CN105682381B - 一种高多层pcb板及其压合方法 - Google Patents

一种高多层pcb板及其压合方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种高多层PCB板及其压合方法。本发明的高多层PCB板压合方法适用于层数大于或等于30层的高多层PCB板，本发明将双面芯板通过销钉固定在FR4盖板和钢板上，有效的解决了高多层板压合滑板、起皱等问题，提高了层间对准度，可靠性得到了很好的保证。

Description

一种高多层PCB板及其压合方法
技术领域
本发明涉及PCB领域，尤其涉及一种高多层PCB板及其压合方法。
背景技术
普通的多层PCB板，在压合前，采用铆钉将芯板及半固化片（PP）铆合在一起，然后再按照钢板－铜箔－PCB板－铜箔－钢板的顺序进行叠板，叠好后，即可进入压机进行热压。由于普通多层PCB板一般厚度≤3.0mm，采用铆合（或多加几个铆合位置）的方法即可解决对位不准的问题。
但对于高多层PCB板，由于层数高达40层，多张芯板需要铆合在一起，且压合总厚度达到了8.0mm左右，传统的压合方式将会使芯板铆合不牢固，压合过程中出现滑板、板厚压合不均、填胶不实等问题。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高多层PCB板及其压合方法，旨在解决现有的压合方法应用在高多层PCB板时存在铆合不牢固，压合过程中出现滑板、板厚压合不均、填胶不实等问题。
本发明的技术方案如下：
一种高多层PCB板压合方法，其中，包括步骤：
A、开料：选取双面芯板、PP和铜箔，并按照设计尺寸切割；
B、钻孔：将上述PP和铜箔利用钻机钻出多个定位孔，用于压合时进行定位；
C、制作内层图形：将上述双面芯板按照设计参数，经涂膜、曝光、显影和蚀刻处理制作出图形；
D、打靶：采用自动打靶机利用X射线透射找到双面芯板内层上的定位靶标，在定位靶标上通过钻刀钻出定位孔，用于压合时进行定位；
E、棕化：利用棕化药水对双面芯板进行棕化处理；
F、预叠：按照FR4盖板、钢板、待压合的结构、钢板、FR4盖板的顺序叠放各层，，各层插入销钉并穿过定位孔进行定位；所述待压合的结构依次包括：铜箔、PP、双面芯板、PP、铜箔；
G、将叠放好的各层进入压机，按照设定的程序进行热压，最终形成高多层PCB板。
所述的高多层PCB板压合方法，其中，所述步骤G中，在热压时，升温速率为1~5℃/min。
所述的高多层PCB板压合方法，其中，所述步骤G中，在热压时，升温速率为3℃/min。
所述的高多层PCB板压合方法，其中，所述步骤G中，在热压时，保温时间为150~210min。
所述的高多层PCB板压合方法，其中，所述步骤G中，在热压时，保温时间为180min。
所述的高多层PCB板压合方法，其中，所述步骤G中，在热压时，冷却速度为2~6℃/min。
所述的高多层PCB板压合方法，其中，所述步骤G中，在热压时，冷却速度为4℃/min。
所述的高多层PCB板压合方法，其中，所述高多层PCB板为40层结构。
一种高多层PCB板，其中，采用如上任一项所述的压合方法压合而成。
有益效果：本发明的高多层PCB板压合方法适用于层数大于或等于30层的高多层PCB板，本发明将双面芯板通过销钉固定在FR4盖板和钢板上，有效的解决了高多层板压合滑板、起皱等问题，提高了层间对准度，可靠性得到了很好的保证。
附图说明
图1为本发明一种高多层PCB板压合方法较佳实施例的流程图。
图2为本发明一种高多层PCB板在压合时的侧面结构示意图。
图3为本发明中双面芯板定位孔的分布图。
具体实施方式
本发明提供一种高多层PCB板及其压合方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。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。
