CN111970858B - 一种高断差刚挠结合pcb及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高断差刚挠结合PCB及其制作方法，该方法包括以下步骤：分别制作软板芯板和硬板芯板的内层线路；软板芯板包括软板区域和软硬结合区域；在软板区域的一表面上对位贴合覆盖膜；在硬板芯板上对应软板区域处的外周通过激光烧出盲槽；将软板芯板、第一不流胶PP、第二不流胶PP和硬板芯板依次叠合后压合成生产板，并在第一不流胶PP和第二不流胶PP上均开出大于软板区域尺寸的第一窗口和第二窗口，且第一窗口的尺寸大于第二窗口的尺寸；在软板区域的另一表面上对位贴合覆盖膜；成型时去掉硬板芯板上对应软板区域的部分，制得高断差刚挠结合PCB。本发明利用双层PP不等大开窗的方式有效解决了一层PP片等大开窗造成的溢胶、突起和凹陷问题。

Description

一种高断差刚挠结合PCB及其制作方法

技术领域

本发明涉及印制线路板制作技术领域，具体涉及一种高断差刚挠结合PCB及其制作方法。

背景技术

刚挠结合PCB是指一块印制板上包含一个或多个刚性区和一个或多个挠性区，由刚性板和挠性板有序地层压在一起组成，并以金属化孔形成电气连接。刚挠结合PCB相对于传统刚性PCB的优点:支撑和可焊接性、轻、薄、短、小；3D组装性；互连可靠性；信息量增加，低干扰性。

高断差刚挠结合PCB，即使用挠性板PI材料与刚性板玻纤-树脂材料混合压合，制作出刚挠结合位断差较大的一类刚挠结合PCB；此类PCB集合了混压设计、不对称设计、多层软板分层设计、刚挠结合设计的一类特点；由于挠性板在外层或内层挠性板分层设计，在压合时需在两者间的PP上进行开窗，导致刚挠连接位存在较大断差，故称为“高断差”，这样在压合时容易造成溢胶、突起和凹陷的问题；另外挠性板在外层时，由于挠性板位于外层，使得刚挠结合PCB的压合排板结构为不对称结构，若使用单面“单面硅胶垫+铝片”的排板结构进行压合，硬板层无缓冲作用，导致PP与挠性板层结合不牢固，胶体不能有效填充并与硬板结合，压合完成后表现出填胶不良的现象。

发明内容

本发明针对上述现有的技术缺陷，提供一种高断差刚挠结合PCB的制作方法，该方法采用两张不流胶PP进行压合，并利用双层PP不等大开窗的方式将一次性高度差分解成两次较低的高度差进行压合，有效解决了一层PP片等大开窗造成的溢胶、突起和凹陷问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高断差刚挠结合PCB的制作方法，包括以下步骤：

S1、按拼板尺寸开出软板芯板、硬板芯板、第一不流胶PP和第二不流胶PP；

S2、分别制作软板芯板和硬板芯板的内层线路；所述软板芯板包括软板区域和软硬结合区域；

S3、在软板区域的一表面上对位贴合覆盖膜；

S4、在硬板芯板上对应所述软板区域处的外周通过激光烧出盲槽；

S5、将软板芯板、第一不流胶PP、第二不流胶PP和硬板芯板依次叠合形成叠合板后压合成生产板，且软板芯板中贴合有覆盖膜的一面与第一不流胶PP接触，硬板芯板中具有盲槽的一面与第二不流胶PP接触，并在第一不流胶PP上对应所述软板区域的位置处开出尺寸大于软板区域尺寸的第一窗口，在第二不流胶PP上对应所述软板区域的位置处分开出尺寸大于软板区域尺寸的第二窗口，且第一窗口的尺寸大于第二窗口的尺寸，所述覆盖膜的尺寸小于第一窗口的尺寸并大于第二窗口的尺寸；

