CN114245563A - 一种可用于立体封装的金属基印制电路板及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可用于立体封装的金属基印制电路板及其制备工艺，包括柔性线路板和可弯折的金属基体板，所述柔性线路板的一侧通过粘接层与金属基体板的一侧粘合固定，所述柔性线路板包括基板层、线路层和保护层；本发明主要通过柔性线路板、可弯折的金属基体板和粘接剂的配合，在电路板安装后通过金属基体板来提高其导热性，加快电路板的散热效率，提高了电路板的使用寿命，且柔性线路板的线路层至少设置有两层，使电路板两面都可以进行元器件贴装，一面可按常规柔性线路板进行平面贴装；另一面采用凹面贴装,可将要贴装的位置及贴装的靶标点在金属基体板上挖空露出要贴装的焊接位和靶标点后,再按凹面贴装工艺进行贴装。
Description
技术领域
本发明属于电路板制备技术领域，具体涉及一种可用于立体封装的金属基印制电路板及其制备工艺。
背景技术
随着电子技术的高速发展，各种智能电子产品进入千家万户，电子产品目前正向“轻薄短小”趋势发展，器件布局集中，间距更小，元器件功率提高，而设计的线宽越来越细，铜面越来越小，所以PCB上的热传导更加困难，而过热常常导致元件老化、失效、寿命缩短。所以，PCB的散热问题引起了越来越多的关注，解决PCB散热问题倍受关注，于是铝基板顺应此趋势而诞生。铝基板是一种独特的金属覆铜板，具有良好的导热，电气绝缘性和机械加工性能，由三层结构组成，分别包括电路层(铜箔)、绝缘层和金属基层。铝基板的工作原理为：功率器件表面贴装在电路层，器件运行时所产生的热量通过绝缘层快速传导到金属基层，然后由金属基层将热量传递出去，从而实现对器件的散热。但是铝基板属于金属基板，不适用于可弯折的电子产品中。
现有的产品内使用的FPC(柔性线路板)，虽然PFC可自由弯折，适用于产品装配，但其散热效率低，不利于整个电子产品的导热及其寿命，故我们需要提出一种可用于立体封装的金属基印制电路板及其制备工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用于立体封装的金属基印制电路板及其制备工艺，通过柔性线路板、可弯折的金属基体板和粘接剂的配合，在电路板安装后通过金属基体板来提高其导热性，加快电路板的散热效率，提高了电路板的使用寿命，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种可用于立体封装的金属基印制电路板，包括柔性线路板和可弯折的金属基体板，所述柔性线路板的一侧通过粘接层与金属基体板的一侧粘合固定，所述柔性线路板包括基板层、线路层和保护层，所述线路层至少设置有两层，所述保护层与线路层呈对应设置，至少两层所述线路层与基板层呈间隔设置，所述基板层的两侧通过3M胶与相邻两个线路层的一侧粘合，所述线路层的另一侧通过3M胶与保护层贴合。
优选的，所述金属基体板设置为铝合金基体板、铜合金基体板和不锈钢基体板中任意一种，所述柔性线路板设置为有导通孔或无导通孔的HDI线路板。
优选的，所述粘接层设置为粘接剂或粘接片材，所述粘接剂包括环氧纯胶或丙烯酸纯胶，所述粘接片材设置为3M胶片，所述保护层设置为PI覆盖膜。
根据上述一种可用于立体封装的金属基印制电路板基础上，本发明还提供了一种可用于立体封装的金属基印制电路板的制备工艺，包括如下步骤：
S1、取铝基板进行开料、激光切割和清洗的加工，得到金属基体板；
S2、准备柔性线路板的原材料，将原材料进行加工，得到柔性线路板；
