CN114025517B - 一种lcp多层电路板平坦化层压方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LCP多层电路板平坦化层压方法及装置，层压方法包括以下步骤：S1、将压头与层压平台上下对应设置，层压平台上设置有多个真空吸附孔，层压平台上端面上铺设有第一多孔铝箔；S2、多层LCP基板的下端面放置于第一多孔铝箔上，在多层LCP基板的上端面上铺设有第二多孔铝箔，聚酰亚胺膜包覆于多层LCP基板、第一多孔铝箔及第二多孔铝箔所组成的整体结构外；S3、通过抽真空装置降低真空吸附孔内的气压，使多层LCP基板密封于一密闭空间内；S4、压头内设有加热装置，压头下压接触在第二多孔铝箔上的聚酰亚胺膜上，压头开始加压加热使多层LCP基板发生键合，完成层压。
Description
技术领域
本发明涉及电子封装技术领域，具体地，涉及一种LCP多层电路板平坦化层压方法及装置。
背景技术
在当今电子信息时代，柔性电路板在三大便携电子产品和卫星传输与通信制品等领域有着广泛的应用。近年来，随着电子产业的飞速发展，电子设备逐渐趋于小型化、薄型化和高功能化，在通信、工业自动化、航空航天等高技术领域对电子设备中封装基板的要求也越来越高。现在电子信息产品特别是微波器件的高速发展，高密度化、数字化、高频化和在特殊环境中应用等要求已经向一般的高频板及其制造工艺提出了巨大的挑战。
液晶聚合物(LCP)由于具有突出的介电性能、良好的尺寸稳定性、优良的低吸湿性和电绝缘性，不仅在毫米波等较高的频段得到应用，在微波等频段也具有较好的应用价值。在微波频段，为了减小损耗，通常微带线的宽度不宜太窄，但如果LCP基板很薄，50Ω微带线的宽度就很小，这样不仅损耗大，而且互连及安装测试接头时都有很多困难。因此，需将多层较薄的基板层压出较厚的基板。另一方面，基于器件的高密度、小型化的发展需求，以及电路板的环境保护需求，需将LCP多层电路板进行键合封装。
多层LCP基板通过高温高压进行层压时，易出现边缘挤出或基板褶皱等状态，进而影响产品质量甚至导致产品报废，因此，亟需解决LCP基板层压过程中的平坦化问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种LCP多层电路板平坦化层压方法及装置。
本发明第一方面提供了一种LCP多层电路板平坦化层压方法，包括以下步骤：
S1、将压头与层压平台上下对应设置，所述层压平台上设置有多个真空吸附孔，所述层压平台上端面上铺设有第一多孔铝箔，所述第一多孔铝箔覆盖于至少一个所述真空吸附孔上；
S2、多层LCP基板的下端面放置于所述层压平台上的所述第一多孔铝箔上，在所述多层LCP基板的上端面上铺设有第二多孔铝箔，聚酰亚胺膜包覆于所述多层LCP基板、所述第一多孔铝箔及所述第二多孔铝箔所组成的整体结构外；
S3、通过抽真空装置降低所述真空吸附孔内的气压，使所述多层LCP基板密封于一密闭空间内；
S4、所述压头内设有加热装置，所述压头下压接触在所述第二多孔铝箔上的所述聚酰亚胺膜上，所述压头开始加压加热使所述多层LCP基板发生键合，完成层压。
在本发明的一实施方式中，步骤S2中，所述多层LCP基板完成定位锁合后，再放置于所述层压平台上的所述第一多孔铝箔上。
在本发明的一实施方式中，所述多层LCP基板完成定位后通过铆钉进行锁合。
在本发明的一实施方式中，所述聚酰亚胺膜在所述层压平台上的正投影的尺寸大于等于所述第一多孔铝箔的尺寸，所述第一多孔铝箔的尺寸大于所述多层LCP基板下端面的尺寸，所述第二多孔铝箔的形状尺寸与所述多层LCP基板上端面的形状尺寸相适配。
在本发明的一实施方式中，所述加热装置为均匀设置于所述压头内的多个热电偶。
在本发明的一实施方式中，所述压头和所述层压平台均设于真空腔室内。
在本发明的一实施方式中，步骤S4中，所述压头施加的压力为200～300psi。
在本发明的一实施方式中，所述多层LCP基板中，两两相邻的LCP基板之间设置有连接层，两两相邻的LCP基板之间通过所述连接层键合连接时，所述压头下压接触在所述第二多孔铝箔外的所述聚酰亚胺膜上，当压头的温度为220～260℃时，保温保压0.5～1h，完成层压。
在本发明的一实施方式中，所述多层LCP基板中，两两相邻的LCP基板之间未设置连接层，两两相邻的LCP基板之间键合连接时，所述压头下压接触在所述第二多孔铝箔上的所述聚酰亚胺膜上，当压头的温度为270～300℃时，保温保压0.5～1h，完成层压。
