CN118076008A - 高速传输电路板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种高速传输电路板及其制备方法。本申请通过在信号传输目标层选择性镀锡后形成空白区，使导电层到信号传输目标层即“断开”，达到过孔残段长度为零的效果，从而最大限度降低过孔的串扰、损耗及杂讯。并且，本申请所述长槽孔相对于圆孔，纵横比减少，能提高电镀贯孔能力，增加第二导电层(铜)的电镀均匀性，使水平面铜与垂直线铜厚均匀性匹配更佳。本申请的垂直线导通结构相对于孔结构，可缩小间距，从而能缩小步线空间。本申请通过一次压合的方式制作，相较于顺序积层工艺，能减少生产流程和成本。

Description

高速传输电路板及其制备方法

技术领域

本申请涉及印刷电路板(PCB)技术领域，尤其涉及一种高速传输电路板及其制备方法。

背景技术

对于复杂的高速数字电路，高速传输电路板的设计通常层数多且厚度厚。当信号传输到内层时，仅部分信号会直接进入内层，还有一部分信号会沿过孔(PCB上的每一个孔都可以称之为过孔，如盲孔、埋孔和通孔)的孔壁传往其他位置(如底层)，再反射回信号层。反射回来的信号和直接传入的信号因此有了时间差异，会造成信号串扰、损耗及杂讯。

这个问题通常有以下三种解决方法：(1)将通孔设计成盲孔(blind via)；(2)背钻(back drilling)，即钻掉没有起到任何的连接或者传输作用的通孔段(via stub，也称为过孔残段)，避免造成信号传输的反射、散射、延迟等；(3)顺序积层法(sequential)，通过多次压合/钻孔/电镀以减少通孔。

但是，上述方法都有一定的缺点。将通孔设计成盲孔，会使制作的复杂度和制造成本大增。背钻为了去除原先通孔镀上的铜层，必须要将背钻孔径加大约0.1mm～0.2mm，这使得布线面积大为减少，尤其是在孔位密集区，更使内层信号难以传输。同时，背钻通常采用机械加工的方式，很难达到使过孔残段的长度为零的效果，所以仍然会有一定的信号串扰、损耗及杂讯问题。顺序积层法的成本也较高，且设计的自由度较低。例如，制备时可先压合形成3个四层板，然后压合为1个十二层板，增加流程和生产成本；且该设计无法实现从第1层到第5层的过孔，如有需求，仍需使用第1层到第12层通孔的设计，设计自由度较差。

发明内容

有鉴于此，本申请提出一种高速传输电路板的制备方法，使制得的高速传输电路板的过孔残段长度为零，从而能最大限度降低过孔的串扰、损耗及杂讯。

本申请一实施方式提供一种高速传输电路板的制备方法，包括如下步骤：提供多块线路板，每一线路板包括导电线路层；对部分的所述导电线路层进行镀锡处理，得到镀锡层；将所述多块线路板压合，得到中间体；去除所述镀锡层，形成空白区，得到所述高速传输电路板。

一种实施方式中，所述制备方法还包括如下步骤：在所述中间体上制备长槽孔，所述长槽孔贯穿所述镀锡层和相应的导电线路层并暴露于所述中间体的外部，所述长槽孔包括相对设置的两个弧形段以及连接所述两个弧形段的两个平行段；对所述长槽孔进行黑孔化处理，使所述长槽孔的内壁形成第一导电层。

一种实施方式中，“对所述长槽孔进行黑孔化处理”的步骤包括：对所述长槽孔进行预处理，以中和所述长槽孔的内壁的负电荷并使所述长槽孔的内壁带上正电荷；用黑孔液对所述长槽孔进行处理以形成所述第一导电层，所述黑孔液包括炭黑和/或石墨；干燥所述第一导电层。

一种实施方式中，干燥所述第一导电层后，“对所述长槽孔进行黑孔化处理”的步骤还包括：用蚀刻液进行微蚀处理，去除所述导电线路层表面的所述第一导电层。

一种实施方式中，在用蚀刻液进行微蚀处理之前，“对所述长槽孔进行黑孔化处理”的步骤还包括：用碱金属硼盐溶液处理所述第一导电层。

一种实施方式中，所述制备方法还包括如下步骤：在所述第一导电层上形成第二导电层；在所述长槽孔和所述空白区内设置树脂；去除所述弧形段及所述弧形段内的所述第一导电层、所述第二导电层和所述树脂。