S3、将金属基体板通过粘接层粘合在柔性线路板的一侧，再使用压合机进行压合，得到电路光板；
S4、对电路光板进行清洁和质量检测，在SMI机上进行电子元件的贴装，得到电路板初板；
S5、将电路板初板进行挤压成型的加工，并对电路板初板进行性能检测，检测合格后得到电路板成品，将电路板成品进行包装后入库。
优选的，步骤1中所述铝基板在开加工时，具体包括以下步骤：
A1、在开料时，根据生产流程指引、自动开料机SOP、调整好自动开料机相关参数，将铝基板上下两面用2.5mm钻孔垫板夹住，进行开料作业，保证切割好的板料，板面无压伤、板边无明显毛刺；
A2、在激光切割时，因使用锣板工艺，板边容易产生的毛刺且不便于打磨，故采用激光切割工艺进行铝基板的镂空作业，为了保证铝基板有良好的耐弯折性，铝基板的厚度设置为0.5mm，为了保证激光切割后镂空部份尺寸的精确性，需要在切割台上放一张1-1.5mm厚度的废旧金属作为支撑垫板，防止铝板在切割过程中下垂，批量生产后，将新开模具利用冲床冲切；
A3、在清洗时，放入清洗线进行表面清洁前，每张铝板下面放一张1.0mm的废旧金属基板作为垫板，保证0.5mm铝板在过机过程中出现卡板，磨坏板子，过磨板段时采用正反两面，每面分横竖两个方向进行板面清洁，在过清洗段时禁止过酸洗段。
优选的，步骤2中所述柔性线路板的原材料包括软性铜箔基板和PI覆盖膜，将软性铜箔基板和PI覆盖膜均进行开料，使PI覆盖膜的尺寸与软性铜箔基板的尺寸相同，得到PI覆盖膜片材和铜箔基板片材，先对PI覆盖膜片材进行开窗作业，得到开窗覆盖膜，再对铜箔基板片材加工，得到柔性线路板，具体加工流程为：钻孔-黑孔-电镀-干膜-蚀刻-打靶-蚀检-贴合开窗覆盖膜-压合覆盖膜-印刷文字-沉镍金-激光成型-电测。
优选的，步骤3中所述压合机在压合时，依次将柔性线路板、粘接层和铝基板堆叠后进行加压，增加柔性线路板、粘接层和铝基板粘合的紧密性，所述柔性线路板设置为双面或多层FPC。
优选的，步骤4中在对电路光板清洁前，需使用22T-28T的冲床机对电路光板进行分条加工，将每PNL电路光板分切成4SET，且在电路光板清洁是使用稀硫酸进行微蚀，清洁前酸洗缸硫酸的浓度为3％-5％。
优选的，在对电路光板质量检测时，筛选出表面损伤或分切异常的不合格电路光板，得到合格的电路光板，检测员需双手拿取电路光板，并把电路光板端平，轻拿轻放；在电子元件贴装时，先在SMT机上设置好相应料号的加工条件，将合格的板子放入SMT机内进行电子元器件的贴装。
优选的，步骤5中所述电路板初板在挤压成型时，根据产品使用的需求，设计制造具有冲出单PCS产品外形，和将电路光板挤压成凸面弧形功能的模具,进行成品的挤压成型；所述性能检测包括电气性能测试，老化测试；在对电路板包装时，根据客户要求，设计凸面弧形泡棉、纸箱进行包装，保护产品质量在运输过程中不受影响。
本发明提出的一种可用于立体封装的金属基印制电路板及其制备工艺，与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明通过柔性线路板、可弯折的金属基体板和粘接剂的配合，在电路板安装后通过金属基体板来提高其导热性，加快电路板的散热效率，提高了电路板的使用寿命，且柔性线路板的线路层至少设置有两层，使电路板两面都可以进行元器件贴装.一面可按常规柔性线路板进行平面贴装；另一面采用凹面贴装,可将要贴装的位置及贴装的靶标点在金属基体板上挖空露出要贴装的焊接位和靶标点后,再按凹面贴装工艺进行贴装。
