CN104703394B - 玻纤蜂窝夹层印制电路板的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种玻纤蜂窝夹层印制电路板的制作方法，其包括：步骤S1、提供一玻纤蜂窝芯板，并在该玻纤蜂窝芯板的表面形成一半固化树脂片；步骤S2、对铜箔进行印刷、蚀刻处理，得到一具有电路图形的铜箔；以及步骤S3、将所述具有电路图形的铜箔置于所述半固化树脂片的表面，形成一待层合结构，以小于3℃/min的升温速率对该待层合结构进行加热至所述半固化树脂片融化，并在一定压力作用下，将所述具有电路图形的铜箔压合在所述玻纤维蜂窝芯板的表面，得到所述玻纤蜂窝夹层印制电路板。
Description
技术领域
本发明涉及印制电路板技术领域，尤其涉及一种玻纤蜂窝夹层印制电路板的制作方法。
背景技术
在机载雷达装置、相控阵系统、遥感卫星上应用的大型印制电路馈电板、微带天线和天线阵等，印制板面积很大，经常有几个平方米，甚至于十几个平方米，采用环氧玻纤布基板，容易变形，质量常常达上百千克，需要进行加固，十几个平方米平方米的板，加固结构复杂，安装不便，成本很高，大型印制电路馈电板、微带天线和天线阵等产品的轻型化研究开发，是现代电子装备小型轻型化、高可靠性是发展的重要课题。
据文献资料，欧美等国家十分重视大型天线阵的轻型化研究，如采用钛合金材料、铝塑复合材料、碳纤维复材等，在航天航空及军事领域的应用取得重大进展，但是该类材料介电常数和损耗较大等原因，限制了在大型微带板方面使用，2003年美国Arlon公司推出轻型蜂房式结构的覆铜板材，主要应用于大型遥感天线阵，取得了较好的效果。在我国，则没有相关制作技术的报道。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种玻纤蜂窝夹层印制电路板的制作方法，以解决上述问题。
本发明提供一种玻纤蜂窝夹层印制电路板的制作方法，其包括：
步骤S1、提供一玻纤蜂窝芯板，并在该玻纤蜂窝芯板的表面形成一半固化树脂片；
步骤S2、对铜箔进行印刷、蚀刻处理，得到一具有电路图形的铜箔；
步骤S3、将所述具有电路图形的铜箔置于所述半固化树脂片的表面，形成一待层合结构，以小于3℃/min的升温速率对该待层合结构进行加热至所述半固化树脂片融化，并在一定压力作用下，将所述具有电路图形的铜箔压合在所述玻纤维蜂窝芯板的表面，得到所述玻纤蜂窝夹层印制电路板。
基于上述玻纤蜂窝夹层印制电路板的制作方法，所述步骤S1包括：
步骤S11，提供所述玻纤蜂窝芯板，且该玻纤蜂窝芯板包括用环氧玻璃纤维布制成绝缘的上层基板和下层基板以及夹在该上下两层基板之间的用环氧玻璃纤维材料制成蜂窝状的夹层；
步骤S12，对所述玻纤蜂窝芯板的上层基板进行表面平整性刮胶处理；
步骤S13，对所述经过刮胶处理的玻纤蜂窝芯板的上层基板的表面进行表面粗化处理；以及
步骤S14，采用丝网印刷或涂布机将环氧树脂组合物涂在所述粗化的上层基板表面形成所述半固化树脂片。
基于上述玻纤蜂窝夹层印制电路板的制作方法，所述步骤S14包括：提供一环氧树脂组合物溶液，该环氧树脂组合物溶液包括环氧树脂组合物以及可以溶解该环氧树脂组合物的有机溶剂；采用丝网印刷法或者涂布机将所述环氧树脂组合物溶液涂在所述所述粗化的上层基板表面；以及去除所述涂在所述上层基板表面的环氧树脂组合物溶液中的有机溶剂，得到所述半固化树脂片。
基于上述玻纤蜂窝夹层印制电路板的制造方法制作方法，所述环氧树脂组合物包括环氧树脂、端胺基聚氨酯以及无机填充剂。
