发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足,提供一种含有盲孔的印制线路板的制作方法以及含有盲孔的印制线路板,采用该制作方法,能有效提高印制线路板中层与层之间的对位精度,从而能够满足高阶HDI印制线路板中盲孔铜柱的制作要求;采用该制作方法制成的含有盲孔的印制线路板,其层与层之间线路图形的对位精度高,有效提高了印制线路板的制作品质。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是该含有盲孔的印制线路板的制作方法,所述方法包括:
步骤S1):在内层芯板上设置第一对位单元和第二对位单元;
步骤S2):待内层芯板侧面压合增层后,根据所述第一对位单元在所述增层上形成X-ray对位孔以及盲孔对位孔,所述盲孔对位孔中露出第二对位单元;
步骤S3):以X-ray对位孔为对位基准,在所述增层上进行层间工艺,所述层间工艺包含,以第二对位单元为对位基准形成有效区域内的盲孔。
优选的是,在步骤S1)中,所述第一对位单元为X-ray对位单元,第二对位单元为盲孔对位单元;所述第一对位单元和第二对位单元位于内层芯板的边沿区域。
优选的是,所述第一对位单元、所述第二对位单元与内层芯板上的线路图形通过图形转移法形成在所述内层芯板上,所述第一对位单元和第二对位单元至少需要不在同一条直线上的三个靶点,所述第一对位单元与第二对位单元中的靶点为实心铜皮,且分布在内层芯板的边沿区域。
优选的是,所述第二对位单元包括四个靶点,所述四个靶点两两沿内层芯板的两相对长边分别设置,且呈不对称分布。
优选的是,所述第一对位单元中的靶点还进一步设置标识符,以标识区分每组第一对位单元的靶点。
优选的是,在步骤S2)中,在形成所述盲孔对位孔之前,进一步包括:对所述增层进行棕化减铜处理;所述形成X-ray对位孔为,以所述第一对位单元为基准,通过X-ray打靶机,在所述增层上形成X-ray对位孔;所述形成盲孔对位孔为,以所述X-ray对位孔为对位基准,用镭射靶机形成所述增层上的盲孔对位孔。
优选的是,在步骤S2)中,所述盲孔对位孔的尺寸大于所述第二对位单元相应靶点的尺寸,并且,所述盲孔对位孔将所述第二对位单元相应靶点图形全部露出。
优选的是,所述第一对位单元和第二对位单元的组数根据内层芯板侧面需设置的增层的层数相应设置,所述先压合形成的增层中的铜箔上相应着后压合形成的增层上要形成盲孔对位孔位置处的铜皮预先蚀刻掉。
优选的是,所述第一对位单元组数根据内层芯板侧面需设置的增层的层数相应设置;所述第二对位单元组数为一组。
一种含有盲孔的印制线路板,该印制线路板采用上述的方法制成。
本发明的有益效果是:该含有盲孔的印制线路板的制作方法通过将印制线路板中所有各层的线路图形的制作和所有的盲孔的制作所采用的对位单元都设置在内层芯板上,使得整个印制线路板在制作过程中采用同一对位标准,与现有技术中高阶HDI印制线路板的对位方法相比,提高了各层对位精度(对位精度可达±2mil),特别是,有效提高了印制线路板中各层间盲孔铜柱的对位准确度,即有效地保证了高阶印制线路板中的盲孔铜柱质量,解决了现有技术中高阶印制线路板制作方法中采用的对位***无法满足三阶及其三阶以上高阶盲孔铜柱对位精度要求的问题,有利于印制线路板内部的散热。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明含有盲孔的印制线路板的制作方法及含有盲孔的印制线路板作进一步详细描述。
如图1所示,该含有盲孔的印制线路板的制作方法,其包括如下步骤:
步骤S1):在内层芯板上设置第一对位单元和第二对位单元;
步骤S2):待内层芯板侧面压合增层后,根据所述第一对位单元在所述增层上形成X-ray对位孔以及盲孔对位孔,所述盲孔对位孔中露出第二对位单元;
