CN115942651B - 一种多层超厚铜两阶埋盲孔电路板的制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种多层超厚铜两阶埋盲孔电路板的制作方法,其包括如下步骤：制作第一层组L1至L7；制作第二层组L8至L14；分别同时压合所述第一层组L1至L7和所述第二层组L8至L14；对第一层组L1至L7、第二层组L8至L14进行减铜；对第一层组L1至L7、第二层组L8至L14进行钻孔‑‑沉铜‑‑电镀‑‑铜加厚‑‑树脂塞孔‑‑砂带磨板‑‑内层线路‑‑内层酸蚀‑‑AOI;二次压合：将所述第一层组L1至L7和所述第二层组L8至L14压合在一起；减铜‑‑砂带磨板‑‑外层钻孔‑‑外层沉铜‑‑脉冲电镀‑‑树脂塞孔‑‑减铜‑‑砂带磨板‑‑沉铜盖帽‑‑一铜‑‑外层线路‑‑二铜‑‑外层碱蚀‑‑外层AOI。本发明可以提高了生产合格率。
Description
技术领域
本发明涉及电路板制作技术领域，特别涉及一种多层超厚铜两阶埋盲孔电路板的制作方法。
背景技术
在电子行业，线路板已经成为一个必不可少的零部件。常规PCB主要功效是用于构成传递信息的导线。超厚铜电路板具有承载大电流，减少热应变，和散热性好的特性。而且，在设计线宽一定的情况下，增加铜厚相当于加大了电路截面面积，从而可以能够承载更大的电流。因此，厚铜板为可以让大电流通过，且用于承载功率器件的基板，其主要功效是保护电流的承载能力和使电源稳定。因此，这种大电流基板的发展趋势是承载更大的电流，并让更大的器件发出的热散出，也因此导致通过的大电流越来越大，基板所有的铜箔厚度越来越厚。而这些厚铜板的应用领域及需求量在近年也得到了迅速的扩大。
超厚铜两阶埋盲孔电路板，其在制造过程中集合了超厚铜、埋盲孔、以及两阶压合等多类型高新技术于一体的电路板制作工艺。其中，超厚铜是指铜厚大于30 OZ。对于内层芯板厚度仅为0.1mm,而且同时双面覆铜需要达到3OZ(厚度约105um）的埋孔制作，生产过程相当困难，各制程中任一个控制点导致板面折痕均会造成芯板折损、线路层开路、缺口报废，合格率降低。
对于两阶盲孔板，行业内一般采用激光钻盲孔加电镀填孔方式制作，此方法对于芯板厚度超厚，铜厚超厚的板，超出激光钻孔的能力，钻孔深度无法掌控。填孔电镀也完全无法实现。特别是对于总铜厚达到40 OZ的钻孔，行业内一般采用两次钻孔的方式生产，导致影响效率，同时两次钻孔受钻机精度得到影响，孔壁会出现不平整，粗糙度增加，影响后续电镀的可靠性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种可以解决上述技术问题的多层超厚铜两阶埋盲孔电路板的制作方法。
一种多层超厚铜两阶埋盲孔电路板的制作方法，其包括如下步骤：
STEP101:制作第一层组L1、L2、L3、L4、L5、L6、以及L7：开料--内层钻孔--内层沉铜--内层电镀--铜加厚--内层线路--内层蚀刻--内层AOI；
STEP102：制作第二层组L8、L9、L10、L11、L12、L13、以及L14：开料--内层钻孔--内层沉铜--内层电镀--铜加厚--内层线路--内层酸蚀—AOI；
STEP103：一次压合：分别同时压合所述第一层组L1至L7和所述第二层组L8至L14；
STEP104；对第一层组L1至L7、第二层组L8至L14进行减铜；
STEP105：对第一层组L1至L7、第二层组L8至L14进行钻孔--沉铜--电镀--铜加厚--树脂塞孔--砂带磨板--内层线路--内层酸蚀--AOI;
STEP106：二次压合：将所述第一层组L1至L7和所述第二层组L8至L14压合在一起；
STEP107：减铜--砂带磨板--外层钻孔--外层沉铜--脉冲电镀--树脂塞孔;
STEP108：减铜--砂带磨板--沉铜盖帽--一铜--外层线路--二铜--外层碱蚀--外层AOI--低阻测试--阻焊--字符--喷锡--成型--V-CUT--测试--FQC--包装--入库。
进一步地，在步骤STEP101和102中，当内层沉铜和内层电镀时，均需要每片板套边框或使用薄板架套板生产。
进一步地，在步骤STEP103中，一次压合时，压合叠板后采用热熔加铆合方式以保证层间对准度。
进一步地，在步骤STEP101中，除次外层外只需两张聚丙烯板（PP）外，其它层次都需设计3张聚丙烯板。
进一步地，在步骤STEP104中，L1和L14层铜厚为1OZ，而L7层和L8层为3OZ，需要将L1和L14层贴膜，并使L7层和L8层减铜到2OZ，减铜后钻孔、制作盲孔层。