一种实施方式中，“将所述多个线路板压合，得到中间体”的步骤包括：在每一线路板的两侧均设置一粘接层，并在最外侧的两个粘接层外侧再分别设置一金属层，压合，得到所述中间体。

一种实施方式中，所述制备方法还包括：对最外侧的所述金属层进行线路制作形成外层线路层，在所述外层线路层的外侧设置防护层。

一种实施方式中，所述第二导电层的材质包括铜。

本申请一实施方式提供一种高速传输电路板，其包括内层线路基板及设于所述内层线路基板两侧的第一粘接层和外层线路层。所述内层线路基板包括多块线路板，每一线路板包括导电线路层，相邻的两块线路板之间设有第二粘接层。部分的所述导电线路层的表面设有空白区，所述高速传输电路板还包括过孔，所述过孔贯穿所述空白区和相应的导电线路层并暴露于所述高速传输电路板的外部。所述过孔的内壁设有第一导电层，所述第一导电层的表面设有第二导电层，所述空白区和所述过孔填充有树脂。

本申请通过在信号传输目标层选择性镀锡后形成空白区，使导电层到信号传输目标层即“断开”，达到过孔残段长度为零的效果，从而最大限度降低过孔的串扰、损耗及杂讯。并且，本申请所述长槽孔相对于圆孔，纵横比减少，能提高电镀贯孔能力，增加第二导电层(铜)的电镀均匀性，使水平面铜与垂直线铜厚均匀性匹配更佳。本申请的垂直线导通结构相对于孔结构，可缩小间距，从而能缩小步线空间。本申请通过一次压合的方式制作，相较于顺序积层工艺，能减少生产流程和成本。

附图说明

图1至图2为本申请一实施方式的制备多块线路板的剖面示意图。

图3为对图2所示多块线路板的导电线路层进行镀锡处理的剖面示意图。

图4至图5为压合图3所示多块线路板得到中间体的剖面示意图。

图6为在图5所示中间体上制备长槽孔的剖面示意图。

图7为图6所示长槽孔的俯视图。

图8为对图7所示长槽孔进行黑孔化处理的剖面示意图。

图9为去除图8所示结构中的镀锌层形成空白区后的剖面示意图。

图10为在图9所示结构的第一导电层上形成第二导电层的剖面示意图。

图11为在图10所示结构的长槽孔和空白区内设置树脂的剖面示意图。

图12为将图11所示结构的金属层制作形成外层线路层的剖面示意图。

图13为图12所示结构的两外层线路层的俯视示意图。

图14为去除图13所示结构的弧形段及弧形段内的第一导电层、第二导电层和树脂后的俯视示意图。

主要元件符号说明

高速传输电路板 100

线路板 10

导电线路层 101

第一线路板 10a

第二线路板 10b

第三线路板 10c

第四线路板 10d

第五线路板 10e

覆铜板 11

基材层 110

铜层 111

镀锡层 102

空白区 103

内层线路基板 20

中间体 30

粘接层 31

金属层 32

外层线路层 33

长槽孔 301

弧形段 3011

平行段 3012

第一导电层 40

第二导电层 50

树脂 60

第一粘接层 311

第二粘接层 312

过孔 302

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请实施例。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请实施例。

在本申请中如涉及“第一”“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

这里参考剖面图描述本申请的实施例，这些剖面图是本申请理想化的实施例(和中间构造)的示意图。因而，由于制造工艺和/或公差而导致的图示的形状不同是可以预见的。因此，本申请的实施例不应解释为限于这里图示的区域的特定形状，而应包括例如由于制造而产生的形状的偏差。图中所示的区域本身仅是示意性的，它们的形状并非用于图示装置的实际形状，并且并非用于限制本申请的范围。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

本申请一方面提供一种高速传输电路板100的制备方法，所述制备方法包括如下步骤。

请参阅图1和图2，步骤S10，提供多块线路板10，每一线路板10包括基材层110和设于所述基材层110上侧和/或下侧的导电线路层101。本实施例中，以五块线路板10作为示例，分别为第一线路板10a、第二线路板10b、第三线路板10c、第四线路板10d和第五线路板10e。在其它实施例中，所述线路板10的数量可根据实际需求调整。

