CN111785507B - 一种平面变压器线圈板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种平面变压器线圈板及其制作方法，包括内层芯板，内层芯板包括一张PI、两张半固化片和两张铜箔，其中之一半固化片和铜箔从下往上依次设置于PI的上表面，其中之二半固化片和铜箔与其中之一半固化片和铜箔对称叠放在PI的下表面，内层芯板上设有第一通孔，且内层芯板的上表面从下往上依次设置有半固化片、PI、半固化片和铜箔，所述内层芯板的下表面对称于其上表面从上往下依次设置有半固化片、PI、半固化片和铜箔，设置于所述内层芯板上表面的半固化片、PI、半固化片和铜箔中从上往下至少两层设有导通的盲孔，所述平面变压器线圈板上设置有贯穿其顶底层的第二通孔。本发明通过半固化片与PI结合，提高了内层芯板和线圈板的耐压极限。
Description
技术领域
本发明属于印制电路板技术领域，具体涉及一种平面变压器线圈板及其制作方法。
背景技术
随着手机行业的快速发展，手机功能越来越强大，人们对手机的依赖也越来越多，目前手机电池的续航问题成为了行业的瓶颈，电池容量越大，安全问题也越大，于是快充方案成为了一个不错的替代方案，各种大功率充电器应运而生，一方面需要提高变压器的工作电压，以提高充电效率，另一方面，基于小型化的要求，需要降低平面变压器线圈板的介质层厚度，总所周知，介质层越薄，越容易被击穿，平面变压器线圈板的介质层耐击穿强度是非常重要的指标，常规线圈板使用FR4作为绝缘介质层，通常75um厚度的FR4耐击穿电压极限为2500V，50um厚度的PI的耐击穿强度可超过4500V。在产品长时间使用过程中，FR4板材由于其材料结构的特性，耐粒子迁移的能力不足，也将导致层间短路。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防止平面变压器原副边电击穿的平面变压器线圈板及其制作方法，用以解决各类电源类产品的耐高电压问题。
本发明的目的之一通过以下技术方案实现：提供一种平面变压器线圈板制作方法，包括以下步骤：
S1、制作内层线路图形：
S11、准备PI材料，切割成需要的尺寸；
S12、处理切割后PI的上表面和下表面，使PI上、下两表面均呈蜂窝状，粗糙度控制在2-4um；
S13、准备两张半固化片，两张铜箔，铜箔厚度选择3oz以上，满足电源板对于厚铜线路的需求，将其中之一半固化片和铜箔从下往上依次设置于PI的上表面，将其中之二半固化片和铜箔与其中之一半固化片和铜箔对称叠放在PI的下表面；
S14、将半固化片、铜箔和PI压合为一个双面带铜的内层芯板；
S15、对内层芯板钻孔，沉铜，电镀铜，贴感光干膜，负片菲林曝光，过酸性蚀刻液，形成具有第一通孔的内层线路图形，且第一通孔贯穿内层芯板顶底层；
S2、制作多层结构的线路板：在内层芯板的上、下两表面对称依次叠放半固化片、PI、半固化片和铜箔，并通过层压将各层压合为一个整体，形成多层结构的线路板；
S3、制作外层线路图形：
S31、通过外层钻孔，等离子处理，得到贯穿线路板顶底层的第二通孔；
S32、通过镭射钻孔，得到线路板上表面至少两层导通的盲孔；
S33、对盲孔和第二通孔孔内做等离子气体处理，清洁孔内残胶和PI残渣，同时使孔壁胶层被咬噬一定深度；
S34、对钻孔后的线路板沉铜，电镀铜，贴感光干膜，正片菲林曝光，加厚镀铜，镀锡保护，以及褪膜，碱性蚀刻褪锡，完成外层线路图形；
S4、后序加工：表面处理，外形切割，缺陷检测，完成所有工序，制成线圈板。
作为进一步的改进，所述步骤S15的第一通孔、步骤S31的第二通孔和步骤S32的盲孔均不设在同一条直线上。
作为进一步的改进，所述步骤S12中通过等离子清洗机处理PI上、下两表面或采用PI调整剂处理PI上、下两表面。
