CN105472912B - 一种耐高压厚铜pcb的压合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高压厚铜PCB的压合方法，其包括如下步骤：S1、开料，将外层铜箔、聚酰亚胺介质、纯胶半固化片、聚酰亚胺覆铜板按照需求尺寸裁切；S2、内层图形制作；S3、叠板后，进行压合，压合过程包括：100‑140℃的第一升温段、140‑180℃的第二升温段，180‑220℃的第三升温段、保温段、220‑150℃的第一降温段和150‑100℃的第二降温段。将传统FR‑4半固化片替换为玻璃化温度、耐电压更高的聚酰亚胺材料，使含有厚铜板的PCB具有优异的耐高压性能，并且聚酰亚胺玻璃化温度高，在压合过程中可以有效保证线路间充分填充树脂。同时调整压合参数，延长高温高压段的运行时间，利于聚酰亚胺材料在高温高压的条件下充分填充线间隙。
Description
技术领域
本发明属于印制电路板生产技术领域，具体地说涉及一种耐高压厚铜PCB的压合方法。
背景技术
近年来随着消费类电子产品市场的不断发展和成熟，消费者也对电子产品提出了更高的要求，电源作为电子产品的重要部件理所当然也成为了关注焦点之一。具有厚铜板(铜箔厚度大于或等于2OZ)的印制电路板(PCB)广泛应用于大功率、大电流的中央电器供电电路板的制作，其具有耐老化、耐高低温循环和玻璃化温度高等特性。
同时，对于具有厚铜板的印制电路板，一般基于对其电气性能的要求，还需要满足耐高压的需求，传统厚铜板印制电路板，内层芯板介质层主要为FR-4材料(环氧树脂-玻璃纤维材料)，其厚度为0.1mm，耐高压能力最大为30kv/mm，难以满足需求，为解决这种传统FR-4材料难以耐高压的问题，往往需要增加介质层的厚度，但是对于对阻抗、线宽要求较高的产品，增加介质厚度后无法满足要求，同时，介质层过厚对电路板后续插件也存在影响，容易导致无法制作印制电路板成品。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有具有厚铜板的印制电路板，介质层主要采用FR-4材料，其耐高压能力差，如增加该介质层厚度会影响插件及后续电路板制作，从而提出一种耐高压厚铜PCB的压合方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
本发明提供一种耐高压厚铜PCB的压合方法，其包括如下步骤：
S1、开料，将外层铜箔、聚酰亚胺介质、纯胶半固化片、聚酰亚胺覆铜板按照需求尺寸裁切；
S2、内层图形制作，在聚酰亚胺覆铜板上蚀刻出线路图形；
S3、将制作好内层图形的聚酰亚胺覆铜板与纯胶半固化片、聚酰亚胺介质和外层铜箔叠板后，进行压合，压合过程包括：100-140℃的第一升温段、140-180℃的第二升温段，180-220℃的第三升温段、保温段、220-150℃的第一降温段和150-100℃的第二降温段。
作为优选，所述第一升温段中，压合压力由250PSI升至400PSI，所述第二升温段至保温段结束压力保持在400PSI，所述第一降温段压合压力由400PSI降至100PSI。
作为优选，所述第一升温段的升温速率为4℃/min，第二升温段的升温速率为3.5℃/min，第三升温段的升温速率为2℃/min；第一降温段的降温速率为2℃/min，第二降温段的降温速率为5℃/min。
作为优选，所述第一升温段中压合压力的升压速率为75PSI/min，第一降温段中压合压力的降压速率为30PSI/min。
作为优选，步骤S2中压合前对压合机进行抽真空处理，抽真空后压合机的真空度不大于30mbar，到达所述真空度15-25min后进行升温升压。
作为优选，所述保温段的保温时间为150min；所述第一升温段中直接施加250PSI的压合压力。
作为优选，所述聚酰亚胺覆铜板表面铜层厚度不小于3OZ。
作为优选，步骤S3中压合前还包括树脂填胶的和烤板的工序，烤板温度为150℃，烤板时间为1h。
