CN111246664B - 治具及蚀刻生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种治具及蚀刻生产系统，包括：载板，所述载板开设有第一加工窗口；盖板，所述盖板开设有第二加工窗口，所述盖板用于层叠设置在所述载板上；及连接机构，所述连接机构用于连接固定所述载板与所述盖板，使埋容材料夹持固定在所述盖板与所述载板中间。由于载板开设有第一加工窗口，盖板开设有第二加工窗口，则埋容材料被夹持固定后用于制作图形的待加工表面可从第一加工窗口和第二加工窗口露出，使得治具和埋容材料可集成到蚀刻生产系统中进行图形制作。相较于传统装夹方式而言，本方案的治具不会存在胶带脱落导致污染产线的问题发生，且不会存在胶带沾污埋容材料表面，影响埋容材料成品品质的问题。

Description

治具及蚀刻生产系统

技术领域

本发明涉及印制电路板技术领域，特别是涉及一种治具及蚀刻生产系统。

背景技术

随着MEMS产品所需要的电容值越来越大，生产MEMS产品所采用的埋容材料也越来越薄，其中电容层的厚度已由常规的12um已经降到3um，相较于普通封装基板采用的40～200um的通用厚度而言，3um的规格属于超薄产品。而针对该超薄尺寸的埋容材料进行图形制作来说，采用传统的单面蚀刻工艺由于容易出现板损已然不再适用。目前，业界的解决对策是使用胶带将超薄埋容材料粘贴到硬板上进行加工来防止出现板损，但该方法又会带来新的问题：加工过程中，胶带容易因浸润药水等原因导致粘性降低而发生脱落，脱落的胶带会造成产线污染；此外，由于胶带是与埋容材料直接粘接的，胶带上的胶黏物质容易沾染在埋容材料表面，造成埋容材料污染，影响成品品质。

发明内容

基于此，有必要提供一种治具及蚀刻生产系统，旨在解决现有技术胶带容易脱落污染产线，且胶带沾污埋容材料影响品质的问题。

其技术方案如下：

一方面，本申请提供一种治具，其包括：

载板，所述载板开设有第一加工窗口；

盖板，所述盖板开设有第二加工窗口，所述盖板用于层叠设置在所述载板上；及

连接机构，所述连接机构用于连接固定所述载板与所述盖板，使埋容材料夹持固定在所述盖板与所述载板中间。

上述方案的治具应用装备于蚀刻生产系统中，具体用于对待进行蚀刻加工的埋容材料进行装夹固定。具体而言，生产之前，将埋容材料设置在载板与盖板之间，之后操作连接机构将载板与盖板连接固定，埋容材料便可被牢固夹持固定在载板与盖板之间；由于载板开设有第一加工窗口，盖板开设有第二加工窗口，则埋容材料被夹持固定后用于制作图形的待加工表面可从第一加工窗口和第二加工窗口露出，使得治具和埋容材料可集成到蚀刻生产系统中进行图形制作。相较于传统装夹方式而言，本方案的治具不会存在胶带脱落导致污染产线的问题发生，且不会存在胶带沾污埋容材料表面，影响埋容材料成品品质的问题。

下面对本申请的技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述第一加工窗口开设于所述载板的中部位置，所述第二加工窗口开设于所述盖板的中部位置，且所述第一加工窗口与所述第二加工窗口相对设置。

在其中一个实施例中，所述连接机构包括粘接件和贯穿所述盖板的厚度方向设置的边槽，所述粘接件粘接于所述盖板上且透过所述边槽同时与所述载板粘接。

在其中一个实施例中，所述边槽的数量为至少两个，且至少两个所述边槽环绕所述第二加工窗口设置，所述粘接件也为至少两个并与所述边槽一一对应配合。

在其中一个实施例中，所述盖板为矩形，所述埋容材料也为矩形；所述盖板的四条边上均设有所述边槽，且位于两条长边上的所述边槽之间的最短距离大于所述埋容材料的宽度，位于两条短边上的所述边槽之间的最短距离大于所述埋容材料的长度。