作为进一步的改进，所述步骤S15中过酸性蚀刻液采用盐酸和氯化铜的混合液。
作为进一步的改进，所述步骤S15中钻孔时最小钻咀0.25mm，钻速150KrPm，下刀速度1.8m/min，回刀速度10.8m/min，钻孔后在等离子腔体内对第一通孔孔壁做处理，并通过PI调整剂活化第一通孔中PI层的孔壁。
作为进一步的改进，所述步骤S33中凹蚀深度控制在5-15um。
作为进一步的改进，所述步骤S15中内层芯板的数量为多张，多张内层芯板从上往下依次压合设置。
本发明的目的之二通过以下技术方案实现：提供一种平面变压器线圈板，包括内层芯板，所述内层芯板包括一张PI、两张半固化片和两张铜箔，其中之一半固化片和铜箔从下往上依次设置于PI的上表面，其中之二半固化片和铜箔与其中之一半固化片和铜箔对称叠放在PI的下表面，所述内层芯板上设有贯穿内层芯板顶底层的第一通孔，且所述内层芯板的上表面从下往上依次设置有半固化片、PI、半固化片和铜箔，所述内层芯板的下表面对称于其上表面从上往下依次设置有半固化片、PI、半固化片和铜箔，设置于所述内层芯板上表面的半固化片、PI、半固化片和铜箔中从上往下至少两层设有导通的盲孔，所述平面变压器线圈板上设置有贯穿其顶底层的第二通孔，所述平面变压器线圈板基于其上中任一项所述的平面变压器线圈板制作方法进行制作。
作为进一步的改进，所述平面变压器线圈板上所有铜箔的表面均涂设有一层镀铜层。
本发明提供的平面变压器线圈及其板制作方法，一方面通过压合将PI和半固化片，铜箔先压合为一个整体，形成刚性结构，降低了PI变形过大导致后续板材涨缩带来的影响，另一方面，PI膜不仅应用于内层芯板内，且应用于内层芯板与其外层的其他结构之间，提高了内层芯板和线圈板的耐压极限。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是平面变压器线圈板制作方法的流程图。
图2是平面变压器线圈的结构简图。
图3是图2中内层芯板的结构简图。
附图标记说明：
1-PI，2-半固化片，3-铜箔，4-镀铜层，5-第一通孔，10-盲孔，11-第二通孔，12-等离子处理后盲孔凹蚀状态
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“水平”、“竖直”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。且术语“第一”、“第二”主要用于区分不同的部件，但不对部件进行具体限制。
如图1所示，本发明实施例提供的一种平面变压器线圈板制作方法包括以下步骤：S1、制作内层线路图形；S2、制作多层结构的线路板；S3、制作外层线路图形；S4、后序加工。具体地，在制作内层线路图形的过程中，首先，准备PI1(Polyimide，聚酰亚胺)材料，PI1厚度根据最终成品厚度要求及耐压极限要求设定，通常选用25um或50um两种规格；其次，用等离子清洗机处理PI1上、下两表面或采用PI1调整剂处理PI1上、下两表面，使得PI1上、下两表面呈蜂窝状，粗糙度控制在2-4um；接着，准备两张半固化片2，两张铜箔3，铜箔3厚度通常选择3oz以上，满足电源板对于厚铜线路的需求，将其对称的叠放在PI1上、下两表面；再次，将前述半固化片2、铜箔3和PI1压合为一个双面带铜的内层芯板，内层芯板结构如图3所示，根据产品最终需要的层数决定内层芯板所需要的数量，根据产品厚度，选择内层芯板中各层材料的厚度，且相比传统半固化片胶含量较高，流动性大，流胶多，平整度不好控制，本发明半固化片2用的低流动性半固化片，胶含量较低，解决了压合流胶过大导致的厚度均匀性问题；最后，对一张或多张内层芯板钻孔，沉铜，电