盲孔多层高密度电路板制备工艺转让专利

申请号 : CN202110517264.4

文献号 : CN113225941B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 陈绍智陈雪陈月郑海军熊凌鹏张勇蒋建军

申请人 : 四川锐宏电子科技有限公司

摘要 :

本发明涉及盲孔多层高密度电路板制备工艺,步骤为:S1、初步制备陶瓷基板;将陶瓷料和粘合剂混合压片,烧结,让其为未充分形成陶瓷;S2、单层打孔,将步骤S1制备好的初步凝结的陶瓷雏形取出并冷却,固定好后采用机械方法进行穿孔;打完盲孔后,不从固定夹具上取下,用激光对孔进行修整处理,并将修整后的孔中插入筒套;S3、再次将打孔后的陶瓷进行烧结,将陶瓷基板彻底烧结成型;S4、然后在陶瓷基板上附上电路层形成单层板,将多个单层板粘合形成多层板,多层板粘合时,具有孔的板与未开孔的板粘合,自然形成了盲孔;S5、然后对盲孔进行电镀处理;还公开了其制备工艺。本发明达到的有益效果是:降低孔加工成本、提高导通质量。

权利要求 :

1.盲孔多层高密度电路板制备工艺,其特征在于:步骤为:S1、初步制备陶瓷基板;

将陶瓷料和粘合剂混合压片,然后进行烧结,控制烧结的温度和时间,让其为未充分形成陶瓷,即陶瓷料中的氧化铝未充分融化,只是维持了陶瓷的雏形;

S2、单层打孔

将步骤S1制备好的初步凝结的陶瓷雏形取出并冷却,固定好后采用机械方法进行穿孔;

打完盲孔后,不从固定夹具上取下,用激光对孔进行修整处理,并将修整后的孔中插入筒套;

S3、再次将打孔后的陶瓷进行烧结,将陶瓷基板彻底烧结成型;

S4、然后在陶瓷基板上附上电路层形成单层板,将多个单层板粘合形成多层板,多层板粘合时,具有孔的板与未开孔的板粘合,自然形成了盲孔;

S5、然后对盲孔进行电镀处理;

所述的粘合的多层板中,每个单层板上的打的孔径不一致,从最上层到最下层方向孔径逐渐减小,即让相邻板之间下一层的板在上一层的板中露出一部分,利于后续电镀导通。

2.根据权利要求1所述的盲孔多层高密度电路板制备工艺,其特征在于:所述的步骤S2中,筒套与孔适配直径适配,筒套的长度小于该孔的深度;

所述的筒套为陶瓷筒套,或者为铜筒套,或者陶瓷筒套外套设铜环一起嵌合进孔中。

3.根据权利要求2所述的盲孔多层高密度电路板制备工艺,其特征在于:所述的单层板在制备时,陶瓷基板上除了电路层所在区域,还有孔导通铜区,两个区域相导通;

所述孔导通铜区,用于多层板的孔电镀后,孔的电镀层与孔导通铜区相连;

所述孔导通铜区开有与陶瓷基板相对应的孔。

4.根据权利要求3所述的盲孔多层高密度电路板制备工艺,其特征在于:所述的单层板制备附上电路层时:先在陶瓷基板上粘合覆铜,然后干燥或烘干,通过显影、蚀刻方式在覆铜上形成电路层;

或者在陶瓷基板上,压合后含有氧化锌的导电陶瓷区域,通过电镀的方式形成覆铜区域,然后通过显影、蚀刻的方式形成电路层。

5.根据权利要求4所述的盲孔多层高密度电路板制备工艺,其特征在于:所述的步骤S1中,在初步制备陶瓷基板时,需要控制粘合剂以及烧结的温度,这两者影响碳化硅陶瓷雏形的气孔率,要求初步烧结后的陶瓷气孔率小,气孔率小的标准是既能降低硬度又能降低导热率;

所述的步骤S3中,烧结的温度不宜过高,以减小气孔率,烧结温度应低于1200℃。

6.根据权利要求5所述的盲孔多层高密度电路板制备工艺,其特征在于:所述的步骤S3中,烧结温度为1000~1200℃。

说明书 :

盲孔多层高密度电路板制备工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及电路板制备技术领域,特别是盲孔多层高密度电路板制备工艺。