作为优选，所述步骤S2中，将所述聚酰亚胺芯板连接于一带板，所述带板厚度大于聚酰亚胺芯板；图形制作时，所述带板牵引所述聚酰亚胺芯板过水平前处理贴膜线、显影线、影蚀刻线及棕化线。
作为优选，所述带板长度不小于聚酰亚胺芯板长度、宽不小于15cm，厚度不小于1mm，所述带板与所述聚酰亚胺芯板通过胶带连接。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明所述的耐高压厚铜PCB的压合方法，其包括如下步骤：
S1、开料，将层铜箔、聚酰亚胺介质、纯胶半固化片、聚酰亚胺覆铜板按照需求尺寸裁切；S2、内层图形制作，在聚酰亚胺覆铜板上蚀刻出线路图形；S3、将制作好内层图形的聚酰亚胺覆铜板与聚酰亚胺介质和外层铜箔叠板后，进行压合，压合过程包括：100-140℃的第一升温段、140-180℃的第二升温段，180-220℃的第三升温段、保温段、220-150℃的第一降温段和150-100℃的第二降温段。将传统FR-4半固化片替换为玻璃化温度、耐电压更高的聚酰亚胺材料，使含有厚铜的PCB具有优异的耐高压性能，并且聚酰亚胺玻璃化温度高，在压合过程中可以有效保证线路间充分填充树脂。
(2)本发明所述的耐高压厚铜PCB的压合方法，较现有技术调整了压合参数，满足了采用聚酰亚胺半固化片制得的厚铜PCB的可靠性，新材料配合新的压合参数使得压合过程简便，适用性强。第一升温段和第二升温段的升温速率为3-4℃/min，有利于与聚酰亚胺半固化片的玻璃化温度配合，使得压合过程中填胶充分；升温段达到的最终温度为220℃，有利于聚酰亚胺的流动和填充至线间隙。
(3)本发明所述的耐高压厚铜PCB的压合方法，第一升温段中，压合压力由250PSI升至400PSI，第二升温段至保温段压力保持在400PSI，第一降温段压合压力由400PSI降至100PSI。升压阶段压力最终升至400PSI，这有利于聚酰亚胺充分压入线间，并与其它层介质结合；同时延长高温高压段的运行时间，利于聚酰亚胺材料在高温高压的条件下充分填充线间隙。
(4)本发明所述的耐高压厚铜PCB的压合方法，在内层图形制作时，将聚酰亚胺芯板连接于一带板，带板牵引聚酰亚胺覆铜板过水平蚀刻线，由于聚酰亚胺芯板厚度仅为FR-4芯板的1/3，在过水平贴膜前处理线、显影线、蚀刻线及棕化线时，易产生卡板从而褶皱，由于带板厚度比聚酰亚胺芯板厚度大，在过水平线时，防止了聚酰亚胺芯板产生卡板，出现褶皱现象。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例
本发明提供一种耐高压厚铜PCB的压合方法，其包括如下步骤：
S1、开料，将外层铜箔、聚酰亚胺介质、纯胶半固化片、聚酰亚胺覆铜板按照需求尺寸裁切成片，所述聚酰亚胺覆铜板表面的铜层厚度不小于2OZ；
S2、内层图形制作，以常规工艺将聚酰亚胺芯板制作出内层线路图形，蚀刻前，将聚酰亚胺芯板用胶带连接于一带板，带板长度不小于聚酰亚胺芯板的长度、宽度不小于15cm，厚度不小于1mm，且带板厚度大于聚酰亚胺芯板的厚度，在过水平蚀刻线时，带板置于前方，牵引聚酰亚胺芯板过过水平前处理贴膜线、显影线、影蚀刻线及棕化线，防止厚度很小的聚酰亚胺芯板在过水平线时出现卡板的现象；
S3、将所述聚酰亚胺介质、纯胶半固化片、聚酰亚胺覆铜板、外层铜箔按照需求叠板，聚酰亚胺介质上下两侧设置纯胶半固化片，以粘结PI和铜层；因聚酰亚胺覆铜板的铜厚≥2OZ，用聚酰亚胺加pp纯胶压合，易造成内层线路填胶不良空洞问题，从而在压合前，对聚酰亚胺覆铜板在压合前进行印线路树脂油墨，印完后烤板150℃，时间1小时；以常规工艺棕化后排板，然后进行压合，压合前对压合机进行抽真空处理，抽真空后压合机的真空度不大于30mbar，本实施例中为20mbar，到达所述真空度15-25min后进行升温升压压合，压合过程包括：100-140℃的第一升温段，该升温段的升温速率为4℃/min；140-180℃的第二升温段，该升温段的升温速率为3.5℃/min；180-220℃的第三升温段，该升温段升温速率为2℃/min；保温段，在220℃下保温150min；220-150℃的第一降温段，该段的降温速率为2℃/min；150-100℃的第二降温段，该段的降温速率为5℃/min。
