CN103929882A - 金属基印刷电路板及其层压的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种金属基印刷电路板层压的方法、金属基印刷电路板和金属基印刷电路板的层压装置。本发明提供的金属基印刷电路板层压的方法包括：步骤102，进行叠板，用定位装置将模具、金属基与印刷电路板进行定位，使所述模具位于所述印刷电路板上，所述金属基位于所述模具的通孔内，粘结剂位于所述金属基与所述印刷电路板之间；步骤104，对所述印刷电路板和所述金属基进行压合。本发明提供的印刷电路板层压的方法，可解决电路板压合过程中的对位问题，提高铜基板的铜基与印刷电路板的对位能力，同时可解决铜基板在层压过程中，因压力、温度不平衡而导致印刷电路板与铜基之间在粘结时产生的空洞，提高产品的可靠性和信号的完整性。

Description

金属基印刷电路板及其层压的方法和装置

技术领域

本发明涉及电路板加工领域，具体而言，涉及一种金属基印刷电路板层压的方法、金属基印刷电路板和金属基印刷电路板层压装置。

背景技术

随着中国第三代的通信技术(3G)的日益成熟，3G手机的面世,标志着中国进入3G时代；随着电子产品传输信号的高频化，3G时代的电子产品对高可靠性、稳定性的要求日益严格，影响了电子元件向高集成化、高功率方向发展；原有的通信设备、通信基站已经不能满足3G时代的需求，这类产品的需求，直接影响PCB（Printed Circulate Board，印刷电路板）的要求；高频微波功放电路在工作中，会所产生的大量的热量，必将影响产品的功能，解决产品散热效果的最佳方式为采用金属基设计，目前金属基的设计已由铝基板过渡到铜基板的设计。

目前铜基板PCB常用的生产工艺为Post-Bonding（后粘结）工艺（如图1）：印刷电路板1’预先加工制造完成后，利用粘结剂3’或机械连接将印刷电路板1’和铜基2’连接在一起。根据粘结剂性能不同分为导热导电和导热不导电两种类型铜基板，机械铆合主要有铆钉铆合和螺钉连接两种。早期的Post-bonding工艺主要是通过铆钉铆合或螺钉连接等方式将PCB与铜基结合在一起成为铜基板，但这种机械连接方式制备的铜基板难以满足信息高速发展所需的高频微波等需求。后期的Post-bonding工艺，是在PCB制造完成后与铜基利用半固化片或粘接剂进行热压连接，具备成品率高、成品信号品质良好、后期组装难度低、综合成本低等优点。可有效的解决高频信号传输、大功率器件散热问题。即满足产品的电气性能的要求，同时也达到节约成本。随着产品向环保、节能、轻薄短小的方向发展，Post-Bonding工艺中的局部铜基板（如图2）的产品在功放产品中的应用是未来技术发展的一个趋势。

为了实现局部铜基板层压制作方法，层压通常有如下两种制作方法：

方法一：层压销钉定位的制作方法，如图3所示，通过销钉6’将铜基2’和粘结剂3’固定到印刷电路板1’上。制作过程如下：第一步：完成PCB成型--QC（Quality Control，质量控制）；第二步：粘结片成型；第三步：铜块加工成型—表面处理；第四步：层压按照如下顺序叠板：钢板--铝片--离型膜--PCB--导电胶--铜基板--套销钉--离型膜--铝片--钢板。

此方法有如下优缺点：（1）该方法操作简单，可操作性强，成本低；（2）压合过程中压力、温度不均导致粘结压合空洞，可靠性不良，信号完成性不好。

方法二：模具定位制作方法。第一步：完成PCB成型-QC（QualityControl，质量控制）；第二步：粘结片成型；第三步：铜块加工成型—表面处理；第四步：模具成型（模具4’的形状如图4所示）；第五步：层压按照如下顺序叠板：钢板--铝片--离型膜--模具--PCB--导电胶--铜基板--离型膜--铝片--钢板。

该方法如下优缺点：（1）产品可靠性高；（2）操作简单、效率高；（3）模具制作精度要求高，成本高。

发明内容

为解决上述压合过程中金属基与印刷电路板之间的对位问题，本发明提供了一种金属基印刷电路板层压的方法，包括：

步骤102，进行叠板，用定位装置将模具、金属基与印刷电路板进行定位，使所述模具位于所述印刷电路板上，所述金属基位于所述模具的通孔内，粘结剂位于所述金属基与所述印刷电路板之间；

