一种高层PCB的压合制作方法与流程

一种高层pcb的压合制作方法
技术领域
1.本发明涉及pcb制造领域，更具体地，涉及一种高层pcb的压合制作方法。


背景技术：

2.pcb(printed circuit board)又名印刷电路板，是重要的电子部件，是支撑电子元器件及实现电气互连的载体，随着集成电路的迅速发展及广泛应用，对pcb板的功能及精密度的要求也越来越高，pcb上连接的器件数量和走线密度等也在不断提升。顺应着智能电子产品小型化、轻型化的发展潮流，也对pcb上电子器件的表面安装技术smt(surface mount technology)提出了更高的要求，其中bga(ball grid array 球栅阵列封装)就是一项已经进入实用化阶段的高密度组装技术。
3.为了尽可能提高集成电路的速率及容量，提升pcb上连接的器件数量和走线密度，降低功耗，pcb单板上bga器件的尺寸越来越小，引脚数量越来越多、间距越来越小，通常为了实现器件与pcb之间的信号连接，pcb上的器件孔常设置为过孔，pcb上设置的过孔数量增大，随之而来的是pcb线路层上的布线空间减小，信号之间串扰增大。特别是在高层pcb中，pcb的厚度越大，所设置的过孔的孔径也会需要相应增大，否则会导致高层pcb上过孔的纵横比增大，影响pcb的可靠性和信号传输质量。因此，在现有的高速、高层的pcb中，通常会采取盲/埋孔作为bga位孔来增大pcb内层线路的布线空间、提升信号传输的质量，安装时，焊接在pcb表面的bga器件可通过向金属化后的bga位孔插入引脚即可实现与pcb上相应线路层的信号连接，因此，pcb上bga位孔与bga器件间的连接质量是影响bga器件与pcb间信号连接的关键，pcb上bga位孔的制作质量是影响高速、高层pcb可靠性的关键。


技术实现要素：

4.本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种高层pcb的压合制作方法，制备适用于bga器件安装的、可靠性好、实用性佳的高层pcb。
5.本技术方案提供一种高层pcb的压合制作方法，所述高层pcb表面设有若干器件孔，包括以下工序：s1、一次压合，完成第一子板的压合制作；s2、孔制作及孔金属化，在所述第一子板上制作出金属化的第一过孔；s3、二次压合，在所述第一子板上下两侧依次覆盖第一粘接层及盖板，压合形成第二子板，所述第一过孔在所述第二子板内形成金属化的第一埋孔，所述第一埋孔内单侧填胶并控制其填胶深度，且未填胶一侧由金属层封孔；s4、总压合，压合前，排板时，所述第二子板置于表面，且保持第一埋孔未填胶一侧朝外，所述第二子板与其他板材总压合形成所述高层pcb；s5、器件孔制作，在高层pcb表面对应所述第一埋孔的位点开设第一盲孔，所述第一盲孔与所述第一埋孔连通形成所述器件孔。
6.在本技术方案中，在高层pcb表面设置若干器件孔为pcb表面安装的电子器件提供
bga位点，便于bga器件与高层pcb之间实现稳定、可靠的安装连接；同时，为了在高层pcb上制备形态良好、可靠性更佳的器件孔，改进了高层pcb的压合制作方式。首先，由于过孔制作相较盲孔制作无需控制钻孔深度，且在孔化电镀时能制作出厚度更均匀的金属镀层连接过孔穿过的各层，构建更稳定、均匀的孔壁状态，提高器件孔孔壁连接各线路层的质量，故先将所需层数的芯板、粘接层、厚度填充层、金属层等按照设计的次序叠合排板，压合成包含bga位孔需连接的所有内层线路层的第一子板，其次，在第一子板上与所设计的bga位孔对应位点处制作出第一过孔，并通过电镀等方式令第一过孔金属化；优选地，第一子板的板面的第一过孔处作为bga位孔会进行沉金。由于bga器件与器件孔的配合方式为单向插件，为了便于后续与bga器件的插件及焊接，因此器件孔最终在高层pcb表面呈现盲孔形态，并且，盲孔中不允许存在残余树脂或杂物等影响插件，因此需控制后续压合过程对器件孔中填充物的影响。