步骤S3):以X-ray对位孔为对位基准,在所述增层上进行层间工艺,所述层间工艺包含,以第二对位单元为对位基准形成有效区域内的盲孔。
实施例1:
在本实施例中,所制作的印制线路板为三阶印制线路板,该三阶印制线路板包括内层芯板以及在内层芯板两侧对称设置的三对增层,一共包含有八层铜箔图形。其中,内层芯板包括基板1以及在基板两侧分别设置的第一铜箔2,所述内层芯板可直接采用双面覆铜板。在该双面覆铜板的两侧各间隔设置有三层半固化片和三层铜箔,经过三次压合形成三对增层,最终形成具有八层铜箔图形的三阶印制线路板。
本实施例中含有盲孔的印制线路板的制作方法包括如下步骤:
步骤S1):在内层芯板上设置第一对位单元以及第二对位单元。
准备一块双面覆铜板,其中,该双面覆铜板中由树脂及补强材料组成的绝缘层压板为基板1,基板两侧覆盖的铜箔为第一铜箔2,即图2中的A层铜箔和B层铜箔。
如图7所示,所述第一铜箔2包括有效区域11和边沿区域12,在第一铜箔2的边沿区域内,采用图形转移法按电路设计需要将相应的铜箔图形转移到第一铜箔2上,即转移到图2中所示的A层铜箔和B层铜箔上。其中,所述第一对位单元和所述第二对位单元与线路图形通过图形转移法同时形成在所述内层芯板上,即第一铜箔2上。
如图7所示,本实施例中,第二对位单元为盲孔对位单元,用于后续增层中进行层间工艺时作为制作盲孔时的对位基准。第一对位单元为X-ray对位单元,用于在后续压合的增层上,通过X-ray打靶机的图形识别功能找到第一对位单元并在增层的相对位置形成X-ray对位孔。第一对位单元与第二对位单元一般皆为实心铜皮。
在本实施例中,第一对位单元和第二对位单元的组数,是根据内层芯板两侧需设置的增层的对数(增层在内层芯板两侧对称排布时以对数记,其他情况下可以以层压次数计)相应设置。本实施例中,由于所制作的印制线路板为三阶印制线路板,即包括有三对增层,因而第一对位单元和第二对位单元在内层芯板上各设置三组,并分布在内层芯板的A层铜箔和B层铜箔上的边沿区域。
为了保证后续对位的精确性,各组对位单元至少需要不在同一条直线上的三个靶点,而第二对位单元则尽量包括四个靶点。为图形对位的精准度考虑,此例中一组第一对位单元采用三个靶点,见图7中的第一对位靶点图形13,即X-Ray对位靶点;一组第二对位单元采用四个靶点,见图7中的第二对位靶点图形14,即盲孔对位靶点。其中,所述四个盲孔对位靶点设置在第一铜箔边沿区域中,两两沿第一铜箔的两相对长边分别设置,且呈不对称分布,以实现防呆作用。具体的,图7中的四个盲孔对位靶点呈梯形分布。
本实施例中,所述第一对位单元和第二对位单元中的单个靶点都采用圆点,第二对位单元的圆点直径可设置得较小,比如0.1-0.5mm,第一对位单元圆点直径比如为1.0-1.5mm。
本实施例中,所述第一铜箔上的各组第一对位单元和第二对位单元的靶点是通过曝光→显影→蚀刻步骤形成的。
步骤S2):待内层芯板侧面压合增层后,根据所述第一对位单元在所述增层上形成X-ray对位孔以及盲孔对位孔,所述盲孔对位孔中露出第二对位单元。
如图3所示,在内层芯板的两侧各设置有一个第一增层,所述该对第一增层的操作步骤具体为:在A层铜箔和B层铜箔的上分别压合半固化片4和第二铜箔6(对应图3中的C层铜箔和D层铜箔),从而形成一对第一增层。
用X-ray打靶机找到增层上对应着内层芯板X-ray对位靶点的位置,并在增层上形成X-ray对位孔;然后采用镭射靶机以X-ray对位孔为对位基准,找到增层上对应着内层芯板上盲孔对位靶点的位置,使用镭射靶机在增层上形成盲孔对位孔。
具体的,由于X-ray打靶机中的X-ray光束能通过金属图形显影的强弱识别金属层的厚薄,即X-ray打靶机能够透过增层上的整层铜皮(对应图3中的C层铜箔和D层铜箔),从而检测识别出内层芯板上的第一对位单元即X-Ray对位靶点,然后在该增层连同内层芯板上对应X-Ray对位靶点的位置形成通孔,即X-ray对位孔。
