一种高层细密线多层线路板及制作工艺的制作方法

文档序号:15153189发布日期:2018-08-10 21:24阅读:193来源:国知局

本发明涉及电路板加工技术领域,具体为一种高层细密线多层线路板及制作工艺。



背景技术:

随着电子技术的高速发展,对电子产品的要求越来越高,功能越来越多,芯片的集成度越来越高,与其相对的,对于线路板的设计要求,也是越来越高的,多层印制电路是电子技术向高速度、多功能、大容量、小体积方向发展的产物,随着电子技术的不断发展,尤其是大规模和超大规模集成电路的广泛深入应用,多层印制电路正迅速向高密度、高精度、高层数化方向发展,出现了微细线条、小孔径贯穿、盲孔埋孔、高板厚孔径比等技术以满足市场的需要,然而随着多层线路板的功能越来越多,结构越来越复杂,一些潜在的问题渐渐浮现出来,通常的多层线路板虽然可以装配更多电子元件,但密度过高的布线层数与过高的布线结构往往会使线路板发生故障的概率大大提高;多层线路板层与层之间为了方便连接靠的过于紧密,会导致线路板之间产生触碰和干扰,以至于影响电子元件的正常工作;多层线路板装配密度过高,安全措施却不完善,往往一点小小的外界因素影响便会造成整个线路板的毁坏,不利于线路板的使用。

所以,如何设计一种高层细密线多层线路板及制作工艺,成为我们当前要解决的问题。



技术实现要素:

本发明提供一种高层细密线多层线路板及制作工艺,设置设置的空气层可使得多层线路板层与层之间连接时靠的不会过于紧密,防止会导致线路板之间产生触碰和干扰,也不会影响电子元件的正常工作,通过设置的减震泡沫可降低线路板碰撞时产生的震动能量,避免线路板损坏,设置的绝缘层和阻燃层可有效防止线路板短路或故障时发生燃烧或漏电,设置的第一线路板、第二线路板、第三线路板、第四线路板、第五线路板、第六线路板、第七线路板和第八线路板可使的线路板有较大面积,可安装较多芯片,可以有效解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种高层细密线多层线路板,包括边框、把手、耐磨网、固定板、固定孔、线路板本体、减震泡沫、绝缘层、阻燃层、防水层、防氧化层、第一线路板、第二线路板、第三线路板、第四线路板、第五线路板、第六线路板、第七线路板、第八线路板、金属柱和空气层,所述边框两端的中部均安装有把手,所述边框的底端设置有耐磨网,所述边框的内部安装有固定板,所述固定板的两端均开设有固定孔,所述固定板的中部安装有线路板本体,所述线路板本体的两侧均填充有减震泡沫,所述减震泡沫的一侧设置有绝缘层,所述绝缘层的一侧设置有阻燃层,所述阻燃层的一侧设置有防水层,所述防水层的一侧设置有防氧化层,所述线路板本体的顶层设置有第一线路板,所述第一线路板的一侧设置有第二线路板,所述第二线路板的一侧设置有第三线路板,所述第三线路板的一侧设置有第四线路板,所述第四线路板的一侧设置有第五线路板,所述第五线路板的一侧设置有第六线路板,所述第六线路板的一侧设置有第七线路板,所述相邻线路板之间安装有金属柱,所述相邻线路板之间设置有空气层。

一种高层细密线多层线路板制作工艺,包括如下步骤:

1)材料选择:选择电子电路材料的介电常数和介电损耗比较低,以及低cte、低吸水率和更好的高性能覆铜板材料,以满足高层板的加工和可靠性要求;

2)压合叠层结构设计:考虑到材料的耐热性、耐电压、填胶量以及介质层厚度,应遵循以下原则

所有层半固化片避免使用单张1080或106半固化片,各层间介质厚度必须按ipc-a-600g保证≥0.09mm,

内层基板3oz或以上,选用高树脂含量的半固化片,如1080r/c65%、1080hr/c68%、106r/c73%、106hr/c76%;但避免全部使用106高胶半固化片的结构设计,以防止多张106半固化片叠合,因玻纤纱太细,玻纤纱在大基材区塌陷而影响尺寸稳定性和爆板分层,

层间介质层厚度公差一般按+/-10%控制,对于阻抗板,介质厚度公差按ipc-4101c/m级公差控制,若阻抗影响因素与基材厚度有关,则板材公差也必须按ipc-4101c/m级公差;