故在二次压合时，在第一子板上下两侧依次覆盖粘接层及盖板压合形成第二子板，同时，也令一次压合所制作的第一过孔在第二子板内成为第一埋孔；在第二子板中，朝外一侧形成外层线路层，故当中的第一埋孔中未填胶一侧由金属层封孔，进而在后续工序中形成外层线路层，另一侧形成厚度填充层，并通过控制二次压合过程参数令第一埋孔内单侧填胶且第一埋孔内的填胶深度填充至设定值范围内，保证第一埋孔底部填胶厚度恰当且埋孔内部无残胶，适应于后续应用插件；进一步地，为了使高层pcb达到设定板厚，令第二子板与其他板材总压合形成高层pcb，在总压合过程中，保持第二子板置于高层pcb的表面，且第二子板中的外层线路层朝外侧，即令第一埋孔未填胶一侧保持朝外，便于后续进行插件时可下工序基于第一埋孔制作出最终的器件孔，在总压合后，在最终得到的高层pcb上进行相应孔制作工序，在高层pcb表面对应所述第一埋孔的位点开设第一盲孔，且所制作的第一盲孔与第一埋孔连通共同形成最终用于插件的器件孔，通过埋孔及盲孔连通的方式制作最终的器件孔，器件孔在总压合后的高层pcb仍以第一埋孔的形式存在，在叠板储存运输等过程种可保护第一埋孔的质量不受外界干扰，以此保证了最终制作的器件孔的质量，提高了器件孔的稳定性及可靠性。
7.进一步地，在所述s3工序中，所述第一粘接层包括在所述第一过孔对应位点开孔的第一粘结片及未开孔的第二粘结片；所述第一粘结片上的开孔的直径大于所述第一过孔，且所述开孔与所述第一过孔同心设置；压合前，排板时，所述第一过孔一侧由内向外依次覆盖第一粘结片、金属层及盖板，另一侧由内向外依次覆盖第二粘结片及盖板；所述盖板为金属层、厚度填充层、线路层芯板或第二粘接层中的一种或多种组合。
8.在本技术方案中，为了实现第二子板中第一埋孔内的单侧填孔且填孔深度稳定可控，在二次压合过程时，在第一过孔两侧分别覆盖在第一过孔位点处对应开孔的第一粘结片及未开孔的第二粘结片，再依次向外覆盖两侧所需要的板材，并在压合时调整其压合程式。具体地，第一过孔两侧除了第一粘接层外还覆盖有金属层或盖板，盖板的引入便于板材间的对位且为第一埋孔的制作提供了平整的压合面，保证了第一埋孔的制作质量，盖板的组成依据其在后续总压合时的功能设计，压合时，开孔的第一粘结片熔融粘接第一子板及金属层，压合时流胶不接触第一过孔，因此第一子板与金属层紧密粘接且第一过孔由金属层封孔，由于金属层较薄，为保证金属层与第一子板粘接的平整度，故在金属层之上另覆盖
有盖板，盖板与金属层间不粘接，金属层的毛面朝向第一粘结片而光面朝向盖板，并通过定位孔及pin针及辅助定位钉等配合对准压合，通过盖板的引入保证金属层粘接的平整度；未开孔的第二粘结片熔融粘接第一子板及盖板，且部分流胶填入第一过孔一侧，实现第一埋孔内单侧填胶，并通过控制其压合过程令第一粘结片的流胶不流入第一过孔内，同时第二粘结片填入第一埋孔内的深度在一定范围，优选地，第二粘结片外至少覆盖有厚度填充层，用于支撑第二子板压合及实现第一埋孔内填胶。
9.进一步地，所述s3工序中包括以下压合阶段：s31、真空阶段：真空预热经排板后的板材；s32、升温阶段：真空加热使板材间的粘接材料流动填隙；s33、固化阶段：高温固化使板材间紧密粘接；s34、降温阶段：释放板材内部应力；在所述s32阶段中，所述第一埋孔内完成填胶；通过调节所述s32阶段的加压程式控制所述第一埋孔内的填胶深度，压合后，所述第一埋孔内的填胶深度不大于10-20mil。
10.在本技术方案中，通过控制二次压合过程的加压程式实现第一埋孔单侧填胶并控制第一埋孔内的填胶深度不大于10-20mil，具体地，二次压合前，在一次压合后的第一子板上下侧依次覆盖第一粘接层及盖板进行排板，排板后进入压合工序：首先，排板后的板材先在真空环境下无加压的状态下，以升温阶段的初始温度恒温预热，令待压合的各层板材均匀受热，增强压合过程中各层板材的稳定性，同时，令粘接层的粘结片中的树脂开始受热熔化，特别是令第一粘接层中的第一粘结片及第二粘结片开始受热流动；优选地，与第一过孔两端接触的第一粘接层与盖板中设置的第二粘接层采用不同的粘结片，且第一粘接层中粘结片的玻璃转化温度（dk值）小于第二粘接层。在升温阶段时，压合温度持续升高，并且开始施加压力进行压合，此时第一粘接层中的粘结片中熔融的树脂流动加剧，并在加压程式的控制下令第一粘结片在层间流动而不接触第一埋孔，第二粘结片流动填入第一埋孔且流入深度不大于10-20mil；进一步地，在升温阶段结束前，保证第一粘接层的粘结片中熔融流动的树脂在高温下完全固化，在第一埋孔内由单侧填入深度不大于10-20mil的固化树脂；与此同时，温度继续升高，令第二粘接层达到其玻璃转化温度，令其树脂熔融流动联接盖板内各层，而后在固化阶段第二粘接层中的粘结片完全固化，实现盖板的稳定、平整粘接；随后，通过固化阶段的高温固化及降温阶段缓慢降温，使所压合的第二子板内因热压产生的内应力完全释放，令压合后的第二子板均匀平整，也保证了其中的第一埋孔的形态良好无变形，增进了所制作的器件孔的可靠性。
