[发明专利]一种印制电路二阶盲孔的加工方法

说明书

技术领域

本发明属于印制电路制造技术领域。特别涉及到印制电路(PCB)二阶盲孔的加工技术。

技术背景

电子设计在不断提高整机性能的同时，也在努力缩小其尺寸。在便携式电子产品中， “小”是永远不变的追求。高密度互联(HDI)技术可以使终端产品设计更加小型化，同 时满足电子性能和效率的更高标准。HDI一般采用积层法(Build-up)制造，同时采用叠孔、 电镀填孔、激光直接打孔等先进PCB技术，主要应用于3G手机、高级数码摄像机、IC载板 等。HDI电路板通常是指利用微盲孔搭配细线与密距以达到单位面积中能够搭载更多元件或 布设更多线路的电路板，所以微盲孔的制作是HDI电路板技术最关键的工艺之一。盲孔是指 连接表层和内层而不贯通整板的导通孔，普通的HDI板基本上是采用一阶盲孔，高阶HDI 采用二阶或以上的盲孔。所谓二阶盲孔是指由两个孔径相同或者不同的孔堆叠而成的孔结构。 然而，随着电路板层数的增加，且深宽比愈高的情况下，制作对位准确的二阶盲孔成为HDI 电路板的技术难点。

常见的二阶盲孔加工方法主要有：

(1)CO₂激光钻孔

CO₂激光钻孔主要利用的是光热烧蚀，即被加工的材料吸收波大于760nm的高能量的红 外光，在极短的时间内能量增大，温度升高，当达到有机物的熔点时融化并蒸发掉而形成的 孔。目前常用的CO₂激光加工盲孔的方法是直接加工法，即将盲孔表面铜箔厚度腐蚀到12μm 以下，再进行棕化或黑化，最后用CO₂激光直接加工铜箔和介质层形成盲孔。CO₂激光加工 二阶盲孔是采用叠层的方式实现的，即先加工一阶盲孔，然后再经层压，对位后加工二阶盲 孔。CO₂激光是目前加工盲孔的主要方法，具有速度快，效率高和成本低等特点，但钻污多， 主要适合孔径为100um及以上的盲孔，加工步骤复杂，在加工二阶盲孔的时候需要一阶一阶 的逐次加工，使盲孔的对位精度降低。

(2)UV激光钻孔

UV激光钻孔是应用光化学裂蚀原理，利用紫外区所具有的波长超过400nm的高能量光 子对材料进行加工。这种高能量的紫外光子能破坏有机物的分子链，金属链和无机物等形成 更小的微粒利用外力的作用下被除去而形成盲孔。UV激光加工二阶盲孔是采用一次性加工 方式，即一次性将铜箔和介质层除去形成二阶盲孔。UV激光是未来盲孔加工的主流趋势， 具有精度高，钻污少，能量大，能够一次性加工多阶盲孔，适合微孔加工等特点，但加工时 间长，成本高，难控制，且容易造成底部铜箔的烧蚀。

(3)等离子蚀刻

等离子蚀刻盲孔是在覆铜板上经曝光，显影和蚀刻的方法将盲孔表面的铜箔蚀刻掉，露 出介质层，然后再将其放入到等离子设备中，并通入等离子气体(N₂，O₂和CF₄等)在一定 的参数条件下等离子气体与介质发生反应而将介质去除形成盲孔。等离子蚀刻二阶盲孔和 CO₂激光一样，采用叠层的方式实现，即先蚀刻出一阶盲孔，然后再经层压，对位蚀刻出二 阶盲孔。等离子蚀刻盲孔均匀性好，易操作等特点，但对材料设备要求高，成本大，而且容 易造成侧蚀，且等离子不适宜制作二阶及以上盲孔。

(4)化学蚀刻

化学蚀刻法制作盲孔是用蚀刻的方法将盲孔表面的铜箔去掉形成裸窗口，露出介质层材 料，然后再用一定浓度的浓硫酸喷射到裸窗口上，腐蚀到介质材料而形成盲孔。化学蚀刻法 制作二阶盲孔和CO₂激光，等离子蚀刻一样是采用叠层的形式。这种方法能够避免底部铜箔 的过蚀，并且能将介质层一次性去除，但不适应于含有纤维的介质材料，且容易造成侧蚀， 且不适宜进行二阶盲孔的制作。

上述为几种常用的二阶盲孔制作方法，其中CO₂激光法，等离子蚀刻法和化学蚀刻法由于 存在对位误差都不适用于二阶及多阶盲孔的加工。UV激光虽能实现一次性二阶盲孔的加工， 但专用于盲孔加工的UV激光机成本高，对于多数厂商都无法承受。

发明内容