在其中一个实施例中，所述连接机构包括设置于所述载板与所述盖板的其中之一上的扣位，及设置于所述载板与所述盖板的其中另一上的扣体，所述扣体与所述扣位卡扣连接。

在其中一个实施例中，所述连接机构包括设置于所述载板上并围绕所述第一加工窗口设置的第一磁吸体，及设置于所述盖板上并围绕所述第二加工窗口设置的第二磁吸体，所述第一磁吸体与所述第二磁吸体磁吸固定。

在其中一个实施例中，所述第二加工窗口的内壁上凹设形成有定位卡槽，所述定位卡槽用于卡装所述埋容材料。

在其中一个实施例中，所述盖板的边缘部位向内凹设有凹口；和/或所述盖板的边缘部位还凸设有提拉条。

此外，本申请还提供一种蚀刻生产系统，其包括如上所述的治具。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例所述的治具与埋容材料的装配结构示意图；

图2为本发明一实施例所述的载板的结构示意图。

附图标记说明：

10、载板；11、第一加工窗口；20、盖板；21、第二加工窗口；30、粘接件；40、边槽；50、埋容材料。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

为了不断满足电子产品小型、轻量、薄型及高性能、高功能化的发展趋势的需求，电子元件更加趋向于超小型和超薄型，印制电路板更加趋向于高精密图形和薄型多层化。因此，要在这样的印制电路板板面上布置安装大量的元件越来越困难。而把大量的可埋入无源元件埋入到印制电路板内部，就可以很好的解决这类问题。

将电容材料埋入PCB内的埋容技术就是因应IC封装技术的发展，特别是SOP技术的发展而出现的一种技术。埋容材料50是由2层铜箔(铜箔厚度一般为35μm)之间夹一层厚度≤50μm的电介质材料所组成，通过单面蚀刻和层压的方式埋入到印制电路板内部。

目前，电容材料具体可分为两大类：一类为介电常数在4～40之间的以有机物质为基础的聚合物及其复合介电材料；另一类则是极高电容值的无机陶瓷介电材料。顺电性质的聚合物材料介电常数比较稳定，适合于做埋容材料50，具有成本低、工艺兼容度高的优点，他们一般是藉由降低聚合物薄膜或绝缘介质的厚度来提供电容密度。这类材料包括纯树脂胶膜和玻璃布增强的薄型FR-4材料，厚度一般在0.5mil～4mil。在现有的PCB制作应用上，原则上均可使用目前在PCB或有机基板常用的制造方式来实现，如RCC、薄膜或玻璃布浸渍树脂得到的半固化片，均是高介电材料的可能材料形式，再由传统的PCB压制工艺，即可得到埋入式电容基板材料。聚合物埋容材料50的电容范围在0.07～0.3nF/in²，这类覆铜板制作的电容随着温度、频率的变化稳定性很好，制作工艺相对简单、成本很低。埋容材料50的生产采用涂布复合设备，其生产过程一般为涂膜—烘干—收卷—热压成型—固化—分切。

埋入式电容元件主要应用于轻薄短小的电子产品，例如数码相机、移动电话和PDA，以及项链型的产品中，而埋容材料50最早的应用实例是Motorola公司首先将其应用于手机板中，而后才受到各终端厂商的关注。在所有被动元件中，电容的使用量最多，例如被应用在滤波器、时序装置、A/D转换装置、去耦装置、储存器装置和储能装置等。

此外，埋入式电容材料可以应用于汽车、军事、自动测试设备、计算机及通信行业印制电路板当中，可兼容包括激光钻孔在内的所有刚性和柔性电路板加工工艺。具体而言，可应用于电信级设备单板，可以简化版面设计，在BGA区域大量节约表贴电容；可应用于汽车电子板行业，使用埋容材料50代替传统去耦合滤波电容；可应用于手持设备，可以增加产品新功能，减少面积，提高产品性能，EMI显著改善；可应用于麦克风，可以实现体积的缩减，并取得信躁比的改善。相信随着SOP技术在IC封装中的大量应用，埋容材料50的应用将会越来越广。

