CN112208169B - 覆铜板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种覆铜板，包含：其中半固化片层包含第一区域和第二区域，第一区域采用第一种半固化片，第二区域采用第二种半固化片。一种覆铜板的制作方法，包含：在第一种半固化片上进行镂空，形成空隙区域，再将第二种半固化片填充到空隙区域中，据以形成半固化片层。据此，在第二区域能够布置适合高频信号传输的第二种半固化片，而，第二区域则对应高频信号传输导体布置的区域，而第一区域则可以布置提高粘结力、散热性能等其他性能改善的第一种半固化片，达到满足高频信号传输、提升覆铜板的其他性能、增加材料的利用率、降低覆铜板的生产成本。并且，根据本发明提供的加工方法，能将前述覆铜板制造出来。

Description

覆铜板及其制作方法
技术领域
本发明涉及覆铜板设计生产领域，特别涉及覆铜板及其制作方法。
背景技术
覆铜板（Copper Clad Laminate，CCL)主要是指在半固化片（prepreg）一面或双面覆以铜箔并热压制成的一种板状材料。半固化片是指玻纤布或其他增强材料上浸以树脂。在印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）中，半固化片中的玻纤布部分为绝缘体，而铜箔部分为导体。印刷电路板经“印刷”形成的导体部分，用来电气连接相关电子元件，也就是信号将在导体部分进行传输。在5G、高端数据中心的应用中，信息处理越来越高速，进而信号的频率越来越高，而高频信号在导体中的传输性能改进是印制电路板制造领域发展趋势之一。而，半固化片的介电常数（DK）、介电损耗（DF）、DK/DF温度稳定性、力学性能、热性能等方面都会对高频信号在导体中传播产生影响。
传统的环氧树脂类-玻纤布的半固化片，其前述性能指标没法满足高频信号传输的要求。
现有技术中，采用新的材料来代替传统的半固化片，比如采用聚四氟乙烯覆铜板，其介电常数（DK）、介电损耗（DF）等能够满足高频信号传输的电性能要求。但是，聚四氟乙烯-玻纤布的半固化片的生产成本高，其对原材料的要求较高。而且，聚四氟乙烯树脂与铜箔、玻纤布的粘结力较差。
而且，整个印制电路板需要进行高频信号传输的区域（即高电性能区域）占比非常有限，因此，整块聚四氟乙烯-玻纤布的半固化片的利用率低。
现有技术中存在的如下诸多问题。
第一，传统的覆铜板，采用环氧树脂类等不能够提高较优的电性能参数，不能满足高频信号传输的需求。
第二，现有技术的改进的覆铜板，虽然能够提高半固化片的电学性能，能够满足高频信号传输需求，但是，其生产原料要求高、生产成本高、粘结力差。
第三，整块全部采用改进的覆铜板，由于印制电路板上存在非高频信号传输区域，造成材料浪费。
综上所述，现有技术的覆铜板已经不能够满足高速信号传输的要求，也不能够降低生产成本，不能够充分利用高质量的材料。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：印制电路板需要提供传输高速、高频的信号的通道，如何改善电路板中的半固化片的电性能，保证高频信号传输区域的半固化片的电性能能够满足需求，而半固化片和铜箔的粘结力有所改善，提高材料利用率，降低生产成本。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种覆铜板，其目的在于能够提升半固化片层对应高频信号传输区域的电学性能以满足信号传输需求，而且，能够充分利用适用于高频信号传输的材料的使用。
为了达到上述目的，本发明提供了一种覆铜板，包含：
半固化片层，所述半固化片层包含第一区域和第二区域，所述第一区域采用第一种半固化片，所述第二区域采用第二种半固化片。
优选地，所述第一种半固化片采用玻璃纤维布外部覆有第一树脂材料，所述第一树脂材料包含环氧树脂、碳氢树脂、聚苯醚、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或多种；
所述第二种半固化片采用玻璃纤维布外部覆有第二树脂材料，所述第二树脂材料包含环氧树脂、碳氢树脂、聚苯醚、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或多种。
优选地，所述第一树脂材料包含环氧树脂；
