多层电路板的制作方法与流程

本发明涉及一种多层电路板的制作方法。

背景技术：

随着电子产品向微型化、高密度化及多功能化的发展，印制线路板也向着具备高频、高速及信号传输完整性的方向发展，因此，基板层总数在增加。这样，任意层互连技术因其具有更高连接密度而得到迅速的发展。但是，在原有制造方法下制作多层电路板，当多层板的纵向互联叠构是非对称结构时，成品板会出现翘曲问题，一直难以改善。另外，生产设备受板厚度或电镀厚径比能力限制，设备难以满足多层板的制作，比如出现难以压合和生产多层板的情况等。本发明提供一种多层电路板纵向互联的方法，可以克服上述两种问题。

技术实现要素：

本发明为解决上述技术问题，提供一种多层电路板的制作方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种多层电路板的制作方法，首先将目标多层电路板划分为若干子板，分别制作各个子板，然后任意两个子板之间导通互联，两个子板的导通互联方法包括步骤：

步骤一、在一个子板的图形层上设置第一粘接层，在第一粘接层上设置第二粘接层；

步骤二、在子板上制作导通孔，所述导通孔纵向贯穿所述第二粘接层和第一粘接层，直至所述图形层上的导通图形；

步骤三、在所述导通孔内填充导电膏；

步骤四、将步骤三得到的子板与另一个子板相互导通结合。

根据本发明的一个实施方案，所述的子板包括对称结构多层电路子板、板厚和/或厚径比超出设备能力的多层电路子板。

根据本发明的一个实施方案，所述的第一粘接层包括第一粘接片，第一粘结片为半固化状态，第一粘结片使用加热层压的方式与子板的图形层相连，层压时于第一粘结片上覆盖铜箔保护层，层压后将铜箔保护层去除，层压后第一粘结片变成完全固化状态。

根据本发明的一个实施方案，所述的第二粘接层包括第二粘接片，所述步骤一至步骤三中第二粘结片为半固化状态，所述步骤四中子板与子板结合后第二粘结片变为完全固化状态。

根据本发明的一个实施方案，所述的步骤一中，所述第二粘接层上设置隔离层；并于步骤三中去除隔离层。

根据本发明的一个实施方案，所述的第二粘接层和/或隔离层的设置方式为真空热压，第二粘接层和隔离层分别设置，第二粘接层和隔离层的真空热压参数相同或不同，范围为：压力0.4mpa至0.6mpa，加压时间240s至300s，温度为100℃至130℃，使得第二粘结片为半固化状态。

根据本发明的一个实施方案，所述的步骤三填充导电膏的方法包括，第一、填充导电膏，第二、循环重复烘烤导电膏使得导电膏致密和补充导电膏的步骤；第三、将导电膏预固化。

根据本发明的一个实施方案，所述的隔离层为高分子膜，包括聚酯膜和/或聚酰亚胺膜。

根据本发明的一个实施方案，所述的第一粘结片和第二粘结片的材料包括以下一种或多种：酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、双马来酰亚胺、三嗪树脂、聚苯醚、聚四氟乙烯、碳氢化合物、聚酰亚胺和/或玻璃纤维布。

根据本发明的一个实施方案，所述的步骤二中制作导通孔使用co2镭射的方法，烧灼出所述导通孔后，对所述导通孔使用等离子体和/或硫酸双氧水混合溶液进行处理，除去所述导通孔底部的碳化物。

根据本发明的一个实施方案，所述的步骤三中，填充导电膏使用刮刀刮动的印刷方式，填充导电膏的方法中第一步填充导电膏使用胶质刮刀印刷，胶质刮刀的硬度为邵氏硬度60°至80°；填充导电膏的方法中第二步补充导电膏使用钢制刮刀印刷。

根据本发明的一个实施方案，所述的步骤三填充导电膏的方法中第二步，烘烤使得导电膏致密的烘烤温度为50℃～70℃，烘烤时间为10分钟～20分钟；所述的步骤三填充导电膏的方法中第三步，所述将导电膏预固化使用烘烤，烘烤温度为80℃～100℃，烘烤时间为50分钟～70分钟。