基于上述玻纤蜂窝夹层印制电路板的制作方法，所述步骤S2包括：
步骤S21，采用CAD制作一预设电路图形；
步骤S22，对所述预设电路图形进行工艺补偿处理获得菲林底片，并将所述菲林底片上的电路图形印制在所述铜箔的表面；以及
步骤S23，依据所述铜箔上的电路图形对该铜箔进行蚀刻处理，得到所述具有电路图形的铜箔。
基于上述玻纤蜂窝夹层印制电路板的制造方法制作方法，所述步骤S22包括：依据菲林底片光绘误差、图形转移误差以及化学蚀刻工艺误差对所述电路图形进行补偿；对所述菲林底片进行排版设计。
基于上述玻纤蜂窝夹层印制电路板的制造方法制作方法，所述步骤S23包括：依据当前蚀刻速度、蚀刻温度、药水各组份的含量计算出当前蚀刻速率，并依据该当前蚀刻速率调整后续蚀刻速度。
基于上述玻纤蜂窝夹层印制电路板的制造方法制作方法，所述步骤S3包括：
步骤S31，将所述具有电路图形的铜箔覆盖在所述半固化树脂片上形成所述待层合结构，并以小于3℃/min的速率对所述待层合结构进行加热；
步骤S32，当对所述待层合结构加热至所述半固化树脂片的开始融化点时，对所述待层合结构进行加恒压；
步骤S33，在所述恒压下，将所述待层合结构加热至所述半固化树脂片融化到固化的转换状态，并维持该状态一段时间；
步骤S34，在所述恒压下冷却至室温，使得所述具有电路图形的铜箔与所述玻纤蜂窝芯板压合在一起形成所述玻纤蜂窝夹层印制电路板。
基于上述玻纤蜂窝夹层印制电路板的制造方法制作方法，所述步骤S2中，所述半固化树脂为环氧树脂、端胺基聚氨酯以及无机填充剂组成的组合物。
所述步骤S3包括：以2℃/min的升温速率对所述半固化树脂片进行加热，当所述半固化树脂片加热至50℃时，对所述待层合结构施加2.5Mpa的压力；在2.5Mpa的压力下，继续以2℃/min的升温速率对所述半固化树脂片进行加热，加热至80℃时停止升温，并在该温度及压力下维持一段时间；然后，在2.5Mpa的压力下冷却至室温，使得所述铜箔与所述玻纤蜂窝芯板压合在一起得到所述玻纤蜂窝夹层印制电路板。
相对于现有技术，本发明提供的玻纤蜂窝夹层印制电路板的制作方法主要是通过控制调整压合工艺、对菲林底片的电路补偿以及控制蚀刻速度等工艺来制作玻纤蜂窝夹层印制电路板的。由本发明提供的方法制造的玻纤蜂窝夹层印制电路板与环氧玻纤布电路板比较，重量减轻了80％，具有很高的比强度、比刚度，平整度好、不易变形，结构简单，安装方便；而且所述玻纤蜂窝夹层印制电路板可以满足机载雷达装置、相控阵系统、遥感卫星等使用的大型印制电路馈电板、微带天线和大型遥感天线阵的需求。
附图说明
图1为本发明提供的玻纤蜂窝夹层印制电路板的制作方法步骤图。
图2为本发明实施例提供的玻纤蜂窝夹层印制电路板的制作方法中的压合工艺中的温度、时间、压力的曲线图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
请参阅图1，本发明实施例提供一种玻纤蜂窝夹层印制电路板的制作方法，其包括：
步骤S1、提供一玻纤蜂窝芯板，并在该玻纤蜂窝芯板的表面形成一半固化树脂片；
步骤S2、对铜箔进行印刷、蚀刻处理，得到一具有电路图形的铜箔；以及
步骤S3、将所述具有电路图形的铜箔置于所述半固化树脂片的表面，形成一待层合结构，以小于3℃/min的升温速率对该待层合结构进行加热至所述半固化树脂片融化，并在一定压力作用下，将所述具有电路图形的铜箔压合在所述玻纤维蜂窝芯板的表面，得到所述玻纤蜂窝夹层印制电路板。
所述步骤S1包括以下步骤：
