一種印制電路板及其全加成制作方法

一種印制電路板及其全加成制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種印制電路板，印制電路板主要由多個層狀疊加的第一結構和第二結構組成，所述第一結構與第二結構間隔分布，第一結構與第二結構之間通過熱壓成形，所述第一結構主要由線路載體組成，所述線路載體內嵌有導電凸塊和線路層，所述導電凸塊電鍍于線路層上，所述第二結構主要由絕緣介質板組成，所述絕緣介質板上內嵌有導電塊，相鄰的兩個第一結構上的線路層通過導電塊連通。與現有技術相比，本發明有利于精細線路滿足特定的阻抗特性要求，制成的線路導電性好，成本低，第一結構和第二結構依次交叉相疊只需一次壓合便能形成任意層的印制電路板，生產效率高，節省生產時間和生產成本。
【專利說明】
一種印制電路板及其全加成制作方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種電子領域，尤其涉及一種印制電路板及其全加成制作方法。
【背景技術】
[0002]隨著社會與科學技術的發展，電子產品日益小型化，此發展趨勢也導致了實現不同器件連接的印制電路板以及半導體芯片封裝用的基板在保證良好的電性能和熱性能的前提下向著輕、薄、短、小的方向發展。為達到以上的要求，尺寸更小的精細線路，厚度更薄的絕緣層是必須滿足的技術條件。根據線路形成方法分類，主要有三類方法用于線路制作，分另是減成法、半加成法與全加成法。
[0003]①減成法。即在銅箔表面，貼膜顯影形成抗蝕圖形，通過選擇性蝕刻去除裸露銅層，去抗蝕圖形后得到導體圖形。減成法出現時間最早，應用很廣泛，然而其缺點也很明顯，文獻[印制電路信息，2012(2):8-12]對其做了詳細研究。這種方法最大的缺點在于，蝕刻過程中，裸露銅層往下蝕刻的同時，也會往側面蝕刻，在正常銅層厚度要求下，側蝕往往過大，造成線路形成的困難。并且，減成法制作過程復雜，工序多，會耗用大量的水電，也會耗用大量的銅和化學品材料，并產生大量的廢水等污染物，造成嚴重的污染和浪費。以上缺陷嚴重制約了減成法印制線路板制作中的應用和發展。
[0004]②半加成法。即采用絕緣基板，在絕緣層上形成被稱為種子層的金屬層，在其表面形成鍍敷抗蝕層，其后進行曝光、顯影，形成抗鍍圖形。其后，對未被抗鍍層覆蓋部分進行電鍍鍍銅，剝離抗鍍層，蝕刻去除種子層形成線路。這種方法一般通過化學鍍銅沉積種子層，由于化學沉銅得到的銅層很薄，易于蝕刻，相對來說，在一定程度上減小了線路的側蝕，可以用于制作具有精細線路的印制電路板。然而，絕緣基材上沉積化學銅，容易出現化學鍍銅層與基材附著了不足而發生分層起泡。中國發明專利CN200710087205.8中采用濺射法代替化學鍍銅在基材表面形成銅膜作為種子層，但是濺射形成的銅膜表面光滑，無法與抗蝕干膜材料緊密貼合，難以形成圖形。中國發明專利CN201310139462.7提出了一種層壓超薄銅作為種子層的方法，然而由于銅箔很薄，層壓是易產生褶皺和劃傷。對此，申請號為CN2012101008183.X的中國發明專利進行了一些改進，使用普通銅箔代替超薄銅層壓后再進行減薄處理，這種方法避免了使用昂貴的超薄銅箔，但是減銅后銅層厚度不易控制且銅的損耗量太大。
[0005]③全加成法，即采用含光敏催化劑的絕緣基板，在按線路圖形曝光后，通過選擇性化學沉銅得到導體圖形的工藝。現有的全加成法工藝適合制作精細線路，但其基材有特殊要求，成本高且工藝還不成熟，不能大規模應用于印制電路板制作。
[0006]無論其采用全加成法還是半加成法都存在傳統加成法過程的各種缺陷，并且由于其子板線路制作在未固化的絕緣基材上，熱壓時樹脂融化，線路極易在印制電路板中移動使其很難得到合格的印制電路板。

【發明內容】

[0007]本發明的目的就在于提供一種解決了上述問題得到印制電路板及其全加成制作方法，該方法操作簡單，成本低，效率高，有效解決了全加成法制作印制線路板的高成本以及生產效率低下的問題。
