专利名称：一种印制电路二阶盲孔的加工方法
技术领域：
本发明属于印制电路制造技术领域。特别涉及到印制电路(PCB) 二阶盲孔的加工技术。
背景技术：
电子设计在不断提高整机性能的同时，也在努力缩小其尺寸。在便携式电子产品中，“小”是永远不变的追求。高密度互联(HDI)技术可以使终端产品设计更加小型化，同时满足电子性能和效率的更高标准。HDI 一般采用积层法(Build-up)制造，同时采用叠孔、电镀填孔、激光直接打孔等先进PCB技术，主要应用于3G手机、高级数码摄像机、IC载板等。 HDI电路板通常是指利用微盲孔搭配细线与密距以达到单位面积中能够搭载更多元件或布设更多线路的电路板，所以微盲孔的制作是HDI电路板技术最关键的工艺之一。盲孔是指连接表层和内层而不贯通整板的导通孔，普通的HDI板基本上是采用一阶盲孔，高阶HDI采用二阶或以上的盲孔。所谓二阶盲孔是指由两个孔径相同或者不同的孔堆叠而成的孔结构。然而，随着电路板层数的增加，且深宽比愈高的情况下，制作对位准确的二阶盲孔成为 HDI电路板的技术难点。常见的二阶盲孔加工方法主要有(1) CO2激光钻孔CO2激光钻孔主要利用的是光热烧蚀，即被加工的材料吸收波大于760nm的高能量的红外光，在极短的时间内能量增大，温度升高，当达到有机物的熔点时融化并蒸发掉而形成的孔。目前常用的CO2激光加工盲孔的方法是直接加工法，即将盲孔表面铜箔厚度腐蚀到 12 μ m以下，再进行棕化或黑化，最后用(X)2激光直接加工铜箔和介质层形成盲孔。CO2激光加工二阶盲孔是采用叠层的方式实现的，即先加工一阶盲孔，然后再经层压，对位后加工二阶盲孔。CO2激光是目前加工盲孔的主要方法，具有速度快，效率高和成本低等特点，但钻污多，主要适合孔径为IOOum及以上的盲孔，加工步骤复杂，在加工二阶盲孔的时候需要一阶一阶的逐次加工，使盲孔的对位精度降低。( UV激光钻孔UV激光钻孔是应用光化学裂蚀原理，利用紫外区所具有的波长超过400nm的高能量光子对材料进行加工。这种高能量的紫外光子能破坏有机物的分子链，金属链和无机物等形成更小的微粒利用外力的作用下被除去而形成盲孔。UV激光加工二阶盲孔是采用一次性加工方式，即一次性将铜箔和介质层除去形成二阶盲孔。UV激光是未来盲孔加工的主流趋势，具有精度高，钻污少，能量大，能够一次性加工多阶盲孔，适合微孔加工等特点，但加工时间长，成本高，难控制，且容易造成底部铜箔的烧蚀。(3)等离子蚀刻等离子蚀刻盲孔是在覆铜板上经曝光，显影和蚀刻的方法将盲孔表面的铜箔蚀刻掉，露出介质层，然后再将其放入到等离子设备中，并通入等离子气体(N2, 02和0&等)在一定的参数条件下等离子气体与介质发生反应而将介质去除形成盲孔。等离子蚀刻二阶盲孔和(X)2激光一样，采用叠层的方式实现，即先蚀刻出一阶盲孔，然后再经层压，对位蚀刻出二阶盲孔。等离子蚀刻盲孔均勻性好，易操作等特点，但对材料设备要求高，成本大，而且容易造成侧蚀，且等离子不适宜制作二阶及以上盲孔。(4)化学蚀刻化学蚀刻法制作盲孔是用蚀刻的方法将盲孔表面的铜箔去掉形成裸窗口，露出介质层材料，然后再用一定浓度的浓硫酸喷射到裸窗口上，腐蚀到介质材料而形成盲孔。化学蚀刻法制作二阶盲孔和CO2激光，等离子蚀刻一样是采用叠层的形式。这种方法能够避免底部铜箔的过蚀，并且能将介质层一次性去除，但不适应于含有纤维的介质材料，且容易造成侧蚀，且不适宜进行二阶盲孔的制作。上述为几种常用的二阶盲孔制作方法，其中CO2激光法，等离子蚀刻法和化学蚀刻法由于存在对位误差都不适用于二阶及多阶盲孔的加工。UV激光虽能实现一次性二阶盲孔的加工，但专用于盲孔加工的UV激光机成本高，对于多数厂商都无法承受。
发明内容