进一步地，所述第一升温段中，直接施加250PSI的压合压力，并且压合压力由250PSI升至400PSI，该升压过程中升压速率为75PSI/min；然后在第二升温段至保温段结束压合压力始终保持在400PSI；在第一降温段压合压力由400PSI降至100PSI，该降压段的降压速率为30PSI/min。
本实施例中，聚酰亚胺材料具有更高的玻璃化温度、耐电压，使含有厚铜板的PCB具有优异的耐高压性能，并且聚酰亚胺玻璃化温度高，在压合过程中可以有效保证线路间充分填充树脂；同时本实施例采用了与现有技术不同的压合参数：第一升温段和第二升温段的升温速率为3-4℃/min，有利于与聚酰亚胺半固化片的玻璃化温度配合，使得压合过程中填胶充分；升温段达到的最终温度为220℃，有利于聚酰亚胺的流动和填充至线间隙；同时延长高温高压段的运行时间，利于聚酰亚胺材料在高温高压的条件下充分填充线间隙。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种耐高压厚铜PCB的压合方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、开料，将外层铜箔、聚酰亚胺介质、纯胶半固化片、聚酰亚胺覆铜板按照需求尺寸裁切；
S2、内层图形制作，在聚酰亚胺覆铜板上蚀刻出线路图形；
S3、将制作好内层图形的聚酰亚胺覆铜板与纯胶半固化片、聚酰亚胺介质和外层铜箔叠板后，进行压合，压合过程包括：100-140℃的第一升温段、140-180℃的第二升温段，180-220℃的第三升温段、保温段、220-150℃的第一降温段和150-100℃的第二降温段；
所述第一升温段中，压合压力由250PSI升至400PSI，所述第二升温段至保温段结束压力保持在400PSI，所述第一降温段压合压力由400PSI降至100PSI；
所述第一升温段的升温速率为4℃/min，第二升温段的升温速率为3.5℃/min，第三升温段的升温速率为2℃/min；第一降温段的降温速率为2℃/min，第二降温段的降温速率为5℃/min；
所述第一升温段中压合压力的升压速率为75PSI/min，第一降温段中压合压力的降压速率为30PSI/min；
所述聚酰亚胺覆铜板表面铜层厚度不小于2OZ。
2.根据权利要求1所述的耐高压厚铜PCB的压合方法，其特征在于，步骤S2中压合前对压合机进行抽真空处理，抽真空后压合机的真空度不大于30mbar，到达所述真空度15-25min后进行升温升压。
3.根据权利要求2所述的耐高压厚铜PCB的压合方法，其特征在于，所述保温段的保温时间为150min；所述第一升温段中直接施加250PSI的压合压力。
4.根据权利要求3所述的耐高压厚铜PCB的压合方法，其特征在于，步骤S3中压合前还包括树脂填胶的和烤板的工序，烤板温度为150℃，烤板时间为1h。
5.根据权利要求4所述的耐高压厚铜PCB的压合方法，其特征在于，所述步骤S2中，内层图形制作前，将所述聚酰亚胺覆铜板连接于一带板，所述带板厚度大于聚酰亚胺覆铜板；图形制作时，所述带板牵引所述聚酰亚胺覆铜板过水平前处理贴膜线、显影线、影蚀刻线及棕化线。
6.根据权利要求5所述的耐高压厚铜PCB的压合方法，其特征在于，所述带板长度不小于聚酰亚胺覆铜板的长度；所述带板的宽度不小于15cm，所述带板的厚度不小于1mm，所述带板与所述聚酰亚胺覆铜板通过胶带连接。
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