(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211054400.1 (22)申请日 2022.08.30 (71)申请人 德中 （天津） 技 术发展股份有限公司 地址 300392 天津市西青区华苑产业区/ (环外)海 泰华科一路1 1号C座东区 (72)发明人 胡宏宇　于跃欣　 (74)专利代理 机构 天津盛理知识产权代理有限 公司 12209 专利代理师 刘玲 (51)Int.Cl. H05K 3/46(2006.01) H05K 3/40(2006.01) H05K 3/34(2006.01) H05K 3/02(2006.01) H05K 3/00(2006.01)B23K 26/382(2014.01) B23K 26/14(2014.01) B23K 26/16(2006.01) B23K 26/70(2014.01) B23K 101/36(2006.01) (54)发明名称 激光制导电图案并电气互连不同面的制造 多层电路板方法 (57)摘要 本发明涉及激光制导电图案并电气互连不 同面的制造多层电路板方法， 先用激光制作各面 导电图案， 层压后贴阻焊掩膜， 再在组装现场钻 孔， 既制造物理孔金属化的掩膜图案， 又制造各 面导电层间的电气互连通道， 借助插入的元件管 脚、 互连件、 添加在孔内的导电材料， 以及由焊接 热造成的重熔作用， 一次性实现各面导电层间的 连接及元件的焊接安装。 本发明可以制造更精细 的电路， 能省去孔金属化、 图形转移、 蚀刻、 去膜、 阻焊图形转移、 涂覆保护性及可焊性材料所需的 制程、 设备和材料。 同时本发明适合各种电路板 大批量生产， 也适合电路板样品及小批量、 多品 种制作。 权利要求书4页 说明书25页 附图11页 CN 115397137 A 2022.11.25 CN 115397137 A 1.激光制导电图案并电气互连不同面的制造多层电路板方法， 其特征在于： 包括以下 步骤： 步骤1、 用激光去双面覆铜箔基板 两个表面上不需要的铜箔制造导电图案； 步骤2、 将各个导电图案层热压合在一 起； 步骤3、 全板 涂覆并一次性固化阻焊材 料； 步骤4、 在组装现场按包括了管脚截面因素的设计要求钻孔； 步骤5、 在组装现场用激光去除焊接区导电体上的 阻焊材料， 并对焊接区表面进行清洁 及可焊性处 理； 步骤6、 向孔内以及连接盘上 添加导电材 料； 步骤7、 进行 元件及层间互连件的贴装和插 装； 步骤8、 进行重熔焊接及或波峰焊接， 完成双面电路板制造 。 2.根据权利要求1所述的激光制导电图案并电气互连不同面的制造多层电路板方法， 其特征在于： 所述步骤1的具体实现方法为： 用激光光蚀功能、 以及激光光蚀功能和激光加 热功能的共同作用选择性去除双面覆铜箔板两个表面上不需要的铜箔制造导电图案， 在加 工过程中， 光蚀激光的光束直径d和加热激光的光束直径D根据电路结构、 以及导体间的绝 缘间距改变； 根据电路图案结构、 电路结构、 导体间的绝缘间距、 加工设备激光光束直径和功率密度 的上下限， 确定光蚀激光的光束直径d和加热激光的光束直径D， 并生成对应的加工参数和 加工数据， 优化应用激光与材料作用的光束直径、 激光光蚀功能和激光加热功能， 去除不需 要的导电材 料， 制造电路图案； 当两导体间绝缘间距S较宽， 数值满足S>2 dmax时， 加工方案为nd+(n ‑1)D， 即n个光束直 径为d的光蚀汽化去除和(n ‑1)个光束直径 为D的加热剥离去除， 其中n为整 数， n≥2， 且优选 n值最小， dmax为光蚀加工该任务的激光束腰直径 最大值， D为加热加工该任务对应于不同宽 度被剥离材料的激光光束束腰直径； 当两导体间导电层宽度S满足2dmax≥S≥dmax时， S＝d1+ d2， 即选用光蚀直径为d1和d2的两个光蚀激光束去除两导体间的导电材料； 当两导体间绝 缘间距S小于光蚀加 工该任务的束腰直径最大值， 即dmax≥S时， 加 工方案为S＝d， 即选择光 束直径， 使得恰好只用一个光束直径为d的光蚀激光束 去除两导体间的导电材 料； 以与被加工工件性能相同的材料为试样， 用激光进行光蚀去 除试加工， 用激光进行加 热去除试加工， 并实测加工光蚀和加热去除的几何尺寸， 以实测结果为准修正对应的光蚀 激光的光束直径d和加热激光的光束直径D， 包括最小和最大光束直径及其对应的其它激光 参数和尺寸 参数； 用修正的光蚀激光的光束直径d和加热激光的光束直径D， 生成对应的加工参数、 加工 数据， 优化应用激光与材料作用的光束直径、 激光光蚀功能、 激光加热功能， 去除不需要的 导电材料， 制造电路图案； 检查、 评估和测量加工结果， 计算实测结果与加工数据的偏差值， 建立图案尺寸与光束 直径的对应 关系， 依据图案尺 寸与光束直径的对应关系修正加工数据， 直至满足生产要求， 按照修正的加工数据， 进行批量 化加工， 并在加工过程中， 监测 加工效果。 