CN112770516A - 一种生产高密度双面和多层印制电路板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产高密度双面和多层印制电路板的方法，包括雕刻法和酸洗法，其特征在于所述雕刻法和酸洗法可用于同一块印制电路板，将铜箔层覆盖住整张基材板，雕刻法包括以下几个步骤：将铜箔层和基材板通过胶水粘合，将其放进烘烤箱中烘烤30秒，所述烘烤箱温度设定为280摄氏度，取出电路板，并利用CNC机床对电路板雕刻，酸洗法包括以下几个步骤：将导电线路层与电路板螺丝连接；将浓度为20％‑45％的三氯化铁水溶液冲洗电路板，时间为30分钟；用清水对电路板进行冲洗，时间为2分钟；将酸洗后的铜箔层与基材板通过胶水粘合，本发明，具有实用性强和可以根据电路板不同需求选择不同制作方法的特点。

Description

一种生产高密度双面和多层印制电路板的方法

技术领域

本发明涉及生产高密度双面和多层印制电路板的方法技术领域，具体为一种生产高密度双面和多层印制电路板的方法。

背景技术

印制电路板{Printed circuit boards}，又称印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供者，印制电路板多用“PCB”来表示，它的发展已有100多年的历史了；它的设计主要是版图设计；采用电路板的主要优点是大大减少布线和装配的差错，提高了自动化水平和生产劳动率，按照线路板层数可分为单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板，在印制电路板出现之前，电子元件之间的互连都是依靠电线直接连接而组成完整的线路，在当代，电路面板只是作为有效的实验工具而存在，而印刷电路板在电子工业中已经成了占据了绝对统治的地位，20世纪初，人们为了简化电子机器的制作，减少电子零件间的配线，降低制作成本等优点，于是开始钻研以印刷的方式取代配线的方法，三十年间，不断有工程师提出在绝缘的基板上加以金属导体作配线，而最成功的是1925年，美国的CharlesDucas在绝缘的基板上印刷出线路图案，再以电镀的方式，成功建立导体作配线，而现有的印制电路板的制作方法比较固定，因此，设计实用性强和可以根据电路板不同需求选择不同制作方法的一种生产高密度双面和多层印制电路板的方法是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产高密度双面和多层印制电路板的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种生产高密度双面和多层印制电路板的方法，包括雕刻法和酸洗法，其特征在于所述雕刻法和酸洗法可用于同一块印制电路板，雕刻法是通过CNC数控机床通让雕刻刀具快速旋转，并根据线路编制程序，旋转的刀具与电路板接触后会切除相应位置的材料，使得电路板各个导电线路符合使用需求，此方法的优点是加工精度较高，能够对尺寸要求较高的电路板进行加工，酸洗法是先将导电线路通过模具制作出来，在使用时将模具与电路板相连接，后利用酸液对线路板进行冲洗，在冲洗过程中酸液会融化并带走铜箔，而模具与电路板相接触的部分会被保留，因此大批量制作时酸洗法能够节省很多时间，在多层印制电路板的制作中，可以根据各层电路板的需求不同，来选择不同类型的制作方法，可以提高产品质量，也可以提高生产效率。

根据上述技术方案，所述将铜箔层覆盖住整张基材板，铜箔覆盖住整个基材板后可以在后续的加工过程中保证导电线路不会出现断线的情况，有利于提高产品合格率。

根据上述技术方案，所述雕刻法包括以下几个步骤：

a.将铜箔层和基材板通过胶水粘合，粘合后可以使得基材板与铜箔层成为一体；

b.将其放进烘烤箱中烘烤30秒，所述烘烤箱温度设定为280摄氏度，烤箱的烘烤可以使胶水快速凝固，也可以在胶水凝固过程中使得胶水更加牢固，使得铜箔在后续加工和使用过程中不会脱落，出现断线的情况；

c.取出电路板，并利用CNC机床对电路板雕刻，雕刻法是通过CNC数控机床通让雕刻刀具快速旋转，并根据线路编制程序，旋转的刀具与电路板接触后会切除相应位置的材料，使得电路板各个导电线路符合使用需求，此方法的优点是加工精度较高，能够对尺寸要求较高的电路板进行加工，能够满足各种形状的线路加工，但是同时因为采用的时刀具加工，所以加工完成的电路板最窄的导电线之间的距离不能小于最小刀具直径；

