CN112423492A - 多层线路板的压合工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多层线路板的压合工艺，包括如下步骤：S1：在内层基板上蚀刻做出线路层得到芯板，并对芯板的表面进行棕化处理，棕化膜的厚度为1‑5μm；S2:提供柔性板、半固化片和芯板并进行第一次叠板，各芯板依次间隔设置，两个相邻芯板之间设置有至少一层半固化片和一层柔性板，压合时升温速率1.5‑2.5℃/min，温度上限为170℃，压合得到一次叠板；S3：提供铜板、柔性板、半固化片和一次叠板并进行第二次叠板，铜板设置于一次叠板的外侧，且铜板与一次叠板之间设置有至少一层半固化片和一层柔性板，压合时升温速率2.1‑3.5℃/min，温度上限为230℃，压合得到二次叠板；S4：在二次叠板的铜板表面上蚀刻做出外层线路层，制备得到多层线路板。

Description

多层线路板的压合工艺

技术领域

本发明涉及线路板领域，特别涉及一种多层线路板的压合工艺。

背景技术

目前线路板在制备过程中，在多数情况下，通常采取一步压合工序，即铜板、半固化片、多层芯板一次性压合，在压合过程中，由于线路板设置的线路图象结构，铜板向下压覆，线路图形中间的间隙需要填充的树脂比线路图形表面要更多，然而压合过程中向下的压合力是相同的，但板块各处受到的压力不等，线路图形处的压力需要较间隙处更大才能使树脂从线路图性处流向间隙处进行填充，这种情况下，就容易产生树脂空洞，导致后续制备得到的成品率差、合格率低。

发明内容

基于上述提及的问题，本发明提出了一种多层线路板的压合工艺。

多层线路板的压合工艺，包括如下步骤：

S1：在内层基板上蚀刻做出线路层得到芯板，并对所述芯板的表面进行棕化处理，所述棕化膜的厚度为1-5μm；

S2：提供柔性板、增强板、半固化片和所述芯板并进行第一次叠板，各所述芯板依次间隔设置，两个相邻所述芯板之间设置有至少一层所述半固化片和一层所述增强板，且最外侧设置有至少一层柔性板，压合时升温速率1.9-2.5℃/min，温度上限为170℃，压合得到一次叠板；

S3：提供铜板、增强板、半固化片和所述一次叠板并进行第二次叠板，所述铜板设置于所述一次叠板的外侧，且所述铜板与所述一次叠板之间设置有至少一层所述半固化片和一层所述增强板，压合时升温速率2.1-3.5℃/min，温度上限为230℃，压合得到二次叠板；

S4：在所述二次叠板的铜板表面上蚀刻做出外层线路层，制备得到多层线路板。

在一个实施例中，所述半固化片的增强材料包括酚醛纸质层、玻璃纤维布层、石墨烯/聚酰亚胺复合导热膜。

在一个实施例中，所述S2步骤中，压合采用逐渐加压方式压合，压力为80-200PSI。

在一个实施例中，所述S3步骤中，压合采用逐渐加压方式压合，压力为120-380PSI。

在一个实施例中，所述步骤S2中的压合时间为50-70min。

在一个实施例中，所述步骤S3中的压合时间为40-60min。

在一个实施例中，所述增强板包括增粘树脂板和基材。

在一个实施例中，所述柔性板为氟化石墨纤维布。

在一个实施例中，所述固化增粘树脂板中填充有纳米无机复合填料。

本发明的有益效果是：

本发明的压合工艺分两步进行压合，第一步压合将各芯板压合，中间设置增强板提高其机械性能，在一次压合中无铜板，外侧设置为柔性板作为保护以及增柔，柔性板为柔性材料构成，比起铜板具有更好的柔韧性，在压合过程中受力向内压合，可以贴附住内侧的板块挤压其中的气泡或挥发物，更好地促进树脂的流动，从而实现紧密的结合，避免空洞的产生，第二步将一次叠板和铜板压合，中间设置增强板增强机械性能，从而形成多层线路板，使得线路板的结构更加稳定牢固。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为一实施例中多层线路板的压合工艺的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，其为本发明一较佳实施例的多层线路板的压合工艺，如图1所示，包括如下步骤：