[0008]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是:一種印制電路板，印制電路板主要由多個層狀疊加的第一結構和第二結構組成，所述第一結構與第二結構間隔分布，第一結構與第二結構之間通過熱壓成形，所述第一結構主要由線路載體組成，所述線路載體內嵌有導電凸塊和線路層，所述導電凸塊電鍍于線路層上，所述第二結構主要由絕緣介質板組成，所述絕緣介質板上內嵌有導電塊，相鄰的兩個第一結構上的線路層通過導電塊連通。
[0009]作為優選，所述線路載體為樹脂板;所述絕緣介質板為半固化片。
[0010]作為優選，導電塊為固化的導電漿料。
[0011]作為優選，所述第一結構的導電凸塊與線路層的外側面分別露在線路載體的上下表面上。
[0012]作為優選，所述印制電路板的上、下表面均為第一結構帶線路層外側面的一側。
[0013]—種印制電路板的全加成制作方法，方法步驟如下，
[0014](I)以厚銅箔作為基板，在其覆蓋一層薄錫用于加工線路層；
[0015](2)在薄錫層表面粘貼感光抗蝕劑，并留出需要制作線路層的區域，通過曝光顯影形成抗鍍層a;
[0016](3)未被抗鍍層保護的薄錫層表面電鍍銅形成線路層；
[0017](4)對電鍍銅后的基板進行二次粘貼感光抗蝕劑，并在對應的線路層上方露出需要制作導通孔的區域，再通過曝光并顯影形成抗鍍層b;
[0018](5)在基板的導通孔的區域進行第二次電鍍銅制作導電凸塊；
[0019](6)通過退膜液退掉兩次粘貼的抗鍍層a和抗鍍層b，留下線路層和導電凸塊；
[0020](7)在線路層與導通孔的基底上覆蓋樹脂，并固化樹脂；
[0021](8)磨平樹脂表面，露出導電凸塊的外側面，蝕刻掉厚銅層并熱風吹去錫層，露出線路層的的外側面，得到線路層和導通孔內嵌于樹脂板中的第一結構；
[0022](9)制作帶導電塊的第二結構；
[0023](10)將第一結構和第二結構依次交叉疊加，并通過熱壓形成印制板。
[0024]作為優選，步驟7中，所用的樹脂包含樹脂主體、固化劑以及填料，其中樹脂主體為雙酚A環氧樹脂，固化劑為芳香胺、酸酐，填料為碳化硅和氮化硅，樹脂的固化溫度為155?165°C，時間為2?3小時。
[0025]作為優選，步驟(9)中，制作第二結構的方法如下，選取固化片，在半固化片中與線路層導通孔對應區域鉆孔;用導電漿料塞填孔，并固化導電漿料，固化后磨刷半固化片表面去除表面導電漿料，形成帶固化導電漿的第二結構。
[0026]作為優選，所用半固化片的Tg值應大于等于170°C，導電漿料固化溫度應低于半固化片Tg值。
[0027]作為優選，所用的導電漿料塞孔方法為，采用在填孔相應位置鉆孔的環氧樹脂板作為網板進行印刷填孔。
[0028]作為優選，步驟I中，在厚銅箔基板上覆蓋錫層的方法為電鍍錫或者噴錫。
[0029]與現有技術相比，本發明的優點在于:
[0030]1、本發明以全加成法制作線路，線路完成后蝕刻掉厚銅箔并熱風吹掉作為種子層的錫層，這一過程中不會對線路造成腐蝕，最終能得到截面為標準矩形的精細線路，有利于精細線路滿足特定的阻抗特性要求。
[0031]2、本發明的全加成法在錫層表面電鍍銅制作線路，制成的線路導電性好，成本低，不需要用到高成本的光敏樹脂或者導電油墨。
[0032]3、導電凸塊作為層間互連結構互連可靠性高，塞導電漿料的半固化片作為層間粘結結構有利于實現全加成結構的快速互連。4、第一結構和第二結構依次交叉相疊只需一次壓合便能形成任意層的印制電路板，生產效率高，節省生產時間和生產成本。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發明第二次電鍍銅后的結構示意圖；
[0034]圖2為本發明退去抗鍍層a和抗鍍層b的結構示意圖；
[0035]圖3為本發明包裹樹脂的結構示意圖；
[0036]圖4為本發明第一結構的結構示意圖；
[0037]圖5為本發明第二結構的結構示意圖；
[0038]圖6本本發明印制電路板結構示意圖。
