CN104394653B - 一种多层铝基夹芯印制板的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多层铝基夹芯印制板的制作方法，其主要制作流程包括铝基夹芯隔离环的制作、对铝基夹芯隔离环进行真空压合填胶、铝基夹芯表面处理、铝基夹芯封边处理和多层层压复合处理。通过在铝基夹芯上金属化通孔的位置通过钻孔方式制作出外圆直径大于金属化通孔直径的隔离环，采用钻孔铜箔作为表面防护对铝基夹芯隔离环进行铝基夹芯真空压胶，真空压胶完成后的铝基夹芯进行表面粗化和清洗处理，再对铝基夹芯采取压合封边处理，最后将多层PCB板将铝基夹芯夹在中间对位固定后进行压合处理，得到多层铝基夹芯印制板。本发明制作出的印制板可实现金属基板双面贴装，而且具有生产效率高、散热效果好、产品可靠性高和安全性高的优点。

Description

一种多层铝基夹芯印制板的制作方法

技术领域

本发明涉及印制电路板技术领域，特别涉及一种多层铝基夹芯印制板的制作方法。

背景技术

随着电子产品向轻、薄、短、小及高密度、多功能化发展，印制板上元件组装密度和集成度越来越高，功率消耗越来越大，此对PCB基板的散热性要求越来越迫切，基板的散热性好坏，直接影响电子设备整机的可靠性和安全性，如果基板散热性不好，就会导致印制电路板上元器件过热，从而使整机的可靠性和安全性降低。

为了实现线路板的良好导热散热，业内逐渐开始采用铝基印制板，铝基印制板具有优良的导热散热性能和机械性能，铝基印制板主要用于单层板，目前应用最广的为单面铝基覆铜板，单层铝基印制板解决了导热散热问题，然而其不能满足双面贴装的需求。而铝基在双面板或多层板上使用时，需要制成多层铝基夹芯印制板，其目前存在如下问题：1、由于铝基表面比较光滑，在进行多层板层压时，容易出现半固化片与铝基表面结合不好，形成热冲击出现爆板分层、板子弓曲以及扭曲的问题；2、由于铝基板夹在上下层线路板中间，为了保证上下层线路板的连接导通，需要在铝基板上制作孔中孔，并对其进行树脂填胶压合处理，然而由于铝基板上孔中孔内无法研磨，压合后树脂容易从孔内带出，影响产品的可靠性；3、铝基压合后直接钻孔沉铜，容易使铝基在后续沉铜电镀时造成严重腐蚀，进行影响产品的可靠性和安全性。

发明内容

本发明目的在于提供一种多层铝基夹芯印制板的制作方法，以解决目前多层铝芯夹基印制板在压合制作时，容易出现爆板分层、孔内树脂空洞、填胶不饱满以及铝基容易腐蚀等问题。

为了实现上述目的，本发明主要采用以下技术方案：

一种多层铝基夹芯印制板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步、铝基夹芯隔离环的制作：在铝基夹芯上金属化通孔的位置通过钻孔方式制作出外圆直径大于金属化通孔直径的隔离环，其具体包括以下步骤：

步骤一、通孔加工：在铝基夹芯上根据外层通孔文件进行钻孔处理形成通孔；

步骤二、通孔金属化：对上述步骤中通孔进行金属化处理，形成具有导电性能的金属化通孔；

步骤三、隔离环的制作：在铝基夹芯上金属化通孔的位置进行钻孔处理形成隔离环，隔离环的外圆直径大于金属化通孔的直径。

第一步铝基夹芯隔离环的制作中通孔及通孔金属化的目的在于实现上下层线路板的连接导通，隔离环的制作在于使铝基仅作为散热块用于导热散热使用，提升产品的导热散热性，隔离环制作过程隔离环外圆直径需大于金属化通孔的直径，同时，铝基夹芯的板边工具孔及尾孔在处理钻孔文件时进行预大处理，可有效保护铝基夹芯，使其在后续沉铜电镀时不会被药水腐蚀或污染。