2、本发明的金属基体板为可弯折设置，可在柔性线路板贴装后再弯折挤压成凸面弧形或其它立体形状，节省了电路板安装时的占用空间，也可通过能360度弯折的柔性插接头与外部进行电气连接，使用便捷。
附图说明
图1为本发明的电路板叠构示意图；
图2为本发明的柔性线路板叠构示意图；
图3为本发明电路板制备的流程框图；
图中：1、金属基体板；2、柔性线路板；201、基板层；202、线路层；203、保护层；3、粘接层。
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。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。
本发明提供了一种可用于立体封装的金属基印制电路板，包括柔性线路板2和可弯折的金属基体板1，柔性线路板2的一侧通过粘接层3与金属基体板1的一侧粘合固定，柔性线路板2包括基板层201、线路层202和保护层203，线路层202至少设置有两层，保护层203与线路层202呈对应设置，至少两层线路层202与基板层201呈间隔设置，基板层201的两侧通过3M胶与相邻两个线路层202的一侧粘合，线路层202的另一侧通过3M胶与保护层203贴合；
在电路板安装后通过金属基体板来提高其导热性，加快电路板的散热效率，提高了电路板的使用寿命，且柔性线路板的线路层至少设置有两层，使电路板两面都可以进行元器件贴装.一面可按常规柔性线路板进行平面贴装；另一面采用凹面贴装,可将要贴装的位置及贴装的靶标点在金属基体板上挖空露出要贴装的焊接位和靶标点后,再按凹面贴装工艺进行贴装。
金属基体板1设置为铝合金基体板、铜合金基体板和不锈钢基体板中任意一种，柔性线路板2设置为有导通孔或无导通孔的HDI线路板，通过HDI线路板的设置，便于将线路板小型化，同时也可满足电子性能和效率的提高。
粘接层3设置为粘接剂或粘接片材，粘接剂包括环氧纯胶或丙烯酸纯胶，粘接片材设置为3M胶片，能将单面、双面或多面的柔性线路板2与金属基体板1有效的粘合，保护层203设置为PI覆盖膜，PI覆盖膜用于保护线路层202，防止线路层202裸露出现漏电。
根据上述一种可用于立体封装的金属基印制电路板基础上，本发明还提供了一种可用于立体封装的金属基印制电路板的制备工艺，包括如下步骤：
S1、取铝基板进行开料、激光切割和清洗的加工，得到金属基体板；
铝基板在开加工时，具体包括以下步骤：
A1、在开料时，根据生产流程指引、自动开料机SOP、调整好自动开料机相关参数，将铝基板上下两面用2.5mm钻孔垫板夹住，进行开料作业，保证切割好的板料，板面无压伤、板边无明显毛刺；
A2、在激光切割时，因使用锣板工艺，板边容易产生的毛刺且不便于打磨，故采用激光切割工艺进行铝基板的镂空作业，为了保证铝基板有良好的耐弯折性，铝基板的厚度设置为0.5mm，为了保证激光切割后镂空部份尺寸的精确性，需要在切割台上放一张1-1.5mm厚度的废旧金属作为支撑垫板，防止铝板在切割过程中下垂，批量生产后，将新开模具利用冲床冲切，冲切工艺不仅保证了品质，还提高了生产效率，节约生产成本；
A3、在清洗时，放入清洗线进行表面清洁前，每张铝板下面放一张1.0mm的废旧金属基板作为垫板，保证0.5mm铝板在过机过程中出现卡板，磨坏板子，过磨板段时采用正反两面，每面分横竖两个方向进行板面清洁，在过清洗段时禁止过酸洗段，否则铝面会发黑，经过磨板、清洗、烘干后的铝基板，板面清洁、附着力强，利于与双面或多层柔性线路板进行压合作业。
S2、准备柔性线路板的原材料，将原材料进行加工，得到柔性线路板；