背景技术

[0002] 随着科技的发展,陶瓷基板由于其绝缘性、导热性以及良好的强度,越来越受到广泛青睐,特别是氧化铝陶瓷基板。
[0003] 由于陶瓷基板的硬度非常高,接近于钻头合金,因此在钻孔时难以机械加工,一方面是因为硬度问题,另一方面是因为陶瓷的脆性较大,容易开裂,若加高岭土增加粘性,则又会影响玻璃相性,从而影响导热率。
[0004] 而用激光加工,成本又太高;特别是对于盲孔的加工,激光是穿透,加工的深度难以准确把握。
[0005] 因此造成了孔内电镀困难所以几乎以无厂商采用。也有事先把需要连通的电路层在个别电路层的时候就先钻好孔,最後再黏合起来,可是需要比较精密的定位及对位装置。
[0006] 还有是,在陶瓷基板压片未烧结的时候,先进行压孔,再进行烧结。由于压片时,整个陶瓷基板胚是柔性的,压孔时很容易导致孔处变形,即便后续进行了打磨修复,孔处也变得厚、薄不一,很影响整个印制电路板的性能。在使用过程中,由于大量热的存在,很容易从这些薄弱孔处开始损坏。。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供降低孔加工成本、提高导通质量的盲孔多层高密度电路板制备工艺。
[0008] 本发明的目的通过以下技术方案来实现:盲孔多层高密度电路板制备工艺,步骤为:
[0009] S1、初步制备陶瓷基板;
[0010] 将陶瓷料和粘合剂混合压片,然后进行烧结,控制烧结的温度和时间,让其为未充分形成陶瓷,即陶瓷料中的氧化铝未充分融化,只是维持了陶瓷的雏形;
[0011] S2、单层打孔
[0012] 将步骤S1制备好的初步凝结的陶瓷雏形取出并冷却,固定好后采用机械方法进行穿孔;
[0013] 打完盲孔后,不从固定夹具上取下,用激光对孔进行修整处理,并将修整后的孔中插入筒套;
[0014] S3、再次将打孔后的陶瓷进行烧结,将陶瓷基板彻底烧结成型;
[0015] S4、然后在陶瓷基板上附上电路层形成单层板,将多个单层板粘合形成多层板,多层板粘合时,具有孔的板与未开孔的板粘合,自然形成了盲孔;
[0016] S5、然后对盲孔进行电镀处理。
[0017] 进一步地,所述的步骤S2中,筒套与孔适配直径适配,套筒的长度小于该孔的深度;所述的套筒为陶瓷套筒,或者为铜套筒,或者陶瓷套筒外套设铜环一起嵌合进孔中。即为该孔的形状,避免烧结时出现细微的塌陷。
[0018] 进一步地,所述的粘合的多层板中,每个单层板上的打的孔径不一致,从最上层到最下层方向孔径逐渐减小,即让相邻板之间下一层的板在上一层的板中露出一部分,利于后续电镀导通。
[0019] 进一步地,所述的单层板在制备时,陶瓷基板上除了电路层所在区域,还有孔导通铜区,两个区域相导通;孔导通铜区,用于多层板的孔电镀后,孔的电镀层与孔导通铜区相连;孔导通铜区开有与陶瓷基板相对应的孔。便于外层电路与内层相导通。
[0020] 进一步地,所述的单层板制备附上电路层时:先在陶瓷基板上粘合覆铜,然后干燥或烘干,通过显影、蚀刻方式在覆铜上形成电路层;或者在陶瓷基板上,压合后含有氧化锌的导电陶瓷区域,通过电镀的方式形成覆铜区域,然后通过显影、蚀刻的方式形成电路层,能保持电路层与陶瓷基板良好的结合度。
[0021] 进一步地,所述的步骤S1中,在初步制备陶瓷基板时,需要控制粘合剂以及烧结的温度,这两者影响碳化硅陶瓷雏形的气孔率,要求初步烧结后的陶瓷气孔率小,该小气孔率既能降低硬度又能降低导热率;步骤S3中,烧结的温度不宜过高,以减小气孔率,烧结温度应低于1200℃。实现对气孔率的控制,既能减小硬度,又不至于影响导热率。
[0022] 优选地,所述的步骤S3中,烧结温度为1000 1200℃。~
[0023] 本发明具有以下优点:(1)通过初步将陶瓷基板烧结成雏形,然后进行机械打孔、激光修孔,最后制成单层板,多个单层板结合自然形成盲孔,从而降低了打孔的成本,并且孔的质量高;
[0024] (2)打孔后,插入有与孔适配的筒套,再将陶瓷进一步烧结,避免该孔塌陷,利于后续孔电镀处理,提高导通质量;
[0025] (3)不同单层板的孔的大小不一样,有利于将内层板露出,便于电镀导通;孔导通铜区的设置,也是利于电镀后,使得外层能与内层方便导通。