S6、在生产板上制作外层线路，在软板区域的另一表面上对位贴合覆盖膜，而后在生产板上制作阻焊层，然后进行表面处理；

S7、在生产板上对应盲槽的位置处采用机械控深锣的方式进行控深切割，而后通过揭盖去掉硬板芯板上对应所述软板区域的部分，制得高断差刚挠结合PCB。

进一步的，步骤S3中，所述覆盖膜单边比所述软板区域大0.5mm。

进一步的，步骤S3和S4之间还包括步骤：

S31、通过快速压合的方式将覆盖膜与软板芯板完全粘合；快速压合的参数为：温度180℃，压力100KG，压合时间1-2min；

S32、对软板芯板进行烘烤，使覆盖膜固化。

进一步的，步骤S4中，所述盲槽的深度为硬板芯板厚度的1/2-2/3。

进一步的，步骤S5中,压合前分别在软板芯板、硬板芯板、第一不流胶PP和第二不流胶PP的对应位置处钻铆钉孔，软板芯板和硬板芯板通过铆钉铆合固定后再进行压合。

进一步的，步骤S5中，所述第一窗口的单边比所述软板区域大0.6mm，所述第二窗口的单边比所述软板区域大0.15mm。

进一步的，步骤S5中，将叠合板放置于真空层压机的工作台上进行压合，且压合时叠合板中的硬板芯板朝下设置，并在叠合板与工作台之间由下往上依次层叠离型膜、PACOPAD、PACO PLUS和铝片，在叠合板的上表面由下往上依次层叠铝片和离型膜。

进一步的，步骤S6中，在软板区域的另一表面上对位贴合覆盖膜后，采用真空热压机将覆盖膜与生产板完全粘合，压合温度为180℃，时间为2-2.5h。

进一步的，步骤S6中，在制作外层线路前，生产板还依次经过外层钻孔、沉铜和全板电镀的工序。

进一步的，步骤S7中，揭盖后通过成型工序锣出板的外形，而后在露出的软板区域边缘与硬板芯板的结合处进行点胶处理。

还提供了一种高断差刚挠结合PCB，由上面所述的高断差刚挠结合PCB的制作方法制成。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过采用两张不流胶PP进行压合，并利用双层PP不等大开窗的方式将一次性高度差分解成两次较低的高度差进行压合，有效解决了一层PP片等大开窗造成的溢胶、突起和凹陷问题；且覆盖膜的尺寸小于第一窗口的尺寸并大于第二窗口的尺寸，确保覆盖膜可置于第一窗口内，从而消除掉叠合板中软板芯板上的覆盖膜厚度，保证了板面尤其是焊盘的平整性，确保压合时的压力均匀性和提高了压合品质，而第二开窗小于覆盖膜的尺寸，可以防止压合过程中PP溢胶至挠性板区域，保证了刚挠结合位处挠性板的挠折性；还在叠合板压合时在硬板芯板的下方增加一层PACO PAD和一层PACO PLUS，由于PACO PAD和PACO PLUS材质柔软，抽真空时，将叠合板各层间和线间的空气赶走，再利用PACO PAD和PACO PLUS材质的柔软性能，保证流动态的胶体能够随着线路的高低做出相应变化，充分填充线隙，更保证了PI粘结层与挠性板的良好结合，大幅度提升了产品的可靠性；并在后期生产板上的软板芯板外侧压合覆盖膜时，采用传统的真空热压机代替挠性板快压机，保证了覆盖膜品质的同时改善了板曲板翘问题，真空热压机，有良好的抽真空系统，还可以放置缓冲材料进行辅型，一方面保证了覆盖膜的胶体和挠性板的良好结合力，另一方面由于压合时间较长(2.0-2.5h)，高温高压迫使板内水分蒸发，干燥后的板子在外界束缚作用下保证了平整性，省去了压合完成烤板流程，有效改善了板曲问题。

具体实施方式

为了更充分的理解本发明的技术内容，下面将结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。

实施例

本实施例提供一种刚挠结合PCB的制作方法，具体工艺如下：

(1)、开料：按拼板尺寸520mm×620mm开出软板芯板、硬板芯板、第一不流胶PP和第二不流胶PP，软板芯板厚度0.075mm，外层铜箔厚度为0.5OZ，所述软板芯板包括软板区域和软硬结合区域；硬板芯板厚度0.2mm，外层铜箔厚度为0.5OZ。