[0039]圖中:101、銅箔；102、錫層；103、抗鍍層a;104線路層；105抗鍍層b; 106、導電凸塊；107、樹脂板;201、半固化片;202、導電塊。
【具體實施方式】
[0040]下面將對本發明作進一步說明。
[0041 ]實施例:一種印制電路板，參見圖6，印制電路板主要由多個層狀疊加的第一結構和第二結構組成，所述第一結構與第二結構間隔分布，第一結構與第二結構之間通過熱壓成形，所述第一結構主要由線路載體組成，所述線路載體內嵌有導電凸塊106和線路層104，所述導電凸塊106電鍍于線路層104上，所述第二結構主要由絕緣介質板組成，所述絕緣介質板上內嵌有導電塊202，相鄰的兩個第一結構上的線路層通過導電塊連通，所述線路載體為樹脂板107;所述絕緣介質板為半固化片201，半固化片201作為層間粘結結構，為層間互連結構互連可靠性高，導電塊202為固化的導電漿料，固化的導電漿料有利于實現全加成結構的快速互連。所述第一結構的導電凸塊106與線路層104的外側面分別露在線路載體的上下表面上，所述印制電路板的上、下表面均為第一結構帶線路層外側面的一側。
[0042]—種印制電路板的全加成制作方法，方法步驟如下，
[0043](I)首先選取一厚銅箔101，在厚銅箔101上覆蓋一層錫層102.在本步驟中覆蓋錫層的方法可以為電鍍錫或者噴錫，在本實施實例中，選取噴錫，錫層厚度為20?25μπι。
[0044](2)在錫層上覆蓋一層感光抗蝕劑，曝光顯影后形成抗鍍層al03。在本步驟中，感光抗蝕劑可以為固態感光抗蝕劑或者液態感光抗蝕劑，曝光方式可以為菲林曝光或者激光直接成像(LDI)，顯影試劑可以為碳酸鉀或者碳酸鈉溶液。在本實施實例中，選取固態感光抗蝕劑，其厚度為30?35μπι，激光直接成像進行曝光，顯影劑為碳酸鉀溶液。
[0045](3)在未被抗鍍層保護的錫表面電鍍鍍銅，形成線路層104。該電鍍過程中電鍍液選取焦磷酸銅電鍍液，電鍍銅厚度為30?35μπι與抗蝕劑厚度一致。
[0046](4)在電鍍銅形成線路的基板表面覆蓋第二層感光抗蝕劑，形成抗鍍層bl05，并在對應的線路層上方露出需要制作導通孔的區域，與步驟2相似，本實施同樣選擇固態感光抗蝕劑，其厚度為40?50μπι，激光直接成像進行曝光，顯影劑為碳酸鉀溶液。
[0047](5)參加圖1，在未被抗鍍層覆蓋的導通孔區域進行第二次電鍍銅，形成導電凸塊106，該電鍍過程中電鍍液為硫酸銅溶液。該步驟中電鍍的導電凸塊高度可根據印制電路板中該層的介質層厚度來確定，在本實施實例中，銅凸塊高度與抗蝕劑厚度一致為40?50μηι。
[0048](6)參見圖2，通過退膜液退去抗鍍層al03和抗鍍層bl05，留下線路層104及導電凸塊106。在本實施實例中退膜液為NaOH溶液。
[0049](7)參見圖3，將露出的線路層104后導通銅凸塊用樹脂包裹，固化樹脂后磨平樹脂表面，形成樹脂板107。在本步驟中，樹脂的主要成分為雙酚A環氧樹脂、芳香胺、酸酐固化劑以及碳化硅和氮化硅等填料，烘干樹脂的溫度為155?165 °C，時間為2?3小時，磨平樹脂后需露出導通銅凸塊上表面。
[0050](8)參見圖4，蝕刻掉厚銅箔101，熱風吹去錫層102，得到線路層內嵌于樹脂板的單層線路板，即第一結構。
[0051](9)制作帶導電塊的第二結構；
[0052]參見圖5，選取固化片，在半固化片中與線路層導通孔對應區域鉆孔；用導電漿料塞填孔，并固化導電漿料，固化后磨刷半固化片表面去除表面導電漿料，形成帶固化導電漿的第二結構。選取的半固化片的Tg值應大于等于170°C，鉆孔方式可以為機械鉆孔或者激光鉆孔，在本實施實例中選取激光鉆孔，鉆孔的部位與線路層導通孔的部位相對應。用導電銀漿對半固化片進行塞孔，然后固化導電漿料。導電漿料塞孔方法為以在填孔相應位置鉆孔的環氧樹脂板作為網板進行印刷填孔，導電漿料固化溫度應低于半固化片Tg值為100?140°C，固化后磨刷半固化片表面去除表面導電漿料。
[0053](10)將第一結構和第二結構依次交叉疊加，并通過熱壓形成印制板
