专利名称：一种多层印制线路板的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种多层印制线路板的制造方法。
背景技术：
PCB是英文(Printed Circuie Board)印制线路板的简称。通常把在绝缘材上，按 预定设计，制成印制线路、印制元件或两者组合而成的导电图形称为印制电路。而在绝缘基 材上提供元器件之间电气连接的导电图形，称为印制线路。这样就把印制电路或印制线路 的成品板称为印制线路板，亦称为印制板或印制电路板。几乎我们能见到的电子设备都离不开PCB，小到电子手表、计算器、通用电脑，大到 计算机、通迅电子设备、军用武器系统，只要有集成电路等电子无器件，它们之间电气互连 都要用到PCB。PCB提供集成电路等各种电子元器件固定装配的机械支撑、实现集成电路等 各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘、提供所要求的电气特性，如特性阻抗等； 同时PCB还为自动锡焊提供阻焊图形，为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。PCB的生产过程较为复杂，它涉及的工艺范围较广。从简单的机械加工到复杂的 机械加工，有普通的化学反应还有光化学电化学热化学等工艺，计算机辅助设计CAM等多 方面的知识。而且在生产过程中工艺问题很多而且会时时遇见新的问题，而部分问题在没 有查清原因的时候问题就消失了，由于其生产过程是一种非连续的流水线形式，任何一个 环节出问题都会造成全线停产或大量报废的后果，而印刷线路板如果报废就无法回收再利 用。现有制造PCB多层板工艺流程依次包括以下步骤对多层板进行至少两次内层加 工，对多层板进行外层加工，后续辅助加工。所述步骤一对多层板进行至少两次内层加工，依次包括以下分步骤1)内层切板；指的是将大片板料切割成各种要求规格的小块板料，一般工厂购买 大的板料，价格相差不远，影响价格的是导电层铜的厚度，一般有1/3盎司、1/2盎司、1盎 司、2盎司；做电源电路板有用3盎司以上的，板料厚度从0. 05-3. 00mm厚度，我们一般常用 0.1-1. 6mm厚度。然后根据资料拼板设计来切板。2)数控钻孔；指的是使用数控钻机在线路板上钻出通孔或盲孔，以建立层与层之 间的互连通道，孔径范围可以是0. 05-10. 0mm，通常孔径范围为0. 1-4. 0mm。3)孔检查；指的是确认数控钻孔后孔径的大小，数量和位置精度是否正确，其孔 位精度控制一般需要达到小于lOOum，最好是小于75um。4)去钻污；采用化学法，去除孔壁上残留的树脂胶渣，我们称之为去钻污，去除孔 壁上残留的树脂胶渣的同时将内层导电层的表面清洁干净，以便在后续化学镀铜时的提高 界面结合力。5)孔前处理与化学镀铜；本工序是继内层压板、钻孔后，通过化学镀方法，在已钻 孔板孔内侧壁上沉积出一层薄薄的高密度且细致的沉铜层(o. 5-3um)。6)全板镀铜；指的是通过全板电镀的方法在上一工序的沉铜层上电镀得到一层
