CN108401366A - 一种高密度印制电路板及其盘中孔的制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种高密度印制电路板及其盘中孔的制作方法，该中孔制作方法包括如下步骤：S1：在印制电路板上作钻孔处理，在印制电路板上钻出盘中孔和非盘中孔；S2：对S1中的印制电路板进行镀铜处理，在盘中孔和非盘中孔的内壁上沉积上一层金属铜层；S3：对S2中的印制电路板进行电镀铜处理，在印制电路板的板面、盘中孔和非盘中孔的孔壁上电镀沉积一层加厚的金属铜层；S4：对S3中的印制电路板做塞孔处理，在盘中孔内设置金属导电浆料；S5：对S4中的印制电路板做固化处理，将印制电路板烘烤后，盘中孔中得到金属导电块，最后再对印制电路板做打磨处理。本发明通过减少盘中孔中沉铜、电镀等工序，节省物料的消耗，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及印制电路板加工领域，具体而言，涉及一种高密度印制电路板及其盘中孔的制作方法。
背景技术
BGA即球珊阵列封装技术，问世于20世纪90年代，该封装形式既具有十分高的封装密度，又具有优良的电性能、低噪声、低寄生电感电容等优点，同时和现有的SMT表面组装设备完全兼容，因而和芯片级封装一起成为未来电子封装的主流技术之一。印制板组件的高密度化、高可靠性以及无铅化的发展，使其对应用元件的封装尺寸性能等要求愈加苛刻。随着高密度互连技术的进一步发展，BGA的封装间距由1.0mm发展到0.5mm甚至到0.3mm，不断缩小的封装间距给PCB的设计和制作带来了更高的挑战。
PCB中的焊盘不仅是一个焊点的功能，更重要的是要实现印制板电气性能连接的功能，BGA连接方式大致三种：①引线式，这种连接方式是用同一线路层的导线连接焊盘，如附图1A。这种连接方式最为常见，但是只能连接与焊盘处于同一层的线路，通常和其他的连接方式一起使用。②狗骨式，这种连接方式是将焊盘与附近的焊盘连接，连接的焊盘上钻孔以导通其他线路层，如附图1B。这种连接方式避免了焊盘上钻孔造成焊盘表面不平整，又可以达到导通其他层的目的。但是这种方法需要设计两个焊盘，这样降低了焊盘密度，随着芯片集成化程度的提高，这种连接方式日渐不能满足封装行业的发展。③盘中孔式，这种连接方式是在焊盘上直接钻孔导通上下层，用树脂填充孔内，然后在后续加工过程中在树脂表面镀上一层金属铜形成焊盘，如图1C。参考附图2A～2G，一般的盘中孔制作流程如下所示：钻盘中孔→沉铜→电镀→树脂塞孔→磨板→减铜→二钻孔→沉铜→电镀。这种加工方式需要在树脂塞孔后需要做一次减铜，否则会造成铜层过厚蚀刻难度太大，同时钻孔、沉铜、电镀工序进行了两次，这样造成了工序的繁复和成本的增加。
对于盘中孔的制作，中国发明专利CN104349589B中提出了将盘中孔和非盘中孔一次钻出，在沉铜后进行贴膜、曝光、显影，只露出盘中孔，电镀之后树脂塞孔，退膜后再点镀非盘中孔。这样这种方法减少了一次钻孔和沉铜工序，树脂塞孔后也不需要减铜。但是增加了贴膜、曝光、显影工序，盘中孔的加工流程并没有被优化。同时，电镀盘中孔时只镀孔容易在孔口形成凸起，打磨后形成披锋，影响树脂塞孔品质进而会影响芯片的焊接可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高密度印制电路板及其盘中孔的制作方法，其能够解决背景技术中提及的盘中孔制作方法的缺陷，使得本技术方案中的盘中孔制作方法过程简单、流程较少，很好的解决传统的盘中孔制作工艺的流程复杂，生产效率低下的问题，同时减少了一次沉铜、电镀工序，节省了物料的消耗，降低了生产成本。
本发明的实施例是这样实现的：
一种高密度印制电路板及其盘中孔的制作方法，该中孔制作方法包括如下步骤：
S1：在印制电路板上作钻孔处理，在印制电路板上钻出盘中孔和非盘中孔；