柔性线路板的原材料包括软性铜箔基板和PI覆盖膜，将软性铜箔基板和PI覆盖膜均进行开料，使PI覆盖膜的尺寸与软性铜箔基板的尺寸相同，得到PI覆盖膜片材和铜箔基板片材，先对PI覆盖膜片材进行开窗作业，得到开窗覆盖膜，再对铜箔基板片材加工，得到柔性线路板，具体加工流程为：钻孔-黑孔-电镀-干膜-蚀刻-打靶-蚀检-贴合开窗覆盖膜-压合覆盖膜-印刷文字-沉镍金-激光成型-电测，上述流程为线路板常用的工艺，在此不做详细工艺的叙述。
S3、将金属基体板通过粘接层粘合在柔性线路板的一侧，再使用压合机进行压合，得到电路光板；
其中，压合机在压合时，依次将柔性线路板、粘接层和铝基板堆叠后进行加压，增加柔性线路板、粘接层和铝基板粘合的紧密性，便于对电路光板的加工，柔性线路板设置为双面或多层FPC。
S4、对电路光板进行清洁和质量检测，在SMI机上进行电子元件的贴装，得到电路板初板；
在对电路光板清洁前，需使用22T-28T的冲床机对电路光板进行分条加工，将每PNL电路光板分切成4SET，且在电路光板清洁是使用稀硫酸进行微蚀，清洁前酸洗缸硫酸的浓度为3％-5％，保证板面得到有效的清洁；
在对电路光板质量检测时，筛选出表面损伤或分切异常的不合格电路光板，得到合格的电路光板，检测员需双手拿取电路光板，并把电路光板端平，轻拿轻放；在电子元件贴装时，先在SMT机上设置好相应料号的加工条件，将合格的板子放入SMT机内进行电子元器件的贴装。
S5、将电路板初板进行挤压成型的加工，并对电路板初板进行性能检测，检测合格后得到电路板成品，将电路板成品进行包装后入库；
电路板初板在挤压成型时，根据产品使用的需求，设计制造具有冲出单PCS产品外形，和将电路光板挤压成凸面弧形功能的模具,进行成品的挤压成型；也可将电路光板挤压成其它立体形状，节省了电路板安装时的占用空间，也可通过能360度弯折的柔性插接头与外部进行电气连接，使用便捷；性能检测包括电气性能测试，老化测试；在对电路板包装时，根据客户要求，设计凸面弧形泡棉、纸箱进行包装，保护产品质量在运输过程中不受影响。
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 (10)
1.一种可用于立体封装的金属基印制电路板，包括柔性线路板(2)和可弯折的金属基体板(1)，其特征在于：所述柔性线路板(2)的一侧通过粘接层(3)与金属基体板(1)的一侧粘合固定，所述柔性线路板(2)包括基板层(201)、线路层(202)和保护层(203)，所述线路层(202)至少设置有两层，所述保护层(203)与线路层(202)呈对应设置，至少两层所述线路层(202)与基板层(201)呈间隔设置，所述基板层(201)的两侧通过3M胶与相邻两个线路层(202)的一侧粘合，所述线路层(202)的另一侧通过3M胶与保护层(203)贴合。
2.根据权利要求1所述的一种可用于立体封装的金属基印制电路板，其特征在于：所述金属基体板(1)设置为铝合金基体板、铜合金基体板和不锈钢基体板中任意一种，所述柔性线路板(2)设置为有导通孔或无导通孔的HDI线路板。
3.根据权利要求1所述的一种可用于立体封装的金属基印制电路板，其特征在于：所述粘接层(3)设置为粘接剂或粘接片材，所述粘接剂包括环氧纯胶或丙烯酸纯胶，所述粘接片材设置为3M胶片，所述保护层(203)设置为PI覆盖膜。
4.一种可用于立体封装的金属基印制电路板的制备工艺，包括权利要求1-3中任意一项所述的一种可用于立体封装的金属基印制电路板，其特征在于：包括如下步骤：
S1、取铝基板进行开料、激光切割和清洗的加工，得到金属基体板；