3)层间对准度控制:内层芯板尺寸补偿的精确度和生产尺寸控制,需要通过在生产中所收集的数据和历史数据经验,对高层板的各层图形尺寸进行精确补偿,确保各层芯板涨缩一致性,选择高精度、高可靠的压合前层间定位方式,设定合适的压合工艺程序和对压机日常维护是确保压合品质的关键,控制压合流胶和冷却效果,减少层间错位问题,层间对准度控制需要参考内层补偿值、压合定位方式、压合工艺参数、材料特性数据;

4)内层线路加工:由于传统曝光机的解析能力在50μm左右,对于高层板生产制作,可以引进激光直接成像机,提高图形解析能力,解析能力达到20μm左右,传统曝光机对位精度在±25μm,层间对位精度大于50μm,采用高精度对位曝光机,图形对位精度可以提高到15μm左右,层间对位精度控制30μm以内,减少了传统设备的对位偏差,提高了高层板的层间对位精度;

5)压合工艺:使用熔合+铆合方式制作,ope冲孔机冲出定位孔,冲孔精度控制在±25μm,熔合时调机制作首板需采用x-ray检查层偏,层偏合格方可制作批量,批量生产时需检查每块板是否熔入单元,以防止后续分层,压合设备采用高性能配套压机,满足高层板的层间对位精度和可靠性,根据高层板叠层结构及使用的材料,研究合适的压合程序,设定最佳的升温速率和曲线,在常规的多层电路板压合程序上,适当降低压合板料升温速率,延长高温固化时间,使树脂充分流动、固化,同时避免压合过程中滑板、层间错位等问题;

6)钻孔工艺:由于各层叠加导致板件和铜层超厚,对钻头磨损严重,容易折断钻刀,对于孔数、落速和转速适当的下调,精确测量板的涨缩,提供精确的系数;层数≥14层、孔径≤0.2mm或孔到线距离≤0.175mm,采用孔位精度≤0.025mm的钻机生产;直径φ4.0mm以上孔径采用分步钻孔,厚径比12:1采用分步钻,正反钻孔方法生产;控制钻孔披锋及孔粗,高层板尽量采用全新钻刀或磨1钻刀钻孔,孔粗控制25um以内,为改善高层厚铜板的钻孔毛刺问题,经批量验证,使用高密度垫板,叠板数量为一块,钻头磨次控制在3次以内,可有效改善钻孔毛刺,对于高频、高速、海量数据传输用的高层板,背钻技术是改善信号完整有效的方法,背钻主要控制残留stub长度,两次钻孔的孔位一致性以及孔内铜丝等;

7)可靠性测试:高层板一般为系统板,比常规多层板厚、更重、单元尺寸更大,相应的热容也较大,在焊接时,需要的热量更多,所经历的焊接高温时间要长,在217℃需50秒至90秒,同时高层板冷却速度相对慢,因此过回流焊测试的时间延长,并结合ipc-6012c、ipc-tm-650标准以及行业要求,对高层板的主要可靠性进行测试。

根据上述技术方案,所述线路板本体的长度小于边框的长度,且线路板本体为一种pvc板材质的构件。

根据上述技术方案,所述固定孔开设的数量为四个,且固定孔的位置均为对称设置。

根据上述技术方案,所述内层线路加工,为了提高线路蚀刻能力,需要在工程设计上对线路的宽度和焊盘给予适当的补偿外,还需对特殊图形,如回型线路、独立线路等补偿量做更详细的设计考虑,确认内层线宽、线距、隔离环大小、独立线、孔到线距离设计补偿是否合理,否则更改工程设计,有阻抗、感抗设计要求注意独立线、阻抗线设计补偿是否足够,蚀刻时控制好参数,首件确认合格后方可批量生产,为减少蚀刻侧蚀,需对蚀刻液的各组药水成分控制在最佳范围内,传统的蚀刻线设备蚀刻能力不足,可以对设备进行技术改造或导入高精密蚀刻线设备,提高蚀刻均匀性,减少蚀刻毛边、蚀刻不净等问题。

