CN104812157A - 电源印制线路板及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于印制线路板技术领域，提供了一种电源印制线路板的加工方法以及采用该加工方法形成的电源印制线路板，旨在解决现有技术中电源印制线路板的耐电压能力差且板厚厚度大不便于组装的问题。该电源印制线路板的加工方法包括以下步骤：制作内层芯板，提供软板覆铜板作为内部芯板，软板覆铜板包括聚酰亚胺基材和设置于聚酰亚胺基材两相对表面的铜箔层；对铜箔层表面进行等离子粗化处理；层叠和压合以形成多层线路板；对多层线路板进行钻孔加工并形成导通孔；等离子除胶；对导通孔进行金属化处理并在外部铜层上形成外部线路图形。该加工方法利用软板覆铜板作为内层芯板，提高了软板覆铜板的耐电压能力，有效地降低了电源印制线路板的厚度。

Description

电源印制线路板及其加工方法

技术领域

本发明属于印制线路板技术领域，尤其涉及一种电源印制线路板的加工方法以及采用该加工方法形成的电源印制线路板。

背景技术

在印制线路板行业内，电源印制线路板是印制线路板行业内加工的主要产品之一，多层电源印制线路板的应用范围越来越广。

电源印制线路板经常经过大电流，为了保证功能性，产品的内层铜厚必须做厚，以降低电流过大产生的电阻，防止烧板等问题；同时，电源印制线路板的使用条件严格，要求耐高压（5000V以上）且防止高压击穿，防止发生安全事故。

电源印制线路板的成品板厚比较厚，但是出于实际组装的考虑，如何保证其功能性并降低电源印制线路板厚已成为行业内亟待解决的问题。然而，通常在解决上述问题时会遇到以下主要技术难点：内外层铜厚≥3OZ、FR4芯板耐电压能力差、铜箔毛面的粗糙度较大；通过高压以后，介质层两面的铜牙与铜牙很容易击穿，FR4芯板厚度至少需要0.2mm，才可以保证高压5000V合格。因此，FR4芯板厚度限制了电源印制线路板的板厚，电源印制线路板的板厚就限制了电源印制线路板的组装，从而限制了电源印制线路板朝着小、薄方向发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电源印制线路板的加工方法，采用软板覆铜板作为电源印制线路板的内层芯板，软板覆铜板包括聚酰亚胺基材和设置于聚酰亚胺基材两相对表面的铜箔层，旨在解决现有技术中电源印制线路板的耐电压能力差且板厚厚度大不便于组装的问题。

本发明是这样实现的，一种电源印制线路板的加工方法包括以下步骤：

提供软板覆铜板作为内层芯板，所述软板覆铜板包括聚酰亚胺基材和设置于所述聚酰亚胺基材两相对表面的铜箔层，所述铜箔层为压延铜箔，利用内层图形转移对所述铜箔层进行处理并形成内部线路图形；

板面处理，对所述铜箔层表面进行等离子粗化处理并使所述铜箔层粗糙，并对经等离子粗化后的所述铜箔层进行棕化处理；

层叠和压合，提供至少两块半固化片、至少一块内层芯板以及两块外部铜层，将所述外部铜层、所述半固化片、所述内层芯板、所述半固化片和所述外部铜层依次进行层叠设置并放入层压设备中进行层压处理，形成多层线路板；

钻孔，沿所述外部铜层对所述多层线路板进行钻孔加工并形成贯穿所述多层线路板的导通孔；

等离子除胶，利用等离子清洗机清除所述导通孔内因钻孔加工残留的钻污；以及

外层处理，对所述导通孔进行金属化处理并在所述外部铜层上形成外部线路图形。

进一步地，在制作内层芯板的步骤中，还包括对经内层图形转移处理后的所述内层芯板进行烤板处理，烤板的工艺条件是在温度为120℃条件下烘烤1～3小时。

进一步地，在层叠和压合步骤中，压合工艺参数：层压温度为15～20℃，全压下净压时间为60分钟，升温速率为在10～20分钟内由室温升至173℃，压力为150～300牛每平方厘米，在5～8秒内达到全压力。