S2：对S1中的印制电路板进行镀铜处理，在盘中孔和非盘中孔的内壁上沉积上一层金属铜层；
S3：对S2中的印制电路板进行电镀铜处理，在印制电路板的板面、盘中孔和非盘中孔的孔壁上电镀沉积一层加厚的金属铜层；
S4：对S3中的印制电路板做塞孔处理，在盘中孔内设置金属导电浆料；
S5：对S4中的印制电路板做固化处理，将印制电路板烘烤后，盘中孔中得到金属导电块，最后再对印制电路板做打磨处理。
在本发明较佳的实施例中，上述塞孔处理包括如下步骤：
S41：在S3的基础上，将印制电路板上的盘中孔中注满金属导电浆料；
S42：在S41的基础上，在印制电路板上方设置铝片网板，铝片网板上设置有第一通孔，第一通孔与盘中孔位置一一对应；在印制电路板的下方设置导气板，导气板上设置有第二通孔，第二通孔与盘中孔位置一一对应。
在本发明较佳的实施例中，上述金属导电浆料为导电铜浆和导电银浆中的任意一种。
在本发明较佳的实施例中，上述第一通孔的孔径比盘中孔的孔径大0.1mm，第二通孔的孔径为3mm。
在本发明较佳的实施例中，上述钻孔处理中的盘中孔的孔径范围为0.15mm-0.5mm，非盘中孔的孔径范围为0.15mm-6.5mm。
在本发明较佳的实施例中，上述S2中的镀铜处理为化学镀铜、电镀铜或者有机导电膜镀铜中的任意一种镀铜方式。
在本发明较佳的实施例中，上述S3中的电镀铜处理包括龙门板电线电镀或者垂直连续电镀线中的任意一种电镀方式。
在本发明较佳的实施例中，上述S5中的固化处理其处理方式为：将印制电路板进行烘烤，其烘烤温度为150℃，烘烤时间为60min-70min。
在本发明较佳的实施例中，上述S5中的打磨处理为：先使用陶瓷磨刷打磨，然后使用无纺布磨刷磨板。
在本发明较佳的实施例中，上述高密度印制电路板按照所述盘中孔制作方法制得。
本发明实施例的有益效果是：相对于现有技术使用2次沉铜和电镀方式对印制电路板进行加工，得到的印制电路板表面铜层更厚，而本发明中只需要进行一次钻孔、化学镀铜和电镀，并且无需进行减铜工序，优化流程的同时，减少了金属铜的浪费，节省了物料的消耗，大大降低了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1A-1C为背景技术中的三种BGA连接方式示意图；
图2A-2G为现有技术中盘中孔的加工流程示意图；
图3A-3D为本发明实施例中的盘中孔加工流程示意图；
图4为本发明实施例中的盘中孔塞孔装置。
图标：图2A-2G：101-介质层；102-铜箔；103-盘中孔；104-铜层；105-塞孔树脂；106-盘中孔；107-铜层107；
图3A-3D和图4：201-介质层；202-铜箔；203-盘中孔；204-非盘中孔；205-金属铜层；206-金属导电浆料；304-铝片网板；303-导气板；301-第一通孔；302-第二通孔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
第一实施例
请参见图2A-2G为现有技术中盘中孔的加工流程示意图，请参见图2A为现有技术中的印制电路板，其使用双面覆铜板作为加工原材料，在印制电路板的中间为覆铜板的介质层101，在覆铜板上下面上的是覆铜板的铜箔102；请参见图2B，在印制电路板上钻出盘中孔103；请参见图2C，在盘中孔103的内壁和印制电路板的表层上做沉铜电镀处理，使盘中孔103内壁和印制电路板的表层上都附有铜层104；请参见图2D，在盘中孔103内利用塞孔树脂105做树脂塞孔处理；请参见图2E，对印制电路板做磨板减铜处理；请参见图2F，对印制电路板做二次钻孔处理，得到非盘中孔106；请参见图2G，对印制电路板做二次沉铜和电镀处理，得到第二次沉铜和电镀后的铜层107，可以看出现有技术需要重复对印制电路板进行钻孔电镀等处理，对盘中孔103的处理操作复杂。
