具体实施方式
本发明实施例提供厚铜电路板及其制作方法,以解决传统的蚀刻工艺存在的上述缺陷以及难以传统的蚀刻工艺制作铜厚超过1mm的厚铜电路板的问题。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
下面通过具体实施例,分别进行详细的说明。
请参考图1,本发明实施例提供一种厚铜电路板的制作方法,可包括:
100、预先制作至少一个厚铜线路块。
本实施例中,预先制作至少一个厚铜线路块,由至少一个厚铜线路块形成用于承载大电流(例如超过50A或500A的电流)的内层厚铜线路层。该预先制作至少一个厚铜线路块的步骤可包括:
1001、提供厚铜板。
本实施例中,根据需要的内层厚铜线路层的厚度,提供相应厚度的厚铜板,作为厚铜线路块的制作材料。一般的,厚铜板的厚度不小于0.4毫米。例如,依据需要下料相应尺寸和30OZ厚度的厚铜板。冲压之前,还可对厚铜板表面进行清洁,清洁步骤可包括除油、微蚀和表面粗糙处理等。所说的厚铜板具体可以是铜板或者铜合金板等。
1002、从所述厚铜板上冲压形成所述至少一个厚铜线路块。
冲压步骤可包括:首先,如图2a所示,在厚铜板30上绘制所需要的每一个厚铜线路块301的图形;然后,利用冲压设备将每一个图形从厚铜板30上冲压下来,形成所需要的至少一个厚铜线路块301,如图2b所示。所说的厚铜线路块301具体可以是厚铜线路或者焊盘或者其它所需要的图形。
其中,为了防止各个厚铜线路块搞混,在厚铜板上绘制出厚铜线路块图形之后,冲压之前或之后,可以在至少一个厚铜线路块上分别印制不同的标识,所说的标识可以是编号、字符或者文字或者其组合或者其它任意形式。例如,在第一个厚铜线路块上印刷编号“1”,在第二个厚铜线路块上印刷编号“2”,等等。从而便于识别,方便后续装配压合。冲压完成后,可以对厚铜线路块进行正常的棕化等处理。
其中,利用冲压设备将每一个图形从厚铜板上冲压下来可包括:依据内层厚铜线路层所包括的各个厚铜线路块的形状分别制作冲压模具,依据厚铜板上预先制作的定位孔将厚铜板固定在冲压设备中,采用冲压模具对厚铜板进行冲压,将相应形状的厚铜线路块冲离出来。
110、将至少一个厚铜线路块置于承载板的预设位置上。
本步骤中,按照所需要形成的内层厚铜线路图形的要求,将预先制作的至少一个厚铜线路块分别置于承载板相应的预设位置上。所说的承载板是具有一定硬度的绝缘材料,例如,可以利用覆铜板中间的绝缘层作为该承载板,承载板的硬度大于绝缘粘结层(例如半固化片)。
如图2c所示,可以在承载板40的对应于每个厚铜线路块的位置,预先印制对应的厚铜线路块的图形,为了避免搞混,还可在每个图形中印制与对应的厚铜线路块上的标识一致的标识,例如,在对应于印刷有标识“1”的厚铜线路块的图形的位置也印刷上标识“1”。于是,在将厚铜线路块置于承载板上时,可以按照各自的标识对应配置,防止放错位置。
本发明的一些实施例中,为了防止置于承载板40上的厚铜线路块301移位,可以利用粘性材料例如胶水将厚铜线路块301粘附到承载板40上的预设位置。
120、在所述承载板上依次层叠第一粘结层、固定板、第二粘结层和外层板,其中,所述第一粘结层、固定板和第二粘结层上设有容纳所述至少一个厚铜线路块的开槽,所述开槽不贯穿所述第二粘结层。
如图2d所示,本步骤中为压合步骤进行配板,依次包括以下各层:
承载板40,第一粘结层51、固定板60、第二粘结层52和外层板70。