根据上述技术方案,所述层间对准度控制包括四槽定位、热熔与铆钉结合的方式。

根据上述技术方案,所述钻孔工艺中的背钻技术主要包括:传统控深背钻方法、内层为信号反馈层背钻、按板厚比例计算深度背钻。

与现有技术相比,本发明的有益效果:设置的空气层可使得多层线路板层与层之间连接时靠的不会过于紧密,防止会导致线路板之间产生触碰和干扰,也不会影响电子元件的正常工作,通过设置的减震泡沫可降低线路板碰撞时产生的震动能量,避免线路板损坏,设置的绝缘层和阻燃层可有效防止线路板短路或故障时发生燃烧或漏电,设置的第一线路板、第二线路板、第三线路板、第四线路板、第五线路板、第六线路板、第七线路板和第八线路板可使的线路板有较大面积,可安装较多芯片,便于线路板的使用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。

在附图中:

图1是本发明的截面图;

图2是本发明的线路板本体的结构示意图;

图3是本发明的制作流程图;

图中标号:1、边框;2、把手;3、耐磨网;4、固定板;5、固定孔;6、线路板本体;7、减震泡沫;8、绝缘层;9、阻燃层;10、防水层;11、防氧化层;12、第一线路板;13、第二线路板;14、第三线路板;15、第四线路板;16、第五线路板;17、第六线路板;18、第七线路板;19、第八线路板;20、金属柱;21、空气层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例:如图1-3所示,本发明提供一种高层细密线多层线路板,包括边框1、把手2、耐磨网3、固定板4、固定孔5、线路板本体6、减震泡沫7、绝缘层8、阻燃层9、防水层10、防氧化层11、第一线路板12、第二线路板13、第三线路板14、第四线路板15、第五线路板16、第六线路板17、第七线路板18、第八线路板19、金属柱20和空气层21,边框1两端的中部均安装有把手2,边框1的底端设置有耐磨网3,边框1的内部安装有固定板4,固定板4的两端均开设有固定孔5,固定板4的中部安装有线路板本体6,线路板本体6的两侧均填充有减震泡沫7,减震泡沫7的一侧设置有绝缘层8,绝缘层8的一侧设置有阻燃层9,阻燃层9的一侧设置有防水层10,防水层10的一侧设置有防氧化层11,线路板本体6的顶层设置有第一线路板12,第一线路板12的一侧设置有第二线路板13,第二线路板13的一侧设置有第三线路板14,第三线路板14的一侧设置有第四线路板15,第四线路板15的一侧设置有第五线路板16,第五线路板16的一侧设置有第六线路板17,第六线路板17的一侧设置有第七线路板18,相邻线路板之间安装有金属柱20,相邻线路板之间设置有空气层21。

一种高层细密线多层线路板制作工艺,包括如下步骤:

1)材料选择:选择电子电路材料的介电常数和介电损耗比较低,以及低cte、低吸水率和更好的高性能覆铜板材料,以满足高层板的加工和可靠性要求;

2)压合叠层结构设计:考虑到材料的耐热性、耐电压、填胶量以及介质层厚度,应遵循以下原则

所有层半固化片避免使用单张1080或106半固化片,各层间介质厚度必须按ipc-a-600g保证≥0.09mm,

内层基板3oz或以上,选用高树脂含量的半固化片,如1080r/c65%、1080hr/c68%、106r/c73%、106hr/c76%;但避免全部使用106高胶半固化片的结构设计,以防止多张106半固化片叠合,因玻纤纱太细,玻纤纱在大基材区塌陷而影响尺寸稳定性和爆板分层,

层间介质层厚度公差一般按+/-10%控制,对于阻抗板,介质厚度公差按ipc-4101c/m级公差控制,若阻抗影响因素与基材厚度有关,则板材公差也必须按ipc-4101c/m级公差;

3)层间对准度控制:内层芯板尺寸补偿的精确度和生产尺寸控制,需要通过在生产中所收集的数据和历史数据经验,对高层板的各层图形尺寸进行精确补偿,确保各层芯板涨缩一致性,选择高精度、高可靠的压合前层间定位方式,设定合适的压合工艺程序和对压机日常维护是确保压合品质的关键,控制压合流胶和冷却效果,减少层间错位问题,层间对准度控制需要参考内层补偿值、压合定位方式、压合工艺参数、材料特性数据;