11.进一步地，所述s32阶段还包括压力状态不同的如下阶段：s321、第一阶段：恒压状态，压力值大小为50-100psi；s322、第二阶段：动态压力状态，压力值在上压力值和下压力值之间循环升降，且压力值在上压力值和下压力值之间升降的时间均等，为1-3min；s323、第三阶段：恒压状态，压力值大小为300-400psi；在所述s322阶段中，下压力值大小为120-180psi，上压力值大小为220-280psi，动态压力状态开始时，先采用上压力值。
12.进一步地，在所述工序s3中，所述第一粘接层采用低流胶半固化片；所述开孔的半
径较所述第一过孔的半径大10-20mil。
13.在本技术方案中，为了实现通过控制升温阶段的加压程式进而控制第二子板压合过程中第一埋孔内单侧填胶的深度，具体地，将升温阶段分为了压力状态不同的三个阶段，在第一阶段，压合初期，对待压合的板材施加压力值为50-100psi之间的恒压，提升各层板材的温度均匀性，减小板材的涨缩差异，减小板翘曲及孔形变；同时，在压力值较小的情况下促使受热熔融的粘结片，特别是第一粘接层的粘结片在板材间均匀缓慢流动，填入压合中各板材间的缝隙中，保证板材间的填胶厚度及整个第二子板的厚度均匀；随后，在第二阶段中，对压合中的板材施加动态压力，通过控制压力状态在中压范围内循环升降令第一粘结片中熔融的流胶均匀填充其粘接的相邻两层而流胶不深入第一埋孔中，同时又能将第二粘结片熔融的流胶稳定均匀地压入第一埋孔中。在中压状态下，熔融的树脂流动性适中，适于通过压力状态控制流胶的流动状态，优选地，下压力值大小取在120-180psi，上压力值大小为220-280psi。在动态压力状态下，升压过程中，第二粘结片形成的流胶在逐渐增大的压力的作用下被压入第一埋孔中，降压过程中，压力逐渐减小，故在流胶表面张力的作用下流胶在孔内会产生一定回缩；因此，在动态压力阶段开始时，通过先采用压力值较大的上压力值，将流胶以一定压力压入第一埋孔内一定深度，再重复降压-升压-降压的过程，可以控制流胶填入第一埋孔的深度，既令填胶深度不至于过深而影响后续插件，同时也不会出现填胶深度过浅，足以保护器件孔不在后续插件时鼓包，保证了器件孔的稳定性及可靠性；同时，由于第一埋孔内需控制的填胶深度相对较小，故令动态压力状态下升压及降压的速率一致且维持在较快的水平，优选地，令压力值在上压力值和下压力值之间升降的时间均等，为1-3min。进一步地，通过循环升降的压力程式控制填胶深度还可以提升第一粘接层填充板材间隙的均匀性及填入第一埋孔中的均匀度，既提升了板材间的填胶厚度均匀性，避免了层间空洞、缺胶，又保证了第一埋孔内的填胶质量，提升了第二子板的整体可靠性。优选地，第一粘接层采用低流胶半固化片，且其中的第一粘结片上开孔的半径较第一过孔的半径大10-20mil，由于低流胶半固化片中可供流胶的树脂含量较少，故在热压时树脂的流动性较弱，更易于通过压合状态精确控制树脂在层间及孔内的流动距离。进一步地，由于盖板中还包括有第二粘接层，用于稳定粘接盖板中的各层，故在第一粘接层完成流胶填孔过程并开始稳定固化后，在持续升温的过程中继续提高压力，促进第二粘接层中的粘结片在盖板的各层间均匀熔融流动，并稳定地粘接各层。通过如此设计，在第二子板的压合过程中构建了单侧填胶、形态良好且性质稳定的第一埋孔，同时也令所压合的第二子板厚度均匀，进而保证了后续器件孔制作的均匀可靠。
14.进一步地，所述s4工序中包括以下压合阶段：s41、真空阶段；s42、升温阶段；s43、固化阶段；s44、降温阶段；所述s44阶段中采用真空状态及恒压状态，其压力值大小为50-100psi，并通过采用阶梯式降温过程令多次压合后的高层pcb缓慢均匀降温。
