CN1383707A - 印刷电路板制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的PCB制造方法,在形成脱模层的基体材料上形成通孔,将导电糊充填到通孔后除去脱模层,在基体材料正反面配置金属箔,通过对这些进行加热压缩来制造的PCB制造过程中,使基体材料正反面通孔孔径分别比对应的脱模层孔径大。利用本发明制造方法,导电糊压缩时突出基体材料表面的导电糊的流出滞留于通孔边缘部分,因而与其他布线图案之间不会发生短路这种不良后果,而且可确保导电糊突出基体材料表面的突出量,所以,基体材料压缩后也能使导电糊内部以及导电糊和金属箔间电连接良好,制造可靠性优良的PCB。

Description

印刷电路板制造方法
                           技术领域
本发明涉及一种用于电子设备的印刷电路板。
                           背景技术
近些年，随着电子设备外形变小、重量减轻、功能增加，印刷电路板(以下为PCB)层数增多以及密度提高的趋势越来越明显。通常PCB制造采用这样一种方法，即将形成有导体电路的底板和粘合板(通常称为粘合材料)多层交替层叠，热压接后再在其上设置通孔，用在通孔上镀铜等手段来实现与表层和内层的电连接。
但随着对便携式摄像机、移动通信设备等需求的增加，要求其所用的PCB更轻、更薄以及密度更高。因此，将专利号第2601128号所示的新型PCB的制造方法付诸实用。该PCB通过在两面均具有脱模膜的可压缩多孔基体材料上开设通孔，将导电糊充填到该通孔中，剥去膜模膜后，在多孔基体材料两面贴上金属箔并加热压缩来使底板两面电连接，再对金属箔蚀刻来形成布线图案，完成电路。
下面，参照附图说明上述现有PCB构造。图8(a)～(g)为表示现有PCB制造工序的工序剖面图。首先，如图8(a)所示，准备一块两面具有脱模膜12、尺寸为500mm见方、厚度为T1mm的多孔基体材料(以下为粘合材料)11。可以用例如芳香族聚酰胺纤维无纺布浸过热固性环氧树脂的复合材料作为粘合材料11。
下面如图8(b)所示在粘合材料11规定部位用激光加工等办法形成通孔13。
接着将粘合材料11置于印刷机(未图示)平台上，从脱模膜12上面印刷导电糊14，如图8(c)所示将导电糊14充填到通孔13。此时，上面的脱模膜12起着印刷掩蔽和防止粘合材料11沾污的双重作用。
下面如图8(d)所示，在室温下剥离粘合材料11两面上的脱模膜12。接着，如图8(e)所示在粘合材料11的两面贴上铜箔等金属箔15，通过在此状态下加热压缩，从而如图8(f)所示，在粘合材料11和金属箔15粘合的同时，使粘合材料11压缩成厚度T2mm(T1＞T2)，两面的金属箔15靠导电糊14电连接。
这时，粘合材料11的构成成份即环氧树脂和导电糊14固化。此时，作为降低导电糊14和金属箔15之间连接电阻的手段，可采用如专利号第2587596号所记载的方法，即充填导电糊14后形成导电糊从剥去脱模膜12后的粘合材料11的正反面上突出的状态(图8(d))。
利用该方法，金属箔15和粘合材料11加热压缩时，与导电糊14未从粘合材料11正反面突出的情形相比，导电糊14被压缩为高密度，所以导电糊14内金属粉未间的接触面积增大，而且导电糊14内的金属粉末与正反面金属箔15的接触面积也变大，因此可使连接电阻降低。
再接着如图8(g)所示，通过用照相平版印刷使金属箔15形成布线图案后，通过蚀刻在固化的粘合材料11的两面形成布线图案16。
但上述现有构成中存在这样的问题，即压缩时突出粘合材料的导电糊未进入通孔，而是流出至通孔外与其他布线图案接触造成短路这种不良后果。
