CN113194619B - 一种印刷电路板的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及印刷电路板技术领域，具体涉及一种印刷电路板的生产工艺，包括如下步骤：(1)预处理；(2)上局部保护层；(3)激光整形；(4)对电路板整体进行蚀刻处理。本发明针对性地对电路板的线路区域进行保护材料的复合并直接进行固化，因此可以取代传统的曝光工艺，省去显影剂清洗的步骤而直接进行蚀刻处理，可以有效缩减工艺流程，显著地提升生产效率，此外感光材料局部应用可以节省感光材料的使用，相对整版上感光材料可以降低至少50％的耗材，从而降低生产成本；而且为了避免局部保护层的边缘不齐整或者出现毛边等现象，本发明还采用激光对边缘进行整形修边，有助于形成规整的线路，提高生产质量。

Description

一种印刷电路板的生产工艺
技术领域
本发明涉及印刷电路板技术领域，具体涉及一种印刷电路板的生产工艺。
背景技术
印制电路板(PCB)制造工艺中，最关键的制程之一就是将底片图像转移到基材上。先在基板上涂覆一层感光材料(如液态感光胶、光敏抗蚀干膜等)，然后对涂覆在基材上的感光材料进行光辐射，使其溶解性发生变化。未感光部分的树脂没有聚合，在显影液作用下溶解，感光部分的感光材料发生聚合反应固化在基材上形成图像，这一工艺过程即是曝光，也就是印制电路板生产中由曝光机完成的工序。
现有的传统曝光机或直接成像设备，都需要PCB经前处理对铜表面粗化后进行整板面的涂覆保护层或感光材料并预烘干，待冷却至常温环境下再搬运至曝光机完成影像转移，影像转移完成后需静置一段时间再经显影冲洗出去完成线路成形，从上感光材料开始至显影前工艺都要在黄光无尘车间生产，需要建设黄光无尘车间以及过程空调、滤网等成本的投入；另外整个PCB板面上保护层或感光材料也是极大消耗保护层或感光材料，材料成本极高，影像转移也需要底片成本的投入以及因使用底片带来的尺寸涨缩；生产工艺长及频繁中转，生产周期长且影像良率。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种工序简化、生产效率高的印刷电路板的生产工艺。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种印刷电路板的生产工艺，包括如下步骤：
(1)对电路板表面进行预处理；
(2)对电路板线路区域和需要保护的区域进行保护材料的复合，然后进行UV固化，形成局部保护层；
(3)采用激光对局部保护层的边缘进行整形；
(4)对电路板整体进行蚀刻处理，然后去除局部保护层，即得到印刷电路板。
本发明针对性地对电路板的线路区域进行保护材料的复合并直接进行固化，因此可以取代传统的曝光工艺，省去显影剂清洗的步骤而直接进行蚀刻处理，可以有效缩减工艺流程，显著地提升生产效率以及降低生产成本，而且为了避免局部保护层的边缘不齐整或者出现毛边等现象，本发明还采用激光对边缘进行整形修边，有助于形成规整的线路，提高生产质量。
其中，所述预处理包括清洁处理以及铜氧化处理。通过铜氧化处理可以增加铜箔的粗糙程度，更有利于感光材料的附着。
其中，所述保护材料可以但不限于为UV固化油墨，还可以为热固化油墨、光热固化油墨和干膜等。UV固化油墨可以采用紫外线进行固化，具有固化速度快的特点，因此可以精准涂布到线路位置并形成固化保护涂层，从而不需要整体涂覆后再用掩模板进行曝光固化，也省略了显影剂清洗的步骤。
其中，所述步骤(2)在印刷固化一体机内进行，有助于油墨印刷和固化的快速衔接，从而提高局部保护层的位置精确性以及提高生产效率。
其中，所述步骤(1)中的电路板为环氧树脂覆铜板，所述环氧树脂覆铜板包括绝缘层和复合于绝缘层表面的铜箔层，所述绝缘层包括若干层叠的环氧树脂玻纤层，所述环氧树脂玻纤层通过将玻璃纤维布浸渍于环氧树脂胶液后进行固化处理而制得，所述环氧树脂胶液包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0003013548430000021
Figure BDA0003013548430000031