具体的，如图1所示，先将五块覆铜板11裁切为所需要的尺寸。其中，所述覆铜板11包括基材层110和设于所述基材层110相对两表面的铜层111。所述第基材层110的材质可为但不限于聚酰亚胺(Polyimide，PI)、涤纶树脂(Polyethylene terephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate two formic acid glycol ester，PEN)、液晶高分子聚合物(liquid crystal polymer，LCP)或改性聚酰亚胺(modified polyimide，MPI)等。

然后，如图2所示，对所述铜层111进行线路制作形成导电线路层101，从而得到多个线路板10。所述导电线路层101可采用影像转移工艺和蚀刻工艺形成。

请参阅图3，步骤S20，对部分的所述导电线路层101进行镀锡处理，得到镀锡层102。

所述镀锡处理可通过电镀或化学镀的方式完成。可以理解，所述镀锡层102设置在作为信号传输目标层的导电线路层101的部分表面。如图3所示，本实施例中，第一线路板10a靠近第二线路板10b的导电线路层101、第二线路板10b的上下两层导电线路层101、第三线路板10c靠近第二线路板10b的导电线路层101为信号传输目标层，所述镀锡层102则设置在上述导电线路层101的部分表面。

请参阅图4和图5，步骤S30，将所述多块线路板10压合，得到中间体30。

具体的，如图4所示，首先，在每一块线路板10的两侧均设置一粘接层31，并在最外侧的两个粘接层31的外侧再分别设置一金属层32。也即，任意两块相邻的线路板10之间都有一层粘接层31，最外侧的第一线路板10a背离所述第二线路板10b的一侧还依次设有一粘接层31和一金属层32，最外侧的第五线路板10e背离所述第四线路板10d的一侧还依次设有一粘接层31和一金属层32。所述粘接层31的材质可为但不限于亚克力胶(Acrylic)或环氧树脂胶(Epoxy)等具有粘性的绝缘材料。所述金属层32的材质可为但不限于铜。

然后，如图5所示，可采用快压机(图未示)对图4所示多块线路板10、粘接层31和金属层32进行压合，使粘接层31熔融粘接各线路板10，并填充从各导电线路层101的间隙中裸露出来的各基材层110的表面，并使最外侧的两金属层32通过粘接层31分别粘接至第一线路板10a和第五线路板10e，得到中间体30。

请参阅图6和图7，步骤S40，可通过但不限于机械钻孔、镭射等方式在所述中间体30上形成长槽孔301。所述长槽孔301贯穿所述镀锡层102和相应的导电线路层101并暴露于所述中间体30的外部，也即，所述长槽孔301贯通所述中间体30的至少一侧。所述长槽孔301包括相对设置的两个弧形段3011以及连接所述两个弧形段3011的两个平行段3012。

所述长槽孔301可为通孔或盲孔，本实施例中，所述长槽孔301均为通孔。所述长槽孔301沿所述中间体30的厚度方向贯穿所述中间体30，并贯穿了所述镀锡层102。在另一些实施例中，沿厚度方向，所述长槽孔301可只贯穿至所述镀锡层102，而露出所述镀锡层102下侧的粘接层31或导电线路层101的部分表面。所述长槽孔301的数量可为一个或多个，本申请并不作限制。

请参阅图8，步骤S50，对所述长槽孔301进行黑孔化处理，使所述长槽孔301的内壁形成第一导电层40。所述步骤S50可包括如下步骤。

步骤S51，可利用清洁整孔剂对所述长槽孔301进行预处理，以中和所述长槽孔301的内壁的负电荷并使所述长槽孔301的内壁带上正电荷。

所述清洁整孔剂为微碱性溶液，并含有适量的复合剂，主要功能为中和所述长槽孔301内壁所带的负电荷(主要是基材层110的树脂材料所带的负电荷)，并调整为带正电荷，同时具有清洁铜面、去除孔壁残屑、清洁孔壁的功效，使预处理后的孔壁后续能够充分吸附黑孔液(参见步骤S52)从而形成致密均匀的第一导电层40。所述清洁整孔剂可为本领域常规或非常规的清洁整孔剂，本申请并不作限制。