15.在本技术方案中，所设计的高层pcb中至少单面bga贴件，且对应的bga位孔为盲孔，而在导电线路不均衡或pcb板两面线路明显不对称，尤其是线路板结构中的一端有盲孔，而另一端没有盲孔的情况下，极易形成应力集中的情况，导致高层pcb板出现翘曲的问题，令所贴装的元器件的定位不准确、插脚不整齐，影响组装工作，因此，本技术方案中通过对高层pcb的总压合过程中的降温阶段采用阶梯式降温过程，并令多次压合后的高层pcb在
真空、恒压（压力值大小为50-100psi）的状态下的缓慢均匀降温，减小高层pcb板间的涨缩差异，保证所压合的高层pcb平整、均匀。在降温阶段中，维持真空状态，通过排除空气导热保证了高层pcb各层的温度均匀性，同时维持压力值大小在50-100psi时的恒压的状态，也通过为降温中的高层pcb提供一定的压力，防止了高层pcb突然失压温度变化不均而弯曲，进一步，还通过阶梯式降温过程降低了温度变化的速率，延长了降温时间，从而完全释放高层pcb中的应力，保证了高层pcb各层的温度均匀性及平整度，近一步地，也保证了高层pcb内器件孔的形状规整稳定，适于后续插件，最终构造了带有稳定、可靠的器件孔的均匀、平整、可靠的高层pcb。
16.进一步地，所述s44阶段包含连续的若干个时间均等的阶梯式降温阶段，所述阶梯式降温阶段包含降温段及恒温段，在同一阶梯式降温阶段中，所述降温段先于所述恒温段进行；优选地，所述阶梯式降温阶段总时长为12-25min，所述降温段的降温速率为5-8℃/min，所述恒温段时长不低于所述阶梯式降温阶段总时长的60%。
17.在本技术方案中，高层pcb总压合过的降温阶段中，阶梯式降温过程包括连续的若干个时间均等的阶梯式降温阶段，每个阶梯式降温阶段包含降温段及恒温段，延长了单个阶梯式降温阶段的降温时间，降低了高层pcb的降温速率，同时增加了恒温段，令高层pcb在单个阶梯式降温阶段的末尾恒温稳定一段时间，保证了高层pcb各层的温度均匀性、减小了高层pcb板间的涨缩差异，保证了所压合的高层pcb的平整、均匀。优选地，令阶梯式降温阶段总时长为12-25min，降温段的降温速率为5-8℃/min，且恒温段时长不低于单个阶梯式降温阶段总时长的60%。
18.在本技术方案的其中一个实施例中，还提供一种高层pcb，所述高层pcb采用本技术方案中所述的高层pcb的压合制作方法制得，此高层pcb由两块相同的所述第二子板及其他板材总压合而成，且压合前，排板时，令两块第二子板分别置于上下表面，故所述高层pcb的上下表面均设置有若干器件孔，均可用于bga器件装贴；且在此高层pcb内，线路层均设置由第二子板提供，其他板材为厚度填充层或粘接层。如此设计在高层pcb中设计了上下对称的线路层，通过镜像堆叠或完全对称的高层pcb设计，避免了高层pcb因不对称压合导致的扭曲、弯曲或翘曲，提高了高层pcb的可靠性。优选地，所述高层pcb的厚度不小于2mm。由于在高频、高速pcb的设计时，pcb的厚度越大，特别是其上所设计的过孔长度大于2.0mm时，阻抗连续性越低，极易导致信号失真，通常需要通过增加过孔孔径以改善其阻抗连续性，通过令高层pcb可双面装贴器件，并通过在高层pcb双向表面设置盲孔作为器件孔代替了过孔，不仅减小了孔径、节省了层间布线空间，同时也实现了对线路层的更优的信号传输功能，提高了高层pcb的功能性及可靠性。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果为：1、在高层pcb表面设置若干盲孔作为器件孔为pcb表面安装的电子器件提供bga位点，并通过改进高层pcb的压合制作方式在高层pcb上制备了形态良好、可靠性更佳的器件孔，且器件孔通过叠合制作，通过多次压合，由第一子板内的第一过孔形成第二子板内的第一埋孔，最终在总压合后对应第一埋孔开盲孔形成高层pcb表面的器件孔，在压合制作过程中，不仅利用了过孔无需控深制作、且金属化电镀时更均匀的特点，构建了更稳定、均匀的孔壁状态，提高了器件孔连接各线路层的可靠性；其次，还令器件孔在二次压合、总压合过程中以第一埋孔的形式存在，在叠板储存运输等过程种保护了第一埋孔的质量不受外界干
扰，提高了最终制作的器件孔的质量，提高了器件孔的稳定性及可靠性。
