CN107592725A - 一种在高多层印刷线路板上埋铜块的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及印刷电路板领域,具体为一种在高多层印刷线路板上埋铜块的方法，本发明分别在各芯板和各半固化片上对应设置定位孔和槽孔，使得贯穿于高多层板的定位孔和槽孔能够实现精准对位，铜块能平整地潜入到埋铜槽中。同时，利用半固化片在热熔条件下发生流动的特性，使得在压合工序中半固化片能热熔为流体填充在铜块与埋铜槽孔之间的缝隙中，冷却固态后实现了铜块与PCB板面之间粘接，由于半固化片的树脂材料和芯板树脂材料相同，板材的热胀冷缩系数一致，制作的板材可靠性更好。本发明实现了埋铜板一次成型，无需通过额外的压合工序和树脂填充即可以制作出高多层埋铜块线路板，加工工序少，大幅提高了生产效率。

Description

一种在高多层印刷线路板上埋铜块的方法

技术领域

本发明涉及印刷线路板领域，尤其涉及一种在高多层印刷线路板上埋铜块的方法。

背景技术

随着电子产品越来越小型化，印刷电路板的体积也随之在不断的缩小，引发印刷线路板局部散热量大，不仅影响了电子元器件的使用寿命，严重时还会造成印刷线路板故障甚至损坏，目前通常在印刷线路板间开槽并埋入铜块，用以解决印刷线路板的散热问题。由于散热问题对印刷线路板的重要性，现有技术中也出现了多种埋铜块的方法以提高印刷线路板的散热性，但是都或多或少存在着一些问题：

如公布号为CN106132089A的专利文献，其公开了一种印制线路板埋铜块方法，并公开了如下步骤:在基材锣出埋铜槽孔，槽孔直径比铜块直径0.1～0.5mm；对基材表面和铜块进行表面处理；在基材的双面和铜块表面上贴上保护膜，锣空槽孔位置的保护膜；采用点胶机将树脂塞到槽孔四周；在铜块上贴保护膜的位置涂上无溶剂树脂保护，然后将此面与凹痕贴合，埋入槽孔经压合固化成型，并最后除去保护面膜。这种方法会由于填入的树脂与基材树脂热膨胀性能不一致，使得板材在进行回流焊、浸锡及冷热冲击等测试时，容易产生板材爆板。

如公布号为CN102933032A的专利文献，其公开了一种印制线路板层压埋铜块方法，具体采用内层钻孔的方式埋入铜块，但这种方法只涉及4层板材的制作，槽孔的对准难度低，不适用于铜块贯穿高多层线路板中的制作。

如公布号为CN104427747A的专利文献，其公开了一种内层埋铜的电路板及其加工方法，并公开了如下步骤:采用先做内层线路图形后制作凹槽的方法，然后将铜块贴入到凹槽的制作方法。采用先做内层线路图形后制作凹槽的方法，会造成在完成内层图形转移后，内层凹槽的定位会发生不规则涨缩，钻孔定位点不统一，较难实现贯穿多层线路板槽孔的精准对位，对钻孔的要求更高，容易出现线路被破坏的问题。

如公布号为CN104853523A的专利文献，其公开了一种埋嵌铜块PCB板的制作方法，并公开了如下步骤:采用将PCB板压合后，在相关的位置锣指定深度的槽孔，然后在常温条件下将处理过的铜块压入到槽孔中，铜块的直径比槽孔的直径稍小，铜块与槽孔之间的缝隙采用塞孔树脂填充，加热固化，实现铜块与PCB板面之间粘接。由于铜块的尺寸比槽孔的尺寸稍小，在压合的过程中容易产生铜块偏移的问题，严重时甚至会破坏板面。有时会将槽孔位置的铜面压入进去，导致埋铜板成型后在铜块位置出现凹痕的情况。同时由于铜块与PCB板之间通过真空塞孔树脂之间固定，板材树脂与基材树脂的热膨胀系数相差较大，在冷热冲击测试过程中，容易出现因收缩不均而导致铜块与槽孔缝隙中出现裂缝的情况。还伴随着铜块嵌入到PCB板后采用真空塞孔树脂塞缝隙容易导致塞树脂不完全，造成板材可靠性低的问题。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种利用半固化片在热熔条件下发生流动的特性，在压合工序中使半固化片融化的树脂填充在铜块与埋铜槽孔之间的缝隙中的埋铜块方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种在高多层印刷线路板上埋铜块的方法，包括以下步骤：