第二步、对铝基夹芯隔离环进行真空压合填胶：采用PP 半固化片作为填料进行填胶，压胶时采用钻孔铜箔进行表面防护，采用真空层压机进行压合，压合结束后进行冷却，待铝基夹芯冷却至室温后进行撕胶，铝基夹芯隔离环真空压合填胶完成，其中，所述的钻孔铜箔进行表面防护包括如下步骤：

步骤一、钻孔铜箔的制作：在铜箔上按铝基夹芯隔离环的外径大0.2MM进行钻孔，形成钻孔铜箔；

步骤二、多层预叠：将铝基夹芯的上下两面分别与两片钻孔铜箔通过铆合进行对位固定，在两片钻孔铜箔的外表面各设有PP半固化片，两片PP半固化片的外表面各设有离型膜片，预叠完成；

步骤三、压合、冷却：对上述预叠完成后的铝基夹芯、钻孔铜箔、PP半固化片和离型膜片通过真空层压机进行压合，压合结束后进行冷却；

步骤四、撕胶：待铝基夹芯冷却至室温后进行撕胶，完成铝基夹芯的钻孔铜箔表面防护。

第二步对铝基夹芯隔离环进行真空压合填胶，其主要目的在于，通过真空压胶技术对铝基夹芯隔离环进行填胶压胶，使孔内树脂填胶饱满，有效避免了孔内树脂空洞或填胶满的问题；压胶时采用钻孔铜箔进行表面防护的处理方式，由于压胶冷却后表面固化粘结的PP需彻底去除，为了便于表面撕胶，传统方式是采用贴干膜方式进行表面处理或隔离，然而铝基不耐显影液等碱性药水，无法采用传统的贴干膜方式进行有效保护，因此，本发明采用新的防护技术，采用钻孔铜箔作为防护，进行真空压胶，压合效率高，质量好，且撕胶时可防止孔内胶被挤出或带出，有效提高了塞孔平整度，而且不会对板面造成腐蚀。

第三步、铝基夹芯表面处理：采用先粗化处理、后复合清洗处理的表面处理方式对铝基夹芯表面进行粗化和清洗处理，一方面在隔离环孔内先采用化学粗化对孔壁进行粗化处理，然后采用热DI水洗方式进行孔壁水洗清洗处理，另一方面对铝基夹芯表面采用砂带研磨加化学粗化的方式对铝基夹芯表面进行粗化处理，再采用热DI水洗方式对铝基夹芯表面进行水洗清洗处理，最后，对孔壁和铝基夹芯表面进行超声清洗，完成铝基夹芯表面处理。

第三步中，所述的粗化处理为砂带研磨和化学粗化相结合的复合粗化处理，所述的化学粗化包括如下步骤：

步骤一、除油处理：首先对铝基夹芯板进行除油处理，然后用清水清洗；

步骤二、碱蚀粗化：采用碱性药水碱蚀铝基夹芯板，然后用清水清洗；

步骤三、烘干处理：将上述粗化后的铝基夹芯板进行烘干。

第三步中，所述的复合清洗为先采用热DI水洗，再进行超声清洗。

上述步骤中采用先粗化处理、后复合清洗处理的表面处理方式对铝基夹芯表面进行粗化和清洗处理，先通过砂带研磨和碱蚀粗化相结合的粗化处理，有效保证了铝基夹芯表面的粗糙度，使铝基夹芯表面充分且均匀粗化，再通过热DI水洗和超声清洗相结合的复合清洗处理，有效保证了铝基夹芯表面的清洁，清洁效果好，铝基夹芯经先粗化、后复合清洗的表面处理后，其能够与PP片良好压合，压合过程层压结合力好，有效防止了压合过程出现的爆板分层现象，提高了产品的可靠性。

