CN112261800A - 一种高散热pcb制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高散热PCB制作方法，涉及刚挠结合板制作技术领域。该制作方法，使用FR4与柔性层压制作，在FR4芯板中嵌入铜基凸台，提高了板材的散热能力；用控深锣的方式锣出弯曲区域来代替开盖流程，无需在柔性需露出的地方预先开窗也无需在FR4和PP弯曲区域开窗，本发明通过控深锣的方式，解决了因在弯曲区域开窗引发的压合凹陷导致干膜贴不紧线路制作困难的问题，同时操作更为简单，可大幅降低因生产操作报废的不良率。

Description

一种高散热PCB制作方法

技术领域

本发明涉及刚挠结合板制作技术领域，尤其涉及一种高散热PCB制作方法。

背景技术

随着电子通讯行业及家用电子不断更新换代，相关的线路板产品要求也越来越高，主要趋向于小型化，多功能化，高可靠性的发展要求，因此要求电子产品的封装形式向三维立体组装发展。现阶段行业内通常以刚挠结合板来实现有此类要求的产品，刚挠结合板既能提供刚性电路板的支撑作用，又可实现局部弯曲，广泛应用于电子产品的三维组装。此类产品行业内现有以下几种方法制作：

1、纯FR4刚性叠层板，通过控深铣薄需弯折区域，此方法对设备的控深精度要求很高，厚薄不均易导致板材折断；2、FR4与柔性层压板，此方法压合前PP片在柔性需露出的区域需预先开窗，此种设计存在压合凹陷，凹陷会导致贴干膜不实和线路制作困难缺陷，同时会存在溢胶导致开盖困难；3、FR4与柔性层压板，层压前FR4和PP片需在弯折区域开通窗，此方法在后工序生产过程中存在折断、破损的风险。以上三种是现阶段生产刚挠结合板最常用的方法，三种方法都不完全成熟。

虽然刚挠结合板具备了良好的三维组装能力，但此类产品的散热性能不理想，因此，亟需一种散热效果好、制作方法简单、良率高的高散热PCB制作方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是背景技术中的一些缺陷，提供一种散热效果好、制作方法简单、良率高的高散热PCB制作方法。

为了解决上述问题，本发明提出以下技术方案：

本发明提供一种高散热PCB制作方法，包括以下步骤：

制作铜基凸台板：在铜基板的一面蚀刻出外层线路及铜基凸台，过棕化；

制作柔性芯板：在柔性芯板的一面蚀刻出外层线路，开窗，过棕化；柔性芯板的开窗位置与铜基凸台板的铜基凸台位置对应；

制作PP片：对PP片开窗；PP片的开窗位置与铜基凸台板的铜基凸台位置对应；

制作单面铜FR4芯板：将FR4芯板的一面进行蚀刻，保留单面铜，再切割出容纳槽，过棕化；所述容纳槽用于容纳所述铜基凸台板；

压合：将所述铜基凸台板嵌入所述单面铜FR4芯板的容纳槽，露出铜基凸台；依次放入所述PP片和所述柔性芯板，使铜基凸台位于PP片及柔性芯板的开窗处，铆合对位，压合，得到压合板；所述压合板的一面含有FR4芯板及铜基凸台板，另一面含有铜基凸台及柔性芯板；

控深锣板：将通过测试的压合板锣成预设尺寸的刚挠结合板；对刚挠结合板的FR4芯板面进行控深锣，形成预设余厚的弯曲区域；其中，铜基凸台位于所述刚挠结合板的非弯曲区域。

其进一步地技术方案为，所述压合步骤中，铆合对位完成后，得到待压合板；在压合的台面上垫一张铝箔，将待压合板的含有铜基凸台及柔性芯板的面朝下放置，并在待压合板的两侧设置阻胶垫，压合，得到压合板。