根据本发明的一个实施方案，所述的导电膏的材质是包括导电粉末、树脂胶粘剂、溶剂和添加剂的复合材料，其中导电粉末的材质为导电金属，包括粒径微米级或纳米级的银粉和/或铜粉；树脂胶黏剂的材质为高分子聚合树脂，包括环氧类、酚醛类、丙烯酸类和/或碳氢化合物；添加剂包括偶联剂、均化剂和/或分散剂。

根据本发明的一个实施方案，所述的步骤四中子板与子板使用层压的方式相互结合。

本发明为解决非对称结构的多层电路板翘曲的问题，将目标非对称结构的多层电路板首先分为若干子板，各个子板为对称结构，然后将相互非对称的子板连通形成目标非对称结构的多层电路板，解决了非对称结构的多层电路板翘曲的问题。

另外，板厚或厚径比超出设备能力的多层电路板同样可以使用本发明的方法进行制作。本发明降低了高板厚、高厚径比板电镀的制作难度，简化了流程，缩短了产品的制作周期。

本发明的粘结层采用双层设计，是因为粘结层在导通孔的制作时，第一粘结片已完全固化，制作出的导通孔底部孔型稳定，这样，在填充导电膏及后续压合过程中不会有树脂流动渗透，保证了导电膏与孔底盘连接的可靠性；而第二粘结层的半固化状态又可粘合其他子板。对填充的导电膏进行烘烤是为了去除导通孔内导电膏填充时残留的气泡以及溶剂挥发，使导电膏填充更加致密；在导电膏填满后又进行烘烤，是为了对导电膏进行预固化，从而保证了后续层压过程中，导电膏的体积尺寸的相对稳定，可以实现非对称结构层基板、超厚尺寸层基板或高厚径比的层基板的纵向导通，提高了可加工型。隔离层的作用是提供导电膏的印刷图形，使得导电膏填充于需要的位置；并且设置隔离层，便于去除残留多余的导电膏。第二粘结片保持平整，可以防止在后续打导通孔的部位不平整，打孔部位不平整可能会在第二粘结片后续固化时发生变形，从而引起导电膏的变形。第二粘结片保持平整能够防止发生这种变形的情况。

附图说明

图1为实施例1中第一子板的结构示意图；

图2为实施例1中第二子板的结构示意图；

图3为实施例1中第一子板层压第一粘结片和铜箔保护层的示意图；

图4为实施例1中第一子板与第一粘结片的结构示意图；

图5为实施例1中第一子板层压第一粘结片、第二粘结片和隔离层的示意图；

图6为实施例1中制作导通孔的示意图；

图7为实施例1中导通孔内填充了导电膏的示意图；

图8为实施例1中第二子板与第一子板导通互联的示意图；

图9为实施例1的目标多层电路板示意图；

图10为实施例2的目标多层电路板示意图；

图11为实施例3的目标多层电路板示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

实施例1

如图1至图9所示，本实施例多层电路板的制作方法，本实施例说明非对称结构的多层电路板可以使用本发明的方法进行制作。首先，将目标多层电路板划分为两个子板，两个子板相互为非对称结构，比如，如图1所示，第一子板1为任意层互联结构，如图2所示，第二子板2为通孔互联结构。第一子板1和第二子板2各自是对称结构，第一子板1和第二子板2按照常规方法分别制作。第一子板1制作了a面图形层3。第二子板2制作了c面图形层5。多层电路板的制作方法包括第一子板1和第二子板2的导通互联，所述第一子板1和第二子板2的导通互联方法包括步骤：

步骤1、在第一子板1的a面图形层3上依次设置第一粘接层和第二粘接层：

所述的第一粘接层包括第一粘结片7，第二粘接层包括第二粘结片8，第一粘结片7压合于第一子板1的a面图形层3上，第一粘结片7为半固化片。如图3所示，设置第一粘接片7的方法具体为，第一粘结片7的上面覆盖铜箔保护层9，再使用加热层压将第一粘结片7和铜箔保护层9压合于第一子板1的a面图形层3上。层压后形成的各层顺序由内向外依次为：a面图形层3、第一粘结片7和铜箔保护层9。如图4所示，层压后刻蚀将铜箔保护层9去除。层压后，第一粘结片7变为完全固化状态，使得第一粘结片7与a面图形层3紧密结合。