根据上述技术方案，所述酸洗法包括以下几个步骤：

d.将导电线路层与电路板螺丝连接，导电线路层是根据所需要的导电线路制作而成的模具层，将导电线路层与电路板连接后模具会与线路板紧密贴合，使得铜箔与电路板贴合，在后续的加工过程中与模具接触的部分不会受到影响；

e.将浓度为20％-45％的三氯化铁水溶液冲洗电路板，时间为30分钟，在导电线路板与电路板连接完成后，可以使用三氯化铁水溶液对电路板进行冲洗，在冲洗过程中，三氯化铁水溶液会将电路板上多余的铜箔溶解并冲走，使得电路板上只留下与模具相同纹路的铜箔，这些铜箔在之后的工作中即可为各个元器件导电，起到导电线路的作用；

f.用清水对电路板进行冲洗，时间为2分钟，在三氯化铁水溶液溶解冲洗结束后，使用清水对电路板进行冲洗，可以将残留的三氯化铁水溶液冲落并回收，这样可以防止残留的三氯化铁水溶液在之后的工作过程中对导电线路的腐蚀，造成不必要的损失；

g.将酸洗后的铜箔层与基材板通过胶水粘合，此时可以将铜箔与电路板粘合为一个整体，使得在之后的加工和使用过程中不会脱落而影响使用；

h.将其放进烘烤箱中烘烤20秒，所述烘烤箱温度设定为280摄氏度，烤箱的烘烤可以使胶水快速凝固，也可以在胶水凝固过程中使得胶水更加牢固，使得铜箔在后续加工和使用过程中不会脱落，出现断线的情况；

i.对电路板各个元器件安装位置利用台钻进行打孔，在各个元器件连接的位置，需要为其连接位置打孔，使得各个元器件的引脚可以连接到电路板上，而后可以利用锡焊将引脚焊在电路板上，从而固定各个元器件，在电路板的外围也需要开设固定连接孔，使得各个电路板可以安装到需要的电路上，

根据上述技术方案，所述在上述步骤e、f后，通过Fe3+溶液使清洗后的污水降低其重金属含量，并对铜等有用物质回收再利用，然后将处理后的污水排放至符合要求的位置，在酸液冲洗和清水冲洗后，污水中会含有铜等重金属，如果直接排放则会对环境造成严重污染，通过Fe3+溶液与污水进行化学反应，不仅可以减少污水对环境的污染，还可以将污水中的铜回收再利用，减低成本。

根据上述技术方案，所述在电路板表面密封上绝缘层与字符层，绝缘层可以将已经加工完成的电路板的导电线路与空气隔离，也可以使得电路板在使用过程中不会受到外界因素的影响而导致短路、断线等后果，使得在后续的使用过程中更加稳定，字符层可以在后续工作人员安装元器件时使其能够快速了解到各个元器件的位置关系，使得元器件的安装过程更加顺利，也能够节省更多时间，更加方便。

根据上述技术方案，所述将所需要的组件固定安装到电路板上，在上述步骤中一层印刷电路板的导电线路已经加工完成，后续可以将各个元器件根据字符层的显示，依次安装到电路板上，即可完成一层印刷电路板的制作。

根据上述技术方案，所述在电路板表面胶粘一层基材板，并将其放进烘烤箱中烘烤60秒，所述烘烤箱温度设定为280摄氏度，将制作完成的一层电路板表面在胶粘一块新的电路板，烤箱的烘烤可以使胶水快速凝固，也可以在胶水凝固过程中使得胶水更加牢固，使得基材板在后续加工和使用过程中不会脱落，随后重复上述所有步骤后，即可完成一个多层电路板的制作。

