CN106852031B - 一种三层hdi板与铝基板的混压板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种三层HDI板与铝基板的混压板及其制作方法,制作方法包括步骤:A、将双面芯板制作出L2层的图形;B、将双面芯板制作出图形的一面与铜箔压合成三层HDI板,压合后进行烘烤;C、对三层HDI板的L1层和L3层进行减铜处理;D、按顺序将三层HDI板、导电胶、铝基板进行预叠,然后进行压合得到混压板。采用本发明的制作方法,可以有效避免HDI板在压合时出现翘曲、板弯及折断现象;同时能够保证HDI板每层铜厚≥35μm;压合后的公差在±0.1mm范围内,提高了成品精度,且降低了制作难度。

Description

一种三层HDI板与铝基板的混压板及其制作方法
技术领域
本发明涉及PCB制作领域,尤其涉及一种三层HDI板与铝基板的混压板及其制作方法。
背景技术
HDI板(高密度互连电路板)具有可缩小电路板面积、增加封装及电子零件的装配密度、加大产品的功能、减少板厚及重量等优点,而铝基板具有良好的导热性、散热性,这两者的结合可以很好的发挥各自的优点,因此具有很好应用前景。但现有技术中,三层HDI板与铝基板的混压板在制作过程中具有以下难点:1、由于HDI板的层数为不对称的三层结构,压合时很容易出现板翘曲现象;2、HDI板压合后板厚仅为0.20~0.26mm,加工过程很容易出现板弯及折断现象;3.HDI板每层铜厚均要求≥35μm,且L1-L2层有盲孔设计,L1-L3层有通孔设计,因此在制造工艺上不能按常规工艺制作;4.三层HDI板单PCS比铝板小,压合的对位公差+/-0.1mm。
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三层HDI板与铝基板的混压板及其制作方法,旨在解决现有的混压板制作难度大、产品品质和精度有待提高的问题。
本发明的技术方案如下:
一种基于三层HDI板与铝基板的混压板的制作方法,其中,包括步骤:
A、将双面芯板制作出L2层的图形;
B、将双面芯板制作出图形的一面与铜箔压合成三层HDI板,压合后进行烘烤;
C、对三层HDI板的L1层和L3层进行减铜处理;
D、按顺序将三层HDI板、导电胶、铝基板进行预叠,然后进行压合得到混压板。
所述的制作方法,其中,所述步骤B中,烘烤温度为140~160℃,烘烤时间为1.5~2.5h。
所述的制作方法,其中,所述步骤C中,将L1层和L3层均减铜至铜厚为6~8μm。
所述的制作方法,其中,所述步骤C中,在减铜处理后,依次进行棕化、激光钻孔、机械钻孔、沉铜板电、外层线路制作、防焊、字符、沉金、成型。
所述的制作方法,其中,所述步骤D中,采用两块FR4板分别压在预叠后的结构的上表面和下表面。
所述的制作方法,其中,所述步骤D中,采用销钉对预叠后的结构进行对位固定。
所述的制作方法,其中,在所述步骤D中,分4段进行压合。
所述的制作方法,其中,第一段的温度从0升至120℃,第二段的温度从120℃升至170℃,第三段的温度保持170℃,第四段的温度从170℃降至0℃。
所述的制作方法,其中,第一段的时间为20min,第二段的时间为20min,第三段的时间为60min,第四段的时间为30min。
一种基于三层HDI板与铝基板的混压板,其中,采用如上任一项所述的制作方法制成。
有益效果:采用本发明的制作方法,可以有效避免HDI板在压合时出现翘曲、板弯及折断现象;同时能够保证HDI板每层铜厚≥35μm;压合后的公差在±0.1mm范围内,提高了成品精度,且降低了制作难度。
附图说明
图1为本发明一种基于三层HDI板与铝基板的混压板的制作方法较佳实施例的流程图。
图2为本发明三层HDI板与铝基板的混压板较佳实施例的结构示意图。
图3为本发明的混压板的压合原理图。
具体实施方式
本发明提供一种三层HDI板与铝基板的混压板及其制作方法,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为本发明一种基于三层HDI板与铝基板的混压板的制作方法较佳实施例的流程图,如图所示,其包括步骤:
S1、将双面芯板制作出L2层的图形;
S2、将双面芯板制作出图形的一面与铜箔压合成三层HDI板,压合后进行烘烤;
S3、对三层HDI板的L1层和L3层进行减铜处理;
S4、按顺序将三层HDI板、导电胶、铝基板进行预叠,然后进行压合得到混压板。
本发明选用双面芯板,先完成L2层的线路图形制作,再选用一张铜箔进行压合,压合后先将L1层和L3层减铜,然后进行预叠和压合,从而完成混压板的制作。
具体地,在所述步骤S1中,将双面芯板制作出L2层的图形;双面芯板的两面分别为L1层和L2层,其中,先对L2层的图形(线路图形)制作出来。其中的L1层和L2层指双面芯板两面的铜层。