其中,第一粘结层51和固定板60的厚度之和小于厚铜线路块301的厚度,第一粘结层51、固定板60和第二粘结层52的厚度之和大于厚铜线路块301的厚度。且,第一粘结层51、固定板60和第二粘结层52上设有容纳厚铜线路块301的开槽。该开槽贯穿第一粘结层51和固定板60,但是不贯穿第二粘结层52,以便在压合之后,使第二粘结层52成为厚铜线路块301与外层板70之间的介电层。
下面对上述各层及其作用依次进行说明:
承载板40,用于承载和支撑厚铜线路块301,防止厚铜线路块301在层压时上下移动,具体应用中,可以利用覆铜板中间的绝缘层或者相同及相似的材料作为该承载板40。
固定板60,可以具有和承载板40相同的材料结构,其中间的开槽与厚铜线路块301相匹配,该固定板60的主要作用是:1、利用其刚性固定厚铜线路块块,防止压合时厚铜线路块左右移动;2、支撑上下两边第一粘结层51和第二粘结层52,防止配板时第一或第二粘结层起皱,和层压时第一或第二粘结层流胶太多导致的缺胶;3,在两层粘结层中间置以具有较高硬度的固定板,可以提高压合后制得的厚铜电路板的厚度均匀性。
第一粘结层51和第二粘结层52,具体可以是半固化片,即,PP片,PP片主要由树脂和增强材料组成,增强材料又分为玻纤布、纸基、复合材料等几种类型。第一或第二粘结层的主要作用是粘结其它各层,以及填充厚铜线路块间隙,防止缺胶或分层。其中,第一或第二粘结层均可以包括多层PP片。
外层板70,作为外层,可用于制作外层线路。该外层板可以是单纯的金属层,或者,绝缘层,或者,也可以是单面覆铜板或者双面覆铜板。本文中以外层板70为金属层为例。
130、将所述承载板、第一粘结层、固定板、第二粘结层和外层板压合为一体,制得厚铜线路块埋设于第一粘结层、固定板和第二粘结层的开槽中的厚铜电路板。
如图2e所述,本步骤中将承载板40,第一粘结层51、固定板60、第二粘结层52和外层板70压合为一体,制得厚铜电路板。该厚铜电路板中,所述至少一个厚铜线路块301形成埋设于厚铜电路板内部的内层厚铜线路层,该内层厚铜线路层301用于承载50A乃至500A以上的大电流。
可选的,压合步骤之后,还可以包括其它一些常规步骤,例如在外层板70上制作外层线路,钻孔,阻焊,镀金等。其中,钻孔步骤中可以加工出抵达或贯穿厚铜线路块301的盲孔或通孔,并金属化,作为大电流输出或输出的端子。
由上可见,本发明实施例采用预先制作出至少一个厚铜线路块,将至少一个厚铜线路块在压合步骤中埋设于承载板、第一粘结层、固定板、第二粘结层和外层板之间,形成一内层厚铜线路层的技术方案,可以制作出具有任意铜厚的厚铜电路板,解决了传统的蚀刻工艺难以应对厚铜电路板制作的问题。另外,本发明实施例技术方案还具有如下技术效果:
1、采用常规的蚀刻工艺加工厚铜电路板时,由于蚀刻深度较深,线路的肩部会形成披峰,于是压合步骤中,半固化片的胶材会流入线路间隙的凹槽中,线肩的披峰会接触到半固化片中的玻纤材料并使玻纤材料受挤压出现裂纹或断裂影响产品可靠性。而本发明实施例中,则是采用嵌入式工艺将厚铜线路块埋设到各层的开槽中进行压合,完全可以避免上述的线肩披峰挤压玻纤材料影响可靠性的问题。
2、采用常规的蚀刻工艺加工厚铜电路板时,在蚀刻深度较深时,往往会在蚀刻出的凹槽中先填充树脂,再进行压合。但是,填充树脂时,会带入大量的气泡,导致压合时因此产生分层和爆板;即便没有爆板,所印刷的树脂也会导致电路板的硬度非常大,给后续钻孔工序增加困难。而本发明实施例中,则是采用嵌入式工艺将厚铜线路块埋设到各层的开槽中进行压合,不需要印刷树脂,因此,完全可以避免上述气泡导致分层和爆板以及增加硬度的问题。