[0054]參見圖6，在一層第二結構兩側各貼合一層第一結構，再在第一結構外依次疊放第二結構、第一結構直至達到印制電路板需要的層數，在疊合過程中，第一結構包含線路的一面需置于線路板外側。最終，N層第一結構和N-1層第二結構經過一次熱壓形成任意層數的印制電路板。壓合溫度為180?210 °C，壓力為20?50MPa，時間為2?3h。
[0055]以上對本發明所提供的一種印制電路板及其全加成制作方法進行了詳盡介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，對本發明的變更和改進將是可能的，而不會超出附加權利要求所規定的構思和范圍，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【主權項】
1.一種印制電路板，其特征在于:印制電路板主要由多個層狀疊加的第一結構和第二結構組成，所述第一結構與第二結構間隔分布，第一結構與第二結構之間通過熱壓成形，所述第一結構主要由線路載體組成，所述線路載體內嵌有導電凸塊和線路層，所述導電凸塊電鍍于線路層上，所述第二結構主要由絕緣介質板組成，所述絕緣介質板上內嵌有導電塊，相鄰的兩個第一結構上的線路層通過導電塊連通。2.根據權利要求1所述的一種印制電路板，其特征在于:所述線路載體為樹脂板;所述絕緣介質板為半固化片。3.根據權利要求1所述的一種印制電路板，其特征在于:導電塊為固化的導電漿料。4.根據權利要求1所述的一種印制電路板，其特征在于:所述第一結構的導電凸塊與線路層的外側面分別露在線路載體的上下表面上。5.根據權利要求1所述的一種印制電路板，其特征在于:所述印制電路板的上、下表面均為第一結構帶線路層外側面的一側。6.根據權利要求1所述的一種印制電路板的全加成制作方法，其特征在于:方法步驟如下， (1)以厚銅箔作為基板，在其覆蓋一層薄錫用于加工線路層； (2)在薄錫層表面粘貼感光抗蝕劑，并留出需要制作線路層的區域，通過曝光顯影形成抗鏈層a ； (3)未被抗鍍層保護的薄錫層表面電鍍銅形成線路層； (4)對電鍍銅后的基板進行二次粘貼感光抗蝕劑，并在對應的線路層上方露出需要制作導通孔的區域，再通過曝光并顯影形成抗鍍層b; (5)在基板的導通孔的區域進行第二次電鍍銅制作導電凸塊； (6)通過退膜液退掉兩次粘貼的抗鍍層a和抗鍍層b，留下線路層和導電凸塊； (7)在線路層與導通孔的基底上覆蓋樹脂，并固化樹脂； (8)磨平樹脂表面，露出導電凸塊的外側面，蝕刻掉厚銅層并熱風吹去錫層，露出線路層的的外側面，得到線路層和導通孔內嵌于樹脂板中的第一結構； (9)制作帶導電塊的第二結構； (10)將第一結構和第二結構依次交叉疊加，并通過熱壓形成印制板。7.根據權利要求6所述的一種印制電路板的全加成制作方法，其特征在于:步驟7中，所用的樹脂包含樹脂主體、固化劑以及填料，其中樹脂主體為雙酚A環氧樹脂，固化劑為芳香胺、酸酐，填料為碳化硅和氮化硅，樹脂的固化溫度為155?165°C，時間為2?3小時。8.根據權利要求1所述的一種印制電路板的全加成制作方法，其特征在于:步驟(9)中，制作第二結構的方法如下，選取固化片，在半固化片中與線路層導通孔對應區域鉆孔;用導電漿料塞填孔，并固化導電漿料，固化后磨刷半固化片表面去除表面導電漿料，形成帶固化導電漿的第二結構。9.根據權利要求8所述的一種印制電路板的全加成制作方法，其特征在于:所用半固化片的Tg值應大于等于170°C，導電漿料固化溫度應低于半固化片Tg值。10.根據權利要求8所述的一種印制電路板的全加成制作方法，其特征在于:所用的導電漿料塞孔方法為，采用在填孔相應位置鉆孔的環氧樹脂板作為網板進行印刷填孔。
【文檔編號】H05K3/20GK105934084SQ201610497131
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】何為, 胡志強, 陳苑明, 艾克華, 王守緒, 葉金洪, 何雪梅
【申請人】電子科技大學, 遂寧市英創力電子科技有限公司