20.2、具体地，在二次压合制作第一埋孔时，为了匹配后续器件孔的制作，通过控制二次压合的过程参数令第一埋孔内单侧填胶，并控制了第一埋孔内的填胶深度，保证第一埋孔底部填胶厚度恰当且埋孔内部无残胶或杂物，适宜后续器件孔制作及插件；进一步地，在总压合时，令第一埋孔未填胶一侧保持朝外，总压合后，在高层pcb表面对应所述第一埋孔的位点开设第一盲孔连通共同形成器件孔，制备了更稳定、可靠的器件孔，保证了最终制作的器件孔的质量。
21.3、在高层pcb的总压合制作过程中采用阶梯式降温过程，并令多次压合后的高层pcb在真空、恒压的状态下的缓慢均匀降温，减小了高层pcb板间的涨缩差异，保证所压合的高层pcb平整、均匀。
22.还通过阶梯式降温过程降低了温度变化的速率，延长了降温时间，从而完全释放高层pcb中的应力，保证了高层pcb各层的温度均匀性及平整度，近一步地，也保证了高层pcb内器件孔的形状规整稳定，适于后续插件，最终构造了带有稳定、可靠的器件孔的均匀、平整、可靠的高层pcb。
附图说明
23.图1为本发明一种高层pcb的压合制作方法的工序流程图。
24.图2为本发明一种高层pcb的压合制作方法中二次压合过程的流程图。
25.图3为本发明一种高层pcb的结构示意图。
26.图4为本发明一种高层pcb的二次压合的排板示意图。
27.图5为本发明一种高层pcb的二次压合的过程曲线图。
28.图6为本发明一种高层pcb的总压合的排板示意图。
29.图7为本发明一种高层pcb的总压合的过程曲线图。
具体实施方式
30.本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
31.实施例1如图1-图2所示，本实施例提供一种表面设有若干器件孔的高层pcb的压合制作方法，该高层pcb通过采用真空油压机多次压合制作而成，具体包括以下工序：s1、一次压合：在压合前，先开料并通过内层蚀刻完成器件孔所需联通的各内层线路层的制作，并将各内层线路层及粘接层、厚度填充层等依照所设计的顺序排板并完成压合制作，形成第一子板。
32.s2、孔制作及孔金属化：一次压合后，还需对压合后的第一子板上按制作资料进行钻孔、板面金属化、外层线路图形制作等工序，其中，依据器件孔的相应设计位点在第一子板上制作出若干个第一过孔，随后，通过电镀、化学沉积等方法制作所需的金属化的第一过孔。
33.s3、二次压合：排板时，在完成孔制作及孔金属化的第一子板上下两侧依次覆盖第
一粘接层、金属层及盖板，第一粘接层包括在第一过孔对应位点开孔的第一粘结片及未开孔的第二粘结片，第一粘结片上的开孔与第一过孔同心设置，且开孔的直径大于第一过孔的直径，盖板为金属层、厚度填充层、线路层芯板或第二粘接层中的一种或多种组合。具体地，第一过孔一侧由内向外依次覆盖第一粘结片、金属层及盖板，另一侧由内向外依次覆盖第二粘结片及盖板，并通过二次压合形成第二子板；优选地，第一粘接层选用低流胶半固化片，且其中第一粘结片上的开孔的半径较第一过孔的半径大10-20mil。
34.二次压合时，原第一过孔在第二子板内成为了金属化的第一埋孔，通过控制二次压合的压合程式实现仅在第一埋孔与第二粘结片接触一侧向孔内填胶，且控制其填胶深度不大于10-20mil，而第一埋孔与第一粘结片接触一侧孔内不填胶且由金属层封孔。
35.具体地，二次压合工序中包括以下压合阶段：s31、真空阶段：将排板后的盖板、金属层、第一粘接层、第一子板等叠合排板，对准固定后，在真空、恒温、零压的状态下预热。
36.s32、升温阶段：通过控制此阶段的加压程式令第一埋孔中单侧填胶且填胶深度不大于10-20mil，同时也令盖板中的第二粘接层充分熔融流动粘接相邻板材，优选地，与第一过孔两端接触的第一粘接层与盖板中设置的第二粘接层采用不同的粘结片，且第一粘接层中粘结片的玻璃转化温度（dk值）小于第二粘接层；具体地，升温阶段可以分为如下压力状态不同的压合阶段：s321、第一阶段：恒压状态，且压力值大小为50-100psi，更好地预热压合中的第二子板，提高各层的温度均匀性，减少各层间的涨缩差异导致的板翘曲及孔变形。