本申请实施例提供一种蚀刻生产系统，其应用于PCB板生产领域中，具体可用于对PCB板上电容层中使用到的埋容材料50进行图形加工制作。

常规地，该蚀刻生产系统包括但不限于传送设备、治具、定位设备、贴膜设备、曝光设备、显影设备、蚀刻设备和退膜设备等。治具安装在传送设备上，用于装夹固定待加工的埋容材料50。传送设备用于传送安装在治具上的埋容材料50在产线上流转，以依次经过各加工工位完成各道加工工序。贴膜装置用于对传送到贴膜加工工位的埋容材料50进行贴膜作业。曝光设备用于对传送到曝光加工工位的埋容材料50进行曝光作业。显影设备用于对传送到显影加工工位的埋容材料50进行显影加工。蚀刻设备用于对传送到蚀刻加工工位的埋容材料50进行蚀刻处理，以形成所需图形图案。而退膜设备则用于对传送至退膜加工工位的埋容材料50进行退膜处理。定位设备被装备在各加工工位处，以保证治具止停在各工位上的位置精度。

需要说明的是，上述传送设备、定位设备、贴膜设备、曝光设备、显影设备、蚀刻设备和退膜设备的具体结构组成、参数配置等在此不作具体限定，以能够满足常规规格的埋容材料50的生产要求即可。

如图1所示，为本申请一实施例展示的治具，其包括：载板10、盖板20及连接机构。对于载板10和盖板20而言，考虑到埋容材料50的超薄特性，为能够对埋容材料50的硬度缺失提供补偿，载板10和盖板20均采用硬质材料制成，例如但不限于不锈钢、硬质塑料等。

请继续参阅图1和图2，此外，所述载板10开设有第一加工窗口11；所述盖板20开设有第二加工窗口21。第一加工窗口11和第二加工窗口21的设置目的在于不阻挡埋容材料50的待加工部位。组装时，所述盖板20用于层叠设置在所述载板10上；所述连接机构用于连接固定所述载板10与所述盖板20，使埋容材料50夹持固定在所述盖板20与所述载板10中间。

综上，实施本实施例技术方案将具有如下有益效果：上述方案的治具应用装备于蚀刻生产系统中，具体用于对待进行蚀刻加工的埋容材料50进行装夹固定。具体而言，生产之前，将埋容材料50设置在载板10与盖板20之间，之后操作连接机构将载板10与盖板20连接固定，埋容材料50便可被牢固夹持固定在载板10与盖板20之间；由于载板10开设有第一加工窗口11，盖板20开设有第二加工窗口21，则埋容材料50被夹持固定后用于制作图形的待加工表面可从第一加工窗口11和第二加工窗口21露出，使得治具和埋容材料50可集成到蚀刻生产系统中进行图形制作。相较于传统装夹方式而言，本方案的治具不会存在胶带脱落导致污染产线的问题发生，且不会存在胶带沾污埋容材料50表面，影响埋容材料50成品品质的问题。

较佳地，为便于治具生产加工制造，载板10和盖板20的形状和尺寸均相同，且厚度较薄(组装后，载板10、盖板20和埋容材料50的总厚度不大于十几至几十微米)。但需要保证第一加工窗口11和第二加工窗口21的尺寸略小于所夹持的埋容材料50的尺寸，以确保载板10和盖板20能够稳固夹持埋容材料50。并且，为便于制造成型，降低加工难度，一实施例中，所述第一加工窗口11开设于所述载板10的中部位置，所述第二加工窗口21开设于所述盖板20的中部位置，且所述第一加工窗口11与所述第二加工窗口21相对设置。

需要说明的是，第一加工窗口11和第二加工窗口21较佳为矩形，以确保能够显露出埋容材料50较大面积的表面区域，以避免对后续图形制作造成干涉阻碍。当然了，在其他一些实施例中，第一加工窗口11和第二加工窗口21也可以是其他形状，例如但不限于三角形、圆形等。

且需要说明的是，根据埋容材料50上图形样式的设计特点，当图形分为独立的多个区块时，对应第一加工窗口11和第二加工窗口21也可以设计为多个分散的结构，每一个加工窗口对应显露一个区块的图形图案。

请继续参阅图1和图2，一实施例中，所述连接机构包括粘接件30和贯穿所述盖板20的厚度方向设置的边槽40，所述粘接件30粘接于所述盖板20上且透过所述边槽40同时与所述载板10粘接。可以理解的，当载板10开设了第一加工窗口11后，盖板20加工了第二加工窗口21后，载板10和盖板20均形成为环形结构。边槽40为通过机加工方式制作于盖板20上的通槽结构。其中，边槽40的形状可以是长方形、圆形、三角形、椭圆形等，而具体到本实施例中，边槽40为长方形，由于长方形的面积最大，因而可以有更多的粘接件30能够与载板10进行粘接，进一步保证载板10与盖板20的粘结强度。