本发明第二发明提供了一种LCP多层电路板平坦化层压装置，包括压头和层压平台，所述压头和所述层压平台上下对应设置，所述层压平台上设有多个真空吸附孔，抽真空装置通过抽气管与所述真空吸附孔连通；所述层压平台上铺设有第一多孔铝箔，所述第一多孔铝箔覆盖于至少一个所述真空吸附孔上，所述层压平台上方还设有聚酰亚胺膜，所述聚酰亚胺膜与所述第一多孔铝箔之间形成有一密封容置腔；
所述压头内设有加压装置；
多层LCP基板设于所述容置腔内，其中，所述多层LCP基板的下端面放置于所述第一多孔铝箔上，所述多层LCP基板的上端面上设有第二多孔铝箔，且所述第二多孔铝箔与所述聚酰亚胺膜之间贴紧接触。
在本发明的一实施方式中，还包括真空腔室，所述压头和所述层压平台均设于所述真空腔室内。
与现有技术相比，本发明的实施例具有如下的有益效果：
1、本发明实施例提供的LCP多层电路板平坦化层压方法，可有效提升多层LCP基板层压后的平整度。
2、本发明实施例提供的LCP多层电路板平坦化层压方法，基于LCP基板多层堆叠层压，具有便于装配、损耗低、气密性好等优点，多层LCP基板既可实现电性能又可进行电气保护。
3、本发明实施例提供的LCP多层电路板平坦化层压方法，方法简单易操作，可提升LCP基板可堆叠层数及性能。
4、本发明实施例提供的LCP多层电路板平坦化层压装置中的层压平台，可兼容印刷、溅射等多种工艺制备的基板尺寸，根据不同LCP基板尺寸只需对聚酰亚胺膜、第一多孔铝箔和第二多孔铝箔的尺寸进行调整，无需对整个层压平台进行更换或尺寸进行调整。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例提供的一种LCP多层电路板平坦化层压方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种LCP多层电路板平坦化层压方法的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的第一多孔铝箔的结构示意图；
各标记与部件名称对应关系如下：
真空腔室101、层压平台102、真空吸附孔103、第一多孔铝箔201、微孔洞2011、第二多孔铝箔202；LCP基板301、连接层302、聚酰亚胺膜401、压头501。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例
参照图1所示，本实施例提供一种LCP多层电路板平坦化层压方法，包括以下步骤：
S1、将压头501与层压平台102上下对应设置，所述层压平台102上设置有多个真空吸附孔103，所述层压平台102上端面上铺设有第一多孔铝箔201，所述第一多孔铝箔201覆盖于至少一个所述真空吸附孔103上；
S2、将根据电路布局已定位堆叠好的多层LCP基板的下端面放置于所述层压平台102上的所述第一多孔铝箔201上，在所述多层LCP基板的上端面上铺设设有第二多孔铝箔202，聚酰亚胺膜401包覆于所述多层LCP基板、所述第一多孔铝箔201及所述第二多孔铝箔202所组成的整体结构外；
S3、通过抽真空装置降低所述真空吸附孔103内的气压，使所述多层LCP基板密封于一密闭空间内，即，多层LCP基板密封于聚酰亚胺膜401、所述第一多孔铝箔201、第二多孔铝箔202之间形成的空间内；
S4、所述压头501内设有加热装置，所述压头501下压接触在所述第二多孔铝箔202外的所述聚酰亚胺膜401上，所述压头501开始加压加热使所述多层基板发生键合，完成层压，完成层压。
具体地说，步骤S2中，所述多层LCP基板中的多层LCP基板之间完成定位锁合后，再放置于所述层压平台102上的所述第一多孔铝箔201上。其中，所述多层LCP基板完成定位后通过铆钉进行锁合。需要注意地是，本实施例中的多层LCP基板的完成定位后的锁合并不局限于上述选择。通过将定位锁合后的多层LCP基板进行转移放置，能够避免转移过程中LCP基板的偏移。
具体地说，本实施例中的聚酰亚胺膜401在层压平台102上的正投影的尺寸大于等于第一多孔铝箔201的尺寸，第一多孔铝箔201位于所述聚酰亚胺膜401和所述层压平台102之间的区域内，所述第一多孔铝箔201的尺寸大于所述多层LCP基板下端面的尺寸，以保证聚酰亚胺膜401与第一多孔铝箔201一起对多层LCP基板形成密闭包覆。