步骤S1：

在内层基板上蚀刻做出线路层得到芯板，并对所述芯板的表面进行棕化处理，所述棕化膜的厚度为1-5μm。

其中，芯板的制备流程具体包括：提供覆铜板作为内层基板，在覆铜板上压膜，通过曝光显影，将线路图形转移至覆铜板表面，通过化学药液蚀刻除去多余部分，退膜，从而在内层基板上做出线路层，得到芯板，在芯板表面进行棕化处理，棕化是使用一定的棕化药液使其与芯板反应，

进行微蚀，使芯板的铜面变粗糙，得到平稳的微观凹凸不平的表面形状且具有均匀的绒毛，在增大铜与树脂接触的表面积的同时，棕化液中的有机添加剂与铜表面反应生成一层致密的有机金属转化膜(棕化膜)，这层膜能有效地嵌入铜表面，在铜表面与树脂之间形成一层网格状转化层，增强增强芯板与半固化片之间的结合力，提高层压板的抗热冲击，抗分层能力，从而避免分层爆板等问题。并且，棕化作用可对内层基板进行清洁，除去表面的杂物和有机物、油脂等，提高产品的可靠性。

其中，在本发明中，还提供一种棕化药液，包括如下重量份配比的成分：

15-40重量份的10％过氧化氢溶液；

5-10重量份的改性苯并三氮唑；

1-5重量份的胺甲基化改性苯并咪唑；

5-10重量份的硅烷偶联剂；

50-90重量份的混合酸溶液，其中，所述混合酸包括质量浓度为96％的硫酸溶液、质量浓度为60％的硝酸溶液和质量浓度为83％的磷酸。

其中，双氧水作用是蚀刻一层很薄的铜，促使有机金属层沉积在金属铜面上，混合酸用于帮助双氧水微蚀铜，其中，混合酸中硫酸的占比最大，硫酸成本低，制造的废液处理较容易，在一个优选的实施例中，提出上述混合酸中硫酸溶液、硝酸溶液和磷酸溶液的配比为4.5:1:1，该配比下的混合酸制备得到的棕化药液棕化效果最佳。其中，改性苯并三氮唑和胺甲基化改性苯并咪唑作为缓蚀剂作用，缓蚀剂在棕化处理液中的作用是缓蚀，避免酸液的侵蚀而形成粉红圈，并与铜面生成一层有机金属膜(棕化膜)，由于它的特殊结构，在多层板压合过程中它既与金属键合，也与半固化片成键，从而提高了棕化的芯板的铜面与半固化片的结合力，胺甲基化改性苯并咪唑的缓蚀作用明显，通过与铜面生成共价键和配位键形成聚合物覆盖在铜面上，形成有机金属膜十分稳定，效果极好。

步骤S2：

提供柔性板、增强板、半固化片和所述芯板并进行第一次叠板，各所述芯板依次间隔设置，两个相邻所述芯板之间设置有至少一层所述半固化片和一层所述增强板，且最外侧设置有至少一层柔性板，压合时升温速率1.9-2.5℃/min，温度上限为170℃，压合得到一次叠板。

其中，在一个实施例中，所述S2步骤中，压合采用逐渐加压方式压合，压力为80-200PSI。进一步地，所述步骤S2中的压合时间为50-70min。

S3：提供铜板、增强板、半固化片和所述一次叠板并进行第二次叠板，所述铜板设置于所述一次叠板的外侧，且所述铜板与所述一次叠板之间设置有至少一层所述半固化片和一层所述增强板，压合时升温速率2.1-3.5℃/min，温度上限为230℃，压合得到二次叠板。

