CN105530769A - 一种印制电路板的加工方法及印制电路板 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种印制电路板的加工方法及印制电路板。本发明实施例方法包括：在多层芯板中的信号传输层所属的芯板上布置信号传输线；在与所述信号传输线相邻的芯板上开设空槽；在所述空槽内埋入多孔泡沫，所述多孔泡沫的介电常数大于1且小于3；通过层压将所述多层芯板与所述多孔泡沫进行压合。本发明实施例用于提高信号传输质量，降低生产成本。

Description

一种印制电路板的加工方法及印制电路板

技术领域

本发明涉及印制电路板技术领域，特别涉及一种印制电路板的加工方法及印制电路板。

背景技术

随着电子设备中信号处理与传输的高频化和数字高速化的发展，信号传输过程不仅与介质层的介电常数大小和厚薄尺寸有关，而且与特性阻抗有着密切的关系。

当信号频率和载波频率升高到超过15至20千兆比特每秒并向着20至50GHZ增加时，为了改善微波传输带和带状线结构周围的介质传输环境和其相对应的特性阻抗，提出了埋入波导、空腔等PCB(PrintedCircuitBoard，印制电路板)技术来减小传输损耗，以保证信号传输环境最大程度上的接近真空来提高信号传输的速度和质量。

但是波导、空腔等PCB技术加工难度大，层压凹陷、分层爆板等缺陷导致板件无法顺利加工出来，达不到设计的初衷。

发明内容

本发明实施例提供了一种印制电路板的加工方法及印制电路板，用于提高信号传输质量，降低生产成本。

本发明实施例的第一方面提供了一种印制电路板的加工方法，包括：

在多层芯板中的信号传输层所属的芯板上布置信号传输线；

在与所述信号传输线相邻的芯板上开设空槽；

在所述空槽内埋入多孔泡沫，所述多孔泡沫的介电常数大于1且小于3；

通过层压将所述多层芯板与所述多孔泡沫进行压合。

结合本发明实施例的第一方面，在本发明实施例的第一方面的第一种实现方式中，所述在与所述信号传输线相邻的芯板上开设空槽之前还包括：

对所述多层芯板进行内层显像处理；

对内层显像处理后的多层芯板进行内层蚀刻处理。

结合本发明实施例的第一方面的第一种实现方式，在本发明实施例的第一方面的第二种实现方式中，所述在与所述信号传输线相邻的芯板上开设空槽之后还包括：

对开设空槽后的多层芯板进行棕化处理；

对棕化处理后的多层芯板进行叠板处理。

结合本发明实施例的第一方面的第二种实现方式，在本发明实施例的第一方面的第三种实现方式中，所述通过层压将所述多层芯板与所述多孔泡沫进行压合之后包括：

对压合后的多层芯板进行钻孔以及去毛边处理；

对钻孔以及去毛边处理后的多层芯板进行电镀处理；

对电镀处理后的多层芯板进行外图处理以形成印制电路板。

结合本发明实施例的第一方面、或第一方面的第一种实现方式、或第一方面的第二种实现方式、或第一方面的第三种实现方式，在本发明实施例的第一方面的第四种实现方式中，所述信号传输线包括带状线传输结构或微带线传输结构。

结合本发明实施例的第一方面、或第一方面的第一种实现方式、或第一方面的第二种实现方式、或第一方面的第三种实现方式，在本发明实施例的第一方面的第五种实现方式中，所述多层芯板包括五层芯板或三层芯板。

本发明实施例的第二方面提供了一种印制电路板，包括：

多层芯板；

所述多层芯板中的信号传输层所属的芯板上设置有信号传输线；

所述信号传输线相邻的芯板上开设有空槽；

所述空槽内埋入有多孔泡沫。

结合本发明实施例的第二方面，在本发明实施例的第二方面的第一种实现方式中，所述多孔泡沫由聚苯乙烯或超弹氮化硼制成。

结合本发明实施例的第二方面的第一种实现方式，在本发明实施例的第二方面的第二种实现方式中，所述多层芯板的上表面与下表面镀有铜层，所述铜层之间填充有基材。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：在所述空槽内埋入多孔泡沫，并通过层压将所述多层芯板与所述多孔泡沫进行压合。从而有效的避免了因空腔造成的层压凹陷以及分层爆板等影响印制电路板信号传输质量的问题，并降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种印制电路板的加工方法的一个实施例流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种印制电路板的加工方法的另一实施例流程示意图；