S1、制作钻孔定位孔：在各芯板和各半固化片上对应设置若干个定位孔；

S2、制作埋铜槽孔：分别将各定位孔中插入定位钉，将芯板固定于加工台面，在对应放置铜块的位置制得相应的槽孔；在各半固化片上对应放置铜块的位置制得相应的槽孔；

S3、进行叠板工序：将各芯板和各半固化片进行预排叠板，各槽孔形成用于容纳铜块的埋铜槽，在埋铜槽内放入铜块；

S4、进行压合工序，制得埋有铜块的高多层板。

进一步，还包括全板电镀工序：对高多层板进行全板电镀工序，形成厚度为35～50μm的镀铜层。

进一步，在全板电镀工序后，还包括磨板工序，所述磨板工序采用砂带四轴磨刷设备，砂带四轴磨刷设备的陶瓷磨痕为2～8mm，磨刷电流值0.5～1.8A，磨刷转速1500～2300r/min，制得厚度为15～28μm的镀铜层。

进一步，还包括制作掩孔图形：在制作外层图形时，对应铜块位置制作用于遮挡铜块的掩孔图形，所述掩孔图形的尺寸比槽孔的尺寸单边大0.2～0.6mm；曝光显影后，在铜块表面上形成附着在铜块表面的掩孔干膜；在完成化学减铜工序后对掩孔干膜进行退膜。

进一步，还包括准备工序：对铜块放入高多层板后与高多层板接触的铜块表面进行棕化处理。

进一步，在压合工序之后，对裸露于外表面的铜块表面进行除胶处理，消除压合后从铜块与PCB板之间的缝隙中流出的树脂。

进一步，除胶处理采用不织布磨板的方式，不织布磨痕为10～16mm，不织布磨刷电流值0.5～2.8A，不织布磨板次数为1～3次。

进一步，在制作钻孔定位孔中，沿各芯板的四角分别设置四个定位孔，在其中一个定位孔旁设置一个用于定位的方向孔，半固化片上设置的定位孔和方向孔与芯板的相互对应，定位孔与内层图形曝光时所用的定位孔相同。

进一步，在制作埋铜槽孔工序中，槽孔的尺寸比铜块尺寸单边大0.08～0.22mm。

进一步，在叠板工序中，铜块露出的最外层采用芯板制作，不采用铜箔制作；各芯板间采用半固化片连接，芯板与芯板之间半固化片PP的数量为1～3张，半固化片PP的树脂含量为55％～78％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明分别在各芯板和各半固化片上对应设置定位孔和槽孔，使得贯穿于高多层板的定位孔和槽孔能够实现精准对位，铜块能平整地潜入到埋铜槽中。同时，利用半固化片在热熔条件下发生流动的特性，使得在压合工序中半固化片能热熔为流体填充在铜块与埋铜槽孔之间的缝隙中，冷却固态后实现了铜块与PCB板面之间粘接，由于半固化片的树脂材料和芯板树脂材料相同，板材的热胀冷缩系数一致，制作的板材可靠性更好。本发明实现了埋铜板一次成型，无需通过额外的压合工序和树脂填充即可以制作出高多层埋铜块线路板，加工工序少，大幅提高了生产效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是实施例中在制作定位孔工序中定位孔的制作位置的结构示意图。

具体实施方式

为了更充分的理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。

实施例

参照图1，本发明提供一种在高多层印刷线路板上埋铜块的方法，具体包括以下步骤：

S1、准备工序：对铜块放入高多层板后与高多层板接触的铜块表面进行棕化处理。铜块包括T字旋转体、圆柱体、长方体和正方体。进行棕化处理时，采用模具固定铜块，将会与树脂接触的铜块的铜面进行完全棕化，如果是长方体铜块和正方体铜块，根据需求棕化其中的四个或五个表面；如果是圆柱体铜块，则棕化表面为圆柱体侧面或圆柱体侧面加一个圆柱体的底面；如果是T字旋转体槽孔，则棕化表面为T字旋转体的侧面加T字平台或者T字旋转体的侧面加T字平台加直径小的底铜面。

