CN114364144A - 一种pcb的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种PCB的制备方法，包括在第一芯板上设置金属图形层；在所述金属图形层的间隙之间填充吸水树脂；在预设开槽区域贴附覆盖层；将第一芯板夹持在第二芯板和第三芯板之间叠放后压合，形成多层板；在所述多层板对应所述预设开槽区域进行钻孔，形成通孔；由所述通孔对所述多层板进行化学沉铜；对所述多层板进行烘板；对所述多层板对应所述预设开槽区域进行控深铣操作和烧蚀开盖操作；去除所述阶梯槽槽底的吸水树脂，以露出所述第一芯板。本发明技术方案提高了PCB槽底图形的制作精度和制作能力。
Description
技术领域
本发明涉及印刷线路板技术领域，特别涉及一种PCB的制备方法。
背景技术
为了便于在PCB(Printed Circuit Board，印制线路板)上安装特殊功能的器件或者需要下沉的器件，常常需要在PCB上设置阶梯槽，阶梯槽也是实现产品大功率散热的重要部分。
随着电子设计要求的不断提高，需要在阶梯槽的槽底制作高精密的线路图形和过孔孔环。但是，目前通常先进行阶梯槽的开槽工作，后在阶梯槽的槽底制作线路图形。由于阶梯槽的阶梯存在，限制了生产加工工艺，仅能在阶梯槽的槽底制作简单的图形，且图形精度不高，当需要在槽底制作复合图形和过孔时，图形制作精度和制作能力就更差了。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种PCB的制备方法，旨在提高PCB槽底图形的制作精度和制作能力。
为实现上述目的，本发明提出的PCB的制备方法，包括如下步骤：
在第一芯板上设置金属图形层；
在所述金属图形层的间隙之间填充吸水树脂；
在预设开槽区域贴附覆盖层；
将第一芯板夹持在第二芯板和第三芯板之间叠放后压合，形成多层板；
在所述多层板对应所述预设开槽区域进行钻孔，形成通孔，以使所述通孔周边对应的所述金属图形层与所述覆盖层之间产生缝隙；
由所述通孔对所述多层板进行化学沉铜，以使铜进入所述金属图形层与所述覆盖层之间产生缝隙中，并使所述吸水树脂吸水膨胀；
对所述多层板进行烘板，使所述吸水树脂产生水汽；
对所述多层板对应所述预设开槽区域进行控深铣操作和烧蚀开盖操作，以在所述多层板上形成阶梯槽；
去除所述阶梯槽槽底的吸水树脂，以露出所述第一芯板。
在一实施例中，所述吸水树脂包括水凝胶，所述水凝胶包括聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺中的一种或两种。
在一实施例中，所述覆盖层包括聚酰亚胺层和粘结层，所述粘结层位于所述聚酰亚胺层朝向所述第一芯板的一面。
在一实施例中，所述在第一芯板上设置金属图形层的步骤包括：在所述第一芯板上设置预设宽度的第一铜层；对所述第一铜层进行图形制作，以获得所述金属图形层。
在一实施例中，所述多层板的化学沉铜步骤包括：在所述通孔的内壁及所述通孔周边对应的粘结层与金属图形层之间进行化学沉积导电层；所述吸水树脂吸水膨胀，以使所述通孔周边对应的粘结层与金属图形层之间的导电层断开。
在一实施例中，所述烧蚀开盖操作包括如下步骤：在所述多层板对应所述预设开槽区域激光烧蚀所述聚酰亚胺层；将聚酰亚胺层及其上方的部分芯板揭起。
在一实施例中，所述在预设开槽区域贴附覆盖层的步骤前，还包括以下步骤：对远离钻孔位置的所述金属图形层进行粗化。
在一实施例中，所述去除阶梯槽槽底的吸水树脂步骤包括：采用碱性溶液对阶梯槽的槽底进行清洗。
在一实施例中，所述多层板还包括外铜层和内铜层，形成多层板的步骤包括：依次叠放外铜层、第二芯板、第一芯板、第三芯板和内铜层，并进行压板。
在一实施例中，去除所述吸水树脂的步骤之后，还包括以下步骤：电镀：在所述通孔的内壁及周缘、所述外铜层和所述内铜层的表面镀铜
本发明技术方案通过先在第一芯板上制备金属图形层，并在金属图形层的间隙填充吸水树脂，覆盖层贴附在金属图形层上，再将第一芯板与其他芯板进行压板，形成多板层，再对多板层对应预设开槽区域进行钻孔，多层板受热和机械冲击力，使得通孔周边的金属图形层与覆盖层之间产生缝隙，便于沉铜药水进入吸水树脂，而后烘板，从而降低金属图形层与覆盖层之间的结合力，然后进行控深铣和烧蚀开盖操作，在多层板上形成阶梯槽。如此，通过先在第一芯板上制作金属图形层，再压板开槽，大大地降低了图形的制作难度，满足在阶梯槽的槽底制作高精密图形的需求，图形制作精度和制作能力高，从而实现全功能化立体结构PCB的批量制作。