进一步地，在钻孔步骤中，钻孔方式可以是预先冲制法、机械钻孔法、激光钻孔法、等离子体蚀刻法或者化学蚀刻法。

优选地，在钻孔步骤中，采用机械钻孔法进行钻孔加工的工艺参数进刀速度为25.0毫米每秒以及旋转速度为75千转每分钟。

进一步地，在外层处理步骤中还包括：

沉铜、板电，对所述导通孔进行沉铜处理并在所述导通孔之孔壁上形成沉铜层，对沉铜处理后的所述导通孔进行板电处理并加厚所述沉铜层的厚度；

外层图形，提供干膜并将所述干膜贴附于所述外部铜层表面，提供菲林图形并将所述菲林图形经曝光和显影转移至所述外部铜层表面上以形成所述外层线路图形；

图形电镀，采用酸铜电镀的方式在所述外层线路图形和所述沉铜层表面形成加厚铜层并在所述加厚铜层上形成镀锡层；

外层蚀刻，对外层图形步骤中未曝光的铜箔层进行蚀刻处理。

本发明的另一目的在于提供一种电源印制线路板，采用上述电源印制线路板的加工方法而制成，包括至少一块软板覆铜板、多个半固化片以及设置于所述软板覆铜板相对两表面的外部铜层，所述半固化片设置于所述软板覆铜板与所述外部铜层之间，所述软板覆铜板包括聚酰亚胺基材以及设置于所述聚酰亚胺基材相对两表面的铜箔层，所述铜箔层为压延铜箔。

进一步地，所述软板覆铜板的数量为3，相邻两所述软板覆铜板之间设有半固化片。

本发明实施例提供的电源印制线路板的加工方法利用软板覆铜板作为电源印制线路板的内层芯板，提高了软板覆铜板的耐电压能力，满足了电源印制线路板耐高电压的要求，而且还有效地降低了电源印制线路板的厚度，方便组装，有利于电源印制线路板朝着小、薄方向发展。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电源印制线路板的加工方法的流程图。

图2是本发明实施例提供的内层芯板的结构示意图。

图3是本发明实施例提供的电源印制线路板的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图1至图3，本发明实施例提供的电源印制线路板的加工方法包括以下步骤：

S1：提供软板覆铜板10作为内层芯板，所述软板覆铜板10包括聚酰亚胺基材11和设置于所述聚酰亚胺基材11两相对表面的铜箔层12，所述铜箔层12为压延铜箔，利用内层图形转移对所述铜箔层12进行处理并形成内部线路图形（图未示）；可以理解地，所述软板覆铜板10为双面覆铜板，即所述铜箔层12设置于所述聚酰亚胺基材11的两相对表面。采用粘接材料将所述聚酰亚胺基材11与所述铜箔层12粘接在一起，或者直接将所述铜箔层12粘附在所述聚酰亚胺基材11表面。优选地，可以采用溅射电镀法、层压法或者预铸覆涂法使聚酰亚胺基材11与所述铜箔层12直接粘结；对于层压法，利用与膜的化学性质相似的黏结剂将聚酰亚胺基材11与铜箔层12层压在一起，该黏结剂在层压后不呈现分离；对于预铸覆涂法，将液体聚酰亚胺涂布在铜箔层12上并进行固化形成聚酰亚胺覆铜箔基材，以直接将所述铜箔层12粘附在所述聚酰亚胺基材11表面上。由于聚酰亚胺的绝缘性能极好，厚度为0.025毫米的聚酰亚胺基材11可以耐3500伏的电压，耐电压能力强，是相同厚度的FR4基材的3.5倍。所述铜箔层12的压延方向与所述软板覆铜板10的挠性方向相同，所述铜箔层12的延展率为20%～45%，其厚度为4oz（盎司）。与电解铜箔相比，压延铜箔的毛面粗糙度是电解铜箔的1/2，增加了软板覆铜板10的两面铜箔层12的距离，降低了产生电压击穿的可能性，因此，使用软板覆铜板10作为电源印制线路板的内层芯板大大提升了电源印制线路板的可靠性，同时可以有效地降低电源印制线路板的厚度。

