CN104968152B - 一种利用3d打印技术制作pcb板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用3D打印技术制作PCB板的方法，该方法包括如下步骤：1）复合层级结构的热处理：提供树脂板及预粘结铜基板，所述预粘结铜基板包括铜板层、高频介质层和铜箔层；2）制槽流程与温度控制：对该原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为10～20℃；3）制成PCB板。本发明的有益技术效果是：采用3D打印技术进行PCB板的制作，对每个原材料层均进行了预加热，尽可能地减小了材料成型的张力，这样使得最终制成的三维模型具有良好的质量和外观，不会变形，能够避免预粘结铜基板的高频介质层和铜箔层接触辊辘或磨刷，进而避免产生凹痕、凹点。

Description

一种利用3D打印技术制作PCB板的方法

技术领域

本发明涉及一种PCB板的制作方法，尤其涉及一种利用3D打印技术制作PCB板的方法。

背景技术

印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，简称印制板，英文简称PCB(printedcircuit board )或PWB(printed wiring board)，以绝缘板为基材，切成一定尺寸，其上至少附有一个导电图形，并布有孔（如元件孔、紧固孔、金属化孔等），用来代替以往装置电子元器件的底盘，并实现电子元器件之间的相互连接。由于这种板是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。它是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体。在印刷电路板中普遍采用铜基板，铜基板主要使用于高功率、高射频设备关键部位功放器件上，在热传导、电气性 能、机械性能等方面具有优良的特性，铜基板的PCB一般采用高射频板材制作，以满足射频电路信号传输的要求。Pre-bonding（预粘结）铜基板是由一定厚度（一般介于 0.5mm-4.0mm）的铜板与高 频介质材料、铜箔压合而成。在其表面制作含有槽、孔、线路图形的单层线路铜基板PCB，此类型铜基板通过盲孔连通高频介质和铜板，保证铜基板满足高功率、高射频要求。但是现有技术的PCB板中存在如下缺陷：预粘结铜基板一般由无玻纤（玻璃纤维增强材料）的PTFE材料与3.0mm厚度铜板压合而成，高频介质层为无玻纤的PTFE材料，PTFE材质较软，且没有玻璃纤维增强材料支撑，当预粘结铜基板采用蚀刻工艺在铜箔表面制作线路图形时，PTFE介质层及铜箔层表面会产生大量的凹痕、凹点。现有技术的PCB板制备方法不能解决这个问题，必须通过新工艺、新技术解决这个问题。

3D打印技术（英语：3D printing）是快速成形技术的一种，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用（比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件）已经有使用这种技术打印而成的零部件。申请人经过潜心研究，认为利用3D打印技术能够解决制作PCB板中出现的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用3D打印技术制作PCB板的方法，解决现有技术存在的缺憾。

本发明采用如下技术方案实现：

1、一种利用3D打印技术制作PCB板的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1）复合层级结构的热处理：提供树脂板及预粘结铜基板，所述预粘结铜基板包括铜板层、高频介质层和铜箔层，其中所述高频介质层位于所述铜板层及所述铜箔层之间；生成复合层级结构的三维CAD模型，根据三维CAD 模型生成复数个横截面层，所述横截面层对应铜板层、高频介质层和铜箔层，根据所生成的各个横截面层逐层沉积原材料，每个横截面层对应形成一个原材料层，每沉积形成一个原材料层，对该原材料层进行预处理，之后依照该原材料层的横截面层对该原材料层进行热处理；

2）制槽流程与温度控制：在所述树脂板内制作通槽，所述预粘结铜基板的边缘与所述通槽相对应边缘的间距在小于或等于5mm，采用控深铣切工艺制作与所述通槽相连通的至少两个盲槽，相连通的盲槽与通槽形成一个或多个阶梯凹槽，如此制得阶梯垫框，用以承载预粘结铜基板，同时对该原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为10～20℃；

3）制成PCB板：将预粘结铜基板放入阶梯垫框的一个阶梯凹槽中，且所述预粘结铜基板的铜箔层紧贴该阶梯面，采用蚀刻工艺在预粘结铜基板的铜箔层表面制作线路图形，同时原料层进行第二次预加热，第二次预加热温度比原材料的熔点低2～3℃，第二次预加热温度的时长为 20～30min，最终制得PCB板。