其进一步地技术方案为，所述待压合板的两面均贴有耐高温保护膜；压合完成后，还包括将所述耐高温保护膜撕掉的步骤。

其进一步地技术方案为，在所述压合步骤与控深锣板步骤之间，还包括以下步骤：

削溢胶→钻孔→沉铜板电→图形全板加厚→外层线路→外层蚀刻→防焊→文字→沉金→测试；

控深锣板步骤中，需要将通过测试的压合板锣成预设尺寸的刚挠结合板，即将大尺寸成型板锣成小尺寸板，用小尺寸板进行控深锣板；

控深锣板步骤之后，还包括步骤：FQC→FQA→包装。

其进一步地技术方案为，所述容纳槽的单边比铜基凸台板单边大0.04-0.07mm。

其进一步地技术方案为，铜基凸台的数量为至少2个。

其进一步地技术方案为，铜基凸台的最小尺寸为1.0mm*1.0mm。

其进一步地技术方案为，PP片及柔性芯板的开窗数量与铜基凸台的数量一致。

其进一步地技术方案为，开窗尺寸比铜基凸台的单边尺寸大0.07-0.09mm。

本发明还提供一种高散热PCB，由以上所述的高散热PCB制作方法制得。

与现有技术相比，本发明所能达到的技术效果包括：

本发明提供的高散热PCB制作方法，使用FR4与柔性层压的方式制作，无需在柔性需露出的地方预先开窗也无需在FR4和PP弯曲区域开窗，本发明通过控深锣的方式，解决了因在弯曲区域开窗引发的压合凹陷导致干膜贴不紧线路制作困难的问题，同时操作更为简单，可大幅降低因生产操作报废的不良率。

本发明提供的高散热PCB制作方法，使用FR4与柔性层压的方式制作，在FR4芯板中嵌入铜基凸台，提高了板材的散热能力；用控深锣的方式锣锣出弯曲区域来代替开盖流程，不存在因溢胶导致开盖困难的问题；且本发明的方法中，弯曲区域无需使用覆盖膜，节约了覆盖膜的材料成本，节省了覆盖膜的加工流程，提高加工效率。

本发明提供的高散热PCB制作方法，在刚挠结合的基础上增加嵌铜基凸台的设计，铜基凸台可为多个，最小铜基凸台尺寸只有1.0mm*1.0mm，此类矩阵式极小铜基凸台设计让产品尺寸大幅减小使产品有良好的三维组装能力，同时还让产品具备优良的散热性能。

本发明提供的高散热PCB制作方法，用蚀刻工艺制作铜基凸台，相对于控深铣的方式更容易控制铜基凸台的深度，且蚀刻工艺能保证每块工作板的铜基凸台深度一致，同时蚀刻生产效率远高于控深铣铜基凸台。

附图说明

图1为本发明实施例提供的高散热PCB叠构示意图；

图2为本发明实施例提供的单面铜FR4芯板嵌入铜基凸台板的叠构示意图；

图3为本发明实施例提供的高散热PCB弯曲区域示意图。

附图标记

铜基凸台板1，铜基凸台2，柔性芯板3，PP片4，单面铜FR4芯板5，弯曲位置6。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明提供一种高散热PCB制作方法，包括以下步骤：

制作铜基凸台板：

在铜基板的一面蚀刻出线路及铜基凸台，过棕化；所述铜基凸台的位置与散热区域的位置对应。

具体实施中，铜基凸台的数量为1个或至少2个。铜基凸台的最小尺寸为1.0mm*1.0mm。

例如，在一实施例中，铜基凸台的数量为25个，在散热区域对应的位置呈阵列排布，且各铜基凸台的尺寸可以相同也可以不相同。

在一实施例中，铜基凸台的数量为50个，在散热区域对应的位置呈阵列排布，且各铜基凸台的尺寸可以相同也可以不相同。

在一实施例中，铜基凸台的数量为80个，在散热区域对应的位置呈阵列排布，且各铜基凸台的尺寸可以相同也可以不相同。

可以理解地，铜基板上用于设置铜基凸台的区域大小是固定的，铜基凸台的数量越多，则各铜基凸台的尺寸就越小，相应得到的产品散热能力越好。在相同散热能力的产品上，小尺寸铜基凸台的设计，有助于减小产品尺寸。