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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一种PCB的制备方法的流程图；
图2为本发明第一铜层、第二铜层和第一芯板一实施例的结构示意图；
图3为本发明金属图形层和第一芯板一实施例的结构示意图；
图4为本发明部分粗化后金属图形层和第一芯板一实施例的结构示意图；
图5为图4中金属图形层和第一芯板添加吸水树脂一实施例的结构示意图；
图6为图5中金属图形层和第一芯板添加覆盖层后一实施例的结构示意图；
图7为本发明多层板一实施例的结构示意图；
图8为图7中多层板钻孔后一实施例的结构示意图；
图9为图8中A处的局部放大图；
图10为图8中多层板沉铜后一实施例的结构示意图；
图11为图10中B处的局部放大图；
图12为图10中多层板开槽后一实施例的结构示意图；
图13为图12中多层板除去吸水树脂后一实施例的结构示意图；
图14为本发明多层板开槽后另一实施例的结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 10 | 多层板 | 400 | 覆盖层 |
| 10a | 通孔 | 410 | 聚酰亚胺层 |
| 10b | 阶梯槽 | 420 | 粘结层 |
| 100 | 第一芯板 | 500 | 第二芯板 |
| 210 | 第一铜层 | 600 | 第三芯板 |
| 211 | 金属图形层 | 710 | 粗化层 |
| 220 | 第二铜层 | 720 | 导电层 |
| 230 | 第三铜层 | 810 | 外铜层 |
| 240 | 第四铜层 | 820 | 内铜层 |
| 300 | 吸水树脂 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例，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作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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和 /或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种PCB的制备方法。
图1为本发明PCB制备方法的流程图，图2至图14依次为本发明PCB制备过程的结构示意图。
在本发明实施例中，请参照图1，该PCB的制备方法，包括如下步骤：
S100、在第一芯板100上设置金属图形层211；
S200、在所述金属图形层211的间隙之间填充吸水树脂300；
S300、在预设开槽区域贴附覆盖层400；
S400、将第一芯板100夹持在第二芯板500和第三芯板600之间叠放后压合，形成多层板10；
S500、在所述多层板10对应所述预设开槽区域进行钻孔，形成通孔10a，以使所述通孔10a周边对应的所述金属图形层211与所述覆盖层400之间产生缝隙；
S600、由所述通孔10a对所述多层板10进行化学沉铜，以使铜进入所述金属图形层211与所述覆盖层400之间产生缝隙中，并使所述吸水树脂300 吸水膨胀；
S700、对所述多层板10进行烘板，使所述吸水树脂300产生水汽，以降低所述覆盖层400与所述金属图形层211之间的结合力；
S800、对所述多层板10对应所述预设开槽区域进行控深铣操作和烧蚀开盖操作，以在所述多层板10上形成阶梯槽10b；
S900、去除所述阶梯槽10b槽底的吸水树脂300，以露出所述第一芯板 100。
具体而言，该第一芯板100的制作方法可以包括：内层制作、压合、钻孔、去钻污、沉铜、电镀、塞孔、微蚀等工艺步骤，也可以采用现有技术中制备PCB的方法制备第一芯板100。也就是说，第一芯板100内部也可以形成电路。请参照图1至图2，该第一芯板100上可以通过贴干膜、曝光显影、蚀刻、褪膜等方式设置金属图形层211，第一芯板100层的一面设有该金属图形层211，也可以是第一芯板100层的相对两面均设有金属图形层211。可以理解的是，该金属图形层211可以是简单的金属图形层211，也可以是复合的金属图形层211。