步骤S52，用黑孔液对经过预处理后的长槽孔301进行处理以形成第一导电层40。

所述黑孔液是由炭黑和/或石墨组成的黑色溶液，统称为黑孔液。所述黑孔液的pH值可为9.8～10.8，炭黑、石墨的固态成分含量约为1.35％，颗粒直径可为50nm～300nm。所述长槽孔301的内壁带正电荷，所述炭黑和水墨带负电荷，通过正负电荷间的物理吸附作用，能使长槽孔301的内壁表面吸附一层均匀细致的石墨碳黑导电层，即形成了所述第一导电层40。

步骤S53，干燥所述第一导电层40，以去除水分，提升所述第一导电层40与长槽孔301内壁间的附着力。所述干燥可在65～90℃的范围内进行。可以理解，在进行干燥前，还可以用水清洗多余的黑孔液。

步骤S54，用碱金属硼盐溶液处理所述第一导电层40，使石墨和碳黑层呈现微溶胀，生成微孔通道(图未示)。

步骤S55，用蚀刻液进行微蚀处理，去除所述导电线路层101表面的所述第一导电层40。

在黑孔化过程中，第一导电层40(石墨和碳黑)不仅被吸附在长槽孔301的孔壁上，而且也吸附在内层的导电线路层101及表面的金属层32上，为确保后续的第二导电层与第一导电层40有良好的结合，必须将导电线路层101上的石墨和碳黑除去。在步骤S54中，石墨和碳黑层已生成微孔通道，蚀刻液可通过微孔通道浸蚀到导电线路层101(铜层)，并使铜面微蚀掉1μm～2μm左右，使铜上的石墨、碳黑因无立足之处而被除掉，而长槽孔301孔壁的基材层110和粘接层31上的石墨和碳黑还保持原来的状态，为后续的电镀提供良好的导电层。所述蚀刻液可为过硫酸钠水溶液，浓度可为100g/L～300g/L。

请参阅图9，步骤S60，去除所述镀锡层102，形成空白区103。

可利用退锡水(又称剥锡液)去除所述镀锡层102。所述退锡水可由硝酸、硝酸铁、缓蚀剂、表面活性剂、氮氧化物抑制剂、络合剂等组成，硝酸浓度一般为20％～25％。所述退锡水还可由硝酸、磺酸、硝酸铁、缓蚀剂、表面活性剂、氮氧化物抑制剂、络合剂等组成，硝酸浓度一般为15％以下。

可以理解，由于第一导电层40(石墨和碳粉)在金属区域(铜、锡)的吸附量较少，退锡水便能穿过镀锡层102表面较薄的第一导电层40，进行去锡作业，形成图示空白区103。

请参阅图10，步骤S70，在所述第一导电层40上形成第二导电层50。

具体的，可通过电镀的方式在所述第一导电层40上形成第二导电层50，本实施例中，所述第二导电层50的材质为铜。空白区103无导电物质无法电镀导电层，信号传输便会在所述空白区103断开，从而使长槽孔301成为无过孔残段(即stub的长度为零)的多段金属孔。

请参阅图11，步骤S80，在所述长槽孔301和所述空白区103内设置树脂60，所述树脂60填充满所述长槽孔301所述空白区103。所述树脂60能提升整体结构的稳定性。所述树脂60可为本领域常用或不常用的具有受热软化、冷却硬化特性的树脂。高出所述长槽孔301端部的树脂可研磨整平。

请参阅图12，步骤S90，对最外侧的两个所述金属层32进行线路制作形成两层外层线路层33。所述外层线路层33可采用影像转移工艺和蚀刻工艺形成。两层外层线路层33的俯视图如图13所示。

请参阅图12和图14，步骤S100，去除所述弧形段3011及所述弧形段3011上的第一导电层40、第二导电层50和树脂60，只保留平行段3012及平行段3012上的第一导电层40、第二导电层50和树脂60，使两层外层线路层33竖直方向(即厚度方向)形成可到达信号传输目标层(即空白区103所在的导电线路层101)的垂直线导通，得到高速传输电路板100。

一些实施例中，还可以在所述外层线路层33外侧设置防护层(图未示)。所述防护层可为覆盖膜层(cover-lay，CVL)或防焊层。所述防护层用于保护所述高速传输电路板100免受外界水汽侵袭或异物刮伤等。

