CN103945640A

CN103945640A - 防静电线路板及其制作方法

Info

Publication number: CN103945640A
Application number: CN201410200100.9A
Authority: CN
Inventors: 张伯平
Original assignee: 张伯平
Current assignee: Xingtai Haina Electronics Technology Co., Ltd
Priority date: 2014-05-13
Filing date: 2014-05-13
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2034-05-13
Also published as: CN103945640B

Abstract

本发明涉及一种防静电线路板及其制作方法。本发明防静电线路板的上层为导电铜箔层，中间层为用普通绝缘半固化片制成的环氧树脂绝缘层，下层为用防静电半固化片压制成的防静电层，三者通过热压粘合在一起；在所述导电铜箔层的表面经贴膜、转印线路图以及蚀刻、褪膜后，形成防静电线路板。本发明通过对印制板基板的处理，使印制板本身除具有普通印制板的性能外，还具有了防静电和抗高温高压的优良性能，使下游企业的产品装配生产更加简便，可节约时间，降低成本，利于推行规模化生产；而且，本发明还使印制板自身具有了对弱电元器件的静电保护功能，对下游企业的装配生产效率的提高，也起到良好的促进作用。

Description

防静电线路板及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种印制线路板，具体地说是一种防静电线路板及其制作方法。

背景技术

静电和静电放电在我们的日常生活中无处不见，但对电子器件来说，一次我们无法察觉的轻微静电放电就可能对其造成严重的损伤。电子技术的迅猛发展，已经让电子产品的功能越来越强大，体积却越来越小，但这都是以电子元器件的静电敏感度越来越高为代价的。这是因为，高的集成度意味着单元线路会越来越窄，耐受静电放电的能力越来越差，此外，大量新型特种器件所使用的材料也都是静电敏感材料，从而让电子元器件，特别是半导体材料器件对于生产、组装和维修等过程中环境的静电控制要求越来越高。但是，在电子产品的生产、使用和维修等过程中，又会大量使用容易产生静电的各种高分子材料，这无疑给电子产品的静电防护带来了更多的难题和挑战。

电子产业近年来发展日新月异，先进科技在引领其升级换代的过程中，起到了催化作用。各种先进、新型、复杂的电子产品层出不穷，在业界，三个月一换代，成了正常现象。这种市场需求及更新换代的速度，使得相当一部分电子产品的装配，来不及上自动流水线，需要用手工制造。在人工生产线装配时，传统印制线路板渐渐暴露出“静电干扰”的不足。由于传统印制板不具备防静电功能，下游产业工人们在进行表面贴装操作时，就需要穿上专门特制的防静电服，佩戴防静电手套及护腕，工作台也需要做专门的防静电处理。

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种防静电线路板，以解决印制电路板自身不具有防静电功能的问题。

本发明的目的之二就是提供一种防静电线路板的制作方法，以实现印制电路板自身的防静电功能。

本发明的目的之一是这样实现的：一种防静电线路板，其上层为导电铜箔层，中间层为用普通绝缘半固化片制成的环氧树脂绝缘层，下层为用防静电半固化片压制成的防静电层，三者通过热压粘合在一起；在所述导电铜箔层的表面经贴膜、转印线路图以及蚀刻、褪膜后，形成防静电线路板。

所述防静电半固化片是用玻纤布浸粘防静电树脂胶液后，经热压、烘干后制成的片状体。

本发明的目的之二是这样实现的：一种防静电线路板的制作方法，包括以下步骤：

a、防静电树脂胶液的配制：

原料配比为：环氧树脂100 g，二甲基甲酰胺200～250L，双氰胺5～15 g，乙二醇甲醚50～100L，2-乙甲基咪唑0.1～0.2 g，氢氧化镁60～70 g，碳化硅20～30 g，碳粉20～30 g。

配制过程为：将2-乙甲基咪唑先溶于少量二甲基甲酰胺中，再用剩余的二甲基甲酰胺与乙二醇甲醚搅拌混合，配成混合溶剂；向混合溶剂中加入双氰胺，搅拌溶解后，再加入环氧树脂、氢氧化镁、碳化硅和碳粉，继续搅拌混合，然后加入上述溶解的2-乙甲基咪唑，充分搅拌后，停放至少8小时即成防静电树脂胶液。

b、防静电半固化片的制作：玻纤布在上胶机中开卷后经导向辊进入放有防静电树脂胶液的胶槽中浸胶，浸胶后通过挤胶辊挤掉多余的胶液，然后进入烘箱进行干燥处理，烘箱的温度控制在140～280℃；在通过烘箱的干燥期间内，去除所附胶液中的挥发物，并使树脂处于半固化状态；出烘箱后，按尺寸要求剪切成块，并整齐地叠放在储料架上，即成防静电半固化片。