35-30um厚的镀铜层。7)镀层检查；指的是通过测量镀层厚度检查上述全板电镀的均勻性，并检查孔壁 镀铜层的完整性，避免出现孔内断层等缺陷。8)前处理；指的是除去导电层铜箔表面的氧化物、杂物等，粗化导电层表面，以便 增强后续步骤中导电层铜箔表面与抗蚀层之间的结合力。9)贴光致抗蚀干膜；指的是在导电层表面上贴上一层感光材料光致抗蚀干膜。10)曝光；指的是通过曝光将设计资料图形从菲林上转移至光致抗蚀干膜上，曝 光精度控制小于50um。11)显影；指的是通过化学显影液将未曝光的材料溶解掉后露出导电层材料，从 而形成图形线路，已曝光的材料留下来就形成保护，为下个分步骤蚀刻做准备。12)蚀刻；指的是蚀去非线路导电层材料，直至露出底部绝缘材料，完成设计线路 的成形步骤。13)去膜；指的是除去线路表面的光致抗蚀干膜，完成最终线路成形，其常用药水 成份是氢氧化钠。14)内层检查；指的是检查线路短断路，确认图形线路与设计资料吻合。15)内层粗化、去氧化；指的是除去导电层表面的氧化物、杂物等，粗化导电层表 面，增强后续导电层表面与绝缘材料之间的结合力。16)层压；指的是通过热压机对材料施加高温、高压，完成绝缘材料，例如环氧树 脂的B阶段向C固化转化的压合过程。上述内层加工，每次对多层板的两个外表面之间的所有内表面中的两个相对的内 表面进行内层加工，因此需要进行多次内层加工步骤，即多次重复上述1-16的分步骤，将 所有内表面加工完后，进行步骤二，不论有多少个内层，内层加工的次数都为内层数目的一 半。例如有四个内层，内层加工的次数为两次；有六个内层，内层加工的次数为三次。所述步骤二 对多层板进行外层加工，依次包括以下分步骤1)修边、钻定位孔；指的是通过数控加工将层压板外形毛边进行修剪加工，初步 的多层板成形，并通过钻孔打印方法标记，同时加工出外层图形加工需要用到的定位孔。2)外层图形加工；指的是参照内层加工的方式加工出外层图形，即裸露在最表层 的导电图形，也就是说两个外表面上的导电图形的加工方法也是参照内层加工的方法。3)外层检查；指的是通过光学检查机对比设计资料，检查多层线路板外层线路图 形的完整性及短断路情况。4)阻焊膜；指的是防焊接时线路桥搭，提供长时间的电气环境和抗化学保护，形 成线路板漂亮的“外衣”，包括热固性环氧绿油(含紫外线UV绿油)和液态感光阻焊油墨二 大系统。通常为绿色，亦有黑色、黄色、白色、蓝色阻焊。5)印制字符图形；指的是提供黄、白或黑色标记，给元件安装和今后维修线路板 提供信息。6)最终表面处理指的是采用包括电镀或化学法进行沉镍金、沉镍钯金、沉锡、沉 银、热风整平及涂覆有机保护膜等工艺，对电子元器件或其他系统连接到PCB的电路之间 提供电气的接点进行保护，避免这些接点暴露在空气中，防止这些接点被氧化或受到污染， 提升装配焊接性能。
7)外形加工；指的是采用各类机械加工设备，包括锣机1V—CUT机1冲膜机等设备，按照客户设计的产品图形，将大拼板线路板外的图形加工小单元图形的过程。
2)通断检测；指的是通过电测设备，检查整个多层线路板的电器网络，包括通断路和短路情况，必要时可以进行修补，以减少报废。
从上述工艺流程可以看出多层板工艺是从双面内层板的加工工艺基础上发展起来的。如图l所示，这种方法加工出来的PCB四层板，从上到下依次为导电层铜箔l1半固化片21棕氧化后的导电层铜箔31绝缘层41棕氧化后的导电层铜箔51半固化片61导电层铜箔7。它的导电层的图形转移工艺均采用光致抗蚀干膜，而此类材料价格偏高，设备昂贵，流程冗长，其在图形转移工艺加工完成后，光致抗蚀干膜就被除去，因此棕氧化后的导电层铜箔5上的导电线路是裸露在空气中，没有材料保护容易线路氧化污染1运送擦花等品质缺陷。此外，进入层压工序前，需要进行导电层的粗化1去氧化处理，这又增加了额外的制造成本。发明内容
21数控钻孔；
31去钻污；
41孔前处理与化学镀铜；
51全板镀铜；
