一种多张半固化片铜浆烧结方法及其PCB结合板与流程

本发明涉及pcb板加工技术，尤其是一种多张半固化片铜浆烧结方法及其pcb结合板。

背景技术：

1、伴随着pcb产品进一步向多层化、积层化、功能化和集成化方向迅速的发展，多层板盲/埋孔任意层互连设计应运而生，这对于pcb制造是一个重大挑战，传统的加工技术已经逐渐无法满足客户产品的设计需求。

2、pcb铜浆烧结工艺是一种先进的互连技术，该技术通过在半固化片（prepreg，简称pp）中填充特定配方的烧结铜浆，并在层压过程中施加高温高压，使铜浆颗粒烧结形成致密的金属连接层，从而实现半固化片两侧线路之间的电路互连，达到任意层互连的目的。

3、目前，现有的铜浆烧结工艺通常仅适用于单张半固化片两侧线路的连接，即在两张芯板之间仅使用一张半固化片进行铜浆烧结。随着该技术在高端线路板中的推广应用，越来越多需求方已开始提出在两张或多张半固化片叠加的结构中进行铜浆烧结的产品设计需求，以满足更复杂的叠层结构和更高的布线密度要求。

4、如果直接将现有的单张pp半固化片铜浆烧结工艺应用于多张pp半固化片，会出现以下技术缺陷：1、激光钻孔质量差，在多张pp半固化片叠加（例如3张pp半固化片）进行激光钻孔时，由于需要烧蚀的介质层厚度增加，如图1和图2所示，在孔底部容易出现残胶和“黑孔”现象，影响孔内清洁度和后续连接可靠性；2、塞孔空洞与脱落，当烧结孔为盲孔，多张pp半固化片导致盲孔深度增加，例如超过0.3mm，在铜浆塞孔过程中，铜浆不易完全填充至孔底，易产生气泡和空洞，如图3所示，在后续撕除pet膜时，空洞中的铜浆易被带起，导致塞孔失败；3、电气连接可靠性差，由于塞孔空洞及激光钻孔孔型问题，如图4所示的上下孔径比过大，导致烧结后孔电阻值偏高，甚至出现开路。

5、综上所述，目前多张半固化的铜浆烧结方法还存在一些问题，需要进一步研究和改进，以提高加工效率、提高加工质量。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种多张半固化片铜浆烧结方法及其pcb结合板，通过在两张或多张需要烧结连接的半固化片之间引入一个“假层”，将原本需要一次完成的多层pp半固化片烧结过程，拆分为多个单张pp半固化片烧结的步骤，从而规避了单次烧结厚度过大的问题，有效通过工艺改进来提高加工质量。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、本发明的至少一个实施例采用的技术方案如下：