c、按常规方式和原料制备普通绝缘半固化片。

d、防静电基板的制作：在一张所述防静电半固化片的上面铺放若干张普通绝缘半固化片，在普通绝缘半固化片的最上面铺放铜箔；叠放好的叠层板料通过热压机压合在一起，即制成防静电基板。

e、裁边及开料：将压合好的防静电基板按产品设计要求，用裁剪机切边，并裁切成工作所需的尺寸，即成线路板。

f、钻孔：在线路板上按产品设计要求，用数控钻机钻孔，以便导通线路板两面的线路，方便装配元器件。

g、图形转移：将所需加工的线路图形先经CAD/CAM制作，再用光绘机绘制出黑菲林底片，然后用所述黑菲林底片复制出生产用的偶氮片，再将所述偶氮片根据孔位对准的方式贴于线路板的表面，通过曝光、显影的方式，在线路板上形成导电线路。

h、蚀刻：将所述线路板上定影后露出的铜面区域用酸性CuCl₂溶液进行腐蚀溶解，然后通过强碱溶液与曝过光的湿膜和干膜作用，将线路图形上的膜层褪去，保留下来有图形的线路和铜面，完成蚀刻操作，即成为印刷电路板。

本发明防静电线路板的制作工艺还包括以下步骤：

i、防焊处理：通过网印方式在所述线路板上均匀涂上防焊材料和元件标识；对蚀刻和褪膜完成后的所述印刷电路板按常规方式进行丝印阻焊油墨操作。

j、文字印刷：按设计要求在所述印刷电路板的板面上通过丝网印刷机丝印字符，为用户元件的安装和后续维修提供方便；丝印后进行烘烤，烘烤条件为：150℃，60分钟。

k、外形加工：用锣机以铣切的方式加工所述印刷电路板的外形，使之达到产品设计要求的外形。

l、成品检验：对成品进行检验，包装，入库。

本发明制作方法中的热压合制所述防静电基板的操作步骤是：将叠放好的所述叠层板料送入热压机中，在热压机的上、下模板与待压合的所述叠层板料之间放入经过抛光的钢板，作为盖板；备置两根并置的温度线，其一端用胶带固定在上、下模板与盖板之间，另一端接到热压机的主控电脑上，用于测量基板温度；将热压机升温至80℃时，开始测量基板温度，继续升温，使基板温度的升温速率保持在1～3℃/min，热压机的压力控制在10～20kg/cm²，当基板温度升至140℃时，保温10～20min；然后使基板温度升至170～175℃，将压力调整为25～30kg/cm²，保温60～70min；在保温结束后，关闭电源，待基板温度降至40℃以下时，卸机，完成热压合操作。

所述图形转移中的曝光、显影的工艺条件是：抽真空650～750mmHg，曝光级数7～9级；在静置15分钟以后进行显影处理，显影液中碳酸钠的浓度为1.0%，显影的温度为30±2℃，显影的压力为1.0～1.5 kg/cm²。

所述蚀刻步骤中所用蚀刻液的比重控制在1.26～1.32，铜离子含量为110～170g/L，酸当量为1.0～2.0N，蚀刻温度为50℃，速度控制在1.5m/min；褪膜段：NaOH药水浓度为2～3%，温度为50～60℃。

所述防焊处理的具体操作方式是：首先通过自动丝印机整板印刷一层阻焊油墨，静置15分钟以上，再在烤箱中预烘烤40～45分钟，烘烤温度为72～75℃，让油墨固化；然后用制作好的生产黄菲林对位、曝光，抽真空650～750mmHg，曝光级数11～13级，再静置15分钟以上；将对位、曝光完成后的基板显影，显影液中碳酸钠的浓度为1.0%，显影的温度为30±2℃，显影的压力为1.0～2.5kg/cm²，显影的速度为2.5～3.5m/min。

本发明防静电线路板中的防静电板材采用碳化硅、氢氧化镁等化学原料压合而成，再加上碳粉，使板面本身具有弱电功能，再将其与绝缘半固化片和铜箔压制成线路板，使线路板本身具有防静电功能。本发明防静电线路板采用防静电材料加入基材中的方法进行生产，在传统基材的基础上实现印制板自身的防静电性能。

