CN116528510A - 一种铜浆填孔的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜浆填孔的制作方法，包括以下步骤：在生产板的表面层叠铝片，且铝片上在对应生产板中需塞铜浆的金属化孔处进行开窗，作为第一开窗，第一开窗的尺寸比金属化孔的尺寸大；在生产板上表面的铝片外侧层叠工具板，且工具板上在对应生产板中需塞铜浆的金属化孔处进行开窗，作为第二开窗，第二开窗的尺寸比第一开窗的尺寸大，以形成阶梯槽；在阶梯槽中丝印铜浆并填满，再去掉工具板；对生产板进行压合，以将铜浆向下压入金属化孔内；去除铝片，并通过磨板将生产板中凸出板面的铜浆去除，完成铜浆填孔操作。本发明采用丝印加压合的方式完成填孔操作，可有效解决铜浆填孔过程中出现的孔口凹陷和孔内空洞问题，提高了印制电路板的性能。
Description
技术领域
本发明涉及印制线路板制作技术领域，具体涉及一种铜浆填孔的制作方法。
背景技术
随着电子技术的飞速发展，电子产品越来越趋向于多功能化、小型化，促使印制电路板向多层化、积层化、高密度化方向发展。有些通孔需要用金属塞起来用于散热使得最终产品的品质更高和更加可靠；还要一部分产品是通过铜浆来实现不同层间的互连；常规铜浆填孔采用丝印填孔方式，用刮刀将涂布在丝网上的铜浆塞入孔中。
由于铜浆本身会含有部分的气泡，并且在刮塞的过程中，由于刮刀在水平运动，带动铜浆在水平和垂直2个方向翻动，大大增加了气泡产生的几率，会有气泡混入到铜浆中，最终混入到被塞的孔中而难以去除，即使采用真空填孔方式，也无法完全避免气泡的存在，因此按照常规丝印方式铜浆填孔后，容易出现凹陷和空洞的问题，很难满足高性能的使用要求。孔口凹陷的存在会导致焊接面积变小,带来焊接可靠性的问题，空洞在电子元器件发热的过程中，容易导致电路板孔断裂，影响性能。
发明内容
本发明针对上述现有的技术缺陷，提供一种铜浆填孔的制作方法，采用丝印加压合的方式完成填孔操作，可有效解决铜浆填孔过程中出现的孔口凹陷和孔内空洞问题，提高了印制电路板的性能。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种铜浆填孔的制作方法，包括以下步骤：
S1、在生产板的表面层叠铝片，且所述铝片上在对应生产板中需塞铜浆的金属化孔处进行开窗，作为第一开窗，所述第一开窗的尺寸比金属化孔的尺寸大；
S2、在生产板上表面的铝片外侧层叠工具板，且所述工具板上在对应生产板中需塞铜浆的金属化孔处进行开窗，作为第二开窗，所述第二开窗的尺寸比第一开窗的尺寸大，以形成阶梯槽；
S3、采用丝网印刷工艺在阶梯槽中丝印铜浆并填满，而后去掉工具板，以使丝印的铜浆表面高于铝片的表面；
S4、而后对生产板进行压合，以利用压合时的压力将铜浆向下压入金属化孔内；
S5、而后去除铝片，并通过磨板将生产板中凸出板面的铜浆去除，完成铜浆填孔操作。
进一步的，步骤S1中，所述第一开窗的尺寸单边比所述金属化孔的尺寸大0.1mm。
进一步的，步骤S1中，所述第二开窗的尺寸单边比所述金属化孔的尺寸大4-8mm。
进一步的，其特征在于，步骤S2中，工具板为光板，厚度为1.5-2.0mm。
进一步的，步骤S2中，选择双面覆铜板开料，通过蚀刻去除表面的铜箔后，得到所述工具板。
进一步的，所述工具板的厚度为2.0mm,所述第二开窗的尺寸单边比所述金属化孔的尺寸大5mm。
进一步的，步骤S3中，丝印铜浆的压力为0.3MPa。
进一步的，步骤S4中，压合时的压力为2.2-2.8MPa，真空度为10-30mbar。
进一步的，步骤S4中，压合时在生产板的两表面均由内往外依次层叠离型膜、硅胶垫、离型膜和钢板。
进一步的，所述生产板为芯板或由半固化片将内层芯板和外层铜箔压合为一体的多层板，且生产板在层叠铝片之前已依次经过钻孔、沉铜和全板电镀，以在生产板上制作出需塞铜浆的金属化孔。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明采用丝印加压合的方式完成填孔操作，现有的常规丝印填孔方式无法避免孔内气泡和孔口凹陷的问题，常规丝印填孔的真空度也比压合填孔小很多，丝印填孔的极限真空度只能达到100mbar，而压合填孔的真空度可以达10mbar，两者相差一个数量级别，并且丝印填孔的填孔压力也比压合填孔的的压力小，本发明中先采用丝印的方式将铜浆丝印在孔口的一端并凸出板面，而后采用压合填孔的方式将铜浆压入孔中进行填孔操作，因压合填孔的真空度小、填孔压力大，且压合填孔几乎只有垂直方向的运动，所以在压合填孔过程中，可以很好的避免产生气泡，气泡也不断地被挤压和抽取，最终能达到优良的填孔效果，压合后通过磨板去除凸出板面的铜浆，以使孔口平整无凹陷，从而有效解决了铜浆填孔过程中出现的孔口凹陷和孔内空洞问题，提高了印制电路板的性能，制作的铜浆填孔印制电路板受热后不会爆板和出现孔铜断裂的问题，可靠性高。