铜基凸台的最小尺寸是指铜基凸台的凸台面尺寸，本方案默认凸台面的形状为四方形，本领域技术人员也可采用圆形、三角形等其他形状，本发明对于铜基凸台的数量、形状不做限定。

可以理解的，本发明由于有较多数量的铜基凸台，在后工序的操作时，需确保PP片及柔性芯板的开窗与铜基凸台的对位良好，不错位。

具体实施中，铜基板的一面蚀刻出线路及铜基凸台，另一面做保护菲林，此步骤的线路针对铜基板而言是外层线路，在压合后，此线路为压合板的内层线路。过棕化有助于提高压合的层间结合力。

制作柔性芯板：

在柔性芯板的一面蚀刻出线路，开窗，过棕化；柔性芯板的开窗位置与铜基凸台板的铜基凸台位置对应。

具体实施中，柔性芯板为普通双面柔性线路板，单面蚀刻出线路，此步骤的线路是针对柔性芯板而言，在压合后，此线路为压合板的内层线路。过棕化有助于提高压合的层间结合力。

具体实施中，柔性芯板的开窗数量与铜基凸台的数量一致；开窗尺寸比铜基凸台的单边尺寸大0.07-0.09mm。

制作PP片：

对PP片开窗；PP片的开窗位置与铜基凸台板的铜基凸台位置对应。

具体实施中，PP片的开窗数量与铜基凸台的数量一致；开窗尺寸比铜基凸台的单边尺寸大0.07-0.09mm。

制作单面铜FR4芯板：

将FR4芯板的一面进行蚀刻，保留单面铜，再切割出贯通的容纳槽，过棕化；所述容纳槽用于容纳所述铜基凸台板。

具体实施中，FR4芯板为双面覆铜板，将FR4芯板的一面贴保护膜，另一面进行蚀刻，得到含有单面铜的FR4芯板；再用激光切割出容纳槽，过棕化；所述容纳槽用于容纳所述铜基凸台板。

所述容纳槽的单边比铜基凸台板单边大0.04-0.07mm。

具体实施中，容纳槽用于容纳铜基凸台板，为使加工方便，容纳槽的深度与铜基凸台板的非凸台高度相同或接近，容纳槽的长宽单边比铜基凸台板的长宽单边大0.04-0.07mm。

压合：

参见图1-2，将所述铜基凸台板1嵌入所述单面铜FR4芯板5的容纳槽，露出铜基凸台2；依次放入所述PP片4和所述柔性芯板3，使铜基凸台2位于PP片4及柔性芯板4的开窗处，柔性芯板3的线路面与PP片贴合，铆合对位，铆合对位完成后，得到待压合板；在压合的台面上预先垫一张铝箔，将待压合板的含有铜基凸台2及柔性芯板3的面朝下放置，并在待压合板的两侧设置阻胶垫，压合，得到压合板。

所述压合板的一面含有单面铜FR4芯板5及铜基凸台板1，另一面含有铜基凸台2及柔性芯板3。

所述待压合板的两面均贴有耐高温保护膜；压合完成后，还包括将耐高温保护膜撕掉的步骤。

具体实施中，铆合对位时，铜基凸台板需完全嵌入容纳槽内，不允许偏位，所述露出铜基凸台，是指铜基凸台的面与容纳槽的口平齐；铜基凸台与PP片及柔性芯板所对应的开窗位置需完全对齐，不允许错位。

可以理解地，为了加工方便和原材料节省，提高板面平整度，铜基凸台的深度应与PP片及柔性芯板的厚度之和接近，例如厚度相差0.001-0.01mm；单面铜FR4芯板的厚度与铜基凸台板的非凸台的厚度接近，例如厚度相差0.001-0.01mm。

可以理解地，单面铜FR4芯板的厚度即为容纳槽的深度。

将压合板制成预设尺寸的刚挠结合板：

具体实施中，将压合板制成预设尺寸的刚挠结合板，具体包括以下步骤：

削溢胶→钻孔→沉铜板电→图形全板加厚→外层线路→外层蚀刻→防焊→文字→沉金→测试→成型锣板。

所述成型锣板步骤即得到预设尺寸的刚挠结合板。

在本领域中，由于线路板成品尺寸较小，为了提高加工效率，通常将多件拼在一张板材上进行线路制作等工序，之后再通过锣板的方式将单件品锣出，因此，预设尺寸的刚挠结合板即为小尺寸的单件半成品。