所述第二树脂材料包含碳氢树脂、聚苯醚、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或多种。
优选地，所述半固化片层表面靠抵设置有铜箔层，所述铜箔层为一层或两层。
优选地，所述覆铜板形成印刷板电路，所述印刷板电路在对应所述第二区域形成有第二导体部。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种覆铜板的制作方法，其目的在于能够将前述覆铜板制作出来，以达到前述技术目的的工程实现。
为了达到上述目的，本发明提供了一种覆铜板的制作方法，包含：在第一种半固化片上进行镂空，形成空隙区域，再将第二种半固化片填充到空隙区域中，据以形成半固化片层。
优选地，在所述半固化片层的表面覆盖铜箔或者在所述半固化片层的两个表面分别覆盖铜箔，加热加压的方法将铜箔和半固化片层粘连在一起。
优选地，所述空隙区域的截面形状为长方形、梯形、三角形、敞开式曲线形、半圆形、或半鼓形；所述空隙区域根据由覆铜板制成的印刷电路板上的第二导体部的走向进行布局，所述空隙区域覆盖第二导体部的走向区域。
优选地，第二种半固化片裁剪成空隙区域的形状，所述第二半固化片形状不大于所述空隙区域形状，所述第二半固化片根据由覆铜板制成的印刷电路板上的第二导体部的走向进行裁剪，所述第二半固化片形成的区域覆盖第二导体部的走向区域。
优选地，第一种半固化片包含浸覆在玻璃纤维布的第一树脂，所述第一树脂材料包含环氧树脂；
第二种半固化片包含浸覆在玻璃纤维布的第二树脂，所述第二树脂材料包含碳氢树脂、聚苯醚、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明提供了一种覆铜板，包含：半固化片层，所述半固化片层包含第一区域和第二区域，所述第一区域采用第一种半固化片，所述第二区域采用第二种半固化片。本发明还提供了一种覆铜板的制作方法，包含：在第一种半固化片上进行镂空，形成空隙区域，再将第二种半固化片填充到空隙区域中，据以形成半固化片层。据此，本发明能够达到的技术效果在于，在第二区域能够布置适合高频信号传输的第二种半固化片，而，第二区域则对应高频信号传输导体布置的区域，而第一区域则可以布置提高粘结力、散热性能等其他性能改善的第一种半固化片，达到满足高频信号传输、提升覆铜板的其他性能、增加材料的利用率、降低覆铜板的生产成本。并且，根据本发明提供的加工方法，能将前述覆铜板制造出来。
附图说明
图1A示出了本发明提供的覆铜板的一实施例的结构截面示意图。
图1B示出了本发明提供的覆铜板的一实施例中半固化片层的剖切后平面布置示意图。
图1C示出了本发明提供的覆铜板的又一实施例的结构截面示意图。
图2示出了图1B所示的覆铜板制成印制电路后，第二导体部在第二区域范围内分布的示意图。
图3A、图3B、图3C、图3D、图3E、图3F示出了覆铜板中第二半固化片的截面形状的六个实施例的示意图。
图4A、图4B、图4C、图4D、图4E示出了本发明提供的覆铜板制作方法的一实施例的部分步骤示意简图。
附图标记说明：
1 半固化片层
11 第一区域
12 第二区域
13 第一种半固化片
14 第二种半固化片
15 玻璃纤维布
16 玻璃纤维布
17 第一树脂材料
18 第二树脂材料
19 空隙区域
2 铜箔层
31 第一导体部
32 第二导体部
33 第三导体部
34 不导电区域。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
参考图1A和图1B所示，本发明提供的覆铜板，包含：半固化片层1。半固化片层1包含第一区域11和第二区域12。第一区域11采用第一种半固化片13，第二区域12采用第二种半固化片14。据此，能够将半固化片层1进行区域分割，图中所示的第一区域11和第二区域12的比例关系是用作示例，并不做限定，而且，如图1B所示，第二区域12不一定是全部连通的，可以在设定区域内划定做第二区域12。能够将第一种半固化片13和第二种半固化片14的各自性能充分发挥，从而提升覆铜板及制成的印制电路板的各方面的性能，并且能够节约成本。
第一种半固化片13采用玻璃纤维布15外部覆有第一树脂材料17。第一树脂材料17包含环氧树脂、碳氢树脂、聚苯醚、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或多种。第二种半固化片14采用玻璃纤维布16外部覆有第二树脂材料18。第二树脂材料18包含环氧树脂、碳氢树脂、聚苯醚、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或多种。