为了能使更多的厂家实现低成本下盲孔的加工，本发明提出了一种用层压法加工盲孔的新工艺方法。该方法以双面板，介质层材料和纯铜箔为原料，利用层压的方法制作出二阶盲孔，具有安全性好、操作简单、成本低等特点，适合于各种印制电路二阶盲孔(包括多阶盲孔)的制作。另外，该工艺介质层孔径比双面板孔径大，能够有效的避免由于对位而引起的盲孔失效等问题，并且适合于各种孔径二阶盲孔的制作。本发明技术方案为一种印制电路二阶盲孔的加工方法，如图2所示，包括以下步骤步骤1 取单层双面PCB板，在单层双面PCB板上需要加工制作二阶盲孔的位置钻通孔1 ；步骤2 取与步骤1中所述单层双面PCB板相同面积大小的单层介质板，在所述单层介质板需要加工制作二阶盲孔的位置钻通孔2 ；步骤3 取与步骤1、2中所述单层双面PCB板或所述单层介质板相同面积大小的铜箔，将所述钻孔后的单层双面PCB板、所述钻孔后的单层介质板和所述铜箔或PCB板按照 PCB板在上、介质板在中间、铜箔在下的位置关系重叠在一起后采用热压工艺压合成一体， 得到印制电路二阶盲孔。需要特别说明的是1、因为介质材料在热压过程中会造成侧向膨胀，造成孔径的收缩，所以上述技术方案中步骤1、2中所述通孔1、通孔2的孔径大小应大于所需二阶盲孔的孔径，使得经步骤 3热压后通孔1、通孔2的孔径大小与所需二阶盲孔的孔径一致。具体确定所述通孔1、通孔 2的孔径大小时，可事先设计实验来确定即首先在步骤1所采用单层双面PCB板或步骤2 所采用的单层介质板钻出系列孔径大于所需二阶盲孔孔径的通孔，然后采用步骤3中所述热压工艺热压后，测出系列通孔的孔径大小，找出与所需二阶盲孔孔径最接近的那个通孔， 该通孔所对应的热压前的孔径大小就是步骤1、2中所述通孔1、通孔2的孔径大小。2、步骤3得到印制电路二阶盲孔后，通常还需要对二阶盲孔进行电镀铜层或填铜的金属化处理，以实现多层印制电路板的跨层互连。
3、步骤1中所述单层双面PCB板可以是柔性单层双面PCB板或刚性单层双面PCB 板。4、步骤2中所述单层介质板应当具有良好的热压性能，以保证热压或能与上下层材料结合在一起，可选材料为酚醛树脂、环氧树脂、聚酯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、玻璃布、浸渍纸等介质材料。5、步骤1在单层双面PCB板上钻通孔1时可采用UV激光机钻孔，若孔径大于 200 μ m也可以采用机械钻孔。6、步骤2在单层介质板上钻通孔2时可采用UV激光或(X)2激光钻孔，若孔径大于 200 μ m也可以采用机械钻孔。7、步骤3中所述铜箔可采用PCB板代替。8、上述技术方案也适用于制作印制电路多阶盲孔。本发明的有益效果是本发明中所使用的双面板为印制电路行业使用的各种双面板，大大降低了传统制作盲孔方法对材料的限制。本发明中介质层材料的孔径比双面板孔径大，大大降低了盲孔对位的难度，使得由于对位而造成的二阶及多阶盲孔失效率大大降低。本发明无需专用的盲孔设备，对于没有盲孔设备的厂商也能适用。本发明不仅适用于二阶盲孔的制作，还适用于二阶以上多阶盲孔的制作。总的来说，本发明具有快速、简单、经济适用的特点，适合大多数PCB厂商、尤其是没有专用盲孔设备的PCB厂商使用。
图1是印制电路二阶盲孔结构示意图。图2是本发明流程示意图。
具体实施例方式下面结合一实施例对本发明作进一步的详细说明。本实施例提供一种用层压法制作二阶盲孔的方法，其具体实施步骤如下(1)取双面软板(介质层为PI，厚度为25 μ m)在其上面用UV激光钻出孔径为 100 μ m(本实施例中二阶盲孔孔径为100 μ m)的通孔。为了防止孔内钻污对后续盲孔制作的影响应将通孔内的钻污去除干净。本例中采用等离子技术对微孔进行清洗，具体步骤是 钻孔一高压水洗一烘板一等离子清洗。高压水洗是为了提供洁净的孔壁，减少后续等离子清洗的负荷，烘板是在120°C下烘半个小时以除去板中湿气，最后用等离子清洗不仅可以除去孔内及孔壁的钻污也可以提高镀铜时孔壁的附着力(2)取环氧胶膜介质板(厚度为25 μ m)，用UV激光在其上面钻出孔径为200 μ m， 250 μ m, 300 μ m, 350 μ m, 400 μ m, 450 μ m 的通孑L。(3)取铜箔，其厚度为18 μ m，将已经钻好孔的双面板，环氧胶膜和纯铜箔按照双面板，环氧胶膜和纯铜箔的顺序进行对位并固定。(4)将固定好的板件放入烘箱中在120°C下烘烤15-20分钟，目的是使环氧胶膜固化减小其层压时流动性，然后进行层压。层压具体参数如下表所示