可以理解的，粘接件30可以是单面设有胶黏物质的胶带。胶带的尺寸应大于边槽40的尺寸，即例如边槽40和胶带均为矩形时，胶带的长度和宽度分别大于边槽40的长度和宽度。如此一来，胶带使能够覆盖在边槽40上的，且超出边槽40的边缘部分可以粘接在盖板20表面，而与边槽40相对的中间部分通过按压力可发生变形进而下陷到槽内与载板10表面粘接，由此实现通过胶带达到粘接固定载板10与盖板20的目的。并且采用上述粘接结构，即便胶带与盖板20因粘接不牢固发生脱离，胶带还能够保持与载板10粘接固定(或者胶带与载板10发生脱离，但胶带还能保持与盖板20粘接固定)，胶带不至于完全脱落到产线中，可避免对产线造成污染。

请继续参阅图1，进一步地，在一些实施例中，所述边槽40的数量为至少两个，且至少两个所述边槽40环绕所述第二加工窗口21设置，所述粘接件30也为至少两个并与所述边槽40一一对应配合。在便于加工的基础上，边槽40的数量可以为多个，例如在矩形结构的盖板20的四边条上分别开设间隔布置的三条边槽40，每个边槽40处均设置一块胶带，由此实现盖板20与载板10环向多点粘接固定的方案，可大幅提高盖板20与载板10的粘结强度，同时减轻载板10、埋容材料50、盖板20三者之间夹持反作用力对胶带的脱落作用，降低胶带脱离粘接盖板20和载板10的概率。

而在另一些实施例中，边槽40的槽壁呈现为倒梯形结构，即边槽40贴近埋容材料50的槽口尺寸大于远离埋容材料50的槽口尺寸，此时边槽40的槽壁与埋容材料50之间可形成梯形容腔。在此基础上，粘接件30可选用在基体上涂覆具有一定流动能力的胶水。当粘接件30覆盖到盖板20上后，胶水依自重向梯形容腔流动并逐渐填充梯形容腔，可进一步增大与埋容材料50的接触面积，进一步提高粘接强度。

而在通过粘接件30将载板10与盖板20粘接固定之前，为避免埋容材料50从载板10与盖板20之间松脱掉落，在一些实施例中，所述第二加工窗口21的内壁上凹设形成有定位卡槽，所述定位卡槽用于卡装所述埋容材料50。如此，埋容材料50的四周可卡装在定位卡槽内实现预安装固定，可避免上述问题发生。但需要注意的是，定位卡槽的深度需制作稍浅一些，使埋容材料50装拆更加便捷，避免埋容材料50出现弯折变形甚至断裂的板损问题。

如上述方案中所述，所述的盖板20为矩形，所述的埋容材料50也为矩形；盖板20的四条边上均设有所述边槽40。但需要注意的是，应当保证位于两条长边上的所述边槽40之间的最短距离大于所述埋容材料50的宽度，位于两条短边上的所述边槽40之间的最短距离大于所述埋容材料50的长度。如此可避免埋容材料50的边缘部分伸入边槽40内部而与粘接件30直接接触，导致粘接件30对埋容材料50造成沾污，影响PCB产品的品质。

可以理解的，当盖板20和埋容材料50均为圆形时，各边槽40呈环形分布，则需要保证埋容材料50的直径小于相对设置的边槽40的最小直径。或者当盖板20和埋容材料50均为三角形等其他形状时，则需保证边槽40围成图形的最小轮廓尺寸大于埋容材料50的轮廓尺寸。