3.根据权利要求1所述的激光制导电图案并电气互连不同面的制造多层电路板方法， 其特征在于： 所述步骤2的具体实现方法为： 将在制的料片按规定尺 寸裁切后,叠合 成板坯，权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115397137 A 2再将若干板坯集合成压制单元， 推入层压机中进行压制成型， 成型 的时候先使材料经预热 阶段从室温到面层固化反应开始温度， 并加热芯层树脂， 排出部 分挥发物； 预热结束后至保 温阶段， 使面层树脂在较低反应速度下固化， 芯层树脂均匀受热熔化， 树脂层界面间开始相 互融合； 保温阶段结束后至升温阶段， 由固化开始温度升至压制时规定的最高温度； 温度到 达最高温度后进入恒温阶段， 以保证面层树脂充分固化， 芯层树脂均匀塑化， 并保证各层料 片间的熔融结合， 在压力作用下使坯料结合成均匀密实的整体； 最后进入冷却阶段， 进行降 温冷却， 卸压脱模； 如果外层是尚未完成导电图案制作的铜箔， 层压后， 需要按照步骤1， 完 成导电图案制作， 然后再进行后步骤3 。 4.根据权利要求1所述的激光制导电图案并电气互连不同面的制造多层电路板方法， 其特征在于： 所述步骤3中的阻焊材料不需要具备光敏感性能， 优选一般的预涂覆压敏涂层 膜和热敏涂层膜， 其价格便宜， 分辨率高， 能够制作 精细的图案结构； 大多 数高聚物材料， 表 面都具有疏膏体导电材料和钎焊焊剂材料， 并且具有阻止熔融的导电材料以及熔融的焊料 漫流的性质； 包括由单一组分、 多组分、 复合的热固、 光固和可热压合附着的， 非光敏和光敏 的材料制造的干性PET、 PI、 RPP、 BOPET、 BOPP、 PA和PPE高聚物薄膜， 以及单体的、 预聚合的或 已完成聚合的液态和膏状或其它形态的材料； 材料的涂覆方法包括滚压、 热压、 印刷 、 镀覆、 喷涂、 漏印、 喷印、 辊涂和帘涂方法或方法相结合的加工； 材料的厚度范围在5μm ‑500μm之 间， 优选膜厚为20 μm ‑200 μm； 同时热压涂覆不需要额外的固化过程， 阻焊图案留待元件组装 前现场用激光制作， 流 程简单。 5.根据权利要求1所述的激光制导电图案并电气互连不同面的制造多层电路板方法， 其特征在于： 所述步骤4的具体实现方法为： 制出孔内导电层突出 的台阶， 在孔内部产生导 电层连接盘； 在元件面 突出导电层， 导电层突出值 为0 μm‑50 μm， 孔形状包括圆柱形和锥形； 孔的形状和尺寸应该与元件管脚和层间互连件相匹配， 需要插装元件的孔形状对应于 截面为圆形及其它非正圆形和截面为矩形、 其它多边形或其它闭合几何形状的管脚； 且分 别为能使 管脚内切的圆形、 非正圆形、 矩形、 多边形、 其它多边形或其它闭合几何形状、 以及 需要插装 元件的成孔尺寸值不小于所对应管脚的最大直径或最长对角线长度 尺寸‑100 μm， 且不大于管脚的最大直径或管脚最长对角线长度 ‑10μm； 优选成孔尺寸值不小于管脚的最 大直径或最长对角线长度尺寸 ‑50 μm， 且不大于管脚的最大直径或管脚最长对角线长度 ‑2 μ m， 以使管脚直径或管脚对角线长度恰等于或略过盈 于内导电环； 加工过程中， 用激光逐层加工方法控制加工深度制作孔内台阶及其产生的孔内部导电 层连接盘、 矩形孔， 去除导电金属铜层材料时， 采用较高光功率密度， 优选大于去除金属铜 所需最低光功率密度的1.2倍且小于该最低密度的3倍； 去除绝缘材料层时， 采用较低光功 率密度， 优选大于去除绝缘材料所需最低光功率密度的1.2倍且低于去除金属铜所需最低 光功率密度； 孔径或对角线长度尺寸值较小时， 用聚焦激光束采用逐点逐线光蚀法去除孔表面上的 导电金属铜； 孔径或对角线长度尺寸值较大时， 且当孔周长大于去除导电金属铜激光束直 径10倍时， 优选先用聚焦激光束沿孔包络线内侧并以孔包络线为界逐点光蚀去除铜导电 层， 直至在孔表面上未被去除的导电金属铜周围形成闭合的绝热沟道， 再用低于去除金属 铜所需最低光光功 率密度但直径较大的激光光束加热未被去除的导电金属铜， 使之脱离基 材表面被去除；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115397137 A 3