本发明正是为了解决上述问题，其目的在于，提供一种能将导电糊稳定地充填到通孔内，即使对高密度的布线图案也不会因非所希望布线图案的金属箔与导电糊连接造成短路这种不良后果，从而使导电糊和两面金属箔之间电连接良好的PCB。
                           发明概述
本发明的PCB制造方法，在形成脱模层的基体材料上形成通孔，将导电糊充填到通孔后除去脱模层，在基体材料正反面配置金属箔，通过对这些进行加热压缩使树脂固化粘合的PCB制造过程中，使基体材料正反面通孔孔径分别比对应的脱模层孔径大。
利用本发明制造方法，导电糊压缩时突出基体材料表面的导电糊的流出滞留于通孔边缘部分，因而与其他布线图案之间不会发生短路这种不良后果，而且可确保导电糊突出基体材料表面的突出量，所以，基体材料压缩后也能使导电糊内部以及导电糊和金属箔间的电连接良好，制造可靠性优良的PCB。
                        附图简要说明
图1为本发明实施形态1的PCB制造工序剖面图，图2为本发明实施形态2通孔部分的制造工序剖面图，图3为本发实施形态3通孔部分的制造工序剖面图，图4为本发明实施形态4通孔部分的制造工序剖面图，图5为本发明实施形态5通孔部分的制造工序剖面图，图6为发明实施形态6通孔部分的制造工序剖面图，图7为本发明实施形态7通孔部分的制造工序剖面图，图8为现有同类PCB的制造工序剖面图。
                  实施发明的最佳方式
下面用图1至图7说明本发明实施形态。
(实施形态1)
图1(a)～(g)为表示本发明实施形态1中PCB制造方法的工序剖面图。
首先如图1(a)所示，在尺寸为50mm见方、厚120μm的粘合材料1的两面粘合脱模膜2。粘合材料1为浸过热固化性环氧树脂的多孔质地的芳香族聚酰胺纤维的无纺布。脱模膜2为在厚19μm的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等高分子薄膜上形成膜厚为100左右的硅系脱模层薄膜。对于脱模膜2所用的高分子薄膜来说，除了PET外还可用PI(聚酰亚胺)、PEN(聚乙烯萘二甲酸乙二醇酯)、PPS(对聚苯硫)、PP(聚丙烯)、PP0(对聚苯氧)等。而作为粘合材料1，也可用玻璃纤维浸过热固化环氧树脂的复合材料。
接下来如图1(b)所示，用激光加工法在粘合材料1的规定部位形成通孔3。这时，重要的是通孔3的孔径要加工得比脱模膜2的孔径大。
为了使通孔3的孔径大于脱模膜2的孔径，要缩短浸于粘合材料1中的B台状热固化环氧树脂的凝胶时间，具体来说设凝胶时间为50～150秒。这样便能按粘合材料1正反面形成的脱模膜2对激光加工时与掩敝孔径适应的孔径进行加工，同时在粘合材料1上也加工所希望的孔，但浸于粘合材料1中的热固化环氧树脂的凝胶时间短，所以所希望孔的周围部分也靠激光加工时热能传递促进固化。树脂固化时收缩，因此可加工比激光加工时掩蔽大的孔径。另外，对于粘合材料1中的无纺布来说，可由激光加工所需的孔径，但由于树脂固化收缩而被绷紧，因而应加工比掩蔽孔径大的孔径。而且，即便假设无纺布在树脂固化收缩时不被绷紧而加工成所希望的掩蔽孔径一般大小的孔径，由于无纺布形成的多孔质地，其后将导电糊4充填到通孔3时导电糊4进入多孔质地的无纺布间隙中，粘合材料1内导电糊4的存在就会比脱模膜2的孔径更多。而且，上述效果对采用不是液状而是薄膜状的脱模膜2来说，也相当重要。
此外，脱模膜2的孔位置位于通孔3的外周部内侧这一点也极为重要。可利用该通孔3和脱模膜2的孔位置、形状关系，防止其后加热压缩时导电糊4流出至通孔3外。