在所述步骤S2中,选用一张铜箔,将双面芯板的L2层与铜箔压合成三层HDI板30,具体如图2所示,这样,三层HDI板30所露出的两面分别为L1层和L3层,压合后进行烘烤。其中的L3层即指本步骤压合的铜箔对应的这一层。具体是利用半固化片将双面芯板与铜箔压合成三层HDI板30。
优选的,烘烤温度为140~160℃,烘烤时间为1.5~2.5h。更优选的,烘烤温度为150℃,烘烤时间为2h。三层HDI板30为不对称结构,易出现板翘曲现象,所以压合后进行150℃*2h的烘烤,可减少板翘曲、板弯及折断现象的发生。
所述步骤S2中,压合参数如下表一:
表一
段序 1 2 3 4 5 6 7
温度(℃) 140 160 180 200 200 160 20
时间(min) 10 10 15 10 180 10 90
压力(psi) 100 200 320 350 350 200 100
也就是说,分成7段进行压合,在第一段中,温度为140℃,时间为10min,压力为100psi;在第二段中,温度为160℃,时间为10min,压力为200psi;在第三段中,温度为180℃,时间为15min,压力为320psi;在第四段中,温度为200℃,时间为10min,压力为350psi;在第五段中,温度为200℃,时间为180min,压力为350psi;在第六段中,温度为160℃,时间为10min,压力为200psi;在第七段中,温度为20,时间为90min,压力为100psi。采用上述程式进行压合,有利于提高压合效果,保证三层HDI板的产品品质。并且在最后一段中,进行90min的冷压,可更进一步地减少板翘曲度的发生。
在所述步骤S3中,对三层HDI板30的L1层和L3层进行减铜处理;具体来说,可以先对L1层进行减铜处理,然后用干膜保护L1层,再对L3层进行减铜处理。将L1层和L3层均减铜至铜厚为6~8μm,即将L1层和L3层的铜厚减薄为6~8μm,例如7μm。减薄的目的是利于镭射机加工,若不进行减铜处理,铜层太厚会导致镭射机打不穿铜层或镭射钻孔效率低、成本增加。
进一步,所述步骤S3中,在减铜处理后,依次进行棕化、激光钻孔、机械钻孔、沉铜板电、外层线路制作、防焊、字符、沉金、成型。
其中,棕化是指将上述三层HDI板30以2.5m/min 速度过一次棕化线。
激光钻孔是指将上述三层HDI板30利用激光钻孔机加工出L1至L2层的盲孔。
机械钻孔是指将上述三层HDI板30利用机械钻孔机加工出L1至L3层的通孔;
沉铜板电是指利用薄板架辅助生产,选用VCP电镀,控制面铜铜厚。
具体是将三层HDI板30放置在薄板架上,安装好夹子,然后再放入VCP线电镀。其中,所述薄板架是指尺寸(长、宽)略大于三层HDI板30尺寸的金属铜筐。
外层线路制作是指将上述三层HDI板30按照设计参数,经涂膜、曝光、显影、蚀刻等流程制作出L1层和L3层的图形。
防焊和字符是指将上述三层HDI板30经防焊、字符处理,为避免发生粘板现象,防焊、字符后用千层架烤板。
沉金是指将上述三层HDI板30进行沉金处理,以保护外层线路。
成型是指将上述三层HDI板30利用锣机锣出外形。
在所述步骤S4中,先准备好铝基板10,具体可选用一定板厚的铝基板10,然后按照设计尺寸切割,例如选用板厚为1.5mm的铝基板10。然后在铝基板10上钻出通孔和槽孔。
再按顺序将三层HDI板30、导电胶20、铝基板10进行预叠,然后进行压合得到混压板。
具体地,如图3所示,采用两块FR4板40分别压在预叠后的结构的上表面和下表面。优选的,再采用销钉50对预叠后的结构进行对位固定。这两块FR4板40与铝基板10尺寸相同。单块FR4板40的板厚为0.4mm,材质为玻璃纤维环氧树脂覆铜板,事先可用钻机钻出与HDI板上位置一样的两个销钉定位孔,FR4板40的销钉定位孔深度为0.1~0.2mm,如0.15mm。所述销钉40是指直径为2.15mm、长度为2.0~2.5mm(如2.2mm)的销钉;利用销钉将铝基板10与三层HDI板30固定,防止压合时铝基板10与三层HDI板30移动造成铝基板10与三层HDI板30对准度偏移,操作过程中,先将销钉40插入底部的FR4板40,再将铝基板10、导电胶20、三层HDI板30依次放入底部的FR4板40上,然后再放上顶部的FR4板40即可。
然后按照预设的压合方式进行压合。
本发明优选分4段进行压合。
优选的,第一段的温度从0升至120℃,第二段的温度从120℃升至170℃,第三段的温度保持170℃,第四段的温度从170℃降至0℃。
优选的,第一段的时间为20min,第二段的时间为20min,第三段的时间为60min,第四段的时间为30min。
另外,第一段的压力为17.5Kgf/cm²,第二段的压力为17.5Kgf/cm²,第三段的压力为21Kgf/cm²,第四段的压力为21Kgf/cm²。
