一种印制板层间无铜区的制作方法与流程

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一种印制板层间无铜区的制作方法与制造工艺

本发明涉及印制电路板,更具体地说是指一种印制板层间无铜区的制作方法。



背景技术:

印刷电路板(Printed circuit board,PCB)几乎会出现在每一种电子设备当中。如果在某样设备中有电子零件,那么它们也都是镶在大小各异的PCB上。除了固定各种小零件外,PCB的主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接。随着电子设备越来越复杂,需要的零件越来越多,PCB上头的线路与零件也越来越密集了。

印制电路板制作过程中,当线路图形空旷无铜区时,此处无铜区处于低洼位置,层压过程中无法受力,成品后有微小空洞。

目前制作此类产品时,有以下两种方法进行制作:

1、如图1所示,层压叠板时,层间用缓冲材料(缓冲材料定义:厚薄缓冲纸、牛皮纸、硅胶垫等),均衡压力,使其树脂被“挤”到空洞区位置;又如中国专利201210421208.1提供了一种印制线路板层压埋铜块方法,包括:利用半固化片将第一基材层和第二基材层粘接在一起;在第一基材层、第二基材层以及半固化片的预埋铜块的位置处开槽,开槽尺寸大于铜块尺寸;对第一基材层、第二基材层和铜块分别进行层压前的处理;执行层压,在层压过程中使半固化片上的树脂流胶流出并受热固化,以便将第一基材层、第二基材层、半固化片和铜块粘合在一起,从而形成一个整体;执行研磨,以去除铜块上下表面铜面上溢出的半固化片流胶;执行沉铜电镀以便在由第一基材层、第二基材层、铜块和半固化片所组成的叠板的上下表面形成铜层,由此使铜块与第一基材层、第二基材层、半固化片互连后形成整体,并实现电气互连。

2、提高层间树脂含量,如中国专利201410648297.2公开了一种内外层铜厚不一致的厚铜线路板的制备方法,属于PCB印制线路板技术领域。该方法包括压板、钻孔和蚀刻工序,其中:压板工序中,选用树脂含量≥65%的半固化片,依次采用热压工艺和冷压工艺进行压板;并且所述热压工艺参数条件为:压力为250-450PSI,温度为175-220℃,真空度为0-68cm Hg,时间为90-150min;所述冷压工艺参数条件为:压力为50-450PSI,温度为165-220℃,时间为130-230min。该方法通过层压结构和叠板方式的设计,配合升温加压控制,使流胶填充均匀,压板时的压力分布均匀,填充效果好,能够避免气泡产生,具有压合良好的特点。

但是,上述的做法中,存在以下的问题:

上述的第一条做法存在以下缺陷:

1、每压一块板都需使用缓冲材料辅助压板,使单位成本上升20%,工序产能下降50%;

2、缓冲材料为一次性材料,不环保;

上述的第二条做法存在以下缺陷:提高层间树脂含量,会影响介质厚度,其导致阻抗、板厚等品质无法达到客户要求。

因此,有必要设计一种印制板层间无铜区的制作方法,实现适用于小批量电路板、样板电路板生产,填充凹低处的空洞,保证层压后PCB板无空洞白边,降低成本,提升产能,并且不影响介质厚度。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种印制板层间无铜区的制作方法。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种印制板层间无铜区的制作方法,包括以下步骤:

对半固化片开料处理;

在半固化片上钻定位孔;

对半固化片开窗处理;

对半固化片预叠处理;

压合预叠完成的半固化片。

其进一步技术方案为:所述对半固化片开窗处理的步骤,包括以下具体步骤:

保留芯板无铜区位置处的树脂;

掏空芯板上其他位置的树脂。

其进一步技术方案为:所述保留芯板无铜区位置处的树脂的步骤,具体是保留向芯板无铜区内缩2mm至4mm的位置的树脂。

其进一步技术方案为:所述保留芯板无铜区位置处的树脂的步骤,具体保留向芯板无铜区内缩3mm的位置的树脂。

其进一步技术方案为:所述掏空芯板上其他位置的树脂的步骤,具体是通过机械铣板的方式铣掉芯板上其他位置的树脂。

其进一步技术方案为:所述压合预叠完成的半固化片的步骤中,具体先采用热压预叠完成的半固化片后,再采用冷压预叠完成的半固化片。

本发明与现有技术相比的有益效果是:本发明的一种印制板层间无铜区的制作方法,通过靠近芯板位置开窗,在进行预叠和层压操作,保证层压后PCB板无空洞白边,有效填充无铜区凹陷位置,填充凹低处空洞,下降成本,提升产能,并且不影响介质厚度。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为现有技术的PCB无铜区叠板的结构示意图。