所述导热改性聚酮通过如下方法制得：取100重量份的聚酮、60-70重量份的导热填料以及0.5-1重量份的润滑剂送入双螺杆挤出机中，进行熔融挤出造粒，即得到所述导热改性聚酮。
作为承载电子元器件的基板材料，电路板基材需要有优良的导热性能，以便于提高散热性能，而对于本发明电路板生产工艺中激光使用频繁，导热性不佳的电路板容易产生烧焦的现象，对于导热性的需求更是不言而喻。虽然采用金属基或陶瓷基的覆铜板可以很好地解决导热性问题，但是也存在成本过高的问题，因此本发明针对传统的环氧树脂覆铜板进行改造。传统的环氧树脂覆铜板提高导热性的基本操作是在胶液中直接添加导热填料，但是添加量低，导热性提高不明显，添加量高，导热填料在胶液中容易沉降，对浸渍效果有较大的影响，批次质量稳定性也难以控制。
本发明通过采用导热填料与聚酮进行物理共混而制得导热改性聚酮，由于填充量大，因此形成的导热通路数量多且稳定，而聚酮具有优良的力学性能、低比重以及耐溶剂等优点，在环氧树脂胶液中仅会发生溶胀，而不会发生溶解，因此保持导热改性聚酮的结构性，并且通过增加萜烯树脂增粘的环氧树脂胶液也具有较大的密度，导热改性聚酮在环氧树脂胶液中具有较好的悬浮稳定性，因此导热改性聚酮在浸渍形成的环氧树脂层中具有良好的分布均匀性，从而避免大量导热填料直接加入而导致出现不相容的问题。本发明的环氧树脂玻纤层具有优良的力学强度、导热性以及绝缘性能表现，可以满足本发明生产工艺的使用需求。
其中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
其中，所述聚酮为POKM330A。
其中，所述导热填料为氧化铝、氮化铝和碳化硅中的至少一种。优选地，所述导热填料由氮化铝和氧化铝按重量比1:3的比例组成，氮化铝导热系数高，但成本高，氧化铝成本低但导热系数不如氮化铝，二者组合使用可以有效综合成本和导热性能的需求。
其中，所述无机填料为氧化铝、氢氧化铝、氢氧化镁、氮化铝和碳化硅中的至少一种。无机填料由于是直接添加到胶液中的，因此主要作用是增强环氧树脂的强度，但为了进一步提高导热性能，所述无机填料优选为氮化铝。
其中，所述固化剂为2-甲基-4-乙基咪唑，所述有机溶剂为丙酮。
本发明的有益效果在于：本发明针对性地对电路板的线路区域进行保护材料的复合并直接进行固化，因此可以取代传统的曝光工艺，省去显影剂清洗的步骤而直接进行蚀刻处理，可以有效缩减工艺流程，显著地提升生产效率，此外感光材料局部应用可以节省感光材料的使用，相对整版上感光材料可以降低至少50％的耗材，从而降低生产成本；而且为了避免局部保护层的边缘不齐整或者出现毛边等现象，本发明还采用激光对边缘进行整形修边，有助于形成规整的线路，提高生产质量。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是现有技术的工艺流程图；
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1-2对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种印刷电路板的生产工艺，包括如下步骤：
(1)对电路板表面进行预处理；
(2)对电路板线路区域和需要保护的区域进行保护材料的复合，然后进行UV固化，形成局部保护层；
(3)采用激光对局部保护层的边缘进行整形；
(4)对电路板整体进行蚀刻处理，然后去除局部保护层，即得到印刷电路板。
如图1所示，本发明针对性地对电路板的线路区域进行保护材料的复合并直接进行固化，因此可以取代传统的曝光工艺，省去显影剂清洗的步骤而直接进行蚀刻处理，可以有效缩减工艺流程(现有工艺如图2所示)，显著地提升生产效率以及降低生产成本，而且为了避免局部保护层的边缘不齐整或者出现毛边等现象，本发明还采用激光对边缘进行整形修边，有助于形成规整的线路，提高生产质量。
其中，所述预处理包括清洁处理以及铜氧化处理。通过铜氧化处理可以增加铜箔的粗糙程度，更有利于感光材料的附着。
其中，所述保护材料为固化油墨。
其中，所述步骤(2)在印刷固化一体机内进行。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：
