多层印制线路板及其制作方法
【专利摘要】本发明公开一种多层印制线路板的制作方法，该多层印制线路板包括间隔设置的芯板和绝缘层板，该方法包括：1）确定所需制作的多层印制线路板在层数上关于中心对称的两层芯板之间的结构差异；2）根据所述两层芯板之间的结构差异，对分别与所述两层芯板相邻的两层绝缘层板的构成进行选择；3）利用所述芯板以及所选择的绝缘层板制作多层印制线路板。本发明中，从而利用非对称的绝缘层之间的差异来平衡由于局部混制高频材料等原因所带来的芯板之间的结构和应力的差异，从而克服了多层印制线路板中由于上述结构和应力差异所导致的板翘问题，改善了多层印制线路板的质量。
【专利说明】多层印制线路板及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及多层印制线路板【技术领域】，特别涉及一种多层印制线路板的制作方法以及多层印制线路板。
【背景技术】
[0002]对于多层印制线路板的制作，目前行业内对于配本结构需要做对称设计，即上下的芯板厚度一致并且对应的绝缘层板中半固化片(又称PP片或prepreg)的类型一致，下面参阅图1说明对称设计的设计思想，在图1中示出了线路层总层数为η层的线路板，其中，LI指第I层线路层，Ln指地η层线路层，线路层和线路层之间的层为芯板或绝缘层板，例如，第L1/2层为第I层线路层和第2层线路层之间的芯板，第L2/3层为第2层线路层和第3层线路层之间的绝缘层板。根据对称设计要求，L1/2层与Ln-1/n层芯板(core)的厚度相同。例如都为0.2mm, L2/3层与Ln-2/n-l层绝缘层板中半固化片类型和厚度相同。例如，都采用两层2116型的半固化片，依此类推，Li/(i+l)层与L(n-1)/ (n+l_i)层芯板的厚度一致(其中i为奇数)，并且L(i+l)/(i+2)层与L(n-1-l)/ (n_i )层绝缘层板的类型一致(其中i为偶数)，通过这样的设计，使得上下芯板和绝缘层板的配本结构相互对称。如果上下芯板厚度不一致或者绝缘层板的类型不一致，那么会出现板翘的情况。目前行业内的规定为翘曲度需满足小于或等于7.5%。
[0003]一般来说，对于普通FR-4多层板来说，通过上述对称设计可以满足翘曲度的要求。然而，对于局部混压印制线路板，难以使用上述对称设计满足翘曲度的要求。局部混压印制线路板是根据需要在普通FR-4多层板的某一层或几层的局部使用高频材料，以达到在实现高频传输的同时节约成本的目的。如图2所示，在最上层的L1/2芯板中部分使用了高频材料R04350，其他层的芯板中的材料为普通FR-4材料。混压板使用至少两种不同树脂体系的材料，由于材料本身强度不同及结构差异的原因，混压后的印制线路板的整板应力不能完全抵消，在层压后会产生不同程度的板翘。按上述方法对局部混压的印制线路板的配本结构进行对称设计后，配本翘曲度大于7.5%，不符合行业内品质要求。
[0004]此外，对于目前通常使用的减少翘曲的方法，包括热压烘板或人工掰直的方式，热压烘板在热烘的过程中通过释放内应力来消除板翘，人工掰直的方式通过施加外力来消除板翘，可以从一定程度上减小翘曲程度，但是通过热压烘板或人工掰直方式处理后的印制线路板，由于线路板内部结构的不同，在例如波峰焊等受热的过程会再次出现应力差异从而导致板翘的现象，因此，上述通过热压烘板或人工掰直的方法无法从根源上解决板翘的问题。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种多层印制线路板的制作方法和多层印制线路板，用于解决现有技术中由于诸如局部混制高频材料之类的原因所导致的多层印制线路板的板翘问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供了一种多层印制线路板的制作方法，所述多层印制线路板包括间隔设置的芯板和绝缘层板，所述方法包括:
[0007]I)确定所需制作的多层印制线路板在层数上关于中心对称的两层芯板之间的结构差异；
[0008]2)根据所述两层芯板之间的结构差异，对分别与所述两层芯板相邻的两层绝缘层板的构成进行选择，以使得因所述两层芯板之间的结构差异而在制成后的多层印制线路板上产生的应力能够部分抵消或全部抵消；
[0009]3)利用所述芯板以及所选择的绝缘层板制作多层印制线路板。
[0010]优选地，在步骤I)中，两层芯板之间的结构差异包括:
