一种高可靠性印制电路板的制作方法
阅读说明：本技术 一种高可靠性印制电路板的制作方法 (Manufacturing method of high-reliability printed circuit board ) 是由 胡永国 寻瑞平 冯兹华 张细海 叶卫 于 2021-07-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高可靠性印制电路板的制作方法,该印制电路板由两个外层芯板和至少一个内层芯板压合而成,制作方法包括以下步骤：在压合前或压合后先将两外层芯板中位于外侧的铜面厚度减薄至8-10μm；而后在板上钻欲填塞树脂的塞孔；依次通过沉铜和全板电镀使塞孔金属化；在塞孔中填塞树脂并固化,而后通过磨板使板面平整,磨板后使板面铜层的厚度控制在22-25μm；在板上钻出通孔,并依次通过沉铜和全板电镀使通孔金属化；而后依次在板上制作外层线路、制作阻焊层、表面处理和成型,制得高可靠性印制电路板。本发明方法通过先减薄外层铜面的厚度以加大包覆铜的厚度,解决常规现有技术包覆铜厚度不够及无法制作的问题。(The invention discloses a method for manufacturing a high-reliability printed circuit board, which is formed by laminating two outer core boards and at least one inner core board, and comprises the following steps: before or after pressing, the thickness of the copper surface positioned at the outer side in the two outer-layer core plates is reduced to 8-10 mu m; then drilling a plug hole to be filled with resin on the plate; sequentially carrying out copper deposition and full-plate electroplating to metalize the plug hole; filling resin in the plug holes and curing, then grinding the board to flatten the board surface, and controlling the thickness of the copper layer on the board surface to be 22-25 mu m after grinding the board; drilling a through hole on the board, and metallizing the through hole by copper deposition and full-board electroplating in sequence; and then sequentially manufacturing an outer layer circuit, a solder mask layer, surface treatment and molding on the board to obtain the high-reliability printed circuit board. The method of the invention firstly thins the thickness of the outer layer copper surface to increase the thickness of the cladding copper, and solves the problems that the cladding copper in the conventional prior art is not enough in thickness and can not be manufactured.)
技术领域
本发明涉及印制线路板制作技术领域，具体涉及一种高可靠性印制电路板的制作方法。
背景技术
多层印制电路板(PCB)通过制作各内层线路、压合、钻孔、沉铜、板电、电镀等工艺实现电路板各层线路之间的电气连接，为了确保一定的电气性能以及可靠性，一般要求孔壁和面铜厚度达到一定要求。
在当前市场上，绝大部分的电路板产品只需采用常规PCB孔金属化工艺即可，但对于一些航空航天、军工等产品，由于其应用的极热、极寒、高压等恶劣环境，其对可靠性的要求比普通产品要高，一般会要求孔口形成包覆铜，且包覆铜厚度要满足IPC相关标准(孔口包覆一层达到要求厚度的铜层，并与孔壁铜形成一个整体)，包覆铜为孔口处与孔壁铜层同时镀出来的部分。
现有技术流程包括如下步骤：前工序→压合(外层铜面一般为18μm)→除流胶→钻树脂塞孔(钻孔后打磨披锋)→等离子除钻污→外层沉铜→外层板电→外层镀孔图形→镀孔→退膜→树脂塞孔→陶瓷磨板→外层钻孔→等离子除钻污2→外层沉铜2→外层板电2→外层图形→图形电镀→外层蚀刻→丝印阻焊、字符→沉镍金→电测试→成型→FQC→FQA→报装
现有技术存在品质隐患，压合、钻树脂塞孔后，面铜为18μm(0.5OZ)起镀，经沉铜、全板电镀镀铜至31-33μm，树脂塞孔后陶瓷磨板再磨至22-25μm，理论上包覆铜面只有4-7μm(磨板后的铜面厚度减去面铜厚度即为与孔壁铜层一起电镀出来的包覆铜)，包覆铜厚度补偿不够，再因陶瓷磨板需要磨多次，镀铜均匀性及多次磨板均匀性原因累加，造成包覆铜不足。
发明内容
本发明针对上述现有的技术缺陷，提供一种高可靠性印制电路板的制作方法，该方法通过先减薄外层铜面的厚度以加大包覆铜的厚度，解决常规现有技术包覆铜厚度不够及无法制作的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高可靠性印制电路板的制作方法，该印制电路板由两个位于外层的外层芯板和至少一个位于内层的内层芯板压合而成，且外层芯板和内层芯板两表面的铜层厚度均为0.5oz，制作方法包括以下步骤：