根据上述技术方案，所述根据下一层电路板的需求选择雕刻法或者酸洗法，其具体判断方法为：

1)该层电路板各个元器件最小间隔小于2mm使用雕刻法，反之使用酸洗法，各个元器件的最小间隔小于2mm后，如果使用酸洗法在，则可能由于间隙过小，而导致酸液无法进入缝隙，从而致使元器件间隔之间铜箔相连，在通电后造成两个元器件的短路，引发安全事故；

2)该层电路板导电线路最窄线路小于0.8mm使用雕刻法，反之使用酸洗法，导电线路最窄处小于0.8mm后，如果使用酸洗法在，则可能由于间隙过小，而导致酸液无法进入缝隙，从而致使元器件间隔之间铜箔相连，在通电后造成两个元器件的短路，引发安全事故；

3)该层电路板厚度小于3mm的使用酸洗法，反之使用雕刻法，当电路板总厚度小于3mm时，如果使用雕刻法，数控机床的刀具在加工过程中对电路板会有粘带的力，此时如果粘带的力过大，则可能导致刀具将电路板铣穿，造成电路板的报废，从而增加了生产成本；

4)该层电路板最小孔径小于0.5mm的使用雕刻法，反之使用酸洗法，如果电路板的最小孔径小于0.5mm，则在钻床上无法准确钻出需要的孔，也很难满足这个孔的精度要求，因此应当选择精度更高且能够自动钻孔的雕刻法；

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：可以根据电路板不同需求选择不同制作方法，本发明，

(1)雕刻法是通过CNC数控机床通让雕刻刀具快速旋转，并根据线路编制程序，旋转的刀具与电路板接触后会切除相应位置的材料，使得电路板各个导电线路符合使用需求，此方法的优点是加工精度较高，能够对尺寸要求较高的电路板进行加工；

(2)酸洗法是先将导电线路通过模具制作出来，在使用时将模具与电路板相连接，后利用酸液对线路板进行冲洗，在冲洗过程中酸液会融化并带走铜箔，而模具与电路板相接触的部分会被保留，因此大批量制作时酸洗法能够节省很多时间；

(3)在酸液冲洗和清水冲洗后，污水中会含有铜等重金属，如果直接排放则会对环境造成严重污染，通过Fe3+溶液与污水进行化学反应，不仅可以减少污水对环境的污染，还可以将污水中的铜回收再利用，减低成本；

(4)在多层印制电路板的制作中，可以根据各层电路板的需求不同，来选择不同类型的制作方法，可以提高产品质量，也可以提高生产效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的制作流程示意图；

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供技术方案：一种生产高密度双面和多层印制电路板的方法，包括雕刻法和酸洗法，其特征在于所述雕刻法和酸洗法可用于同一块印制电路板，雕刻法是通过CNC数控机床通让雕刻刀具快速旋转，并根据线路编制程序，旋转的刀具与电路板接触后会切除相应位置的材料，使得电路板各个导电线路符合使用需求，此方法的优点是加工精度较高，能够对尺寸要求较高的电路板进行加工，酸洗法是先将导电线路通过模具制作出来，在使用时将模具与电路板相连接，后利用酸液对线路板进行冲洗，在冲洗过程中酸液会融化并带走铜箔，而模具与电路板相接触的部分会被保留，因此大批量制作时酸洗法能够节省很多时间，在多层印制电路板的制作中，可以根据各层电路板的需求不同，来选择不同类型的制作方法，可以提高产品质量，也可以提高生产效率；

将铜箔层覆盖住整张基材板，铜箔覆盖住整个基材板后可以在后续的加工过程中保证导电线路不会出现断线的情况，有利于提高产品合格率；

雕刻法包括以下几个步骤：

a.将铜箔层和基材板通过胶水粘合，粘合后可以使得基材板与铜箔层成为一体；

b.将其放进烘烤箱中烘烤30秒，所述烘烤箱温度设定为280摄氏度，烤箱的烘烤可以使胶水快速凝固，也可以在胶水凝固过程中使得胶水更加牢固，使得铜箔在后续加工和使用过程中不会脱落，出现断线的情况；

c.取出电路板，并利用CNC机床对电路板雕刻，雕刻法是通过CNC数控机床通让雕刻刀具快速旋转，并根据线路编制程序，旋转的刀具与电路板接触后会切除相应位置的材料，使得电路板各个导电线路符合使用需求，此方法的优点是加工精度较高，能够对尺寸要求较高的电路板进行加工，能够满足各种形状的线路加工，但是同时因为采用的时刀具加工，所以加工完成的电路板最窄的导电线之间的距离不能小于最小刀具直径；