请参阅图1，图1为本发明所提供的一种高多层PCB板压合方法较佳实施例的流程图，如图所示，其包括步骤：
S1、开料：选取双面芯板、PP和铜箔，并按照设计尺寸切割；
S2、钻孔：将上述PP和铜箔利用钻机钻出多个定位孔，用于压合时进行定位；
S3、制作内层图形：将上述双面芯板按照设计参数，经涂膜、曝光、显影和蚀刻处理制作出图形；
S4、打靶：采用自动打靶机利用X射线透射找到双面芯板内层上的定位靶标，在定位靶标上通过钻刀钻出定位孔，用于压合时进行定位；
S5、棕化：利用棕化药水对双面芯板进行棕化处理；
S6、预叠：按照FR4盖板、钢板、待压合的结构、钢板、FR4盖板的顺序叠放各层，各层插入销钉并穿过定位孔进行定位；所述待压合的结构依次包括：铜箔、PP、双面芯板、PP、铜箔；
S7、将叠放好的各层进入压机，按照设定的程序进行热压，最终形成高多层PCB板。
本发明可避免高多层PCB板在压合过程出现的滑板现象，有效解决高多层板压合所出现的起皱、可靠性不良等问题；同时采用销钉定位方式，可有效解决高多层板层间错位的问题，提高层间对准度。
下面结合图2对本发明的各步骤进行具体说明。
在所述步骤S1中，先进行开料处理：选用一种双面芯板60、PP50、铜箔40，按照设计尺寸切割出19张双面芯板60，40张PP50，2张铜箔40。
在所述步骤S2中，再进行钻孔处理：将上述40张PP50、2张铜箔40利用钻机依据设定程序在预定位置钻出多个定位孔，用于压合时进行定位，即利用销钉插入到所述定位孔中定位。定位孔设置有多个，例如如图3所示的8个定位孔，这8个定位孔不按直线排列，例如上下两侧各设置3个（上面的3个构成一排，下面的3个构成一排），左右两侧各设置1个，上下两排的铆钉排列在同一直线上，且每排铆钉相邻两个间距相同，另外40张PP50与2张铜箔40的定位孔位置一一对应，以实现准确对位，提高对位效率。
在所述步骤S3中，制作内层图形：将上述19张双面芯板60按照设计参数，经涂膜、曝光、显影、蚀刻等流程制作出图形，这样在双面芯板60的内层制作出定位靶标图形。
在所述步骤S4中，进行打靶处理：采用（X-ray）自动打靶机利用X射线透射找到双面芯板60内层上的经蚀刻制作出的定位靶标图形（如图3所示），通过钻刀钻出图3所示的8个定位孔，用于压合时进行定位，这8个定位孔的分布与前述的PP50与铜箔40钻出的定位孔分布相同，以便准确进行定位，便于销钉插入。
在所述步骤S5中，棕化：将制作内层图形的双面芯板60，（按照顺序叠放好）放入到水平棕化线，利用棕化药水与双面芯板60的内层（铜面）的化学反应，增加铜面的粗糙度，从而增加双面芯板60压合时与PP50的结合力，提高层压板抗分层能力。
在所述步骤S6中，预叠：按照FR4盖板20、钢板30、待压合的结构、钢板30、FR4盖板20的顺序叠放各层，将销钉插入各层并穿过定位孔以进行定位，所述待压合的结构依次包括：铜箔40、PP50、双面芯板60、PP50、铜箔40；叠放结构如图2所示，双面芯板60与PP50交叉叠置。
所述钢板30是指PCB压合时使用的厚度在1.2-1.5mm范围之间，耐热性较好的钢板，如厚度为1.3mm，其可确保较好的压合效果。
所述销钉是指直径为3.175mm、长度为20mm的销钉，定位孔相比所述销钉少大，如大0.1~0.3mm（如0.2mm），方便销钉插入并固定好各层。
在顶面和底面的FR4盖板20外还可设置牛皮纸10，牛皮纸10为PCB压合使用时的可耐高温（如耐258℃的高温）、传热性好的牛皮纸，最好具有较好的渗水性和吸水性。上下两层的牛皮纸10均可以是10张牛皮纸组合而成（每张厚度0.2mm），例如设置为5张新的牛皮纸和5张旧的牛皮纸组合而成。
而FR4盖板20为高TG板料压合而成，例如板料TG为180℃。