具体实施方式

[0026] 下面结合对本发明做进一步的描述,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
[0027] 本方案公开了盲孔多层高密度电路板制备工艺,步骤为:
[0028] S1、初步制备陶瓷基板;
[0029] 将陶瓷料和粘合剂混合压片,然后进行烧结,控制烧结的温度和时间,让其为未充分形成陶瓷,即陶瓷料中的氧化铝未充分融化,只是维持了陶瓷的雏形;由于未充分烧结,该雏形陶瓷的硬度得到有效降低;
[0030] S2、单层打孔
[0031] 将步骤S1制备好的初步凝结的陶瓷雏形取出并冷却,固定好后采用机械方法进行穿孔;
[0032] 打完盲孔后,不从固定夹具上取下,避免造成安装夹持误差,用激光对孔进行修整处理,并将修整后的孔中插入筒套,套筒是为了避免再次烧结孔的坍塌,维持孔的质量;
[0033] S3、再次将打孔后的陶瓷进行烧结,将陶瓷基板彻底烧结成型,烧结时,温度不能太高,为1000 1200℃,有效控制了气孔率,从而控制了导热率;~
[0034] S4、然后在陶瓷基板上附上电路层形成单层板,将多个单层板粘合形成多层板,多层板粘合时,具有孔的板与未开孔的板粘合,自然形成了盲孔;粘合的多层板中,每个单层板上的打的孔径不一致,从最上层到最下层方向孔径逐渐减小,即让相邻板之间下一层的板在上一层的板中露出一部分;在后续电镀孔时,上一层的孔的电镀层很容易与下层露出的部分接触;
[0035] S5、然后对盲孔进行电镀处理。
[0036] 步骤S2中,筒套与孔适配直径适配,套筒的长度小于该孔的深度;套筒为陶瓷套筒,或者为铜套筒,或者陶瓷套筒外套设铜环一起嵌合进孔中。即为该孔的形状,避免烧结时出现细微的塌陷。
[0037] 本方案中,单层板在制备时,陶瓷基板上除了电路层所在区域,还有孔导通铜区,两个区域相导通;孔导通铜区,用于多层板的孔电镀后,孔的电镀层与孔导通铜区相连;孔导通铜区开有与陶瓷基板相对应的孔。
[0038] 对于步骤S4以及孔导通铜区的理解,需要举例说明进一步理解:例如有3层,第一层外部的电路与第三层内层导通,那么在第三层对应的孔处设置孔导通铜区,第一层和第二层孔大小一致,第三层的孔大于第一层和第二层。
[0039] 单层板制备附上电路层时:先在陶瓷基板上粘合覆铜,然后干燥或烘干,通过显影、蚀刻方式在覆铜上形成电路层;或者在陶瓷基板上,压合后含有氧化锌的导电陶瓷区域,通过电镀的方式形成覆铜区域,然后通过显影、蚀刻的方式形成电路层,能保持电路层与陶瓷基板良好的结合度。
[0040] 需要说明的是,研究表明研究了陶瓷粘结剂含量,碳化硅颗粒粒径以及烧结温度对高温气体过滤用碳化硅多孔陶瓷抗弯强度和气孔率的影响。利用X射线衍射测试了多孔陶瓷烧结后的物相组成。陶瓷粘合剂含量的增加使碳化硅多孔陶瓷的气孔率快速下降,在一个合适的陶瓷粘结剂含量,碳化硅多孔陶瓷可同时具有较高的气孔率和抗弯强度。随着碳化硅颗粒粒径减少,碳化硅多孔陶瓷的气孔率和抗弯强度可同时提高.碳化硅多孔陶瓷的烧结温度的增加使其气孔率迅速下降。
[0041] 因此,步骤S1中,在初步制备陶瓷基板时,需要控制粘合剂以及烧结的温度,这两者影响碳化硅陶瓷雏形的气孔率,要求初步烧结后的陶瓷气孔率小,该小气孔率既能降低硬度又能降低导热率;步骤S3中,烧结的温度不宜过高,以减小气孔率,烧结温度应低于1200℃,优选为1000 1200℃。
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[0042] 故,本方案,虽然碳化硅陶瓷会生成气孔,影响导热率;可以通过控制粘合剂的量和碳化硅粉料粒径来进行控制气孔,从而让本方案中的陶瓷在硬度下降的同时保持较好的导热性能。