所述步骤(1)中的电路板为环氧树脂覆铜板，所述环氧树脂覆铜板包括绝缘层和复合于绝缘层表面的铜箔层，所述绝缘层包括若干层叠的环氧树脂玻纤层，所述环氧树脂玻纤层通过将玻璃纤维布浸渍于环氧树脂胶液后进行固化处理而制得，所述环氧树脂胶液包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0003013548430000051
Figure BDA0003013548430000061
所述导热改性聚酮通过如下方法制得：取100重量份的聚酮、63重量份的导热填料以及0.7重量份的润滑剂送入双螺杆挤出机中，进行熔融挤出造粒，即得到所述导热改性聚酮。
其中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
其中，所述聚酮为POKM330A。
其中，所述导热填料由氮化铝和氧化铝按重量比1:3的比例组成。
其中，所述无机填料为氮化铝。
其中，所述固化剂为2-甲基-4-乙基咪唑，所述有机溶剂为丙酮。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：
所述步骤(1)中的电路板为环氧树脂覆铜板，所述环氧树脂覆铜板包括绝缘层和复合于绝缘层表面的铜箔层，所述绝缘层包括若干层叠的环氧树脂玻纤层，所述环氧树脂玻纤层通过将玻璃纤维布浸渍于环氧树脂胶液后进行固化处理而制得，所述环氧树脂胶液包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0003013548430000062
所述导热改性聚酮通过如下方法制得：取100重量份的聚酮、70重量份的导热填料以及1重量份的润滑剂送入双螺杆挤出机中，进行熔融挤出造粒，即得到所述导热改性聚酮。
其中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
其中，所述聚酮为POKM330A。
其中，所述导热填料为氧化铝。
其中，所述无机填料为氧化铝。
其中，所述固化剂为2-甲基-4-乙基咪唑，所述有机溶剂为丙酮。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：
所述步骤(1)中的电路板为环氧树脂覆铜板，所述环氧树脂覆铜板包括绝缘层和复合于绝缘层表面的铜箔层，所述绝缘层包括若干层叠的环氧树脂玻纤层，所述环氧树脂玻纤层通过将玻璃纤维布浸渍于环氧树脂胶液后进行固化处理而制得，所述环氧树脂胶液包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0003013548430000071
所述导热改性聚酮通过如下方法制得：取100重量份的聚酮、60重量份的导热填料以及0.5重量份的润滑剂送入双螺杆挤出机中，进行熔融挤出造粒，即得到所述导热改性聚酮。
其中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
其中，所述聚酮为POKM330A。
其中，所述导热填料为碳化硅。
其中，所述无机填料为碳化硅。
其中，所述固化剂为2-甲基-4-乙基咪唑，所述有机溶剂为丙酮。
对比例1
本对比例与实施例2的区别在于：
所述步骤(1)中的电路板为环氧树脂覆铜板，所述环氧树脂覆铜板包括绝缘层和复合于绝缘层表面的铜箔层，所述绝缘层包括若干层叠的环氧树脂玻纤层，所述环氧树脂玻纤层通过将玻璃纤维布浸渍于环氧树脂胶液后进行固化处理而制得，所述环氧树脂胶液包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0003013548430000081
其中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
其中，所述聚酮为POKM330A。
其中，所述导热填料由氮化铝和氧化铝按重量比1:3的比例组成。
其中，所述固化剂为2-甲基-4-乙基咪唑，所述有机溶剂为丙酮。
对比例2