进一步的，第一次预加热温度、第一次预加热时长、第二次预加热温度以及第二次预加热时长均相等。

进一步的，阶梯垫框的盲槽深度小于或等于预粘结铜基板的厚度。

进一步的，盲槽的宽至少为5mm，厚度大于或等于0.3mm。

本发明的有益技术效果是：采用3D打印技术进行PCB板的制作，对每个原材料层均进行了预加热，尽可能地减小了材料成型的张力，这样使得最终制成的三维模型具有良好的质量和外观，不会变形，能够避免预粘结铜基板的高频介质层和铜箔层接触辊辘或磨刷，进而避免产生凹痕、凹点。

具体实施方式

通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。

实施例1：一种利用3D打印技术制作PCB板的方法，该方法包括如下步骤：

1）复合层级结构的热处理：提供树脂板及预粘结铜基板，预粘结铜基板包括铜板层、高频介质层和铜箔层，其中高频介质层位于铜板层及铜箔层之间；生成复合层级结构的三维CAD模型，根据三维CAD 模型生成复数个横截面层，横截面层对应铜板层、高频介质层和铜箔层，根据所生成的各个横截面层逐层沉积原材料，每个横截面层对应形成一个原材料层，每沉积形成一个原材料层，对该原材料层进行预处理，之后依照该原材料层的横截面层对该原材料层进行热处理；

2）制槽流程与温度控制：在树脂板内制作通槽，预粘结铜基板的边缘与通槽相对应边缘的间距在小于或等于5mm，采用控深铣切工艺制作与所述通槽相连通的至少两个盲槽，相连通的盲槽与通槽形成一个或多个阶梯凹槽，如此制得阶梯垫框，用以承载预粘结铜基板，同时对该原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为10～20℃；

3）制成PCB板：将预粘结铜基板放入阶梯垫框的一个阶梯凹槽中，且预粘结铜基板的铜箔层紧贴该阶梯面，采用蚀刻工艺在预粘结铜基板的铜箔层表面制作线路图形，同时原料层进行第二次预加热，第二次预加热温度比原材料的熔点低2～3℃，第二次预加热温度的时长为 20～30min，最终制得PCB板。

实施例2：在本实施例中，第一次预加热温度、第一次预加热时长、第二次预加热温度以及第二次预加热时长均相等。本实施例以实施例1为基础，本实施例的其余部分均与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：在本实施例中，阶梯垫框的盲槽深度小于或等于预粘结铜基板的厚度，本实施例的其余部分均与实施例1和/或2相同，故不再赘述。

实施例4：在本实施例中，盲槽的宽至少为5mm，厚度大于或等于0.3mm，本实施例的其余部分均与实施例1和/或2和/或3相同，故不再赘述。

当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种利用 3D 打印技术制作 PCB 板的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤 ：

1）复合层级结构的热处理 ：提供树脂板及预粘结铜基板，所述预粘结铜基板包括铜板层、高频介质层和铜箔层，其中所述高频介质层位于所述铜板层及所述铜箔层之间 ；生成复合层级结构的三维 CAD 模型，根据三维 CAD 模型生成复数个横截面层，所述横截面层对应铜板层、高频介质层和铜箔层，根据所生成的各个横截面层逐层沉积原材料，每个横截面层对应形成一个原材料层，每沉积形成一个原材料层，对该原材料层进行预处理，之后依照该原材料层的横截面层对该原材料层进行热处理；

2）制槽流程与温度控制 ：在所述树脂板内制作通槽，所述预粘结铜基板的边缘与所述通槽相对应边缘的间距在小于或等于 5mm，采用控深铣切工艺制作与所述通槽相连通的至少两个盲槽，相连通的盲槽与通槽形成一个或多个阶梯凹槽，如此制得阶梯垫框，用以承载预粘结铜基板，同时对该原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为 10 ～ 20℃；

3）制成 PCB 板 ：将预粘结铜基板放入阶梯垫框的一个阶梯凹槽中，且所述预粘结铜基板的铜箔层紧贴该阶梯面，采用蚀刻工艺在预粘结铜基板的铜箔层表面制作线路图形，同时原料层进行第二次预加热，第二次预加热温度比原材料的熔点低 2 ～ 3℃，第二次预加热温度的时长为 20 ～ 30min，最终制得 PCB 板。

2.根据权利要求 1 所述的利用 3D 打印技术制作 PCB 板的方法，其特征在于，第一次预加热温度与第二次预加热温度相同，第一次预加热时长与第二次预加热时长均相等。

3.根据权利要求 1 所述的利用 3D 打印技术制作 PCB 板的方法，其特征在于，阶梯垫框的盲槽深度小于或等于预粘结铜基板的厚度。

4.根据权利要求 1 所述的利用 3D 打印技术制作 PCB 板的方法，其特征在于，盲槽的宽至少为 5mm，厚度大于或等于 0.3mm。