第四步、铝基夹芯封边：在铝基夹芯的四周设有保护边框，保护边框与铝基夹芯进行压合形成密封封边，有效保护铝基夹芯，使其在后续沉铜电镀时不被腐蚀和污染，封边密封性好，防护效果好。

第五步、多层基板复合：将上述处理后的铝基夹芯的上下表面分别与蚀刻有内层线路的基板进行对位固定，即是将铝基夹芯埋入上下基板内部，然后通过真空层压机进行压合处理和后序制作，即可获得本发明所述的多层铝基夹芯印制板。本发明制作方法生产的多层铝基夹芯印制板，集金属高导热性和盲埋孔高密度设计于一体，可实现金属基板双面贴装，同时有效解决了大功率元件或因元器件过于集中所带来的散热问题，极大的提高了产品的可靠性和安全性。

优选地，所述的隔离环外圆直径比金属化通孔直径大0.5mm～1.5mm作补偿隔离，有效实现了铝基夹芯与上下层线路板的绝缘，使铝基夹芯仅作为散热块进行导热散热，提升散热效果，增强了产品的可靠性和稳定性。同时，处理钻孔文件时，板边的工具孔同步预大处理，有效防止板在后续工序中腐蚀和污染。

优选地，所述的保护边框的高度大于铝基夹芯厚度，保护边框内侧设有与铝基夹芯相配合的凹槽，凹槽的设置使保护边框与铝基夹芯压合结合力好，使其压合后形成密封封边。

本发明的有益效果是：

第一、隔离环的设计，使铝基夹芯仅作为散热块用于导热散热，而不用于导电，有效提升了散热效果，增强了产品的可靠性、稳定性和安全性。

第二、采用真空压合填胶铝基真空压合填胶，使孔内树脂填胶饱满，有效避免了孔内树脂空洞或填胶满的问题，提升了产品的可靠性，同时降低了不良品的数量；

压胶时采用钻孔铜箔进行表面防护，无需经过显影液等碱性药水制程，不会对铝面造成腐蚀，且压合效率高，质量好，压合时无需担心高温过度导致撕胶困难的问题，撕胶容易，且撕胶时可防止孔内胶被挤出或带出，有效提高了塞孔平整度。

第三、采用先粗化处理、后复合清洗处理的表面处理方式对铝基夹芯表面进行粗化和清洗处理，有效保证了铝基夹芯表面的粗糙度和清洁度，使铝基夹芯表面充分且均匀粗化，清洁效果好，铝基夹芯经先粗化、后复合清洗的表面处理后，其能够与PP片良好压合，压合过程层压结合力好，有效防止了压合过程出现的爆板分层现象，提高了产品的可靠性。

第四、铝基夹芯封边处理，可有效保护铝基夹芯，使其在后续沉铜电镀时不被腐蚀和污染，而且采用压合处理，封边密封性好，防护效果好。

第五、实现了金属基板双面贴装，集金属高导热性和盲埋孔高密度设计于一体，产品可靠性和安全性高。

附图说明

图1为本发明多层铝基夹芯印制板的制作方法的工艺流程图；

图2为本发明铝基夹芯的制备工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行进一步的描述：

如图1本发明多层铝基夹芯印制板的制作方法的工艺流程图所示，选择铝材作为铝基夹芯，以覆铜箔作为上、下基板，按照以下步骤实施本发明：

首先，制备上、下层基板，选用覆铜箔作为上、下层基板，上、下层基板制备为常规印制板基板制备，主要包括基板开料、钻定位孔、钻盲埋孔、沉铜电镀、内层线路制作、盲孔电镀、内层蚀该、内层粽化等步骤。