权利要求
1.一种印制电路二阶盲孔的加工方法，包括以下步骤步骤1 取单层双面PCB板，在单层双面PCB板上需要加工制作二阶盲孔的位置钻通孔1 ；步骤2 取与步骤1中所述单层双面PCB板相同面积大小的单层介质板，在所述单层介质板需要加工制作二阶盲孔的位置钻通孔2 ；步骤3 取与步骤1、2中所述单层双面PCB板或所述单层介质板相同面积大小的铜箔， 将所述钻孔后的单层双面PCB板、所述钻孔后的单层介质板和所述铜箔按照PCB板在上、介质板在中间、铜箔在下的位置关系重叠在一起后采用热压工艺压合成一体，得到印制电路二阶盲孔。
2.根据权利要求1所述的印制电路二阶盲孔的加工方法，其特征在于，步骤3得到印制电路二阶盲孔后，对二阶盲孔进行电镀铜层或填铜的金属化处理。
3.根据权利要求1或2所述的印制电路二阶盲孔的加工方法，其特征在于，步骤1、2中所述通孔1、通孔2的孔径大小应大于所需二阶盲孔的孔径，使得经步骤3热压后通孔1、通孔2的孔径大小与所需二阶盲孔的孔径一致。
4.根据权利要求3所述的印制电路二阶盲孔的加工方法，其特征在于，具体确定所述通孔1、通孔2的孔径大小时，通过事先设计实验来确定即首先在步骤1所采用单层双面 PCB板或步骤2所采用的单层介质板钻出系列孔径大于所需二阶盲孔孔径的通孔，然后采用步骤3中所述热压工艺热压后，测出系列通孔的孔径大小，找出与所需二阶盲孔孔径最接近的那个通孔，该通孔所对应的热压前的孔径大小就是步骤1、2中所述通孔1、通孔2的孔径大小。
5.根据权利要求1或2所述的印制电路二阶盲孔的加工方法，其特征在于，步骤1中所述单层双面PCB板是柔性单层双面PCB板或刚性单层双面PCB板。
6.根据权利要求1或2所述的印制电路二阶盲孔的加工方法，其特征在于，步骤2中所述单层介质板材料为酚醛树脂、环氧树脂、聚酯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、玻璃布或浸渍纸。
7.根据权利要求1或2所述的印制电路二阶盲孔的加工方法，其特征在于，步骤1在单层双面PCB板上钻通孔1时采用UV激光机钻孔，若孔径大于200 μ m也可以采用机械钻孔。
8.根据权利要求1或2所述的印制电路二阶盲孔的加工方法，其特征在于，步骤2在单层介质板上钻通孔2时采用UV激光或(X)2激光钻孔，若孔径大于200 μ m也可以采用机械钻孔。
全文摘要
一种印制电路二阶盲孔的加工方法，属于印制电路制造技术领域。首先在单层双面PCB板上需要加工制作二阶盲孔的位置钻通孔1；然后在单层介质板需要加工制作二阶盲孔的位置钻通孔2；最后将钻孔后单层双面PCB板、单层介质板和铜箔热压在一起，得到印制电路二阶盲孔。本发明降低了传统制作盲孔方法对材料、设备的限制，降低了盲孔对位的难度，使得由于对位而造成的二阶及多阶盲孔失效率大大降低。本发明具有快速、简单、经济适用的特点，适合大多数PCB厂商、尤其是没有专用盲孔设备的PCB厂商加工二阶盲孔(包括多阶盲孔)时使用。
文档编号H05K3/40GK102361538SQ201110310998
公开日2012年2月22日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者何为, 余小飞, 周国云, 王守绪 申请人:电子科技大学