如图5所示，然后使用真空热压在第一粘结片7上贴合第二粘结片8、在第二粘结片8贴合隔离层10，第二粘结片8和隔离层10分别贴合，以保持两个层的平整。第二粘结片8为半固化片，所述的隔离层10是具有粘性的高分子膜。贴合第二粘结片8和隔离层10的参数都在此范围内：压力0.4mpa至0.6mpa，加压时间240s至300s，温度为100℃至130℃。以保证贴合后的第二粘结片8仍为半固化状态。本实施例，贴合第二粘结片8和隔离层10均为热压的压力0.6mpa，温度130℃，加压时间300s。

所述的第一粘结片7和第二粘结片8的材料包括以下一种或多种：酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、双马来酰亚胺、三嗪树脂、聚苯醚、聚四氟乙烯、碳氢化合物、聚酰亚胺和/或玻璃纤维布。所述的隔离层10的材质包括聚乙烯、聚酯、聚酰亚胺。

步骤2、如图6所示，在步骤1得到的制品上制作导通孔11：所述导通孔11依次纵向贯穿所述隔离层10、第二粘结片8和第一粘结片7，直至所述a面图形层3上的导通图形，第二粘结片8和第一粘结片7总厚度大，则导通孔11的直径大，反之则小。制作导通孔11使用co2镭射的方法，烧灼出的所述导通孔11后，对所述导通孔11使用等离子体或硫酸双氧水混合溶液进行处理，除去所述导通孔11底部的碳化物，保证孔底清洁。

步骤3、在步骤2得到的所述导通孔11内填充导电膏12；填充导电膏12的方法是刮刀刮动的印刷方式，本步骤使用的是胶质刮刀印刷，材质为聚氨酯橡胶、氟化橡胶或有机硅橡胶，硬度为邵氏硬度60°至80°，本实施例选择60°，胶质刮刀印刷的目的是通过刮刀的变形便于导电膏12向导通孔11内的填充。导电膏12的材质是包括导电粉末、树脂胶粘剂、溶剂和添加剂的复合材料，其中导电粉末的材质为粒径微米级或纳米级的导电金属粉，包括：银粉和/或铜粉；树脂胶黏剂的材质为高分子树脂，包括环氧类、酚醛类、丙烯酸类和/或碳氢化合物；添加剂包括偶联剂、均化剂和/或分散剂。刮刀刮动的印刷方式是，将导电膏12设置于隔离层10上，在隔离层10上使用刮刀刮动导电膏12，使导电膏12透过隔离层10上导通孔11的开孔部分附着并填充于导通孔11中，完成导通孔11的填充。刮刀刮动的印刷过程可参考丝网印刷的过程，是常规技术。

步骤4、由于步骤3印刷后，会有气泡残留在导通孔内，所以将步骤3得到的制品进行烘烤，使得气泡溢出，此外，烘烤使得导电膏12的膏体溶剂的挥发，从而使填充更加致密。烘烤的温度为50℃；烘烤的时间为20分钟。烘烤后，由于气泡及挥发溶剂排出，所述导电膏12表面形成下凹。

步骤5、补充导电膏12，在步骤4形成的下凹处填充导电膏12，将所述下凹填平；在下凹处填充导电膏12的方法是刮刀刮动的印刷方式，并且使用的是钢制刮刀印刷，材质为不锈钢，此时不需要刮刀的变形作用，并且可以避免将已填充在导通孔的导电膏过多地刮出，造成填充不充分；再回到步骤4烘烤，如果仍然存在气泡或挥发溶剂，会再次形成下凹，则重复步骤5；这样重复步骤4和步骤5直至导电膏12表面不再形成下凹，即表面凹陷深度小于等于15μm，继续下面的步骤。

步骤6、如图7所示，手动撕去步骤5所得制品的隔离层10，以去除印刷过程中隔离层10表面残留的导电膏12，再将制品进行烘烤，使得导电膏12预固化，以保证导电膏12在后续压合过程中的体积稳定性。本次烘烤的温度为80℃；烘烤的时间为70分钟。

步骤7、如图8所示，将步骤6得到的制品、即第一子板1与需要互联的第二子板2相互结合：第二子板2的c面图形层5对着第一子板1的第二粘结片8，c面图形层5的导通图形与第一子板1上的导电膏12位置对应。通过热熔与铆钉组合的方式进行第一子板1和第二子板2的预先固定，然后使用层压将第一子板1和第二子板2相结合，从而实现第一子板1和第二子板2的纵向导通互联。