第一树脂材料17包含环氧树脂。第二树脂材料18包含碳氢树脂、聚苯醚、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或多种。据此，第一种半固化片13和第二种半固化片14能够采用不同的材料来相互嵌合。从而，第二树脂材料18能够为高频信号在其区域内的导体中传输提供较好的电性能。而第一树脂材料17则能够为覆铜板提供较好的力学、粘结、热学性能。而，第一区域11内的导体可以用于传输低频信号，或者，不传输电信号。
以上仅是对高频、低频信号所适用的半固化片进行嵌合，能够针对不同性能要求区域提供不同半固化片，从而充分利用各种半固化片的性能。而，并不限制上述实施例。
参考图1A所示，半固化片层1表面靠抵设置有铜箔层2，铜箔层2为一层或两层。图中所示的是在半固化片层1的上表面和下表面分别设置有铜箔层2，铜箔层2共两层。
参阅图2所示，覆铜板形成印刷板电路，印刷板电路在对应第二区域12形成有第二导体部32。而，在第一区域11上，存在第一导体部31，能够用来传输低频信号。在第一区域11上，还存在第三导体部33，不传输电信号。在第一区域11上，还存在铜箔层2被全部刻蚀的情形，本身就不存在导体的区域34——不导电区域。
参阅图1A所示，第二种半固化片14的形状是长方形。图3A、图3B、图3C、图3D、图3E、图3F示出了覆铜板中第二半固化片14的截面形状的六个实施例的示意图。第二种半固化片14基本呈板形，具有上下两个平面，其截面图形展现出来为两条平行线之间夹有两侧曲线。截面形状将玻纤布16和第二树脂材料18一体化看待。图3A为长方形。图3B为梯形。图3C为三角形。图3D为敞开式曲线形。图3E为半圆形。图3F为半鼓形。如图3D所示，定义敞开式曲线形，在垂直于其中一个平面（上下两个平面中一个平面，图中所示为一条直线）的一个方向线上，朝着一个方向，截面宽度的变化依次增加（相等亦可以）或者依次减小（相等亦可以），换句话说，这种图形不会出现中间宽度大，两边宽度小的情形，据此，第二半固化片14能够嵌入到第一半固化片13中。其他五种图形均具有敞开式这一特征。长方形，从上到下宽度是相等的。其他五种图形，从上到下宽度是逐渐减小的。这种图形，在一个方向上，不能出现宽度一会增加、一会减小这种情形。
前述图示实施例中，第二半固化片14截面上看贯穿整个第一半固化片13。参阅图1C所示，第二半固化片14也可以不截面贯穿整个第一半固化片13。一边是直线，敞开式形状到第一半固化片13的某个深度。再用同样深度的第二半固化片14填充到这个敞开式形状中。在第二半固化片14被填充的侧，可以布置第二导体部32。
参阅图4A所示，根据最终印制电路板设计要求，先裁切出一块第一种半固化片13。第一种半固化片13包含浸覆在玻璃纤维布15的第一树脂17，第一树脂材料17包含环氧树脂。可以，根据印制电路板的设计要求，选择第一种半固化片13的材质。
参阅图4B所示，为了制作出前述覆铜板，本发明提供的覆铜板的制作方法，包含：在第一种半固化片13上进行镂空，形成空隙区域19。镂空可以采用铣削、刨削、插槽等机械加工的方法完成。
参阅图4C所示，再将第二种半固化片14填充到空隙区域19中，据以形成半固化片层1。第二种半固化片14包含浸覆在玻璃纤维布16的第二树脂18，第二树脂材料18包含碳氢树脂、聚苯醚、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或多种。据此，由于第二半固化片14具备传输高频信号的性能，所以第二半固化片14区域内的导体能够设置为传输高频信号。
参阅图4D所示，在半固化片层1的表面覆盖铜箔2或者在半固化片层1的两个表面分别覆盖铜箔2（图中所示是两个表面分别覆盖铜箔2），加热加压的方法将铜箔和半固化片层粘连在一起。
图4E展示了最终压合成型的覆铜板一个实施例的结构示意图。
参阅图3A、图3B、图3C、图3D、图3E、图3F所示，空隙区域19的截面形状为长方形、梯形、三角形、敞开式曲线形、半圆形、或半鼓形。
空隙区域19根据由覆铜板制成的印刷电路板上的第二导体部32的走向进行布局，空隙区域19覆盖第二导体部32的走向区域。也就是，第二导体部32对应的区域包含在空隙区域19内。