附图说明
图1为实施例中在芯板上层叠铝片后的示意图；
图2为实施例中在芯板上层叠工具板后的示意图；
图3为实施例中在芯板上丝印工具板后的示意图；
图4为实施例中去除工具板后的示意图；
图5为实施例中压合时的叠板结构示意图；
图6为实施例中在压合过程中将铜浆压入金属化孔后的示意图；
图7为实施例中去除铝片后的示意图；
图8为实施例中将板面磨平后的示意图；
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1
本实施例所示的一种线路板的制作方法，其中包括铜浆填孔的过程，依次包括以下处理工序：
(1)开料：按拼板尺寸520mm×620mm开出芯板，芯板的厚度为0.5mm，芯板两表面的铜层厚度均为0.5oz。
(2)钻孔：根据现有的钻孔技术，按照设计要求在芯板上进行钻孔加工，所钻的孔包括需填铜浆的通孔。
(3)沉铜：利用化学镀铜的方法在板面和孔壁沉上一层薄铜，形成金属化孔，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm。
(4)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。
(5)叠铝片：如图1所示，在芯板1的两表面分别层叠一片铝片2，且铝片2上在对应芯板1中需塞铜浆的金属化孔10处进行开窗，该开窗作为第一开窗20，第一开窗20的尺寸比金属化孔10的尺寸大，以显露出整个孔口，方便铜浆塞入孔内。
上述中，当金属化孔为多边形时，第一开窗的尺寸单边比金属化孔的尺寸大0.1mm；当金属化孔为圆孔时，第一开窗的直径比金属化孔的孔径大0.2mm。
上述中，铝片的厚度为1mm。
在一实施例中，铝片通过铆合的方式与芯板固定；当然的是，还可以通过胶带缠绕铝片和芯板的四周，以固定铝片和芯板。
(6)叠工具板：如图2所示，在芯板1上表面的铝片2外侧层叠一块工具板3，且工具板3上在对应芯板中需塞铜浆的金属化孔处进行开窗，该工具板3上的开窗作为第二开窗30，第二开窗30的尺寸比第一开窗20的尺寸大，以利用两个开窗的大小差在金属化孔的一端形成外大内小的阶梯槽，该阶梯槽用于容置后期丝印的铜浆。
上述中，当金属化孔为多边形时，第二开窗的尺寸单边比金属化孔的尺寸大4-8mm；当金属化孔为圆孔时，第二开窗的直径比金属化孔的孔径大4-8mm。
上述中，工具板为光板，厚度为1.5-2.0mm；在一实施案例中，优选工具板的厚度为2.0mm,第二开窗的尺寸单边比金属化孔的尺寸大5mm。
在一实施例中，根据芯板的开料尺寸，选择双面覆铜板开料，通过蚀刻去除覆铜板表面的铜箔后，得到工具板。
(7)丝印：如图3所示，采用丝网印刷工艺在阶梯槽中丝印铜浆4并填满，即利用丝网印刷机中的刮板将铜浆4刮入阶梯槽中，而后去掉工具板3，以使丝印的铜浆4表面高于铝片2的表面(如图4所示)，即阶梯槽上部的铜浆因工具板的去除而显露于外，方便铜浆在受到外力的时候可向下运动。
上述中，丝印铜浆的压力优选为0.3MPa。
(8)叠板：如图5所示，在丝印有铜浆的芯板1的两表面均由内往外依次层叠离型膜5、硅胶垫6、离型膜5和钢板7，形成叠板结构。
(9)压合：对上述的叠板结构进行压合，以利用压合时的压力将铜浆4向下压入金属化孔内(如图6所示)，而后去除铝片2(如图7所示)。
上述中，在真空的环境下进行压合，压合时的压力为2.2-2.8MPa，真空度为10-30mbar。
(10)磨板：使用砂带磨板，将凸出板面的铜浆去除，使板面平整(如图8所示)，完成铜浆填孔操作。