[0011]两层芯板在材质上的差异；和/或，
[0012]两层芯板中所采用的半固化片的类型上的差异；和/或，
[0013]两层芯板在厚度上的差异；和/或，
[0014]两层芯板中一芯板上开槽而另一芯板上未开槽；和/或，
[0015]两层芯板在开槽的大小上的差异；和/或，
[0016]两层芯板中一芯板上嵌合有与该芯板材质不同的嵌块,而另一芯板上未嵌合嵌块；和/或，
[0017]两层芯板上所嵌合的嵌块的大小上的差异；和/或，
[0018]两层芯板上所嵌合的嵌块的材质上的差异。
[0019]优选地，所述两层芯板分别为第一芯板和第二芯板，所述两层绝缘层板分别为与第一芯板相邻的第一绝缘层板，以及与第二芯板相邻的第二绝缘层板，
[0020]在步骤2)中，根据所述两层芯板之间的结构差异，对分别与所述两层芯板相邻的两层绝缘层板的构成进行选择的方法如下:
[0021]根据第一芯板与第二芯板之间的结构差异，使得第一绝缘层板与第二绝缘层板之间具有相同的结构差异；或，
[0022]根据第一芯板与第二芯板之间的结构差异判断两层芯板间强度的大小关系，如果第一芯板的强度大于第二芯板的强度，则对两层绝缘层板的构成进行选择以使得第一绝缘层板的强度大于第二绝缘层板的强度；如果第一芯板的强度小于第二芯板的强度，则对两层绝缘层板的构成进行选择以使得与第一芯板相邻的第一绝缘层板的强度小于与第二芯板相邻的第二绝缘层板的强度。
[0023]优选地，所述对两层绝缘层板的构成进行选择具体为:对两层绝缘层板所采用的半固化片进行选择；从而使得第一差异和第二差异之间的差值小于预定值；其中，第一差异是第一芯板的强度与第二芯板的强度之间的差异，第二差异是第一绝缘层板的强度与第二绝缘层板的强度之间的差异。
[0024]优选地，对半固化片进行选择包括选择半固化片的类型和/或确定半固化片的树
脂含量。
[0025]优选地，分别与两层芯板相邻的绝缘层板具体为:
[0026]分别与两层芯板相邻并且靠近多层印制线路板中心一侧的绝缘层板；
[0027]或，分别与两层芯板相邻并且靠近多层印制线路板表面一侧的绝缘层板。
[0028]优选地，在步骤3)之后还包括，根据制作的多层印制线路板的试板的翘曲度，调整与两层芯板相邻的绝缘层板的构成。[0029]为实现上述目的，本发明还提供了一种多层印制线路板，其特征在于，如果层数上关于中心对称的两层芯板之间存在结构差异，则分别与两层芯板相邻的两层绝缘层板之间存在相应的结构差异。
[0030]优选地，所述两层芯板分别为第一芯板和第二芯板，其中，第一芯板的强度大于第二芯板的强度，并且与第一芯板相邻的第一绝缘层板的强度大于与第二芯板相邻的第二绝缘层板的强度；或，第一芯板的强度小于第二芯板的强度，并且与第一芯板相邻的第一绝缘层板的强度小于与第二芯板相邻的第二绝缘层板的强度。
[0031]为实现上述目的，本发明还提供了根据上述任一所述方法制出的多层印制线路板。
[0032]本发明具有以下有益效果:
[0033]本发明的技术方案中，根据芯板之间的差异，来选择相邻绝缘层板的半固化片，从而基于半固化片的特性，通过选择不同的半固化片形成非对称的绝缘层，从而利用非对称的绝缘层之间的差异来平衡由于局部混制高频材料等原因所带来的芯板之间的结构和应力的差异，从而克服了多层印制线路板中由于上述结构和应力差异所导致的板翘问题，改善了多层印制线路板的质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1为现有技术中对多层印制线路板进行对称设计的示意图；
[0035]图2为现有技术中混制了高频材料的多层印制线路板的结构示意图；
[0036]图3为本发明实施例一提供的多层印制线路板的制作方法的流程图；
[0037]图4为本发明实施例二提供的多层印制线路板的制作方法的流程图。
【具体实施方式】
[0038]为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的多层印制线路板制作方法和多层印制线路板进行详细描述。