本发明所使用的防静电面板半固化片为环氧树脂热固性防静电面板，由玻璃纤维布浸渍添加防静电材料树脂后，经高温高压而成；采用上下两层复合进行静电释放，体积电阻≤10⁸Ω，静电衰减期5000V到500V的时间≤1.6S。防静电面板与普通环氧树脂半固化片压制而成的复合型覆铜板，经线路板工艺加工制成的线路板，具有永久性防静电性能，可保护电子产品不受静电破坏，不积灰尘和对人体危害，耐酸碱腐蚀。

防静电线路板解决了表面装贴时需要加专用防静电装置的麻烦，降低了生产成本，提高了工作效率。

防静电基板具有耐高温高压的特性，较之常规线路板耐高温高出10～20℃，有效解决了无铅产品需要高温焊接的难题，并且产品具有极为优越的导热散热能力。

本发明通过对印制板基板的处理，使印制板本身除具有普通印制板的性能外，还具有了防静电（电阻为10⁶～10⁸Ω）和抗高温高压的优良性能（热膨胀系数为16.8×10^-6/℃，抗压强度最高是：450MPa），使下游企业的产品装配生产更加简便，可节约时间，降低成本，利于推行规模化生产；而且，本发明还使印制板自身具有了对弱电元器件的静电保护功能，对下游企业的装配生产效率的提高，也起到良好的促进作用。

附图说明

图1是本发明防静电线路板的结构示意图。

图2是本发明防静电线路板制作方法的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明防静电线路板，其上层为导电铜箔层1，中间层为用普通绝缘半固化片制成的环氧树脂绝缘层2，下层为用防静电半固化片压制成的防静电层3，三者通过热压粘合在一起；在所述导电铜箔层的表面经贴膜、转印线路图以及蚀刻、褪膜后，形成防静电线路板。所述防静电半固化片是用玻纤布浸粘防静电树脂胶液后，经热压、烘干后制成的片状体。

实施例2

如图2所示，本发明防静电线路板制作方法的工艺流程是：

一、防静电树脂胶液的配制：

1、原料配比为：环氧树脂100 g，二甲基甲酰胺200～250L，双氰胺5～15 g，乙二醇甲醚50～100L，2-乙甲基咪唑0.1～0.2 g，氢氧化镁60～70 g，碳化硅20～30 g，碳粉20～30 g。

2、配制过程为：将2-乙甲基咪唑先溶于少量二甲基甲酰胺中，再用剩余的二甲基甲酰胺与乙二醇甲醚搅拌混合，配成混合溶剂；向混合溶剂中加入双氰胺，搅拌溶解后，再加入环氧树脂、氢氧化镁、碳化硅和碳粉，继续搅拌混合，然后加入上述溶解的2-乙甲基咪唑，充分搅拌后，停放至少8小时即成防静电树脂胶液。

3、树脂胶液技术要求：固体含量65%～70%；凝胶时间(170℃)200～250s。

二、防静电半固化片的制作：

1、操作要求：玻纤布在上胶机中开卷后经导向辊进入放有防静电树脂胶液的胶槽中浸胶，浸胶后通过挤胶辊挤掉多余的胶液，然后进入烘箱进行干燥处理，烘箱的温度控制在140～280℃；在通过烘箱的干燥期间内，去除所附胶液中的溶剂等挥发物，并使树脂处于半固化状态；出烘箱后，按尺寸要求剪切成块，并整齐地叠放在储料架上，即成防静电半固化片。

2、参数控制：烘箱温度应分段控制；上胶机的传输速度控制在1.5～4.0m/s。

3、检测方法：在防静电半固化片的制造过程中，为了确保品质，需定时地对各项技术要求进行检测，树脂含量检测方法如下：

　　 A、防静电半固化片的边缘至少25mm处，按宽度方向左、中、右分别切取三个试样，试样尺寸为100mm×100mm，对角线与经纬向平行；

　　B、逐张称重(W1)，准确至0.001g；

　　C、将试样放在福炉中，灼烧15min以上，或烧至碳化物全部去除；

　　D、将试样移至干燥器中，冷却至室温；

　　E、逐张称重(W2)，准确至0.001g；

　　F、计算：树脂含量=[(W1-W2)/W1]×100%。

三、按常规方式和常规原料制备普通绝缘半固化片。

四、防静电基板的制作：在一张防静电半固化片的上面铺放若干张普通绝缘半固化片，在普通绝缘半固化片的最上面铺放铜箔，调节中间普通绝缘半固化片的数量至需要的厚度。叠放好的叠层板料通过热压机压合在一起，即制成防静电基板。