酸洗法包括以下几个步骤：

d.将导电线路层与电路板螺丝连接，导电线路层是根据所需要的导电线路制作而成的模具层，将导电线路层与电路板连接后模具会与线路板紧密贴合，使得铜箔与电路板贴合，在后续的加工过程中与模具接触的部分不会受到影响；

e.将浓度为20％-45％的三氯化铁水溶液冲洗电路板，时间为30分钟，在导电线路板与电路板连接完成后，可以使用三氯化铁水溶液对电路板进行冲洗，在冲洗过程中，三氯化铁水溶液会将电路板上多余的铜箔溶解并冲走，使得电路板上只留下与模具相同纹路的铜箔，这些铜箔在之后的工作中即可为各个元器件导电，起到导电线路的作用；

f.用清水对电路板进行冲洗，时间为2分钟，在三氯化铁水溶液溶解冲洗结束后，使用清水对电路板进行冲洗，可以将残留的三氯化铁水溶液冲落并回收，这样可以防止残留的三氯化铁水溶液在之后的工作过程中对导电线路的腐蚀，造成不必要的损失；

g.将酸洗后的铜箔层与基材板通过胶水粘合，此时可以将铜箔与电路板粘合为一个整体，使得在之后的加工和使用过程中不会脱落而影响使用；

h.将其放进烘烤箱中烘烤20秒，所述烘烤箱温度设定为280摄氏度，烤箱的烘烤可以使胶水快速凝固，也可以在胶水凝固过程中使得胶水更加牢固，使得铜箔在后续加工和使用过程中不会脱落，出现断线的情况；

i.对电路板各个元器件安装位置利用台钻进行打孔，在各个元器件连接的位置，需要为其连接位置打孔，使得各个元器件的引脚可以连接到电路板上，而后可以利用锡焊将引脚焊在电路板上，从而固定各个元器件，在电路板的外围也需要开设固定连接孔，使得各个电路板可以安装到需要的电路上；

在上述步骤e、f后，通过Fe3+溶液使清洗后的污水降低其重金属含量，并对铜等有用物质回收再利用，然后将处理后的污水排放至符合要求的位置，在酸液冲洗和清水冲洗后，污水中会含有铜等重金属，如果直接排放则会对环境造成严重污染，通过Fe3+溶液与污水进行化学反应，不仅可以减少污水对环境的污染，还可以将污水中的铜回收再利用，减低成本；

在电路板表面密封上绝缘层与字符层，绝缘层可以将已经加工完成的电路板的导电线路与空气隔离，也可以使得电路板在使用过程中不会受到外界因素的影响而导致短路、断线等后果，使得在后续的使用过程中更加稳定，字符层可以在后续工作人员安装元器件时使其能够快速了解到各个元器件的位置关系，使得元器件的安装过程更加顺利，也能够节省更多时间，更加方便；

将所需要的组件固定安装到电路板上，在上述步骤中一层印刷电路板的导电线路已经加工完成，后续可以将各个元器件根据字符层的显示，依次安装到电路板上，即可完成一层印刷电路板的制作；

在电路板表面胶粘一层基材板，并将其放进烘烤箱中烘烤60秒，所述烘烤箱温度设定为280摄氏度，将制作完成的一层电路板表面在胶粘一块新的电路板，烤箱的烘烤可以使胶水快速凝固，也可以在胶水凝固过程中使得胶水更加牢固，使得基材板在后续加工和使用过程中不会脱落，随后重复上述所有步骤后，即可完成一个多层电路板的制作；