步骤S11，提供所述玻纤蜂窝芯板，且该玻纤蜂窝芯板为三层结构，其包括用环氧玻璃纤维布制成绝缘的上层基板和下层基板以及夹在该上下两层基板之间的用环氧玻璃纤维材料制成蜂窝状的夹层；
步骤S12，对所述玻纤蜂窝芯板的上层基板进行表面平整性刮胶处理；
步骤S13，对所述经过刮胶处理的玻纤蜂窝芯板的上层基板的表面进行表面粗化处理；以及
步骤S14，采用丝网印刷或涂布机将环氧树脂组合物涂在所述粗化的上层基板表面形成所述半固化树脂片。
该步骤S14，具体包括：提供一环氧树脂组合物溶液，该环氧树脂组合物溶液包括环氧树脂组合物以及可以溶解该环氧树脂组合物的有机溶剂；采用丝网印刷法或者涂布机将所述环氧树脂组合物溶液涂在所述粗化的上层基板表面；以及去除所述涂在所述上层基板表面的环氧树脂组合物溶液中的有机溶剂，得到所述半固化树脂片。其中，所述环氧树脂组合物为由环氧树脂、端胺基聚氨酯以及无机填充剂组成的组合物。
所述步骤S2包括：
步骤S21，采用CAD制作一预设电路图形；
步骤S22，对所述预设电路图形进行工艺补偿处理获得菲林底片，并将所述菲林底片上的电路图形印制在所述铜箔的表面；以及
步骤S23，依据所述铜箔上的电路图形对该铜箔进行蚀刻处理，得到所述具有电路图形的铜箔。
所述步骤S21中的预设电路图形是依据实际需要设计的，该电路图形中还设计线宽、线距等。
所述步骤S22包括：依据菲林底片光绘误差、图形转移误差以及化学蚀刻工艺误差对所述电路图形进行补偿，以保证蚀刻后线宽与线距达到预期要求；对所述菲林底片进行排版设计，以使得后续层压时受力均匀，保证介质层厚度的均匀性的技术要求。该步骤S22的运用使得所述电路板在进行产业化生产时可以提高生产效率、节约原材料和能源。
所述步骤S23包括：依据当前蚀刻速度、蚀刻温度、药水各组份的含量计算出当前蚀刻速率，并依据该当前蚀刻速率调整后续蚀刻速度。具体地，检测出铜箔的当前蚀刻速度、当前蚀刻温度、药水各组份的当前化学分析纯含量，并依据这些数据计算出所述当前蚀刻速率；依据该当前蚀刻速率调整后续蚀刻速度，从而有效控制蚀刻液的PH值、含铜量、氯离子浓度、温度等技术指标以及其蚀刻时的喷淋压力与角度、摇摆频率、抽风速度、板的输送速率等动态技术指标，保证蚀刻要求，防止所述铜箔上的电路图形中的导线产生过蚀、划伤、锯齿、凹坑、缺口、针孔等影响特性阻抗，导致信号传输失真的不良缺陷产生。
所述步骤S3包括：
步骤S31，将所述具有电路图形的铜箔覆盖在所述半固化树脂片上形成所述待层合结构，并以小于3℃/min的速率对所述待层合结构进行加热；
步骤S32，当对所述待层合结构加热至所述半固化树脂片的开始融化点时，对所述待层合结构进行加恒压；
步骤S33，在所述恒压下，将所述待层合结构加热至所述半固化树脂片融化到固化的转换状态，并维持该状态一段时间；
步骤S34，在所述恒压下冷却至室温，使得所述具有电路图形的铜箔与所述玻纤蜂窝芯板压合在一起形成所述玻纤蜂窝夹层印制电路板。
在所述步骤S3实施的过程中，所述半固化树脂片是匀速升温的。即，在所述步骤S31至S33中，所述半固化树脂片的升温速率是一致的。优选地，所述半固化树脂片的升温速率大于等于1.5℃/min，且小于等于2.5℃/min；更优选地，所述半固化树脂片的升温速率为2℃/min。