另外，加工用激光可用CO2气体激光、YAG激光、准分子激光等。
下面如图1(c)所示，将通孔3加工完毕的粘合材料1设置于印刷机(未图示)平台上，通过从脱模膜2上直接印刷导电糊4，将导电糊4充填到通孔3。这时，上面的脱模膜2起到印刷掩蔽和防止粘合材料1沾污的双重作用。另外，导电糊4可从粘合材料任一面上印刷。
此后从粘合材料1上剥去脱模膜2。这时如图1(d)所示，剥去脱模膜后的导电糊4呈突出粘合材料1表面的状态。
接着，如图1(e)所示将厚18μm的铜箔等金属箔5贴于粘合材料1的两面。通过在该状态下加热压缩，使粘合材料1和金属箔5如图1(f)所示粘合的同时，粘合材料1也被压缩至厚80μm使得两面金属箔5靠导电糊4电连接。此时，粘合材料1的一构成成份即环氧树脂以及导电糊4固化。
接着如图1(g)所示，通过有选择地蚀刻两面的金属箔5形成布线图案，来获得PCB。
如上所述，本发明中将粘合材料1正反面的通孔3的孔径做得比脱模膜2的孔径大，再在通孔3外周部内侧形成脱模膜2的孔。通过这样处理，剥去脱模膜2后突出粘合材料1正反面的导电糊4可比通孔3的孔径小，并且确实可靠地存在于通孔3外周部的内侧。因此，由金属箔5夹着压缩粘合材料1时，为了降低金属箔5和导电糊4的连接电阻而形成的导电糊4突出于粘合材料1的突出部不会随意流出到通孔3外。也就是说，采用本发明，导电糊4在随后的蚀刻后仅与所希望布线图案6的部分金属箔5连接，不会与除此以外的布线图案6连接造成短路这种不良后果。
另外，本实施形态中通过将通孔孔径做成小于200μm，来适应现有同样制造方法中很困难的高密度布线，从而能制造可靠性优良的PCB。
(实施形态2)
图2(a)～(d)表示本发明实施形态2中通孔的形状。
如图2(a)所示，事先将通孔3与正反面粘合材料1的边缘部分3a加工成环状凹陷，配置脱模膜2以便塞住该边缘部分3a。与实施形态1同样将导电糊4充填到该状态通孔3中。此外，与实施形态1同样从粘合材料1上剥去脱模膜2(图2(b))，将金属箔5配置于粘合材料1的两面(图2(c))，通过在该状态下加热压缩，使两面金属箔5靠导电糊4电连接(图2(d))。这时，粘合材料1的一构成成份即环氧树脂以及导电糊4固化。
如上所述，本实施形态中将通孔3与粘合材料1正反面的边缘部分3a事先加工成环状凹陷，配置脱模膜2以便塞住该边缘部分3a。通过这样处理，脱模膜2剥去后，突出粘合材料1正反面的导电糊4比通孔3正反面的孔径小，并且确实存在于通孔3外周部的内侧。接着，由金属箔5夹着压缩粘合材料1时，导电糊4突出粘合材料1的突出部滞留于边缘部分3a内，不会随意流出到通孔3外。因此，导电糊4在随后的蚀刻后仅与所希望布线图案6的部分金属箔5连接，不会与除此以外的布线图案6连接造成短路这种不良后果。
(实施形态3)
图3(a)～(d)表示本发明实施形态3中通孔的形状。
本实施形态如图3(a)所示，通孔3与粘合材料1正反面的边缘部分3b事先作倒角加工，配置脱模膜2以便塞住该边缘部分3b。与实施形态1同样充填导电糊4。此后，与实施形态1同样从粘合材料1上剥去脱模膜2(图3(b))，将金属箔5配置在粘合材料1的两面(图3(c))，通过在该状态下加热压缩，使两面金属箔5靠导电糊4电连接(图3(d))。这时，粘合材料1的一构成成份即环氧树脂以及导电糊4固化。
如上所述，本实施形态中对通孔3的边缘部分3b事先作倒角加工，配置脱模膜2以便塞住该边缘部分3b。通过这样处理，剥去脱模膜2后，突出粘合材料1正反面的导电糊4比通孔2正反面孔径小，并且可确实地存在于通孔3正反面外周部的内侧。接着由金属箔5夹着压缩粘合材料1时，导电糊4的突出部滞留于边缘部分3b，不会随意流出到通孔3外。导电糊4在随后的蚀刻后仅与所希望布线图案6的部分金属箔5连接，不会与除此以外的布线图案6连接造成短路这种不良后果。
