CN210469874U - 基于激光钻孔碳化导电直接金属化孔的电路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于激光钻孔碳化导电直接金属化孔的电路板，其特征在于：具有基材、铜箔的覆铜板开设有孔，基材对应的孔的孔壁位置具有一层碳化层，铜箔表面和碳化层表面具有一层镀铜层。本实用新型提高电路板生产效率，降低生产成本。

Description

基于激光钻孔碳化导电直接金属化孔的电路板

技术领域

本实用新型涉及一种电路板结构，尤其电路板的通孔或盲孔的结构。

背景技术

对于有些需要通孔或盲埋孔导通的电路板，传统的工艺都是通过化学沉铜或石墨黑孔的办法，在孔壁四周的绝缘层形成一层很薄的导电层，再利用这个导电层电镀一层更厚的铜，形成孔金属化，起到线路板上下层线路导通的作用。显然这是一种必须的工艺。

例如图1所示线路板激光钻孔传统金属化孔工艺是：

聚酰亚胺覆铜板或FR4覆铜板，UV紫外激光钻通孔或盲孔后，采用等离子除胶渣或氢氧化钠化学清洗处理等办法去除碳化层，再用化学沉铜或碳粉黑孔工艺，在孔壁四周形成一层很薄的导电层，再进行电镀铜，然后线路制作再电镀或化学镀镍金，再进行外形加工等后工序。

现有技术的化学沉铜或石墨黑孔在孔壁四周形成一层很薄的导电层的工艺成本高，效率低。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于激光钻孔碳化导电直接金属化孔的电路板，其目的是解决现有技术的缺点，提高电路板生产效率，降低生产成本。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于激光钻孔碳化导电直接金属化孔的电路板，其特征在于：具有基材、铜箔的覆铜板开设有孔，基材对应的孔的孔壁位置具有一层碳化层，铜箔表面和碳化层表面具有一层镀铜层。

所述铜箔包括上层铜箔、下层铜箔，所述覆铜板为双面覆铜板。

所述的孔为通孔或盲孔。

或

一种基于激光钻孔碳化导电直接金属化孔的电路板，其特征在于：具有基材、线路的覆铜板开设有孔，基材对应的孔的孔壁位置具有一层碳化层，线路上具有贴覆盖膜或印油墨形成的覆盖层，碳化层表面镀有一层镍金层，没有覆盖层的线路表面也镀有一层镍金层。

所述线路包括上层线路、下层线路，所述覆铜板为双面覆铜板。

所述的孔为通孔或盲孔。

本实用新型的有益之处在于：

以聚酰亚胺或环氧玻璃纤维布为基材的线路板，采用激光钻通孔或盲孔后, 都会在孔壁四周的绝缘层表面，形成一层均匀的碳化层，这一碳化层具有导电性，通过喷砂工序去除碳化过程形成的一些凸瘤，就可以利用这一导电性直接进行电镀铜或电镀镍金或化学镀镍金，省去了化学沉铜或黑孔工艺过程，从而降低了成本，提高了生产效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为现有技术工艺流程图；

图2为本实用新型第一种工艺工艺流程图；

图3为本实用新型第一种工艺覆铜板激光切割后剖面图；

图4为本实用新型第一种工艺覆铜板镀铜后剖面图；

图5为本实用新型第二种工艺工艺流程图；

图6为本实用新型第二种工艺覆铜板线路制作后激光切割后剖面图；

图7为本实用新型第二种工艺覆铜板化学镀镍金后剖面图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

本实用新型的原理是：

以聚酰亚胺(PI)或环氧玻璃纤维布(FR-4)为基材的线路板，采用激光钻通孔或盲孔后,都会在孔壁四周的绝缘层表面，形成一层均匀的碳化层，这一碳化层，传统的工艺是采用等离子或氢氧化钠等办法去除，再用沉铜或黑孔工艺，在孔壁四周形成一层很薄的导电层，再进行电镀铜。实际上这一碳化层是导电的，是激光烧割过程，在高温的作用下瞬间将聚酰亚胺或环氧玻璃纤维布碳化，形成粘附在孔壁四周的碳化层，且这一碳化层与孔壁原本的聚酰亚胺或环氧玻璃纤维布结合更牢。当然，在碳化过程有时也会形成一些凸瘤，这些凸瘤可以通过后续的喷砂工序去除。因此利用这一碳化层的导电性，直接进行电镀铜或电镀镍金、化学镀镍金，从而节省了沉铜或黑孔工序，对于某些直接进行电镀镍金、化学镀镍金的产品，还节省了电镀铜工序。采用这一方式生产的产品经检测和客户使用，性能与传统工艺产生的产品没有差异。

如图2、图3、图4所示的本实用新型的第一种工艺：该工艺适合先激光钻孔，再制作线路方式。即用UV紫外激光切割一面以上有铜箔的覆铜板通孔4 或盲孔5。UV紫外激光适合切割金属材料和非金属材料。

步骤1：具有基材1、上层铜箔2、下层铜箔3的双面覆铜板裁剪成需要的尺寸，双面覆铜板可以是将聚酰亚胺(PI)为基材1的柔性双面覆铜板，或环氧玻璃纤维布(FR-4)为基材1的刚性双面覆铜板；

