，使得多层高阶盲孔的层间偏移量小于15μm，整体层间对准度提升约30％。
Description
技术领域
本发明属于印制电路板领域，特别是涉及一种高密度互连印刷线路板制造方法。
背景技术
任意层HDI板(高密度互连印刷线路板)通常都是由芯板开始盲孔和图形制作，双面逐层层压到外层,各层图形和信号是通过盲孔来连接，随着任意层HDI板(高密度互联板)的布线密度和盲孔密度增加，所设计的盲孔孔径越来越小，焊盘的尺寸不断减小，另外芯板厚度和增层介质的厚度也在不断地降低，材料趋薄，板料的刚性随之减弱，则板变形量会增加，其对板的对位准确度也提出了更高的要求。
目前业界常规的任意层HDI板积层间激光盲孔与图形线路的对位信息的传递，根据其采用的对位靶标的不同，可大致分为两种：第一种方式激光盲孔与图形线路均采用压合后X-RAY钻出的机械通孔对位；第二种激光盲孔采用压合后X-RAY钻出的机械通孔进行粗定位，通过激光钻烧灼出预先设置的内层标靶，然后根据内层标靶精确定位制作出激光钻孔与图形对位的标靶，并根据制作出的图形标靶进行图形对位。
第一种方式因为激光钻孔与图形线路的对位系统传递不连续，层偏移严重，不适合现有的高阶HDI板制作；第二种方式对于轻薄化的HDI产品，如现有文献专利《一种高阶HDI板对位方法》(公开号：CN 105392305 B)所述：通过激光钻烧灼出预先设置的内层标靶，然后根据内层标靶精确定位制作出的图形对位标靶激光环为四个，分布于板边四角，每个激光环由12颗0.2mm盲孔组成，对于轻薄化的HDI产品，层间介质厚度偏薄，在填孔电镀时被填平或部分填平，导致线路LDI自动曝光时无法识别或识别困难；同时激光环的真圆度降低，曝光时标靶得分低，导致图形盲孔偏离，层间对准度差，产品合格率低。
发明内容
本发明的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种高密度互连印刷线路板制造方法。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
高密度互连印刷线路板制造方法，其特征在于，包括步骤：
步骤1：开料制作内层芯板，内层芯板包括芯层、第一上层铜箔与第一下层铜箔，四角通过机械钻孔设置4个机械通孔，作为第一定位通孔；
步骤2：以预先设置的第一定位通孔为定位基准，第一上层铜箔与第一下层铜箔在棕化后进行第一次激光钻孔制作；
步骤3：第一次电镀填孔、减铜后，在第一上层铜箔与第一下层铜箔分别制作出内层芯板图形线路层，第一上层铜箔及第一下层铜箔均被蚀刻掉一基材盘区域；以预先设置的第一定位通孔为定位基准，制作出X光钻机标靶并同时制作出位于四角的第一内层标靶，所述的第一内层标靶的图形包括矩形无铜区以及与无铜区同心设置的定位盘，定位盘直径1.0mm；
步骤4：PP层铜箔层包括第二芯层、第二上层铜箔与第二下层铜箔；分别依次设置PP层铜箔层于内层芯板图形线路层上，第一次压合；然后通过X光钻机设置4个机械通孔，作为第二定位通孔；
步骤5：第二上层铜箔与第二下层铜箔在棕化后进行第二次激光钻孔制作，以预先设置的第二定位通孔进行粗定位，并烧灼第二上层铜箔与第二下层铜箔，露出预先设置的第一内层标靶，以第一内层标靶进行精定位，再进行第二次激光钻孔制作，并制作出环形标靶；所述的环形标靶为槽型；
所述的环形标靶至少贯穿两层铜箔并延伸至第三层铜箔；
步骤6：通过第一环形标靶进行图形定位，进行图形制作。
步骤7：重复步骤4～步骤6制程，完成多层HDI板的增层制作。
