CN105472886B - 一种内置有源器件pcb板制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内置有源器件PCB板制作方法，包括层压叠构设计、内层芯板贴元器件面制作、内层芯板贴片制作、压合成型和后工序等步骤。本发明的内置有源器件PCB板制作方法具有产品可靠性高、加工精度高、品质稳定性好和实用性强的特点。

Description

一种内置有源器件PCB板制作方法

技术领域

本发明涉及PCB电路板制作领域，具体为一种内置有源器件PCB板制作方法。

背景技术

目前，为解决传统PCB板板面小，无法满足越来越多的元器件贴片需求，以及传统PCB贴片后，元器件外置，彼此间形成电磁干扰，容易受到外部因素损伤元器件造成报废的问题，出现了内置器件技术，能有效解决上述问题。

内置有源器件PCB能很好的满足PCB向轻、薄、小的发展趋势，但是该技术对设备、制作工艺要求极高，工艺难点多，国内一直都还处在初期试验以及样板加工生产阶段，很少厂家能将该技术应用于实际批量生产中。业内的加工方法大多均按以下工艺加工：内层图形制作→内层焊盘锡膏印刷→内层焊盘贴元器件→清洗内层板面→层压→正常多层板制作，该工艺流程无法有效控制薄板贴片的精准度以及层压的可靠性，直接影响到元件可靠性以及PCB板本身的可靠性。

采用传统的加工方法容易出现的问题有：内层芯板由于厚度小，在SMT制作过程中发生弯曲、震动，严重影响器件贴片精度；贴片后的板面出现表面污染，导致与半固化片结合力差，容易分层爆板；半固化片开窗设计不良导致开窗过小器件无法镶嵌在PP槽孔中间，形成凸起不良、器件损坏的情况，开窗过大导致流胶无法填满、形成空洞裂缝的问题，影响产品的品质，增大了企业的制作风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种内置有源器件PCB板制作方法，具有产品可靠性高、加工精度高、品质稳定性好和实用性强的特点。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种内置有源器件PCB板制作方法，包括以下步骤：第一步、层压叠构设计，采用对称型设计，通过控制半固化片厚度避免压合过程对有源器件的损坏，通过在有源器件顶部放置没铣槽的半固化片进行阻隔避免有源器件与另一面线路图形接触，通过治具辅助SMT、涨缩补偿保证内层芯板贴片后与其他层进行总压后各层的涨缩回归到1:1的比例。层压叠构采用对称型设计，有利于PCB板压合后应力的释放，避免形成板翘；通过控制半固化片厚度保证在层压过程中零器件不会因高温高压变形失效，避免了压合过程损坏器件而影响产品可靠性；通过涨缩补偿保证总压后PCB板的各层间对准度。

第二步、内层芯板贴元器件面制作，按常规工艺流程进行内层芯板开料、线路制作、AOI检测，检测通过后转至贴片生产；使用常规PCB板真空压机进行压合，优化贴元器件内层芯板清洁及棕化流程，有效确保压合品质。

第三步、内层芯板贴片制作：分别对内层芯片进行内层芯板清洁、贴片准备和贴片；

第四步、压合成型，分别通过内层芯板清洁处理、棕化处理、半固化片开窗设计及制作，然后把内置有源器件PCB产品压合成型；

第五步、后工序处理，按常规线路板工艺流程进行后续制作，最终得到内置有源器件PCB板。

进一步地，第一步所述半固化片厚度为半固化片开窗厚度，所述半固化片开窗厚度比有源器件厚度、锡膏厚度之和大0.02～0.04mm。

进一步地，第一步所述治具辅助SMT的步骤为：使用环氧垫板辅助贴片作业，选用0.8-1.2mm的环氧垫板，裁成与芯板相同尺寸，对环氧垫板进行磨刷整平，再钻孔，贴片时，使用铆钉将元器件面芯板与垫板固定，边缘可使用耐高温胶布粘贴，后续正常进行贴片工作。