步骤2：将设计好的孔位坐标和孔径尺寸文件，导入UV紫外激光切割机，根据基材材料和厚度、铜箔厚度、孔的类型(通孔、盲孔)、孔径大小等，设置好钻孔参数，然后进行试钻，切割出需要的孔径和深度的通孔4或盲孔5。激光切割后在基材1的孔壁四周粘附的碳化层6厚度约1-2μm。

步骤3：将激光钻孔后的覆铜板，用300-400#砂粒进行高压喷砂处理，去除孔内激光切割后残留的凸头碳渣。由于激光切割后孔壁四周粘附的碳化层6与原基材结合较牢，喷砂过程只会将孔壁四周有凸头的部分碳渣，在砂粒的高压冲击下去除掉，同时将铜箔表面的黑色氧化层去除。

步骤4：将喷砂后的板进行电镀铜，由于通孔4或盲孔5激光切割后聚酰亚胺或环氧玻璃纤维布基材1的孔壁四周的碳化层6会导电，与孔壁四周的上铜箔2和下铜箔3，都能均匀镀一层铜形成镀铜层61，并根据镀铜厚度要求，设定镀铜电流密度、时间、速度等参数。

形成的半成品板为具有基材1、上层铜箔2、下层铜箔3的双面覆铜板，开设有通孔4或盲孔5，基材1对应的通孔4或盲孔5的孔壁位置具有一层碳化层，铜箔表面和碳化层表面具有一层镀铜层。

步骤5：将半成品板进行线路制作、贴覆盖膜或印油墨、电镀镍金或化镍金、进行电测、外形加工等后工序制作。

如图5、图6、图7所示的本实用新型的第二种工艺：适合先制作线路，再激光钻孔方式。即在蚀刻线路的同时把需要钻通孔4或盲孔5的位置铜箔蚀刻掉，再用CO₂激光对该位置进行切割。CO₂激光适合切割聚酰亚胺、环氧玻璃纤维布等非金属材料。

步骤1：将双面覆铜板在线路制作时按设计要求蚀刻掉不需要的铜箔，得到线间距7和通孔4或盲孔5的尺寸，形成上层线路21和下层线路31。

步骤2：将设计好的孔位坐标和孔径尺寸文件，导入CO₂激光切割机，根据基材1材料、厚度、孔的类型(通孔4、盲孔5)、孔尺寸大小等，设置好钻孔参数，然后进行试钻，在通孔4或盲孔5切割出需要的孔径和深度。激光切割后在基材1的孔壁四周粘附的碳化层6厚度约1-2μm。

步骤3：将激光钻孔后的覆铜板，用300-400#砂粒进行高压喷砂处理，去除通孔4或盲孔5内激光切割后残留的凸头碳渣。由于激光切割后孔壁四周粘附的碳化层6与原基材结合较牢，喷砂过程只会将孔壁四周有凸头的部分碳渣，在砂粒的高压冲击下去除掉，同时将铜箔表面的黑色氧化层去除。

步骤4：将喷砂后的板进行贴覆盖膜或印油墨形成覆盖层8。然后化学镀镍金，由于通孔4或盲孔5激光切割后聚酰亚胺或环氧玻璃纤维布基材1孔壁四周的碳化层会导电，与孔壁四周的上层线路21和下层线路31在没有贴覆盖膜或印油墨形成覆盖层8的位置，都能均匀镀一层镍金层61，并根据镀镍金厚度要求，设定化学镀镍金参数。

形成的半成品板为具有基材1、上层线路21、下层线路31的双面覆铜板，开设有通孔4或盲孔5，基材1对应的通孔4或盲孔5的孔壁位置具有一层碳化层，上层线路21和下层线路31上分别具有贴覆盖膜或印油墨形成的覆盖层8，碳化层表面镀有一层镍金层61，没有覆盖层8的上层线路21和下层线路31表面也镀有一层镍金层61。

(5)将化学镀镍金后的半成品板，进行电测、外形加工等后工序制作。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种基于激光钻孔碳化导电直接金属化孔的电路板，其特征在于：具有基材、铜箔的覆铜板开设有孔，基材对应的孔的孔壁位置具有一层碳化层，铜箔表面和碳化层表面具有一层镀铜层。

2.如权利要求1所述的基于激光钻孔碳化导电直接金属化孔的电路板，其特征在于：所述铜箔包括上层铜箔、下层铜箔，所述覆铜板为双面覆铜板。

3.如权利要求1所述的基于激光钻孔碳化导电直接金属化孔的电路板，其特征在于：所述的孔为通孔或盲孔。

4.一种基于激光钻孔碳化导电直接金属化孔的电路板，其特征在于：具有基材、线路的覆铜板开设有孔，基材对应的孔的孔壁位置具有一层碳化层，线路上具有贴覆盖膜或印油墨形成的覆盖层，碳化层表面镀有一层镍金层，没有覆盖层的线路表面也镀有一层镍金层。

5.如权利要求4所述的基于激光钻孔碳化导电直接金属化孔的电路板，其特征在于：所述线路包括上层线路、下层线路，所述覆铜板为双面覆铜板。

6.如权利要求4所述的基于激光钻孔碳化导电直接金属化孔的电路板，其特征在于：所述的孔为通孔或盲孔。

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