4、第一方面，本发明提供一种多张半固化片铜浆烧结方法，该加工方法包括以下步骤：

5、s1、制作第一芯板和第二芯板内层图形：

6、提供第一芯板和第二芯板，在第一芯板和第二芯板上分别制作内层所需的线路图形；

7、s2、第一次贴膜与快压：

8、在第一芯板的上表面，依次叠放一张半固化片和一层pet保护膜；

9、使用贴膜机或直接通过真空快压机进行预压合，使半固化片与第一芯板粘合；

10、s3、第一次激光钻孔：

11、采用激光机，从pet保护膜的膜面向下钻出烧结盲孔，盲孔需穿透pet保护膜和半固化片，底部落在第一芯板的焊盘上；

12、s4、第一次铜浆塞孔与烘干：

13、使用刮胶刀将烧结铜浆填充至步骤s3所钻的盲孔中，要求塞孔饱满；

14、塞孔完成后，将整个板件放入烘箱中进行预烘干处理，以固化铜浆；

15、s5、第一次层压与假层烧结：

16、撕除pet保护膜，在已完成铜浆塞孔的半固化片层上，叠放一层铜箔作为“假层”；

17、然后，将叠合好的板件进行层压，在层压的高温高压环境下，第一芯板上的铜浆发生烧结，形成连接第一芯板焊盘与假层铜箔的金属连接层；

18、s6、制作假层图形：

19、层压完成后，对假层铜箔进行蚀刻，去除多余铜皮，仅保留与下方烧结孔对应的孤立焊盘；

20、s7、第二次烧结：

21、在步骤s6中已制作好图形的假层铜箔面上，再次叠放一张半固化片和pet保护膜，重复步骤s2至步骤s5的贴膜、激光钻孔、铜浆塞孔、撕膜和层压过程；

22、在此过程中，第二次填充的铜浆将烧结连接假层焊盘与第二芯板的焊盘；

23、s8、后续外层图形制作：

24、完成所有铜浆烧结步骤后，按照常规pcb流程进行外层钻孔、外层图形转移、蚀刻和后续的表面处理工序。

25、进一步地，步骤s1中还包括：在进行内光成像时，采用全自动曝光机，以6格曝光尺完成内层线路曝光，显影后根据内层铜的厚度确定蚀刻参数，基于所述蚀刻参数蚀刻出内层线路图形，内层线宽量测为2 .5~3 .5mil。

26、进一步地，步骤s2和步骤s7中还包括：在通过半固化片进行预压时，预压的工艺参数包括：温度为125±2℃，压力为2 .5±0 .2kg/c㎡，时间为120±10s。

27、进一步地，步骤s3和步骤s7中还包括：进行激光钻孔时，采用uv激光进行钻孔，所述uv激光的工艺参数为：能量为0 .6±0 .1w，频率为35~45khz，切割速度为400±20mm/s，螺旋圈数为15±2圈。

28、进一步地，步骤s4和步骤s7中还包括：在对若干带有盲孔的板件进行铜浆塞孔时，对所述若干带有盲孔的板件分别进行首次铜浆塞孔、静止、二次铜浆塞孔以及铜浆塞孔检验。

29、进一步地，进行首次铜浆塞孔时，将网版置于带有盲孔的板件上，利用胶刀对铜浆进行刮刷，将所述铜浆塞入盲孔中，所述胶刀与所述网版平面之间的角度为50~60°，所述胶刀的速度为25mm/s～35mm/s，循环5~7次，所述铜浆的粘度为30±2dpa .s；

30、进行第一次焗板，工艺参数包括：温度为55~65℃，时间为12~18min。

31、进一步地，进行二次铜浆塞孔时，将网版置于带有盲孔的板件上，采用钢刀对铜浆进行刮刷，将所述铜浆塞入盲孔中，所述钢刀与所述网版平面之间的角度为50~60°，所述钢刀的速度为25mm/s～35mm/s，循环1~2次，所述铜浆的粘度为30±2dpa .s；

32、剥离板件上的pet保护膜，进行第二次焗板，工艺参数为：温度为85~95℃，时间为27~33min。

33、进一步地，在步骤s6中，所述焊盘为了保证连接的可靠性其尺寸比烧结孔的单边大一定尺寸。

34、进一步地，所述板件的层数为4-20 层。

35、第二方面，本发明提供一种pcb结合板，所述pcb结合板为采用上述的多张半固化片铜浆烧结方法制成。

36、本发明的有益效果是：

37、本发明中，通过在两张或多张需要烧结连接的半固化片之间引入一个“假层”，该“假层”一般采用铜箔，将原本需要一次完成的多层pp半固化片烧结过程，拆分为多个单张pp半固化片烧结的步骤，从而有效规避了单次烧结厚度过大的问题。具体优点如下：

38、1）、实现多张pp半固化片可靠互连，在多张pp半固化片之间引入一个或多个铜箔“假层”，通过“贴膜-钻孔-塞孔-压合假层-蚀刻假层图形”的循环过程进行分步烧结，将单次多张pp半固化片烧结分解为多次单张pp半固化片烧结，克服了多张pp半固化片单次烧结深度过大的技术瓶颈，成功实现了两张及以上半固化片之间的可靠铜浆烧结连接，满足了对更高密度、更复杂叠层结构的设计需求。

39、2）、电气连接性能优异，采用该烧结方法制作的样品，在经过严苛的温度冲击测试，例如，-65℃至125℃和循环100次后，烧结孔电阻值依然稳定，具备较高的连接高可靠性。

40、3）、工艺兼容性与可操作性强，该烧结方法的各个关键工序，如贴膜、激光钻孔、塞孔、层压工艺控制，均与现有单张pp半固化片铜浆烧结工艺和设备高度兼容，无需引入特殊设备或大幅调整现有生产线，易于推广应用。

41、4）、设计灵活性高，该烧结方法允许在多层pp半固化之间灵活插入假层，可根据实际叠层需求进行组合，实现更复杂的任意层互连设计，可以在有限的空间内实现更多的布线，提高了印制电路板的集成度。

42、下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。