CN109688720B - 预制焊料的pcb板的制备方法及pcb板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及预制焊料的PCB板的制备方法及PCB板，PCB板的制备方法包括：a.选取裸基板；b.利用数控设备按照预设线路图，在裸基板的表面喷涂锡焊料粉，形成单层或多层焊锡线路，并在焊盘对应位置处，利用锡焊料粉制成焊料凸台，作为焊盘；c.在形成焊锡线路和焊料凸台的表面除焊料凸台的位置外的其余部分进行绝缘阻焊绿油保护，形成绝缘阻焊层；d.在焊料凸台的表面喷涂助焊剂，固化后形成PCB板。PCB板为该制备方法制成。本发明解决了传统铜线路的PCB板的组装过程中的焊盘与线路的异质界面间的相容性问题，并且由于省去了焊锡膏与印刷工序，可消除窄间距、细粒度锡膏印刷过程中的偏印、漏印等问题，从而大幅提高成品率。

Description

预制焊料的PCB板的制备方法及PCB板
技术领域
本发明涉及PCB板的制备技术领域，特别涉及预制焊料的PCB板的制备方法及PCB板。
背景技术
印制电路板(简称PCB板：Printed Circuit Board)，作为电子元器件的支撑体，是一种重要的电子部件。目前常规的PCB板加工流程包括：覆铜板-下料-化学清洗-贴膜-图形转移-化学显影-蚀刻等七道工序。具体来说是将基板表面覆铜，在覆铜板上贴干膜，通过曝光进行图形转移，再经过化学显影、化学蚀刻，才能得到带有铜线路的PCB板。上述生产流程工序多且复杂，生产周期长，成本高，能耗大，另外还会产生化学废液，容易造成环境污染。
另外，电子产品轻柔短小化发展，相应的无源器件封装尺寸逐步减小至0603、0402、0201，并且开始应用到01005封装尺寸元件，相应的焊盘(pad)尺寸甚至减小至200μm以下。并且，板上封装(COB)、倒装芯片技术(FC)、以及叠层(POP)封装技术的发展，超细锡膏的印刷越来越多、印刷钢网越来越薄，这一方面会引起印刷偏移，并且微小网孔的钢网也使得锡膏漏印率大幅增加；另一方面，与印刷钢网网孔相应的焊锡粉粒度就要求更细颗粒和更窄粒度分布，既增加了微粉的制备技术难度，又会引起粉末的细化带来比表面积增加而导致的总氧含量超标，造成锡珠和润湿不良。这使得制备成本大幅提升，并且这种问题会随着电子信息产品的发展越来越严重。
面对新型超小型元器件的广泛应用，采用焊锡膏在传统丝网或钢网印刷的方式在焊盘(pad)处印制锡膏已经到了设备极限，而现有的锡膏喷印工艺，不仅工艺复杂，而且喷嘴堵塞容易产生焊盘不一致引起器件立碑、假焊等缺陷。在印制板焊盘上直接做出预置焊料的工艺替代传统的锡膏工艺简化流程，亦能够解决小型化器件的组装问题。
异质材料间的界面问题也是一个不容忽视的问题，传统的焊盘为铜，焊接材料为锡基合金，在PCB板组装过程中存在铜-锡界面金属间化合物(IMC)，主要是Cu6Sn5和Cu3Sn两种，其性能、可靠性、与演化过程中的界面厚度和组织形态对互连可靠性有着巨大的影响。
发明内容
本发明的目的是为解决以上问题，本发明提供一种适用于超小型元器件的预制焊料的PCB板的制备方法及PCB板，该预制板具有组装应用方便，工艺流程简单、生产周期短、制造成本低、易于实现个性化线路设计和制造敏捷的特点，并且能够消除废液污染排放、保护环境。
根据本发明的第一方面，提供一种预制焊料的PCB板的制备方法，包括步骤：a.选取裸基板；b.利用数控设备按照预设线路图，在裸基板的表面喷涂锡焊料粉，形成单层或多层焊锡线路，并在焊盘的对应位置处，利用所述锡焊料粉制成焊料凸台，作为焊盘；c.在所述表面的除焊料凸台的位置外的其余部分进行绝缘阻焊绿油保护，形成绝缘阻焊层；d.在焊料凸台的表面喷涂助焊剂，固化后形成PCB板。
其中，步骤b中，采用静电喷涂工艺喷涂形成单层或多层焊锡线路。
其中，步骤b中，采用增材制造烧结工艺，形成焊料凸台，该焊料凸台的厚度为0.08～0.18mm。
其中，该锡焊料粉包括锡基合金焊料粉，该锡焊料粉的粒度为5-45微米。
其中，该制备方法还包括位于步骤a和步骤b之间的裸基板预处理步骤，使裸基板的条件满足制板要求。
其中，该制备方法还包括位于步骤b和步骤c之间的步骤，使用微型施压设备敲击焊锡线路。
其中，所述裸基板为刚性板或柔性板。
