填充导通孔-销的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于对多层电路板的导通孔(Via)进行填充的方法。本发明进而涉及一种堵塞工艺。
【背景技术】
[0002]在制造多层电路板时通常借助压力和热量将多个薄的、具有铜层的、经环氧树脂浸溃的玻璃纤维垫(例如FR4材料)相互压合。通过多个导通孔建立这些层之间的电连接。下面将多层电路板的各个层称为层。导通孔理解为电路板的或者说层的导体电路平面之间的竖直电连接。该连接通常通过在层之间的电镀金属化的钻孔来实现。如果导通孔没有穿过全部多层电路板，而是仅仅直至其中一层，该导通孔称为盲孔(Blind-Via)。如果该导通孔“埋在”层之间，那么该导通孔称为埋孔(Buried-Via)。
[0003]如果该导通孔没有被封闭，那么对于连续贯穿的钻孔或者说导通孔会流出焊料并因此对焊接处的可靠性以及随之对整个电路都有不利的影响。此外，在层之间的未填满的导通孔(Buried-Via)中会有这样的风险，经环氧树脂浸溃的玻璃纤维垫的材料(例如树脂)在层压合时流入到该孔或者说埋孔中。在这种情况下会出现对电路板的质量产生不利影响的缺陷处以及空气夹杂。
[0004]所以，在现有技术中已知借助专门的(堵塞)膏状物填充或者说封闭导通孔。这通常以下列步骤进行:
[0005]1.在印刷工艺中以膏状物借助筛网或者无筛网地填充导通孔，
[0006]2.使材料干燥，
[0007]3.磨除多余的材料，
[0008]4.清洁表面，
[0009]5.电镀上有可能被去除的铜。
[0010]在填充完印板的导通孔之后，能够进一步加工该印板。例如能够将该层与其他层相连地压合。
[0011]DE 10 2005 020 969 Al描述了一种内部导通孔的填充镀层结构。对此，在采用脉冲反转金属包层工艺的情况下在导通孔的内壁上以钟形构造第一镀层，然后变换为反向电流，以在导通孔的内壁的第一镀层的上区段和下区段上形成第二镀层，从而使导通孔被填满。
[0012]DE 10 2007 008 491 Al描述了一种具有位于内部的通孔的电路板以及该电路板的制造方法。对此，电路板具有核心层、第一电镀层和第二电镀层，在该核心层中构造有位于内部的通孔，第一电镀层使内部的通孔入口封闭，其中在位于内部的通孔中有保留的空间没有被填满，第二电镀层使内部的通孔的另一入口封闭并且填充保留的空间。
【发明内容】
[0013]本发明的目的在于，设计一种用于填充多层电路板的导通孔的方法，该方法与现有技术已知的方法相比成本更加有利、(表面)质量更佳并且耗时更短。
[0014]根据本发明提供一种用于填充导通孔的方法，其中，该导通孔布置在多层电路板的内部。根据本发明的方法对此具有下列步骤:
[0015]a)使销垂直于导通孔的第一开口地对准；
[0016]b)使销穿过第一开口导入到导通孔中；
[0017]c)将销截短至这样的销长度，使得该销长度与导通孔长度的一部分或者全部或者多倍相对应；
[0018]d)将第一层与第二层压合，其中在第一层和第二层之间布置第一预浸料层、例如第一叠合层。
[0019]根据本发明，销是构造成长形的物体，该长形的物体在室温下并且在没有力的影响下基本上表现为固态材料。对此，该材料可以构造为软的或者也可以构造为具有弹性的。因此，销的材料优选是能够变形的，但是比例如通常所使用的用于填充导通孔的膏状物更硬。优选地，导通孔的第一开口处在多层电路板的第一层的上侧区域中。
[0020]在使销定向以及将该销穿过第一开口导入导通孔中之后，在步骤c)中将销的长度截短到预定的销长度。在销被截短之后，该销具有能够在导通孔长度的一部分直至多倍之间调节的销长度。优选地，销长度能够无级地调节。
[0021]第一预浸料层以及优选地其他的预浸料层可以构造为经树脂浸溃的垫、例如经环氧树脂浸溃的玻璃纤维垫。
[0022]在将销定向、导入并且截短之后，将第一层与第二层粘结并且相互压合。通过在压合第一层与第二层之前至少部分地用销填充导通孔，由此能够在压合这些层时没有或仅有非常少的、预浸料的树脂或者说第一预浸料层流入到导通孔中。因此能够在最大程度上或者完全避免空气夹杂。
[0023]销具有圆形或者带棱角形状的横截面。优选地，销的表面具有粗糙度。特别优选地，具有圆形横截面的销的表面具有粗糙度或者销具有带棱角形状的横截面。由此，在销穿过第一开口被导入导通孔中之后，该销贴附在导通孔内。