3、采用常规的蚀刻工艺加工厚铜电路板时,如遇到图形分布不均匀,过多的PP片配置会使板厚不均匀,且随着铜厚的增加,板厚不均匀度也增加,从而导致外图贴膜时贴膜不牢而出现外层线路缺口开路。而本发明实施例中,内层厚铜线路层是埋在PP片中,且PP片之间还设有固定板,因此可保证最终板厚的均匀性和一致性,进而避免因此出现外层线路缺口开路等问题。
4、本发明实施例方法的内层厚铜线路层不采用蚀刻工艺加工,不存在侧蚀问题,因而能制作精度较高的细密线路。
5、本发明实施例方法制作的厚铜电路板中,承载大电流的厚铜线路层埋设于内层,承载普通信号的线路层则位于其它线路层,即,大电流和普通信号分别承载于不同的线路层中,从而避免了大电流发热等因素对普通信号线路层的影响。
6、传统蚀刻工艺制作的厚铜电路板通常需要层叠较厚的半固化片,后续钻孔时,高温的钻头会导致半固化片之间粘结在一起,冷却之后拉扯容易撕裂;而本发明实施例方法制作的厚铜电路板中,在多层半固化片之间增设了固定板,可以避免或缓解因钻孔导致的容易因拉扯而撕裂等问题。
请参考图3,本发明实施例的另一种厚铜电路板的制作方法,可包括:
200、预先制作至少一个第一厚铜线路块和至少一个第二厚铜线路块。
本步骤中制作第一或第二厚铜线路块的工艺方法与图1实施例中相同,例如包括:提供厚铜板;从所述厚铜板上冲压形成所述至少一个第一厚铜线路块和所述至少一个第二厚铜线路块;此处不再赘述。
210、将至少一个第一厚铜线路块置于第一承载板的预设位置上,以及,将至少一个第二厚铜线路块置于第二承载板的预设位置上。
本步骤中制作第一或第二厚铜线路块置于第一或第二承载板上的工艺方法与图1实施例中相同,例如,将厚铜线路块置于承载板上之前,还可包括:在所述至少一个第一厚铜线路块和所述至少一个第二厚铜线路块上分别印制不同的标识;在所述第一承载板上对应于每个第一厚铜线路块的位置,分别印制与每个第一厚铜线路块相同的标识;在所述第二承载板上对应于每个第二厚铜线路块的位置,分别印制与每个第二厚铜线路块相同的标识。此处不再赘述。
220、在所述第一承载板上依次层叠第一粘结层、第一固定板、第二粘结层和第一外层板,其中,所述第一粘结层、第一固定板和第二粘结层上设有容纳所述至少一个第一厚铜线路块的开槽,所述第一开槽不贯穿所述第二粘结层;在所述第二承载板上依次层叠第三粘结层、第二固定板、第四粘结层和第二外层板,其中,所述第三粘结层、第二固定板、第四粘结层上设有容纳所述至少一个第二厚铜线路块的第二开槽,所述第二开槽不贯穿所述第四粘结层;在所述第一承载板和第二承载板之间布置中间粘结层。
本步骤中为后续压合步骤配板的工艺方法与图1实施例中相同,此处不再赘述。需要指出的是,如图4a所示,需要在第一承载板40A和第二承载板40B之间布置中间粘结层50,且上述各层从上到下的次序为:
第一外层板70A、第二粘结层52、第一固定板60A、第一粘结层51、第一承载板40A、中间粘结层50、第二承载板40B、第三粘结层53、第二固定板60B、第四粘结层54和第二外层板压70B。
其中,第一厚铜线路块301A容纳在第一粘结层51、第一固定板60A和第二粘结层52的第一开槽中,第二厚铜线路块301B容纳在第三粘结层53、第二固定板60B、第四粘结层54的第二开槽中。
230、将所述第一外层板、第二粘结层、第一固定板、第一粘结层、第一承载板、中间粘结层、第二承载板、第三粘结层、第二固定板、第四粘结层和第二外层板压合为一体,制得厚铜电路板,使得第一厚铜线路块埋设于第一粘结层、第一固定板和第二粘结层的开槽中,第二厚铜线路块埋设于第三粘结层、第二固定板和第四粘结层的开槽中。
本步骤中,将图4a中的各层压合为一体,压合后得到的厚铜电路板如图4b所示。该厚铜电路板中,所述至少一个第一厚铜线路块301A形成第一内层厚铜线路层,所述至少一个第二厚铜线路块301B形成第二内层厚铜线路层,该第一或第二内层厚铜线路层用于承载50A乃至500A以上的大电流。