(实施形态4)
图4(a)～(d)表示本发明实施形态4中通孔的形状。
如图4(a)所示，本实施形态的通孔3与粘合材料1正反面的边缘部分3c事先加工成阶梯状，配置脱模膜2以便塞住该边缘部分3c，与实施形态1同样将导电糊4充填到该状态的通孔3。然后与实施形态1同样从粘合材料1上剥去脱模膜2(图4(b))，将金属箔5配置在粘合材料1的两面(图4(c))，通过在该状态下加热压缩，在粘合材料1和金属箔5粘合的同时，两面的金属箔5靠导电糊4电连接(图4(d))。这时，粘合材料1的一构成成份即环氧树脂以及导电糊4固化。
如上所述，实施形态中通孔3与粘合材料1正反面的边缘部分3c事先加工成阶梯状，配置脱模膜2以便塞住该边缘部分3c。通过这样处理，剥去脱模膜2后，突出粘合材料1正反面的导电糊4可比通孔3孔径小，并且确实存在于通孔3正反面外周部的内侧。接着由金属箔5夹着压缩粘合材料1时，导电糊4突出粘合材料1的突出部滞留于边缘部分3c，不会随意流出到通孔3外。导电糊4在随后的蚀刻后仅与所希望布线图案6的部分金属箔5连接，不会与除此以外的布线图案6连接造成短路这种不良后果。
(实施形态5)
图5(a)～(d)表示本发明实施形态5中通孔的形状。
如图5(a)所示，本实施形态中，将通孔3事先加工成正反面孔径比内部孔径大的剖面形状，配置脱模膜2以便塞住通孔3和粘合材料1正反面的边缘部分3d。与实施形态1同样将导电糊4充填到该状态通孔3中。然后与实施形态1同样从粘合材料1上剥去脱模膜2(图5(b))，将金属箔5配置在粘合材料1的两面(图5(c)，通过在该状态下的加热压缩，在粘合材料1和金属箔5粘合的同时，两面金属箔5靠导电糊4电连接(图5(d)。这时，粘合材料1的一构成成份即环氧树脂以及导电糊4固化。
如上所述，本实施形态中将通孔3事先加工成正反面孔径比内部孔径大的剖面形状，配置脱模膜2以便塞住通孔3和粘合材料1正反面的边缘部分3d。通过这样处理，剥离脱模膜2后，突出粘合材料1正反面的导电糊4可比通孔3正反面孔径小，并且确实存在于通孔3正反面外周部的内侧。接着由金属箔5夹着压缩粘合材料1时，导电糊4突出粘合材料1的突出部滞留于边缘部分3d，不会随意流出到通孔3外。导电糊4在随后的蚀刻后仅与所希望布线图案6的部分金属箔5连接，不会与除此以外的布线图案6连接造成短路这种不良后果。
(实施形态6)
图6(a)～(d)表示本发明实施形态6中通孔以及脱模膜2的形状。
如图6(a)所示，配置脱模膜2经激光加工后的开口部周围膨胀部分2a以便塞住通孔3的外周部。这种脱模膜2的加工形状可用热能较大的CO2激光实现。热能对脱模膜2的加工剖面可引起分子重新排列变形，形成膨胀部分2a。与实施形态1同样将导电糊4充填到该状态通孔3中。然后，与实施形态1同样从粘合材料1上剥去脱模膜2(图6(b))，将金属箔5配置在粘合材料1的两面(图6(c))，通过在该状态下的加热压缩，在粘合材料1和金属箔5粘合的同时，两面的金属箔5靠导电糊4电连接(图6(d))。这时，粘合材料1的一构成成份即环氧树脂以及导电糊4固化。
如上所述，本实施形态中配置脱模膜2经激光加工后的开口部周围膨胀部分2a以便塞住通孔3的外周部分。通过这样处理，剥去脱模膜2后，导电糊4处于通孔3外周部附近比粘合材料1正反面凹陷的状态，通孔3中央部分处于突出粘合材料1正反面的状态。因此，由金属箔5夹着压缩粘合材料1时，导电糊4突出粘合材料的突出部分滞留于通孔3外周部导电糊4的凹陷部分，不会随意流出到通孔3外。导电糊4在随后的蚀刻后仅与所希望布线图案6的部分金属箔5连接，不会与除此以外的布线图案6连接造成短路这种不良后果。
