多層高密度互連印製電路板盲孔、埋孔填孔工藝的製作方法

2023-05-22 02:22:56

專利名稱：多層高密度互連印製電路板盲孔、埋孔填孔工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子行業的電路板，具體涉及多層高密度互連印製電路板盲 孔、埋孔填孔工藝。
背景技術：
隨著電子產業產品渴望日趨輕巧，及功能複雜化的需求與日俱增，迫使 上遊供應鏈持續不斷的研發創新，提升自主產業的技術水平。
就印刷電路板而言，高密度互連技術自八零年代初期發展至今跨足整個 電子產業大部分的應用領域，諸如行動電話、移動式個人計算機、無線網絡 通信產品、數字行動秘書、數字衛星導航系統等等的現今科技產品，其應用 於產業的開發程度豈能僅用倍數成長來形容。 下列介紹傳統高密度互連板材生產的工藝流程
採用環氧基樹脂與玻璃纖維布組成的覆銅基板材料，電路板製造業者根 據最佳效益的基板利用率將覆銅基板裁切所須尺寸之後，做為後續繁瑣工藝 的輸入，首先利用微蝕刻技術將基板的銅表面咬蝕，形成板面一定的粗糙度， 藉由微蝕刻侵蝕造成的粗糙度使其與液態光阻油墨形成良好的結合，接著將 產品所需要的內層線路圖形利用影像轉移的技術，即底片曝光於覆銅基板上， 透過光阻劑與UV光的聚合反應，將圖形顯像於板面上，後續利用蝕刻藥液 對未聚合反應的部分銅進行咬蝕，咬蝕過後即剩下所需要的線路圖形，最後 將產生聚合反應的光阻劑除去之後便完成了內層線路的製作。
經過自動光學儀器的線路檢驗之後，將完成的內層線路板做不同於內層 微蝕刻咬蝕量的銅面黑、棕氧化處理，經過氧化處理過後的內層線路板經過 階段式的高溫及高壓的真空生產中能有效的與半固化黏結片緊密結合，而半 固化黏結片也因為這階段式的高溫高壓獲得到了完整的交聯及固化反應，而 反應完成的壓合板即為下一道工序的輸入。
機械鑽孔，鉤鈷合金的鑽針在設備高速旋轉的帶動下，配合驅動機臺瞄準的孔位程序，將孔位程序各個輸出的坐標值實現於第一次的壓合板上，這 道工序也是層與層之間導通的重要環節，.也是逐步實現傳統高密度互連板材 裡機鑽埋孔的重要步驟，完成的鑽孔板即為下一道工序的輸入。
因鑽針的高速旋轉切削所產生的熱使得基板結構中的樹脂熔融，冷卻後 形成膠渣。
孔壁在金屬化的過程之前還需將膠渣的結構打散，其還有另一深層的用 意即後續置換得到的化學銅能完整的附著於孔壁上，使其能成為良好的金屬 導體，後續利用電解電鍍的技術將銅平整的沉積於孔壁和板面，此步驟亦稱 為整板電鍍，金屬化過後的電鍍板緊接著為傳統高密度板材中其重要的環節 之一，樹脂塞孔，以環氧樹脂加填充料來填孔塞孔，其可以兼容與黏結片內 的樹脂系統，再者其反應過後不會像油墨一般具有揮發性使其廣泛的受業界 所推崇。
近年來的消費性電子產品愈來愈趨向於複合多功能且須輕薄短小，因此 在電路設計上必須導入多層高密度方可符合廣大社會大眾的青睞，而多層就 會拌隨著內層埋孔的設計。圖1為內埋孔之示意圖。若未經事先處理內層埋
孔(板厚大於0. 6mm)而逕行單靠玻纖布的樹脂填孔將衍生出銅面凹陷(導致最 外層線路製作缺陷)及填孔空洞(高溫爆裂)等信賴性問題。
樹脂填充完畢的電鍍板經烘烤聚合後再經過高切削刷輪的平整處理後， 後續即為第二次的內層顯像處理，只是這裡的光阻劑型態由第一次的液態油 墨形態轉變成為固態幹膜的型態，第二次的內層線路在經過影像轉移，線路 的蝕銅刻劃以及光學儀器的品檢完畢後即做為下一道工序的輸入。
再一次的壓合的工序實現了高密度互連板材其機鑽埋孔的概念，其作業 原理仍同第一次壓板的工序一般，利用階段式的溫度及壓力將半固化黏結片 能完整的交聯固化並與粗化過後的線路銅面形成良好的結合力，此外還將第 一次的機械鑽孔埋藏在第二次的壓合板的內部
第二次壓板之後接著的一道工序亦為次道工序的準備工作即開銅窗，當 然此道的準備工作的型式不單只是僅此一種，只是這裡以銅窗來做介紹，開 窗的概念乃為將二次壓板後的銅面再次利用影像轉移的技術在銅表面刻露出 基材部分使其能有利於後道工序的製作，而這後續的工序為雷射成孔，雷射 的紅外線光束可以被黏結片其中的樹脂系統大量的吸收並且氣化在表面形成
