一種印製板層間無銅區的製作方法與流程

2023-11-10 10:51:47 1

本發明涉及印製電路板，更具體地說是指一種印製板層間無銅區的製作方法。

背景技術：

印刷電路板(Printed circuit board，PCB)幾乎會出現在每一種電子設備當中。如果在某樣設備中有電子零件，那麼它們也都是鑲在大小各異的PCB上。除了固定各種小零件外，PCB的主要功能是提供上頭各項零件的相互電氣連接。隨著電子設備越來越複雜，需要的零件越來越多，PCB上頭的線路與零件也越來越密集了。

印製電路板製作過程中，當線路圖形空曠無銅區時，此處無銅區處於低洼位置，層壓過程中無法受力，成品後有微小空洞。

目前製作此類產品時，有以下兩種方法進行製作：

1、如圖1所示，層壓疊板時，層間用緩衝材料(緩衝材料定義：厚薄緩衝紙、牛皮紙、矽膠墊等)，均衡壓力，使其樹脂被「擠」到空洞區位置；又如中國專利201210421208.1提供了一種印製線路板層壓埋銅塊方法，包括：利用半固化片將第一基材層和第二基材層粘接在一起；在第一基材層、第二基材層以及半固化片的預埋銅塊的位置處開槽，開槽尺寸大於銅塊尺寸；對第一基材層、第二基材層和銅塊分別進行層壓前的處理；執行層壓，在層壓過程中使半固化片上的樹脂流膠流出並受熱固化，以便將第一基材層、第二基材層、半固化片和銅塊粘合在一起，從而形成一個整體；執行研磨，以去除銅塊上下表面銅面上溢出的半固化片流膠；執行沉銅電鍍以便在由第一基材層、第二基材層、銅塊和半固化片所組成的疊板的上下表面形成銅層，由此使銅塊與第一基材層、第二基材層、半固化片互連後形成整體，並實現電氣互連。

2、提高層間樹脂含量，如中國專利201410648297.2公開了一種內外層銅厚不一致的厚銅線路板的製備方法，屬於PCB印製線路板技術領域。該方法包括壓板、鑽孔和蝕刻工序，其中：壓板工序中，選用樹脂含量≥65％的半固化片，依次採用熱壓工藝和冷壓工藝進行壓板；並且所述熱壓工藝參數條件為：壓力為250-450PSI，溫度為175-220℃，真空度為0-68cm Hg，時間為90-150min；所述冷壓工藝參數條件為：壓力為50-450PSI，溫度為165-220℃，時間為130-230min。該方法通過層壓結構和疊板方式的設計，配合升溫加壓控制，使流膠填充均勻，壓板時的壓力分布均勻，填充效果好，能夠避免氣泡產生，具有壓合良好的特點。

但是，上述的做法中，存在以下的問題：

上述的第一條做法存在以下缺陷：

1、每壓一塊板都需使用緩衝材料輔助壓板，使單位成本上升20％，工序產能下降50％；

2、緩衝材料為一次性材料，不環保；

上述的第二條做法存在以下缺陷：提高層間樹脂含量，會影響介質厚度，其導致阻抗、板厚等品質無法達到客戶要求。

因此，有必要設計一種印製板層間無銅區的製作方法，實現適用於小批量電路板、樣板電路板生產，填充凹低處的空洞，保證層壓後PCB板無空洞白邊，降低成本，提升產能，並且不影響介質厚度。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術的缺陷，提供一種印製板層間無銅區的製作方法。

為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：一種印製板層間無銅區的製作方法，包括以下步驟：

對半固化片開料處理；

在半固化片上鑽定位孔；

對半固化片開窗處理；

對半固化片預疊處理；

壓合預疊完成的半固化片。

其進一步技術方案為：所述對半固化片開窗處理的步驟，包括以下具體步驟:

保留芯板無銅區位置處的樹脂；

掏空芯板上其他位置的樹脂。

其進一步技術方案為：所述保留芯板無銅區位置處的樹脂的步驟，具體是保留向芯板無銅區內縮2mm至4mm的位置的樹脂。

其進一步技術方案為：所述保留芯板無銅區位置處的樹脂的步驟，具體保留向芯板無銅區內縮3mm的位置的樹脂。

其進一步技術方案為：所述掏空芯板上其他位置的樹脂的步驟，具體是通過機械銑板的方式銑掉芯板上其他位置的樹脂。

其進一步技術方案為：所述壓合預疊完成的半固化片的步驟中，具體先採用熱壓預疊完成的半固化片後，再採用冷壓預疊完成的半固化片。

本發明與現有技術相比的有益效果是：本發明的一種印製板層間無銅區的製作方法，通過靠近芯板位置開窗，在進行預疊和層壓操作，保證層壓後PCB板無空洞白邊，有效填充無銅區凹陷位置，填充凹低處空洞，下降成本，提升產能，並且不影響介質厚度。