图2为本发明具体实施例提供的一种印制板层间无铜区的制作方法的流程框图;

图3为本发明具体实施例提供的对半固化片开窗处理的具体流程框图;

图4为本发明具体实施例提供的PCB无铜区叠板的结构示意图。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容,下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明,但不局限于此。

如图2至图4所示的具体实施例,本实施例提供的一种印制板层间无铜区的制作方法,可以运用在印制电路板的制作过程中,实现对层间树脂PP开窗设计,来填充凹低处的空洞。具体的,可以运用在各种多层板的压合过程中,尤其是适用于小批量电路板、样板电路板生产。

一种印制板层间无铜区的制作方法,包括以下步骤:

S10、对半固化片开料处理;

S20、在半固化片上钻定位孔;

S30、对半固化片开窗处理;

S40、对半固化片预叠处理;

S50、压合预叠完成的半固化片。

上述的S10步骤,对半固化片开料处理的步骤,半固化片经常用的为1080或2116,因为价格不太贵,含胶量比较大,半固化片由环氧树脂和玻璃纤维构成。

在S10步骤,对半固化片开料处理的步骤之前,还包括对铜箔开料,铜箔厚度为12μm或者18μm或者35μm或者70μm。

对于上述的S20步骤,在半固化片上钻定位孔的步骤,具体的,钻定位孔时孔径为3.2mm,由小到大依序排刀,钻孔要用刀,刀分为钻刀、槽刀、铣刀三种:钻刀范围:0.1mm-----6.3mm,公差:0.05mm;当钻刀为0.1mm时,要求板厚≤0。6mm,层数≤6层;钻刀为0.15MM时,要求:板厚≤1。2mm,层数≤8层;槽刀范围:0.6mm至1.1mm;当一个槽孔孔径超过这个范围可以用钻刀来代替槽刀,槽刀钢比钻刀好,不易断刀,铣刀范围为0.6mm或者0.8mm或者1.0mm或者1.2mm或者1.6mm或者2.4mm。

上述的S30步骤,对半固化片开窗处理的步骤,包括以下具体步骤:

S301、保留芯板无铜区位置处的树脂;

S302、掏空芯板上其他位置的树脂。

具体的,所述S301步骤,保留芯板无铜区位置处的树脂的步骤,具体是保留向芯板无铜区内缩2mm至4mm的位置的树脂,对于一个有层间介质厚度要求的PCB板,在靠近芯板处加此开窗,可保证原有介质厚度。

在本实施例中,所述S301步骤,保留芯板无铜区位置处的树脂的步骤,具体保留向芯板无铜区内缩3mm的位置的树脂。

当然,于其他实施例,所述S301步骤,保留芯板无铜区位置处的树脂的步骤,具体保留向芯板无铜区内缩2mm的位置的树脂。

或者,于其他实施例,所述S301步骤,保留芯板无铜区位置处的树脂的步骤,具体保留向芯板无铜区内缩4mm的位置的树脂。

另外,所述S302步骤,掏空芯板上其他位置的树脂的步骤,具体是通过机械铣板的方式铣掉芯板上其他位置的树脂。

对于机械铣板需要用到铣刀,具体的,选用铣刀的原则如下:

方方正正的板优先选用大铣刀;

板内有内铣槽的地方,根据内铣槽的大小选择铣刀;

一块板可以选择两把铣刀;

当拼板数比较多,尺寸比较小时,优先选用1.6mm以下的铣刀;

当板上有小尖角和小半圆弧时,用钻刀钻出比较好,以免板变形,铣刀飞出;

铣刀本身是顺时针旋转的,自身路径又为外层逆时针,内层顺时针;

包边板铣包边时,是在一钻后,铣包边。包边板要单边缩3mi l,它分为全包边和部分包边。

于其他实施例,上述的S302步骤,掏空芯板上其他位置的树脂的步骤,还可以通过刮板的方式刮掉芯板上其他位置的树脂。

为了增加可以布线的面积,多层板用上了更多单或双面的布线板。多层板使用数片双面板,并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢(压合)。板子的层数就代表了有几层独立的布线层,通常层数都是偶数,并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构,不过技术上可以做到近100层的PCB板。大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板,不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替,超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCB中的各层都紧密的结合,一般不太容易看出实际数目。

对多个基板进行层压,各单片层必须要压合才能制造出多层板。压合动作包括在各层间加入绝缘层,以及将彼此黏牢等。如果有透过好几层的导孔,那么每层都必须要重复处理。多层板的外侧两面上的布线,则通常在多层板压合后才处理。

S50的步骤中,另外,层压分为分热压和冷压,具体先采用热压预叠完成的半固化片后,再采用冷压预叠完成的半固化片。

层压厚度理论值公式:所有半固化片的厚度+内层芯板(不含基铜)的厚度+各层基铜的厚度×对应层的残铜率,其中,残铜率=有用的铜/基铜。

并且,对于层压,需依照以下的叠层原则进行层压:

