CN109548321A - 一种正凹蚀pcb的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种正凹蚀PCB的制作方法，通过在生产板上先钻出一个辅助孔并对其金属化后，作为电镀时的导电层，而后再钻出连接孔，并通过电镀把连接孔内的内层线路铜层进行径向加厚而裸露凸出于孔壁，从而使后期电镀的孔壁铜层与凸出的内层线路铜层之间形成三维连接，满足航空航天、军工等产品的高可靠性要求，提高了PCB的可靠性，并可确保孔壁树脂及玻璃纤维丝均不遭受破坏，保持孔壁平整度，从而提高了PCB的品质；本发明方法取代了常规使用玻璃蚀刻液生产凹蚀PCB的方法，可避免出现环境污染、安全隐患和孔壁粗糙等问题。

Description

一种正凹蚀PCB的制作方法

技术领域

本发明涉及印制线路板制作技术领域，具体涉及一种正凹蚀PCB的制作方法。

背景技术

正凹蚀印制电路板，简称凹蚀板，是指钻孔后将孔壁上的环氧树脂和玻璃纤维丝蚀刻到一定深度，使内层线路铜层完全裸露出来，然后经孔壁金属化，使内层线路铜层与孔壁镀铜层形成三维连接，以满足高可靠性电气连接的一类印制电路板。

在当前市场上，绝大部分的印制电路板产品不需要使其内层线路铜层与孔壁镀铜层形成这种三维连接，但对于一些航空航天、军工产品，由于其应用的极热、极寒、高压等恶劣环境，其对电子部件可靠性的要求与普通产品相比极其苛刻，一般都要求形成凹蚀电路板。

生产正凹蚀PCB首先要解决的问题是凹蚀除去孔壁上的部分树脂和玻璃纤维布，使内层线路铜层充分裸露出来；目前常见的处理方法是先利用除钻污去除树脂，再利用玻璃蚀刻液去除玻璃纤维布。

采用玻璃蚀刻液凹蚀制作凹蚀板，存在如下缺点：

1、玻璃蚀刻液的主要成分是氢氟酸，是一种极危险化学品，具有极强的腐蚀性，对操作要求高，环境污染大和生产安全隐患大；

2、玻璃蚀刻液的咬蚀速率不易控制，孔壁不同部位玻璃纤维布咬蚀不均匀，孔壁粗糙度大，容易出现折镀现象。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有的技术缺陷，提供一种正凹蚀PCB的制作方法，该方法通过电镀把内层线路铜层加厚而裸露凸出于孔壁，从而使内层线路铜层与孔壁铜层形成三维连接，满足航空航天、军工等产品的高可靠性要求，可避免出现环境污染、安全隐患和孔壁粗糙等问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种正凹蚀PCB的制作方法，包括以下步骤：

S1、在生产板上钻辅助孔，所述生产板为已制作了内层线路的多层板；

S2、而后通过沉铜、全板电镀使辅助孔金属化，其中孔壁铜层与内层线路连通；

S3、在生产板上钻出连接孔；

S4、在生产板板上贴膜，并在膜上对应连接孔的位置处进行开窗；

S5、对连接孔进行电镀，使连接孔内的内层线路铜层凸出于孔壁，然后退膜；在电镀时利用金属化后的辅助孔作为导电层；

S6、在生产板上贴膜，并在对应所述辅助孔的位置处进行开窗；然后通过蚀刻去除辅助孔内的孔壁铜层；

S7、而后在辅助孔中填塞树脂并磨平；

S8、然后通过沉铜、全板电镀使连接孔金属化；

S9、依次在生产板上制作外层线路、制作阻焊层、表面处理和成型后，制得PCB。

优选地，步骤S2中，以2.1ASF的电流密度全板电镀50min，孔铜厚度≥15μm。

优选地，步骤S3和S4之间还包括步骤S31：对连接孔进行除胶处理。

优选地，步骤S4中，开窗的尺寸单边比连接孔的尺寸大0.1mm。

优选地，步骤S5中，以1.1ASD电流密度电镀240min，使内层线路铜层凸出于孔壁20-50μm。

优选地，步骤S6中，开窗的尺寸单边比辅助孔的尺寸大0.075mm。

优选地，步骤S8中，以1.1ASF的电流密度全板电镀30min，孔铜厚度≥5μm。

优选地，步骤S1中，在生产板上对应内层线路的空旷区或大铜面区域处钻辅助孔。

优选地，所述生产板为由半固化片将内层芯板和外层铜箔压合为一体的多层板。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明先钻出一个辅助孔并对其金属化后，作为电镀时的导电层，而后通过电镀把连接孔内的内层线路铜层进行径向加厚而裸露凸出于孔壁，从而使后期电镀的孔壁铜层与凸出的内层线路铜层之间形成三维连接，满足航空航天、军工等产品的高可靠性要求，提高了PCB的可靠性，并可确保孔壁树脂及玻璃纤维丝均不遭受破坏，保持孔壁平整度，从而提高了PCB的品质；本发明方法取代了常规使用玻璃蚀刻液生产凹蚀PCB的方法，可避免出现环境污染、安全隐患和孔壁粗糙等问题。