(2)、内层线路制作(负片工艺)：内层图形转移，用垂直涂布机涂布感光膜，感光膜的膜厚控制8μm，采用全自动曝光机，以5-6格曝光尺(21格曝光尺)分别在软板芯板和硬板芯板上完成内层线路曝光；内层蚀刻，将曝光显影后的软板芯板和硬板芯板蚀刻出内层线路，内层线宽量测为3mil；内层AOI，然后检查内层线路的开短路、线路缺口、线路针孔等缺陷,有缺陷报废处理，无缺陷的产品出到下一流程。

(3)、棕化：通过化学反应的方式，在软板芯板铜层表面生成一种棕色氧化层，使铜面的粗糙度变大，增强压合时与覆盖膜的结合力。

(4)、贴覆盖膜：在软板芯板中软板区域的一表面上对位贴合覆盖膜，且覆盖膜单边比软板区域大0.5mm；该覆盖膜为聚酰亚胺(PI材料)。

其中，贴合前，根据软板区域的形状，在与软板芯板相同尺寸的覆盖膜上对应软硬结合区域进行开窗处理；且仅在每一PCS单元板上的软板区域处贴覆盖膜，这样一是可节省保护覆盖膜用量近50％，为公司节约大量成本；二是由于保护膜只贴在挠性板区域，并且开窗避开了硬板板边的孔，所以极大改善了覆盖膜钻孔产生的孔口披峰，确保了硬板区域的钻孔品质；三是单PCS贴覆盖膜，工艺边压合结构与硬板区域压合结构都不含保护膜，确保了板面与工艺边的厚度一致，降低了高低差，保证板面的平整度；四是极大幅度降低成型工艺边的爆板风险。

(5)、快速压合：通过高温高压的方式，短时间内将覆盖膜的胶层(环氧树脂)与软板芯板的软板区域完全粘合，达到保护软板区域的效果；快速压合的参数为：温度180℃，压力100KG，压合时间1-2min。

(6)、烤板：软板芯板在150℃下烘烤1h，使覆盖膜完全固化。

(7)、OPE冲孔：在软板芯板、硬板芯板、第一不流胶PP和第二不流胶PP的相应位置处冲出压合用的铆钉孔。

(8)、激光切割：通过激光切割的方式在硬板芯板上对应所述软板区域处的外周烧蚀出盲槽，盲槽的深度为硬板芯板厚度的1/2-2/3，便于后期的揭盖；通过激光烧蚀盲槽的方式，极大的缩小了盲槽槽口的宽度，防止了压合时胶体流入盲槽内的情况，保证了板面平整性；激光烧蚀的方法省去了机械定位，人工排版，人工调试进刀量等流程，简化了生产方式，提高了生产效率，降低了贴膜凹陷、空洞造成的报废，从而确保了准时交货时间，节约了成本。

(9)、开窗：在第一不流胶PP上对应软板区域的位置处开出尺寸大于软板区域尺寸的第一窗口，在第二不流胶PP上对应软板区域的位置处分开出尺寸大于软板区域尺寸的第二窗口，且第一窗口的尺寸大于第二窗口的尺寸，覆盖膜的尺寸小于第一窗口的尺寸并大于第二窗口的尺寸；具体的，覆盖膜单边比所述软板区域大0.5mm，第一窗口的单边比所述软板区域大0.6mm，第二窗口的单边比软板区域大0.15mm。

(10)、棕化：通过化学反应的方式，在软板芯板和硬板芯板铜层表面生成一种棕色氧化层，使铜面的粗糙度变大，增强压合时与PP的结合力。

(11)、压合：将软板芯板、第一不流胶PP、第二不流胶PP和硬板芯板依次叠合形成叠合板后通过铆钉孔用铆钉先进行铆合，而后压合成生产板，且软板芯板中贴合有覆盖膜的一面与第一不流胶PP接触，硬板芯板中具有盲槽的一面与第二不流胶PP接触。