1、优先选用厚的板材;

2、结构对称;

3、当两面基铜厚度都为18μm时,可以单独使用一张1080;

4、层间半固化片的厚度应>2倍基铜,当为阴阳板时,则应>2倍厚的基铜;

5、半固化片应外薄内厚;

6、层间半固化片的张数应≤3张;

7、内层芯板应与半固化片的材料保持一致;

8、当板厚达不到客户要求时,可以加入光板。

上述的树脂为PP,因此,上述的开窗称为“PP开窗”。

于其他实施例,在S10步骤,对半固化片开料处理步骤之前还包括对覆铜板开料、内层图像转移等。

具体的,覆铜板开料就是两面覆盖铜皮的芯板,对其进行开料主要是对其进行切板操作,依据实际情况对覆铜板进行切板操作,切成若干份供生产所用。

另外,对于内层图像转移,包括内层磨板、内层贴膜、菲林对位、曝光、显影、蚀刻以及褪膜等步骤。

更进一步的,内层磨板分两步:

1、用酸洗覆铜板,此步骤的目的是为了清除板面氧化物,防止夹入汽泡,干膜起皱。

2、用火山灰洗覆铜板,此步骤的目的是为了使板面变的微观粗糙,增加与半固化片的结合力。

对于内层贴膜,具体贴的是干膜。干膜分三层,顶层为聚脂薄膜,中层为光致抗蚀剂,底层为聚已烯膜,在贴膜时把底层的聚已烯膜去掉。

另外,菲林对位主要是通过板边马氏兰孔对位,对位时,要用夹板条,夹板条要与放入两片蕈林之间的内层芯板等厚,菲林一般为负片。

曝光的步骤,是利用白光对菲林垂直照射进行曝光。

显影是为了把没有被曝光的干膜熔解掉。在曝光后、显影前去掉顶层膜,若提前去掉顶膜,则氧气会向光致抗蚀剂扩散,破坏游离基,引起感光度下降。

蚀刻是为了把没有用的铜熔解掉,蚀刻分为蚀刻补偿与补偿蚀刻,分别如下:

1、蚀刻补偿:在正片或负片线路菲林上补偿,即加宽线宽。补偿标准为:

阴阳板补偿时注意:板薄的一面多补偿,因为蚀刻时的参数时间T是以厚的基铜为准。则有:18/35补偿1.2/0.4;35/70补偿2.4/1.0。

2、补偿蚀刻是由于同板厚的板的两面蚀刻药水浓度不一样,要在时间上进行补偿,需要多进行一个△T的时间补偿。

上述的过程中的单位换算:1英尺=12英寸,英尺:foot,英寸:inch;

1foot=12inch 1inch=1000mil

1mm=39.37mil≈40mil 1inch=25.4mm≈25mm

1mil=0.025mm=25μm

另外,对于褪膜,是把被曝光的干膜熔解掉,用强碱(NAOH)进行熔解。

另外,于其他实施例,有一些PCB板在制作过程中,内层图像转移之后需要进行AOI检测。

AOI,即Automatic Optical Instrument,也就是自动光学检测,又称半检,能检查出制造问题。

另外,于其他实施例,有一些PCB板在制作过程中,AOI检测之后需要进行棕化,也就是使线路上生成一层棕色的氧化亚铜(CU2O),这样的目的是为了增强与半固化片的结合力。

在层压时,还需要防止翘曲,此时,可以通过叠层对称的方式层压,以防止翘曲的现象发生。

另外,在整个制作过程中,还可以在层压之前对覆铜基板进行烘板或者在入库前压板操作,以防止翘曲的现象发生。

对于烘板的时机是在开料后以及层压后这两个时段烘板,可以更好的防止翘曲的现象发生。烘板时,需要在150℃的高温下烘烤四个小时。

上述的一种印制板层间无铜区的制作方法,通过靠近芯板位置开窗,在进行预叠和层压操作,保证层压后PCB板无空洞白边,有效填充无铜区凹陷位置,填充凹低处空洞,下降成本,提升产能,并且不影响介质厚度。

上述的一种印制板层间无铜区的制作方法,能使成本下降20%,产能提升50%,并且,采用机械铣板将将对应无铜区位置的树脂保留,其他位置的树脂铣掉,可以使得无铜区的树脂含量高于其他位置的树脂含量,因此,无铜区的空洞可以通过自身的树脂的挤压,避免空洞,均衡压力。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容,以便于读者更容易理解,但不代表本发明的实施方式仅限于此,任何依本发明所做的技术延伸或再创造,均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

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