附图说明

图1为实施例中在生产板上钻出连接孔后的示意图；

图2为实施例中连接孔内的内层线路铜层电镀后的示意图。

具体实施方式

为了更充分的理解本发明的技术内容，下面将结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。

实施例1

本实施例提供一种正凹蚀PCB的制作方法，具体工艺如下：

(1)、开料：按拼板尺寸520mm×620mm开出芯板，芯板厚度0.075mm，外层铜箔厚度为1OZ。

(2)内层线路制作(负片工艺)：内层图形转移，用垂直涂布机在芯板上涂布感光膜，感光膜的膜厚控制8μm，采用全自动曝光机，以5-6格曝光尺(21格曝光尺)在芯板上完成内层线路曝光；内层蚀刻，将曝光显影后的芯板蚀刻出内层线路，内层线宽量测为3mil；内层AOI，然后检查内层线路的开短路、线路缺口、线路针孔等缺陷,有缺陷报废处理，无缺陷的产品出到下一流程。

(3)、压合：芯板过垂直黑化流程，而后将芯板和外层铜箔用半固化片预叠合在一起(具体排板顺序由上到下为铜箔、半固化片、芯板、半固化片、铜箔)，然后根据板料Tg选用适当的层压条件将叠合板进行压合，形成生产板。

(4)、钻孔：根据钻孔资料，使用机械钻孔的方式，在生产板上钻出辅助孔1(如图1所示)；具体的，针对后期需钻连接孔的内层铜圈区域，以就近原则(即位于后期钻出的连接孔附近)在生产板上钻出辅助孔，辅助孔位置根据内层线路分布，优先选择内层空旷区或大铜面区域，确保辅助孔与内层铜圈在同一网络(即相连通)。

(5)、沉铜：在辅助孔的孔壁上通过化学反应的方式沉积一层薄铜，为后面的全板电镀提供基础，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.3-0.7μm，使孔内铜层与内层线路铜层连通。

(6)、全板电镀：根据电化学反应的原理，在沉铜的基础上电镀上一层铜，具体以2.1ASF的电流密度全板电镀50min，使孔铜厚度≥15μm。

(7)、钻孔：根据钻孔资料，使用机械钻孔的方式，在生产板上钻出用于连接内外层线路的连接孔2(如图1所示)。

(8)、除胶渣：通过等离子除胶法对生产板进行除胶渣处理，用于除去生产板上的钻污(胶渣)，得到光滑平整的孔壁。

(9)、镀孔图形：在生产板板上贴膜，并通过曝光、显影在干膜上对应连接孔的位置处进行开窗；该开窗的尺寸单边比连接孔的尺寸大0.1mm。

(10)、镀孔：对连接孔进行电镀，径向加厚连接孔内的内层线路铜层，使内层线路铜层凸出于孔壁(如图2所示)，然后退膜；在电镀时利用金属化后的辅助孔作为导电层(即与电镀引线的作用相同)，以1.1ASD的电流密度电镀240min，使内层线路铜层中凸出于孔壁的电镀加厚铜层3为20-50μm；且连接孔处的表层铜箔也会一并被径向加厚。

(11)外层图形：在生产板板上贴膜，并通过曝光、显影在干膜上对应辅助孔的位置处进行开窗；该开窗的尺寸单边比辅助孔的尺寸大0.075mm，确保后期将辅助孔内的孔壁铜层蚀刻干净。

(12)、蚀刻：蚀刻掉辅助孔内的孔壁铜层，确保孔壁无铜。

(13)、选择性树脂塞孔：在辅助孔内填塞树脂，并通过砂带磨板将凸出于板面的树脂除去，使板面与树脂齐平。

(14)、沉铜：在连接孔的孔壁上通过化学反应的方式沉积一层薄铜，为后面的全板电镀提供基础，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.3-0.7μm。