进一步地，第一步所述涨缩补偿根据内层芯板厚度分别给内置有源器件PCB按照以下规律进行经向和纬向49"涨缩补偿：

内层芯板厚度为0.06mm，涨缩补偿分别是经向为1.0005，纬向49"为1.005；

内层芯板厚度为0.08～0.19mm，涨缩补偿分别是经向为1.0003，纬向49"为1.002；

内层芯板厚度为0.20～0.29mm，涨缩补偿分别是经向为1.0003，纬向49"为1.001；

内层芯板厚度为0.30～0.50mm，涨缩补偿分别是经向为1.0002，纬向49"为1.001。

进一步地，第三步所述内层芯板贴片制作包括以下步骤：

内层芯板清洁，使用化学清洗将线路焊盘清洁干净后隔白纸，转移到SMT车间。芯板贴片准备，如果贴元器件面芯板厚度≥0.5mm，则可以直接贴片；如果贴元器件面芯板厚度＜0.5mm，需使用环氧垫板辅助贴片作业，选用0.8-1.2mm的环氧垫板，裁成与芯板相同尺寸，对环氧垫板进行磨刷整平，再钻孔，贴片时，使用铆钉将元器件面芯板与垫板固定，边缘可使用耐高温胶布粘贴，后续正常进行贴片工作；

贴片，按正常SMT流程进行制作，锡膏印刷、贴片、回流焊、检验。

进一步地，第四步所述压合成型包括以下步骤：

贴元器件芯板清洁处理：使用无铅清洁贴片用锡膏物料，贴片后使用超声波水洗、热水洗等进行PCB板清洁，并使用离子污染仪器检测板面离子污染程度。为保证层压的可靠性，需对贴片后的板面清洁度进行管控，避免因层压进杂物而导致板材的可靠性以及电气性能，使用无铅清洁贴片用锡膏物料，贴片后使用超声波水洗、热水洗等进行PCB板清洁，并使用离子污染仪器检测板面离子污染程度，合格后转移至层压。

棕化处理：贴元器件芯板压合前需进行棕化处理，棕化后需进行烘烤，避免所贴元器件下面藏水分影响PCB产品的最终可靠性能，烘烤参数为：120℃、60min；

半固化片开窗设计及制作。

进一步地，第一步所述半固化片为高含胶量半固化片，有利于器件周围填胶充分，避免空洞裂缝而影响产品可靠性。

进一步地，第四步所述半固化片开窗设计及制作包括半固化片开窗设计和半固化片制作：

所述半固化片开窗设计包括以下步骤：首先将贴片层焊盘连接线路去除，只留下器件焊盘；然后根据器件贴片图，将相同器件的两个焊盘连接成为一体；接着根据贴片器件的封装尺寸将连接在在一起的两个焊盘进行内缩得到器件尺寸图形，内缩需根据器件封装尺寸及焊盘大小精确计算得到，否则会导致开窗尺寸不符、开窗偏移，内缩尺寸根据圆的直径决定，内缩尺寸控制在2-4mil，有利于避免表面器件两端开窗尺寸过大流胶无法填满的问题；接着以器件短边中心为圆心画圆，将圆心水平向内内缩；接着将圆水平平铺，保持一定的间距，左右两侧圆的圆心均与器件短边保持一定的距离，将圆形转换成钻孔文件，完成半固化片开窗设计过程；

半固化片制作过程：根据半固化片开窗设计所得的钻孔文件按槽孔制作，对半固化片进行钻槽孔制作，将钻槽孔后的半固化片对位叠板，得到叠板图，元器件与半固化片周围的轻微空洞会被半固化片流胶填满，有效避免空洞裂缝而影响产品可靠性；为确保半固化片开窗精度及品质，钻槽孔需上下加0.5mm厚度的环氧垫板，PP叠层厚度需控制≤1.2mm，，得到最终的半固化片。

本发明一种内置有源器件PCB板制作方法，具有如下的有益效果：

第一、产品可靠性高，通过层压叠构设计及零器件厚度控制保证在层压过程中零器件不会因高温高压变形失效，大大避免压合过程损坏器件而影响产品可靠性；对贴片后的板面清洁度进行处理，避免因层压进杂物而导致板材的可靠性以及电气性能，也可以进一步保证层压的可靠性；

第二、加工精度高，治具辅助SMT和涨缩补偿使得板厚＜0.5mm的芯板能有效进行贴片工艺，增强薄板支撑力，避免了制作过程中薄板弯曲、震动影响器件贴片精度；

第三、品质稳定性好，半固化片开窗补偿设计避免开窗过小器件无法镶嵌在PP槽孔中间、形成凸起不良的情况，也解决了开窗过大导致流胶无法填满、形成空洞裂缝的问题，提升了产品品质的稳定性。

第四、实用性强，半固化片开窗补偿设计避免开窗过小器件无法镶嵌在PP槽孔中间、形成凸起不良的情况，也解决了开窗过大导致流胶无法填满、形成空洞裂缝的问题，方便进行加工生产应用。

附图说明

附图1为本发明一种内置有源器件PCB板制作方法的工艺流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明产品作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明公开了一种内置有源器件PCB板制作方法，包括以下步骤：