根据本发明的一个技术方案，所述的环形标靶由直径0.1mm盲孔叠孔制作出，由三圈激光孔叠孔组成，最内圈和最外圈的激光孔孔间距设计为当前层单元内激光孔的1/3孔径，最中间一圈激光孔位于环形标靶的中心线上，孔间距设计为当前层单元内激光孔的1/2孔径。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过内层设计横跨两层线路层的环形槽标靶，可有效解决填孔电镀时标靶被填平或部分填平，导致线路LDI自动曝光时无法识别或识别困难的问题，提升高密度互连印刷线路板层间对准度；同时解决激光环的真圆度降低，曝光标靶得分低，导致图形盲孔偏离，层间对准度差的问题。第二定位孔更改为环形槽，提升真圆度95％以上，进行提升曝光对准度，提升层间对准度，多层高阶盲孔的层间偏移量小于15μm，整体层间对准度提升至约30％。
附图说明
图1为本发明步骤1-3完成后的产品局部结构剖视示意图。
图2为本发明步骤4完成后的产品局部结构剖视示意图。
图3为本发明步骤5完成后的产品局部结构剖视示意图。
图4为本发明步骤5完成后的产品结构示意图。
图5为两层图形的中心距离的测量示意图。
图6为激光盲孔与底盘中心距地测量示意图(Y方向)。
图7为激光盲孔与顶盘中心距地测量示意图(Y方向)。
图8为10层任意层互联的叠孔对位效果图。
具体实施方式
高密度互连印刷线路板制造方法，其包括步骤：
如图1所示，步骤1：开料制作内层芯板10，内层芯板10包括第一芯层11、第一上层铜箔12与第一下层铜箔13，四角通过机械钻孔设置4个机械通孔，作为第一定位通孔14；
步骤2：以预先设置的第一定位通孔14为定位基准，第一上层铜箔12与第一下层铜箔13在棕化后进行第一次激光钻孔制作；
步骤3：第一次电镀填孔、减铜后，在第一上层铜箔12与第一下层铜箔13分别制作出内层芯板图形线路层，第一上层铜箔12及第一下层铜箔13均被蚀刻掉一直径3mm的基材盘区域15；以预先设置的第一定位通孔14为定位基准，制作出X光钻机标靶并同时制作出位于四角的第一内层标靶16，所述的第一内层标靶16的图形包括矩形无铜区17以及与无铜区同心设置的定位盘18；定位盘18直径1.0mm。
如图2所示，步骤4：PP层铜箔层20包括第二芯层21、第二上层铜箔22与第二下层铜箔23；分别依次设置PP层铜箔层20于内层芯板10的图形线路层上，第一次压合，然后通过X光钻机设置4个机械通孔，作为第二定位通孔24；
如图3、4所示，步骤5：第二上层铜箔22与第二下层铜箔23在棕化后进行第二次激光钻孔制作，以预先设置的第二定位通孔24进行粗定位，并烧灼第二上层铜箔22与第二下层铜箔23，露出预先设置的第一内层标靶16，以第一内层标靶16进行精定位，再进行第二次激光钻孔制作，并制作出环形标靶25；所述的环形标靶25为槽型，环形标靶25外环直径尺寸2.3mm、内环直径尺寸1.7mm；
所述的环形标靶至少贯穿两层铜箔并延伸至第三层铜箔；即：自第二上层铜箔22一侧制作的环形标靶25贯穿第二上层铜箔22、第一上层铜箔12，延伸至第一下层铜箔13；即：自第二下层铜箔23一侧制作的环形标靶25贯穿第二下层铜箔23、第一下层铜箔13，延伸至第一上层铜箔12；
所述的环形标靶由直径0.1mm盲孔叠孔制作出，由三圈激光孔叠孔组成，最内圈和最外圈的激光孔孔间距设计为当前层单元内激光孔的1/3孔径，最中间一圈激光孔位于环形标靶的中心线上，孔间距设计为当前层单元内激光孔的1/2孔径。
图1-3仅示出了线路板一个角位置的第一定位孔14、第二定位孔24及环形槽25示意图。
步骤6：通过第一环形标靶进行图形定位，进行图形制作。
收集一款10层任意层互联HDI板L3/4层LDI曝光机在两种标靶下的靶孔对位得分数据数据，得分越高，对位点被接收的几率越高，对位精准度越高，由下述结果可知，选择本发明方法相比CN105392305B专利文献中的标靶的靶孔对位得分由86.2％提升至95.6％，平均标准偏差由0.04提升至0.012，优化了标靶孔与标靶孔之间个体的差异，进而提升了对位精确度。