37.s322、第二阶段：动态压力状态，首先通过控制压力状态在中压范围内循环升降，升压过程中，第二粘结片形成的流胶在逐渐增大的压力的作用下被压入第一埋孔中，降压过程中，压力逐渐减小，故在流胶表面张力的作用下流胶在孔内会产生一定回缩；优选地，下压力值大小取在120-180psi，上压力值大小为220-280psi，在动态压力阶段开始时，通过先采用压力值较大的上压力值，由此将流胶以一定压力压入第一埋孔内一定深度，再重复降压-升压-降压的过程，实现对单侧填胶及流胶填入第一埋孔的深度控制，同时，由于第一埋孔内需控制的填胶深度相对较小，为不大于10-20mil，故令动态压力状态下升压及降压的速率一致且维持在较快的水平，优选地，令压力值在上压力值和下压力值之间升降的时间均等，为1-3min，保证了器件孔的稳定性及可靠性。
38.s323、第三阶段：恒压状态，且压力值大小为300-400psi；在第二阶段中，第一粘接层完成流胶填孔过程并开始稳定固化，通过第三阶段在持续升温的过程中继续提高压力，促进第二粘接层中的粘结片在盖板的各层间均匀熔融流动，并稳定地粘接各层，同时也令第二子板其余各层高压固化，提升第二子板整体的厚度均匀性及可靠性，也保证了第一埋孔的稳定性及可靠性。
39.s33、固化阶段：在恒定较高温度的状态下，令第二粘接层的树脂高温固化，令第二子板紧密粘接，同时还减小了第二子板中的应力；进一步地，减小了对第二子板整体的压合压力，为解除真空状态及令第二子板降温及应力释放做准备。
40.s34、降温阶段：在较低压力值的恒压状态下释放板材内部应力，从而令压合后的第二子板均匀平整，保证其中的第一埋孔的形态良好无变形，增进了所制作的器件孔的可靠性。
41.二次压合后，还需对压合后的第二子板上按制作资料进行钻孔、板面金属化、外层线路图形制作等工序。
42.s4、总压合：将第二子板与所需的其他板材按设计结构叠合，排板时，将第二子板置于表面，且保持第二子板中的第一埋孔中未填胶、由金属层封孔的一侧朝外，通过压合形成所需的高层pcb。
43.其中，总压合过程中包括以下压合阶段：s41、真空阶段；s42、升温阶段；s43、固化阶段；s44、降温阶段；其中，对s44阶段中采用真空状态及恒压状态，其压力值大小为50-100psi，并通过采用阶梯式降温过程令多次压合后的高层pcb缓慢均匀降温，保证高层pcb整板的平整度。
44.具体地，s44降温阶段包含连续的若干个时间均等的阶梯式降温阶段，每个阶梯式降温阶段包含降温段及恒温段，且在同一阶梯式降温阶段中，降温段先于所述恒温段进行；每个阶梯式降温阶段包含降温段及恒温段，延长了单个阶梯式降温阶段的降温时间，降低了高层pcb的降温速率，同时增加了恒温段，令高层pcb在单个阶梯式降温阶段的末尾恒温稳定一段时间，保证了高层pcb各层的温度均匀性、减小了高层pcb板间的涨缩差异，优选地，令单个阶梯式降温阶段总时长为12-25min，降温段的降温速率为5-8℃/min，且恒温段时长不低于单个阶梯式降温阶段总时长的60%。进一步地，在降温阶段中，还通过维持真空状态，排除空气导热保证了高层pcb各层的温度均匀性，同时维持压力值大小在50-100psi时的恒压的状态，也通过为降温中的高层pcb提供一定的压力，防止了高层pcb突然失压温度变化不均而弯曲，为构造稳定、可靠的器件孔提供了均匀、平整、可靠的高层pcb。
45.s5、器件孔制作：在高层pcb表面对应第一埋孔的位点开设第一盲孔，令第一盲孔与第一埋孔连通形成所述器件孔，完成了带器件孔的高层pcb的制作。
46.实施例2本实施例提供一种高层pcb，高层pcb的线路层整体为镜像对称结构，其上下表面均设置有若干所述器件孔，均可用于bga器件的安装，在实施例1的基础上，此高层pcb由两块相同的第二子板及其他板材总压合而成，且压合前，排板时，第二子板分别作为高层pcb的上下表面，在此高层pcb内，线路层均由第二子板提供，其他板材为厚度填充层或粘接层，且优选地，高层pcb的厚度不小于2mm。