S2、制作钻孔定位孔：在各芯板和各半固化片上对应设置若干个定位孔；沿各芯板的四角分别设置四个定位孔，在其中一个定位孔旁设置一个用于定位的方向孔，半固化片上设置的定位孔和方向孔与芯板的相互对应，定位孔与内层图形曝光时所用的定位孔相同。

S3、制作埋铜槽孔：分别在各定位孔中插入定位钉，定位钉为销钉，将芯板固定于加工台面，以四个定位孔为基准，在对应放置铜块的位置制得相应的槽孔；在各半固化片上对应放置铜块的位置制得相应的槽孔；槽孔的尺寸比铜块尺寸单边大0.08～0.22mm。

S4、在芯板上制作内层图形：采用LDI曝光方法实现在芯板中曝光，制得内层图形。其中LDI曝光的定位孔与槽孔钻孔的定位孔相同，LDI曝光的次数限定为一次。结合内层图形曝光控制槽孔的制作，进一步确保了槽孔的精准对位。

S5、进行叠板工序：将各芯板和各半固化片进行预排叠板，各槽孔形成用于容纳铜块的埋铜槽，在埋铜槽内放入铜块；在叠板工序中，铜块露出的最外层采用芯板制作，不采用铜箔制作，在盲孔型埋铜板中，在外上层或外底层采用芯板制作；在两端为通孔型的埋铜板中，外上层或外底层均采用芯板制作；各芯板件采用半固化片连接，芯板与芯板之间半固化片PP的数量为1～3张，半固化片PP的树脂含量为55％～78％。

S6、移动叠层结构的高多层板时，采用硬质胶板拖住高多层板再搬移高多层板，使得嵌入了铜块的高多层板在搬移过程中板面的卷曲度小于20度。

S7、将叠板工序后的各芯板和各半固化片进行预排叠板压合，制得埋有铜块的高多层板，所述高多层板层数在四层以上。在压合工序中半固化片能热熔为流体填充在铜块与埋铜槽孔之间的缝隙中，冷却固态后使得铜块与PCB板面粘接。

S8、在压合工序之后，对裸露于外表面的铜块表面进行除胶处理，消除压合后从铜块与PCB板之间的缝隙中流出的树脂。除胶处理采用不织布磨板的方式，不织布磨痕为10～16mm，不织布磨刷电流值0.5～2.8A，不织布磨板次数为1～3次。

S9、全板电镀工序：对高多层板进行全板电镀工序，形成厚度为18～35μm的镀铜层。

S10、磨板工序：磨板工序采用砂带四轴磨刷设备，砂带四轴磨刷设备的陶瓷磨痕为2～8mm，磨刷电流值0.5～1.8A，磨刷转速1500～2300r/min，制得厚度为15～28μm的镀铜层。采用特殊的磨板方式实现铜块与PCB板面实现平整对齐。

S11、制作掩孔图形：在制作外层图形时，对应铜块位置制作用于遮挡铜块的掩孔图形，所述掩孔图形的尺寸比槽孔的尺寸单边大0.2～0.6mm；曝光显影后，在铜块表面上形成附着在铜块表面的掩孔干膜；在完成化学减铜工序后对掩孔干膜进行退膜。

本发明采用四点定位钻孔方法，分别在各芯板和各半固化片制作相同的定位孔，在各定位孔中插入定位钉，使得板材叠加后所有芯板和半固化片的槽孔垂直精准对位；使得贯穿于高多层板的槽孔实现了精准对位，铜块能平整地埋入到埋铜槽中。

本发明采用内层曝光定位和钻孔定位相结合的方法，即内层图形曝光定位孔采用与钻孔相同的定位孔，实现在完成内层图形转移后槽孔与定位点之间的相对位置固定，实现槽孔在叠板后垂直对位。