本对比例与实施例2的区别在于：
所述步骤(1)中的电路板为环氧树脂覆铜板，所述环氧树脂覆铜板包括绝缘层和复合于绝缘层表面的铜箔层，所述绝缘层包括若干层叠的环氧树脂玻纤层，所述环氧树脂玻纤层通过将玻璃纤维布浸渍于环氧树脂胶液后进行固化处理而制得，所述环氧树脂胶液包括如下重量份数的原料：
Figure BDA0003013548430000082
Figure BDA0003013548430000091
所述导热改性聚酮通过如下方法制得：取100重量份的聚酮、63重量份的导热填料以及0.7重量份的润滑剂送入双螺杆挤出机中，进行熔融挤出造粒，即得到所述导热改性聚酮。
其中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
其中，所述聚酮为POKM330A。
其中，所述导热填料由氮化铝和氧化铝按重量比1:3的比例组成。
其中，所述无机填料为氮化铝。
其中，所述固化剂为2-甲基-4-乙基咪唑，所述有机溶剂为丙酮。
将实施例2、对比例1和对比例2制成的环氧树脂玻纤层进行8层材料层的叠合，并在上下表面覆一层电解铜，进行热压(180℃、30kgf/cm3)，制得厚度为100μm的环氧树脂覆铜板，实施例2、对比例1和对比例2的环氧树脂覆铜板性能如下：
实施例2 对比例1 对比例2
剥离强度(N/mm) 1.88 1.53 1.65
288℃耐浸焊(S) 120 80 110
导热系数(W/m*k) 1.11 0.73 0.95
由上述指标可知，导热填料的直接加入(对比例1)会导致环氧树脂覆铜板各项性能的明显下降，这是由于填料团聚沉降而造成的，在环氧树脂内容易出现相分离而导致性能下降，而本实施例2通过聚酮包覆改性可以有效避免该问题，并且在环氧树脂内形成导热通路，显著提升了导热率；而对比例2证明了萜烯树脂作为增粘剂同样对环氧树脂覆铜板作出了不可或缺的性能贡献，有利于提高导热改性聚酮的悬浮稳定性以及分散均匀性，从而提高环氧树脂覆铜板的整体性能。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种印刷电路板的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
（1）对电路板表面进行预处理；
（2）对电路板线路区域和需要保护的区域进行保护材料的复合，然后进行固化，形成局部保护层；
（3）采用激光对局部保护层的边缘进行整形；
（4）对电路板整体进行蚀刻处理，然后去除局部保护层，即得到印刷电路板；
所述步骤（1）中的电路板为环氧树脂覆铜板，所述环氧树脂覆铜板包括绝缘层和复合于绝缘层表面的铜箔层，所述绝缘层包括若干层叠的环氧树脂玻纤层，所述环氧树脂玻纤层通过将玻璃纤维布浸渍于环氧树脂胶液后进行固化处理而制得，所述环氧树脂胶液包括如下重量份数的原料：
环氧树脂 40-60份
导热改性聚酮 30-40份
无机填料 10-20份
萜烯树脂 8-15份
固化剂 0.5-1.5份
有机溶剂 100份；
所述导热改性聚酮通过如下方法制得：取100重量份的聚酮、60-70重量份的导热填料以及0.5-1重量份的润滑剂送入双螺杆挤出机中，进行熔融挤出造粒，即得到所述导热改性聚酮；
所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂；
所述聚酮为POKM330A；
所述导热填料为氧化铝、氮化铝和碳化硅中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种印刷电路板的生产工艺，其特征在于：所述预处理包括清洁处理以及铜氧化处理。
3.根据权利要求1所述的一种印刷电路板的生产工艺，其特征在于：所述保护材料为固化油墨。
4.根据权利要求3所述的一种印刷电路板的生产工艺，其特征在于：所述步骤（2）在印刷固化一体机内进行。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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