图3为本发明实施例提供的五张芯板的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的五张芯板开设空槽后的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的五张芯板与多孔泡沫经压合后的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的带状线传输结构制作的印制电路板的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的三张芯板的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的三张芯板开设空槽后的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的三张芯板与多孔泡沫经压合后的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的由微带线传输结构制作的印制电路板的结构示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中印制电路板的加工方法的一个实施例包括：

101、在多层芯板中的信号传输层所属的芯板上布置信号传输线；

在多层芯板中的信号传输层所属的芯板上布置信号传输线；该多层芯板可以为三张或五张，具体数量不作限制；在实际运用中，上述信号传输线的结构可以为带状线传输结构或微带线传输结构。

102、在与上述信号传输线相邻的芯板上开设空槽；

在与上述信号传输线相邻的芯板上开设空槽，使之形成空腔。

103、在上述空槽内埋入多孔泡沫，上述多孔泡沫的介电常数大于1且小于3；

在上述空槽内埋入多孔泡沫，上述多孔泡沫的介电常数大于1且小于3；需要说明的是，该多孔泡沫的介电常数在1至3之间，优选为介电常数与空气介电常数相当，即接近1的低损耗多孔泡沫，譬如聚苯乙烯、超弹氮化硼等，以形成类似真空腔的传输环境，来提高信号传输速率和质量。

104、通过层压将上述多层芯板与上述多孔泡沫进行压合。

通过层压将上述多层芯板与上述多孔泡沫进行压合；通过层压将上述多层芯板与上述多孔泡沫进行压合，以保证芯板内层与层之间结合力变强，确保多层芯板的电气性能和机械性能，使层压的芯板内部线路区域不致缺胶，也避免发生空洞或气泡。

本发明实施例中，在上述空槽内埋入多孔泡沫，并通过层压将上述多层芯板与上述多孔泡沫进行压合。从而有效的避免了因空腔造成的层压凹陷以及分层爆板等影响印制电路板质量的问题。

基于上述实施例中印制电路板的加工方法，下面的实施例中将对该印制电路板的处理方式进行具体描述，请参阅图2，本发明实施例中印制电路板的加工方法的另一实施例包括：

201、在多层芯板中的信号传输层所属的芯板上布置信号传输线；

在多层芯板中选择一张介质厚度介于3至10密耳的芯板作为信号传输层，并在此芯板上布置信号传输线。

需要说明的是，该多层芯板可以为三张或五张，具体数量不作限制；在实际运用中，上述信号传输线的结构可以为带状线传输结构或微带线传输结构，如图3与图7分别示出了五张芯板与三张芯板的结构示意图，其中标号1代表镀铜，标号2表示PCB基材，后续同类标号均表示相同含义。

202、对上述多层芯板进行内层显像处理；

对上述多层芯板进行内层显像处理，具体处理过程如下：

先将开料后的芯板，经前处理微蚀粗化铜面后，进行压干膜或印刷湿膜处理，然后将涂覆感光层的芯板用生产菲林对位曝光，使需要的线路部分的感光层发生聚合交联反应，经过弱碱显影时保留下来，将未反应的感光层经显影液溶解掉露出铜面，再经过酸性蚀刻将露铜的部分蚀刻掉，使感光层覆盖区域的铜保留下来而形成线路图形，从而得到所需的线路图形。

203、对内层显像处理后的多层芯板进行内层蚀刻处理；

对内层显像处理后的多层芯板进行内层蚀刻处理；对电路板进行蚀刻，蚀刻掉表面铜层，制作出电路板线路。换句话说，就是将表面铜层的非线路图形区域的、未被控深铣去除的部分，全部蚀刻去除，形成电路板图形。在该步骤之后，还需去除抗蚀膜。

需要说明的是，该蚀刻工艺的方式有很多种，比如先配置腐蚀液，腐蚀液的成分为浓盐酸、浓双氧水、水，比例为1：2：3，在配制腐蚀液时，先放水，再加浓盐酸、浓双氧水，配置好腐蚀液后将电路板置于腐蚀液中进行蚀刻，利用化学反应蚀刻掉表面铜层，或者将表面铜层的非线路图形区域、未被控深铣去除的部分，全部蚀刻去除，形成电路板，具体方式此处不做限定。