此外，作为上述实施例的可替代方案，在其他一些实施例中，所述连接机构包括设置于所述载板10与所述盖板20的其中之一上的扣位，及设置于所述载板10与所述盖板20的其中另一上的扣体，所述扣体与所述扣位卡扣连接。例如，在载板10上设计制作扣位，在盖板20的对应位置设计制作扣体，通过扣体与扣位扣合，也能够实现盖板20与载板10两者组装固定，装拆方便，利于提高加工效率。较佳地，为保证盖板20与载板10组装牢固，进而确保对埋容材料50夹持可靠，载板10环绕第一加工窗口11的环向边部间隔设置有多个扣位，相应地，盖板20围绕第二加工窗口21的环向边部也间隔设置有多个扣体，扣体与扣位一一对应扣合，如此便可保证载板10与盖板20整个周向装配严实牢固。但需要注意的是，考虑到载板10和盖板20本身厚度较薄，因而扣体和扣位需采用非传统加工方法制造形成小尺寸结构，以不影响载板10与盖板20扣合而夹紧埋容材料50为准。所谓的非传统加工方法，可以是但不限于激光加工、电火花加工、电化学加工等。

或者，作为进一步可替代的，在另一些实施例中，所述连接机构包括设置于所述载板10上并围绕所述第一加工窗口11设置的第一磁吸体，及设置于所述盖板20上并围绕所述第二加工窗口21设置的第二磁吸体，所述第一磁吸体与所述第二磁吸体磁吸固定。因而通过第一磁吸体与第二磁吸体磁吸连接，也能够实现盖板20与载板10叠层组装固定的目的，且该连接方式操作简单，装拆便捷，连接牢固可靠。可以理解的，第一磁吸体和第二磁吸体两者可以均为磁铁或者类似具有磁性力的物质体，或者第一磁吸体与第二磁吸体两者中的其一为能与磁铁磁吸的金属，另一为磁铁。

而当埋容材料50上的图形制作完毕后，为便于取出埋容材料50，在一些实施例中，所述盖板20的边缘部位向内凹设有凹口；和/或所述盖板20的边缘部位还凸设有提拉条。如此，生产加工人员可一只手伸入凹口按压住载板10，另一只手抓住提拉条拉扯，既能克服粘接件30的粘接力，方便、快速的将载板10与盖板20分离开，进而取出埋容材料50。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种治具，其特征在于，包括：

载板，所述载板开设有第一加工窗口；

盖板，所述盖板开设有第二加工窗口，所述盖板用于层叠设置在所述载板上；及

连接机构，所述连接机构用于连接固定所述载板与所述盖板，使埋容材料夹持固定在所述盖板与所述载板中间；所述连接机构包括粘接件和贯穿所述盖板的厚度方向设置的边槽，所述粘接件粘接于所述盖板上且透过所述边槽同时与所述载板粘接；所述盖板的边缘部位还凸设有提拉条。

2.根据权利要求1所述的治具，其特征在于，所述第一加工窗口开设于所述载板的中部位置，所述第二加工窗口开设于所述盖板的中部位置，且所述第一加工窗口与所述第二加工窗口相对设置。

3.根据权利要求2所述的治具，其特征在于，所述第一加工窗口和所述第二加工窗口设计为多个分散的结构，每一个加工窗口对应显露一个区块的图形图案。

4.根据权利要求2所述的治具，其特征在于，所述边槽的数量为至少两个，且至少两个所述边槽环绕所述第二加工窗口设置，所述粘接件也为至少两个并与所述边槽一一对应配合。

5.根据权利要求4所述的治具，其特征在于，所述盖板为矩形，所述埋容材料也为矩形；所述盖板的四条边上均设有所述边槽，且位于两条长边上的所述边槽之间的最短距离大于所述埋容材料的宽度，位于两条短边上的所述边槽之间的最短距离大于所述埋容材料的长度。

6.根据权利要求1所述的治具，其特征在于，所述连接机构包括设置于所述载板与所述盖板的其中之一上的扣位，及设置于所述载板与所述盖板的其中另一上的扣体，所述扣体与所述扣位卡扣连接。

7.根据权利要求1所述的治具，其特征在于，所述连接机构包括设置于所述载板上并围绕所述第一加工窗口设置的第一磁吸体，及设置于所述盖板上并围绕所述第二加工窗口设置的第二磁吸体，所述第一磁吸体与所述第二磁吸体磁吸固定。

8.根据权利要求1所述的治具，其特征在于，所述第二加工窗口的内壁上凹设形成有定位卡槽，所述定位卡槽用于卡装所述埋容材料。

9.根据权利要求1所述的治具，其特征在于，所述盖板的边缘部位向内凹设有凹口。

10.一种蚀刻生产系统，其特征在于，包括如上述权利要求1至9任一项所述的治具。

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