可选的,压合步骤之后,还可以包括其它一些常规步骤,例如在第一或第二外层板上制作外层线路,钻孔,阻焊,镀金等。其中,钻孔步骤中可以加工一些抵达或贯穿第一或第二厚铜线路块的盲孔或通孔,并金属化,作为大电流输出或输出的端子。
由上可见,本发明实施例采用预先制作出至少一个厚铜线路块,将至少一个厚铜线路块压合到承载板、第一粘结层、固定板、第二粘结层和外层板之间,形成一内层厚铜线路层的技术方案,可以制作出具有任意铜厚的厚铜电路板,解决了传统的蚀刻工艺存在的多种缺陷以及传统的蚀刻工艺难以制作铜厚超过1mm的厚铜电路板的问题。
另外,本发明实施例技术方案还具有如下技术效果:
1、采用常规的蚀刻工艺加工厚铜电路板时,由于蚀刻深度较深,线路的肩部会形成披峰,于是压合步骤中,半固化片的胶材会流入线路间隙的凹槽中,线肩的披峰会接触到半固化片中的玻纤材料并使玻纤材料收挤压出现裂纹或断裂影响产品可靠性。而本发明实施例中,则是采用嵌入式工艺将厚铜线路块嵌入到各层的开槽中进行压合,完全可以避免上述的线肩披峰挤压玻纤材料影响可靠性的问题。
2、采用常规的蚀刻工艺加工厚铜电路板时,在蚀刻深度较深时,往往会在蚀刻出的凹槽中先填充树脂,再进行压合。但是,填充树脂时,会带入大量的气泡,导致压合是因此产生分层和爆板。即便没有爆板,所印刷的树脂会导致电路板的硬度非常大,给后续钻孔工序增加了困难。而本发明实施例中,则是采用嵌入式工艺将厚铜线路块嵌入到各层的开槽中进行压合,不需要印刷树脂,因此,完全可以避免上述气泡导致分层和爆板以及增加硬度的问题。
3、采用常规的蚀刻工艺加工厚铜电路板时,如遇到图形分布不均匀,过多的PP片配置会使板厚不均匀,且随着铜厚的增加,板厚不均匀度也增加,从而导致外图贴膜时贴膜不牢而出现外层线路缺口开路。而本发明实施例中,内层厚铜线路层是埋在PP片中,可保证最终板厚的均匀性和一致性,进而也避免因此出现外层线路缺口开路等问题。
4、本发明实施例方法的内层厚铜线路层不采用蚀刻工艺加工,不存在侧蚀问题,因而能制作较为精细的细密线路。
5、本发明实施例方法制作的厚铜电路板中,承载大电流的厚铜线路层埋设于内层,承载普通信号的线路层则位于其它线路层,即,大电流和普通信号分别承载于不同的线路层中,从而避免了大电流发热等因素对普通信号线路层的影响。
6、传统蚀刻工艺制作的厚铜电路板通常需要层叠较厚的半固化片,后续钻孔时,高温的钻头会导致半固化片之间粘结在一起,冷却之后拉扯容易撕裂;而本发明实施例方法制作的厚铜电路板中,在多层半固化片之间增设了固定板,可以避免或缓解因钻孔导致的容易因拉扯而撕裂等问题。
请参考图2c和2d,本发明实施例提供一种厚铜电路板,可包括:
依次叠合的承载板40、第一粘结层51、固定板60、第二粘结层52和外层板70;其中,所述第一粘结层51、固定板60、第二粘结层52上设有开槽,所述开槽不贯穿所述第二粘结层52,至少一个厚铜线路块301埋设于所述开槽中,所述至少一个厚铜线路块301形成内层厚铜线路层。
可选的,所述内层厚铜线路层的厚度不小于0.4毫米。
本发明实施例提供的厚铜电路板为采用图1实施例方法所制得,更详细的描述请参考图1实施例中的相关记载。
由上可见,本发明实施例的厚铜电路板,包括承载板、第一粘结层、固定板、第二粘结层和外层板,至少一个厚铜线路块压合到上述各层之间形成一内层厚铜线路层,该内层厚铜线路层可以具有任意铜厚。另外,本发明实施例技术方案还具有如下技术效果:
