CN101478862A - 多层高密度互连印制电路板盲孔、埋孔填孔工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多层高密度互连印制电路板盲孔、埋孔、填孔工艺，其特征在于：多层高密度互连印制电路板盲孔、埋孔、填孔工艺，先是利用药水将带有钻孔的印制电路板铜表面生成均匀的红棕色或黑色的氧化层，藉以生成氧化层的粗糙度使其与黏结片可以紧密结合以及可避免生铜表面与压合高温反应而形成的氯化亚铜影响产品的信赖性，之后为传统的丝网印刷，其特征在于：将树脂填入指定的孔内并在时限内做黏结片的叠合，再进行真空压合工艺。本发明缩短生产工时，提高生产效率。

Description

多层高密度互连印制电路板盲孔、埋孔填孔工艺

技术领域

本发明涉及电子行业的电路板，具体涉及多层高密度互连印制电路板盲孔、埋孔填孔工艺。

背景技术

随着电子产业产品渴望日趋轻巧，及功能复杂化的需求与日俱增，迫使上游供应链持续不断的研发创新，提升自主产业的技术水平。

就印刷电路板而言，高密度互连技术自八零年代初期发展至今跨足整个电子产业大部分的应用领域，诸如行动电话、移动式个人计算机、无线网络通信产品、数字行动秘书、数字卫星导航***等等的现今科技产品，其应用于产业的开发程度岂能仅用倍数成长来形容。

下列介绍传统高密度互连板材生产的工艺流程：

采用环氧基树脂与玻璃纤维布组成的覆铜基板材料，电路板制造业者根据最佳效益的基板利用率将覆铜基板裁切所须尺寸之后，做为后续繁琐工艺的输入，首先利用微蚀刻技术将基板的铜表面咬蚀，形成板面一定的粗糙度，藉由微蚀刻侵蚀造成的粗糙度使其与液态光阻油墨形成良好的结合，接着将产品所需要的内层线路图形利用影像转移的技术，即底片曝光于覆铜基板上，透过光阻剂与UV光的聚合反应，将图形显像于板面上，后续利用蚀刻药液对未聚合反应的部分铜进行咬蚀，咬蚀过后即剩下所需要的线路图形，最后将产生聚合反应的光阻剂除去之后便完成了内层线路的制作。

经过自动光学仪器的线路检验之后，将完成的内层线路板做不同于内层微蚀刻咬蚀量的铜面黑、棕氧化处理，经过氧化处理过后的内层线路板经过阶段式的高温及高压的真空生产中能有效的与半固化黏结片紧密结合，而半固化黏结片也因为这阶段式的高温高压获得到了完整的交联及固化反应，而反应完成的压合板即为下一道工序的输入。

机械钻孔，钨钴合金的钻针在设备高速旋转的带动下，配合驱动机台瞄准的孔位程序，将孔位程序各个输出的坐标值实现于第一次的压合板上，这道工序也是层与层之间导通的重要环节，也是逐步实现传统高密度互连板材里机钻埋孔的重要步骤，完成的钻孔板即为下一道工序的输入。

因钻针的高速旋转切削所产生的热使得基板结构中的树脂熔融，冷却后形成胶渣。

孔壁在金属化的过程之前还需将胶渣的结构打散，其还有另一深层的用意即后续置换得到的化学铜能完整的附着于孔壁上，使其能成为良好的金属导体，后续利用电解电镀的技术将铜平整的沉积于孔壁和板面，此步骤亦称为整板电镀，金属化过后的电镀板紧接着为传统高密度板材中其重要的环节之一，树脂塞孔，以环氧树脂加填充料来填孔塞孔，其可以兼容与黏结片内的树脂***，再者其反应过后不会像油墨一般具有挥发性使其广泛的受业界所推崇。

近年来的消费性电子产品愈来愈趋向于复合多功能且须轻薄短小，因此在电路设计上必须导入多层高密度方可符合广大社会大众的青睐，而多层就会拌随着内层埋孔的设计。图1为内埋孔之示意图。若未经事先处理内层埋孔(板厚大于0.6mm)而迳行单靠玻纤布的树脂填孔将衍生出铜面凹陷(导致最外层线路制作缺陷)及填孔空洞(高温爆裂)等信赖性问题。