镀铜，贴感光干膜，负片菲林曝光，过酸性蚀刻液，形成具有第一通孔5的内层线路图形，且第一通孔5贯穿内层芯板顶底层；需要说明的是，由于产品采用了PI1、半固化片2、铜箔3的混压结构，该步骤钻孔需采用特定参数，最小钻咀0.25mm，钻速150Krpm，下刀速度1.8m/min，回刀速度10.8m/min，钻孔后在等离子腔体内对第一通孔5孔壁做处理，等离子气体成分包含氮、氧、氟、氢等，PI1调整剂活化第一通孔5中PI1层的孔壁，提高了孔壁PI1层与化学铜的结合力，避免在受热时孔壁分离；同时，步骤S2具体表现为：在内层芯板的上、下两表面对称依次叠放半固化片2、PI1、半固化片2和铜箔3，并通过层压将各层压合为一个整体，形成多层结构的线路板；此外，制作外层线路图形过程与内层类似，首先，通过通过外层钻孔，等离子处理，得到贯穿线路板顶底层的第二通孔11；其次，通过镭射钻孔，得到线路板上表面至少两层导通的盲孔10；然后，对盲孔10和第二通孔11孔内做等离子气体处理，清洁孔内残胶和PI1残渣，同时使孔壁胶层被咬噬一定深度，凹蚀深度控制在5-15um(具体见图2中等离子处理后盲孔凹蚀状态12)，以提高孔壁粗糙度，提高后续电镀铜结合力；接着，对钻孔后的线路板沉铜，电镀铜，贴感光干膜，正片菲林曝光，加厚镀铜，镀锡保护，以及褪膜，碱性蚀刻褪锡，完成外层线路图形；需要说明的是，后序加工具体表现为：表面处理，外形切割，缺陷检测，完成所有工序，制成线圈板。通过上述过程，本发明一方面通过压合将PI1和半固化片2，铜箔3先压合为一个整体，形成刚性结构，降低了PI1变形过大导致后续板材涨缩带来的影响，另一方面，PI1膜不仅应用于内层芯板内，且应用于内层芯板与其外层的其他结构之间，提高了内层芯板和线圈板的耐压极限。
作为进一步优选的实施方式，本发明中过酸性蚀刻液采用盐酸和氯化铜的混合液，且上述氯化铜的浓度优选为130-180g/L，盐酸的浓度优选为200-300ml/L，
同时，值得提及的是，步骤制作内层线路图形过程的第一通孔5、制作外层线路图形过程的第二通孔11和盲孔10交错设置，均不设在同一条直线上。且如图2和图3所示，第一通孔5、盲孔10和第二通孔11从左至右设置，第一通孔5孔边缘与盲孔10的孔边缘的最小水平间距为0.15mm，盲孔10孔边缘和第二通孔11孔边缘的最小水平间距为0.15mm。
另一方面，如图2所示，本发明还提供了一种平面变压器线圈板，包括内层芯板，内层芯板包括一张PI1、两张半固化片2和两张铜箔3，其中之一半固化片2和铜箔3从下往上依次设置于PI1的上表面，其中之二半固化片2和铜箔3与其中之一半固化片2和铜箔3对称叠放在PI1的下表面，所述内层芯板上设有贯穿内层芯板顶底层的第一通孔5，且所述内层芯板的上表面从下往上依次设置有半固化片2、PI1、半固化片2和铜箔3，所述内层芯板的下表面对称于其上表面从上往下依次设置有半固化片2、PI1、半固化片2和铜箔3，设置于所述内层芯板上表面的半固化片2、PI1、半固化片2和铜箔3中从上往下至少两层设有导通的盲孔10，所述平面变压器线圈板上设置有贯穿其顶底层的第二通孔11，该平面变压器线圈板基于其上所述的平面变压器线圈板制作方法进行制作。图3为内层芯板为1张的结构示意图，需要说明的是，其亦可为2张、3张或更多张，具体根据需要设置。
在进一步地技术方案中，平面变压器线圈板上所有铜箔的表面均涂设有一层镀铜层4。
鉴于该平面变压器线圈板采用其上所述的平面变压器线圈板制作方法进行制作，其显然具有提高内层芯板和线圈板耐压极限的优点。
上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本发明保护范围的限制。
