CN114615834A - 一种不对称叠构pcb板的设计方法及pcb板 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种不对称叠构PCB板的设计方法及PCB板，其中，不对称叠构PCB板的设计方法包括以下步骤：步骤S100、提供覆铜板、半固化片和铜箔，将覆铜板、半固化片和铜箔叠加形成不对称叠层结构；步骤S200、对不对称叠层结构进行压合；步骤S300、压合后，测量不对称叠层结构的翘曲度；步骤S400、若翘曲度超过预设翘曲度，则重复步骤S100至步骤S300，并在步骤S100中，调节不对称叠层结构中的半固化片的比例，直至翘曲度小于或等于预设翘曲度。本发明通过对不对称叠层结构进行设计，测量压合后的不对称叠层结构的翘曲度，若翘曲度超过预设翘曲度，则控制半固化片的比例，以调节不对称叠层结构，将翘曲度控制在预设翘曲度内，从而避免PCB板出现翘曲的问题。

Description

一种不对称叠构PCB板的设计方法及PCB板

技术领域

本发明涉及PCB制造领域，尤其涉及一种不对称叠构PCB板的设计方法及PCB板。

背景技术

印制电路板(Printed Circuit Board)简称PCB板，是电子元器件的支撑体和电气连接的载体，PCB板包括覆铜板、铜箔和半固化片，覆铜板包括芯板和相对设置在芯板两侧的铜箔，芯板作为介质层，铜箔作为线路层，即每个覆铜板具有两个线路层，多层PCB板的叠层结构按照线路层的层数可分为上叠层结构和下叠层结构，即上叠层结构和下叠层结构的线路层的层数相同。当上叠层结构和下叠层结构的铜箔厚度、芯板厚度、铜箔类型沿竖直方向对称设置，且半固化片的类型、张数、胶含量也是沿竖直方向对称设置的PCB板称为对称叠构PCB板，当上叠层结构和下叠层结构中的至少一个覆铜板或半固化片或铜箔出现不对称设置的PCB板称为不对称叠构PCB板。

为了降低PCB板的成本，PCB板的叠层结构通常会采用混压压合。当PCB板为不对称叠构PCB板，且PCB板的不对称叠构的设计有缺陷时，在压合后，不对称叠构的PCB板容易出现翘曲度异常的问题，导致PCB板在贴装焊接后，出现虚焊等问题。

发明内容

本发明的一个目的在于：提供一种不对称叠构PCB板的设计方法，其操作简单，能够有效地解决不对称叠构的PCB板在压合后出现翘曲的问题。

本发明的另一个目的在于：提供一种PCB板，其结构简单，能够有效地解决因翘曲度异常而出现虚焊的问题。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，提供一种不对称叠构PCB板的设计方法，包括以下步骤：

步骤S100、提供覆铜板、半固化片和铜箔，将所述覆铜板、所述半固化片和所述铜箔叠加形成不对称叠层结构；

步骤S200、对所述不对称叠层结构进行压合；

步骤S300、压合后，测量所述不对称叠层结构的翘曲度；

步骤S400、若所述翘曲度超过预设翘曲度，则重复所述步骤S100至所述步骤S300，并在所述步骤S100中，调节所述不对称叠层结构中的所述半固化片的比例，直至所述翘曲度小于或等于预设翘曲度。

作为不对称叠构PCB板的设计方法的一种优选方案，所述覆铜板采用树脂、玻璃布和铜箔制成；所述半固化片采用所述树脂、所述玻璃布制成。

作为不对称叠构PCB板的设计方法的一种优选方案，所述步骤S100包括：

步骤S101、提供不同类型的所述树脂、不同类型的所述玻璃布及不同类型的所述铜箔，并分别对所有所述树脂、所述玻璃布和所述铜箔进行收缩量测试，并建立数据库；

步骤S102、根据所述数据库建立所述不对称叠层结构的设计模型，其中，所述设计模型包括沿竖直方向排布的上叠层结构和下叠层结构，所述上叠层结构和所述下叠层结构的线路层数相同，所述上叠层结构的总收缩量和所述下叠层结构的总收缩量相等；

步骤S103、根据所述设计模型，将所述覆铜板、所述半固化片和所述铜箔叠加形成所述不对称叠层结构。

作为不对称叠构PCB板的设计方法的一种优选方案，所述不对称叠层结构的所述上叠层结构的总收缩量和所述下叠层结构的总收缩量的差值百分比控制在预设值以内。

作为不对称叠构PCB板的设计方法的一种优选方案，所述步骤S200中，先对所述叠层结构先进行热压再进行冷压。

作为不对称叠构PCB板的设计方法的一种优选方案，当进行冷压时，将冷压时间延长0.5h，以消除所述不对称叠层结构的应力。

作为不对称叠构PCB板的设计方法的一种优选方案，在热压机进行热压前，在所述不对称叠层结构与所述热压机的热压板之间设置牛皮纸或缓冲垫块。

作为不对称叠构PCB板的设计方法的一种优选方案，在压合后，将所述叠层结构依次进行钻孔烘烤、电镀、阻焊烘烤和文字烘烤得到所述PCB板。

作为不对称叠构PCB板的设计方法的一种优选方案，控制在所述钻孔烘烤、所述电镀、所述阻焊烘烤和所述文字烘烤过程中的应力。

第二方面，提供一种PCB板，应用上述的不对称叠构PCB板的设计方法制成。

本发明的有益效果为：在设计PCB板的不对称叠层结构过程中，先对不对称叠层结构进行试产，当压合后不对称叠层结构的翘曲度超过预设翘曲度，通过调节半固化片在上叠层结构或下叠层结构中的比例，使上叠层结构的总收缩量和下叠层结构的总收缩量保持相等，能够将压合后的不对称叠层结构的翘曲度控制在预设翘曲度以内，从而减少制成后的不对称叠构PCB板出现翘曲问题，提高制成后的PCB板的品质。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例所述一种不对称叠构PCB板的设计方法的流程示意图。