进一步地，在步骤STEP106中，二次压合后钻孔并在设计内层线路时，将需要钻孔的焊盘处预留开窗，以降低钻孔的压力。
进一步地，钻孔时使用金刚石涂层钻咀。
进一步地，为了降低钻头的温度，确保钻孔的品质，小于0.6mm孔径钻咀寿命设置到200孔，大于0.6mm的孔径钻咀寿命设置60孔。
进一步地，一次压合后内层电镀时，采用VCP垂直连续镀，必须将喷流频率设置在50-55Hz，所设置的电流密度和电镀时间以能保证孔铜厚度大于或等于28um为准。
进一步地，二次压合后的电镀都需要脉冲电镀方式，脉冲电镀采用正向直流加反向脉冲再加正向直流，用高电流密度20ASF，氯离子控制在75±15ppm,硫酸铜浓度65±10g/L，铜槽温度21-25度。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、0.1mm板厚6层3OZ铜厚盲孔沉铜电镀：此板芯板厚度0.1mm且双面铜厚均达到3OZ,由于铜厚板薄生产过程中容易板料打折，产品合格率极低。针对此种类型的板，沉铜电镀传统生产方法均需要每片板套边框、或使用薄板架套板生产，减少生产过程的折坏报废。此板采用水平沉铜加VCP垂直连续镀，大幅提高了生产合格率。
2、两阶埋盲孔：此板两次压合，内层所有层次均设计有埋孔，埋孔层厚度仅仅0.1mm，生产过程容易折伤折断，在流程设计时采用了降低VCP喷流频率的方式，保证连续电镀的顺畅。压合时使用热熔加铆钉的方式制作，压合后用X-RAY钻靶机钻孔，测量涨缩调整程式。两次压合后的电镀都需要脉冲电镀方式，脉冲电镀采用正向直流+反向脉冲+正向直流，用高电流密度20ASF，氯离子控制在75±15ppm,硫酸铜浓度65±10g/L,铜槽温度21-25度，设定23度，满足孔铜的同时，面铜增加少，孔面铜比能达到120%，有效降低外层线路制作难度。而且孔面铜在高电流通过时物理性能不会发生变化。
3、超厚铜板的钻孔方式：此板多层次压合完成后，钻孔总铜厚达到40 OZ,钻孔品质受钻头散热、排屑的影响，管控困难。为解决这一难题，经过多次试验验证，最终选择金刚石涂层钻咀，降低钻咀使用寿命，小于0.6mm孔径钻咀寿命设置到200孔，大于0.6mm的孔径钻咀寿命设置60孔。采用0.15mm镀膜铝片作为盖板，有效降低钻头的热量。
附图说明
图1为本发明提供的一种多层超厚铜两阶埋盲孔电路板的制作方法的流程图。
图2为制造过程中第一层组的结构示意图。
图3为制造过程中第二层组的结构示意图。
图4为图1的多层超厚铜两阶埋盲孔电路板的制作方法所制备的电路板的结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
请参阅图1至图4，本发明提供的一种多层超厚铜两阶埋盲孔电路板的制作方法，其包括如下步骤：
STEP101:制作第一层组L1、L2、L3、L4、L5、L6、以及L7：开料--内层钻孔--内层沉铜--内层电镀--内层线路--内层蚀刻--内层光学检测；
STEP102：制作第二层组L8、L9、L10、L11、L12、L13、以及L14：内层钻孔--内层沉铜--内层电镀--内层线路--内层酸蚀—光学检测；
STEP103：一次压合：分别同时压合所述第一层组L1至L7和所述第二层组L8至L14；
STEP104；对第一层组L1至L7第二层组L8至L14进行减铜；
STEP105：对第一层组L1至L7、第二层组L8至L14进行钻孔--沉铜--电镀--铜加厚--树脂塞孔--砂带磨板--内层线路--内层酸蚀--光学检测;
STEP106：二次压合：将所述第一层组L1至L7和所述第二层组L8至L14压合在一起；
STEP107：减铜--砂带磨板--外层钻孔--外层沉铜--脉冲电镀--树脂塞孔;
STEP108：减铜--砂带磨板--沉铜盖帽--一铜--外层线路--二铜--外层碱蚀--外层AOI--低阻测试--阻焊--字符--喷锡--成型--V-CUT--测试--FQC--包装--入库。
在步骤STEP101和STEP102中，对于所制作的L1、L2、L3、L4、L5、L6、以及L7，其每一铜层，即芯板L1、L3、L5以及L7的制作流程都是一样的，即都需要开料--内层钻孔--内层沉铜--内层电镀--铜加厚--内层线路--内层蚀刻--内层AOI。L2、L4、L6为粘接层，即聚丙烯板（PP）层。由于每张芯板的铜厚均为3OZ，蚀刻线路后所需填胶量大.除次外层只需两张聚丙烯板（PP）外，其它层次都需设计3张聚丙烯板，具体地，两种2116聚丙烯板搭配一张1080高胶聚丙烯板压合。如图2所示，在该图中，为了方便清楚地辨识各层结构及用途，将各层进行了间隔分离。可以想到的是，在实际生产中，各层之间的贴合在一起的。