本发明采用掩孔图形保护填充树脂在减铜中不被破坏，制作的板材实现了铜块与板材板面平齐，无凹痕缺陷，有效地保护了铜块与PCB板之间的填充树脂。

本发明利用半固化片在热熔条件下发生流动的特性，使得在压合工序中半固化片能热熔为流体填充在铜块与埋铜槽孔之间的缝隙中，冷却固态后实现了铜块与PCB板面之间粘接，由于半固化片的树脂材料和芯板树脂材料相同，板材的热胀冷缩系数一致，制作的板材可靠性更好。实现了埋铜板一次成型，无需通过额外的压合工序和树脂填充即可以制作出高多层埋铜块线路板，加工工序少，大幅提高了生产效率。

以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。

Claims (10)

1.一种在高多层印刷线路板上埋铜块的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制作钻孔定位孔：在各所述芯板和各半固化片上对应设置若干个定位孔；

S2、制作埋铜槽孔：分别在各所述定位孔中插入定位钉，将芯板固定于加工台面，在对应放置铜块的位置制得相应的槽孔；在各所述半固化片上对应放置铜块的位置制得相应的槽孔；

S3、进行叠板工序：将各芯板和各半固化片进行预排叠板，各槽孔形成用于容纳铜块的埋铜槽，在埋铜槽内放入铜块；

S4、进行压合工序，制得埋有铜块的高多层板。

2.根据权利要求1所述的在高多层印刷线路板上埋铜块的方法，其特征在于：还包括全板电镀工序：对高多层板进行全板电镀工序，形成厚度为35～50μm的镀铜层。

3.根据权利要求2所述的在高多层印刷线路板上埋铜块的方法，其特征在于：在全板电镀工序后，还包括磨板工序，所述磨板工序采用砂带四轴磨刷设备，砂带四轴磨刷设备的陶瓷磨痕为2～8mm，磨刷电流值0.5～1.8A，磨刷转速1500～2300r/min，制得厚度为15～28μm的镀铜层。

4.根据权利要求1所述的在高多层印刷线路板上埋铜块的方法，其特征在于：还包括制作掩孔图形：在制作外层图形时，对应铜块位置制作用于遮挡铜块的掩孔图形，所述掩孔图形的尺寸比槽孔的尺寸单边大0.2～0.6mm；曝光显影后，在铜块表面上形成附着在铜块表面的掩孔干膜；在完成化学减铜工序后对掩孔干膜进行退膜。

5.根据权利要求1所述的在高多层印刷线路板上埋铜块的方法，其特征在于：还包括准备工序：对铜块放入高多层板后与高多层板接触的铜块表面进行棕化处理。

6.根据权利要求1所述的在高多层印刷线路板上埋铜块的方法，其特征在于：在压合工序之后，对裸露于外表面的铜块表面进行除胶处理，消除压合后从铜块与PCB板之间的缝隙中流出的树脂。

7.根据权利要求6所述的在高多层印刷线路板上埋铜块的方法，其特征在于：所述除胶处理采用不织布磨板的方式，所述不织布磨痕为10～16mm，不织布磨刷电流值0.5～2.8A，不织布磨板次数为1～3次。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的在高多层印刷线路板上埋铜块的方法，其特征在于：在制作钻孔定位孔中，沿各所述芯板的四角分别设置四个定位孔，在其中一个定位孔旁设置一个用于定位的方向孔，所述半固化片上设置的定位孔和方向孔与所述芯板的相互对应，所述定位孔与内层图形曝光时所用的定位孔相同。

9.根据权利要求1至7中任意一项所述的在高多层印刷线路板上埋铜块的方法，其特征在于：在制作埋铜槽孔工序中，所述槽孔的尺寸比铜块尺寸单边大0.08～0.22mm。

10.根据权利要求1至7中任意一项所述的在高多层印刷线路板上埋铜块的方法，其特征在于：在叠板工序中，铜块露出的最外层采用芯板制作；各所述芯板间采用半固化片连接，芯板与芯板之间半固化片PP的数量为1～3张，所述半固化片PP的树脂含量为55％～78％。