(实施形态7)
图7(a)～(d)表示本发明实施形态7中通孔的形状。
如图7(a)所示，配置脱模膜2经激光加工后的开口部周围膨胀部分2b以便塞住通孔3和粘合材料1正反面的边缘部分3e。此外，本实施形态中脱模膜2的膨胀部分2b和通孔3的边缘部分3e，是因激光加工时的热能而收缩变形的脱模膜2膨胀部分2b向下挤压受热变软的粘合材料1的正反面，形成通孔3其边缘部分3e的凹陷部分的。这种脱模膜2的加工形状，与实施形态6同样可用热能大的CO2激光。与实施形态1同样将导电糊4充填到该状态的通孔3中。然后与实施形态1同样从粘合材料1上剥去脱模膜2(图7(b))，将金属箔5配置在粘合材料1的两面(图7(c))，通过在该状态下加热压缩，在粘合材料1和金属箔5粘合的同时，金属箔5靠导电糊4电连接(图7(d))。这时，粘合材料1的一构成成份即环氧树脂以及导电糊4固化。如上所述，本实施形态中通孔3外周部的边缘部分3e形成未充填导电糊4的部分。于是通孔3的中央部分处于导电糊4突出粘合材料1正反面的状态。因此，由金属箔5夹着压缩粘合材料1时，导电糊4突出粘合材料1的突出部滞留于通孔3外周部未被导电糊4充填的部分，不会随意流出到通孔3外。导电糊4在随后的蚀刻后仅与所希望布线图案6的部分金属箔5连接，不会与除此以外的布线图案6连接造成短路这种不良后果。
                          产业实用性
如上所述采用本发明，为了降低金属箔和导电糊的连接电阻而形成的导电糊突出粘合材料的突出部不会随意流出到通孔外，导电糊在随后的蚀刻后仅与所希望布线图案的部分金属箔连接，不会与除此以外的布线图案连接造成短路这种不良后果。因而，能够可靠性优异地生产适于高密度布线的PCB。

Claims (11)

1.一种印刷电路板制造方法，包括：
在形成脱模层的基体材料上形成通孔的工序；
将导电糊充填到所述通孔内的工序；
从所述基体材料上剥去所述脱模层的工序；以及
在所述基体材料正反面配置金属箔，通过加热压缩形成为一体的工序，
制造中将所述金属箔形成布线图案的印刷电路板制造过程中，其特征在于，
所述通孔孔径分别比对应的所述脱模层的孔径大。
2.如权利要求1所述的印刷电路板制造方法，其特征在于，
所述脱模层的孔在所述通孔的内侧。
3.如权利要求1所述的印刷电路板制造方法，其特征在于，
所述通孔的开口部加工成环状凹陷。
4.如权利要求1所述的印刷电路板制造方法，其特征在于，
所述通孔的开口部作倒角加工。
5.如权利要求1所述的印刷电路板制造方法，其特征在于，
所述通孔的开口部加工成阶梯状。
6.如权利要求1所述的印刷电路板制造方法，其特征在于，
所述通孔开口部的孔径比内部孔径大。
7.如权利要求1所述的印刷电路板制造方法，其特征在于，
所述通孔的孔径为200μm以下。
8.如权利要求1所述的印刷电路板制造方法，其特征在于，
所述脱模层为脱模膜。
9.如权利要求8所述的印刷电路板制造方法，其特征在于，
所述脱模膜通孔的开口部周围的厚度比其它部分厚度厚。
10.如权利要求9所述的印刷电路板制造方法，其特征在于，
所述脱模膜比其它部分厚度厚的部分，覆盖所述基体材料的正反面和所述通孔的边缘部分，所述导电糊充填后所述导电糊未到达所述边缘部分。
11.如权利要求10所述的印刷电路板制造方法，其特征在于，
所述导电糊在加热压缩时到达所述基体材料正反面和所述通孔间的边缘部分。
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