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步描述。

附圖說明

圖1為現有技術的PCB無銅區疊板的結構示意圖。

圖2為本發明具體實施例提供的一種印製板層間無銅區的製作方法的流程框圖；

圖3為本發明具體實施例提供的對半固化片開窗處理的具體流程框圖；

圖4為本發明具體實施例提供的PCB無銅區疊板的結構示意圖。

具體實施方式

為了更充分理解本發明的技術內容，下面結合具體實施例對本發明的技術方案進一步介紹和說明，但不局限於此。

如圖2至圖4所示的具體實施例，本實施例提供的一種印製板層間無銅區的製作方法，可以運用在印製電路板的製作過程中，實現對層間樹脂PP開窗設計，來填充凹低處的空洞。具體的，可以運用在各種多層板的壓合過程中，尤其是適用於小批量電路板、樣板電路板生產。

一種印製板層間無銅區的製作方法，包括以下步驟：

S10、對半固化片開料處理；

S20、在半固化片上鑽定位孔；

S30、對半固化片開窗處理；

S40、對半固化片預疊處理；

S50、壓合預疊完成的半固化片。

上述的S10步驟，對半固化片開料處理的步驟，半固化片經常用的為1080或2116，因為價格不太貴,含膠量比較大，半固化片由環氧樹脂和玻璃纖維構成。

在S10步驟，對半固化片開料處理的步驟之前，還包括對銅箔開料，銅箔厚度為12μm或者18μm或者35μm或者70μm。

對於上述的S20步驟，在半固化片上鑽定位孔的步驟，具體的，鑽定位孔時孔徑為3.2mm，由小到大依序排刀，鑽孔要用刀，刀分為鑽刀、槽刀、銑刀三種：鑽刀範圍：0.1mm-----6.3mm，公差：0.05mm；當鑽刀為0.1mm時，要求板厚≤0。6mm，層數≤6層；鑽刀為0.15MM時，要求：板厚≤1。2mm，層數≤8層；槽刀範圍：0.6mm至1.1mm；當一個槽孔孔徑超過這個範圍可以用鑽刀來代替槽刀，槽刀鋼比鑽刀好，不易斷刀，銑刀範圍為0.6mm或者0.8mm或者1.0mm或者1.2mm或者1.6mm或者2.4mm。

上述的S30步驟，對半固化片開窗處理的步驟，包括以下具體步驟:

S301、保留芯板無銅區位置處的樹脂；

S302、掏空芯板上其他位置的樹脂。

具體的，所述S301步驟，保留芯板無銅區位置處的樹脂的步驟，具體是保留向芯板無銅區內縮2mm至4mm的位置的樹脂，對於一個有層間介質厚度要求的PCB板，在靠近芯板處加此開窗，可保證原有介質厚度。

在本實施例中，所述S301步驟，保留芯板無銅區位置處的樹脂的步驟，具體保留向芯板無銅區內縮3mm的位置的樹脂。

當然，於其他實施例，所述S301步驟，保留芯板無銅區位置處的樹脂的步驟，具體保留向芯板無銅區內縮2mm的位置的樹脂。

或者，於其他實施例，所述S301步驟，保留芯板無銅區位置處的樹脂的步驟，具體保留向芯板無銅區內縮4mm的位置的樹脂。

另外，所述S302步驟，掏空芯板上其他位置的樹脂的步驟，具體是通過機械銑板的方式銑掉芯板上其他位置的樹脂。

對於機械銑板需要用到銑刀，具體的，選用銑刀的原則如下：

方方正正的板優先選用大銑刀；

板內有內銑槽的地方，根據內銑槽的大小選擇銑刀；

一塊板可以選擇兩把銑刀；

當拼板數比較多，尺寸比較小時，優先選用1.6mm以下的銑刀；

當板上有小尖角和小半圓弧時，用鑽刀鑽出比較好，以免板變形，銑刀飛出；

銑刀本身是順時針旋轉的，自身路徑又為外層逆時針，內層順時針；

包邊板銑包邊時，是在一鑽後，銑包邊。包邊板要單邊縮3mi l，它分為全包邊和部分包邊。

於其他實施例，上述的S302步驟，掏空芯板上其他位置的樹脂的步驟，還可以通過刮板的方式刮掉芯板上其他位置的樹脂。

為了增加可以布線的面積，多層板用上了更多單或雙面的布線板。多層板使用數片雙面板，並在每層板間放進一層絕緣層後黏牢(壓合)。板子的層數就代表了有幾層獨立的布線層，通常層數都是偶數，並且包含最外側的兩層。大部分的主機板都是4到8層的結構，不過技術上可以做到近100層的PCB板。大型的超級計算機大多使用相當多層的主機板，不過因為這類計算機已經可以用許多普通計算機的集群代替，超多層板已經漸漸不被使用了。因為PCB中的各層都緊密的結合，一般不太容易看出實際數目。

對多個基板進行層壓，各單片層必須要壓合才能製造出多層板。壓合動作包括在各層間加入絕緣層，以及將彼此黏牢等。如果有透過好幾層的導孔，那麼每層都必須要重複處理。多層板的外側兩面上的布線，則通常在多層板壓合後才處理。

