CN111447749A - 一种埋铜块的pcb线路板及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电路板制造技术领域，尤其涉及一种埋铜块的PCB线路板及其生产方法，依次进行制作内层芯板、制作铜块内嵌通孔、制作铜块、叠合内层芯板与半固化片、把铜块嵌入到铜块内嵌通孔后进行压合，其中铜块周侧开设有带螺旋状导流槽，经高温熔融后的树脂胶体通过螺旋状导流槽从铜块中部绕着铜块周侧向上下流动，使铜块内嵌通孔与铜块外侧壁间的缝隙填胶充分，避免了填胶不足、空洞、分层等问题，不仅使内层芯板、半固化片及铜块紧密粘结在一起，同时板件耐热性更好，可靠性更高，提高了板件的合格率。

Description

一种埋铜块的PCB线路板及其生产方法

【技术领域】

本发明涉及电路板制造技术领域，尤其涉及一种埋铜块的PCB线路板及其生产方法。

【背景技术】

随着电子产品体积越来越小，印制线路板PCB的体积也不断的缩小，线路设计越来越密集化。由于元器件的功率密度提高，PCB线路板的散热量过大，从而缩短了元器件的使用寿命、出现老化甚至使元器件失效等。

目前解决PCB线路板散热问题有很多途径，其中在PCB板内埋铜块是解决散热问题的有效途径之一，但是现有制作工艺存在铜块与基板填胶不足或空洞的问题，导致产品合格率低。

【发明内容】

本发明提出了一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，目的在于解决现有技术直接在PCB板内埋铜块导致铜块与基板填胶不足或空洞，造成产品合格率低的问题。

本发明由以下技术方案实现的：

一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，包括以下步骤：

1)制作内层芯板：在基板上制作内层线路，形成内层芯板；

2)制作铜块内嵌通孔：对内层芯板、半固化片进行打孔，分别形成芯板内嵌孔和PP内嵌孔，芯板内嵌孔与PP内嵌孔接合形成供铜块埋嵌其中的铜块内嵌通孔；

3)制作铜块：在铜块周侧开设导流槽；

4)叠合：将内层芯板和半固化片预叠在一起并进行固定；

5)压合：将铜块嵌入到铜块内嵌通孔中，再进行压合操作，压合时，半固化片中的胶体在高温高压下充分熔融，熔融状态的胶体通过导流槽在铜块与铜块内嵌通孔之间的缝隙上下填充。

如上所述一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，所述步骤3中导流槽从铜块一端沿铜块外表面螺旋延伸至另一端。

如上所述一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，所述导流槽的截面为U形。

如上所述一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，所述铜块最大直径的外侧壁与铜块内嵌通孔内侧壁间隙配合，且间隙为-0.15mm～+0.15mm。

如上所述一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，所述步骤1中，在对所述基板上制作内层线路之前，将基板裁切为设定尺寸。

如上所述一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，步骤4中两张内层芯板之间至少包含一张半固化片，且内层芯板与半固化片通过铆合固定在一起。

如上所述一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，在将内层芯板和半固化片进行叠合之前，对内层芯板和铜块进行棕化处理。

如上所述一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，所述步骤5中，当出现熔融胶体外溢到内层芯板板面形成胶体残胶，则表明内层芯板内部空间及导流槽已被充分填充。

如上所述一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，在板件完成压合后，采用磨板机对板件进行研磨，去除上下板面因压合从铜块内嵌通孔或导流槽溢出的胶体残胶，压合后上下板面与铜块上下端面呈平整状态，且平整度为-0.075mm～+0.075mm。

一种由权利要求1到9任意一项埋铜块的PCB线路板的生产方法制成的埋铜块PCB线路板，包括PCB线路板本体，所述PCB线路板本体上开设有铜块内嵌通孔，所述PCB线路板本体上设有嵌设于铜块内嵌通孔内的铜块，所述铜块周侧设有导流槽，所述导流槽从铜块一端沿铜块外表面螺旋延伸至另一端。

与现有技术相比，本发明有如下优点：

1、本发明提供了一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，通过将铜块埋嵌于PCB线路板内，提高了PCB线路板的导热性和散热性，能有效的解决大功率电子元器件的散热问题，同时通过使用带螺旋状导流槽的铜块，经高温熔融后的树脂胶体通过螺旋状导流槽从铜块中部绕着铜块周侧向上下流动，使铜块内嵌通孔与铜块外侧壁间的缝隙填胶充分，避免了填胶不足、空洞、分层等问题，不仅使内层芯板、半固化片及铜块紧密粘结在一起，同时板件耐热性更好，可靠性更高，提高了板件的合格率。