S2：板面处理，对所述铜箔层12表面进行等离子粗化处理并使所述铜箔层12粗糙，并对经等离子粗化后的所述铜箔层12进行棕化处理；可以理解地，利用等离子粗化处理工艺对所述铜箔层12进行粗化处理，使所述铜箔层12变粗糙，优选地，利用等离子表面处理机产生等离子体，所述等离子体与铜箔层12接触并进行物理和化学反应，产生刻蚀而使所述铜箔层12变粗糙，以增加所述铜箔层12的粘结能力。另外，采用棕化处理工艺对变粗糙的所述铜箔层12进一步粗化，在所述铜箔层12表面形成一层氧化层，以进一步增加所述铜箔层12的粘结能力。

S3：层叠和压合，提供至少两块半固化片20、至少一块内层芯板以及两块外部铜层30，将所述外部铜层30、所述半固化片20、所述内层芯板、所述半固化片20和所述外部铜层30依次进行层叠设置并放入层压设备中进行层压处理，形成多层线路板；可以理解地，当具有一块内层芯板时，则所形成的多层线路板为四层线路板；当采用两块内层芯板时，则需要三块半固化片20，在两块内层芯板之间设置一块半固化片20，所形成的多层线路板为六层线路板；当采用三块内层芯板时，则需要五块半固化片20，在相邻两内层芯板之间设置一块半固化片20，所形成的多层线路板为八成线路板。当采用的内层芯板数量不同，所形成的多层线路板的层数也不同，按照上述依次类推，此处不赘述。优选地，压合时，采用专用的快速真空压合设备或者多层板层压机进行压合处理。由于聚酰亚胺基材11中聚酰亚胺材料的热涨缩系数较高，是常见的FR4材料的近2倍，在压合处理后，对所述聚酰亚胺基材11提供预拉长系数，该系数范围为6/万-10/万，从而避免了在压合受热后聚酰亚胺基材11与铜箔层12因涨缩差异而出现内应力，保证了所述聚酰亚胺基材11与铜箔层12之间的平衡力而不出现收缩变形，避免了造成所述软板覆铜板10上的内部线路图形失真。

S4：钻孔，沿所述外部铜层30对所述多层线路板进行钻孔加工并形成贯穿所述多层线路板的导通孔40；可以理解地，对所述多层线路板进行钻孔加工，形成贯穿内部线路层的导通孔40，使外部铜层30与内层芯板的铜箔层12相连通。

S5：等离子除胶，利用等离子清洗机清除所述导通孔40内因钻孔加工残留的钻污；可以理解地，利用等离子表面处理机产生等离子体，所述等离子体与导通孔40之孔壁接触并去除因钻孔加工残留在孔壁上的钻污，例如，残留胶和油污等。

S6：外层处理，对所述导通孔40进行金属化处理并在所述外部铜层30上形成外部线路图形。可以理解地，通过对所述导通孔40进行金属化处理以使外部铜层30与内部线路图形电性连接，使内部线路图形导通。并对外部铜层30进行外部线路图形制作而形成外部线路图形，这样，内部线路图形与外部线路图形相互电性连接。

本发明实施例提供的电源印制线路板的加工方法利用软板覆铜板10作为电源印制线路板的内层芯板，提高了软板覆铜板10的耐电压能力，满足了电源印制线路板耐高电压的要求，而且还有效地降低了电源印制线路板的厚度，方便组装，有利于电源印制线路板朝着小、薄方向发展。

对于相同层数的电源印制线路板，若采用不同的内层芯板，则其耐电压能力和厚度相差较大，例如以内层芯板采用FR4覆铜板和软板覆铜板10为例进行说明，其中，FR4覆铜板为双面覆铜板，软板覆铜板10是本发明实施例提供的聚酰亚胺覆铜板，也为双面覆铜板，且两种覆铜板的铜箔层12的厚度均为4oz，对于八层电源印制线路板，即分别包括三块FR4覆铜板和三块软板覆铜板10，由于介质厚度为0.025mm的软板覆铜板10的耐电压能力为3500V以及介质厚度为0.025mm的FR4覆铜板的耐电压能力为1000V，而单个软板覆铜板10的介质厚度为0.05mm以及单个FR4覆铜板的介质厚度为0.15mm，则软板覆铜板10的耐电压能力为7000V，而FR4覆铜板的耐电压能力为6000V，同时，采用软板覆铜板10形成的八层电源印制线路板的厚度比采用FR4覆铜板形成的八层电源印制线路板的厚度薄0.3mm，因此，采用软板覆铜板10作为电源印制线路板的内层芯板，不但可以提供整板的耐电压能力，还能有效地降低电源印制线路板的厚度。