总之，本发明虽然列举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种平面变压器线圈板制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制作内层线路图形：
S11、准备PI材料，切割成需要的尺寸；
S12、处理切割后PI的上表面和下表面，使PI上、下两表面均呈蜂窝状，粗糙度控制在2-4um；
S13、准备两张半固化片，两张铜箔，铜箔厚度选择3oz以上，满足电源板对于厚铜线路的需求，将其中之一半固化片和铜箔从下往上依次设置于PI的上表面，将其中之二半固化片和铜箔与其中之一半固化片和铜箔对称叠放在PI的下表面；
S14、将半固化片、铜箔和PI压合为一个双面带铜的内层芯板；
S15、对内层芯板钻孔，沉铜，电镀铜，贴感光干膜，负片菲林曝光，过酸性蚀刻液，形成具有第一通孔的内层线路图形，且第一通孔贯穿内层芯板顶底层；
S2、制作多层结构的线路板：在内层芯板的上、下两表面对称依次叠放半固化片、PI、半固化片和铜箔，并通过层压将各层压合为一个整体，形成多层结构的线路板；
S3、制作外层线路图形：
S31、通过外层钻孔，等离子处理，得到贯穿线路板顶底层的第二通孔；
S32、通过镭射钻孔，得到线路板上表面至少两层导通的盲孔；
S33、对盲孔和第二通孔孔内做等离子气体处理，清洁孔内残胶和PI残渣，同时使孔壁胶层被咬噬一定深度；
S34、对钻孔后的线路板沉铜，电镀铜，贴感光干膜，正片菲林曝光，加厚镀铜，镀锡保护，以及褪膜，碱性蚀刻褪锡，完成外层线路图形；
S4、后序加工：表面处理，外形切割，缺陷检测，完成所有工序，制成线圈板；
所述步骤S15的第一通孔、步骤S31的第二通孔和步骤S32的盲孔均不设在同一条直线上；
所述步骤S15中钻孔时最小钻咀0.25mm，钻速150KrPm，下刀速度1.8m/min，回刀速度10.8m/min，钻孔后在等离子腔体内对第一通孔孔壁做处理，并通过PI调整剂活化第一通孔中PI层的孔壁。
2.根据权利要求1所述的平面变压器线圈板制作方法，其特征在于，所述步骤S12中通过等离子清洗机处理PI上、下两表面或采用PI调整剂处理PI上、下两面。
3.根据权利要求1所述的平面变压器线圈板制作方法，其特征在于，所述步骤S15中过酸性蚀刻液采用盐酸和氯化铜的混合液。
4.根据权利要求1所述的平面变压器线圈板制作方法，其特征在于，所述步骤S33中凹蚀深度控制在5-15um。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的平面变压器线圈板制作方法，其特征在于，所述步骤S15中内层芯板的数量为多张，多张内层芯板从上往下依次压合设置。
6.一种平面变压器线圈板，其特征在于，包括内层芯板，所述内层芯板包括一张PI、两张半固化片和两张铜箔，其中之一半固化片和铜箔从下往上依次设置于PI的上表面，其中之二半固化片和铜箔与其中之一半固化片和铜箔对称叠放在PI的下表面，所述内层芯板上设有贯穿内层芯板顶底层的第一通孔，且所述内层芯板的上表面从下往上依次设置有半固化片、PI、半固化片和铜箔，所述内层芯板的下表面对称于其上表面从上往下依次设置有半固化片、PI、半固化片和铜箔，设置于所述内层芯板上表面的半固化片、PI、半固化片和铜箔中从上往下至少两层设有导通的盲孔，所述平面变压器线圈板上设置有贯穿其顶底层的第二通孔，所述平面变压器线圈板基于权利要求1-5中任一项所述的平面变压器线圈板制作方法进行制作。
7.根据权利要求6所述的平面变压器线圈板，其特征在于，所述平面变压器线圈板上所有铜箔的表面均涂设有一层镀铜层。
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