在形成上述X-ray对位孔之后,使用镭射靶机打出盲孔对位孔之前,通常需对增层表面的铜箔(对应图3中的C层铜箔和D层铜箔)进行棕化处理,在棕化的同时实现减铜,即让表面铜箔变薄。一般来说,铜箔层压前最薄可至12-14um,层压后通过棕化减铜,使铜箔厚度达到7-9um,这是目前镭射靶机可以穿透金属层的厚度。另一方面,铜箔表面因棕化才能吸收镭射光束的热量,实现镭射打孔。
接着,采用镭射靶机,以增层上的一组(即三个)X-ray对位孔为对位基准,找到增层上对应着内层芯板上四个盲孔对位靶点的位置,在C层铜箔和D层铜箔上镭射出盲孔对位孔(即用镭射激光烧制出四个通孔),从而将所述内层芯板上的第一组第二对位单元(即图7中呈梯形分布的四个(一组)“●”图形)显露出来。这里,上述每个盲孔对位靶点的位置,是通过一组X-ray对位孔共同对位来确定,即镭射靶机根据事先输入的三个X-ray对位孔与该盲孔对位靶点的坐标关系数据,根据“三点定位一点”的原则来定位该盲孔对位靶点的位置。
盲孔对位孔可以为圆形、矩形或者其他形状的孔,该孔的面积要大于或至少等于内层芯板上盲孔对位靶点的铜皮面积,以使得盲孔对位靶点的铜皮全部露出来,最好能使盲孔对位靶点包围在该孔中间,以便后续加工过程中利用盲孔对位靶点为对位基准进行有效区域内的各盲孔的加工,并保证有效区域内的各盲孔的加工精准度。比如,当盲孔对位孔为圆形时,俯视能看到⊙的图形,图形中外部的“O”即为镭射形成的盲孔对位孔的孔壁,图形中内部的“●”即为通过盲孔对位孔所看到的内层芯板上的盲孔对位靶点。比如,当四个(一组)盲孔对位靶点的直径约为0.1mm时,增层上盲孔对位孔的直径(当其形状为矩形时其短边边长)为0.5mm以上。
步骤S 3):以X-ray对位孔为对位基准,在所述增层上进行层间工艺,所述层间工艺包含,以第二对位单元为对位基准形成有效区域内的盲孔。
除了形成有效区域内的各盲孔之外,在该步骤中,所述层间工艺还可以包括采用图形转移法制作增层中铜箔上的线路图形,以及对增层进行钻通孔、电镀等工艺。
具体的,在第一增层上采用镭射靶机,以步骤S2)中所形成的四个盲孔定位孔中露出的盲孔对位靶点作为对位基准,根据电路设计需要,在第一增层的有效区域内设置盲孔的位置用镭射光束烧制出盲孔。这里讲第一增层有效区域内形成的盲孔统称为第一盲孔3,如图3所示。如果步骤S2)是在压制了第二增层并在其上形成另一组X-ray对位孔和另一组盲孔定位孔时,步骤S3)中第二增层有效区域内形成的盲孔统称为第二盲孔,依此类推。镭射靶机烧制成的这些盲孔的直径约为0.1mm。
需要提到的是,考虑到镭射靶机对金属层有限的穿透能力,如果在第一增层之上还需层压第二增层,在对第一增层采用图形转移法进行线路图形转移的同时(当然也可以分别加工,但同时成形效率更高),在第一增层中的C层铜箔和D层铜箔上,将相应于第二增层(此时还未层压)上将要形成盲孔对位孔位置处的铜皮预先蚀刻掉,从而能避免因第一增层中的C层铜箔和D层铜箔上铜皮的存在而影响镭射靶机发射的镭射光束的穿透性,使得当第二增层层压并棕化减铜之后,仍能通过镭射靶机将第二增层上对应着内层芯板上盲孔对位靶点位置处的第二铜箔6和半固化片4烧穿,从而形成该增层的盲孔对位孔,使从该增层盲孔对位孔将内层芯板上的盲孔对位靶点露出。在本实施例中,因需层压三对增层,所以在形成第一增层的线路图形时,需将相应于第二增层和第三增层将要形成盲孔对位孔位置处的第一增层中的C层铜箔和D层铜箔上的铜箔都预先蚀刻掉(共涉及八个靶点位置),在形成第二增层的线路图形时,需将相应于第三增层将要形成盲孔对位孔位置处的第二增层中的E层铜箔和F层铜箔上的铜皮都预先蚀刻掉(共涉及四个靶点位置)。