具体地说，本实施例中的所述第二多孔铝箔202的形状尺寸与所述多层LCP基板上端面的形状尺寸相适配。
具体地说，本实施例中的所述加热装置为均匀设置于所述压头501内的多个热电偶，这里的加热装置为多个热电偶仅为举例，使用时，只要保证能够让压头501内的热量均匀分布即可，也可通过灌入热油的方式进行加热，这里本发明不对压头501内的加热装置进行限定。
另外，所述压头501内还设置有温度传感器以控制所述压头501的加热温度。
另外，本实施例中的所述压头501和所述层压平台102均设于真空腔室101内，一方面能够保证层压过程中有效的去除层间的气泡，另外一方面能够防止LCP基板上铜层等的氧化。
步骤S4中，所述多层LCP基板中，两两相邻的LCP基板301之间未设置连接层302，两两相邻的LCP基板301之间键合连接时，所述压头501下压接触在所述第二多孔铝箔202上的所述聚酰亚胺膜401上，当压头501的温度为270～300℃，压头501施加的压力为200～300psi时，保温保压0.5～1h，完成层压。
步骤S4中，所述多层LCP基板中，两两相邻的LCP基板301之间设置有连接层302，两两相邻的LCP基板301之间通过所述连接层302键合连接时，所述压头501下压接触在所述第二多孔铝箔202外的所述聚酰亚胺膜401上，当压头501的温度为220～260℃，压头501施加的压力为200～300psi时，保温保压0.5～1h，完成层压。
另外，本实施例中的层压平台102内也设有加热装置，加热装置可以为多个热电偶，可以设置相邻的两个真空吸附孔103之间设置热电偶，这里的加热装置为多个热电偶仅为举例，使用时，只要保证能够让压头501内的热量均匀分布即可，也可通过灌入热油的方式进行加热，这里本发明不对压头501内的加热装置进行限定。
其中，本实施例中的第一多孔铝箔201和第二多孔铝箔202均由多孔阳极氧化工艺制备而得，参照图3所示，本实施例中的第一多孔铝箔201和第二多孔铝箔202上均包括高密集微孔洞2011，孔洞尺寸为微米级，本领域技术人员可以根据实际层压工艺进行合理设置。
第一多孔铝箔201上分布有高密集微孔洞2011，第一多孔铝箔201铺展在层压平台102上，层压时能够将连续层熔融键合时释放的多余气体及时抽出，来避免LCP基板层间出现孔洞和气泡，另一方面有覆型的作用，起到降低型变的作用。
多层LCP基板可以通过连接层302键合连接，也可以通过LCP基板直接层压键合。参照图1，本实施例中，对三层LCP基板进行定位层压键合。这里仅为举例，本发明不对LCP基板的层数进行限定。
对应上述LCP多层电路板高精密定位层压方法，本实施例还提供了一种LCP多层电路板高精密定位层压装置，参照图2所示，包括设于真空腔室101内的压头501和层压平台102，所述压头501和所述层压平台102上下对应设置，所述层压平台102上设有多个真空吸附孔103，抽真空装置通过抽气管与所述真空吸附孔103连通；所述层压平台102上铺设有第一多孔铝箔201，所述第一多孔铝箔201覆盖于至少一个所述真空吸附孔103上，所述层压平台102上方还设有聚酰亚胺膜401，所述聚酰亚胺膜401与所述第一多孔铝箔201之间形成有一密封容置腔；所述压头501内设有加压装置；多层LCP基板设于所述容置腔内，其中，所述多层LCP基板的下端面放置于所述第一多孔铝箔201上，所述多层LCP基板的上端面上设有第二多孔铝箔202，且所述第二多孔铝箔202与所述聚酰亚胺膜401之间贴紧接触。
另外，本实施例一种LCP多层电路板高精密定位层压装置中，层压平台102内也设有加热装置，通过在层压平台102内设置加热装置，进一步提高层压效率与效果；其中，层压平台102内的加压装置与压头501内的加热装置既可以相同可以不同，使用时，只要能保证让压头501和层压平台102内的热量分布均匀即可，此外，加热装置可以为多个热电偶，可以设置相邻的两个真空吸附孔103之间设置热电偶，这里的加热装置为多个热电偶仅为举例，使用时，只要保证能够让压头501内的热量均匀分布即可，也可通过灌入热油的方式进行加热，这里本发明不对层压平台102和压头501内的加热装置进行限定。