[0039]首先对半固化片进行简单介绍，半固化片又称“PP片”或“Pr印reg”，是多层印制线路板生产中的主要材料之一，主要由树脂和增强材料组成，增强材料又分为玻纤布、纸基、复合材料等几种类型。多层印制线路板所使用的半固化片大多采用玻璃纤维布做增强材料，在经过处理的玻璃纤维布浸溃上树脂胶液，再经热处理预烘制成的薄片材料称为半固化片，此时半固化片中的树脂为半硬化的B-stage的材料，其在加热加压下会软化，冷却后会反应固化为C-stage的材料。半固化片用于连接芯板层并提供绝缘，以形成一个基本的多层印制线路板。在形成多层印制线路板的过程中，通过综合考虑绝缘层厚度、内层铜厚、树脂含量、内层各层残留铜面积、以及对称等因素来选择半固化片的类型。半固化片主要的三种性质为胶流量(Resin Flow)、胶化时间(Gel time)、以及胶含量(Resin Content)(即树脂含量)。根据半固化片中玻纤布的型号区分，半固化片最常见的型号分别有7628、1506、2116、1080、106等。各个类型的半固化片具有不同的厚度以及树脂含量。
[0040]本发明的核心构思之一在于，对于多层印制线路板，本发明不再采用现有技术中的在进行对称设计之后，利用热压烘板或人工掰直的方式来减小板翘的方式，而是基于半固化片的特性，通过选择不同的半固化片形成非对称的绝缘层，利用绝缘层之间的差异来平衡由于局部混制高频材料等原因所带来的芯板之间的结构和应力的差异，从而克服了多层印制线路板中由于诸如局部混制了高频材料之类的原因所产生的应力差异导致的板翘问题，改善了多层印制线路板的质量。
[0041]实施例一
[0042]本发明提出了一种多层印制线路板的制作方法。
[0043]如图3所示，示出了本发明实施例一提供的一种多层印制线路板的制作方法，应用于多层印制线路板的设计和生产过程中，从而控制多层印制线路板的板翘问题，该方法包括:
[0044]步骤301，确定层数上关于中心对称的两层芯板之间的结构差异。
[0045]步骤302，根据确定的两层芯板之间的结构差异，对分别与两层芯板相邻的两层绝缘层板的构成进行选择，以使得因两层芯板之间的结构差异而在制成后的多层印制线路板上产生的应力能够部分抵消或全部抵消。
[0046]步骤303，利用芯板以及所选择的绝缘层板制作多层印制线路板。
[0047]在本发明实施例中，根据层数上关于中心对称的芯板上的结构差异，形成非对称的绝缘层，非对称的绝缘层在热固化的过程中会产生不同的收缩应力，从而平衡由于芯板的结构差异所造成的不同的收缩应力，利用不同的绝缘层来平衡不同的芯板结构和及其应力的差异，从而克服了多层印制线路板中由于局部混制高频材料等原因造成应力差异并导致的板翘问题，改善了多层印制线路板的质量。
[0048]实施例二
[0049]下面通过一个更加详细的实施例来说明本发明提出多层印制线路板的制作方法。
[0050]如图4所示，示出了本发明实施例二提供的一种多层印制线路板的制作方法，应用于多层印制线路板的设计和生产过程中，以控制板翘，该方法包括:
[0051]步骤401，确定层数上关于中心对称的两层芯板之间的结构差异。
[0052]其中，层数上关于中心对称的芯板是指在多层印制线路板中，其层数关于多层印制线路板的中心对称的芯板，例如，对于8层的线路板，其L1/2层、L3/4层、L5/6层、L7/8层为芯板，其中L1/2层芯板和L7/8层芯板是层数上对称的芯板，L3/4层芯板和L5/6层芯板是层数上对称的芯板。
[0053]芯板之间的结构差异包括使芯板产生强度变化的结构差异。两层芯板之间的结构差异包括但不限于:两层芯板在材质上的差异；和/或两层芯板中所采用的半固化片的类型上的差异；和/或两层芯板在厚度上的差异；和/或两层芯板中一芯板上开槽而另一芯板上未开槽；和/或两层芯板在开槽的大小上的差异；和/或两层芯板中一芯板上嵌合有与该芯板材质不同的嵌块，而另一芯板上未嵌合嵌块；和/或两层芯板上所嵌合的嵌块的大小上的差异；和/或两层芯板上所嵌合的嵌块的材质上的差异。
[0054]在多层印制线路板的制作中，由于各层芯板强度上的差异，造成热固化的过程中产生不同的应力，各层应力之间的不平衡将会造成板翘。例如当芯板上设有铣槽时，芯板的强度随着芯板上铣槽开口的增大而减小，和/或随着形成芯板的半固化片中的树脂含量的增大而增大，和/或随着芯板厚度的增大而增大。影响芯板强度的因素不限于上述列举出的因素，也可以使用其它使芯板产生强度变化的因素。