204、在与上述信号传输线相邻的芯板上开设空槽；

在与上述信号传输线相邻的芯板上开设空槽；如图4所示的带状线传输结构，在该信号传输线的上方芯板和下方芯板均做开设有空槽3，使之分别形成空腔，开槽芯板可采用普通的FR-4材料，在提高信号传输质量和速率的同时有效降低了材料成本。开槽方法可采用控深铣的方法进行加工设计，具体为：根据需要形成的图形为控深铣设备的控制器编制控深铣自动程序，控制器根据控深铣自动程序的指令，指示铣刀进行开槽设计。对于图8所示的微带线传输结构，则在该信号传输线所在的芯板上做开槽设计，具体方法不作赘述。

205、对开设空槽后的多层芯板进行棕化处理；

对开设空槽后的多层芯板进行棕化处理；即在铜表面进行微蚀的同时生成一层极薄的均匀一致的有机金属转化膜。过程大致如下：进入棕化液的内层铜表面在H₂O₂和H₂SO₄作用下，进行微蚀，使铜表面得到平稳的微观凹凸不平的表面形状，增大铜与树脂接触的表面积的同时，棕化液中的有机添加剂与铜表面反应生成一层有机金属转化膜，这层膜能有效的嵌入铜表面，在铜表面与树脂之间形成一层网络状转化层，增强内层铜与树脂结合力，提高层压板的抗热冲击，抗分层能力。

206、对棕化处理后的多层芯板进行叠板处理；

对棕化处理后的多层芯板进行叠板处理；具体处理过程可参考如下：将半固化片和内层芯板进行预叠，在上述多层芯板之间放置防震纸以平衡压力和温度，在叠板时使用粘性纱布以同一方向清洁铜层表面，以避免芯板出现凹坑，防止粉尘积累太多。

207、在上述空槽内埋入多孔泡沫，上述多孔泡沫的介电常数大于1且小于3；

在上述空槽内埋入多孔泡沫，上述多孔泡沫的介电常数大于1且小于3；

需要说明的是，该多孔泡沫的介电常数在1至3之间，优选为介电常数与空气介电常数相当，即接近1的低损耗多孔泡沫，譬如聚苯乙烯、超弹氮化硼等，以形成类似真空腔的传输环境，来提高信号传输速率和质量。

在埋入上述多孔泡沫的过程中，选择第二邻近该信号传输线的芯板下表面和上表面的铜层作为参考层，通过该参考层控制上述多孔泡沫的埋入量。

208、通过层压将上述多层芯板与上述多孔泡沫进行压合；

通过层压将上述多层芯板与上述多孔泡沫进行压合；图5所示为五张芯板与该多孔泡沫压合后的结构示意图，图9所示为三张芯板与该多孔泡沫压合后的结构示意图，其中标号4代表上述多孔泡沫，后续同标号均表示同样含义，不再赘述。需要说明的是，层压是借助半固化片把各层线路薄板粘合成整体，整个过程包括吻压、全压和冷压三个阶段。在吻压阶段半固化片中的树脂熔融成低粘度树脂，浸润全部粘合面，并填充线路空隙，逐出气泡以及逐渐提高树脂的动态粘度，进入高压后彻底完成排气，填隙以及均匀分布至树脂的固化交联反应完全。而冷压是使多层板在快速冷却时保持尺寸稳定。通过层压将上述多层芯板与上述多孔泡沫进行压合，以保证芯板内层与层之间结合力变强，确保多层芯板的电气性能和机械性能，使层压的芯板内部线路区域不致缺胶，也避免发生空洞或气泡。

209、对压合后的多层芯板进行钻孔以及去毛边处理；

对压合后的多层芯板进行钻孔以及去毛边处理；钻孔可采用激光钻机根据预设的控制模块对每一层芯板进行标准尺寸的加工，将钻孔处理后的多层芯板进行去毛边处理，在进行去毛边处理时，可以采用机械研磨或者化学蚀刻。当然，上述钻孔以及去毛边处理还可以通过其他方式实现，并不限于上述方法。