然后,对第一增层上制成的第一盲孔3进行电镀。电镀完毕后,第一盲孔中填充有铜柱,即形成第一盲孔铜柱5,如图4所示,该第一盲孔铜柱5的直径约为0.1mm。实际制作工艺会造成盲孔的截面为梯形,如图中第一盲孔铜柱5所示,电路设计中盲孔的理想截面形状为圆柱形。
在第一增层的层间工艺完成后(包括增层表面形成电路图形),再次执行步骤S2),在层压在第一增层上的第二增层6(大多为一对增层)形成后,根据第二组第一对位单元形成第二增层上的X-ray对位单元,再以该组X-ray对位单元为定位点(即对位基准),镭射形成第二增层上的一组(比如4个)盲孔对位孔,孔径以计算上偏差之后,足够露出第二组第二对位单元为限。然后,以露出的内层芯板上的第二组第二对位单元作为对位基准,在所述第二增层上的相对位置处采用镭射靶机形成第二盲孔,进而在电镀工艺后形成第二盲孔铜柱8,如图5所示;同理,依次形成第三盲孔铜柱10,如图6所示。
图6为采用本发明印制线路板的制作方法制成的三阶HDI印制线路板,图中从上至下的各层对应实际工艺中印制线路板的L1→L8层。由于每一增层中线路图形以及盲孔的制作均以内层芯板上的对位单元作为参考基准,使得整个印制线路板具有相同的对位参考***,有效地保证了印制线路板的对位精度;同时,从图6中可看出,印制线路板中各增层中的盲孔经电镀后形成的盲孔铜柱层叠在同一竖直直线上,不仅增强了盲孔的强度,而且有利于印制线路板内部的散热。
实施例2:
本实施例中制作的三阶印制线路板成品与实施例1完全相同,其与实施例1的区别在于:第一,本实施例中第二对位单元只采用一组;第二,第一对位单元和第二对位单元中的对位靶点图形为方形,且所述第一对位单元中的对位靶点旁边还设置有标识符,所述标识符采用罗马数字或希腊字母或***数字,以方便操作人员操作X-ray打靶机进行打孔时的图形识别。
具体的,如图7所示,在实施例1中,在内层芯板中包括有三组共十二个第一对位靶点图形13;而在本实施例中,如图8所示,在内层芯板中只包括有四个第一对位靶点图形13。
相应的,在采用本发明印制线路板的制作方法制作与实施例1相同的三阶HDI印制线路板时,如前所述,用于制作各增层中有效区域内的盲孔的第二对位单元中的对位靶点设置在内层芯板上,且各增层共用同一组(4个)第二对位靶点图形。考虑到镭射靶机对金属层有限的穿透能力,在本实施例中,第一增层在棕化减铜后即可通过镭射靶机找到内层芯板上盲孔对位靶点的位置,从而能使用镭射靶机形成第一增层的盲孔对位孔,进而形成第一盲孔;当压合第二增层后,由于第一增层对应着内层芯板上盲孔对位靶点的位置已经通过镭射靶机形成盲孔对位孔(包括铜箔和半固化片中的通孔),因此第二增层在棕化减铜后即可通过镭射靶机很方便地找到第二增层上对应着内层芯板上盲孔对位靶点的位置,从而能使用镭射靶机形成第二增层的盲孔对位孔,进而形成第二盲孔;同理,当继续压合第三增层后,镭射靶机也可很容易地形成第三增层上的盲孔对位孔,进而形成第三盲孔。可见,由于本实施例中对于各增层中的盲孔对位靶点仅采用一组,使得各增层中对应形成的盲孔对位孔在同一竖直直线上,因此,相应地节省如实施例1所述的需在先压合形成的增层中的铜箔上相应着后压合形成的增层上要形成盲孔对位孔位置处的铜皮要预先蚀刻掉的步骤,使得制作工艺更简单、制作效率也更高。
本实施例中印制线路板的制作方法的其他步骤与实施例1相同,这里不再赘述。
本发明提供了一种含有盲孔的印制线路板的制作方法以及多阶印制线路板,在该制作方法中将印制线路板中所有的对位单元都设置在内层芯板中,使得整个印制线路板中各层铜箔上的线路图形制作都采用同一个对位***,与现有技术中印制线路板制作方法相比,提高了各层图形的对位精度(对位精度可达±2mil),能更有效地保证印制线路板中的盲孔铜柱质量,更有利于印制线路板内部的散热。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。