本发明实施例提供的LCP多层电路板高精密定位层压方法，基于LCP基板多层堆叠层压，具有便于装配、损耗低、气密性好等优点，多层LCP基板既可实现电性能又可进行电气保护，本发明实施例提供的层压平坦化方法简单易操作，可提升LCP基板可堆叠层数及性能，另外，本实施例中的层压平台102尺寸能够兼容印刷、溅射等多种工艺制备的LCP基板尺寸，适应不同制板平台，具体地说，本实施例中在层压平台102上放置不同尺寸LCP基板时，只需要根据LCP基板的尺寸对聚酰亚胺膜401、第一多孔铝箔201和第二多孔铝箔202的尺寸进行调整，无需对整个层压平台102尺寸进行调整，而现有技术多层LCP基板进行层压时，多层LCP基板的尺寸分别对应有不同的层压平台102，因为现有层压工艺中，多层LCP基板通常与层压平台102之间通过一些定位机构和/锁定机构进行固定。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (11)
1.一种LCP多层电路板平坦化层压方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将压头与层压平台上下对应设置，所述层压平台上设置有多个真空吸附孔，所述层压平台上端面上铺设有第一多孔铝箔，所述第一多孔铝箔覆盖于至少一个所述真空吸附孔上；
S2、多层LCP基板的下端面放置于所述层压平台上的所述第一多孔铝箔上，在所述多层LCP基板的上端面上铺设有第二多孔铝箔，聚酰亚胺膜包覆于所述多层LCP基板、所述第一多孔铝箔及所述第二多孔铝箔所组成的整体结构外；
S3、通过抽真空装置降低所述真空吸附孔内的气压，使所述多层LCP基板密封于一密闭空间内；
S4、所述压头内设有加热装置，所述压头下压接触在所述第二多孔铝箔上的所述聚酰亚胺膜上，所述压头开始加压加热使所述多层LCP基板发生键合，完成层压。
2.根据权利要求1所述的LCP多层电路板平坦化层压方法，其特征在于，步骤S2中，所述多层LCP基板完成定位锁合后，再放置于所述层压平台上的所述第一多孔铝箔上。
3.根据权利要求2所述的LCP多层电路板平坦化层压方法，其特征在于，所述多层LCP基板完成定位后通过铆钉进行锁合。
4.根据权利要求1所述的LCP多层电路板平坦化层压方法，其特征在于，所述聚酰亚胺膜在所述层压平台上的正投影的尺寸大于等于所述第一多孔铝箔的尺寸，所述第一多孔铝箔的尺寸大于所述多层LCP基板下端面的尺寸，所述第二多孔铝箔的形状尺寸与所述多层LCP基板上端面的形状尺寸相适配。
5.根据权利要求1所述的LCP多层电路板平坦化层压方法，其特征在于，所述加热装置为均匀设置于所述压头内的多个热电偶。
6.根据权利要求1所述的LCP多层电路板平坦化层压方法，其特征在于，所述压头和所述层压平台均设于真空腔室内。
7.根据权利要求1所述的LCP多层电路板平坦化层压方法，其特征在于，步骤S4中，所述压头施加的压力为200～300psi。
8.根据权利要求7所述的LCP多层电路板平坦化层压方法，其特征在于，所述多层LCP基板中，两两相邻的LCP基板之间设置有连接层，两两相邻的LCP基板之间通过所述连接层键合连接时，所述压头下压接触在所述第二多孔铝箔外的所述聚酰亚胺膜上，当压头的温度为220～260℃时，保温保压0.5～1h，完成层压。
9.根据权利要求7所述的LCP多层电路板平坦化层压方法，其特征在于，所述多层LCP基板中，两两相邻的LCP基板之间未设置连接层，两两相邻的LCP基板之间键合连接时，所述压头下压接触在所述第二多孔铝箔上的所述聚酰亚胺膜上，当压头的温度为270～300℃时，保温保压0.5～1h，完成层压。
10.一种LCP多层电路板平坦化层压装置，其特征在于，包括压头和层压平台，所述压头和所述层压平台上下对应设置，所述层压平台上设有多个真空吸附孔，抽真空装置通过抽气管与所述真空吸附孔连通；所述层压平台上铺设有第一多孔铝箔，所述第一多孔铝箔覆盖于至少一个所述真空吸附孔上，所述层压平台上方还设有聚酰亚胺膜，所述聚酰亚胺膜与所述第一多孔铝箔之间形成有一密封容置腔；
所述压头内设有加压装置；
多层LCP基板设于所述容置腔内，其中，所述多层LCP基板的下端面放置于所述第一多孔铝箔上，所述多层LCP基板的上端面上设有第二多孔铝箔，且所述第二多孔铝箔与所述聚酰亚胺膜之间贴紧接触。
11.根据权利要求10所述的LCP多层电路板平坦化层压装置，其特征在于，还包括真空腔室，所述压头和所述层压平台均设于所述真空腔室内。
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