[0055]因此，可以根据形成芯板的半固化片的类型和/或片数和/或半固化片中的树脂含量，确定层数上对称的芯板之间的差异，例如，在8层印制线路板中，如果L1/2层芯板由2片2116型半固化片组成，L7/8层芯板由3片1080型半固化片，以及上述2116型半固化片和1080型半固化片的树脂含量分别为A或B，上述类型和树脂含量等参数都会造成芯板强度的不同，因此可以使用上述参数来作为L1/2层芯板和L7/8层芯板之间的结构差异。另夕卜，如果层数上对称的芯板中的一个或两个混压了高频材料，所述高频材料通过在芯板上开设的铣槽而嵌入该芯板中，而芯板的强度会随着芯板中混压了高频材料的铣槽的开口的增大而降低，因而可以根据芯板上铣槽的开口的大小来考虑两芯板之间的结构差异。上述结构差异可以是确定的参数，例如半固化片的类型，树脂含量，片数等，也可以是根据如铣槽的开口大小之类的因素所确定的影响强度上的差异。
[0056]步骤402，根据确定的芯板之间的结构差异，对分别与两层芯板相邻的两层绝缘层板的构成进行选择。
[0057]所需的半固化片进行选择。
[0058]其中，与芯板相邻的两层绝缘层板在层数上关于中心对称，并且两层绝缘层板是分别与两层芯板相邻并且靠近多层印制线路板中心一侧的绝缘层板，或者也可以是分别与两层芯板相邻并且靠近多层印制线路板表面一侧的绝缘层板，或者分别靠近中心一侧和靠近表面一侧的两层绝缘层板。例如，对于8层印制线路板中的L1/2层芯板和L7/8层芯板，其相邻的绝缘层板分别是L2/3层绝缘层板和L6/7层绝缘层板。与芯板相邻的两层绝缘层板优选采用靠近多层印制线路板中心一侧的两层绝缘层板。然而，在某些情况下，当无法选择同时靠近中心一侧的两层绝缘层板的情况下，可以选择分别与两层芯板相邻并且靠近表面一侧的两层绝缘层板。例如，对于8层印制线路板中的L3/4层芯板和L5/6层芯板，由于与该两层芯板相邻并且靠近中心一侧的绝缘层板仅为一层，即L4/5层，则可以选择L2/3绝缘层板和L6/7层绝缘层板作为分别与L3/4层芯板和L5/6层芯板相邻的两层绝缘层板。
[0059]其中，对两层绝缘层板的构成进行选择具体可以是对构成绝缘层板的半固化片进行选择，可以根据如下原则对构成绝缘层板的半固化片进行选择，其中，设定关于中心对称的两层芯板分别称为第一芯板和第二芯板，与第一芯板和第二芯板分别相邻的两层绝缘层板分别称为第一绝缘层板和第二绝缘层板，则，如果第一芯板的强度大于第二芯板的强度，则对半固化片进行选择以使得与第一芯板相邻的第一绝缘层板的强度大于与第二芯板相邻的第二绝缘层板的强度；如果第一芯板的强度小于第二芯板的强度，则对半固化片进行选择以使得与第一芯板相邻的第一绝缘层板的强度小于与第二芯板相邻的第二绝缘层板的强度。
[0060]可选的，为了控制应力平衡的程度并使得应力尽可能地达到平衡，需要使第一绝缘层板和第二绝缘层板之间的强度差异尽可能的接近第一芯板和第二芯板之间的强度差异。例如，为了控制应力平衡的程度，可以设定一个预定值delta，为了使得选择的第一绝缘层板和第二绝缘层板之间的差异delta2尽可能的等于或接近于第一芯板和第二芯板之间的差异deltal，对两层绝缘层板进行选择，使其满足deltal-delta2的绝对值小于或等于预定值delta。因此通过预定值delta的设定,可以控制应力平衡的精度,预定值delta设置的越小，则应力平衡的效果越好。
[0061]下面可以通过两个具体的例子对上述过程进行说明:
[0062]例子1:[0063]在8层印制线路板中，如果L1/2层芯板由2片2116型半固化片组成，L7/8层芯板由3片1080型半固化片组成，以及上述2116型半固化片和108型半固化片的树脂含量分别为A和B，A不等于B，那么，对于与L1/2层芯板相邻的L2/3绝缘层板，可以选择由树脂含量为A的2片2116型半固化片组成，对于与L7/8层芯板相邻的L6/7绝缘层板，可以选择由树脂含量为B的3片1080型半固化片组成。通过这样的选择，使得绝缘层板之间的强度差异等于或两层芯板之间的强度差异，从而达到应力的平衡。
[0064]例子2:
[0065]同样以8层线路板为例，L1/2层芯板和L7/8层芯板由相同的半固化片形成，但是在L1/2层芯板上1/3的面积中混压了高频材料。根据L1/2层芯板和L7/8层芯板之间的结构差异，可以确定L1/2层芯板的强度小于L7/8层芯板的强度，因此需要使得L2/3层绝缘层板的强度小于L6/7层绝缘层板的强度。因此，可以首先为两层绝缘层板选择半固化片的类型，然后选择半固化片的树脂含量，以满足上述强度要求。下面参考表I中示出的半固化片的参数表半固化片的选择过程进行说明。其中在表I中以100%残铜率的S0401的半固化片为例示出了不同类型半固化片的树脂含量和压合厚度。