控深锣板：

对刚挠结合板的FR4芯板面的预设位置进行控深锣，形成预设余厚的弯曲区域。

进一步参见图3，可以理解地，该预设位置即为高散热PCB弯曲位置6。

具体实施中，从刚挠结合板的FR4芯板面进行控深锣，保留柔性芯板3、PP片4，锣去单面铜FR4芯板5的部分厚度(最多锣去与FR4芯板相当的厚度，并控制公差为±0.05mm)，形成预设余厚的弯曲位置6。弯曲位置6处的板厚较薄，因此可实现弯曲效果。

本方案通过控深锣的方式将弯曲区域锣出，同时也可将成品中柔性需露出的区域锣出，锣出位置依设计而定。

具体实施中，余厚为弯曲区域的预设厚度；余厚应大于PP片、柔性芯板以及电镀铜厚之和，例如，在一实施例中，PP片、柔性芯板以及电镀铜厚之和为0.26mm，余厚为0.3-0.35mm。本领域技术人员可以根据设计或客户要求来控制弯曲区域的余厚，以使产品的弯曲程度符合需求，如图3所示。

在其他实施例中，弯曲区域的一面为柔性芯板的外层线路面，另一面为PP面(绝缘)，因此，弯曲区域的一面有线路，另一面无线路。而FR4芯板非弯曲区域的部分，可在压合板之后的工序中制作外层线路，因此，在非弯曲区域中，可以设置双面外层线路，本领域技术人员可根据需要进行设计。

在其他实施例中，控深锣板步骤之后，还包括步骤：FQC→FQA→包装，才算制得高散热PCB成品。

本发明还提供一种高散热PCB，由以上所述的高散热PCB制作方法制得。

成品使用的截面示意图也可参考图1，在铜基凸台2上焊接元器件，元器件的热量传导方向如箭头所示，因此，本发明提供的高散热PCB具备优良的散热能力。

以下以厚度为1.0mm铜基板为例，制作高散热PCB，具体步骤如下：

铜基凸台板制作的具体流程如下：

1：开料，取厚度为1mm铜基板裁切成500×300mm。

2：铜基板钻孔，钻出铜基板后工序所需的LDI定位孔。

3：外层线路，LDI曝光做出铜基板的铜基凸台图形及保护菲林层图形。

4：蚀刻铜基凸台，以2-2.5m/min，上下压力2-2.2kg/cm²蚀刻两次，每次蚀刻深度为0.1-0.12mm左右；以3.5-3.6m/min，上下压力2-2.2kg/cm²蚀刻一次，蚀刻深度为0.05-0.07mm左右；三次蚀刻后的深度为0.25-0.26mm左右，此深度即为铜基板上铜基凸台的高度。