4)内层线路加工:由于传统曝光机的解析能力在50μm左右,对于高层板生产制作,可以引进激光直接成像机,提高图形解析能力,解析能力达到20μm左右,传统曝光机对位精度在±25μm,层间对位精度大于50μm,采用高精度对位曝光机,图形对位精度可以提高到15μm左右,层间对位精度控制30μm以内,减少了传统设备的对位偏差,提高了高层板的层间对位精度;

6)压合工艺:使用熔合+铆合方式制作,ope冲孔机冲出定位孔,冲孔精度控制在±25μm,熔合时调机制作首板需采用x-ray检查层偏,层偏合格方可制作批量,批量生产时需检查每块板是否熔入单元,以防止后续分层,压合设备采用高性能配套压机,满足高层板的层间对位精度和可靠性,根据高层板叠层结构及使用的材料,研究合适的压合程序,设定最佳的升温速率和曲线,在常规的多层电路板压合程序上,适当降低压合板料升温速率,延长高温固化时间,使树脂充分流动、固化,同时避免压合过程中滑板、层间错位等问题;

6)钻孔工艺:由于各层叠加导致板件和铜层超厚,对钻头磨损严重,容易折断钻刀,对于孔数、落速和转速适当的下调,精确测量板的涨缩,提供精确的系数;层数≥14层、孔径≤0.2mm或孔到线距离≤0.175mm,采用孔位精度≤0.025mm的钻机生产;直径φ4.0mm以上孔径采用分步钻孔,厚径比12:1采用分步钻,正反钻孔方法生产;控制钻孔披锋及孔粗,高层板尽量采用全新钻刀或磨1钻刀钻孔,孔粗控制25um以内,为改善高层厚铜板的钻孔毛刺问题,经批量验证,使用高密度垫板,叠板数量为一块,钻头磨次控制在3次以内,可有效改善钻孔毛刺,对于高频、高速、海量数据传输用的高层板,背钻技术是改善信号完整有效的方法,背钻主要控制残留stub长度,两次钻孔的孔位一致性以及孔内铜丝等;

7)可靠性测试:高层板一般为系统板,比常规多层板厚、更重、单元尺寸更大,相应的热容也较大,在焊接时,需要的热量更多,所经历的焊接高温时间要长,在217℃需50秒至90秒,同时高层板冷却速度相对慢,因此过回流焊测试的时间延长,并结合ipc-6012c、ipc-tm-650标准以及行业要求,对高层板的主要可靠性进行测试。

根据上述技术方案,线路板本体6的长度小于边框1的长度,且线路板本体6为一种pvc板材质的构件。

根据上述技术方案,固定孔5开设的数量为四个,且固定孔5的位置均为对称设置。

根据上述技术方案,内层线路加工,为了提高线路蚀刻能力,需要在工程设计上对线路的宽度和焊盘给予适当的补偿外,还需对特殊图形,如回型线路、独立线路等补偿量做更详细的设计考虑,确认内层线宽、线距、隔离环大小、独立线、孔到线距离设计补偿是否合理,否则更改工程设计,有阻抗、感抗设计要求注意独立线、阻抗线设计补偿是否足够,蚀刻时控制好参数,首件确认合格后方可批量生产,为减少蚀刻侧蚀,需对蚀刻液的各组药水成分控制在最佳范围内,传统的蚀刻线设备蚀刻能力不足,可以对设备进行技术改造或导入高精密蚀刻线设备,提高蚀刻均匀性,减少蚀刻毛边、蚀刻不净等问题。

根据上述技术方案,层间对准度控制包括四槽定位、热熔与铆钉结合的方式。

根据上述技术方案,钻孔工艺中的背钻技术主要包括:传统控深背钻方法、内层为信号反馈层背钻、按板厚比例计算深度背钻。

基于上述,本发明的优点在于,设置的空气层21可使得多层线路板层与层之间连接时靠的不会过于紧密,防止会导致线路板之间产生触碰和干扰,也不会影响电子元件的正常工作,通过设置的减震泡沫7可降低线路板碰撞时产生的震动能量,避免线路板损坏,设置的绝缘层8和阻燃层可有效防止线路板短路或故障时发生燃烧或漏电,设置的第一线路板12、第二线路板13、第三线路板14、第四线路板15、第五线路板16、第六线路板17、第七线路板18和第八线路板19可使的线路板有较大面积,可安装较多芯片,便于线路板的使用。

最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术患者来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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