如图9所示，完成第一子板1的b面图形层4，完成第二子板2的d面图形层6，得到目标多层电路板。所述的步骤1至步骤6中第二粘结片8为半固化状态，所述步骤7中第一子板1和第二子板2层压后第二粘结片8变为完全固化状态。并且，由于压合前为半固化片，第二粘结片8会在压合时融合填充至第二子板2的图形间隙处。

实施例2

如图10所示，本实施例多层电路板的制作方法，本实施例同样说明非对称结构的多层电路板可以使用本发明的方法进行制作，与实施例1不同的是，本实施例以厚度不同、层数不同的两个子板为例。首先，将目标多层电路板划分为两个子板，即第三子板13和第四子板14，第三子板13为任意层互联结构的10层板、厚度2mm，第四子板14为通盲孔互联结构的6层板、厚度0.5mm。第三子板13制作了e面图形层15，第四子板14制作了f面图形层16。第三子板13和第四子板14分别使用常规技术制作。所述第三子板13和第四子板14的导通互联方法包括步骤：

步骤1、参照实施例1，在第三子板13的e面图形层15上依次设置第一粘接片7、第二粘接片8和隔离层10：第三子板13的e面图形层15上压合固化第一粘结片7。然后分别使用真空热压在第一粘接片7贴合第二粘结层8、在第一粘接片7贴合隔离层10，真空热压的参数均为：压力0.4mpa，温度100℃，加压时间240s，以保证贴合后的第二粘结片8仍为半固化状态。

步骤2、使用实施例1所述的方法在步骤1得到的第三子板13上制作导通孔11；

步骤3、在步骤2得到的导通孔11内分别填充导电膏12；填充导电膏12的方法是刮刀刮动的印刷方式，并且使用的是胶质刮刀印刷，硬度为邵氏硬度70°。

步骤4、将步骤3得到的第三子板13进行烘烤；烘烤的温度为70℃；烘烤的时间为10分钟。烘烤会使得由于气泡及挥发溶剂排出，填充的导电膏12表面形成下凹。

步骤5、在步骤4形成的第三子板13的下凹处分别填充导电膏12，将所述下凹填平；在下凹处填充导电膏12的方法是刮刀刮动的印刷方式，并且使用的是钢制刮刀印刷；再回到步骤4烘烤，如果仍然存在气泡或挥发溶剂，会再次形成下凹，则重复步骤5；这样重复步骤4和步骤5直至导电膏12表面不再形成下凹，即表面凹陷深度小于等于15μm，继续下面的步骤。

步骤6、手动撕去步骤5所得第三子板13的隔离层10，再将第三子板13进行烘烤，使得导电膏12预固化，以保证导电膏12在后续压合过程中的体积稳定性。本次烘烤的温度为100℃；烘烤的时间为50分钟。

步骤7、将步骤6得到的第三子板13和第四子板14进行相互结合：第四子板14的f面图形层16对着第三子板13的第二粘结片8，f面图形层16的导通图形与第三子板13上的导电膏12位置对应。通过热熔与铆钉组合的方式进行第三子板13和第四子板14的预先固定，然后使用层压将第三子板13和第四子板14相结合，从而实现第三子板13和第四子板14的纵向导通互联。

然后，完成第三子板13的g面图形层17，完成第四子板14的h面图形层18，得到目标多层电路板。所述的步骤1至步骤6中第二粘结片8为半固化片，所述步骤7中第三子板13和第四子板14层压后第二粘结片8变为完全固化状态。

实施例3

如图11所示，本实施例以目标多层电路板的板厚为6mm为例，此厚度超出设备能力。因此将目标多层电路板分为三个设备能够制作的2mm厚的子板，即第五子板19、第六子板20和第七子板21。第五子板19、第六子板20和第七子板21分别通过常规方法制作。然后，将第五子板19、第六子板20和第七子板21导通互联，第五子板19、第六子板20和第七子板21导通互联方法包括步骤：

步骤1、参照实施例1，在第五子板19的l面图形层22上依次设置第一粘接片7、第二粘接片8和隔离层10；在第六子板20的m面图形层23上依次设置第一粘接片7、第二粘接片8和隔离层10：

第五子板19的l面图形层22上压合第一粘结片7，第六子板20的m面图形层23上压合第一粘结片7。然后如实施例1的方法分别在第五子板19和第六子板20上压合第二粘结片8、隔离层10。压合第二粘结片8、隔离层10分别使用真空热压，参数均为：压力0.5mpa，温度选取120℃，加压时间270s，以保证贴合后的第二粘结片8仍为半固化状态。