[0066]表I关于不同类型半固化片的树脂含量和压合厚度的参数表
【权利要求】
1.一种多层印制线路板的制作方法，所述多层印制线路板包括间隔设置的芯板和绝缘层板，其特征在于，所述方法包括: 1)确定所需制作的多层印制线路板在层数上关于中心对称的两层芯板之间的结构差巳升; 2)根据所述两层芯板之间的结构差异，对分别与所述两层芯板相邻的两层绝缘层板的构成进行选择，以使得因所述两层芯板之间的结构差异而在制成后的多层印制线路板上产生的应力能够部分抵消或全部抵消； 3)利用所述芯板以及所选择的绝缘层板制作多层印制线路板。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤I)中，两层芯板之间的结构差异包 括: 两层芯板在材质上的差异；和/或， 两层芯板中所采用的半固化片的类型上的差异；和/或， 两层芯板在厚度上的差异；和/或， 两层芯板中一芯板上开槽而另一芯板上未开槽；和/或， 两层芯板在开槽的大小上的差异；和/或， 两层芯板中一芯板上嵌合有与该芯板材质不同的嵌块，而另一芯板上未嵌合嵌块；和/或， 两层芯板上所嵌合的嵌块的大小上的差异；和/或， 两层芯板上所嵌合的嵌块的材质上的差异。
3.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述两层芯板分别为第一芯板和第二芯板，所述两层绝缘层板分别为与第一芯板相邻的第一绝缘层板，以及与第二芯板相邻的第二绝缘层板， 在步骤2)中，根据所述两层芯板之间的结构差异，对分别与所述两层芯板相邻的两层绝缘层板的构成进行选择的方法如下: 根据第一芯板与第二芯板之间的结构差异，使得第一绝缘层板与第二绝缘层板之间具有相同的结构差异；或， 根据第一芯板与第二芯板之间的结构差异判断两层芯板间强度的大小关系，如果第一芯板的强度大于第二芯板的强度，则对两层绝缘层板的构成进行选择以使得第一绝缘层板的强度大于第二绝缘层板的强度；如果第一芯板的强度小于第二芯板的强度，则对两层绝缘层板的构成进行选择以使得与第一芯板相邻的第一绝缘层板的强度小于与第二芯板相邻的第二绝缘层板的强度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对两层绝缘层板的构成进行选择具体为:对两层绝缘层板所采用的半固化片进行选择；从而使得第一差异和第二差异之间的差值小于预定值；其中，第一差异是第一芯板的强度与第二芯板的强度之间的差异，第二差异是第一绝缘层板的强度与第二绝缘层板的强度之间的差异。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对半固化片进行选择包括选择半固化片的类型和/或确定半固化片的树脂含量。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，分别与两层芯板相邻的绝缘层板具体为:分别与两层芯板相邻并且靠近多层印制线路板中心一侧的绝缘层板； 或，分别与两层芯板相邻并且靠近多层印制线路板表面一侧的绝缘层板。
7.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，在步骤3)之后还包括，根据制作的多层印制线路板的试板的翘曲度，调整与两层芯板相邻的绝缘层板的构成。
8.一种多层印制线路板，其特征在于，如果层数上关于中心对称的两层芯板之间存在结构差异，则分别与两层芯板相邻的两层绝缘层板之间存在相应的结构差异。
9.根据权利要求8所述的多层印制线路板，其特征在于， 所述两层芯板分别为第一芯板和第二芯板， 其中，第一芯板的强度大于第二芯板的强度，并且与第一芯板相邻的第一绝缘层板的强度大于与第二芯板相邻的第二绝缘层板的强度；或，第一芯板的强度小于第二芯板的强度，并且与第一芯板相邻的第一绝缘层板的强度小于与第二芯板相邻的第二绝缘层板的强度。
10.根据如权利要 求1至7中任一项所述方法制出的多层印制线路板。
【文档编号】H05K3/46GK103429013SQ201210152710
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年5月16日 优先权日:2012年5月16日
【发明者】陈杰标 申请人:北大方正集团有限公司, 珠海方正科技多层电路板有限公司