5不穿透的盲孔，使得高密度互連板材的互連技術得以發揮的淋漓盡致。
後續再經過機械鑽孔，板面及孔壁的金屬化以及影像轉移技術將外層的 線路顯像，刻劃等工序之後變成為印刷電路板的半成品了，半成品完成之後 隨之而來的工藝為防焊。
防焊又稱其阻焊或隔焊，是印刷電路板工藝中技術含量較高的一道工序， 其作業原理也同於影像轉移一般，利用網版印刷的方式將液態感光及熱固化 型油墨覆蓋於整板面上，將其表面受熱固化後，接著利用影像轉移的方式將 電子插件所需要的焊墊區域顯像，最後在將其完全受熱固化，早期的印刷電 路工藝中防焊油墨以綠色居多，固防焊又稱其為綠漆，其主要作用為隔焊即 隔絕下遊組裝業者組裝時其高溫的錫膏與不必要的銅面直接接觸，造成短路， 而另一個作用即為美觀。
文字也是利用網版印刷的方式將產品電子原件的代碼，客戶的產品編號， 材料通過的認證等等的標示性文字先製作於網版上再以熱固化型的油墨印刷 於表面並且烘烤使其完成固化反應。
文字製作完畢後接著的工序為成型，其作業原理和鑽孔相似，差異在於 成型的銑刀的程序設計輸出是以路徑為表達方式，而鑽孔是以孔位的坐標當 作程序輸出罷了，成型的作用在於將產品要求的尺寸從程序設計中實現於電 路板上。
最後的幾道工序依序為表面處理、電子性能的測試以及最終質量的檢驗， 因銅金屬其特性較為活潑容易與周遭環境發生變化產生氧化，進而影響下遊 組裝廠的貼件質量，固表面處理其最主要的作用即針對焊墊區域的銅面積進 行抗氧化處理。
上述工藝的缺陷是樹脂填孔後處理工藝步驟多，且後續黏結片與樹脂壓 合形成分層。

發明內容
為了克服上述缺陷，本發明的目的是提供多層高密度互連印製電路板盲 孔、埋孔填孔工藝。
為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案-
多層高密度互連印製電路板盲孔、埋孔、填孔工藝，先是利用藥水將帶有鑽孔的印製電路板銅表面生成均勻的紅棕色或黑色的氧化層，藉以生成氧 化層的粗糙度使其與黏結片可以緊密結合以及可避免生銅表面與壓合高溫反 應而形成的氯化亞銅影響產品的信賴性，之後為傳統的絲網印刷，其特徵在 於將樹脂填入指定的孔內並在時限內做黏結片的疊合，再進行真空壓合工藝。
上述真空壓合工藝所需壓合的溫度為150 200°C，壓力為70 350 pai， 真空度為-720 -500mmHg。
上述絲網印刷為先將所需填充的孔鑽在鋁片上，再將有孔的鋁片張至木 質的網框中取代了傳統的絲布張網，以鋁片網版做媒介將樹脂填料直接在氧 化銅處理後的板面上進行印刷填孔的作業，且在印製電路板下安裝排氣孔板。
上述排氣孔板的排氣孔大小是根據印製電路板通孔的密度或大小開設。
本發明在完成金屬化之後將原負片流程變更為傳統多層板工藝裡的正片 流程，在這之前的所有工序與一般的傳統多層板流程相同，此項變革能有效 縮短生產時間提升生產效率。在第二次的內層線路通過品檢之後為線路面的 粗化處裡，後續的樹脂塞孔為整個創新開發的重要精髓，捨棄於金屬化後直 接樹脂塞孔的步驟，取而代之的是將樹脂塞孔的流程合併於壓合製程內，當 然樹脂的塞孔仍然是利用網印的方式。為了能有效節省繁瑣的生產工藝，研 發部仔細研究材料的分子結構、對比銅面粗化的生產質量、重新定義網布印 刷的作業方式、探就壓合設備的特殊特性以及變更設備的生產動線從而將樹 脂塞孔的流程能完整的兼容於單一製程，這項創舉大大的縮短了生產工時， 且有效的降低成本進而提升產品的競爭力。


圖1為現有技術的內埋孔示意圖； 圖2為本發明的工藝流程圖。 具體實施方案下面結合實施例對本發明作進一步說明
參照圖2所示，多層高密度互連印製電路板盲孔、埋孔、填孔工藝，(1)先是利用藥水將帶有鑽孔的印製電路板銅表面生成均勻的紅棕色或黑色的氧化層，藉以生成氧化層的粗糙度使其與黏結片可以緊密結合以及可避免生銅表面與壓合高溫反應而形成的氯化亞銅影響產品的信賴性，(2)之後為傳統的絲網印刷，先將所需填充的孔鑽在鋁片上，再將有孔的鋁片張至木質的網框中取代了傳統的絲布張網，以鋁片網版做媒介將樹脂填料直接在氧化銅處理後的板面上進行印刷填孔的作業，且在印製電路板下安裝排氣孔板，將樹脂填入指定的孔內並在時限內做黏結片的疊合，再進行真空壓合工藝。