5：激光成型，使用激光切割机调整材料的切割参数，将铜基板切割出所需要的产品形状，注意切割位置不允许有披锋，不允许切割偏位。

6：棕化，按照1.5-2.0m/min的棕化速度生产制作，不允许棕化不良，擦花。

7：棕化后烤板，烘烤棕化后残留水汽。

此即完成铜基凸台板的制作，本实施例中，铜基凸台的深度为0.25-0.26mm，非铜基凸台(只有铜基)的厚度为0.74-0.75mm。

柔性芯板制作的具体流程如下：

1：开料，选0.05mm 1/1oz的柔性芯板，用自动剪切机裁出尺寸为468*250mm。

2：镭射钻孔，使用镭射钻孔机，钻出孔径为0.125mm的镭射孔。

3：等离子清洗，除去镭射钻孔后产生的残胶。

4：贴合前处理，清洗镭射钻孔中产生的残碳。

5：黑孔，使用常规生产参数制作，将镭射钻孔孔壁导体化，为后工序电镀镭射孔提供条件。

6：VCP填孔，电镀镭射孔，使镭射孔填满，填孔空洞≤25％，保证焊盘平整，焊盘凹陷深度≤25um。

7：外层线路，使用常规生产参数制作单面线路，不允许有干膜气泡、打皱、露铜等不良现象；曝光上下层不允许错位，显影后全检是否有开短路、曝光不良及显影不净等现象。

8：外层酸性蚀刻，使用常规生产参数制作，按客户要求管控线宽线距0.20/0.15mm，公差15％，蚀刻后全检线路开路、短路。

9：镭射开窗，用UV切割机切割出与铜基凸台对应位置的开窗，开窗尺寸比铜基凸台尺寸单边大0.07-0.09mm，注意管控切割参数，不允许柔性芯板的切割位置碳化。

10：棕化，0.05mm 1/1oz的柔性芯板偏薄，棕化时需注意不能卡板。

此即完成柔性芯板的制作。

PP片制作的具体流程如下：

开料：选2313PP片，用PP裁切机裁切尺寸为468*250mm。

镭射开窗：用UV激光切割机割出与铜基凸台对应位置的开窗，开窗尺寸比铜基凸台尺寸单边大0.07-0.09mm，注意管控切割参数，不允许PP片切割口碳化。

此即完成PP片的制作。

单面铜FR4芯板制作的具体流程如下：

开料：选0.76mm H/H oz的FR4芯板，裁出尺寸为468*250mm。

贴膜：使用手动贴膜机生产，只需单面贴高温保护膜。

蚀刻：酸性蚀刻线生产只需蚀刻未贴高温保护膜那面，保留单面铜。

激光切割：激光切割机切割出嵌铜块槽，嵌铜块槽单边比铜基凸台板的外形大0.05mm。

棕化：棕化参数设定为3-3.5m/min。

此即完成单面铜FR4芯板的制作。

上述各材料制作完成后，即进入主流程的制作，具体介绍如下：

1：压合，将棕化好的0.76mm的单面铜FR4芯板贴高温保护膜(铜面贴膜)；将铜基凸台板放入容纳槽内，铜块需完全嵌入槽内，不允许偏位；铜基凸台板嵌入完成后将PP片及柔性芯板依次放入，并与单面铜FR4芯板铆合，得到待压合板，需将铜基凸台与PP片及柔性芯板所对应的开窗位置完全对齐，不允许错位；铆合后在铜基凸台所对应的那面也贴上高温保护膜，待压合板在压合排版时需将铜基凸台面朝下放置，同时在压合面垫一张0.2mm的铝箔，在待压合板的两面各放一张阻胶垫，使用特定的压合程式压合，得到压合板；