S50的步驟中，另外，層壓分為分熱壓和冷壓，具體先採用熱壓預疊完成的半固化片後，再採用冷壓預疊完成的半固化片。

層壓厚度理論值公式：所有半固化片的厚度+內層芯板(不含基銅)的厚度+各層基銅的厚度×對應層的殘銅率，其中，殘銅率＝有用的銅/基銅。

並且，對於層壓，需依照以下的疊層原則進行層壓：

1、優先選用厚的板材；

2、結構對稱；

3、當兩面基銅厚度都為18μm時，可以單獨使用一張1080；

4、層間半固化片的厚度應＞2倍基銅，當為陰陽板時，則應＞2倍厚的基銅；

5、半固化片應外薄內厚；

6、層間半固化片的張數應≤3張；

7、內層芯板應與半固化片的材料保持一致；

8、當板厚達不到客戶要求時，可以加入光板。

上述的樹脂為PP，因此，上述的開窗稱為「PP開窗」。

於其他實施例，在S10步驟，對半固化片開料處理步驟之前還包括對覆銅板開料、內層圖像轉移等。

具體的，覆銅板開料就是兩面覆蓋銅皮的芯板，對其進行開料主要是對其進行切板操作，依據實際情況對覆銅板進行切板操作，切成若干份供生產所用。

另外，對於內層圖像轉移，包括內層磨板、內層貼膜、菲林對位、曝光、顯影、蝕刻以及褪膜等步驟。

更進一步的，內層磨板分兩步：

1、用酸洗覆銅板，此步驟的目的是為了清除板面氧化物，防止夾入汽泡，幹膜起皺。

2、用火山灰洗覆銅板，此步驟的目的是為了使板面變的微觀粗糙，增加與半固化片的結合力。

對於內層貼膜，具體貼的是幹膜。幹膜分三層，頂層為聚脂薄膜，中層為光致抗蝕劑，底層為聚已烯膜，在貼膜時把底層的聚已烯膜去掉。

另外，菲林對位主要是通過板邊馬氏蘭孔對位，對位時，要用夾板條，夾板條要與放入兩片蕈林之間的內層芯板等厚，菲林一般為負片。

曝光的步驟，是利用白光對菲林垂直照射進行曝光。

顯影是為了把沒有被曝光的幹膜熔解掉。在曝光後、顯影前去掉頂層膜，若提前去掉頂膜，則氧氣會向光致抗蝕劑擴散，破壞游離基，引起感光度下降。

蝕刻是為了把沒有用的銅熔解掉，蝕刻分為蝕刻補償與補償蝕刻，分別如下：

1、蝕刻補償：在正片或負片線路菲林上補償，即加寬線寬。補償標準為：

陰陽板補償時注意：板薄的一面多補償，因為蝕刻時的參數時間T是以厚的基銅為準。則有：18/35補償1.2/0.4；35/70補償2.4/1.0。

2、補償蝕刻是由於同板厚的板的兩面蝕刻藥水濃度不一樣，要在時間上進行補償，需要多進行一個△T的時間補償。

上述的過程中的單位換算：1英尺＝12英寸，英尺：foot，英寸：inch；

1foot＝12inch 1inch＝1000mil

1mm＝39.37mil≈40mil 1inch＝25.4mm≈25mm

1mil＝0.025mm＝25μm

另外，對於褪膜，是把被曝光的幹膜熔解掉，用強鹼(NAOH)進行熔解。

另外，於其他實施例，有一些PCB板在製作過程中，內層圖像轉移之後需要進行AOI檢測。

AOI，即Automatic Optical Instrument，也就是自動光學檢測，又稱半檢，能檢查出製造問題。

另外，於其他實施例，有一些PCB板在製作過程中，AOI檢測之後需要進行棕化，也就是使線路上生成一層棕色的氧化亞銅(CU2O)，這樣的目的是為了增強與半固化片的結合力。

在層壓時，還需要防止翹曲，此時，可以通過疊層對稱的方式層壓，以防止翹曲的現象發生。

另外，在整個製作過程中，還可以在層壓之前對覆銅基板進行烘板或者在入庫前壓板操作，以防止翹曲的現象發生。

對於烘板的時機是在開料後以及層壓後這兩個時段烘板，可以更好的防止翹曲的現象發生。烘板時，需要在150℃的高溫下烘烤四個小時。

上述的一種印製板層間無銅區的製作方法，通過靠近芯板位置開窗，在進行預疊和層壓操作，保證層壓後PCB板無空洞白邊，有效填充無銅區凹陷位置，填充凹低處空洞，下降成本，提升產能，並且不影響介質厚度。

上述的一種印製板層間無銅區的製作方法，能使成本下降20％，產能提升50％，並且，採用機械銑板將將對應無銅區位置的樹脂保留，其他位置的樹脂銑掉，可以使得無銅區的樹脂含量高於其他位置的樹脂含量，因此，無銅區的空洞可以通過自身的樹脂的擠壓，避免空洞，均衡壓力。

上述僅以實施例來進一步說明本發明的技術內容，以便於讀者更容易理解，但不代表本發明的實施方式僅限於此，任何依本發明所做的技術延伸或再創造，均受本發明的保護。本發明的保護範圍以權利要求書為準。