(11)外层线路制作(负片工艺)：外层图形转移，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)在芯板上完成外层线路曝光,经显影后形成外层线路图形；外层蚀刻，将曝光显影后的芯板蚀刻出外层线路，外层线宽量测为3mil；外层AOI，然后检查外层线路的开短路、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。
(12)阻焊、丝印字符：在芯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。
(13)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。
(14)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。
(15)成型：根据现有技术并按设计要求锣外形，外型公差+/-0.05mm，制得线路板。
(16)FQC：根据客户验收标准及我司检验标准，对线路板外观进行检查，如有缺陷及时修理，保证为客户提供优良的品质控制。
(17)FQA：再次抽测线路板的外观、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。
(18)包装：按照客户要求的包装方式以及包装数量，对线路板进行密封包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。
实施例2
本实施例所示的一种线路板的制作方法，其中包括铜浆填孔的过程，依次包括以下处理工序：
(1)开料：按拼板尺寸520mm×620mm开出芯板，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)在芯板上完成内层线路曝光,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，形成生产板。
(4)钻孔：根据现有的钻孔技术，按照设计要求在生产板上进行钻孔加工，所钻的孔包括需填铜浆的通孔。
(5)沉铜：利用化学镀铜的方法在板面和孔壁沉上一层薄铜，形成金属化孔，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm。
(6)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。
(7)叠铝片：在生产板的两表面分别层叠一片铝片，且铝片上在对应生产板中需塞铜浆的金属化孔处进行开窗，该开窗作为第一开窗，第一开窗的尺寸比金属化孔的尺寸大，以显露出整个孔口，方便铜浆塞入孔内。
上述中，当金属化孔为多边形时，第一开窗的尺寸单边比金属化孔的尺寸大0.1mm；当金属化孔为圆孔时，第一开窗的直径比金属化孔的孔径大0.2mm。
上述中，铝片的厚度为1mm。
在一实施例中，铝片通过铆合的方式与生产板固定；当然的是，还可以通过胶带缠绕铝片和生产板的四周，以固定铝片和生产板。
(8)叠工具板：在生产板上表面的铝片外侧层叠一块工具板，且工具板上在对应生产板中需塞铜浆的金属化孔处进行开窗，该工具板上的开窗作为第二开窗，第二开窗的尺寸比第一开窗的尺寸大，以利用两个开窗的大小差在金属化孔的一端形成外大内小的阶梯槽，该阶梯槽用于容置后期丝印的铜浆。
上述中，当金属化孔为多边形时，第二开窗的尺寸单边比金属化孔的尺寸大4-8mm；当金属化孔为圆孔时，第二开窗的直径比金属化孔的孔径大4-8mm。
上述中，工具板为光板，厚度为1.5-2.0mm；在一实施案例中，优选工具板的厚度为2.0mm,第二开窗的尺寸单边比金属化孔的尺寸大5mm。
在一实施例中，根据生产板的开料尺寸，选择双面覆铜板开料，通过蚀刻去除覆铜板表面的铜箔后，得到工具板。
(9)丝印：采用丝网印刷工艺在阶梯槽中丝印铜浆并填满，即利用丝网印刷机中的刮板将铜浆刮入阶梯槽中，而后去掉工具板，以使丝印的铜浆表面高于铝片的表面，即阶梯槽上部的铜浆因工具板的去除而显露于外，方便铜浆在受到外力的时候可向下运动。
上述中，丝印铜浆的压力优选为0.3MPa。
(10)叠板：在丝印有铜浆的生产板的两表面均由内往外依次层叠离型膜、硅胶垫、离型膜和钢板，形成叠板结构。
(11)压合：对上述的叠板结构进行压合，以利用压合时的压力将铜浆向下压入金属化孔内，而后去除铝片。
上述中，在真空的环境下进行压合，压合时的压力为2.2-2.8MPa，真空度为10-30mbar。