同理，对于所制作的L8、L9、L10、L11、L12、L13、以及L14，其每一铜层，即芯板L8、L10、L12、以及L14的制作流程也是一样的，即开料--内层钻孔--内层沉铜--内层电镀--铜加厚--内层线路--内层酸蚀—AOI。而L9、L11、L13也为PP层。如图3所示，在该图中，也是为了方便清楚地辨识各层结构及用途，将各层进行了间隔分离。可以想到的是，在实际生产中，各层之间的贴合在一起的。
另外，当内层沉铜时，此芯板厚度0.1mm且双面铜厚均达到3OZ,由于铜厚板薄生产过程中容易板料打折，导致产品合格率降低。针对此种类型的板，沉铜和电镀时均需要每片板套边框、或使用薄板架套板生产，减少生产过程的折坏报废。可以想到的是，其他步骤皆应当为现有技术，在此不再赘述。
在步骤STEP103中，分别同时压合所述第一层组L1至L7和所述第二层组L8至L14的步骤，称之为一次压合。压合叠板后采用热熔加铆合方式，保证层间对准度。
在步骤STEP104中，该步骤的减铜为内层减铜。此板一次压合后两面铜厚不一致，L1和L14层铜厚为1OZ，而L7层和L8层为3OZ。因此需要将L1和L14层贴膜，并使L7层和L8层减铜到2OZ，减铜后退膜再钻孔、制作盲孔层。
在步骤STEP105中，将所述第一层组L1至L7和所述第二层组L8至L14压合在一起的步骤称之为二次压合。如图4所示，在该图中，也是为了方便清楚地辨识各层结构及用途，将各层进行了间隔分离。可以想到的是，在实际生产中，压合后，各层之间是结合在一起的。
在步骤STEP106中，二次压合后钻孔。此板两次压合完成后，钻孔总铜厚达到40OZ,钻孔品质受钻头散热、排屑的影响，管控困难。为解决这一难题，在设计内层线路时，将需要钻孔的焊盘处预留开窗，可以降低钻孔的压力。经过多次试验验证，最终选择金刚石涂层钻咀，降低钻咀使用寿命，小于0.6mm孔径钻咀寿命设置到200孔，大于0.6mm的孔径钻咀寿命设置60孔。采用0.15mm镀膜铝片作为盖板，有效降低钻头的热量。
在步骤STEP106中，二次压合后的电镀都需要脉冲电镀方式，脉冲电镀采用正向直流+反向脉冲+正向直流，用高电流密度20ASF，氯离子控制在75±15ppm,硫酸铜浓度65±10g/L,，铜槽温度21-25度，设定23度，从而可以在满足孔铜的同时，面铜增加少。
在内层电镀时，采用VCP垂直连续镀。此板厚度3.3mm，最小钻咀0.4mm,纵横比超过了8:1，为保证电镀深镀能力，在VCP电镀时必须将喷流频率设置在50-55Hz，设置合适的电流密度，电镀时间，保证孔铜厚度≧28um。
在完成外层自动光学检测步骤后，还应当四线低阻测试、阻焊、字符、表面处理喷锡。由于板厚、铜厚超出普通板的设计结构。喷锡参数设置必须合理，经过试验板多次验证，最终设定浸锡时间6秒，喷锡前烤板的温度为150度，烘烤时间为60分钟。喷锡后锡面应当饱满光亮，且无阻焊掉桥、锡面发白、锡高等。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、0.1mm板厚3层3OZ铜厚盲孔沉铜电镀：此板芯板厚度0.1mm且双面铜厚均达到3OZ,由于铜厚板薄生产过程中容易板料打折，产品合格率极低。针对此种类型的板，沉铜电镀传统生产方法均需要每片板套边框、或使用薄板架套板生产，减少生产过程的折坏报废。此板采用水平沉铜加VCP垂直连续镀，大幅提高了生产合格率。
2、两阶埋盲孔：此板两次压合，内层所有层次均设计有埋孔，埋孔层厚度仅仅0.1mm，生产过程容易折伤折断，在流程设计时采用了降低VCP喷流频率的方式，保证连续电镀的顺畅。压合时使用热熔加铆钉的方式制作，压合后用X-RAY钻靶机钻孔，测量涨缩调整程式。两次压合后的电镀都需要脉冲电镀方式，脉冲电镀采用正向直流+反向脉冲+正向直流，用高电流密度20ASF，氯离子控制在75±15ppm,硫酸铜浓度65±10g/L,铜槽温度21-25度，设定23度，满足孔铜的同时，面铜增加少，孔面铜比能达到120%，有效降低外层线路制作难度。而且孔面铜在高电流通过时物理性能不会发生变化。
3、超厚铜板的钻孔方式：此板多层次压合完成后，钻孔总铜厚达到40 OZ,钻孔品质受钻头散热、排屑的影响，管控困难。为解决这一难题，经过多次试验验证，最终选择金刚石涂层钻咀，降低钻咀使用寿命，小于0.6mm孔径钻咀寿命设置到200孔，大于0.6mm的孔径钻咀寿命设置60孔。采用0.15mm镀膜铝片作为盖板，有效降低钻头的热量。