步骤2、使用实施例1所述的方法在步骤1得到的第五子板19和第六子板20上分别制作导通孔11；

步骤3、在步骤2得到的第五子板19和第六子板20的导通孔11内分别填充导电膏12；填充导电膏12的方法是刮刀刮动的印刷方式，并且使用的是胶质刮刀印刷，硬度为邵氏硬度80°。

步骤4、将步骤3得到的第五子板19和第六子板20进行烘烤；烘烤的温度为65℃；烘烤的时间为15分钟。烘烤会使得由于气泡及挥发溶剂排出，填充的导电膏12表面形成下凹。

步骤5、在步骤4形成的第五子板19和第六子板20的下凹处分别填充导电膏12，将所述下凹填平；在下凹处填充导电膏12的方法是刮刀刮动的印刷方式，并且使用的是钢制刮刀印刷；再回到步骤4烘烤，如果仍然存在气泡或挥发溶剂，会再次形成下凹，则重复步骤5；这样重复步骤4和步骤5直至导电膏12表面不再形成下凹，即表面凹陷深度小于等于15μm，继续下面的步骤。

步骤6、手动撕去步骤5所得第五子板19和第六子板20的隔离层10，再将第五子板19和第六子板20进行烘烤，使得导电膏12预固化，以保证导电膏12在后续压合过程中的体积稳定性。本次烘烤的温度为90℃；烘烤的时间为60分钟。

步骤7、将步骤6得到的第五子板19、第六子板20以及第七子板21进行相互结合：第六子板20的q面图形层24对着第五子板19的第二粘结片8，q面图形层24的导通图形与第五子板19上的导电膏12位置对应，第七子板21的j面图形层25对着第六子板20的第二粘结片8，j面图形层25的导通图形与第六子板20上的导电膏12位置对应。通过热熔与铆钉组合的方式进行第五子板19、第六子板20以及第七子板21的预先固定，然后使用层压将第五子板19、第六子板20以及第七子板21相结合，从而实现第五子板19、第六子板20以及第七子板21的纵向导通互联，得到多层电路板。

本实施例中，第五子板19和第六子板20可以分别制作，再将第五子板19、第六子板20和第七子板21导通互联。也可以在第五子板19和第六子板20导通互联的基础上，将第七子板21导通互联。

然后完成第五子板19的n面图形层26的制作和第七子板21的p面图形层27的制作，得到目标多层电路板。所述的步骤1至步骤6中第二粘结片8为半固化片，所述步骤7中层压后第二粘结片8变为完全固化状态。

本发明为解决非对称结构的多层电路板翘曲的问题，将目标非对称结构的多层电路板首先分为若干子板，各个子板为对称结构，然后将相互非对称的子板连通形成目标非对称结构的多层电路板，解决了非对称结构的多层电路板翘曲的问题。

另外，板厚或厚径比超出设备能力的多层电路板同样可以使用本发明的方法进行制作。本发明降低了高板厚、高厚径比板电镀的制作难度，简化了流程，缩短了产品的制作周期。

本发明的粘结层采用双层设计，是因为粘结层在导通孔11的制作时，第一粘结片7已完全固化，制作出的导通孔11底部孔型稳定，这样，在填充导电膏12及后续压合过程中不会树脂流动渗透，保证了导电膏12与孔底连接的可靠性；而第二粘结层的半固化状态又可粘合其他子板。导电膏12至少两次印刷与烘烤相结合的填充方式，实现了膏体的完全填充与预固化，保证了后续层压过程中，导电膏12的体积尺寸的相对稳定，可以实现非对称结构层基板、超厚尺寸层基板或高厚径比的层基板的纵向导通，提高了可加工型。本发明降低了高厚径比板电镀的制作难度，简化了流程，缩短了产品的制作周期。隔离层的作用是提供导电膏的印刷图形，使得导电膏填充于需要的位置；并且设置隔离层，便于去除残留多余的导电膏。第二粘结片8保持平整，可以防止在后续打导通孔11的部位不平整，打孔部位不平整可能会在第二粘结片8后续固化时发生变形，从而引起导电膏12的变形。第二粘结片8保持平整能够防止发生这种变形的情况。

本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。