其次，制备铝基夹芯，结合图2可知，其具体包括如下步骤：

1、铝基开料，开料尺寸与上、下基板相配合；

2、制作隔离环，在铝基夹芯上金属化通孔的位置通过钻孔方式制作出外圆直径大于金属化通孔直径的隔离环，其具体包括以下步骤：

步骤一、通孔加工：在铝基夹芯上根据外层通孔文件进行钻孔处理形成通孔；

步骤二、通孔金属化：对上述步骤中通孔进行金属化处理，形成具有导电性能的金属化通孔；

步骤三、隔离环的制作：在铝基夹芯上金属化通孔的位置进行钻孔处理形成外圆直径大于金属化通孔的直径的隔离环。

3、真空压合填胶，采用PP 半固化片作为填料进行填胶，压胶时采用钻孔铜箔进行表面防护，采用真空层压机进行压合，使PP半固化片真空吸附填满孔隔离环孔，压合结束后进行冷却，待铝基夹芯冷却至室温后进行撕胶，铝基夹芯隔离环真空压合填胶完成，其中，所述的钻孔铜箔进行表面防护包括如下步骤：

步骤一、钻孔铜箔的制作：在铜箔上按铝基夹芯隔离环的外径大0.2MM进行钻孔，形成钻孔铜箔，以便预叠后露出隔离环进行压胶填孔；

步骤二、多层预叠：将铝基夹芯的上下两面分别与两片钻孔铜箔通过铆合进行对位固定，在两片钻孔铜箔的外表面各设有PP半固化片，两片PP半固化片的外表面各设有离型膜片，预叠完成；

步骤三、压合、冷却：对上述预叠完成后的铝基夹芯、钻孔铜箔、PP半固化片和离型膜片通过真空层压机进行压合，压合结束后进行冷却；

步骤四、撕胶：待铝基夹芯冷却至室温后进行撕胶，完成铝基夹芯的钻孔铜箔表面防护。

3、铝基夹芯表面处理：采用先粗化处理、后复合清洗处理的表面处理方式对铝基夹芯表面进行粗化和清洗处理，所述的粗化处理为砂带研磨和化学粗化相结合的复合粗化处理，所述的化学粗化包括如下步骤：

步骤一、除油处理：首先对铝基夹芯板进行除油处理，然后用清水清洗；

步骤二、碱蚀粗化：采用碱性药水碱蚀铝基夹芯板，然后用清水清洗；

步骤三、烘干处理：将上述粗化后的铝基夹芯板进行烘干。

在上述步骤3中，所述的复合清洗为先采用热DI水洗，再进行超声清洗。

先粗化、后复合清洗的表面处理方式，一方面在隔离环孔内先采用化学粗化对孔壁进行粗化处理，然后采用热DI水洗方式进行孔壁水洗清洗处理，另一方面对铝基夹芯表面采用砂带研磨加化学粗化的方式对铝基夹芯表面进行粗化处理，再采用热DI水洗方式对铝基夹芯表面进行水洗清洗处理，最后，对孔壁和铝基夹芯表面进行超声清洗，完成铝基夹芯表面处理，得真空压胶、表面粗化和清洁后的铝基。

4、制备保护边框，在保护边框的内侧设置与铝基夹芯相配合的凹槽。

5、压合封边，将合将步骤4中制得的保护边框通过压合工艺压合至步骤3中制得的铝基四周，使铝基四周均内藏于保护边框内部并压合密封，形成铝基封边，即完成铝基夹芯的制备。

最后，结合图1，将制备好的铝基夹芯置入上、下层基板中，对位固定预叠，将预叠后整体放入真空层压机内进行层压压合处理，真空压合后，进行后工序处理，完成X-RAY打靶、钻孔、沉铜电镀等，然后进行多层板正常流程至成型，即可获得本发明所述多层铝基夹芯印制板最终的成品。

上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域技术人员根据本发明的构思，所作出的适当变通或修改，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多层铝基夹芯印制板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步、铝基夹芯隔离环的制作：在铝基夹芯上金属化通孔的位置通过钻孔方式制作出外圆直径大于金属化通孔直径的隔离环；