【附图说明】

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。

图1为本发明一种PCB线路埋铜块的生产方法的流程图；

图2为本发明中内层芯板、半固化片开设铜块内嵌孔后的示意图；

图3为本发明中内层芯板、半固化片铆合后铜块准备嵌入PCB线路板的示意图；

图4为本发明中PCB线路板经压合埋入铜块后的示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

当本发明实施例提及“第一”、“第二”等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，应当理解为仅仅是起区分之用。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-4所示一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，包括以下步骤：

1)制作内层芯板1：在基板上制作内层线路，形成内层芯板1；

2)制作铜块内嵌通孔3：对内层芯板1、半固化片2进行打孔，分别形成芯板内嵌孔31和PP内嵌孔32，芯板内嵌孔31与PP内嵌孔32接合形成供铜块4埋嵌其中的铜块内嵌通孔3，本发明中，芯板内嵌孔31与PP内嵌孔32的孔径大小相同，且孔径尺寸与铜块4的最大直径差控制在±0.15mm以内，避免后续压合过程中因缝隙过小，铜块无法嵌入内嵌孔；或缝隙过大，半固化片树脂胶体量不足导致出现铜块与板的连接处填胶不足、空洞、分层等问题。

3)制作铜块4：在铜块4周侧开设导流槽41，本发明铜块为圆柱形；4)叠合：将内层芯板1和半固化片2按层压结构以及设计要求预叠在一起并进行固定，本发明半固化片2为高含胶量半固化片，且胶体为树脂胶体；

5)压合：将铜块4对准铜块内嵌通孔3，从最上层内层芯板1嵌入，穿过半固化片2，待铜块4到达最下层内层芯板1后，然后送入压机，盖上压合辅助工具，调用埋铜块专用压合参数，施加一定的压力和温度将铜块4压入铜块内嵌通孔3中，高含胶量的半固化片2在高温高压下充分熔融，熔融树脂胶体经过铜块4的螺旋导流槽41在铜块4与铜块内嵌通孔3之间的缝隙向板件上下填充，待出现树脂胶体外溢到内层芯板1板面形成树脂胶体残胶5，则表明内层芯板1内部空间及导流槽41已被充分填充，此时，被高温熔化的树脂胶体将内层芯板1、半固化片2和铜块4粘结在一起；

具体地，所述步骤3中导流槽41从铜块4一端沿铜块4外表面螺旋延伸至另一端。使得在压合时熔融的树脂胶体通过导流槽41流动，使铜块内嵌通孔与铜块外侧壁间的缝隙填胶充分。

更具体地，所述导流槽41的截面为U形。U形的导流槽41导流效果更好，且使得铜块4与铜块内嵌通孔3的孔壁接触面积更大，粘结效果更好。

进一步地，所述铜块4最大直径的外侧壁与铜块内嵌通孔3内侧壁间隙配合，且间隙为-0.15mm～+0.15mm。避免后续压合过程中因缝隙过小，铜块无法嵌入内嵌孔；或缝隙过大，半固化片树脂胶体量不足导致出现铜块与板的连接处填胶不足、空洞、分层等问题。

再进一步地，所述基板为FR4基板，在对所述FR4基板内部制作内层线路之前，将FR4基板裁切为设定尺寸。裁切出合适尺寸的FR4基板，使制作出来的内层芯板1尺寸合适，利于后续叠合、压合的操作。

另外，步骤4中两张内层芯板1之间至少包含一张半固化片2，且内层芯板1与半固化片2通过铆合固定在一起。两张内层芯板1之间至少包含一张半固化片2，保证压合过程中，有足够通过半固化片2融化产生的熔融树脂胶体，使得内层芯板1、半固化片2和铜块4能够完美粘结在一起。

具体地，所述步骤4中，在将内层芯板1和半固化片2进行叠合之前，对内层芯板1和铜块4进行棕化处理，使内层芯板1和铜块4表面形成一层有机金属氧化膜，有利于提高后续压合中的树脂胶体结合力。

更具体地，所述步骤5中，待出现熔融胶体外溢到内层芯板1板面形成胶体残胶5，则表明内层芯板1内部空间及导流槽41已被充分填充。能够明确知道内层芯板1与半固化片2和导流槽41之间的缝隙已被树脂胶体填充满，再进行后面的工序。

进一步地，所述步骤5中，在板件完成压合后，采用磨板机对板件进行研磨，去除上下板面因压合从铜块内嵌通孔3或导流槽41溢出的树脂胶体残胶5，使板件满足后工序加工要求。采用专用磨板机，优选打磨效果较佳的陶瓷和不织布磨辘对完成压合的线路板件表面进行打磨，去除板面因压合从铜块内嵌通孔3或螺纹导流槽41溢出的树脂胶体残胶5，使板件满足后工序加工要求；且压合后上下板面与铜块4上下端面呈平整状态，且平整度为-0.075mm～+0.075mm，便于后续对PCB板的加工。