S1、在压合前或压合后先将两外层芯板中位于外侧的铜面厚度减薄至8-10μm；
S2、而后在板上钻欲填塞树脂的塞孔；
S3、依次通过沉铜和全板电镀使塞孔金属化；
S4、在塞孔中填塞树脂并固化，而后通过磨板使板面平整，磨板后使板面铜层的厚度控制在22-25μm；
S5、在板上钻出通孔，并依次通过沉铜和全板电镀使通孔金属化；
S6、而后依次在板上制作外层线路、制作阻焊层、表面处理和成型，制得高可靠性印制电路板。
进一步的，步骤S1中具体包括以下步骤：
S10、先通过微蚀减薄两外层芯板的其中一表面上的铜层厚度至8-10μm，作为减薄面；
S11、在内层芯板以及两外层芯板中未减薄的另一表面上制作内层线路；
S12、将两外层芯板和内层芯板按叠板顺序叠合后压合，形成生产板，其中两外层芯板中经过减薄后的减薄面位于生产板的外侧。
进一步的，步骤S10中，在减薄其中一表面的铜层时，两外层芯板的另一表面通过贴膜进行保护。
进一步的，步骤S1中具体包括以下步骤：
S10、先通过微蚀减薄两外层芯板的两表面上的铜层厚度至8-10μm，作为减薄面；
S11、通过全板电镀将外层芯板的其中一表面铜层厚度加镀至40±5μm，作为加厚面；
S12、在内层芯板以及两外层芯板中的加厚面上制作内层线路；
S13、将两外层芯板和内层芯板按叠板顺序叠合后压合，形成生产板，其中两外层芯板中经过减薄后的减薄面位于生产板的外侧。
进一步的，步骤S11中，在加厚其中一表面的铜层时，两外层芯板的另一表面通过贴膜形成抗镀层。
进一步的，步骤S1中具体包括以下步骤：
S10、在内层芯板以及两外层芯板的其中一表面上制作内层线路；
S11、将两外层芯板和内层芯板按叠板顺序叠合后压合，形成生产板，其中两外层芯板中未制作内层线路的表面位于生产板的外侧；
S12、通过微蚀减薄生产板两表面上的铜层厚度至8-10μm。
进一步的，步骤S3中，全板电镀后，将板面铜层的厚度镀至31-33μm。
进一步的，步骤S3和S4之间还包括以下步骤：
S31、在板上制作镀孔图形；
S32、而后通过填孔电镀加厚塞孔的孔壁铜层。
进一步的，步骤S4中，通过陶瓷磨板使板面平整。
进一步的，在钻出塞孔和通孔后，均采用等离子除胶的方式除钻污。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明方法中在压合前或压合后先将位于两外层的铜层厚度减薄至8-10μm，在钻树脂塞孔后，塞孔的孔壁铜层和外层铜面经沉铜、全板电镀同时加厚，至陶瓷磨板厚将板面厚度同样控制在22-25μm，此情况下两外层铜面上的包覆铜厚度为磨板后的铜层厚度(22-25μm)减去底铜厚度(8-10μm)，即包覆铜的理论保护铜厚为10-17μm，比原来的4-7μm增加6-10μm的铜厚补偿，可确保树脂塞孔包覆铜满足IPC二级标准，满足航空航天、军工等产品的高可靠性要求。
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
本实施例所示的一种高可靠性印制电路板的制作方法，依次包括以下处理工序：
(1)开料：按拼板尺寸520mm×620mm开出两个外层芯板和一个内层芯板，外层芯板和内层芯板的厚度均为0.2mm，且芯板两表面的铜层厚度均为0.5oz(≈18μm)。
(2)微蚀：先在两外层芯板的其中一表面上贴膜并曝光，形成保护层，而后对外层芯板未贴膜的表面进行微蚀处理，将该面的铜层厚度蚀刻减薄至8-10μm，作为减薄面，再退膜。
(3)内层线路制作(负片工艺)：内层图形转移，用垂直涂布机在两外层芯板和内层芯板上涂布感光膜，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)完成内层线路曝光，曝光时，两外层芯板中减薄面上的膜被整面曝光，形成保护层，经显影后形成内层线路图形；内层蚀刻，将曝光显影后的内层芯板以及两外层芯板中未减薄的表面上蚀刻出内层线路，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。
(4)压合：棕化速度按照底铜铜厚棕化，将外层芯板、半固化片、内层芯板、半固化片、外层芯板按要求依次叠合，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，其中两外层芯板中经过减薄后的减薄面位于生产板的外侧，即生产板外层表面中作为底铜的厚度为8-10μm。
(5)钻孔：根据现有的钻孔技术，按照设计要求在生产板上钻出欲填塞树脂的塞孔。
(6)除胶渣：采用等离子除胶的方式除去板上的钻污。
(7)沉铜：利用化学镀铜的方法在板面和孔壁沉上一层薄铜，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm。
(8)全板电镀：以18ASF的电流密度进行全板电镀60min，加厚孔铜和板面铜层的厚度，使板面的铜层厚度加镀至31-33μm。
(9)镀孔图形：在生产板上贴膜，并依次经过曝光和显影后在对应塞孔的位置处开窗，形成镀孔图形。
(10)填孔电镀：通过填孔电镀加厚塞孔的孔壁铜层；
(11)树脂塞孔：在塞孔中填塞树脂并固化，而后通过陶瓷磨板除去凸出板面的树脂，使板面平整，磨板后使板面铜层的厚度控制在22-25μm。
(12)外层钻孔：根据现有的钻孔技术，按照设计要求在生产板上钻出通孔。
(13)除胶渣：采用等离子除胶的方式除去板上的钻污。
(14)沉铜：利用化学镀铜的方法在板面和孔壁沉上一层薄铜，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm。
(15)全板电镀：以18ASF的电流密度进行全板电镀20min，加厚孔铜和板面铜层的厚度。