47.具体地，如图3所示，为一46层结构的线路层镜像对称的高层pcb，其中，46层为高层pcb中铜箔的层数，即线路层的层数，分别以l1~l46代替，该高层pcb及其上的bga器件孔的压合制作方法如下：s1、一次压合：按设计资料排板，并将l2-l23及l24-l45分别压合成第一子板；s2、孔制作及孔金属化：依据器件孔的相应设计位点在l2-l23及l24-l45的第一子板上分别制作出若干个第一过孔，随后，通过沉铜、电镀、沉金等工序制作出沉金的第一过孔；s3、二次压合：排板时，在l2-l23及l24-l45的第一子板上，在l2、l45外侧由内向外依次第一粘结片、铜箔及包含第二粘接层的其余盖板，在l23、l24外侧由内向外依次覆盖第二粘结片及厚度填充板，形成l1-l23及l24-l46的第二子板，且令第一过孔封闭形成第一埋孔，并通过控制压合过程的加压状态令第二子板平整、均匀，第一埋孔内单侧填胶且形态良好；其中，第一粘结片及第二粘结片采用树脂含量为65%的1080低流胶半固化片，盖板中的
第二粘接层采用常规的370hr半固化片，且第一粘结片上的开孔的半径较第一过孔的半径大15mil。
48.具体地，如图4-图5所示，l1-l23及l24-l46的第二子板的二次压合过程为：s31、真空阶段：真空状态、零压状态下，140℃预热5min；s32、升温阶段：真空状态、温度范围由140℃升至248℃，压合23min；按其压力状态区分压合阶段时，可得：s321、第一阶段：恒压状态，压力值大小为75psi，恒温状态，温度为140℃，预热压合中的第二子板；s322、第二阶段：动态压力状态，压力值大小在150psi-250psi之间循环升降四次，且在动态压力阶段开始时，先采用250psi；压力值在上压力值和下压力值之间升降的时间均等，为1.5min；温度由140℃逐渐升至160℃；完成第一粘接层的流动填胶及固化过程；s323、第三阶段：恒压状态，压力值大小为350psi；温度由160℃提升至248℃，压合15min，第二粘接层中的粘结片在盖板的各层间均匀熔融流动，并稳定地粘接各层；s33、固化阶段：恒温状态，温度值为188℃，在真空状态下，压力值为350psi的情况下高温固化55min，而后解除真空状态，在压力值为75psi的情况下高温固化10min；s34、降温阶段：恒压状态，压力值大小为75psi，温度在40min内由188℃降低至50℃。
49.二次压合后，对压合后的l1-l23及l24-l46的第二子板上按制作资料进行钻孔、板面金属化、外层线路图形制作等工序。
50.s4、总压合：将l1-l23及l24-l46的第二子板与其他厚度填充层及粘接层叠合，并保持l1及l46位于外侧，通过压合形成所需的高层pcb；具体地，如图6-图7所示，总压合过程中包括以下压合阶段：s41、真空阶段：真空状态、零压状态下，140℃预热5min；s42、升温阶段：真空状态下，75psi、140℃恒温压合15min，再在450psi恒压状态下压合16min，在此过程中，温度由140℃升温至220min；s43、固化阶段：真空状态，恒温状态，且温度值为188℃，在压力值为450psi的情况下高温固化45min，而后在压力值为75psi的情况下继续高温固化45min；s44、降温阶段：真空状态，恒压状态，且压力值大小为75psi，并通过采用阶梯式降温过程令多次压合后的高层pcb缓慢由188℃降温至50℃，保证高层pcb整板的平整度；阶梯式降温过程包含阶梯式降温阶段，单个阶梯式降温阶段的降温幅度至少为20℃，且时长至少为15min，且恒温段时长不低于单个阶梯式降温阶段总时长的70%。
51.s5、器件孔制作：在高层pcb上下表面对应第一埋孔的位点开设第一盲孔，令第一盲孔与第一埋孔连通形成器件孔。
52.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种高层pcb的压合制作方法，所述高层pcb表面设有若干器件孔，其特征在于，包括以下工序：s1、一次压合，完成第一子板的压合制作；s2、孔制作及孔金属化，在所述第一子板上制作出金属化的第一过孔；s3、二次压合，在所述第一子板上下两侧依次覆盖第一粘接层及盖板，压合形成第二子板，所述第一过孔在所述第二子板内形成金属化的第一埋孔，所述第一埋孔内单侧填胶并控制其填胶深度，且未填胶一侧由金属层封孔；s4、总压合，压合前，排板时，所述第二子板置于表面，且保持第一埋孔未填胶一侧朝外，所述第二子板与其他板材总压合形成所述高层pcb；s5、器件孔制作，在高层pcb表面对应所述第一埋孔的位点开设第一盲孔，所述第一盲孔与所述第一埋孔连通形成所述器件孔。2.