CN108184311A - 一种高反光率的耐高压电路板制作工艺 - Google Patents

一种高反光率的耐高压电路板制作工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及新型电路板的加工，属于电子器件加工领域。一种高反光率的耐高压电路板制作工艺，通过热压合PI膜与电路板，对电路板形成保护膜，取代了传统油墨印刷工艺在电路板表层印刷油墨层的方案。本技术方案采用热压合工艺将PI膜与电路板一次性融附于一体，该工艺成品率高，加工快速成型。克服了原有油墨印刷工艺生产效率低下，成品率不高的问题。本技术方案还将电路板的工作耐压极限提升至不低于5000V。并且通过本技术方案在电路板上所形成的PI膜表面粗糙度Ra不高于0.023μm，使得电路板表面呈现出镜面反射效果，对可见光区光线反射率高于90％，可广泛用于发光电子器件承载电路板。

Description

一种高反光率的耐高压电路板制作工艺
技术领域
本发明涉及电路板的加工，尤其涉及一种高反光率的耐高压电路板制作工艺。
背景技术
现有最广泛的电路板制作工艺主要包括以下步骤：切割出形状大小符合要求的覆铜板，然后采用减法工艺去除多余的表面附铜，形成线状铜膜组成的电路，最后将电路的焊接位点部分形成保护层后，对其余电路表层做油墨印刷，将不需要焊接电子器件的电路表层进行保护，实现绝缘、耐腐蚀等技术效果。
这种加工工艺在电路板所形成的油墨涂层的绝缘系数低，电路电压超过2000V时，发生电路击穿现象，导致电路板的损坏。并且油墨印刷工艺复杂，需要事先对电路板上电子元件的焊点予以保护，防止被印刷的油墨覆盖。并且后期还增加了去除焊点保护层的工艺，进一步导致工艺复杂化，所保留的焊点易于损坏，产生虚焊现象，降低电路板器件成品率。
仅就油墨印刷这一工艺，目前工艺操作仍受到严格的操作限制：
1.电路板油墨的印刷温度必须严格控制在20－25℃以下，温度变化不能太大，否则会影响到油墨的粘度和网印质量及效果。特别当油墨在户外存放或在不同温度下存放时，使用前就必须将其放在环境温度下适应几天使油墨桶内各处达到均一、合适的温度。使用过冷的冷油墨会引起网印故障，造成不必要的麻烦；使用温度过高的油墨会不便于控制油墨层厚度，使电路板报废。
2.使用前必须充分地和仔细地对油墨进行手工或机械搅拌均匀，过程中油墨中容易进入空气，混合完成后需要静置较长时间才可使用。
3.需要采用相互适应的清洗剂进行清网，而且要非常彻底又干净。否则容易出现印刷瑕疵点，降低电路板成品率。
4.印刷油墨后的电路板进行干燥时，必须具备有良好排气系统的装置内进行。并且要严格控制干燥温度和相对湿度，过低的挥发速度降低生产效率，过高的挥发速度导致油墨层龟裂，起不到保护电路的作用。
由此可见，电路板的油墨印刷工艺严重限制的电路板生产工艺效率的提升，制约了电路板生产行业的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高反光率的耐高压电路板制作工艺，解决现在的电路板生产工艺中油墨涂层加工工艺复杂、质量参数不能很好满足高质量电路板的生产需求问题。
技术方案
本发明提出一种高反光率的耐高压电路板制作工艺，该工艺流程包括：
步骤一：采用常规电路板制备工艺，得到线状电路铜覆膜表面被抛光的抛光板；
步骤二：采用平面磨床对步骤一得到的抛光板进行表面粗糙化处理，进一步去除电路上残留的金属毛刺，并在电路表层形成均匀分布的微米级刻痕；