根据下一层电路板的需求选择雕刻法或者酸洗法，其具体判断方法为：

1)该层电路板各个元器件最小间隔小于2mm使用雕刻法，反之使用酸洗法，各个元器件的最小间隔小于2mm后，如果使用酸洗法在，则可能由于间隙过小，而导致酸液无法进入缝隙，从而致使元器件间隔之间铜箔相连，在通电后造成两个元器件的短路，引发安全事故；

2)该层电路板导电线路最窄线路小于0.8mm使用雕刻法，反之使用酸洗法，导电线路最窄处小于0.8mm后，如果使用酸洗法在，则可能由于间隙过小，而导致酸液无法进入缝隙，从而致使元器件间隔之间铜箔相连，在通电后造成两个元器件的短路，引发安全事故

3)该层电路板厚度小于3mm的使用酸洗法，反之使用雕刻法，当电路板总厚度小于3mm时，如果使用雕刻法，数控机床的刀具在加工过程中对电路板会有粘带的力，此时如果粘带的力过大，则可能导致刀具将电路板铣穿，造成电路板的报废，从而增加了生产成本；

4)该层电路板最小孔径小于0.5mm的使用雕刻法，反之使用酸洗法，如果电路板的最小孔径小于0.5mm，则在钻床上无法准确钻出需要的孔，也很难满足这个孔的精度要求，因此应当选择精度更高且能够自动钻孔的雕刻法。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种生产高密度双面和多层印制电路板的方法，包括雕刻法和酸洗法，其特征在于所述雕刻法和酸洗法可用于同一块印制电路板。

2.根据权利要求1的一种生产高密度双面和多层印制电路板的方法，其特征在于：将铜箔层覆盖住整张基材板。

3.根据权利要求2的一种生产高密度双面和多层印制电路板的方法，其特征在于：雕刻法包括以下几个步骤：

a.将铜箔层和基材板通过胶水粘合；

b.将其放进烘烤箱中烘烤30秒，所述烘烤箱温度设定为280摄氏度；

c.取出电路板，并利用CNC机床对电路板雕刻。

4.根据权利要求2的一种生产高密度双面和多层印制电路板的方法，其特征在于：酸洗法包括以下几个步骤：

d.将导电线路层与电路板螺丝连接；

e.将浓度为20％-45％的三氯化铁水溶液冲洗电路板，时间为30分钟；

f.用清水对电路板进行冲洗，时间为2分钟；

g.将酸洗后的铜箔层与基材板通过胶水粘合；

h.将其放进烘烤箱中烘烤20秒，所述烘烤箱温度设定为280摄氏度；

i.对电路板各个元器件安装位置利用台钻进行打孔。

5.根据权利要求4的一种生产高密度双面和多层印制电路板的方法，其特征在于：在上述步骤e、f后，通过Fe3+溶液使清洗后的污水降低其重金属含量，并对铜等有用物质回收再利用，然后将处理后的污水排放至符合要求的位置。

6.根据权利要求3-4的一种生产高密度双面和多层印制电路板的方法，其特征在于：在电路板表面密封上绝缘层与字符层。

7.根据权利要求6的一种生产高密度双面和多层印制电路板的方法，其特征在于：将所需要的组件固定安装到电路板上。

8.根据权利要求7的一种生产高密度双面和多层印制电路板的方法，其特征在于：在电路板表面胶粘一层基材板，并将其放进烘烤箱中烘烤60秒，所述烘烤箱温度设定为280摄氏度。

9.根据权利要求8的一种生产高密度双面和多层印制电路板的方法，其特征在于：根据下一层电路板的需求选择雕刻法或者酸洗法，其具体判断方法为：

1)该层电路板各个元器件最小间隔小于2mm使用雕刻法，反之使用酸洗法；

2)该层电路板导电线路最窄线路小于0.8mm使用雕刻法，反之使用酸洗法；

3)该层电路板厚度小于3mm的使用酸洗法，反之使用雕刻法；

4)该层电路板最小孔径小于0.5mm的使用雕刻法，反之使用酸洗法。

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