在所述步骤S3中，当所述半固化树脂片开始融化后，就对该半固化树脂片施加压力，并保持该压力不变，直至压合工艺完成。也就是说，所述步骤S32至S34中的压力是一致的、恒定的。所述恒压优选为2～3Mpa，如2.5Mpa。所述恒压的选择与所述半固化树脂片的成分有关。优选地，在所述恒压下，所述半固化树脂片不会使所述具有电路图形的铜箔表面含胶不均或滑板，也不会使具有电路图形的铜箔与蜂窝夹层黏连性不够或层压后铜箔可剥离。
需要说明的是，本发明提供的玻纤蜂窝夹层印制电路板的制作方法中的步骤S1和步骤S2没有先后顺序，可以调换。
下面以具体实施例进一步说明本发明。
实施例
提供所述玻纤蜂窝芯板，该玻纤蜂窝芯板包括上、中、下层三层结构，上层及下层均为由环氧玻璃纤维布制成的绝缘层，中间层为由环氧玻璃纤维材料制成的蜂窝状结构。对所述玻纤蜂窝芯板的上层进行表面平整性刮胶处理；然后，对所述经过刮胶处理的玻纤蜂窝芯板的上层表面进行表面粗化处理，并采用丝网印刷法将环氧树脂组合物涂在所述粗化的上层基板表面形成所述半固化树脂片，其中，所述环氧树脂组合物的组成为环氧树脂、端胺基聚氨酯以及无机填充剂组成的组合物。
采用CAD制作一预设电路图形；对所述预设电路图形进行工艺补偿处理，使得所述预设电路图形中的线宽由0.10mm补偿至0.11mm，两条宽为0.10mm的导线之间的线距实际上减少了0.02mm，从而获得菲林底片，并将所述菲林底片上的电路图形印制在所述铜箔的表面；以及依据所述铜箔上的电路图形对该铜箔进行蚀刻处理，得到具有电路图形的铜箔。
将所述具有电路图形的铜箔覆盖在所述半固化树脂片上形成一待层合结构，并在该待层合结构中的所述铜箔的上表面及所述玻纤蜂窝芯板的下层表面分别层叠10张牛皮纸；以2℃/min的升温速率对所述半固化树脂片进行加热，当所述半固化树脂片加热至50℃时，对所述待层合结构施加2.5Mpa的压力；在2.5Mpa的压力下，继续以2℃/min的升温速率对所述半固化树脂片进行加热，加热至80℃时停止升温，并在该温度及压力下维持一段时间；然后，在2.5Mpa的压力下冷却至室温，使得所述铜箔与所述玻纤蜂窝芯板压合在一起得到所述玻纤蜂窝夹层印制电路板。其中，在该压合过程中的相关参数可以参见表1，其中的温度、时间、压力的曲线图可以参阅图2。
表1 层压参数及条件
本发明实施例提供的玻纤蜂窝夹层印制电路板的制作方法主要是通过控制调整压合工艺、对菲林底片的电路补偿以及控制蚀刻速度等工艺来制作玻纤蜂窝夹层印制电路板的，且该制得的玻纤蜂窝夹层印制电路板与环氧玻纤布电路板比较，重量减轻了80％，具有很高的比强度、比刚度，平整度好、不易变形，结构简单，安装方便；而且所述玻纤蜂窝夹层印制电路板可以满足机载雷达装置、相控阵系统、遥感卫星等使用的大型印制电路馈电板、微带天线和大型遥感天线阵的需求。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种玻纤蜂窝夹层印制电路板的制作方法，其包括：
步骤S1、提供一玻纤蜂窝芯板，并在该玻纤蜂窝芯板的表面形成一半固化树脂片；
步骤S2、对铜箔进行印刷、蚀刻处理，得到一具有电路图形的铜箔；
步骤S3、将所述具有电路图形的铜箔置于所述半固化树脂片的表面，形成一待层合结构，以小于3℃/min的升温速率对该待层合结构进行加热至所述半固化树脂片融化，并在一定压力作用下，将所述具有电路图形的铜箔压合在所述玻纤维蜂窝芯板的表面，得到所述玻纤蜂窝夹层印制电路板；
所述步骤S2包括：
步骤S21，采用CAD制作一预设电路图形；
步骤S22，对所述预设电路图形进行工艺补偿处理获得菲林底片，并将所述菲林底片上的电路图形印制在所述铜箔的表面；以及