真空壓合工藝，其分為七段壓合過程，第一段的壓合溫度為14(TC、時間為20分鐘，壓力為70pai、升壓時間為10分鐘，第二段的壓合溫度為160°C、時間為15分鐘，壓力為200pai、升壓時間為10分鐘，第三段的壓合溫度為175°C、時間為15分鐘，壓力為300pai、升壓時間為15分鐘，第四段的壓合溫度為200°C、時間為20分鐘，壓力為350pai、升壓時間為10分鐘，第五段的壓合溫度為200°C、時間為20分鐘，壓力為350pai、升壓時間為15分鐘，第六段的壓合溫度為20(TC、時間為60分鐘，壓力為350pai、降壓時間為90分鐘，第七段的壓合溫度為140°C、時間為10分鐘，壓力為100pai、降壓時間為IO分鐘。
最後，應當指出，以上實施例僅是本發明較有代表性的例子。顯然，本發明的技術方案並不限於上述實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護範圍。
權利要求
1、多層高密度互連印製電路板盲孔、埋孔、填孔工藝，其特徵在於多層高密度互連印製電路板盲孔、埋孔、填孔工藝，先是利用藥水將帶有鑽孔的印製電路板銅表面生成均勻的紅棕色或黑色的氧化層，藉以生成氧化層的粗糙度使其與黏結片可以緊密結合以及可避免生銅表面與壓合高溫反應而形成的氯化亞銅影響產品的信賴性，之後為傳統的絲網印刷，其特徵在於將樹脂填入指定的孔內並在時限內做黏結片的疊合，再進行真空壓合工藝。
2、 根據權利要求l所述的多層高密度互連印製電路板盲孔、埋孔、填孔 工藝，其特徵在於上述絲網印刷為先將所需填充的孔鑽在鋁片上，再將有 孔的鋁片張至木質的網框中取代了傳統的絲布張網，以鋁片網版做媒介將樹 脂填料直接在氧化銅處理後的板面上進行印刷填孔的作業，且在印製電路板 下安裝排氣孔板。
3、 根據權利要求2所述的多層高密度互連印製電路板盲孔、埋孔、填孔 工藝，其特徵在於排氣孔板的排氣孔大小是根據印製電路板通孔的密度或 大小開設。
4、 根據權利要求l所述的多層高密度互連印製電路板盲孔、埋孔、填孔工藝，其特徵在於真空壓合工藝所需壓合的溫度為150 20(TC，壓力為70 350 pai，真空度為-720 -500mmHg。
5、 根據權利要求4所述的多層高密度互連印製電路板盲孔、埋孔、填孔 工藝，其特徵在於真空壓合工藝，其分為七段壓合過程，第一段的壓合溫 度為14(TC、時間為20分鐘，壓力為70pai、升壓時間為10分鐘，第二段的 壓合溫度為160°C、時間為15分鐘，壓力為300pai、升壓時間為10分鐘， 第三段的壓合溫度為175°C、時間為15分鐘，壓力為350pai、升壓時間為15分鐘，第四段的壓合溫度為200。C、時間為20分鐘，壓力為350pai、升壓時 間為10分鐘，第五段的壓合溫度為200。C、時間為20分鐘，壓力為350pai、 升壓時間為15分鐘，第六段的壓合溫度為200°C、時間為60分鐘，壓力為 350pai、降壓時間為90分鐘，第七段的壓合溫度為140°C、時間為10分鐘， 壓力為100pai、降壓時間為10分鐘。
全文摘要
本發明涉及多層高密度互連印製電路板盲孔、埋孔、填孔工藝，其特徵在於多層高密度互連印製電路板盲孔、埋孔、填孔工藝，先是利用藥水將帶有鑽孔的印製電路板銅表面生成均勻的紅棕色或黑色的氧化層，藉以生成氧化層的粗糙度使其與黏結片可以緊密結合以及可避免生銅表面與壓合高溫反應而形成的氯化亞銅影響產品的信賴性，之後為傳統的絲網印刷，其特徵在於將樹脂填入指定的孔內並在時限內做黏結片的疊合，再進行真空壓合工藝。本發明縮短生產工時，提高生產效率。
文檔編號H05K3/46GK101478862SQ20081006261
公開日2009年7月8日 申請日期2008年11月29日 優先權日2008年11月29日
發明者林睦群 申請人:鴻源科技(杭州)有限公司