1、本发明实施例的厚铜电路板中,承载大电流的厚铜线路层埋设于内层,承载普通信号的线路层则位于其它线路层,即,大电流和普通信号分别承载于不同的线路层中,从而避免了大电流发热等因素对普通信号线路层的影响。
2、本发明实施例厚铜电路板的内层厚铜线路层不是采用蚀刻工艺加工的,不存在侧蚀问题,因而可以是具有精度较高的细密线路。
3、而本发明实施例的厚铜电路板中,内层厚铜线路层是埋在PP片中,且PP片之间还设有固定板,因板厚的均匀性和一致性较好,可避免因此出现外层线路缺口开路等问题。
4、本发明实施例的厚铜电路板中没有印刷树脂层,没有引入气泡,从而各层之间结合力较好,且没有因印刷树脂层而提高硬度,方便了后续钻孔。
请参考图4a和4b,本发明实施例提供一种厚铜电路板,可包括:
依次叠合的第一外层板70A、第二粘结层52、第一固定板60A、第一粘结层51、第一承载板40A、中间粘结层50、第二承载板40B、第三粘结层53、第二固定板60B、第四粘结层54和第二外层板压70B;其中,
所述第一粘结层51、第一固定板60A和第二粘结层52上设有第一开槽,所述第一开槽不贯穿所述第二粘结层52,至少一个第一厚铜线路块301A埋设于所述第一开槽中,所述至少一个第一厚铜线路块301A形成第一内层厚铜线路层;
所述第三粘结层53、第二固定板60B、第四粘结层54上设有第二开槽,所述第二开槽不贯穿所述第四粘结层54,至少一个第二厚铜线路块301B埋设于所述第二开槽中,所述至少一个第二厚铜线路块301B形成第二内层厚铜线路层。
可选的,所述第一和第二内层厚铜线路层的厚度均不小于0.4毫米。
本发明实施例提供的厚铜电路板为采用图3实施例方法所制得,更详细的描述请参考图3实施例中的相关记载。
由上可见,本发明实施例的厚铜电路板,包括上述各层,至少一个第一厚铜线路块和至少一个第二厚铜线路块压合到上述各层之间形成第一和第二内层厚铜线路层,该第一和第二内层厚铜线路层可以具有任意铜厚。另外,本发明实施例技术方案还具有如下技术效果:
1、本发明实施例的厚铜电路板中,承载大电流的厚铜线路层埋设于内层,承载普通信号的线路层则位于其它线路层,即,大电流和普通信号分别承载于不同的线路层中,从而避免了大电流发热等因素对普通信号线路层的影响。
2、本发明实施例厚铜电路板的内层厚铜线路层不是采用蚀刻工艺加工的,不存在侧蚀问题,因而可以是具有精度较高的细密线路。
3、而本发明实施例的厚铜电路板中,内层厚铜线路层是埋在PP片中,且PP片之间还设有固定板,因板厚的均匀性和一致性较好,可避免因此出现外层线路缺口开路等问题。
4、本发明实施例的厚铜电路板中没有印刷树脂层,没有引入气泡,从而各层之间结合力较好,且没有因树脂层提高印度,方便了后续钻孔。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详细描述的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明并不受所描述动作顺序的限制,因为依据本发明,某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
以上对本发明实施例所提供的厚铜电路板及制作方法进行了详细介绍,但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,不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员,依据本发明的思想,在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。