第二步、对铝基夹芯隔离环进行真空压合填胶：采用PP 半固化片作为填料进行填胶，压胶时采用钻孔铜箔进行表面防护，采用真空层压机进行压合，压合结束后进行冷却，待铝基夹芯冷却至室温后进行撕胶，铝基夹芯隔离环真空压合填胶完成；

第三步、铝基夹芯表面处理：采用先粗化处理、后复合清洗处理的表面处理方式对铝基夹芯表面进行粗化和清洗处理，一方面在隔离环孔内先采用化学粗化对孔壁进行粗化处理，然后采用热DI水洗方式进行孔壁水洗清洗处理，另一方面对铝基夹芯表面采用砂带研磨加化学粗化的方式对铝基夹芯表面进行粗化处理，再采用热DI水洗方式对铝基夹芯表面进行水洗清洗处理，最后，对孔壁和铝基夹芯表面进行超声清洗，完成铝基夹芯表面处理；

第四步、铝基夹芯封边：在铝基夹芯的四周设有保护边框，保护边框与铝基夹芯进行压合形成密封封边；

第五步、多层基板复合：将上述处理后的铝基夹芯的上下表面分别与蚀刻有内层线路的基板进行对位固定，然后通过真空层压机进行压合处理和后序制作，即可获得本发明所述的多层铝基夹芯印制板。

2.根据权利要求1所述的多层铝基夹芯印制板的制作方法，其特征在于：所述的铝基夹芯隔离环的制作包括以下步骤：

步骤一、通孔加工：在铝基夹芯上根据外层通孔文件进行钻孔处理形成通孔；

步骤二、通孔金属化：对上述步骤中通孔进行金属化处理，形成具有导电性能的金属化通孔；

步骤三、隔离环的制作：在铝基夹芯上金属化通孔的位置进行钻孔处理形成隔离环，隔离环的外圆直径大于金属化通孔的直径。

3.根据权利要求1或2所述的多层铝基夹芯印制板的制作方法，其特征在于：所述的钻孔铜箔进行表面防护包括如下步骤：

步骤一、钻孔铜箔的制作：在铜箔上按铝基夹芯隔离环的外径大0.2MM进行钻孔，形成钻孔铜箔；

步骤二、多层预叠：将铝基夹芯的上下两面分别与两片钻孔铜箔通过铆合进行对位固定，在两片钻孔铜箔的外表面各设有PP半固化片，两片PP半固化片的外表面各设有离型膜片，预叠完成；

步骤三、压合、冷却：对上述预叠完成后的铝基夹芯、钻孔铜箔、PP半固化片和离型膜片通过真空层压机进行压合，压合结束后进行冷却；

步骤四、撕胶：待铝基夹芯冷却至室温后进行撕胶，完成铝基夹芯的钻孔铜箔表面防护。

4.根据权利要求1或2所述的多层铝基夹芯印制板的制作方法，其特征在于：所述的隔离环外圆直径比金属化通孔直径大0.5mm～1.5mm。

5.根据权利要求1或2所述的多层铝基夹芯印制板的制作方法，其特征在于：所述的粗化处理为砂带研磨和化学粗化相结合的复合粗化处理，所述的化学粗化包括如下步骤：

步骤一、除油处理：首先对铝基夹芯板进行除油处理，然后用清水清洗；

步骤二、碱蚀粗化：采用碱性药水碱蚀铝基夹芯板，然后用清水清洗；

步骤三、烘干处理：将上述粗化后的铝基夹芯板进行烘干。

6.根据权利要求1或2所述的多层铝基夹芯印制板的制作方法，其特征在于：所述的复合清洗为先采用热DI水洗，再进行超声清洗。

7.根据权利要求1或2所述的多层铝基夹芯印制板的制作方法，其特征在于：所述的保护边框的高度大于铝基夹芯厚度。

8.根据权利要求7所述的多层铝基夹芯印制板的制作方法，其特征在于：所述的保护边框内侧设有与铝基夹芯相配合的凹槽。