请参照图1和图2，进一步地，在提供软板覆铜板的步骤S1中，还包括对经内层图形转移处理后的所述内层芯板进行烤板处理，烤板的工艺条件是在温度为120℃条件下烘烤1～3小时。由于聚酰亚胺基材11的吸水性较大，在压合之前进行烤板处理以去掉所述聚酰亚胺基材11中的部分水汽，防止压合处理后出现分层、爆板现象。更优地，烤板的工艺条件是在温度为120℃条件下烘烤1小时。

请参照图1和图3，进一步地，在层叠和压合步骤S3中，压合工艺参数：层压温度为15～20℃，全压下净压时间为60分钟，升温速率为在10～20分钟内由室温升至173℃，压力为150～300牛每平方厘米，在5～8秒内达到全压力。由于聚酰亚胺基材11的热膨胀系数较大，采用上述压合工艺参数可以完全避免压合过程中产生的层偏现象。

请参照图1和图3，进一步地，在钻孔步骤S4中，钻孔方式可以是预先冲制法、机械钻孔法、激光钻孔法、等离子体蚀刻法或者化学蚀刻法。优选地，在钻孔步骤S4中，采用机械钻孔法进行钻孔加工的工艺参数为：进刀速度为25毫米每秒以及旋转速度为75千转每分钟。可以理解地，由于聚酰亚胺基材11的物理性能较软，通过控制钻孔加工时的进刀速度和旋转速度以保证加工后所述导通孔40的品质。

请参照图1和图3，进一步地，在外层处理步骤S6中还包括：

沉铜、板电，对所述导通孔40进行沉铜处理并在所述导通孔40之孔壁上形成沉铜层41，对沉铜处理后的所述导通孔40进行板电处理并加厚所述沉铜层41的厚度；可以理解地，利用沉铜处理以在所述导通孔40的孔壁形成沉铜层41并利用板电处理以加厚所述沉铜层41的厚度，利用导通孔40内的沉铜层41以电连接各内部线路图形和各外部线路图形，保证所述多层线路板中各线路的导通。

外层图形，提供干膜并将所述干膜贴附于所述外部铜层30表面，提供菲林图形并将所述菲林图形经曝光和显影转移至所述外部铜层30表面上以形成所述外层线路图形；可以理解地，可以理解地，利用贴膜机将所述干膜通过压辘贴附于所述铜箔层1212表面，优选地，可以采用热贴方式将所述干膜贴附于所述铜箔层12表面，所述干膜为具有光敏物质的抗蚀膜。在提供菲林步骤中，根据实际需求将线路图形形成于菲林图形上，即所述菲林图形上形成有实际需求的线路图形。对贴干膜处理后的所述铜箔层12进行曝光和显影处理，即利用紫外光的能量，使所述干膜中的光敏物质进行光化学反应，以达到选择性局部桥架硬化的效果，而完成影像转移的目的，并在药水碳酸钠的作用下，将未曝光部分的所述干膜溶解并冲洗后，留下感光的部分，在所述铜箔层12上形成所需的外层线路图形。

图形电镀，采用酸铜电镀的方式在所述外层线路图形和所述沉铜层41表面形成加厚铜层（图未示）并在所述加厚铜层上形成镀锡层（图未示）；可以理解地，采用酸铜电镀的方式在经外层图形处理后的外层线路图形表面形成加厚铜层，所述加厚铜层形成于裸露在所述干膜外的所述铜箔层12上以加厚所述铜箔层12，使铜箔层12的厚度达到实际要求。利用电镀方式在所述加厚铜层上形成镀锡层，以保护形成的加厚铜层。

外层蚀刻，对外层图形步骤中未曝光的铜箔层12进行蚀刻处理。可以理解地，利用蚀刻处理将裸露于所述镀锡层的所述铜箔层12蚀刻掉，以在所述多层线路板上形成所需的线路图形。并撕除所述加厚铜层上的所述镀锡层，另外利用丝网印刷阻焊油墨的方式将形成的外部线路图形进行保护。