在所述步骤S7中，将叠放好的各层进入压机，按照设定的程序，进行热压，最终形成40层高多层板，也就是说，本实施例的高多层PCB板为40层结构。即19张双面芯板共38层，加上两张铜箔，共40层。
进一步，所述步骤S7中，在热压时，升温速率为1~5℃/min。优选的，升温速率为3℃/min，在此升温速率下，温度上升不高也不低，可以较好控制各层压合更紧密，效果更好，最终的温度优选为200℃。
所述步骤S7中，在热压时，保温时间为150~210min。优选的，保温时间为180min，在进行压合时，若保温时间过长，则容易导致各层粘结过于致密，若保温时间过短，则容易影响压合效果，所以选择上述保温时间。
所述步骤S7中，在热压时，冷却速度为2~6℃/min。优选的，冷却速度为4℃/min。冷却速度不宜过快也不宜过慢，过快，容易使本已压合好的线路板出现松动，对位不准，过慢则影响生产效率。
在进行热压时的压力优选为350 PSI，此条件下，既能确保压合效果，又能提高压合效率。
压合时的参数，可参考下表1。
表1
段序 1 2 3 4 5 6
温度（℃） 140 160 180 200 200 160
时间（min） 200 100 150 120 180 160
压力（PSI） 100 200 320 350 350 200
本发明还提供一种高多层PCB板，其采用如上所述的压合方法压合而成。
综上所述，本发明的高多层PCB板压合方法适用于层数大于或等于30层的高多层PCB板，本发明将双面芯板通过销钉固定在FR4盖板和钢板上，有效的解决了高多层板压合滑板、起皱等问题，提高了层间对准度，可靠性得到了很好的保证。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种高多层PCB板压合方法，其特征在于，包括步骤：
A、开料：选取双面芯板、PP和铜箔，并按照设计尺寸切割；
B、钻孔：将上述PP和铜箔利用钻机钻出多个定位孔，用于压合时进行定位；
设置8个定位孔，8个定位孔不按直线排列，上下两侧各设置3个，上面的3个构成一排，下面的3个构成一排，左右两侧各设置1个，上下两排的销钉排列在同一直线上，且每排销钉相邻两个间距相同；
C、制作内层图形：将上述双面芯板按照设计参数，经涂膜、曝光、显影和蚀刻处理制作出图形；
D、打靶：采用自动打靶机利用X射线透射找到双面芯板内层上的定位靶标，在定位靶标上通过钻刀钻出定位孔，用于压合时进行定位；
E、棕化：利用棕化药水对双面芯板进行棕化处理；
F、预叠：按照FR4盖板、钢板、待压合的结构、钢板、FR4盖板的顺序叠放各层，各层插入销钉并穿过定位孔进行定位；所述待压合的结构依次包括：铜箔、PP、双面芯板、PP、铜箔；
G、将叠放好的各层进入压机，按照设定的程序进行热压，最终形成高多层PCB板。
2.根据权利要求1所述的高多层PCB板压合方法，其特征在于，所述步骤G中，在热压时，升温速率为1~5℃/min。
3.根据权利要求2所述的高多层PCB板压合方法，其特征在于，所述步骤G中，在热压时，升温速率为3℃/min。
4.根据权利要求1所述的高多层PCB板压合方法，其特征在于，所述步骤G中，在热压时，保温时间为150~210min。
5.根据权利要求4所述的高多层PCB板压合方法，其特征在于，所述步骤G中，在热压时，保温时间为180min。
6.根据权利要求1所述的高多层PCB板压合方法，其特征在于，所述步骤G中，在热压时，冷却速度为2~6℃/min。
7.根据权利要求1所述的高多层PCB板压合方法，其特征在于，所述步骤G中，在热压时，冷却速度为4℃/min。
8.根据权利要求1所述的高多层PCB板压合方法，其特征在于，所述高多层PCB板为40层结构。
9.一种高多层PCB板，其特征在于，采用如权利要求1~8任一项所述的压合方法压合而成。
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