步骤S23，依据所述铜箔上的电路图形对该铜箔进行蚀刻处理，得到所述具有电路图形的铜箔。
2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤S1包括：
步骤S11，提供所述玻纤蜂窝芯板，且该玻纤蜂窝芯板包括用环氧玻璃纤维布制成绝缘的上层基板和下层基板以及夹在该上下两层基板之间的用环氧玻璃纤维材料制成蜂窝状的夹层；
步骤S12，对所述玻纤蜂窝芯板的上层基板进行表面平整性刮胶处理；
步骤S13，对所述经过刮胶处理的玻纤蜂窝芯板的上层基板的表面进行表面粗化处理；以及
步骤S14，采用丝网印刷或涂布机将环氧树脂组合物涂在所述粗化的上层基板表面形成所述半固化树脂片。
3.如权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S14包括：提供一环氧树脂组合物溶液，该环氧树脂组合物溶液包括环氧树脂组合物以及可以溶解该环氧树脂组合物的有机溶剂；采用丝网印刷法或者涂布机将所述环氧树脂组合物溶液涂在所述所述粗化的上层基板表面；以及去除所述涂在所述上层基板表面的环氧树脂组合物溶液中的有机溶剂，得到所述半固化树脂片。
4.如权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述环氧树脂组合物包括环氧树脂、端胺基聚氨酯以及无机填充剂。
5.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S22包括：依据菲林底片光绘误差、图形转移误差以及化学蚀刻工艺误差对所述电路图形进行补偿；对所述菲林底片进行排版设计。
6.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S23包括：依据当前蚀刻速度、蚀刻温度、药水各组份的含量计算出当前蚀刻速率，并依据该当前蚀刻速率调整后续蚀刻速度。
7.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
步骤S31，将所述具有电路图形的铜箔覆盖在所述半固化树脂片上形成所述待层合结构，并以小于3℃/min的速率对所述待层合结构进行加热；
步骤S32，当对所述待层合结构加热至所述半固化树脂片的开始融化点时，对所述待层合结构进行加恒压；
步骤S33，在所述恒压下，将所述待层合结构加热至所述半固化树脂片融化到固化的转换状态，并维持该状态一段时间；
步骤S34，在所述恒压下冷却至室温，使得所述具有电路图形的铜箔与所述玻纤蜂窝芯板压合在一起形成所述玻纤蜂窝夹层印制电路板。
8.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述半固化树脂为环氧树脂、端胺基聚氨酯以及无机填充剂组成的组合物。
9.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S3包括：以2℃/min的升温速率对所述半固化树脂片进行加热，当所述半固化树脂片加热至50℃时，对所述待层合结构施加2.5Mpa的压力；在2.5Mpa的压力下，继续以2℃/min的升温速率对所述半固化树脂片进行加热，加热至80℃时停止升温，并在该温度及压力下维持一段时间；然后，在2.5Mpa的压力下冷却至室温，使得所述铜箔与所述玻纤蜂窝芯板压合在一起得到所述玻纤蜂窝夹层印制电路板。
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