请参照图5，该金属图形层211根据实际要求进行设置，该金属图形层 211位于第一芯板100上，金属图形层211的间隙内填充吸水树脂300，从而为后续开槽做好准备。该吸水树脂300可以填充在所有金属图形层211的间隙内，也可以仅填充在预钻孔位置附近的金属图形层211的间隙内。若预钻孔位置附近的金属图形层211没有间隙，也可以在金属图形层211的侧边添加吸水树脂300，以便后续沉铜时吸水。
完成吸水树脂300的填充后，请参照图6，在金属图形层211上贴附覆盖层400，对金属图形层211进行保护，一方面避免开槽操作将金属图形层211 与第一芯板100分离，另一方面将第一芯板100对应预设开槽区域与第二芯板500隔开，方便后续的开盖操作。
请参照图7，把第二芯板500放在第一芯板100上面，第三芯板600放在第一芯板100下面，叠好进行压合，形成多层板10。本领域技术人员可以想到的是，该第二芯板500和第三芯板600的结构可参照第一芯板100的结构设置，也可以是第一芯板100、第二芯板500和第三芯板600的结构互不相同，或者是其中两者相同。
而后，请参照图8至9，对多层板10进行钻孔操作，在多层板10对应预设开槽区域进行钻孔，形成通孔10a。由于通孔10a的四周受热和机械冲击，覆盖层400与光滑金属图形层211分离，从而在通孔10a四周对应的金属图形层211与覆盖层400之间产生缝隙，不但完成了钻孔操作，还为后续吸水树脂300吸水提供便利。
请参照图10至11，完成钻孔操作后，对多层板10进行化学沉铜，把多层板10进行化学药水浸泡，在通孔10a的孔壁上沉积导电层720。因为通孔 10a四周对应的金属图形层211与覆盖层400之间存在缝隙，化学药水渗入缝隙中并被吸水树脂300吸收，吸水树脂300充分吸水，体积膨胀，挤压覆盖层400，从而降低覆盖层400与第一芯板100之间的结合力。
进一步地，请继续参照图10至11，对多层板10进行烘板操作，吸水树脂300释放水分，实现靠近通孔10a并位于粘结层420与金属图形层211之间的导电层720断开，同时吸水树脂300中的水汽释放过程中，水汽渗入覆盖层400，导致覆盖层400与金属图形层211以及覆盖层400与与吸水树脂300之间的结合力降低，便于覆盖层400与金属图形层211分离。
请参照图12，进行开槽操作。在多层板10对应预设开槽区域进行控深铣操作和烧蚀开盖操作。该控深铣操作通过高精度数控铣床来加工，数控铣床上的铣刀按照沿阶梯槽10b的外形尺寸设定走刀路径，控深值以铣至覆盖层 400，再烧蚀该覆盖层400，底部显露出金属图形层211，至此完成阶梯槽10b 的制作。
完成开槽操作后，请参照图13，将金属图形层211间隙内的吸水树脂300 去掉，从而露出第一芯板100层，得到该PCB。
进一步地，该吸水树脂300的材料有多种，在一实施例中，所述吸水树脂300包括水凝胶，所述水凝胶包括聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺中的一种或两种。通过水凝胶可以迅速吸水溶胀，从而可以挤压覆盖层400，便于后续的开槽操作。该水凝胶的种类也有多种，在一实施例中，该水凝胶可以包括聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺的一种或两种。需要说明的是，该吸水树脂300也可以是其它吸水膨胀的高分子树脂。
该覆盖层400的结构有多种，请参照图6至7，在一实施例中，所述覆盖层400包括聚酰亚胺层410和粘结层420，所述粘结层420位于所述聚酰亚胺层410朝向所述第一芯板100的一面。
请参照图6，该粘结层420在金属涂层与聚酰亚胺层410之间，粘结层 420的厚度可以是10微米至20微米。该聚酰亚胺层410与粘结层420之间没有粘性，同时其本身具有耐高温高压的特性，耐高温达400℃以上，高绝缘性能，进而便于后续阶梯槽10b的开盖操作。