2：削溢胶，将压合板撕干净高温保护膜，使用陶瓷及不织布磨板打磨干净铜基凸台上的溢胶。

3：钻孔，按常规PCB钻孔要求生产，钻铜块上的孔需分段钻孔，孔径大于3.0mm的孔需盖硬纸板生产，不允许偏孔及孔口偏锋。

4：沉铜板电，按常规PCB生产要求制作。

5：图形全板加厚，按常规PCB生产要求制作，满足孔铜≥25um，表铜≥52.9um。

6：外层线路，按常规PCB生产要求制作，不允许干膜起皱，曝光不良，显影不净等不良现象。

7：外层蚀刻，使用酸性蚀刻线生产，根据铜厚及线宽线距调整蚀刻压合及蚀刻速度，满足客户线宽线距要求，蚀刻后AOI全检开路，短路及其他不良现象。

8：防焊，使用可弯曲油墨生产，使用36T白网印刷一次，注意按客户要求管控油墨厚度，白色油墨需严格管控显影油墨侧蚀及板面外观不良。

9：文字，按常规PCB生产要求制作。

10：沉金，按常规PCB生产要求制作，金厚，镍厚需满足客户要求，为防止擦花大金面，沉金后需隔白纸。

11：整板电测，为提高电测效率，使用整块工作板飞针测试。

12：成型锣板，按常规PCB生产要求生产，为防止锣板过程中大金面擦花，所以锣板需要隔白纸加工。

13：控深锣板，控深锣出需弯曲区域，控深余厚0.30-0.35mm(为0.05mm柔性芯板厚度加电镀铜厚及PP片厚度)；首先需准备相同刀刃长度的平头锣刀，使用平头锣刀刨平台面，保证锣板台面在同一水平面；将锣成单元后的产品通过胶纸粘固或者是台面吸附的方式水平固定在锣机台面上；根据要求余厚调整下锣高度控制产品余厚，首件测试弯曲区域的弯曲角度是否满足客户要求，同时测试多次弯曲后不会存在油墨开裂，基材断裂等品质问题；首件合格后批量生产，批量注意不允许擦花板面。

14：FQC，按客户要求检查外观，重点检查控深区域是否有裸露铜及余厚严重超出现象。

15：FQA，按客户要求检查外观，重点检查控深区域是否有裸露铜及余厚严重超出现象。

16：包装，按客户要求包装。

此即制得所述的高散热PCB。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述，为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高散热PCB制作方法，所述高散热PCB包括弯曲区域及散热区域，其特征在于，包括以下步骤：

制作铜基凸台板：在铜基板的一面蚀刻出线路及铜基凸台，过棕化；所述铜基凸台的位置与散热区域的位置对应；

制作柔性芯板：在柔性芯板的一面蚀刻出线路，开窗，过棕化；柔性芯板的开窗位置与铜基凸台板的铜基凸台位置对应；

制作PP片：对PP片开窗；PP片的开窗位置与铜基凸台板的铜基凸台位置对应；

制作单面铜FR4芯板：将FR4芯板的一面进行蚀刻，保留单面铜，再切割出贯通的容纳槽，过棕化；所述容纳槽用于容纳所述铜基凸台板；

压合：将所述铜基凸台板嵌入所述容纳槽，露出铜基凸台；依次放入所述PP片和所述柔性芯板，使铜基凸台位于PP片及柔性芯板的开窗处，铆合对位，压合，得到压合板；所述压合板的一面含有FR4芯板及铜基凸台板，另一面含有铜基凸台及柔性芯板；柔性芯板的线路面与PP片贴合；

将压合板制成预设尺寸的刚挠结合板；

控深锣板：对刚挠结合板的FR4芯板面的预设位置进行控深锣，形成预设余厚的弯曲区域。

2.如权利要求1所述的高散热PCB制作方法，其特征在于，所述压合步骤中，铆合对位完成后，得到待压合板；在压合的台面上设置一铝箔，将待压合板的含有铜基凸台及柔性芯板的面朝下放置并与铝箔相贴，并在待压合板的两侧设置阻胶垫，压合，得到压合板。

3.如权利要求2所述的高散热PCB制作方法，其特征在于，所述待压合板的两面均贴有耐高温保护膜；压合完成后，还包括将所述耐高温保护膜撕掉的步骤。

4.如权利要求1所述的高散热PCB制作方法，其特征在于，将压合板制成预设尺寸的刚挠结合板，具体包括以下步骤：

削溢胶→钻孔→沉铜板电→图形全板加厚→外层线路→外层蚀刻→防焊→文字→沉金→测试→成型锣板；

所述成型锣板步骤即得到预设尺寸的刚挠结合板；

所述控深锣板步骤之后，还包括步骤：FQC→FQA→包装。

5.如权利要求1所述的高散热PCB制作方法，其特征在于，所述容纳槽的单边比铜基凸台板单边大0.04-0.07mm。

6.如权利要求1所述的高散热PCB制作方法，其特征在于，铜基凸台的数量为至少2个。

7.如权利要求5所述的高散热PCB制作方法，其特征在于，铜基凸台的最小尺寸为1.0mm*1.0mm。

8.如权利要求6所述的高散热PCB制作方法，其特征在于，PP片及柔性芯板的开窗数量与铜基凸台的数量一致。

9.如权利要求7所述的高散热PCB制作方法，其特征在于，开窗尺寸比铜基凸台的单边尺寸大0.07-0.09mm。

10.一种高散热PCB，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的高散热PCB制作方法制得。

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