[0024]相比于现有技术已知的用于填充导通孔的方法，根据本发明的方法设计得明显更简单。因此，能够明显更快地实施根据本发明的方法。例如，在根据本发明的方法中不需要磨除多余的材料并且也不需要进行清洁。此外，完全避免了例如在磨削时产生的多余废料。销在穿过第一开口被导入到导通孔中之后被截短成预定的销长度。在这种情况下不需要另外的再加工。铜表面的质量在这种工艺中同样没有由于有缺陷的磨削而受到损坏。
[0025]优选地，销在步骤b)中至少在导通孔的整个长度上穿过第一开口被导入导通孔中。对此优选的是，销以其第一端部在导通孔的第二开口的区域中与第一层的侧表面齐平或者从第二开口伸出。导通孔的第二开口是第一层的与第一开口相对的开口。
[0026]此外优选的是，销在步骤b)中借助用于导入的装置被导入到导通孔中。为此可以设置具有用于导入的装置的机器或者自动设备。此外，用于将销导入的装置能够构造为自动装配机的根据用途而改造的装配机头或者自动钻床的钻头。机器或者自动设备可以是各种合适的、在其上或其中能够固定或放置电路板或者说多层电路板的一层或多层的装置。机器或者自动设备具有用于将销导入的装置，销被输送到该装置以将该销导入导通孔中。用于将销导入的装置能够至少在两个方向上运动，从而在步骤a)期间使销垂直于导通孔的第一开口地对准。优选地，用于将销导入的装置也可以在其高度上或者说在与电路板的距离上或者说在与第一层的距离上变化，从而使销在步骤b)中穿过第一开口被导入到导通孔中。销的材料作为棒状原料或者以例如卷的卷绕形式被输送到用于将销导入的装置。对此，具有卷绕的销材料的卷能够布置在机器或者自动设备上或机器或者自动设备中。
[0027]还优选的是，销具有用于稳固的玻璃纤维织物。此外优选的是，销具有环氧化物材料。
[0028]还优选的是，销具有基本上呈圆形的直径或者具有带有棱角的横截面。对此，销直径优选小于导通孔的直径。在销具有带有棱角的横截面时，销在导通孔内部的最大宽度优选小于导通孔的直径。特别优选地，销直径或者说销的最大宽度是导通孔的直径的至少75%、非常特别优选是至少85%。例如，导通孔的直径在150微米和250微米之间的范围中。优选地，销具有在125微米和225微米之间的范围中的销直径或者说最大宽度。
[0029]带有棱角的实施方式对于销在套筒中的帖附是有利的。
[0030]优选地，在步骤d)期间将第一层与第二层压合直至销在导通孔内已经完全或者部分地封闭导通孔，特别优选封闭直至75%、非常特别优选至少直至85%。优选地，通过压合第一层与第二层使得销或者说销的材料在导通孔内变软直至液态并且封闭孔或者说导通孔，从而能够使得层叠的层的树脂不会或者非常少量地流入导通孔中。
[0031]优选地，将销引入到导通孔中并且将销的长度截短，使得在销在步骤c)中被截短之后该销以第一端部从第二开口伸出。也就是说，销从导通孔的与第一开口相对的开口伸出第一长度。替代地或者额外地，销优选在步骤c)中被截短之后以第二端部从导通孔的第一开口伸出第二长度。因此优选的是，销在其被导入到导通孔并且被截短之后，至少从导通孔的两个开口的其中一个伸出或者说伸出第一长度和/或第二长度。因此，销在被导入到导通孔并且被截短之后具有这样的销长度，该销长度优选比导通孔的长度或者说深度更长。
[0032]此外优选的是，销从导通孔的第二开口伸出的第一长度与该销的布置在导通孔内的区域基本上呈直线地延伸。
[0033]此外优选的是，销从导通孔的第一开口伸出的第二长度与该销的布置在导通孔内的区域基本上呈直线地延伸。
[0034]优选地，销在其第一端部的区域中被弯折。此外优选的是，销在其第二端部的区域中被弯折。因此优选地，销在第一层的上侧和/或下侧的区域中能够倾斜地布置。也就是说，销在其从导通孔的第二开口伸出的第一长度的区域中以与该销的布置在导通孔内的区域呈角度地布置。此外，销在其从导通孔的第一开口伸出的第二长度的区域中能够以与该销的布置在导通孔内的区域呈角度地布置。特别优选地，销的第一长度的区域和销在导通孔内的区域之间的角度在80°和100°之间，非常特别优选的是基本上呈直角。此外，销的第二长度的区域和销在导通孔内的区域之间的角度在80°和100°之间，非常特别优选的是呈直角。
[0035]优选地，前述方法用于埋孔。优选地，对于盲孔和通孔(导通孔)额外地在所述方法中加入一个或多个工艺步骤。这特别是对完成层叠的电路板进行额外地压合(提供热量)，从而熔化导通孔-销并封闭该孔。