热压合的具体操作步骤是：将叠放好的所述叠层板料送入热压机中，在热压机的上、下模板与待压合的所述叠层板料之间放入经过抛光的钢板，作为盖板；备置两根并置的温度线，其一端用胶带固定在上、下模板与盖板之间，另一端接到热压机的主控电脑上，用于测量基板温度；将热压机升温至80℃时，开始测量基板温度，继续升温，使基板温度的升温速率保持在1～3℃/min，热压机的压力控制在10～20kg/cm²，当基板温度升至140℃时，保温10～20min；然后使基板温度升至170～175℃，将压力调整为25～30kg/cm²，保温60～70min；在保温结束后，关闭电源，待基板温度降至40℃以下时，卸机，完成热压合操作。

需要注意的事项是：作为盖板的钢板必须保持平滑，不能有变形、刮伤或不平；钢板的厚度量应符合要求，对厚度低于2.0mm的钢板，不能再使用；热压机上、下模的平行度测试，不同点的厚度差＜0.27mm。停止热压机加热后，在保持压力不变的条件下，应使防静电基板冷却至室温后再出模、脱模。

五、裁边及开料：将压合好的防静电基板按产品设计要求，用裁剪机切边，并裁切成工作所需的尺寸，即成线路板。

六、钻孔：利用钻咀在高转速和落速情况下，在线路板上按产品设计要求，用数控钻机钻孔，以便导通线路板两面的线路，方便装配元器件。

七、图形转移：将所需加工的线路图形先经CAD/CAM制作，再用光绘机绘制出黑菲林底片，然后用所述黑菲林底片复制出生产用的偶氮片，再将所述偶氮片根据孔位对准的方式贴于线路板的表面，通过曝光、显影的方式，在线路板上形成导电线路。曝光、显影的工艺条件是：抽真空650～750mmHg，曝光级数7～9级；在静置15分钟以后进行显影处理，显影液中碳酸钠的浓度为1.0%，显影的温度为30±2℃，显影的压力为1.0～1.5 kg/cm²。

八、蚀刻：将所述线路板上定影后露出的铜面区域用酸性CuCl₂溶液进行腐蚀溶解，然后通过强碱溶液与曝过光的湿膜和干膜作用，将线路图形上的膜层褪去，保留下来有图形的线路和铜面，完成蚀刻操作，即成为印刷电路板。所用蚀刻液的比重控制在1.26～1.32，铜离子含量为110～170g/L，酸当量为1.0～2.0N，蚀刻温度为50℃，速度控制在1.5m/min；褪膜段：NaOH药水浓度为2～3%，温度为50～60℃。

九、防焊处理：通过网印方式在所述线路板上均匀涂上防焊材料和元件标识；对蚀刻和褪膜完成后的所述印刷电路板按常规方式进行丝印阻焊油墨操作。具体操作方式是：首先通过自动丝印机整板印刷一层阻焊油墨，静置15分钟以上，再在烤箱中预烘烤40～45分钟，烘烤温度为72～75℃，让油墨固化；然后用制作好的生产黄菲林对位、曝光，抽真空650～750mmHg，曝光级数11～13级，再静置15分钟以上；将对位、曝光完成后的基板显影，显影液中碳酸钠的浓度为1.0%，显影的温度为30±2℃，显影的压力为1.0～2.5kg/cm²，显影的速度为2.5～3.5m/min。

十、文字印刷：按产品设计要求，在所述印刷电路板的板面上通过丝网印刷机丝印字符，为用户元件的安装和后续维修提供方便。丝印后进行烘烤，烘烤条件为：150℃，60分钟。

十一、外形加工：用锣机以铣切的方式加工所述印刷电路板的外形，使之达到产品设计要求的外形。

十二、成品检验：对成品进行检验，包装，入库。

Claims

1.一种防静电线路板，其特征是，其上层为导电铜箔层，中间层为用普通绝缘半固化片制成的环氧树脂绝缘层，下层为用防静电半固化片压制成的防静电层，三者通过热压粘合在一起；在所述导电铜箔层的表面经贴膜、转印线路图以及蚀刻、褪膜后，形成防静电线路板。

2.根据权利要求1所述的防静电线路板，其特征是，所述防静电半固化片是用玻纤布浸粘防静电树脂胶液后，经热压、烘干后制成的片状体。

3.一种防静电线路板的制作方法，其特征是，包括以下步骤：

a、防静电树脂胶液的配制：

原料配比为：环氧树脂100 g，二甲基甲酰胺200～250L，双氰胺5～15 g，乙二醇甲醚50～100L，2-乙甲基咪唑0.1～0.2 g，氢氧化镁60～70 g，碳化硅20～30 g，碳粉20～30 g；