第一步、层压叠构设计，采用对称型设计，通过控制半固化片厚度避免压合过程对有源器件的损坏，通过在有源器件顶部放置没铣槽的半固化片进行阻隔避免有源器件与另一面线路图形接触，通过治具辅助SMT、治具涨缩补偿保证内层芯板贴片后与其他层进行总压后各层的涨缩回归到1:1的比例；所述半固化片为高含胶量半固化片；所述半固化片厚度为半固化片开窗厚度，所述半固化片开窗厚度比有源器件厚度、锡膏厚度之和大0.02～0.04mm。

在第一步中，所述治具辅助SMT的步骤为：使用环氧垫板辅助贴片作业，选用0.8-1.2mm的环氧垫板，裁成与芯板相同尺寸，对环氧垫板进行磨刷整平，再钻孔，贴片时，使用铆钉将元器件面芯板与垫板固定，边缘可使用耐高温胶布粘贴，后续正常进行贴片工作

在第一步中，所述涨缩补偿根据内层芯板厚度分别给内置有源器件PCB按照以下规律进行经向和纬向49"涨缩补偿：

内层芯板厚度为0.06mm，涨缩补偿分别是经向为1.0005，纬向49"为1.005；

内层芯板厚度为0.08～0.19mm，涨缩补偿分别是经向为1.0003，纬向49"为1.002；

内层芯板厚度为0.20～0.29mm，涨缩补偿分别是经向为1.0003，纬向49"为1.001；

内层芯板厚度为0.30～0.50mm，涨缩补偿分别是经向为1.0002，纬向49"为1.001。

第二步、内层芯板贴元器件面制作，按常规工艺流程进行内层芯板开料、线路制作、AOI检测，检测通过后转至贴片生产。

第三步、内层芯板贴片制作：分别对内层芯片进行内层芯板清洁、贴片准备和贴片，具体包括以下步骤：

内层芯板清洁，使用化学清洗将线路焊盘清洁干净后隔白纸，转移到SMT车间；

芯板贴片准备，如果贴元器件面芯板厚度≥0.5mm，则可以直接贴片；如果贴元器件面芯板厚度＜0.5mm，需使用环氧垫板辅助贴片作业，选用0.8-1.2mm的环氧垫板，裁成与芯板相同尺寸，对环氧垫板进行磨刷整平，再钻孔，贴片时，使用铆钉将元器件面芯板与垫板固定，边缘可使用耐高温胶布粘贴，后续正常进行贴片工作；

贴片，按正常SMT流程进行制作，锡膏印刷、贴片、回流焊、检验。

第四步、压合成型，分别通过内层芯板清洁处理、棕化处理、半固化片开窗设计及制作，然后把内置有源器件PCB产品压合成型，具体包括以下步骤：

贴元器件芯板清洁处理：使用无铅清洁贴片用锡膏物料，贴片后使用超声波水洗、热水洗等进行PCB板清洁，并使用离子污染仪器检测板面离子污染程度；

棕化处理：贴元器件芯板压合前需进行棕化处理，棕化后需进行烘烤，避免所贴元器件下面藏水分影响PCB产品的最终可靠性能，烘烤参数为：120℃、60min；

半固化片开窗设计及制作，具体包括包括半固化片开窗设计和半固化片制作。

所述半固化片开窗设计包括以下步骤：首先将贴片层焊盘连接线路去除，只留下器件焊盘；然后根据器件贴片图，将相同器件的两个焊盘连接成为一体；接着根据贴片器件的封装尺寸将连接在在一起的两个焊盘进行内缩得到器件尺寸图形；接着以器件短边中心为圆心画圆，将圆心水平向内内缩；接着将圆水平平铺，保持一定的间距，左右两侧圆的圆心均与器件短边保持一定的距离，将圆形转换成钻孔文件，完成半固化片开窗设计过程；

半固化片制作过程：根据半固化片开窗设计所得的钻孔文件按槽孔制作，对半固化片进行钻槽孔制作，将钻槽孔后的半固化片对位叠板，得到叠板图，元器件与半固化片周围的轻微空洞会被半固化片流胶填满，得到最终的半固化片。

第五步、后工序处理，按常规线路板工艺流程进行后续制作，最终得到内置有源器件PCB板。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种内置有源器件PCB板制作方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步、层压叠构设计，采用对称型设计，通过控制半固化片厚度避免压合过程对有源器件的损坏，通过在有源器件顶部放置没铣槽的半固化片进行阻隔避免有源器件与另一面线路图形接触，通过治具辅助SMT、涨缩补偿保证内层芯板贴片后与其他层进行总压后各层的涨缩回归到1:1的比例；