步骤三：将购买的商品化的聚酰亚胺薄膜(PI膜)切割，形成与步骤二中电路板形状大小一致外形的PI膜，使PI膜能够与电路板完全贴合，并在电路板上焊点所对应的PI膜上雕刻出焊接孔；
步骤四：将步骤三切割后的PI膜与步骤二得到的表面具有微米级刻痕的电路板贴合，并置于上下两块压合板中，电路板层与下压合板紧贴、PI膜与上压合板贴合，且上压合板、下压合板的温度可控；上压合板与下压合板二者共同热挤压PI膜与电路板，使PI膜与电路板融附为一体。
进一步，步骤四中上压合板与下压合板二者共同热挤压PI膜与电路板、使二者融附为一体的工艺具体包括：
(a)上压合板、下压合板以160～170℃的初始温度挤压电路板与PI膜，并保持80～100秒，实现PI膜与电路板的压合；(b)然后上压合板、下压合板升温至170～180℃，维持40～70秒，实现PI膜与电路板接触面的融合；(c)最后上压合板、下压合板降温至150～160℃并维持40～70s，实现PI膜与电路板固化成为一体，得到表面PI膜取代印刷油墨层的新型电路板。
进一步，步骤一中所述的常规电路板制备工艺具体包括：(1)首先将标准规格的覆铜板进行切割，形成定制规格尺寸大小与形状的电路板；(2)然后采用常规的磨板工艺对步骤(1)中得到的定制规格的电路板进行抛光，去除毛刺、铜膜表面的氧化膜、其它附着物，曝露出铜金属层，得到抛光板；(3)将步骤(2)所制备得到的板子附上线路保护层，然后置于刻蚀液中进行刻蚀，去除多余部分的铜覆膜，形成线状铜膜构成的电路；(4)采用常规的磨板工艺，对步骤(3)得到的板子进行磨板，去除线路表层覆盖的保护层，并且对线路的铜覆膜进行表层抛光，得到线状铜覆膜表面抛光的抛光板。
进一步，步骤三中所述PI膜的厚度为0.01mm～0.05mm。
进一步，步骤四中所述上压合板与下压合板在压合过程中的压强为10～80KPa。
进一步，步骤二中所述的平面磨打磨工作区的打磨颗粒直径为0.02～0.08微米。
进一步，步骤二中采用平面磨床进行表面粗糙化处理的时间为0.5～2.0分钟。
进一步，步骤一中所采用的电路板结构为表层为铜覆膜、铜覆膜通过绝缘的织造层黏贴在支撑作用的铝板上。
有益效果
本发明采用在电路板上热压合PI膜的工艺，替代原有油墨印刷工艺，在电路板表层形成一层PI膜，对电路起到保护作用。将电路的工作耐压极限提升至不低于5000V。远高于油墨印刷工艺制备电路板耐压2000V的极限数值。
通过本技术方案在电路板上所形成的PI膜表面粗糙度Ra不高于0.023μm，电路板表面呈现出镜面反射效果，对可见光区光线反射率高于90％。而现有技术中采用油墨印刷工艺制备的电路板保护层表面粗糙度Ra大于0.28μm，对光线起到漫反射作用，对可见光区光线反射率不高于70％。本技术方案所制备的电路板承载发光电子器件时，无需另行增加反光膜、反光镀层或其它反光镜，即可有效提高发光器件光线利用率。
本技术方案采用热压合工艺将PI膜与电路板一次性融附于一体，该工艺成品率高，加工快速成型。克服了原有油墨印刷工艺对油墨及操作工艺的严格要求，并且加工成型的产品无需严格控制油墨干燥固化，降低了生产成本、提高生产效率。
附图说明
图1为现有技术中电路板及油墨层的制备工艺流程图；
图2为本发明所提供的制备电路板及表面PI膜的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。
实施例(1)