进一步地，请参照图2至3，在一实施例中，上述S100步骤在第一芯板 100上设置金属图形层211包括：
在所述第一芯板100上设置预设宽度的第一铜层210；
对所述第一铜层210进行图形制作，以获得所述金属图形层211。
具体的，请参照图2，可以在第一芯板100的一侧设置第一铜层210，也可以在第一芯板100的另一侧设置第二铜层220，从而在第一芯板100的一侧或两侧设置金属图形层211。该第一铜层210和第二铜层220的宽度可以是 0.2mm至0.5mm。
当第一铜层210设置在第一芯板100上后，可以通过贴干膜、曝光显影、蚀刻、褪膜等方式制作金属图形层211，也可以采用其它常规的线路板图形制作该金属图形层211。
请参照图10至11，在一实施例中，上述S600步骤中所述多层板10的化学沉铜步骤包括：
在所述通孔10a的内壁及所述通孔10a周边对应的粘结层420与金属图形层211之间进行化学沉积导电层720；
所述吸水树脂300吸水膨胀，以使所述通孔10a周边对应的粘结层420 与金属图形层211之间的导电层720断开。
请参照图11，对该多层板10进行化学沉铜，沉铜药水在通孔10a的内壁及通孔10a周边对应的粘结层420与金属图形层211之间的缝隙沉积导电层 720，同时，沉铜药水进入到通孔10a周边对应的粘结层420与金属图形层211 之间的缝隙，再渗入到吸水树脂300，从而是吸水树脂300吸水膨胀，将通孔 10a周边对应的粘结层420与金属图形层211之间的导电层720断开，降低了粘结层420与金属图形层211之间的结合力。如此，巧妙地对通孔10a周边的金属图形层211完成沉积导电层720，还便于后续开槽的操作。
进一步地，烧蚀开盖操作的方式有多种，请参照图10和图12，在一实施例中，S800步骤中，所述烧蚀开盖操作包括如下步骤：
在所述多层板10对应所述预设开槽区域激光烧蚀所述聚酰亚胺层410；
将聚酰亚胺层410及其上方的部分芯板揭起。
控深铣操作在预设开槽区域进行开槽并铣至聚酰亚胺层410，然后才用激光烧蚀的方式烧蚀聚酰亚胺层410，再把聚酰亚胺层410及其上方的部分第二芯板500揭起，进而把底部的金属图形层211露出，形成阶梯槽10b。
考虑到并不需要在金属图形层211表面都形成导电层720，请参照图4，在一实施例中，S300、所述在预设开槽区域贴附覆盖层400的步骤前，还包括以下步骤：
对远离钻孔位置的所述金属图形层211进行粗化。
也就是说，对金属图形层211的表面进行选择性粗化，对预钻孔位置的金属图形层211不进行粗化，从而在钻孔时多层板10受热和机械冲击，通孔 10a四周的覆盖层400与金属图形层211的结合力下降，导致覆盖层400与金属图形层211分离。对预钻孔位置的其它金属图形层211进行粗化，并在金属图形层211的表面形成粗化层710，以使该部分覆盖层400与金属图形层 211的粘接性好，覆盖层400与金属图形层211不易分开，以免在其他部分的金属图形层211形成导电层720。
去除金属图形层211间隙中的吸水树脂300的方式有多种，可以是机械剔除，也可以化学溶解，或者两者的结合。请参照图13，在一实施例中，S900、去除阶梯槽10b槽底的吸水树脂300的步骤包括：
采用碱性溶液对阶梯槽10b的槽底进行清洗。
通过碱性溶液清洗阶梯槽10b的槽底，去除阶梯槽10b槽底的吸水树脂 300，从而在阶梯槽10b的槽底露出第一芯板100层。
上述多层板10的结构除了第二芯板500和第三芯板600，还可以包括其它板材，请参照图8，在一实施例中，所述多层板10还包括外铜层810和内铜层820，形成多层板10的步骤包括：
依次叠放外铜层810、第二芯板500、第一芯板100、第三芯板600和内铜层820，并进行压板。
请参照图8，该外铜层810位于第二芯板500上，内铜层820位于第三芯板600层上，通过依次叠放外铜层810、第二芯板500、第一芯板100、第三芯板600和内铜层820，再压合形成多层板10，满足客户的实际要求。可以理解的是，可以在第二芯板500、第一芯板100、第三芯板600压合后，再添加外铜层810和内铜层820进行压合。
进一步地，请参照图14，在一实施例中，S900、去除所述吸水树脂300 的步骤之后，还包括以下步骤：