61镀层检查；
71前处理；
81涂覆光致抗蚀剂；
91曝光；
lo1显影；
] 121层压；
21外层图形加工；
4、印制字符图形；5、最终表面处理；6、外形加工。一种较优的方案，所述对多层板进行外层加工步骤后还设有后续辅助加工步骤， 所述后续辅助加工步骤，依次包括以下分步骤1、洗板；2、通断检测；3、成品检查；4、包装出厂。所述对多层板进行内层加工步骤的分步骤8涂覆光致抗蚀剂选用树脂光致抗蚀 剂。因为光致抗蚀干膜的价格昂贵，树脂光致抗蚀剂的成本便宜。所述树脂光致抗蚀剂包含光固化型、热固化型两种类。我们优选光固化型，可缩 短加工周期。其中树脂光致抗蚀剂的厚度范围为1-lOOum，我们优选范围为5-30um，比如 10Um、15Um、20Um厚度。光固化型树脂光致抗蚀剂的优点是与材料结合接触优良，满足线 路高精度分辨率要求；液态树脂抗蚀剂成本及设备投入比干膜便宜；光固化反应，比传统 油墨结合性、耐酸蚀性能更高。所述光固化型树脂光致抗蚀剂包括以下含量的组分感光树脂50-80% ；反应性单体 10-40% ；感光剂1-2% ；填料3-5% ；颜料1-2% ；溶剂1-5%。所述感光树脂为改性丙烯酸环氧树脂、联苯酚型环氧树脂、苯酚酚醛型环氧树脂 或甲酚酚醛型环氧树脂。所述反应性单体为四醇三丙烯酸脂、甲氧基二乙二醇双丙烯酸脂、甲氧基三乙二 醇双丙烯酸脂、甲基丙烯酸甲脂、甲基丙烯酸乙脂、甲基丙烯酸丙脂或甲基丙烯酸丁脂。所述感光剂为苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚或苯偶姻丙醚。所述填料为硫酸钡、钛酸钡、氧化硅粉、无定形二氧化硅、滑石或氢氧化铝。所述颜料为酞菁蓝或酞菁绿。所述溶剂为石油醚、石脑油或甲乙酮。所述涂覆工艺可以选择丝印法、淋幕法或喷涂法。由于采用了树脂光致抗蚀剂，因此在接下来的步骤中我们将省去去膜和内层粗 化、去氧化两个步骤，而对于多层板而言，因为包含多个内层流程，故将重复多次省去这两 个步骤，从而缩短了工艺加工流程。以6层板为例，新工艺可节省加工时间约5小时，缩短 约12%的产品加工周期。 此外由于蚀刻步骤后，并不去除线路上的抗蚀层，线路表面有树脂保护，避免导电 层出现氧化污染、凹陷、擦花、断路等品质缺陷，同时不再进行导电层的粗化、去氧化步骤， 并能有效提高内层结合力，较少层压爆板的报废率。
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所述数控钻孔步骤后，可增加孔检查步骤。所述全板镀铜步骤后，可增加镀层检查步骤。所述蚀刻步骤后，可增加内层检查步骤。所述外层图形加工步骤后，可增加外层检查步骤。所述通断检测步骤后，可增加成品检查步骤。本发明对照现有技术的有益效果是，由于采用了涂覆树脂光致抗蚀剂步骤，因此 内层加工步骤中可以省去去膜和内层粗化、去氧化两个步骤，缩短了工艺加工流程；此外 由于蚀刻步骤后，不用去除线路上的抗蚀层，线路表面有树脂保护，避免导电层出现氧化污 染、凹陷、擦花、断路等品质缺陷，同时不再进行导电层的粗化、去氧化步骤，并能有效提高 内层结合力，较少层压爆板的报废率。
图1是本发明现有技术多层印制线路板的分解结构示意图；图2是本发明实施例1多层印制线路板的分解结构示意图。
具体实施例方式实施例1本实施例中的一种多层印制线路板的制造方法，包括以下步骤对多层板进行至 少两次内层加工，对多层板进行外层加工，后续辅助加工；其中对多层板进行内层加工，依 次包括以下分步骤1)内层切板；