表1：两种方法下标靶的靶孔对位得分对比
在衡量对准度时，收集相邻两层图形的中心距离，用来评估层间图形的对位精度；图5为两层图形的中心距离的测量示意图；收集相邻两层间，激光盲孔中心与激光孔盘中心的距离，用来评估激光盲孔与图形的对位精度，包括，激光孔与底盘的对位精度和激光孔与孔盘的对位精度；图6为激光盲孔与底盘中心距地测量示意图(Y方向)，图7为激光盲孔与顶盘中心距地测量示意图(Y方向)；图8为10层任意层互联的叠孔对位效果图。
收集一款10层任意层互联HDI板在两种标靶下的L3/4相邻层间对位精度与激光孔与图形对位精度；其中：X表示X方向之间的中心距，Y表示Y方向之间的中心距，D表示两个盘之间的圆心距；结果如下：
表2：相邻层间图形对准度
表3：激光盲孔与底盘对准度
表4：激光盲孔与顶盘对准度
综合上述表格中的数据，无论是图形的层间对位还是激光孔与内外层图形的对位，选择多层激光槽标靶相比单层激光孔标靶的对位精度由小于20um提升至小于13um，提升比例约30％，可以更好的满足高精度HDI板层间对位的需求。
表5：两种标靶的精度对比
本发明通过内层设计横跨两层线路层的环形槽标靶，可有效解决填孔电镀时标靶被填平或部分填平，导致线路LDI自动曝光时无法识别或识别困难的问题，提升高密度互连印刷线路板层间对准度；同时解决激光环的真圆度降低，导致图形盲孔偏离，层间对准度差的问题。第二定位孔更改为环形槽，提升真圆度95％以上，进行提升曝光对准度，提升层间对准度，多层高阶盲孔的层间偏移量小于15μm，整体层间对准度提升至约30％。
以上仅为本发明较佳的实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (2)
1.高密度互连印刷线路板制造方法，其特征在于，包括步骤：
步骤1：开料制作内层芯板，内层芯板包括芯层、第一上层铜箔与第一下层铜箔，四角通过机械钻孔设置4个机械通孔，作为第一定位通孔；
步骤2：以预先设置的第一定位通孔为定位基准，第一上层铜箔与第一下层铜箔在棕化后进行第一次激光钻孔制作；
步骤3：第一次电镀填孔、减铜后，在第一上层铜箔与第一下层铜箔分别制作出内层芯板图形线路层，第一上层铜箔及第一下层铜箔均被蚀刻掉一基材盘区域；以预先设置的第一定位通孔为定位基准，制作出X光钻机标靶并同时制作出位于四角的第一内层标靶，所述的第一内层标靶的图形包括矩形无铜区以及与无铜区同心设置的定位盘；
步骤4：PP层铜箔层包括第二芯层、第二上层铜箔与第二下层铜箔；分别依次设置PP层铜箔层于内层芯板图形线路层上，第一次压合；然后通过X光钻机设置4个机械通孔，作为第二定位通孔；
步骤5：第二上层铜箔与第二下层铜箔在棕化后进行第二次激光钻孔制作，以预先设置的第二定位通孔进行粗定位，并烧灼第二上层铜箔与第二下层铜箔，露出预先设置的第一内层标靶，以第一内层标靶进行精定位，再进行第二次激光钻孔制作，并制作出环形标靶；所述的环形标靶为槽型；
所述的环形标靶至少贯穿两层铜箔并延伸至第三层铜箔；
步骤6：电镀后通过第一环形标靶进行图形定位，进行图形制作。
步骤7：重复步骤4～步骤6制程，完成多层HDI板的增层制作。
2.根据权利要求1所述的高密度互连印刷线路板制造方法，其特征在于，所述的环形标靶由盲孔叠孔制作出，由三圈激光孔叠孔组成，最内圈和最外圈的激光孔孔间距设计为当前层单元内激光孔的1/3孔径，最中间一圈激光孔位于环形标靶的中心线上，孔间距设计为当前层单元内激光孔的1/2孔径。
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