(12)磨板：使用砂带磨板，将凸出板面的铜浆去除，使板面平整，完成铜浆填孔操作。
(13)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，在生产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。
(14)阻焊、丝印字符：在生产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。
(15)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。
(16)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。
(17)成型：根据现有技术并按设计要求锣外形，外型公差+/-0.05mm，制得线路板。
(18)FQC：根据客户验收标准及我司检验标准，对线路板外观进行检查，如有缺陷及时修理，保证为客户提供优良的品质控制。
(19)FQA：再次抽测线路板的外观、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。
(20)包装：按照客户要求的包装方式以及包装数量，对线路板进行密封包装，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)
1.一种铜浆填孔的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在生产板的表面层叠铝片，且所述铝片上在对应生产板中需塞铜浆的金属化孔处进行开窗，作为第一开窗，所述第一开窗的尺寸比金属化孔的尺寸大；
S2、在生产板上表面的铝片外侧层叠工具板，且所述工具板上在对应生产板中需塞铜浆的金属化孔处进行开窗，作为第二开窗，所述第二开窗的尺寸比第一开窗的尺寸大，以形成阶梯槽；
S3、采用丝网印刷工艺在阶梯槽中丝印铜浆并填满，而后去掉工具板，以使丝印的铜浆表面高于铝片的表面；
S4、而后对生产板进行压合，以利用压合时的压力将铜浆向下压入金属化孔内；
S5、而后去除铝片，并通过磨板将生产板中凸出板面的铜浆去除，完成铜浆填孔操作。
2.根据权利要求1所述的铜浆填孔的制作方法，其特征在于，步骤S1中，所述第一开窗的尺寸单边比所述金属化孔的尺寸大0.1mm。
3.根据权利要求2所述的铜浆填孔的制作方法，其特征在于，步骤S1中，所述第二开窗的尺寸单边比所述金属化孔的尺寸大4-8mm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铜浆填孔的制作方法，其特征在于，步骤S2中，工具板为光板，厚度为1.5-2.0mm。
5.根据权利要求4所述的铜浆填孔的制作方法，其特征在于，步骤S2中，选择双面覆铜板开料，通过蚀刻去除表面的铜箔后，得到所述工具板。
6.根据权利要求4所述的铜浆填孔的制作方法，其特征在于，所述工具板的厚度为2.0mm,所述第二开窗的尺寸单边比所述金属化孔的尺寸大5mm。
7.根据权利要求1所述的铜浆填孔的制作方法，其特征在于，步骤S3中，丝印铜浆的压力为0.3MPa。
8.根据权利要求1所述的铜浆填孔的制作方法，其特征在于，步骤S4中，压合时的压力为2.2-2.8MPa，真空度为10-30mbar。
9.根据权利要求1所述的铜浆填孔的制作方法，其特征在于，步骤S4中，压合时在生产板的两表面均由内往外依次层叠离型膜、硅胶垫、离型膜和钢板。
10.根据权利要求1所述的铜浆填孔的制作方法，其特征在于，所述生产板为芯板或由半固化片将内层芯板和外层铜箔压合为一体的多层板，且生产板在层叠铝片之前已依次经过钻孔、沉铜和全板电镀，以在生产板上制作出需塞铜浆的金属化孔。
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|---|---|---|---|
| CN202310558233.2A CN116528510A (zh) | 2023-05-16 | 2023-05-16 | 一种铜浆填孔的制作方法 |
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