配制过程为：将2-乙甲基咪唑先溶于少量二甲基甲酰胺中，再用剩余的二甲基甲酰胺与乙二醇甲醚搅拌混合，配成混合溶剂；向混合溶剂中加入双氰胺，搅拌溶解后，再加入环氧树脂、氢氧化镁、碳化硅和碳粉，继续搅拌混合，然后加入上述溶解的2-乙甲基咪唑，充分搅拌后，停放至少8小时即成防静电树脂胶液；

b、防静电半固化片的制作：玻纤布在上胶机中开卷后经导向辊进入放有防静电树脂胶液的胶槽中浸胶，浸胶后通过挤胶辊挤掉多余的胶液，然后进入烘箱进行干燥处理，烘箱的温度控制在140～280℃；在通过烘箱的干燥期间内，去除所附胶液中的挥发物，并使树脂处于半固化状态；出烘箱后，按尺寸要求剪切成块，并整齐地叠放在储料架上，即成防静电半固化片；

c、按常规方式和原料制备普通绝缘半固化片；

d、防静电基板的制作：在一张所述防静电半固化片的上面铺放若干张普通绝缘半固化片，在普通绝缘半固化片的最上面铺放铜箔；叠放好的叠层板料通过热压机压合在一起，即制成防静电基板；

e、裁边及开料：将压合好的防静电基板按产品设计要求，用裁剪机切边，并裁切成工作所需的尺寸，即成线路板；

f、钻孔：在线路板上按产品设计要求，用数控钻机钻孔，以便导通线路板两面的线路，方便装配元器件；

g、图形转移：将所需加工的线路图形先经CAD/CAM制作，再用光绘机绘制出黑菲林底片，然后用所述黑菲林底片复制出生产用的偶氮片，再将所述偶氮片根据孔位对准的方式贴于线路板的表面，通过曝光、显影的方式，在线路板上形成导电线路；

4.根据权利要求3所述的防静电线路板的制作方法，其特征是，还包括以下步骤：

i、防焊处理：通过网印方式在所述线路板上均匀涂上防焊材料和元件标识；对蚀刻和褪膜完成后的所述印刷电路板按常规方式进行丝印阻焊油墨操作；

j、文字印刷：按设计要求在所述印刷电路板的板面上通过丝网印刷机丝印字符，为用户元件的安装和后续维修提供方便；丝印后进行烘烤，烘烤条件为：150℃，60分钟；

k、外形加工：用锣机以铣切的方式加工所述印刷电路板的外形，使之达到产品设计要求的外形；

l、成品检验：对成品进行检验，包装，入库。

5.根据权利要求3所述的防静电线路板的制作方法，其特征是，热压合制所述防静电基板的操作步骤是：将叠放好的所述叠层板料送入热压机中，在热压机的上、下模板与待压合的所述叠层板料之间放入经过抛光的钢板，作为盖板；备置两根并置的温度线，其一端用胶带固定在上、下模板与盖板之间，另一端接到热压机的主控电脑上，用于测量基板温度；将热压机升温至80℃时，开始测量基板温度，继续升温，使基板温度的升温速率保持在1～3℃/min，热压机的压力控制在10～20kg/cm²，当基板温度升至140℃时，保温10～20min；然后使基板温度升至170～175℃，将压力调整为25～30kg/cm²，保温60～70min；在保温结束后，关闭电源，待基板温度降至40℃以下时，卸机，完成热压合操作。

6.根据权利要求3所述的防静电线路板的制作方法，其特征是，所述图形转移中的曝光、显影的工艺条件是：抽真空650～750mmHg，曝光级数7～9级；在静置15分钟以后进行显影处理，显影液中碳酸钠的浓度为1.0%，显影的温度为30±2℃，显影的压力为1.0～1.5 kg/cm²。

7.根据权利要求3所述的防静电线路板的制作方法，其特征是，所述蚀刻步骤中所用蚀刻液的比重控制在1.26～1.32，铜离子含量为110～170g/L，酸当量为1.0～2.0N，蚀刻温度为50℃，速度控制在1.5m/min；褪膜段：NaOH药水浓度为2～3%，温度为50～60℃。

8.根据权利要求3所述的防静电线路板的制作方法，其特征是，所述防焊处理的具体操作方式是：首先通过自动丝印机整板印刷一层阻焊油墨，静置15分钟以上，再在烤箱中预烘烤40～45分钟，烘烤温度为72～75℃，让油墨固化；然后用制作好的生产黄菲林对位、曝光，抽真空650～750mmHg，曝光级数11～13级，再静置15分钟以上；将对位、曝光完成后的基板显影，显影液中碳酸钠的浓度为1.0%，显影的温度为30±2℃，显影的压力为1.0～2.5kg/cm²，显影的速度为2.5～3.5m/min。