2)数控钻孔；
3)孔检查；
4)去钻污；
5)孔前处理与化学镀铜；
6)全板镀铜；
7)镀层检查；
8)镀层检查；
9)前处理；
10)涂覆光致抗蚀剂；
11)曝光；
12)显影；
13)蚀刻；
14)内层检查；
15)层压；
所述对多层板进行外层加工，依次包括以下分步骤
1)修边、钻定位孔；
2)外层图形加工；
3)外层检查；
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4)阻焊膜;5)印制字符图形；6)最终表面处理；7)外形加工;所述对多层板进行外层加工，依次包括以下分步骤1)洗板;2)通断检测;3)成品检查;4)包装出厂。所述步骤8涂覆光致抗蚀剂选用树脂光致抗蚀剂。因为光致抗蚀干膜的价格昂 贵，树脂光致抗蚀剂的成本便宜。所述树脂光致抗蚀剂我们优选光固化型，可缩短加工周期。其中树脂光致抗蚀剂 的厚度为10um厚度。所述光固化型树脂光致抗蚀剂包括以下含量的组分癸二酸改性丙烯酸环氧树脂——50% ；四醇三丙烯酸脂——40% ；苯偶姻乙醚——2% ；硫酸钡——3% ；酞菁绿——1% ；石脑油——4%。所述涂覆工艺选择丝印法。如图2所示，加工出来的PCB四层板，从上到下依次为导电层铜箔1'、半固化片 2'、感光抗蚀剂8'、导电层铜箔3'、绝缘层4'、导电层铜箔5'、感光抗蚀剂8'、半固化 片6'、导电层铜箔7'。实施例2本实施例一种多层印制线路板的制造方法与实施例1的区别在于所述光固化型树脂光致抗蚀剂包括以下含量的组分联苯酚型环氧树脂——80% ；甲氧基二乙二醇双丙烯酸脂——10% ；苯偶姻甲醚——2% ；钛酸钡——5% ；酞菁蓝——2% ；石油醚——1%。所述涂覆工艺选择淋幕法。所述树脂光致抗蚀剂的厚度为20um厚度。实施例3本实施例一种多层印制线路板的制造方法与实施例1的区别在于所述光固化型树脂光致抗蚀剂包括以下含量的组分苯酚酚醛型环氧树脂——65% ；甲氧基三乙二醇双丙烯酸脂——25% ；
苯偶姻丙醚——1% ；氧化硅粉——3% ；酞菁蓝——1% ；甲乙酮——5%。所述涂覆工艺选择喷涂法。所述树脂光致抗蚀剂的厚度为15um厚度。实施例4本实施例一种多层印制线路板的制造方法与实施例1的区别在于所述光固化型树脂光致抗蚀剂包括以下含量的组分甲酚酚醛型环氧树脂——58% ；甲基丙烯酸甲脂——34% ；苯偶姻乙醚——1% ；无定形二氧化硅——3% ；酞菁绿——1% ；石油醚——3%。所述涂覆工艺选择喷涂法。所述树脂光致抗蚀剂的厚度为30um厚度。实施例5本实施例一种多层印制线路板的制造方法与实施例1的区别在于所述光固化型树脂光致抗蚀剂包括以下含量的组分联苯酚型环氧树脂——55% ；甲基丙烯酸乙脂——37% ；苯偶姻乙醚——1% ；滑石——3% ；酞菁绿——1% ；石油醚——3%。所述涂覆工艺选择淋幕法。所述树脂光致抗蚀剂的厚度为50um厚度。实施例6本实施例一种多层印制线路板的制造方法与实施例1的区别在于所述光固化型树脂光致抗蚀剂包括以下含量的组分苯酚酚醛型环氧树脂——75% ；甲基丙烯酸丙脂——16% ；苯偶姻乙醚-2% ；氢氧化铝——3% ；酞菁绿——2% ；石油醚——2%。所述涂覆工艺选择淋幕法。所述树脂光致抗蚀剂的厚度为lOOum厚度。实施例7本实施例一种多层印制线路板的制造方法与实施例1的区别在于所述光固化型树脂光致抗蚀剂包括以下含量的组分联苯酚型环氧树脂——68% ；