树脂填充完毕的电镀板经烘烤聚合后再经过高切削刷轮的平整处理后，后续即为第二次的内层显像处理，只是这里的光阻剂型态由第一次的液态油墨形态转变成为固态干膜的型态，第二次的内层线路在经过影像转移，线路的蚀铜刻划以及光学仪器的品检完毕后即做为下一道工序的输入。

再一次的压合的工序实现了高密度互连板材其机钻埋孔的概念，其作业原理仍同第一次压板的工序一般，利用阶段式的温度及压力将半固化黏结片能完整的交联固化并与粗化过后的线路铜面形成良好的结合力，此外还将第一次的机械钻孔埋藏在第二次的压合板的内部

第二次压板之后接着的一道工序亦为次道工序的准备工作即开铜窗，当然此道的准备工作的型式不单只是仅此一种，只是这里以铜窗来做介绍，开窗的概念乃为将二次压板后的铜面再次利用影像转移的技术在铜表面刻露出基材部分使其能有利于后道工序的制作，而这后续的工序为激光成孔，激光的红外线光束可以被黏结片其中的树脂***大量的吸收并且气化在表面形成不穿透的盲孔，使得高密度互连板材的互连技术得以发挥的淋漓尽致。

后续再经过机械钻孔，板面及孔壁的金属化以及影像转移技术将外层的线路显像，刻划等工序之后变成为印刷电路板的半成品了，半成品完成之后随之而来的工艺为防焊。

防焊又称其阻焊或隔焊，是印刷电路板工艺中技术含量较高的一道工序，其作业原理也同于影像转移一般，利用网版印刷的方式将液态感光及热固化型油墨覆盖于整板面上，将其表面受热固化后，接着利用影像转移的方式将电子插件所需要的焊垫区域显像，最后在将其完全受热固化，早期的印刷电路工艺中防焊油墨以绿色居多，固防焊又称其为绿漆，其主要作用为隔焊即隔绝下游组装业者组装时其高温的锡膏与不必要的铜面直接接触，造成短路，而另一个作用即为美观。

文字也是利用网版印刷的方式将产品电子原件的代码，客户的产品编号，材料通过的认证等等的标示性文字先制作于网版上再以热固化型的油墨印刷于表面并且烘烤使其完成固化反应。

文字制作完毕后接着的工序为成型，其作业原理和钻孔相似，差异在于成型的铣刀的程序设计输出是以路径为表达方式，而钻孔是以孔位的坐标当作程序输出罢了，成型的作用在于将产品要求的尺寸从程序设计中实现于电路板上。

最后的几道工序依序为表面处理、电子性能的测试以及最终质量的检验，因铜金属其特性较为活泼容易与周遭环境发生变化产生氧化，进而影响下游组装厂的贴件质量，固表面处理其最主要的作用即针对焊垫区域的铜面积进行抗氧化处理。

上述工艺的缺陷是树脂填孔后处理工艺步骤多，且后续黏结片与树脂压合形成分层。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明的目的是提供多层高密度互连印制电路板盲孔、埋孔填孔工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

多层高密度互连印制电路板盲孔、埋孔、填孔工艺，先是利用药水将带有钻孔的印制电路板铜表面生成均匀的红棕色或黑色的氧化层，藉以生成氧化层的粗糙度使其与黏结片可以紧密结合以及可避免生铜表面与压合高温反应而形成的氯化亚铜影响产品的信赖性，之后为传统的丝网印刷，其特征在于：将树脂填入指定的孔内并在时限内做黏结片的叠合，再进行真空压合工艺。

上述真空压合工艺所需压合的温度为150～200℃，压力为70～350pai，真空度为-720～-500mmHg。

上述丝网印刷为先将所需填充的孔钻在铝片上，再将有孔的铝片张至木质的网框中取代了传统的丝布张网，以铝片网版做媒介将树脂填料直接在氧化铜处理后的板面上进行印刷填孔的作业，且在印制电路板下安装排气孔板。

上述排气孔板的排气孔大小是根据印制电路板通孔的密度或大小开设。

本发明在完成金属化之后将原负片流程变更为传统多层板工艺里的正片流程，在这之前的所有工序与一般的传统多层板流程相同，此项变革能有效缩短生产时间提升生产效率。在第二次的内层线路通过品检之后为线路面的粗化处里，后续的树脂塞孔为整个创新开发的重要精髓，舍弃于金属化后直接树脂塞孔的步骤，取而代之的是将树脂塞孔的流程合并于压合制程内，当然树脂的塞孔仍然是利用网印的方式。为了能有效节省繁琐的生产工艺，研发部仔细研究材料的分子结构、对比铜面粗化的生产质量、重新定义网布印刷的作业方式、探就压合设备的特殊特性以及变更设备的生产动线从而将树脂塞孔的流程能完整的兼容于单一制程，这项创举大大的缩短了生产工时，且有效的降低成本进而提升产品的竞争力。