以上仅为本发明的较佳实施例，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 (5)
1.一种多层超厚铜两阶埋盲孔电路板的制作方法，其包括如下步骤：
STEP101:制作第一层组L1、L2、L3、L4、L5、L6、以及L7：对所述L1、L3、L5、以及L7进行开料--内层钻孔--内层沉铜--内层电镀--铜加厚--内层线路--内层蚀刻--内层AOI，所述L2、L4、以及L6为粘接层；
STEP102：制作第二层组L8、L9、L10、L11、L12、L13、以及L14：对所述L8、L10、L12、以及L14进行开料--内层钻孔--内层沉铜--内层电镀--铜加厚--内层线路--内层酸蚀—AOI，所述L9、L11、以及L13为粘接层；
STEP103：一次压合：分别同时压合所述第一层组L1至L7和所述第二层组L8至L14；
STEP104:对第一层组L1至L7、第二层组L8至L14进行减铜；
STEP105：对第一层组L1至L7、第二层组L8至L14进行钻孔--沉铜--电镀--铜加厚--树脂塞孔--砂带磨板--内层线路--内层酸蚀—AOI，一次压合后电镀时，采用VCP垂直连续镀，必须将喷流频率设置在50-55Hz，所设置的电流密度和电镀时间以能保证孔铜厚度大于或等于28um为准;
STEP106：二次压合：将所述第一层组L1至L7和所述第二层组L8至L14压合在一起，二次压合后钻孔并在设计内层线路时，将需要钻孔的焊盘处预留开窗，以降低钻孔的压力，钻孔时使用金刚石涂层钻咀，为了降低钻头的温度，确保钻孔的品质，小于0.6mm孔径钻咀寿命设置到200孔，大于0.6mm的孔径钻咀寿命设置60孔；
STEP107：减铜--砂带磨板--外层钻孔--外层沉铜--脉冲电镀--树脂塞孔，脉冲电镀采用正向直流加反向脉冲再加正向直流，用高电流密度20ASF，氯离子控制在75±15ppm,硫酸铜浓度65±10g/L，铜槽温度21-25度;
STEP108：减铜--砂带磨板--沉铜盖帽--一铜--外层线路--二铜--外层碱蚀--外层AOI--低阻测试--阻焊--字符--喷锡--成型--V-CUT--测试--FQC--包装--入库。
2.如权利要求1所述的多层超厚铜两阶埋盲孔电路板的制作方法，其特征在于：在步骤STEP101和102中，当内层沉铜和内层电镀时，均需要每片板套边框或使用薄板架套板生产。
3.如权利要求1所述的多层超厚铜两阶埋盲孔电路板的制作方法，其特征在于：在步骤STEP103中，一次压合时，压合叠板后采用热熔加铆合方式以保证层间对准度。
4.如权利要求1所述的多层超厚铜两阶埋盲孔电路板的制作方法，其特征在于：在步骤STEP101中，除次外层外只需两张聚丙烯板外，其它层次都需设计3张聚丙烯板。
5.如权利要求1所述的多层超厚铜两阶埋盲孔电路板的制作方法，其特征在于：在步骤STEP104中，L1和L14层铜厚为1OZ，而L7层和L8层为3OZ，需要将L1和L14层贴膜，并使L7层和L8层减铜到2OZ，减铜后砂带磨板、钻孔、制作盲孔层。
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Denomination of invention: A Manufacturing Method for Multilayer Ultra Thick Copper Two Stage Buried Blind Hole Circuit Board Effective date of registration: 20231222 Granted publication date: 20230606 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Zhejiang Yangtze River Delta integration demonstration zone sub branch Pledgor: Zhejiang Wanzheng Electronic Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980072921 |
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