第二步、内层芯板贴元器件面制作，按常规工艺流程进行内层芯板开料、线路制作、AOI检测，检测通过后转至贴片生产；

第三步、内层芯板贴片制作：分别对内层芯片进行内层芯板清洁、贴片准备和贴片；

第四步、压合成型，分别通过内层芯板清洁处理、棕化处理、半固化片开窗设计及制作，然后把内置有源器件PCB产品压合成型；

第五步、后工序处理，按常规线路板工艺流程进行后续制作，最终得到内置有源器件PCB板。

2.根据权利要求1所述的内置有源器件PCB板制作方法，其特征在于：第一步所述半固化片厚度为半固化片开窗厚度，所述半固化片开窗厚度比有源器件厚度、锡膏厚度之和大0.02～0.04mm。

3.根据权利要求1或2所述的内置有源器件PCB板制作方法，其特征在于：第一步所述涨缩补偿根据内层芯板厚度分别给内置有源器件PCB按照以下规律进行经向和纬向49"涨缩补偿：

内层芯板厚度为0.06mm，涨缩补偿分别是经向为1.0005，纬向49"为1.005；

内层芯板厚度为0.08～0.19mm，涨缩补偿分别是经向为1.0003，纬向49"为1.002；

内层芯板厚度为0.20～0.29mm，涨缩补偿分别是经向为1.0003，纬向49"为1.001；

内层芯板厚度为0.30～0.50mm，涨缩补偿分别是经向为1.0002，纬向49"为1.001。

4.根据权利要求3所述内置有源器件PCB板制作方法，其特征在于：第一步所述治具辅助SMT的步骤为：使用环氧垫板辅助贴片作业，选用0.8-1.2mm的环氧垫板，裁成与芯板相同尺寸，对环氧垫板进行磨刷整平，再钻孔，贴片时，使用铆钉将元器件面芯板与垫板固定，边缘可使用耐高温胶布粘贴。.

5.根据权利要求4所述内置有源器件PCB板制作方法，其特征在于：第三步所述内层芯板贴片制作包括以下步骤：

内层芯板清洁，使用化学清洗将线路焊盘清洁干净后隔白纸，转移到SMT车间；

芯板贴片准备，如果贴元器件面芯板厚度≥0.5mm，则可以直接贴片；如果贴元器件面芯板厚度＜0.5mm，需使用环氧垫板辅助贴片作业，选用0.8-1.2mm的环氧垫板，裁成与芯板相同尺寸，对环氧垫板进行磨刷整平，再钻孔，贴片时，使用铆钉将元器件面芯板与垫板固定，边缘可使用耐高温胶布粘贴，后续正常进行贴片工作；

贴片，按正常SMT流程进行制作，锡膏印刷、贴片、回流焊、检验。

6.根据权利要求5所述的内置有源器件PCB板制作方法，其特征在于：第四步所述压合成型包括以下步骤：

贴元器件芯板清洁处理：使用无铅清洁贴片用锡膏物料，贴片后使用超声波水洗、热水洗等进行PCB板清洁，并使用离子污染仪器检测板面离子污染程度；

棕化处理：贴元器件芯板压合前需进行棕化处理，棕化后需进行烘烤，避免所贴元器件下面藏水分影响PCB产品的最终可靠性能，烘烤参数为：120℃、60min；

半固化片开窗设计及制作。

7.根据权利要求6所述的内置有源器件PCB板制作方法，其特征在于：第一步所述半固化片为高含胶量半固化片。

8.根据权利要求7所述的内置有源器件PCB板制作方法，其特征在于：第四步所述半固化片开窗设计及制作包括半固化片开窗设计和半固化片制作：

所述半固化片开窗设计包括以下步骤：首先将贴片层焊盘连接线路去除，只留下器件焊盘；然后根据器件贴片图，将相同器件的两个焊盘连接成为一体；接着根据贴片器件的封装尺寸将连接在在一起的两个焊盘进行内缩得到器件尺寸图形；接着以器件短边中心为圆心画圆，将圆心水平向内内缩；接着将圆水平平铺，保持一定的间距，左右两侧圆的圆心均与器件短边保持一定的距离，将圆形转换成钻孔文件，完成半固化片开窗设计过程；

半固化片制作过程：根据半固化片开窗设计所得的钻孔文件按槽孔制作，对半固化片进行钻槽孔制作，将钻槽孔后的半固化片对位叠板，得到叠板图，元器件与半固化片周围的轻微空洞会被半固化片流胶填满，得到最终的半固化片。