根据本发明的第二方面，提供该制备方法制备的一种PCB板预制板，该PCB板包括基板、单层或多层焊锡线路、作为焊盘的焊料凸台和绝缘阻焊层，该单层或多层焊锡线路和焊料凸台均设置于该基板的表面，该绝缘阻焊层覆盖于该表面的除该焊料凸台所在位置外的其余部分，该焊料凸台表面设有助焊剂。
根据本发明的第三方面，提供一种多层PCB板，该多层PCB板包括多层该单层PCB板，该单层PCB板之间通过焊料连接。
本发明中具备如下有益效果：
1、本发明中，形成线路和焊盘凸台的材料相同，解决了传统铜线路的PCB板的组装过程的焊盘与线路(Pad-Solder)的异质界面间的相容性问题。
2、本发明采用预制焊锡的形式，在后续贴装焊接过程中，省去焊锡膏与印刷工序，缩短表面组装技术(SMT)的流程，特别是当微小元器件的表面组装时，可消除窄间距、细粒度锡膏印刷过程中的偏印、漏印等问题，从而大幅提高成品率。
3、本发明与传统的铜线路PCB板制造工艺相比，流程简单、生产周期短、制造成本低、易于实现个性化线路设计和敏捷制造、消除废液污染排放、保护环境，具有广阔的应用前景。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本发明实施方式的预制焊料的PCB板的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面将根据实施例更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然说明书中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例1单层PCB板1的制备方法
首先，用FR-4环氧树脂作为基材制造的PCB芯板，将该芯板在150℃下烘烤4h，排除板内的水汽，使树脂进一步固化，并且消除板内应力。将基板按照580mm×470mm的开料尺寸进行切割，取中部550mm×440mm为最终成品尺寸，在基板四周留下工艺边，以便于后续制作工序的层压对位等操作。对基板进行磨边、圆角处理，使基板的边缘和转角保持平整、圆润，再用洗板机清除基板表面外露的树脂、灰尘、杂质等，粗化表面，增加附着力以便后续工序的处理。
其次，按照预定的PCB线路图，通过热喷涂工艺，利用数控设备按照预设定好的线路图形，在基板表面均匀连续地喷涂粒度选择20-38微米尺寸SAC305合金焊粉。喷涂条件为：热量输出10-20J/mm2，出粉量为10-15g/min，喷枪移动速度80-120mm/s，形成多处致密导通的PCB线路。并且在待焊的焊盘处喷涂堆积烧结成尺寸为3.0×5.0×0.15mm的凸台，作为预置锡焊料的焊盘。最后清除明显的飞溅，并利用万用表测定焊盘间线路的导通性，测试合格进入下一步工序。
再次，将经过喷涂做好焊料线路的基板表面进行喷涂绝缘阻焊绿油，曝光后使绿油聚合，再经过显影将未聚合的油墨去除，即得到表面焊料线路被阻焊层覆盖保护的PCB板，板上仅露出焊接凸台部位。
最后，在预留的裸露锡焊料凸台表面，利用数控喷涂枪，将调好的助焊剂均匀的喷涂一层助焊剂，作为预置焊料的PCB焊盘，待助焊剂固化后即可封存。经检测，该制备方法下，成品率为97％。
本方法制备的单层PCB板1，包括PCB芯板、间断的单层焊锡线路、焊料凸台和绝缘阻焊层，该单层焊锡线路和焊料凸台位于PCB芯板的表面，该绝缘阻焊层覆盖于PCB芯板的焊锡线路和焊料凸台所在的表面除焊料凸台所在位置外的其余部分，焊料凸台表面设有助焊剂。该单层PCB板1的焊锡线路的宽度为3-4mm。
实施例2多层PCB板2的制备方法
采用与实施例1相同的工艺制备出六块带有不同焊料线路图形的PCB板，其中本方法中，锡焊料粉采用25-45μm的SnZn9合金粉，静电喷涂后需利用微型冲击锤对焊锡线路超声锤击，进行致密化处理。
将六块带有导电线路图形的PCB板，按设计要求依次叠合，通过预先制作出的靶位孔，使层与层之间图形精确对位，避免错位开路影响产品的可靠性，每块PCB板之间通过半固化片粘接并进行层压，得到PCB六层板。最后在预留的锡焊料焊盘处，利用数控喷涂枪，将调好的助焊剂均匀的喷涂一层，待助焊剂固化后即可封存。经检测，该制备方法下，成品率为96.5％。
本方法制备的多层PCB板2，包括六块压合在一起的与PCB板1结构相近的PCB单板层。该PCB板2的所有焊锡线路的宽度为2.5-4.5mm
实施例3双面预置焊料的FPC板3(柔性线路板)的制备方法