(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)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，根据要求的完成铜厚设定电镀参数，镀铜是以1.8ASD的电流密度全板电镀60min，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，外层线路铜厚大于或等于70μm；外层AOI，使用自动光学检测系统，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：在生产板的表面丝印阻焊油墨后，并依次经过预固化、曝光、显影和热固化处理，使阻焊油墨固化成阻焊层；具体为，在TOP面阻焊油墨，TOP面字符添加"UL标记"，从而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，制得高可靠性印制电路板。
(21)、FQC：根据客户验收标准及我司检验标准，对线路板外观进行检查，如有缺陷及时修理，保证为客户提供优良的品质控制。
(22)、FQA：再次抽测线路板的外观、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，对线路板进行密封包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。
实施例3
本实施例所示的一种高可靠性印制电路板的制作方法，针对内层线路铜厚要求在40±5μm的板，其大部分处理工序与实施例1相同，不同之处在于步骤(2)和(3)，具体为：
(2)微蚀：先通过微蚀减薄两外层芯板的两表面上的铜层厚度至8-10μm，作为减薄面；而后在两外层芯板的其中一表面上贴膜并曝光，形成保护层，再通过全板电镀将外层芯板的另一表面铜层厚度加镀至40±5μm，作为加厚面，再退膜。
(3)内层线路制作(负片工艺)：内层图形转移，用垂直涂布机在两外层芯板和内层芯板上涂布感光膜，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)完成内层线路曝光，曝光时，两外层芯板中减薄面上的膜被整面曝光，形成保护层，经显影后形成内层线路图形；内层蚀刻，将曝光显影后的内层芯板以及两外层芯板中的加厚面上蚀刻出内层线路，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。
实施例3
本实施例所示的一种高可靠性印制电路板的制作方法，依次包括以下处理工序：
(1)开料：按拼板尺寸520mm×620mm开出两个外层芯板和一个内层芯板，外层芯板和内层芯板的厚度均为0.2mm，且芯板两表面的铜层厚度均为0.5oz(≈18μm)。
(2)内层线路制作(负片工艺)：内层图形转移，用垂直涂布机在两外层芯板和内层芯板上涂布感光膜，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)完成内层线路曝光，曝光时，两外层芯板中其中一表面上的膜被整面曝光，形成保护层，经显影后形成内层线路图形；内层蚀刻，将曝光显影后的内层芯板以及两外层芯板中的一表面上蚀刻出内层线路，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：棕化速度按照底铜铜厚棕化，将外层芯板、半固化片、内层芯板、半固化片、外层芯板按要求依次叠合，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，其中两外层芯板中未制作内层线路的表面位于生产板的外侧。
(4)微蚀：通过微蚀减薄生产板两表面上的铜层厚度至8-10μm，即生产板外层表面中作为底铜的厚度为8-10μm。
(5)钻孔：根据现有的钻孔技术，按照设计要求在生产板上钻出欲填塞树脂的塞孔。
(6)除胶渣：采用等离子除胶的方式除去板上的钻污。
(7)沉铜：利用化学镀铜的方法在板面和孔壁沉上一层薄铜，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm。
(8)全板电镀：以18ASF的电流密度进行全板电镀60min，加厚孔铜和板面铜层的厚度，使板面的铜层厚度加镀至31-33μm。
(9)镀孔图形：在生产板上贴膜，并依次经过曝光和显影后在对应塞孔的位置处开窗，形成镀孔图形。
(10)填孔电镀：通过填孔电镀加厚塞孔的孔壁铜层；
(11)树脂塞孔：在塞孔中填塞树脂并固化，而后通过陶瓷磨板除去凸出板面的树脂，使板面平整，磨板后使板面铜层的厚度控制在22-25μm。
(12)外层钻孔：根据现有的钻孔技术，按照设计要求在生产板上钻出通孔。
(13)除胶渣：采用等离子除胶的方式除去板上的钻污。
(14)沉铜：利用化学镀铜的方法在板面和孔壁沉上一层薄铜，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm。
(15)全板电镀：以18ASF的电流密度进行全板电镀20min，加厚孔铜和板面铜层的厚度。
(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)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，根据要求的完成铜厚设定电镀参数，镀铜是以1.8ASD的电流密度全板电镀60min，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，外层线路铜厚大于或等于70μm；外层AOI，使用自动光学检测系统，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：在生产板的表面丝印阻焊油墨后，并依次经过预固化、曝光、显影和热固化处理，使阻焊油墨固化成阻焊层；具体为，在TOP面阻焊油墨，TOP面字符添加"UL标记"，从而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，制得高可靠性印制电路板。
(21)、FQC：根据客户验收标准及我司检验标准，对线路板外观进行检查，如有缺陷及时修理，保证为客户提供优良的品质控制。
(22)、FQA：再次抽测线路板的外观、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，对线路板进行密封包装，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。
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