(15)、全板电镀：根据电化学反应的原理，在沉铜的基础上电镀上一层铜，具体以1.1ASF的电流密度全板电镀30min，孔铜厚度≥5μm。

(16)、制作外层线路(正片工艺)：外层图形转移，采用全自动曝光机和正片线路菲林，以5-7格曝光尺(21格曝光尺)在生产板上完成外层线路曝光，经显影，在生产板上形成外层线路图形；外层图形电镀，然后在生产板上分别镀铜和镀锡，镀铜是以1.0-2.2ASD的电流密度全板电镀150min，将面铜厚度镀到1OZ，并将孔壁铜厚加厚至≥25mm，从而得到一个平滑均匀且具备高可靠性的孔壁镀铜层，并使孔壁铜层与内层线路铜层形成三维连接，镀锡是以1.2ASD的电流密度电镀10min，锡厚3-5μm；然后再依次退膜、蚀刻和退锡，在生产板上蚀刻出外层线路；外层AOI，使用自动光学检测***，通过与CAM资料的对比，检测外层线路是否有开路、缺口、蚀刻不净、短路等缺陷。

(17)、阻焊、丝印字符：采用白网印刷TOP面阻焊油墨，TOP面字符添加"UL标记"；具体为，在不需焊接的线路和基材上，涂覆一层防止焊接时线路间产生桥接、提供永久性的电气环境和抗化学腐蚀的保护层，同时起美化外观的作用。

(18)、表面处理(沉镍金)：阻焊开窗位的焊盘铜面通化学原理，均匀沉积一定要求厚度的镍层和金层，镍层厚度为：3-5μm；金层厚度为：0.05-0.1μm。

(19)、电测试：测试成品板的电气导通性能，此板使用测试方法为：飞针测试。

(20)、成型：根据现有技术并按设计要求锣外形，外型公差+/-0.05mm，制得PCB。

(21)、FQC：根据客户验收标准及我司检验标准，对PCB外观进行检查，如有缺陷及时修理，保证为客户提供优良的品质控制。

(22)、FQA：再次抽测PCB的外观、孔铜厚度、介质层厚度、绿油厚度、内层铜厚等是否符合客户的要求。

(23)、包装：按照客户要求的包装方式以及包装数量，对PCB进行密封包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种正凹蚀PCB的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在生产板上钻辅助孔，所述生产板为已制作了内层线路的多层板；

S2、而后通过沉铜、全板电镀使辅助孔金属化，其中孔壁铜层与内层线路连通；

S3、在生产板上钻出连接孔；

S4、在生产板板上贴膜，并在膜上对应连接孔的位置处进行开窗；

S5、对连接孔进行电镀，使连接孔内的内层线路铜层凸出于孔壁，然后退膜；在电镀时利用金属化后的辅助孔作为导电层；

S6、在生产板上贴膜，并在对应所述辅助孔的位置处进行开窗；然后通过蚀刻去除辅助孔内的孔壁铜层；

S7、而后在辅助孔中填塞树脂并磨平；

S8、然后通过沉铜、全板电镀使连接孔金属化；

S9、依次在生产板上制作外层线路、制作阻焊层、表面处理和成型后，制得PCB。

2.根据权利要求1所述的正凹蚀PCB的制作方法，其特征在于，步骤S2中，以2.1ASF的电流密度全板电镀50min，孔铜厚度≥15μm。

3.根据权利要求1所述的正凹蚀PCB的制作方法，其特征在于，步骤S3和S4之间还包括步骤S31：对连接孔进行除胶处理。

4.根据权利要求1所述的正凹蚀PCB的制作方法，其特征在于，步骤S4中，开窗的尺寸单边比连接孔的尺寸大0.1mm。

5.根据权利要求1所述的正凹蚀PCB的制作方法，其特征在于，步骤S5中，以1.1ASD电流密度电镀240min，使内层线路铜层凸出于孔壁20-50μm。

6.根据权利要求1所述的正凹蚀PCB的制作方法，其特征在于，步骤S6中，开窗的尺寸单边比辅助孔的尺寸大0.075mm。

7.根据权利要求1所述的正凹蚀PCB的制作方法，其特征在于，步骤S8中，以1.1ASF的电流密度全板电镀30min，孔铜厚度≥5μm。

8.根据权利要求1所述的正凹蚀PCB的制作方法，其特征在于，步骤S1中，在生产板上对应内层线路的空旷区或大铜面区域处钻辅助孔。

9.根据权利要求1-8任一项所述的正凹蚀PCB的制作方法，其特征在于，所述生产板为由半固化片将内层芯板和外层铜箔压合为一体的多层板。