请参见图3A-3D中的盘中孔加工流程示意图，本实施例提供一种高密度印制电路板及其盘中孔的制作方法，该盘中孔制作方法包括如下步骤：
S1：请参见图3B，在印制电路板上作钻孔处理，在印制电路板上钻出盘中孔203和非盘中孔204；在本实施例中使用的印制电路板，请参见图3A，其制作使用的原材料为覆铜板层压板，介质层201两侧层压了铜箔202。特别说明的是，如果加工的是多层板，那么介质层201中还可以存在着内层线路。但是这并不影响本法明的加工过程，本实施实例中，选择双面覆铜板作为加工原材料。
S2：请参见图3C,对S1中的印制电路板进行镀铜处理，在盘中孔203和非盘中孔204的内壁上沉积上一层金属铜层205；特别说明的是，该过程中的化学镀铜工艺可以使用其他的直接电镀工艺，本实施例中对盘中孔203和非盘中孔204内壁的镀铜处理选择使用化学镀铜。
S3：请参见图3C，对S2中的印制电路板进行电镀铜处理，在印制电路板的板面、盘中孔203和非盘中孔204的孔壁上电镀沉积一层加厚的金属铜层205；对化学镀铜后的印制电路板进行电镀，在孔壁和板面电镀沉积一层较厚的金属铜层205，以满足孔的导电性能。特别说明的是，本发明中电镀的方式可以为龙门电镀线电镀或者使用垂直连续电镀线进行电镀，本实施实例中采用方式的是垂直连续电镀。
S4：请参见图3D，对S3中的印制电路板做塞孔处理，在盘中孔203内设置金属导电浆料206；
S5：对S4中的印制电路板做固化处理，将印制电路板烘烤后，盘中孔203中的金属导电浆料206转化为金属导电块，最后再对印制电路板做打磨处理。
在本发明较佳的实施例中，上述塞孔处理包括如下步骤：
S41：在S3的基础上，将印制电路板上的盘中孔203中注满金属导电浆料206；
S42：在S41的基础上，在印制电路板上方设置铝片网板，铝片网板上设置有第一通孔，第一通孔与盘中孔203位置一一对应；在印制电路板的下方设置导气板，导气板上设置有第二通孔，第二通孔与盘中孔203位置一一对应。
在本发明较佳的实施例中，上述金属导电浆料206为导电铜浆和导电银浆中的任意一种。
在本发明较佳的实施例中，上述第一通孔的孔径比盘中孔203的孔径大0.1mm，第二通孔的孔径为3mm。
在本发明较佳的实施例中，上述钻孔处理中的盘中孔203的孔径范围为0.15mm-0.5mm，非盘中孔204的孔径范围为0.15mm-6.5mm。
在本发明较佳的实施例中，上述S2中的镀铜处理为化学镀铜、电镀铜或者有机导电膜镀铜中的任意一种镀铜方式。
在本发明较佳的实施例中，上述S5中的固化处理其处理方式为：将印制电路板进行烘烤，其烘烤温度为150℃，烘烤时间为60min-70min。
在本发明较佳的实施例中，上述S5中的打磨处理为：先使用陶瓷磨刷打磨，然后使用无纺布磨刷磨板。
请参见图4中的盘中孔203塞孔装置示意图，一种高密度印制电路板的盘中孔203塞孔装置，该印制电路板上设置在有盘中孔203和非盘中孔204，该盘中孔203塞孔装置包括设置在印制电路板上的铝片网板304和设置在印制电路板下方的导气板303，铝片网板304上设置有第一通孔301，第一通孔301的位置与盘中孔203的位置一一对应，导气板303上设置有第二通孔302，第二通孔302的位置与盘中孔203的位置一一对应，第一通孔301的孔径比盘中孔203的孔径大0.1mm，第二通孔302的孔径为3mm。
本实施例中的塞孔过程中印制板上有塞孔铝片，印制电路板下方垫有导气板303，铝片和导气板303在与盘中孔203对应的位置上钻孔，非盘中孔204被铝片盖住。塞孔后盘中孔203中填充满导电浆料206。特别说明的是，塞孔使用的浆料可以为导电铜浆或者导电银浆，本实施实例中使用的是导电银浆。
综上所述，相对于现有技术使用2次沉铜和电镀方式对印制电路板进行加工，得到的印制电路板表面铜层104更厚，而本发明中只需要进行一次钻孔、化学镀铜和电镀，并且无需进行减铜工序，优化流程的同时，减少了金属铜的浪费，节省了物料的消耗，大大降低了生产成本。