电镀：在所述通孔10a的内壁及周缘、所述外铜层810和所述内铜层820 的表面镀铜。
该电镀操作用于在多层板10的通孔10a内壁和周缘进行镀铜，从而加厚通孔10a内壁和周缘的导电层720，并且对外铜层810和内铜层820的表面镀铜，分别在外铜层810远离第二芯板500的表面、内铜层820远离第三芯板 600的表面镀上第三铜层230和第四铜层240。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种PCB的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在第一芯板(100)上设置金属图形层(211)；
在所述金属图形层(211)的间隙之间填充吸水树脂(300)；
在预设开槽区域贴附覆盖层(400)；
将第一芯板(100)夹持在第二芯板(500)和第三芯板(600)之间叠放后压合，形成多层板(10)；
在所述多层板(10)对应所述预设开槽区域进行钻孔，形成通孔(10a)，以使所述通孔(10a)周边对应的所述金属图形层(211)与所述覆盖层(400)之间产生缝隙；
由所述通孔(10a)对所述多层板(10)进行化学沉铜，以使铜进入所述金属图形层(211)与所述覆盖层(400)之间产生缝隙中，并使所述吸水树脂(300)吸水膨胀；
对所述多层板(10)进行烘板，使所述吸水树脂(300)产生水汽；
对所述多层板(10)对应所述预设开槽区域进行控深铣操作和烧蚀开盖操作，以在所述多层板(10)上形成阶梯槽(10b)；
去除所述阶梯槽(10b)槽底的吸水树脂(300)，以露出所述第一芯板(100)。
2.如权利要求1所述的PCB的制备方法，其特征在于，所述吸水树脂(300)包括水凝胶，所述水凝胶包括聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺中的一种或两种。
3.如权利要求1所述的PCB的制备方法，其特征在于，所述覆盖层(400)包括聚酰亚胺层(410)和粘结层(420)，所述粘结层(420)位于所述聚酰亚胺层(410)朝向所述第一芯板(100)的一面。
4.如权利要求3所述的PCB的制备方法，其特征在于，所述在第一芯板(100)上设置金属图形层(211)的步骤包括：
在所述第一芯板(100)上设置预设宽度的第一铜层(210)；
对所述第一铜层(210)进行图形制作，以获得所述金属图形层(211)。
5.如权利要求4所述的PCB的制备方法，其特征在于，所述多层板(10)的化学沉铜步骤包括：
在所述通孔(10a)的内壁及所述通孔(10a)周边对应的粘结层(420)与金属图形层(211)之间进行化学沉积导电层(720)；
所述吸水树脂(300)吸水膨胀，以使所述通孔(10a)周边对应的粘结层(420)与金属图形层(211)之间的导电层(720)断开。
6.如权利要求5所述的PCB的制备方法，其特征在于，所述烧蚀开盖操作包括如下步骤：
在所述多层板(10)对应所述预设开槽区域激光烧蚀所述聚酰亚胺层(410)；
将聚酰亚胺层(410)及其上方的部分芯板揭起。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的PCB的制备方法，其特征在于，所述在预设开槽区域贴附覆盖层(400)的步骤前，还包括以下步骤：
对远离钻孔位置的所述金属图形层(211)进行粗化。
8.如权利要求7所述的PCB的制备方法，其特征在于，所述去除阶梯槽(10b)槽底的吸水树脂(300)步骤包括：
采用碱性溶液对阶梯槽(10b)的槽底进行清洗。
9.如权利要求8所述的PCB的制备方法，其特征在于，所述多层板(10)还包括外铜层(810)和内铜层(820)，形成多层板(10)的步骤包括：
依次叠放外铜层(810)、第二芯板(500)、第一芯板(100)、第三芯板(600)和内铜层(820)，并进行压板。
10.如权利要求9所述的PCB的制备方法，其特征在于，去除所述吸水树脂(300)的步骤之后，还包括以下步骤：
电镀：在所述通孔(10a)的内壁及周缘、所述外铜层(810)和所述内铜层(820)的表面镀铜。
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