附图说明

图1为现有技术的内埋孔示意图；

图2为本发明的工艺流程图。

具体实施方案

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

参照图2所示，多层高密度互连印制电路板盲孔、埋孔、填孔工艺，(1)先是利用药水将带有钻孔的印制电路板铜表面生成均匀的红棕色或黑色的氧化层，藉以生成氧化层的粗糙度使其与黏结片可以紧密结合以及可避免生铜表面与压合高温反应而形成的氯化亚铜影响产品的信赖性，(2)之后为传统的丝网印刷，先将所需填充的孔钻在铝片上，再将有孔的铝片张至木质的网框中取代了传统的丝布张网，以铝片网版做媒介将树脂填料直接在氧化铜处理后的板面上进行印刷填孔的作业，且在印制电路板下安装排气孔板，将树脂填入指定的孔内并在时限内做黏结片的叠合，再进行真空压合工艺。

真空压合工艺，其分为七段压合过程，第一段的压合温度为140℃、时间为20分钟，压力为70pai、升压时间为10分钟，第二段的压合温度为160℃、时间为15分钟，压力为200pai、升压时间为10分钟，第三段的压合温度为175℃、时间为15分钟，压力为300pai、升压时间为15分钟，第四段的压合温度为200℃、时间为20分钟，压力为350pai、升压时间为10分钟，第五段的压合温度为200℃、时间为20分钟，压力为350pai、升压时间为15分钟，第六段的压合温度为200℃、时间为60分钟，压力为350pai、降压时间为90分钟，第七段的压合温度为140℃、时间为10分钟，压力为100pai、降压时间为10分钟。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明的技术方案并不限于上述实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1、多层高密度互连印制电路板盲孔、埋孔、填孔工艺，其特征在于：多层高密度互连印制电路板盲孔、埋孔、填孔工艺，先是利用药水将带有钻孔的印制电路板铜表面生成均匀的红棕色或黑色的氧化层，藉以生成氧化层的粗糙度使其与黏结片可以紧密结合以及可避免生铜表面与压合高温反应而形成的氯化亚铜影响产品的信赖性，之后为传统的丝网印刷，其特征在于：将树脂填入指定的孔内并在时限内做黏结片的叠合，再进行真空压合工艺。

2、根据权利要求1所述的多层高密度互连印制电路板盲孔、埋孔、填孔工艺，其特征在于：上述丝网印刷为先将所需填充的孔钻在铝片上，再将有孔的铝片张至木质的网框中取代了传统的丝布张网，以铝片网版做媒介将树脂填料直接在氧化铜处理后的板面上进行印刷填孔的作业，且在印制电路板下安装排气孔板。

3、根据权利要求2所述的多层高密度互连印制电路板盲孔、埋孔、填孔工艺，其特征在于：排气孔板的排气孔大小是根据印制电路板通孔的密度或大小开设。

4、根据权利要求1所述的多层高密度互连印制电路板盲孔、埋孔、填孔工艺，其特征在于：真空压合工艺所需压合的温度为150～200℃，压力为70～350pai，真空度为-720～-500mmHg。

5、根据权利要求4所述的多层高密度互连印制电路板盲孔、埋孔、填孔工艺，其特征在于：真空压合工艺，其分为七段压合过程，第一段的压合温度为140℃、时间为20分钟，压力为70pai、升压时间为10分钟，第二段的压合温度为160℃、时间为15分钟，压力为300pai、升压时间为10分钟，第三段的压合温度为175℃、时间为15分钟，压力为350pai、升压时间为15分钟，第四段的压合温度为200℃、时间为20分钟，压力为350pai、升压时间为10分钟，第五段的压合温度为200℃、时间为20分钟，压力为350pai、升压时间为15分钟，第六段的压合温度为200℃、时间为60分钟，压力为350pai、降压时间为90分钟，第七段的压合温度为140℃、时间为10分钟，压力为100pai、降压时间为10分钟。

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