本说明书描述了本发明的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。应理解，说明书中的实施例可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。公开的具体结构和功能细节不应当作限定解释，仅仅是教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可以与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本发明的教导一致的特征的多种组合和变型可以根据需要用于特定应用或实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高密度印制电路板及其盘中孔的制作方法，其特征在于，所述盘中孔制作方法包括如下步骤：
S1：在印制电路板上作钻孔处理，在所述印制电路板上钻出盘中孔和非盘中孔；
S2：对S1中的印制电路板进行镀铜处理，在所述盘中孔和所述非盘中孔的内壁上沉积上一层金属铜层；
S3：对S2中的印制电路板进行电镀铜处理，在所述印制电路板的板面、所述盘中孔和所述非盘中孔的孔壁上电镀沉积一层加厚的金属铜层；
S4：对S3中的印制电路板做塞孔处理，在所述盘中孔内设置金属导电浆料；
S5：对S4中的印制电路板做固化处理，将所述印制电路板烘烤后，所述盘中孔中得到金属导电块，最后再对所述印制电路板做打磨处理。
2.根据权利要求1所述的高密度印制电路板及其盘中孔的制作方法，其特征在于，所述塞孔处理包括如下步骤：
S41：在S3的基础上，将所述印制电路板上的所述盘中孔中注满金属导电浆料；
S42：在S41的基础上，在所述印制电路板上方设置铝片网板，所述铝片网板上设置有第一通孔，所述第一通孔与所述盘中孔位置一一对应；在所述印制电路板的下方设置导气板，所述导气板上设置有第二通孔，所述第二通孔与所述盘中孔位置一一对应。
3.根据权利要求2所述的高密度印制电路板及其盘中孔的制作方法，其特征在于，所述金属导电浆料为导电铜浆和导电银浆中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的高密度印制电路板及其盘中孔的制作方法，其特征在于，所述第一通孔的孔径比所述盘中孔的孔径大0.1mm，所述第二通孔的孔径为3mm。
5.根据权利要求1所述的高密度印制电路板及其盘中孔的制作方法，其特征在于，所述钻孔处理中的所述盘中孔的孔径范围为0.15mm-0.5mm，所述非盘中孔的孔径范围为0.15mm-6.5mm。
6.根据权利要求1所述的高密度印制电路板及其盘中孔的制作方法，其特征在于，S2中的所述镀铜处理为化学镀铜、电镀铜或者有机导电膜镀铜中的任意一种镀铜方式。
7.根据权利要求1所述的高密度印制电路板及其盘中孔的制作方法，其特征在于，S3中的所述电镀铜处理包括龙门板电线电镀和垂直连续电镀线中的任意一种电镀方式。
8.根据权利要求1所述的高密度印制电路板及其盘中孔的制作方法，其特征在于，S5中的所述固化处理其处理方式为：将所述印制电路板进行烘烤，其烘烤温度为150℃，烘烤时间为60min-70min。
9.根据权利要求1所述的高密度印制电路板及其盘中孔的制作方法，其特征在于，S5中的打磨处理为：先使用陶瓷磨刷打磨，然后使用无纺布磨刷磨板。
10.根据权利要求1所述的高密度印制电路板及其盘中孔的制作方法，该印制电路板上设置在有盘中孔和非盘中孔，其特征在于，所述高密度印制电路板按照所述盘中孔制作方法制得。
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