请参照图3，本发明实施例还提供了电源印制线路板，采用上述电源印制线路板的加工方法而制成，包括至少一块软板覆铜板10、多个半固化片20以及设置于所述软板覆铜板10相对两表面的外部铜层30，所述半固化片20设置于所述软板覆铜板10与所述外部铜层30之间，所述软板覆铜板10包括聚酰亚胺基材11以及设置于所述聚酰亚胺基材11相对两表面的铜箔层12，所述铜箔层12为压延铜箔。可以理解地，所采用的电源印制线路板的加工方法如上所述，此处不赘述。所述电源印制线路板采用具有聚酰亚胺基材11的软板覆铜板10作为内层芯板，提高了电源印制线路板的耐电压能力，并大大减小了电源印制线路板的厚度，便于安装。

请参照图3，优选地，所述软板覆铜板10的数量为3，相邻两所述软板覆铜板10之间设有半固化片20。可以理解地，所形成的电源印制线路板为八层线路板。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电源印制线路板的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供软板覆铜板作为内层芯板，所述软板覆铜板包括聚酰亚胺基材和设置于所述聚酰亚胺基材两相对表面的铜箔层，所述铜箔层为压延铜箔，利用内层图形转移对所述铜箔层进行处理并形成内部线路图形；

板面处理，对所述铜箔层表面进行等离子粗化处理并使所述铜箔层粗糙，并对经等离子粗化后的所述铜箔层进行棕化处理；

层叠和压合，提供至少两块半固化片、至少一块内层芯板以及两块外部铜层，将所述外部铜层、所述半固化片、所述内层芯板、所述半固化片和所述外部铜层依次进行层叠设置并放入层压设备中进行层压处理，形成多层线路板；

钻孔，沿所述外部铜层对所述多层线路板进行钻孔加工并形成贯穿所述多层线路板的导通孔；

等离子除胶，利用等离子清洗机清除所述导通孔内因钻孔加工残留的钻污；以及

外层处理，对所述导通孔进行金属化处理并在所述外部铜层上形成外部线路图形。

2.如权利要求1所述的电源印制线路板的加工方法，其特征在于，在制作内层芯板的步骤中，还包括对经内层图形转移处理后的所述内层芯板进行烤板处理，烤板的工艺条件是在温度为120℃条件下烘烤1～3小时。

3.如权利要求1所述的电源印制线路板的加工方法，其特征在于，在层叠和压合步骤中，压合工艺参数：层压温度为15～20℃，全压下净压时间为60分钟，升温速率为在10～20分钟内由室温升至173℃，压力为150～300牛每平方厘米，在5～8秒内达到全压力。

4.如权利要求1所述的电源印制线路板的加工方法，其特征在于，在钻孔步骤中，钻孔方式可以是预先冲制法、机械钻孔法、激光钻孔法、等离子体蚀刻法或者化学蚀刻法。

5.如权利要求4所述的电源印制线路板的加工方法，其特征在于，在钻孔步骤中，采用机械钻孔法进行钻孔加工的工艺参数为：进刀速度为25毫米每秒以及旋转速度为75千转每分钟。

6.如权利要求1所述的电源印制线路板的加工方法，其特征在于，在外层处理步骤中还包括：

沉铜、板电，对所述导通孔进行沉铜处理并在所述导通孔之孔壁上形成沉铜层，对沉铜处理后的所述导通孔进行板电处理并加厚所述沉铜层的厚度；

外层图形，提供干膜并将所述干膜贴附于所述外部铜层表面，提供菲林图形并将所述菲林图形经曝光和显影转移至所述外部铜层表面上以形成所述外层线路图形；

图形电镀，采用酸铜电镀的方式在所述外层线路图形和所述沉铜层表面形成加厚铜层并在所述加厚铜层上形成镀锡层；

外层蚀刻，对外层图形步骤中未曝光的铜箔层进行蚀刻处理。

7.一种电源印制线路板，其特征在于，采用如权利要求1至6任意一项所述的电源印制线路板的加工方法而制成，包括至少一块软板覆铜板、多个半固化片以及设置于所述软板覆铜板相对两表面的外部铜层，所述半固化片设置于所述软板覆铜板与所述外部铜层之间，所述软板覆铜板包括聚酰亚胺基材以及设置于所述聚酰亚胺基材相对两表面的铜箔层，所述铜箔层为压延铜箔。

8.如权利要求7所述的电源印制线路板，其特征在于，所述软板覆铜板的数量为3，相邻两所述软板覆铜板之间设有半固化片。