根据权利要求1所述的一种高层pcb的压合制作方法，其特征在于，在所述s3工序中，所述第一粘接层包括在所述第一过孔对应位点开孔的第一粘结片及未开孔的第二粘结片；所述第一粘结片上的开孔的直径大于所述第一过孔，且所述开孔与所述第一过孔同心设置；压合前，排板时，所述第一过孔一侧由内向外依次覆盖第一粘结片、金属层及盖板，另一侧由内向外依次覆盖第二粘结片及盖板；所述盖板为金属层、厚度填充层、线路层芯板或第二粘接层中的一种或多种组合。3.根据权利要求2所述的一种高层pcb的压合制作方法，其特征在于，所述s3工序中包括以下压合阶段：s31、真空阶段：真空预热经排板后的板材；s32、升温阶段：真空加热使板材间的粘接材料流动填隙；s33、固化阶段：高温固化使板材间紧密粘接；s34、降温阶段：释放板材内部应力；在所述s32阶段中，所述第一埋孔内完成填胶；通过调节所述s32阶段的加压程式控制所述第一埋孔内的填胶深度，压合后，所述第一埋孔内的填胶深度不大于10-20mil。4.根据权利要求3所述的一种高层pcb的压合制作方法，其特征在于，所述s32阶段还包括压力状态不同的如下阶段：s321、第一阶段：恒压状态，压力值大小为50-100psi；s322、第二阶段：动态压力状态，压力值在上压力值和下压力值之间循环升降，且压力值在上压力值和下压力值之间升降的时间均等，为1-3min；s323、第三阶段：恒压状态，压力值大小为300-400psi；在所述s322阶段中，下压力值大小为120-180psi，上压力值大小为220-280psi，动态压力状态开始时，先采用上压力值。5.根据权利要求4所述的一种高层pcb的压合制作方法，其特征在于，在所述工序s3中，所述第一粘接层采用低流胶半固化片；所述开孔的半径较所述第一过孔的半径大10-20mil。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种高层pcb的压合制作方法，其特征在于，
所述s4工序中包括以下压合阶段：s41、真空阶段；s42、升温阶段；s43、固化阶段；s44、降温阶段；所述s44阶段中采用真空状态及恒压状态，其压力值大小为50-100psi，并通过采用阶梯式降温过程令多次压合后的高层pcb缓慢均匀降温。7.根据权利要求6所述的一种高层pcb的压合制作方法，其特征在于，所述s44阶段包含连续的若干个时间均等的阶梯式降温阶段，所述阶梯式降温阶段包含降温段及恒温段，在同一阶梯式降温阶段中，所述降温段先于所述恒温段进行。8.根据权利要求7所述的一种高层pcb的压合制作方法，其特征在于，所述阶梯式降温阶段总时长为12-25min，所述降温段的降温速率为5-8℃/min，所述恒温段时长不低于所述阶梯式降温阶段总时长的60%。9.一种高层pcb，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的高层pcb的压合制作方法制得；所述高层pcb由两块相同的第二子板及其他板材总压合而成；且压合前，排板时，所述第二子板分别叠放在上下表面，令所述高层pcb的上下表面均设置有若干所述器件孔；在所述高层pcb内，线路层均由所述第二子板提供，所述其他板材为厚度填充层或粘接层。10.根据权利要求9所述的一种高层pcb，其特征在于，所述高层pcb的厚度不小于2mm。

技术总结
本发明提供了一种高层PCB的压合制作方法，通过在高层PCB表面设置若干盲孔作为器件孔，为高层PCB表面安装的电子器件提供BGA位点，并通过改进高层PCB的压合制作方式在高层PCB上制备了形态良好、可靠性更佳的器件孔；所述器件孔通过叠合制作，通过多次压合，由第一子板内的第一过孔形成第二子板内的第一埋孔，最终在总压合后对应第一埋孔开盲孔形成高层PCB表面的器件孔，提高了最终制作的器件孔的质量，提高了器件孔的稳定性及可靠性。同时，本发明还通过改变高层PCB的压合制作程式改善了高层PCB压合时层间的涨缩差异，制备了更平整、可靠性更高的高层PCB。可靠性更高的高层PCB。可靠性更高的高层PCB。


技术研发人员：丘高宏 齐立军 王胜军
受保护的技术使用者：广州添利电子科技有限公司
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/7/22