甲基丙烯酸丁脂——24% ；苯偶姻丙醚——1% ；钛酸钡——3% ；酞菁绿——1% ；石脑油——3%。所述树脂光致抗蚀剂的厚度为5um厚度。
权利要求
1.一种多层印制线路板的制造方法，包括以下步骤对多层板进行至少两次内层加 工，对多层板进行外层加工；其中对多层板进行内层加工步骤，依次包括以下分步骤1)内 层切板；2)数控钻孔；3)去钻污；4)孔前处理与化学镀铜；5)全板镀铜；6)镀层检查；7)前 处理；8)涂覆光致抗蚀剂；9)曝光；10)显影；11)蚀刻；12)层压；所述对多层板进行外层加工步骤，依次包括以下分步骤1)修边、钻定位孔；2)外层图 形加工；3)阻焊膜；4)印制字符图形；5)最终表面处理；6)外形加工。
2.如权利要求1所述的多层印制线路板的制造方法，其特征在于所述对多层板进行 外层加工步骤后还设有后续辅助加工步骤，所述后续辅助加工步骤，依次包括以下分步骤 1)洗板；2)通断检测；3)成品检查；4)包装出厂。
3.如权利要求1或2所述的多层印制线路板的制造方法，其特征在于所述对多层板 进行内层加工步骤的分步骤8涂覆光致抗蚀剂选用树脂光致抗蚀剂。
4.如权利要求3所述的多层印制线路板的制造方法，其特征在于所述树脂光致抗蚀 剂为光固化型树脂光致抗蚀剂。
5.如权利要求4所述的多层印制线路板的制造方法，其特征在于所述光固化型树脂 光致抗蚀剂包括以下含量的组分感光树脂 50-80% ；反应性单体 10-40% ；感光剂 1-2% ；填料3-5% ；颜料1-2% ；溶剂1_5%。
6.如权利要求5所述的多层印制线路板的制造方法，其特征在于所述感光树脂为改 性丙烯酸环氧树脂、联苯酚型环氧树脂、苯酚酚醛型环氧树脂或甲酚酚醛型环氧树脂；所述 反应性单体为四醇三丙烯酸脂、甲氧基二乙二醇双丙烯酸脂、甲氧基三乙二醇双丙烯酸脂、 甲基丙烯酸甲脂、甲基丙烯酸乙脂、甲基丙烯酸丙脂或甲基丙烯酸丁脂；所述感光剂为苯偶 姻甲醚、苯偶姻乙醚或苯偶姻丙醚；所述填料为硫酸钡、钛酸钡、氧化硅粉、无定形二氧化 硅、滑石或氢氧化铝；所述颜料为酞菁蓝或酞菁绿；所述溶剂为石油醚、石脑油或甲乙酮。
7.如权利要求6所述的多层印制线路板的制造方法，其特征在于所述树脂光致抗蚀 剂的厚度范围为l-100um。
8.如权利要求7所述的多层印制线路板的制造方法，其特征在于所述树脂光致抗蚀 剂的厚度范围为5-30um。
9.如权利要求8所述的多层印制线路板的制造方法，其特征在于所述涂覆工艺选择 丝印法、淋幕法或喷涂法。
全文摘要
一种多层印制线路板的制造方法，包括以下步骤对多层板进行至少两次内层加工，对多层板进行外层加工；其中对多层板进行内层加工步骤，依次包括以下分步骤1)内层切板；2)数控钻孔；3)去钻污；4)孔前处理与化学镀铜；5)全板镀铜；6)镀层检查；7)前处理；8)涂覆光致抗蚀剂；9)曝光；10)显影；11)蚀刻；12)层压；所述对多层板进行外层加工步骤，依次包括以下分步骤1)修边、钻定位孔；2)外层图形加工；3)阻焊膜；4)印制字符图形；5)最终表面处理；6)外形加工。本发明由于采用了涂覆树脂光致抗蚀剂步骤，因此内层加工步骤中可以省去去膜和内层粗化、去氧化两个步骤，缩短了工艺加工流程。
文档编号H05K3/46GK102006735SQ201010590529
公开日2011年4月6日 申请日期2010年12月11日 优先权日2010年12月11日
发明者何润宏, 刘建生, 黄志东 申请人:汕头超声印制板(二厂)有限公司, 汕头超声印制板公司