压合时，将叠合板放置于真空层压机的工作台上进行压合，且压合时叠合板中的硬板芯板朝下设置，并在叠合板与工作台之间由下往上依次层叠离型膜、PACO PAD、PACOPLUS和铝片，在叠合板的上表面由下往上依次层叠铝片和离型膜；其中，PACO PAD是一种纸质压合垫，是为强化刚性多层板和挠性印刷电路板，及软硬结合板的压合工艺而专门设计的，它具有两大功能:准确控制热传送和均衡压合时板表面上的压力；PACO PLUS是一种成型剥离片(具有离型、阻胶、覆型等功能)，Plus经专门设计，作为系统的一个主要部件Plus为挠性层压过程提供了标准化和可预测性，并具有实实在在的工艺优势。

(12)、外层钻孔：根据钻孔资料，使用机械钻孔的方式，在生产板上钻孔。

(13)、沉铜：在孔壁上通过化学反应的方式沉积一层薄铜，为后面的全板电镀提供基础，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm。

(14)、全板电镀：根据电化学反应的机理，在沉铜的基础上电镀上一层铜，保证孔铜厚度达到产品要求，根据完成孔铜厚度设定电镀参数；电镀后测量铜厚，保证≥56um，标称值70um；板电后切片测量孔铜最小厚度：30um。

(15)、制作外层线路(正片工艺)：外层图形转移，采用全自动曝光机和正片线路菲林，以5-7格曝光尺(21格曝光尺)完成外层线路曝光，经显影，在生产板上形成外层线路图形；外层图形电镀，然后在生产板上分别镀铜和镀锡，根据要求的完成铜厚设定电镀参数，镀铜是以1.8ASD的电流密度全板电镀60min，镀锡是以1.2ASD的电流密度电镀10min，锡厚3-5μm；然后再依次退膜、蚀刻和退锡，在生产板上蚀刻出外层线路；外层AOI，使用自动光学检测系统，通过与CAM资料的对比，检测外层线路是否有开路、缺口、蚀刻不净、短路等缺陷。

(16)、贴覆盖膜：在软板芯板中软板区域的另一表面(即生产板中位于软板芯板一侧的外侧表面)上对位贴合覆盖膜，并采用真空热压机将覆盖膜与生产板完全粘合，压合温度为180℃，时间为2-2.5h；且覆盖膜单边比软板区域大0.5mm，该覆盖膜为聚酰亚胺(PI材料)。

(17)、阻焊、丝印字符：通过在生产板外层制作绿油层并丝印字符，绿油厚度为：10-50μm，从而可以使生产板在后续的使用过程中可以减少环境变化对其的影响。

(18)、表面处理(沉镍金)：阻焊开窗位的焊盘铜面通化学原理，均匀沉积一定要求厚度的镍层和金层，镍层厚度为：3-5μm；金层厚度为：0.05-0.1μm。

(19)、铣平台：在生产板中硬板芯板的一面上对应盲槽的位置处采用机械控深锣的方式向内锣槽锣去余厚部分，而后通过揭盖将生产板上对应软板区域处的废料从产品上剥离，形成阶梯平台。

(20)、成型：根据现有技术并按设计要求锣外形，外型公差+/-0.05mm，制得刚挠结合PCB。

(21)、点胶：在露出的平台边缘的结合处进行点胶处理(即对平台边缘的软板芯板与硬板芯板的结合处点上胶水，该胶水采用Ecco-Bond45)，增强结合处的强度，挠折时产生一个缓冲角度，避免了挠性板的撕裂问题，防止在弯折或拉扯时结合处出现裂开的现象；点胶时的压力为2-6KG，针头孔径0.6-0.8mm，将胶剂与稀释剂按重量份1:10比例混合搅拌5-10min得到所需的胶水，点胶后生产板在120±5℃下烘烤0.5h，使胶水固化。

