一种多阶光模块HDI板积层法加工方法与流程

本发明涉及高密度印制电路板加工，具体为一种多阶光模块hdi板积层法加工方法。

背景技术：

1、随着光通信传输速率不断提升，光模块内部的电信号互连密度持续提高，多阶高密度互连印制板逐步成为高阶光模块的标配载体。积层法是加工多阶hdi板的主流工艺，通过逐层叠加介质层与线路层的方式实现高阶布线，能够在有限板厚内容纳更多的互连层级，满足细间距焊盘与高速信号的布线需求。

2、目前常规的积层工艺均以芯板为基础，由内向外逐层叠加加工。这种加工顺序下，每新增一层积层都会引入新的对位偏差，误差随阶数增加逐阶向外累积，阶数越高，外层线路与焊盘的对位精度越差，难以满足高阶光模块的高密度贴装要求。同时跨多个介质层的盲孔需要分阶多次钻孔，每钻一层都要重新对位，工序繁琐且孔位同心度不易控制。多阶压合产生的残余应力也会随层叠向外叠加，导致板件翘曲，影响后续光器件的贴装精度。现有改进大多集中在提升设备精度、优化单一工艺参数方面，没有脱离由内向外的积层框架，无法从根本上解决误差累积的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了弥补现有技术的不足，提供了一种多阶光模块hdi板积层法加工方法，该方法针对传统由内向外积层工艺中误差逐阶累积、跨阶盲孔加工繁琐、层间应力大易翘曲的问题，采用反向递推的积层顺序，配合材料涨缩误差反向排布、嵌入式基准定位与分阶工艺控制，无需新增专用设备即可有效控制多阶积层的对位偏差，简化跨多层盲孔加工流程，降低层间残余应力与板件翘曲，提升板件加工精度与结构可靠性，满足高阶光模块的高密度互连与高速信号传输需求。

2、本发明为解决上述技术问题，提供如下技术方案：一种多阶光模块hdi板积层法加工方法，该方法的具体步骤为：

3、s1制备最外层基准基板：选取覆铜板作为初始加工基板，制作形成最外层线路图形，并在板边非功能区同步制作嵌入式金属基准标记，作为后续所有积层工序的统一对位基准；

4、s2首阶向内积层：在最外层基板的内表面铺设半固化片与铜箔，以所述嵌入式金属基准标记为对位基准进行压合，形成第一阶内层介质层，保证首阶积层与外层基准的对齐精度；

5、s3内层加工：对第一阶内层介质层进行激光钻孔、除胶、电镀填孔，制作得到第一阶内层线路图形；加工过程中均以外侧相邻的已成型线路层为定位基准，避免新增对位误差向外传递；

6、s4逐阶递推：重复步骤s2至s3，依次向内逐阶叠加介质层与线路层，每阶积层的对位均以外侧已完成加工的相邻层为基准，直至达到预设的阶数，使误差随阶数增加保持稳定不累积；

7、s5芯板整合：在最内侧的介质层上铺设芯板材料并完成最终压合，经通孔加工、表面处理与外形加工后，得到多阶hdi板成品。

8、进一步地，步骤s1之前还包括材料误差排布工序：预先测算各阶介质层与铜层的材料涨缩误差值，按涨缩误差由大到小的顺序，从层叠结构的中间位置向最外层、芯板侧依次排布对应阶位，利用中间层上下的误差反向叠加抵消整体尺寸偏差。

9、更进一步地，所述嵌入式金属基准标记与最外层线路图形经同一蚀刻工序同步成型，无需额外增加加工工序；后续各阶积层进行对位操作时，由视觉识别系统采集所述基准标记的位置作为对位基准，消除靶孔与线路的转换误差。

10、更进一步地，步骤s2与s4中的压合工序采用阶跃式温压控制，具体按三个阶段执行：

11、预压阶段采用第一温度与第一压力，第一温度低于半固化片的树脂固化温度，使树脂初步流动填充，避免树脂快速流动冲偏线路；

12、固化阶段采用第二温度与第二压力，第二温度落入树脂固化温度区间，第二压力大于第一压力，使树脂逐步交联固化，保证介质层成型均匀；

13、全固化阶段采用第三温度与第三压力，第三温度高于第二温度，第三压力大于第二压力，使树脂完全固化，提升层间结合强度。

14、更进一步地，步骤s3的激光钻孔工序中，对于贯穿两个及以上介质层的跨阶盲孔，采用单次激光分能量段加工：加工内侧介质层时采用第一脉冲能量，加工外侧介质层时采用第二脉冲能量，第二脉冲能量大于第一脉冲能量，单次走刀形成上宽下窄的梯度孔形，补偿激光随深度的能量衰减，保证不同深度孔径一致。

15、更进一步地，步骤s2中铺设半固化片之前，对已成型层的待压合铜面进行棕化处理时，按板件不同区域的压合受力差异分区域控制棕化药水浓度：压合受力相对偏大的区域采用第一浓度的棕化药水，得到咬蚀量偏大的铜面，保证高压区的层间结合力；压合受力相对偏小的区域采用第二浓度的棕化药水，得到咬蚀量偏小的铜面，减小低压区的高频信号损耗；所述第一浓度大于第二浓度。

16、更进一步地，步骤s3中的电镀填孔工序采用分阶电流模式，按镀覆进程依次执行：

17、先通脉冲电流镀覆，在孔壁形成均匀的打底铜层，提升深孔孔壁的镀层均匀性；

18、再切换为直流电流镀覆，将盲孔内部空间填实，加快填孔速度提升生产效率；

19、最后换回脉冲电流镀覆，对孔口表面做整平处理，降低孔口粗糙度保证后续线路制作质量。

20、更进一步地，步骤s2与s4中铺设半固化片时，相邻两阶介质层之间增设一层过渡介质层；所述过渡介质层的厚度薄于形成对应阶介质层的主半固化片，其介电常数介于上下两层介质的介电常数之间；过渡介质层与对应阶的主半固化片同步铺设、同步压合固化，缓解层间介电常数突变与应力集中。

21、更进一步地，步骤s2与s4的压合工序完成后，采用阶梯式降温方式进行冷却：先在压合终温下保温，再匀速降至中间温度并保温，最后自然冷却至室温，逐步释放层间残余应力，减小板件翘曲。

22、更进一步地，步骤s4逐阶递推过程中，每完成一阶积层加工后，检测该层的对位偏差、盲孔孔径与特性阻抗，将检测结果反馈至下一阶的工艺参数控制环节，对应调整下一阶的钻孔位置、压合压力与线路蚀刻补偿量，通过逐阶反馈修正使加工误差逐步收敛。

23、与现有技术相比，该一种多阶光模块hdi板积层法加工方法具备如下有益效果：

24、一、本发明通过采用由外向内的反向递推积层顺序，结合材料涨缩误差的反向排布与嵌入式基准标记定位，改变了传统工艺的误差传递方向，每阶积层均以外侧已成型的高精度线路层为对位基准，误差不会随阶数增加而向外放大，配合不同阶位误差的相互抵消作用，能够有效控制多阶积层的整体对位偏差，满足高阶光模块细间距焊盘的对位要求。

25、二、本发明通过跨阶盲孔单次分能量段加工方式，配合阶跃式压合控制与阶梯式降温处理，简化了跨多层盲孔的加工工序，提升了孔位同心度，同时能够匹配不同压合阶段的树脂固化特性，降低层间残余应力，减小板件翘曲。相邻介质层间增设的过渡介质层，能够缓解层间介电常数突变与应力集中，提升板件的信号传输性能与结构可靠性。

26、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。