首先将标准规格的覆铜板进行切割，形成60cm*80cm*0.3cm的单侧附铜电路板。然后采用常规的磨板工艺对电路板进行抛光，去除切割毛刺、铜膜表面的氧化膜、附着物，曝露出铜金属层，得到抛光板。然后将抛光板附上线路保护层，然后置于刻蚀液(FeCl3溶液)中进行刻蚀，去除多余部分的铜覆膜，形成线状铜膜构成的电路。然后采用常规的磨板工艺，对电路板进行磨板，去除铜线路表层覆盖的保护层，并且对铜线路进行表层抛光，得到常规的半成品电路板。
实施例(2)
在实施例1所制备的半成品电路板的基础上，经过常规油墨印刷工艺，制备出现有技术中所常见的电路板。这类电路板在市场上应用比较普遍，亦可以通过购买获得。
实施例(3)
在实施例1所制备的半成品电路板的基础上，再采用打磨颗粒粒径为0.025微米的打磨面通过平面磨床对电路板进行表面粗糙化处理1.0分钟，进一步去除电路上残留的毛刺，并在电路表层形成均匀分布的微米级刻痕。
然后将商品化的PI膜切割，形成60cm*80cm*0.01mm的PI膜，使PI膜能够与上述电路板完全贴合，并在电路板的焊点所对应的PI膜上雕刻出焊接孔。
最后将PI膜与表面具有微米级刻痕的电路板贴合，并置于上下两块压合板中，电路板层与下压合板紧贴、PI膜与上压合板贴合，所述上压合板、下压合板均为控温板。上压合板、下压合板以160℃的初始温度与下压合板共同挤压电路板与PI膜，并保持100s，实现PI膜与电路板的压合；然后上下压合板升温至170℃，维持50s，实现PI膜与电路板接触面的融合；最后上下压合板降温至155℃并维持60s，实现PI膜与电路板固化成为一体，得到表面PI膜取代印刷油墨层的新型电路板。本步骤中上压合板与下压合板之间施加的压力为10KPa。
实施例(4)
在实施例1所制备的半成品电路板的基础上，再采用打磨颗粒粒径为0.05微米的打磨面通过平面磨床对电路板进行表面粗糙化处理0.7分钟，进一步去除电路上残留的毛刺，并在电路表层形成均匀分布的微米级刻痕。
然后将商品化的PI膜切割，形成60cm*80cm*0.02mm的PI膜，使PI膜能够与上述电路板完全贴合，并在电路板的焊点所对应的PI膜上雕刻出焊接孔。
最后将PI膜与表面具有微米级刻痕的电路板贴合，并置于上下两块压合板中，电路板层与下压合板紧贴、PI膜与上压合板贴合，所述上压合板、下压合板均为控温板。上压合板、下压合板以165℃的初始温度与下压合板共同挤压电路板与PI膜，并保持90s，实现PI膜与电路板的压合；然后上下压合板升温至175℃，维持40s，实现PI膜与电路板接触面的融合；最后上下压合板降温至150℃并维持40s，实现PI膜与电路板固化成为一体，得到表面PI膜取代印刷油墨层的新型电路板。本步骤中上压合板与下压合板之间施加的压力为50KPa。
实施例(5)
在实施例1所制备的半成品电路板的基础上，再采用打磨颗粒粒径为0.08微米的打磨面通过平面磨床对电路板进行表面粗糙化处理0.5分钟，进一步去除电路上残留的毛刺，并在电路表层形成均匀分布的微米级刻痕。
然后将商品化的PI膜切割，形成60cm*80cm*0.04mm的PI膜，使PI膜能够与上述电路板完全贴合，并在电路板的焊点所对应的PI膜上雕刻出焊接孔。
最后将PI膜与表面具有微米级刻痕的电路板贴合，并置于上下两块压合板中，电路板层与下压合板紧贴、PI膜与上压合板贴合，所述上压合板、下压合板均为控温板。上压合板、下压合板以170℃的初始温度与下压合板共同挤压电路板与PI膜，并保持80s，实现PI膜与电路板的压合；然后上下压合板升温至180℃，维持40s，实现PI膜与电路板接触面的融合；最后上下压合板降温至160℃并维持70s，实现PI膜与电路板固化成为一体，得到表面PI膜取代印刷油墨层的新型电路板。本步骤中上压合板与下压合板之间施加的压力为80KPa。