在一个实施例中，所述S2步骤中，压合采用逐渐加压方式压合，压力为120-380PSI。进一步地，所述步骤S2中的压合时间为40-60min。

其中，步骤S2和步骤S3均为线路板层压工序。

步骤S2中，将各芯板进行第一次叠板压合，应该理解的是，步骤S2的压合工序根据线路板的结构需要可进行多次层压使得结构更加稳定，为常见现有技术中，本实施例中不累赘说明。其中，步骤S2制备得到的一次叠板为两个相邻芯板之间设置有至少一层半固化片和一层增强板、且一次叠板的两侧最外侧为柔性板的叠板结构，最外侧设置有柔性板是作为步骤S3前的芯板保护层、且使得一层叠板结构中的各芯板结构更稳定而叠设的。

步骤S3中，铜板是作为外层线路板的基材，将铜板、增强板、半固化片和一次叠板进行第二次叠板，所述铜板设置于所述一次叠板的两侧的外侧，且所述铜板与所述一次叠板之间设置有至少一层所述半固化片和一层所述增强板，将铜板压合到一次叠板的两侧。

步骤S4：

在所述二次叠板的铜板表面上蚀刻做出外层线路层，制备得到多层线路板。

在步骤S3后，将得到的二次叠板进行化学蚀刻工艺得到外层线路层，从而得到本发明的多层线路板。

其中，本发明中，将层压板的压合分为步骤S2和步骤S3，先进行芯板之间的层压，再将铜板压合到一次叠板的两侧以形成所述多层线路板。

具体地，步骤S2压合多层芯板的压力相比于步骤S3压合铜板和一次叠板的压力稍低，步骤S2中的多层芯板可以根据结构进行多次层压，从而保证各个芯板之间的结合都更加稳定和牢固，其中，压合时升温速率1.9-2.5℃/min，温度上限为170℃，在较低温度下通过缓慢升温固化，使得半固化片的树脂能够流入增强板及柔性板的表面与芯板的铜面以全面均匀地浸润、进行更好的固化结合。但升温速率不可过慢，避免树脂流动性差而在板内形成空洞，因此，采用1.9-2.5℃/min的升温速率。其中，压合采用逐渐加压方式压合，包括预压(排除多层芯板之间的空气)、中压(促进树脂流动填充缝隙)、降压(避免压力急剧释放的冷却过程导致的板块弯曲卷翘的缺陷)的过程，其施加的压力区间为80-200PSI。在步骤S2中，多层芯板压合形成的一次叠板，处于非完全固化的半固化阶段，固化度约为70-85％，此设置为便于后续步骤S3中的第二次层压，避免使其固化过度使得线路板刚性过大、变脆。

具体地，步骤S3压合一层叠板和铜板的压力相比于步骤S2压合多层芯板的压力稍高，是为了彻底压合使其固化形成稳定的线路板结构。其中，压合时升温速率2.1-3.5℃/min，温度上限为230℃，通过缓慢升温固化，将铜板压合到一层叠板的两侧表面上，使得半固化片的树脂能够流入增强板的表面、铜板的表面以全面均匀地浸润、进行更好的固化结合。但升温速率不可过慢，避免树脂流动性差而在板内形成空洞，因此，采用2.1-3.5℃/min的升温速率。其中，压合采用逐渐加压方式压合，包括预压(排除多层芯板之间的空气)、中压(促进树脂流动填充缝隙)、全压(保证树脂完全填充直至固化)、降压(避免压力急剧释放的冷却过程导致的板块弯曲卷翘的缺陷)的过程，其施加的压力区间为80-200PSI。

本发明的压合工艺分两步进行压合，第一步压合将各芯板压合，中间设置增强板提高其机械性能，在一次压合中无铜板，外侧设置为柔性板作为保护以及增柔，柔性板为柔性材料构成，比起铜板具有更好的柔韧性，在压合过程中受力向内压合，可以贴附住内侧的板块挤压其中的气泡或挥发物，更好地促进树脂的流动，从而实现紧密的结合，避免空洞的产生，第二步将一次叠板和铜板压合，中间设置增强板增强机械性能，从而形成多层线路板，使得线路板的结构更加稳定牢固。