(22)、电测试：测试成品板的电气导通性能，此板使用测试方法为：飞针测试。

(23)、FQC：根据客户验收标准及我司检验标准，对刚挠结合PCB外观进行检查，如有缺陷及时修理，保证为客户提供优良的品质控制。

(24)、FQA：再次抽测刚挠结合PCB的外观、孔铜厚度、介质层厚度、绿油厚度、内层铜厚等是否符合客户的要求。

(25)、包装：按照客户要求的包装方式以及包装数量，对刚挠结合PCB进行密封包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种高断差刚挠结合PCB的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按拼板尺寸开出软板芯板、硬板芯板、第一不流胶PP和第二不流胶PP；

S2、分别制作软板芯板和硬板芯板的内层线路；所述软板芯板包括软板区域和软硬结合区域；

S3、在软板区域的一表面上对位贴合覆盖膜；

S4、在硬板芯板上对应所述软板区域处的外周通过激光烧出盲槽；

S5、将软板芯板、第一不流胶PP、第二不流胶PP和硬板芯板依次叠合形成叠合板后压合成生产板，且软板芯板中贴合有覆盖膜的一面与第一不流胶PP接触，硬板芯板中具有盲槽的一面与第二不流胶PP接触，并在第一不流胶PP上对应所述软板区域的位置处开出尺寸大于软板区域尺寸的第一窗口，在第二不流胶PP上对应所述软板区域的位置处开出尺寸大于软板区域尺寸的第二窗口，且第一窗口的尺寸大于第二窗口的尺寸，所述覆盖膜的尺寸小于第一窗口的尺寸并大于第二窗口的尺寸；将叠合板放置于真空层压机的工作台上进行压合，且压合时叠合板中的硬板芯板朝下设置，并在叠合板与工作台之间由下往上依次层叠离型膜、PACO PAD纸质压合垫、PACO PLUS成型剥离片和铝片，在叠合板的上表面由下往上依次层叠铝片和离型膜；

S6、在生产板上制作外层线路，在软板区域的另一表面上对位贴合覆盖膜，而后在生产板上制作阻焊层，然后进行表面处理；

S7、在生产板上对应盲槽的位置处采用机械控深锣的方式进行控深切割，而后通过揭盖去掉硬板芯板上对应所述软板区域的部分，制得高断差刚挠结合PCB。

2.根据权利要求1所述的高断差刚挠结合PCB的制作方法，其特征在于，步骤S3中，所述覆盖膜单边比所述软板区域大0.5mm。

3.根据权利要求1所述的高断差刚挠结合PCB的制作方法，其特征在于，步骤S3和S4之间还包括步骤：

S31、通过快速压合的方式将覆盖膜与软板芯板完全粘合；快速压合的参数为：温度180℃，压力100KG，压合时间1-2min；

S32、对软板芯板进行烘烤，使覆盖膜固化。

4.根据权利要求1所述的高断差刚挠结合PCB的制作方法，其特征在于，步骤S4中，所述盲槽的深度为硬板芯板厚度的1/2-2/3。

5.根据权利要求1所述的高断差刚挠结合PCB的制作方法，其特征在于，步骤S5中,压合前分别在软板芯板、硬板芯板、第一不流胶PP和第二不流胶PP的对应位置处钻铆钉孔，软板芯板和硬板芯板通过铆钉铆合固定后再进行压合。

6.根据权利要求1所述的高断差刚挠结合PCB的制作方法，其特征在于，步骤S5中，所述第一窗口的单边比所述软板区域大0.6mm，所述第二窗口的单边比所述软板区域大0.15mm。

7.根据权利要求1所述的高断差刚挠结合PCB的制作方法，其特征在于，步骤S6中，在软板区域的另一表面上对位贴合覆盖膜后，采用真空热压机将覆盖膜与生产板完全粘合，压合温度为180℃，时间为2-2.5h。

8.根据权利要求1所述的高断差刚挠结合PCB的制作方法，其特征在于，步骤S7中，揭盖后通过成型工序锣出板的外形，而后在露出的软板区域边缘与硬板芯板的结合处进行点胶处理。

9.一种高断差刚挠结合PCB，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的高断差刚挠结合PCB的制作方法制成。