对以上实施例工艺所制备的电路板进行测试：100块电路板分别单独测试发现：在10％～80％相对湿度、0～35℃下，电路板在5000V的工作电压下无一发生击穿、漏电现象。同测试条件下采用常规油墨印刷生产的的电路板仅能承受2000V电压。
经过光学测试发现，附有PI膜的电路板表面粗糙度Ra为0.023μm，显示出镜面光泽面效果，对光线具备镜面反光效果，反光率高于90％。而采用常规油墨印刷技术制备的电路板表层的表面粗糙度Ra为0.28μm，以漫反射为主，对可见光波段光线的反射率低于70％。采用上述实施例所制备的电路板在承载发光电子器件时，无需再次添加反光层或外设反光设备，本电路板即可达到较高的反光效果，提高发光器件的光线利用率至90％以上。

Claims (10)

1.一种高反光率的耐高压电路板制作工艺，其特征在于，步骤包括：
步骤一：采用常规电路板制备工艺，得到线状铜覆膜电路表面被抛光的抛光板；
步骤二：将PI膜形状大小切割成与步骤一中电路板一致，使PI膜能够与电路板完全贴合，并在电路板上焊点所对应位置处的PI膜上切割出焊接孔；
步骤三：将切割后的PI膜与电路板贴合，并置于上下两块压合板中通过热挤压PI膜与电路板，使PI膜与电路板融附为一体。
2.如权利要求1所述的高反光率的耐高压电路板制作工艺，其特征在于，步骤一制备的抛光板与PI膜热压合之前，采用平面磨床对步骤一得到的抛光板进行表面微粗糙化处理，在电路表层形成均匀分布的微米级刻痕。
3.如权利要求1所述的高反光率的耐高压电路板制作工艺，其特征在于：所述步骤三中，上下两块压合板共同压合电路板与PI膜的步骤包括：(a)上压合板、下压合板以160～170℃的初始温度挤压电路板与PI膜，并保持80～100秒；(b)上下压合板升温至170～180℃，维持40～70秒；(c)上下压合板降温至150～160℃并维持40～70s。
4.如权利要求2所述的高反光率的耐高压电路板制作工艺，其特征在于：所述平面磨打磨工作区的打磨颗粒直径为0.2～0.8微米。
5.如权利要求2所述的高反光率的耐高压电路板制作工艺，其特征在于：采用平面磨床对抛光板进行表面微粗糙化处理的时间为0.5～2min。
6.如权利要求1或3所述的高反光率的耐高压电路板制作工艺，其特征在于：上下两块压合板挤压电路板与PI膜的压强为10～80KPa。
7.如权利要求1所述的高反光率的耐高压电路板制作工艺，其特征在于：所述步骤一具体包括：(1)将标准规格的覆铜板切割；(2)对切割后的电路板表面进行打磨，暴露出金属铜；(3)对板子进行刻蚀，形成电路；(4)对板子再次进行磨板，去除铜膜电路板表面附着物，暴露出金属铜，得到抛光板。
8.如权利要求1至7任一项所述的高反光率的耐高压电路板制作工艺，其特征在于：所述采用的电路板的剖面结构为：表层为铜覆膜、铜覆膜通过绝缘的织造层黏贴在支撑作用的铝板上。
9.如权利要求1至7任一项所述的高反光率的耐高压电路板制作工艺，其特征在于：PI膜的厚度为0.01mm～0.05mm。
10.如权利要求1至7任一项所述的高反光率的耐高压电路板制作工艺，其特征在于：该新型电路板制备工艺用于耐高压电路板的生产中，或者用于发光LED电路板的生产中。
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