210、对钻孔以及去毛边处理后的多层芯板进行电镀处理；

对钻孔以及去毛边处理后的多层芯板进行电镀处理；具体可采用电泳技术对上述多层芯板的表面涂覆一层涂层，由于电泳涂覆是涂料离子在电极的作用下运动，所以使得整个涂层在涂覆的过程中涂层厚度均匀，而且电泳加工设备简单，降低了成本且保证了产品质量。

211、对电镀处理后的多层芯板进行外图处理以形成印制电路板。

对电镀处理后的多层芯板进行外图处理以形成印制电路板；即在电镀处理后的多层芯板的表面贴感光膜，对贴上的感光膜进行曝光，将为曝光的感光膜显影，以制作印制电路板外层图形。图6与图10分别为五张芯板和三张芯板经上述方法制作的印制电路板结构示意图，其中标号5代表参考铜层，标号6代表信号传输线，后续同一标号均表示相同含义。

本发明实施例中，在上述空槽内埋入多孔泡沫，降低了埋入空腔的难度，并解决了层压凹陷和后固化分层气泡等问题，通过上述处理过程，降低了阻抗介质层厚度的偏差，提高了特性阻抗的连续性，减少了信号的干扰、噪声和失真等问题。

为便于更好的实施本发明实施例的上述印制电路板的加工方法，下面还提供用于配合上述印制电路板的加工方法的印制电路板。

结合图3至图6，本发明实施例提供了一种印制电路板，该印制电路板包括：

多层芯板；

上述多层芯板中的信号传输层所属的芯板上设置有信号传输线6；

上述信号传输线相邻的芯板上开设有空槽3；

上述空槽内埋入有多孔泡沫4。

优选的，上述多孔泡沫4由聚苯乙烯或超弹氮化硼制成。

具体的，上述多层芯板的上表面与下表面镀有铜层1，上述铜层1之间填充有基材2。

本发明实施例中，上述信号传输线相邻的芯板上开设有空槽，上述空槽内埋入有多孔泡沫。从而有效的避免了因空腔造成的层压凹陷以及分层爆板等影响印制电路板质量的问题。

以上对本发明所提供的一种印制电路板的加工方法及印制电路板进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种印制电路板的加工方法，其特征在于，包括：

在多层芯板中的信号传输层所属的芯板上布置信号传输线；

在与所述信号传输线相邻的芯板上开设空槽；

在所述空槽内埋入多孔泡沫，所述多孔泡沫的介电常数大于1且小于3；

通过层压将所述多层芯板与所述多孔泡沫进行压合。

2.根据权利要求1所述的印制电路板的加工方法，其特征在于，所述在与所述信号传输线相邻的芯板上开设空槽之前还包括：

对所述多层芯板进行内层显像处理；

对内层显像处理后的多层芯板进行内层蚀刻处理。

3.根据权利要求2所述的印制电路板的加工方法，其特征在于，所述在与所述信号传输线相邻的芯板上开设空槽之后还包括：

对开设空槽后的多层芯板进行棕化处理；

对棕化处理后的多层芯板进行叠板处理。

4.根据权利要求3所述的印制电路板的加工方法，其特征在于，所述通过层压将所述多层芯板与所述多孔泡沫进行压合之后包括：

对压合后的多层芯板进行钻孔以及去毛边处理；

对钻孔以及去毛边处理后的多层芯板进行电镀处理；

对电镀处理后的多层芯板进行外图处理以形成印制电路板。

5.根据权利要求1至4任一项所述的印制电路板的加工方法，其特征在于，所述信号传输线包括带状线传输结构或微带线传输结构。

6.根据权利要求1至4任一项所述的印制电路板的加工方法，其特征在于，所述多层芯板包括五层芯板或三层芯板。

7.一种印制电路板，其特征在于，包括：

多层芯板；

所述多层芯板中的信号传输层所属的芯板上设置有信号传输线；

所述信号传输线相邻的芯板上开设有空槽；

所述空槽内埋入有多孔泡沫。

8.根据权利要求7所述的印制电路板，其特征在于，所述多孔泡沫由聚苯乙烯或超弹氮化硼制成。

9.根据权利要求8所述的印制电路板，其特征在于，所述多层芯板的上表面与下表面镀有铜层，所述铜层之间填充有基材。