步骤104，对所述印刷电路板和所述金属基进行压合。

在该技术方案中，首先使模具与印刷电路板进行定位，再将金属基放置在模具的通孔内并进行定位，解决了电路板压合过程中的对位问题，提高了压合过程中金属基与印刷电路板的对位能力，且模具可平衡金属基上的压力，避免了在压合过程中因压力、温度不平衡而导致印刷电路板与铜基之间产生空洞，提高了产品的可靠性和信号的完整性。

本发明还提供了一种金属基印刷电路板，用上述技术方案中的金属基印刷电路板层压方法制作。

本发明还提供了一种金属基印刷电路板层压装置，包括模具和定位装置，所述模具上开有可容纳金属基的通孔，所述定位装置用于将所述模具、金属基、粘结剂与印刷电路板相固定。

用模具和定位装置将金属基固定在印刷电路板上，提高了压合过程中金属基与印刷电路板的对位能力，且模具可平衡金属基上的压力，避免了在压合过程中因压力、温度不平衡而导致印刷电路板与铜基之间产生空洞，提高了产品的可靠性和信号的完整性；模具的制作精度要求较低，降低了成本。

附图说明

图1是根据相关技术所述的后粘结工艺一实施例的示意图；

图2是根据相关技术所述的后粘结工艺中局部铜基板的结构示意图；

图3是根据相关技术所述的层压销钉定位制作方法的一实施例的加工示意图；

图4是根据相关技术所述的模具定位制作方法的中模具的结构示意图；

图5是根据相关技术所述的印刷电路板的加工流程示意图；

图6是根据本发明所述的金属基印刷电路板层压方法的加工流程图；

图7是根据本发明所述金属基印刷电路板层压装置的一实施例的结构示意图。

其中，图1至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1’印刷电路板  2’铜基  3’粘结剂  4’模具

6’销钉

图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1 印刷电路板  2 铜基  3 导电胶  4 模具  41 通孔

5 定位销钉

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图6所示，本发明提供了一种金属基印刷电路板层压的方法，包括：步骤102，进行叠板，用定位装置将模具4、金属基与印刷电路板1进行定位，使所述模具4位于所述印刷电路板1上，所述金属基位于所述模具4的通孔41内，粘结剂位于所述金属基与所述印刷电路板1之间；步骤104，对所述印刷电路板1和所述金属基进行压合。

使模具与印刷电路板进行定位，再将金属基放置在模具的通孔内并进行定位，提高了压合过程中金属基与印刷电路板的对位能力，且模具可平衡金属基上的压力，避免了在压合过程中因压力、温度不平衡而导致印刷电路板与铜基之间产生空洞，提高了产品的可靠性和信号的完整性。

优选地，所述步骤102中所述的定位装置为与工作台结合使用的定位销钉5（见图7），印刷电路板1放置在工作台上，定位销钉5穿过印刷电路板1的定位孔和模具4的定位孔。

模具和印刷电路板通过定位销钉进行定位，简单可靠。为减少定位误差，模具上至少开有不在同一直线上的三个定位孔，分别与三个销钉配合来实现定位。

优选地，所述步骤102中所述的印刷电路板1和所述模具4的接触面的外轮廓尺寸相对应。

印刷电路板与模具的接触面的外轮廓尺寸相对应，便于模具定位，进而便于金属基的定位；相对应的尺寸也能使压合过程中压力分布较为均衡，避免压力失衡导致的曲翘、褶皱等问题。

优选地，所述模具4的所述通孔41的形状与所述金属基的形状相适配。

通孔的形状与金属基的形状相适配（即金属基为圆柱状，则通孔为圆孔；金属基为方柱，则通孔为方形，依次类推），能更好地平衡金属基上的压力。

优选地，所述模具4的通孔41的深度小于所述粘结剂和所述金属基的高度之和。

通孔的深度小于粘结剂和金属基的高度之和，便于压合。

在本实施例中，所述步骤102中所述的金属基为铜基2。当然，所述金属基还可以为铝或铁基。

优选地，在叠板前对所述铜基2表面进行沉金、沉银或沉锡处理。

在铜基表面进行沉金、沉银或沉锡等表面处理，以增强耐腐蚀性。在铜基表面沉其他耐腐蚀的金属，也属于本发明的保护范围。

优选地，所述步骤102中所述的印刷电路板1为多层印刷电路板。

多层印刷电路板的加工流程如图5所示，其中AOI为自动光学检测，E/T为电测，FQC为最终检验。

优选地，所述步骤102中所述的粘结剂为导电胶3。

导电胶经过激光钻带设计和激光切割后成型。

在图6所示的实施例中，在所述步骤102之前还包括：步骤101，将第一钢板、第一铝片和第一离型膜依次放置，组成第一保护层，所述印刷电路板1放置在所述第一保护层的第一离型膜上；在所述步骤102之后还包括：步骤103，将第二离型膜、第二铝片和第二钢板依次放置到所述金属基上，组成第二保护层。