首先，用聚酰亚胺作为基材制造FPC柔性芯板，将该软板进行裁剪、清理、表面粗化等预处理，清除基板表面外露的灰尘、杂质等，增加附着力以便后续工序的处理。在处理好的板芯的上、下两个表面，依次利用与实施例相同的工艺步骤形成焊锡线路和焊接凸台以及绝缘阻焊层，然后利用与实施例1相同的工艺步骤在焊接凸台的表面喷涂助焊剂，待助焊剂固化后即可封存。经检测，该制备方法下，成品率可达99％。
本方法制备的FPC板3的正反两面均设有单层焊锡线路和焊料凸台，焊料凸台作为后续器件组装的焊盘(Pad)，绝缘阻焊层覆盖于柔性芯板的正、反两个表面的除焊料凸台所在位置外的其余部分，焊料凸台表面设有助焊剂。该双面FPC板3的焊锡线路的宽度为1.5-3mm。
需要说明的是，本发明中的焊锡合金粉也可扩展为导电的铝粉或石墨粉等，但采用石墨粉时附以一定比例的导电粘接剂则效果更佳。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.预制焊料的PCB板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.选取裸基板；
b. 利用数控设备按照预设线路图，在裸基板的表面喷涂锡焊料粉，形成单层或多层焊锡线路，并在焊盘的对应位置处，利用所述锡焊料粉制成焊料凸台，作为焊盘；
c.在所述表面的除焊料凸台的位置外的其余部分进行绝缘阻焊绿油保护，形成绝缘阻焊层；
d.在焊料凸台的表面喷涂助焊剂，固化后形成PCB板；
所述锡焊料粉包括锡基合金焊料粉，所述锡焊料粉的粒度为5-45微米；
步骤b中，采用静电喷涂工艺喷涂形成单层或多层焊锡线路；
步骤b中，采用增材制造烧结工艺，形成焊料凸台；
所述制备方法还包括位于步骤b和步骤c之间的步骤，使用微型施压设备敲击焊锡线路。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述焊料凸台的厚度为0.08~0.18mm。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述制备方法还包括位于步骤a和步骤b之间的裸基板预处理步骤，使裸基板的条件满足制板要求。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述裸基板为刚性板或柔性板。
5.如权利要求1-4任一所述的制备方法形成的单层PCB板，其特征在于，
所述PCB板包括基板、单层焊锡线路、作为焊盘的焊料凸台和绝缘阻焊层，所述单层焊锡线路和焊料凸台均设置于所述基板的表面，所述绝缘阻焊层覆盖于所述表面的除所述焊料凸台所在位置外的其余部分，所述焊料凸台表面设有助焊剂。
6.多层PCB板，其特征在于，所述多层PCB板包括多层如权利要求5所述的单层PCB板，所述单层PCB板之间通过焊料连接。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104363534A (zh) * 2014-10-20 2015-02-18 广东佳禾声学科技有限公司 一种新型耳机线控及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101826496B (zh) * 2005-05-23 2015-03-18 揖斐电株式会社 印刷线路板及其制造方法
CN101171894B (zh) * 2005-06-30 2010-05-19 揖斐电株式会社 印刷线路板
CN102227156B (zh) * 2011-06-08 2014-10-08 乐健科技（珠海）有限公司 高反射镜面盲杯槽印刷电路板及其制备方法
CN206674324U (zh) * 2017-03-08 2017-11-24 南京德志达电子科技有限公司 一种用于pcb板的模板
CN206662475U (zh) * 2017-03-08 2017-11-24 南京德志达电子科技有限公司 一种用于pcb板的模板

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104363534A (zh) * 2014-10-20 2015-02-18 广东佳禾声学科技有限公司 一种新型耳机线控及其制备方法

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