通过本发明生产方法生产出一种埋铜块的PCB线路板，包括PCB线路板本体6，所述PCB线路板本体6上开设有铜块内嵌通孔3，所述PCB线路板本体6上设有嵌设于铜块内嵌通孔3内的铜块4，所述铜块4周侧设有导流槽41，所述导流槽41从铜块4一端沿铜块4外表面螺旋延伸至另一端。半固化片的树脂胶体在高温高压下，充分熔融，通过螺旋导流槽流到铜块与铜块内嵌通孔缝隙间，使内层芯板、半固化片及铜块粘结在一起，提高了铜块4与PCB线路板本体6之间的结合力。

本发明一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，先对原材料铜块、FR4基板和半固化片进行开料，剪裁成合适的尺寸；然后把FR4基板制作成内层芯板，以及制作出带螺旋状导流槽的铜块；对内层芯板和半固化片进行打孔，钻出铜块内嵌通孔；叠合前对内层芯板和铜块进行棕化处理，提高后续压合中树脂胶体的结合力；再按层压结构要求进行叠合，两内层芯板间包含有半固化片，且内层芯板与半固化片铆合在一起；接着将铜块埋入到铜块内嵌通孔内，设定埋铜块专用压合程式，使半固化片的树脂胶体在高温高压下，充分熔融，通过螺旋导流槽流到铜块与铜块内嵌通孔缝隙间，使内层芯板、半固化片及铜块粘结在一起；最后磨去板面因压合从铜块内嵌通孔或导流槽溢出的树脂胶体残胶。本发明使铜块内嵌通孔与铜块外侧壁间的缝隙填胶充分，避免了填胶不足、空洞、分层等问题，不仅使内层芯板、半固化片及铜块紧密粘结在一起，同时板件耐热性更好，可靠性更高，提高了板件的合格率。

如上所述是结合具体内容提供的一种实施方式，并不认定本发明的具体实施只局限于这些说明。凡与本发明的方法、结构等近似、雷同，或是对于本发明构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)制作内层芯板(1)：在基板上制作内层线路，形成内层芯板(1)；

2)制作铜块内嵌通孔(3)：对内层芯板(1)、半固化片(2)进行打孔，分别形成芯板内嵌孔(31)和PP内嵌孔(32)，芯板内嵌孔(31)与PP内嵌孔(32)接合形成供铜块(4)埋嵌其中的铜块内嵌通孔(3)；

3)制作铜块(4)：在铜块(4)周侧开设导流槽(41)；

4)叠合：将内层芯板(1)和半固化片(2)预叠在一起并进行固定；

5)压合：将铜块(4)嵌入到铜块内嵌通孔(3)中，再进行压合操作，压合时，半固化片(2)中的胶体在高温高压下充分熔融，熔融状态的胶体通过导流槽(41)在铜块(4)与铜块内嵌通孔(3)之间的缝隙上下填充。

2.根据权利要求1所述的一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，其特征在于，步骤3中导流槽(41)从铜块(4)一端沿铜块(4)外表面螺旋延伸至另一端。

3.根据权利要求2所述的一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，其特征在于，所述导流槽(41)的截面为U形。

4.根据权利要求1所述的一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，其特征在于，所述铜块(4)最大直径的外侧壁与铜块内嵌通孔(3)内侧壁间隙配合，且间隙为-0.15mm～+0.15mm。

5.根据权利要求1所述的一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，其特征在于，所述步骤1中，在对所述基板上制作内层线路之前，将基板裁切为设定尺寸。

6.根据权利要求1所述的一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，其特征在于，步骤4中两张内层芯板(1)之间至少包含一张半固化片(2)，且内层芯板(1)与半固化片(2)通过铆合固定在一起。

7.根据权利要求6所述的一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，其特征在于，在将内层芯板(1)和半固化片(2)进行叠合之前，对内层芯板(1)和铜块(4)进行棕化处理。

8.根据权利要求1所述的一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，其特征在于，所述步骤5中，当熔融胶体外溢到内层芯板(1)板面形成胶体残胶(5)，则表明内层芯板(1)内部空间及导流槽(41)已被充分填充。

9.根据权利要求8所述的一种埋铜块的PCB线路板的生产方法，其特征在于，在板件完成压合后，采用磨板机对板件进行研磨，去除上下板面因压合从铜块内嵌通孔(3)或导流槽(41)溢出的胶体残胶(5)，压合后上下板面与铜块(4)上下端面呈平整状态，且平整度为-0.075mm～+0.075mm。

10.一种由权利要求1到9任意一项埋铜块的PCB线路板的生产方法制成的埋铜块PCB线路板，其特征在于：包括PCB线路板本体(6)，所述PCB线路板本体(6)上开设有铜块内嵌通孔(3)，所述PCB线路板本体(6)上设有嵌设于铜块内嵌通孔(3)内的铜块(4)，所述铜块(4)周侧设有导流槽(41)，所述导流槽(41)从铜块(4)一端沿铜块(4)外表面螺旋延伸至另一端。

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