第二种半固化片14裁剪成空隙区域19的形状，第二半固化片14形状不大于空隙区域19形状。这里第二半固化片14等于空隙区域19的形状是指，机械配合（嵌合）中基础尺寸相等，第二半固化片14和空隙区域19之间过盈配合、过渡配合、间隙配合均可以，图4C所展示的就是第二半固化片14的形状等于空隙区域19的形状的示意情形。当第二半固化片14的形状小于空隙区域19的时候，第二半固化片14放入空隙区域19后，后续加热加压的情况下，第一半固化片13融化流动，填充剩余的间隙。在材料选择时，我们选择加热后流动性第一半固化片13比第二半固化片14要好。第二半固化片14根据由覆铜板制成的印刷电路板上的第二导体部32的走向进行裁剪，第二半固化片14形成的区域覆盖第二导体部32的走向区域。据此，能够根据高频信号传输导体设定第二导体部32的走向区域，而第二导体部32的走向区域包含于第二半固化片14形成的区域。
形成的覆铜板，后续采用转印、刻蚀等方法能够得到相应导体形态。其中，设定第二导体部32位于第二半固化片14的区域内。据此，在第二导体部32处所对应的半固化片层就是第二半固化片14。
以上所述即本发明提供的覆铜板的结构、组成等的具体实施方式以及制作该覆铜板的制作方法具体步骤。据此，本发明能够达到的技术效果在于，在第二区域能够布置适合高频信号传输的第二种半固化片，而，第二区域则对应高频信号传输导体布置的区域，而第一区域则可以布置提高粘结力、散热性能等其他性能改善的第一种半固化片，达到满足高频信号传输、提升覆铜板的其他性能、增加材料的利用率、降低覆铜板的生产成本。并且，根据本发明提供的加工方法，能将前述覆铜板制造出来。
上述具体实施例和附图说明仅为例示性说明本发明的技术方案及其技术效果，而非用于限制本发明。任何熟于此项技术的本领域技术人员均可在不违背本发明的技术原理及精神的情况下，在权利要求保护的范围内对上述实施例进行修改或变化，均属于本发明的权利保护范围。

Claims (8)

1.一种覆铜板，其特征在于，包含：
半固化片层，所述半固化片层包含第一区域和第二区域，所述第一区域采用第一种半固化片，所述第二区域采用第二种半固化片；
第一种半固化片中具有空隙区域，第二种半固化片位于空隙区域中；
所述第一种半固化片采用玻璃纤维布外部覆有第一树脂材料，所述第一树脂材料包含环氧树脂；
所述第二种半固化片采用玻璃纤维布外部覆有第二树脂材料，所述第二树脂材料包含碳氢树脂、聚苯醚、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的覆铜板，其特征在于，所述半固化片层表面靠抵设置有铜箔层，所述铜箔层为一层或两层。
3.根据权利要求1或2所述的覆铜板，其特征在于，所述覆铜板形成印刷板电路，所述印刷板电路在对应所述第二区域形成有第二导体部。
4.一种制作根据权利要求1所述的覆铜板的方法，其特征在于，包含：在第一种半固化片上进行镂空，形成空隙区域，再将第二种半固化片填充到空隙区域中，据以形成半固化片层。
5.根据权利要求4所述的制作覆铜板的方法，其特征在于，在所述半固化片层的表面覆盖铜箔或者在所述半固化片层的两个表面分别覆盖铜箔，加热加压的方法将铜箔和半固化片层粘连在一起。
6.根据权利要求4所述的制作覆铜板的方法，其特征在于，所述空隙区域的截面形状为长方形、梯形、三角形、敞开式曲线形、半圆形、或半鼓形；所述空隙区域根据由覆铜板制成的印刷电路板上的第二导体部的走向进行布局，所述空隙区域覆盖第二导体部的走向区域。
7.根据权利要求4所述的制作覆铜板的方法，其特征在于，第二种半固化片裁剪成空隙区域的形状，所述第二半固化片形状不大于所述空隙区域形状，所述第二半固化片根据由覆铜板制成的印刷电路板上的第二导体部的走向进行裁剪，所述第二半固化片形成的区域覆盖第二导体部的走向区域。
8.根据权利要求4所述的制作覆铜板的方法，其特征在于，
第一种半固化片包含浸覆在玻璃纤维布的第一树脂，所述第一树脂材料包含环氧树脂；
第二种半固化片包含浸覆在玻璃纤维布的第二树脂，所述第二树脂材料包含碳氢树脂、聚苯醚、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或多种。
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