请参阅图12，本申请另一方面还提供一种由上述制备方法制备而成的高速传输电路板100，其包括内层线路基板20及设于所述内层线路基板20两侧的第一粘接层311和外层线路层33。所述内层线路基板20包括多块线路板10，每一线路板10包括导电线路层101，相邻的两块线路板10之间设有第二粘接层312。部分的所述导电线路层101的表面设有空白区103。所述高速传输电路板100还包括过孔302(即长槽孔301去除所述弧形段3011后形成的孔)，所述过孔302至少贯穿所述空白区103和相应的导电线路层101并暴露于所述高速传输电路板100的外部。所述过孔302的内壁设有第一导电层40，所述第一导电层40的表面设有第二导电层50，所述空白区103和所述过孔302填充有树脂60。

一些实施例中，所述高速传输电路板100还包括设置于所述外层线路层33外侧的防护层(图未示)。所述防护层可为覆盖膜层(cover-lay，CVL)或防焊层。所述防护层用于保护所述高速传输电路板100免受外界水汽侵袭或异物刮伤等。

本申请通过在信号传输目标层选择性镀锡后形成空白区103，使导电层到信号传输目标层即“断开”，达到过孔残段长度为零的效果，从而最大限度降低过孔的串扰、损耗及杂讯。并且，本申请所述长槽孔301相对于圆孔，纵横比减少，能提高电镀贯孔能力，增加第二导电层50(铜)的电镀均匀性，使水平面铜与垂直线铜厚均匀性匹配更佳。本申请的垂直线导通结构相对于孔结构，可缩小间距，从而能缩小步线空间。本申请通过一次压合的方式制作，相较于顺序积层工艺，能减少生产流程和成本。

以上说明是本申请一些具体实施方式，但在实际的应用过程中不能仅仅局限于这些实施方式。对本领域的普通技术人员来说，根据本申请的技术构思做出的其他变形和改变，都应该属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种高速传输电路板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供多块线路板，每一线路板包括导电线路层；

对部分的所述导电线路层进行镀锡处理，得到镀锡层；

将所述多块线路板压合，得到中间体；

去除所述镀锡层，形成空白区，得到所述高速传输电路板。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括如下步骤：

在所述中间体上制备长槽孔，所述长槽孔贯穿所述镀锡层和相应的导电线路层并暴露于所述中间体的外部，所述长槽孔包括相对设置的两个弧形段以及连接所述两个弧形段的两个平行段；

对所述长槽孔进行黑孔化处理，使所述长槽孔的内壁形成第一导电层。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，“对所述长槽孔进行黑孔化处理”的步骤包括：

对所述长槽孔进行预处理，以中和所述长槽孔的内壁的负电荷并使所述长槽孔的内壁带上正电荷；

用黑孔液对所述长槽孔进行处理以形成所述第一导电层，所述黑孔液包括炭黑和/或石墨；

干燥所述第一导电层。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，干燥所述第一导电层后，“对所述长槽孔进行黑孔化处理”的步骤还包括：用蚀刻液进行微蚀处理，去除所述导电线路层表面的所述第一导电层。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在用蚀刻液进行微蚀处理之前，“对所述长槽孔进行黑孔化处理”的步骤还包括：用碱金属硼盐溶液处理所述第一导电层。

6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括如下步骤：

在所述第一导电层上形成第二导电层；

在所述长槽孔和所述空白区内设置树脂；

去除所述弧形段及所述弧形段内的所述第一导电层、所述第二导电层和所述树脂。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，“将所述多个线路板压合，得到中间体”的步骤包括：在每一线路板的两侧均设置一粘接层，并在最外侧的两个粘接层外侧再分别设置一金属层，压合，得到所述中间体。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：对最外侧的所述金属层进行线路制作形成外层线路层，在所述外层线路层的外侧设置防护层。

9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二导电层的材质包括铜。

10.一种高速传输电路板，其特征在于，包括内层线路基板及设于所述内层线路基板两侧的第一粘接层和外层线路层，所述内层线路基板包括多块线路板，每一线路板包括导电线路层，相邻的两块线路板之间设有第二粘接层；部分的所述导电线路层的表面设有空白区，所述高速传输电路板还包括过孔，所述过孔贯穿所述空白区和相应的导电线路层并暴露于所述高速传输电路板的外部；所述过孔的内壁设有第一导电层，所述第一导电层的表面设有第二导电层，所述空白区和所述过孔填充有树脂。