另外,上述升温和降温过程中,优选采用匀速升温和匀速降温的方式进行处理,以保证较好的压合效果。
本发明还提供一种基于三层HDI板与铝基板的混压板,其采用如上任一项所述的制作方法制成。
下面提供一具体实施例来对本发明的实施过程进行说明:
1)三层HDI板制作
步骤1: 开料:选用两面铜厚为1.5 OZ、板厚为0.05mm(不含铜) 的双面芯板,半固化片,厚度为1/3OZ的铜箔,按照设计尺寸切割;
步骤2:内层图形制作:将上述双面芯板按照设计参数,经涂膜、曝光、显影、蚀刻等流程制作出L2层图形。内层图形制作过程中保护好L3层铜层,避免蚀刻时L3层铜层被蚀刻;
步骤3:压合:将上述双面芯板与半固化片、铜箔压合成三层HDI板。三层HDI板压合为不对称结构,易出现板翘曲现象,压合时延长冷压时间至90 min,压合后进行150℃*2h的烘烤,减少板翘曲度的发生;
步骤4:L1、L3层铜层减薄:压合后先将L1层的1/3OZ减铜至7μm,然后用干膜保护L1层,再将L3层减铜至7μm;
步骤5:棕化:将上述三层HDI板以 2.5m/min 速度过一次棕化线;
步骤6:激光钻孔:将上述三层HDI板利用激光钻孔机加工出L1-L2层盲孔;
步骤7:机械钻孔:将上述三层HDI板利用机械钻孔机加工出L1-L3层通孔;
步骤8:沉铜板电:利用薄板架辅助生产,选用VCP电镀,控制面铜铜厚40um左右。
步骤9:外层线路制作:将上述三层HDI板按照设计参数,经涂膜、曝光、显影、蚀刻等流程制作出L1和L3层图形。
步骤10:防焊、字符:将上述三层HDI板经防焊、字符处理,为避免发生粘板现象,防焊、字符后用千层架烤板。
步骤11:沉金:将上述三层HDI板进行沉金处理,以保护外层线路;
步骤12:成型:将上述三层HDI板利用锣机锣出外形。
2)铝基板加工:
步骤1:选用板厚1.5mm的铝基板,按照设计尺寸切割;
步骤2:钻孔:钻出通孔、槽孔;
3)三层HDI板与铝基板压合:
步骤1:压合治具制作:将两块与铝板等大的FR4板(板厚0.4mm),用钻机钻出与HDI板上位置一样的两个销钉定位孔,深度为0.15mm;
步骤2:预叠:将三层HDI板、导电胶、铝板、FR4板、销钉按顺序进行预叠;
步骤3:压合:按照表二中的参数进行压合,采用下述参数进行压合,可提高压合效果,确保HDI板与铝基板结合更紧密,且能兼容二者的性能。
表二
项目 第一段 第二段 第三段 第四段
温度(℃) 0~120 120~170 170 170~0
压力(Kgf/cm<sup>2</sup>) 17.5 17.5 21 21
时间(min) 20 20 60 30
综上所述,采用本发明的制作方法,可以有效避免HDI板在压合时出现翘曲、板弯及折断现象;同时能够保证HDI板每层铜厚≥35μm;压合后的公差在±0.1mm范围内,提高了成品精度,且降低了制作难度。
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 (6)

1.一种基于三层HDI板与铝基板的混压板的制作方法,其特征在于,包括步骤:
A、将双面芯板制作出L2层的图形;
B、将双面芯板制作出图形的一面与铜箔压合成三层HDI板,压合后进行烘烤;所述双面芯板两面铜厚为1.5OZ,所述铜箔厚度为1/3OZ;
C、对三层HDI板的L1层和L3层进行减铜处理;
D、按顺序将三层HDI板、导电胶、铝基板进行预叠,然后进行压合得到混压板;
所述步骤B中,烘烤温度为140~160℃,烘烤时间为1.5~2.5h;
三层HDI板压合时延长冷压时间至90min;所述步骤C中,将L1层和L3层均减铜至铜厚为6~8μm;
所述步骤C中,在减铜处理后,依次进行棕化、激光钻孔、机械钻孔、沉铜板电、外层线路制作、防焊、字符、沉金、成型;
所述沉铜板电是指利用薄板架辅助生产,选用VCP电镀;
所述步骤D中,采用销钉对预叠后的结构进行对位固定。
2.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述步骤D中,采用两块FR4板分别压在预叠后的结构的上表面和下表面。
3.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,在所述步骤D中,分4段进行压合。
4.根据权利要求3所述的制作方法,其特征在于,第一段的温度从0升至120℃,第二段的温度从120℃升至170℃,第三段的温度保持170℃,第四段的温度从170℃降至0℃。
5.根据权利要求3所述的制作方法,其特征在于,第一段的时间为20min,第二段的时间为20min,第三段的时间为60min,第四段的时间为30min。
6.一种基于三层HDI板与铝基板的混压板,其特征在于,采用如权利要求1~5任一项所述的制作方法制成。
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