第一离型膜和第二离型膜可防止杂质污染印刷电路板和铜基，第一钢板、第二钢板、第一铝片和第二铝片在压合过程中起防反冲的作用。

本发明还提供了一种金属基印刷电路板，用上述的金属基印刷电路板层压的方法制作。

如图7所示，本发明还提供了一种金属基印刷电路板层压装置，包括模具4和定位装置，所述模具4上开有可容纳金属基的通孔41，所述定位装置用于将所述模具4、金属基、粘结剂与印刷电路板1相固定。

将模具在印刷电路板上定位，然后将金属基放置在模具的通孔内，提高了压合过程中金属基与印刷电路板的对位能力，且模具可平衡金属基上的压力，避免了在压合过程中因压力、温度不平衡而导致印刷电路板与铜基之间产生空洞，提高了产品的可靠性和信号的完整性；模具的制作精度要求较低，降低了成本。

如图7所示，在本实施例中，所述定位装置为定位销钉5。

模具和印刷电路板通过定位销钉进行定位，简单可靠，易于实现。

如图7所示，优选地，所述模具4的所述通孔41的形状与所述金属基的形状相适配。在图7所示的实施例中，所示金属基为铜基2。

模具的通孔的形状与金属基的形状相适配，便于金属基的定位，提高了压合过程中，金属基与印刷电路板的对位能力，且模具可平衡金属基上的压力，避免了空洞的产生。

如图7所示，在本实施例中，所述模具4的通孔41的深度小于所述粘结剂和所述金属基的高度之和。

模具通孔的深度小于粘结剂和金属基的高度之和，便于压合的进行。较优的，只需略小于粘结剂和金属基的高度之和即可，比如：在图7所示的实施例中，铜基2的厚度为3.1单位，导电胶3的厚度为0.1单位，此时模具4的通孔41的孔深可在范围内取值，这样压合到位时能借助模具4的上表面使得其与铜基2的上表面处于同一水平面。

综上所述，本发明提供的技术方案，提高了压合过程中金属基与印刷电路板的对位能力，且避免了在压合过程中因压力、温度不平衡而导致印刷电路板与铜基之间产生空洞，提高了产品的可靠性和信号的完整性；且模具的制作精度较低，降低了生产成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种金属基印刷电路板层压的方法，其特征在于，包括：

步骤102，进行叠板，用定位装置将模具（4）、金属基与印刷电路板（1）进行定位，使所述模具（4）位于所述印刷电路板（1）上，所述金属基位于所述模具（4）的通孔（41）内，粘结剂位于所述金属基与所述印刷电路板（1）之间；

步骤104，对所述印刷电路板（1）和所述金属基进行压合。

2.根据权利要求1所述的金属基印刷电路板层压的方法，其特征在于，所述模具（4）的所述通孔（41）的形状与所述金属基的形状相适配。

3.根据权利要求1所述的金属基印刷电路板层压的方法，其特征在于，所述模具（4）的通孔（41）的深度小于所述粘结剂和所述金属基的高度之和。

4.根据权利要求1所述的金属基印刷电路板层压的方法，其特征在于，在叠板前对所述金属基表面进行沉金、沉银或沉锡处理。

5.根据权利要求1所述的金属基印刷电路板层压的方法，其特征在于，所述步骤102中所述的粘结剂为导电胶（3）。

6.一种金属基印刷电路板，其特征在于，用如权利要求1至5中任一项所述的金属基印刷电路板层压的方法制作。

7.一种金属基印刷电路板层压装置，其特征在于，包括模具（4）和定位装置，所述模具（4）上开有可容纳金属基的通孔（41），所述定位装置用于将所述模具（4）、金属基、粘结剂与印刷电路板（1）相固定。

8.根据权利要求7所述的金属基印刷电路板层压装置，其特征在于，所述定位装置为定位销钉（5）。

9.根据权利要求7所述的金属基印刷电路板层压装置，其特征在于，所述模具（4）的所述通孔（41）的形状与所述金属基的形状相适配。

10.根据权利要求7所述的金属基印刷电路板层压装置，其特征在于，所述模具（4）的通孔（41）的深度小于所述粘结剂和所述金属基的高度之和。