S2、准备柔性线路板的原材料，将原材料进行加工，得到柔性线路板；
S3、将金属基体板通过粘接层粘合在柔性线路板的一侧，再使用压合机进行压合，得到电路光板；
S4、对电路光板进行清洁和质量检测，在SMI机上进行电子元件的贴装，得到电路板初板；
S5、将电路板初板进行挤压成型的加工，并对电路板初板进行性能检测，检测合格后得到电路板成品，将电路板成品进行包装后入库。
5.根据权利要求4所述的一种可用于立体封装的金属基印制电路板的制备工艺，其特征在于：步骤1中所述铝基板在开加工时，具体包括以下步骤：
A1、在开料时，根据生产流程指引、自动开料机SOP、调整好自动开料机相关参数，将铝基板上下两面用2.5mm钻孔垫板夹住，进行开料作业，保证切割好的板料，板面无压伤、板边无明显毛刺；
A2、在激光切割时，因使用锣板工艺，板边容易产生的毛刺且不便于打磨，故采用激光切割工艺进行铝基板的镂空作业，为了保证铝基板有良好的耐弯折性，铝基板的厚度设置为0.5mm，为了保证激光切割后镂空部份尺寸的精确性，需要在切割台上放一张1-1.5mm厚度的废旧金属作为支撑垫板，防止铝板在切割过程中下垂，批量生产后，将新开模具利用冲床冲切；
A3、在清洗时，放入清洗线进行表面清洁前，每张铝板下面放一张1.0mm的废旧金属基板作为垫板，保证0.5mm铝板在过机过程中出现卡板，磨坏板子，过磨板段时采用正反两面，每面分横竖两个方向进行板面清洁，在过清洗段时禁止过酸洗段。
6.根据权利要求4所述的一种可用于立体封装的金属基印制电路板的制备工艺，其特征在于：步骤2中所述柔性线路板的原材料包括软性铜箔基板和PI覆盖膜，将软性铜箔基板和PI覆盖膜均进行开料，使PI覆盖膜的尺寸与软性铜箔基板的尺寸相同，得到PI覆盖膜片材和铜箔基板片材，先对PI覆盖膜片材进行开窗作业，得到开窗覆盖膜，再对铜箔基板片材加工，得到柔性线路板，具体加工流程为：钻孔-黑孔-电镀-干膜-蚀刻-打靶-蚀检-贴合开窗覆盖膜-压合覆盖膜-印刷文字-沉镍金-激光成型-电测。
7.根据权利要求4所述的一种可用于立体封装的金属基印制电路板的制备工艺，其特征在于：步骤3中所述压合机在压合时，依次将柔性线路板、粘接层和铝基板堆叠后进行加压，增加柔性线路板、粘接层和铝基板粘合的紧密性，所述柔性线路板设置为双面或多层FPC。
8.根据权利要求4所述的一种可用于立体封装的金属基印制电路板的制备工艺，其特征在于：步骤4中在对电路光板清洁前，需使用22T-28T的冲床机对电路光板进行分条加工，将每PNL电路光板分切成4SET，且在电路光板清洁是使用稀硫酸进行微蚀，清洁前酸洗缸硫酸的浓度为3％-5％。
9.根据权利要求8所述的一种可用于立体封装的金属基印制电路板的制备工艺，其特征在于：在对电路光板质量检测时，筛选出表面损伤或分切异常的不合格电路光板，得到合格的电路光板，检测员需双手拿取电路光板，并把电路光板端平，轻拿轻放；在电子元件贴装时，先在SMT机上设置好相应料号的加工条件，将合格的板子放入SMT机内进行电子元器件的贴装。
10.根据权利要求4所述的一种可用于立体封装的金属基印制电路板的制备工艺，其特征在于：步骤5中所述电路板初板在挤压成型时，根据产品使用的需求，设计制造具有冲出单PCS产品外形，和将电路光板挤压成凸面弧形功能的模具,进行成品的挤压成型；所述性能检测包括电气性能测试，老化测试；在对电路板包装时，根据客户要求，设计凸面弧形泡棉、纸箱进行包装，保护产品质量在运输过程中不受影响。
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