其中，应该理解的是，半固化片包括树脂和浸润于树脂中的增强材料，在一个实施例中，所述半固化片的增强材料包括酚醛纸质层、玻璃纤维布层、石墨烯/聚酰亚胺复合导热膜。石墨烯/聚酰亚胺复合导热膜，石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，可以弯曲，而纯聚酰亚胺薄膜碳化时，芳香链非碳原子分解，以气体形式释放，导致结构收缩产生一定的内应力，进而形成无定形玻璃碳材料，其性脆易断裂。石墨烯与聚酰亚胺复合形成的导热膜解决了当前聚酰亚胺碳化后的脆断问题，其热稳定性、力学性能极好，韧性强，适宜于作为复合的增强材料。

其中，所述增强板是为了增强线路板的机械性能，避免刚柔性差导致的容易断裂等问题，在一个实施例中，所述增强板包括增粘树脂板和基材，其中，增粘树脂板用于提升基材与贴附与基材表面的板材的结合能力，使其整体性更好，结构更稳固，进一步地，在一个实施例中，所述基材的材料为硼酸镁晶须，硼酸镁晶须具有轻量化、高强度、高弹性模量、高硬度，耐高温、耐腐蚀以及良好的机械强度和电绝缘性等优异性能，适用于作为增强板的基材，如硼酸镁晶须增强塑料成型流动性好，接近于无填充的树脂，晶须可达到部件的任意角落，并且表面平洁光滑，成型精度高，部件尺寸稳定性强。

进一步地，在一个实施例中，所述固化增粘树脂板中还填充有纳米无机复合填料，例如，碳纳米管，例如，二氧化硅空心微球，纳米材料因其巨大的表面积使其作为填料添加，使得增强效果更好，性能得到更大的提高。

为了实现柔性板在压合过程紧密贴附内层板块以挤压其中的气泡或挥发物，更好地促进树脂的流动的目的，进一步地，在一个实施例中，所述柔性板为氟化石墨纤维布。高氟化度石墨具有优良的热稳定性，氟化石墨具有优良的润滑性，在干燥或潮湿高温时摩擦系数更小，使用寿命更长。通过柔性板的设置，使得柔性板与其表面贴合的板材之间紧密性更好，避免了空洞的产生。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.多层线路板的压合工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1：在内层基板上蚀刻做出线路层得到芯板，并对所述芯板的表面进行棕化处理，所述棕化膜的厚度为1-5μm；

S2：提供柔性板、增强板、半固化片和所述芯板并进行第一次叠板，各所述芯板依次间隔设置，两个相邻所述芯板之间设置有至少一层所述半固化片和一层所述增强板，且最外侧设置有至少一层柔性板，压合时升温速率1.9-2.5℃/min，温度上限为170℃，压合得到一次叠板；

S3：提供铜板、增强板、半固化片和所述一次叠板并进行第二次叠板，所述铜板设置于所述一次叠板的外侧，且所述铜板与所述一次叠板之间设置有至少一层所述半固化片和一层所述增强板，压合时升温速率2.1-3.5℃/min，温度上限为230℃，压合得到二次叠板；

S4：在所述二次叠板的铜板表面上蚀刻做出外层线路层，制备得到多层线路板。

2.根据权利要求1所述的多层线路板的压合工艺，其特征在于，所述半固化片的增强材料包括酚醛纸质层、玻璃纤维布层、石墨烯/聚酰亚胺复合导热膜。

3.根据权利要求1所述的多层线路板的压合工艺，其特征在于，所述S2步骤中，压合采用逐渐加压方式压合，压力为80-200PSI。

4.根据权利要求1所述的多层线路板的压合工艺，其特征在于，所述S3步骤中，压合采用逐渐加压方式压合，压力为120-380PSI。

5.根据权利要求1所述的多层线路板的压合工艺，其特征在于，所述步骤S2中的压合时间为50-70min。

6.根据权利要求1所述的多层线路板的压合工艺，其特征在于，所述步骤S3中的压合时间为40-60min。

7.根据权利要求1所述的多层线路板的压合工艺，其特征在于，所述增强板包括增粘树脂板和基材。

8.根据权利要求7所述的多层线路板的压合工艺，其特征在于，所述柔性板为氟化石墨纤维布。

9.根据权利要求7所述的多层线路板的压合工艺，其特征在于，所述固化增粘树脂板中填充有纳米无机复合填料。

Images