图2为本发明实施例所述的不对称叠层结构的结构示意图。

图中：

1、信号层；2、接地层；3、电源层；4、介质层；5、半固化片。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1和图2，本发明提供的一种不对称叠构PCB板的设计方法包括以下步骤：

步骤S100、提供覆铜板、半固化片5和铜箔，将铜箔、多个覆铜板、铜箔依次叠加，且铜箔和覆铜板之间、覆铜板与覆铜板之间均设置有半固化片5，以形成不对称叠层结构；

步骤S200、对不对称叠层结构进行压合；

步骤S300、压合后，测量不对称叠层结构的翘曲度；

步骤S400、若翘曲度超过预设翘曲度，则重复步骤S100至步骤S300，并在步骤S100中，通过调节不对称叠层结构的半固化片5的比例，直至不对称叠层结构的翘曲度小于或等于预设翘曲度；

其中，参照图2所示，本实施例以十六层PCB板为例，十六层PCB板的不对称叠层结构包括七个、覆铜板八个半固化片5和两个铜箔，即七个介质层4及十六个线路层。不对称叠层结构包括上叠层结构和下叠层结构，上叠层结构和下叠层结构以最中间的介质层4为界线，上叠层结构和下叠层结构均包括八层线路层，不对称叠层结构依次为信号层1、接地层2、信号层1、接地层2、信号层1、接地层2、电源层3、电源层3、接地层2、信号层1、接地层2、信号层1、接地层2、信号层1、接地层2、信号层1，其中，第7层和第8层为电源层3，电源层3均位于上叠层结构中，而电源层3的铜箔厚度大于其他走线层的铜箔厚度，导致上叠层结构和下叠层结构的铜箔厚度不对称，形成不对称叠层结构；

在步骤S400中，通过减少上叠层结构中的半固化片5的厚度；和/或，增加下叠层结构的半固化片5的厚度，以调节上叠层结构的总收缩量和下叠层结构的总收缩量的差值，将不对称叠层结构的翘曲度控制在预设翘曲度以内。

由于不对称叠层结构在压合后，覆铜板、半固化片5和铜箔会发生不同程度的收缩，导致压合后的不对称叠层结构翘曲度较大。上叠层结构中的三个介质层4和四个半固化片5的总收缩量与下叠层结构中的三个介质层4和四个半固化片5的总收缩量相等，在压合后，不对称叠层结构的翘曲度相对较小，能够满足PCB板的焊接要求。

在不对称叠层结构设计过程中，需先对不对称叠层结构进行试产，当压合后不对称叠层结构的翘曲度超过预设翘曲度，则通过调节半固化片5在上叠层结构或下叠层结构中的比例，使上叠层结构的总收缩量和下叠层结构的总收缩量保持相等，能够将压合后的不对称叠层结构的翘曲度控制在预设翘曲度以内，从而减少制成后的不对称叠构PCB板出现翘曲问题，提高制成后的PCB板的品质。

在本实施例中，预设翘曲度为0.02％。

进一步地，在步骤S100中，上叠层结构的总收缩量和下叠层结构的总收缩量的差值百分比控制在预设值以内。在实际制造过程中，在叠加形成不对称叠层结构中存在不可避免的误差，难以使上叠层结构的总收缩量和下叠层结构的总收缩量保持相等。当上叠层结构的总收缩量和下叠层结构的总收缩量的差值在预设值以内，不对称叠构PCB板压合后的翘曲度相对较小，能够避免不对称叠构PCB板压合后出现翘曲异常的问题，以满足不对称叠构PCB板焊接要求，同时降低不对称叠构PCB板的加工难度。

在本实施例中，预设值为0.05％。

具体地，步骤S100包括：

步骤S101、提供多种不同类型的覆铜板、多种不同类型的半固化片5和多种不同类型的铜箔，并将所有的覆铜板、半固化片5及铜箔进行压合后的收缩量测试，并根据测试数据，在计算机建立数据库。通过建立不同类型的覆铜板、半固化片5和铜箔在压合后的收缩量，能够为建立不对称叠层结构的设计模型提供数据基础，便于精准快速地建立设计模型。

步骤S102、计算机根据数据库进行层叠匹配，建立不对称叠层结构的设计模型，其中，不对称叠层结构的设计模型的上叠层结构的总收缩量和下叠层结构的总收缩量相等。

步骤S103、根据不对称叠层结构的设计模型，将覆铜板、半固化片5和铜箔叠加形成不对称叠层结构。

通过收集各种不同类型的覆铜板、半固化片5和铜箔的收缩量并建立数据库，能够快速生成不对称叠层结构的设计模型，并能够根据设计模型快速叠加形成不对称叠层结构，且上叠层结构的总收缩量和下叠层结构的总收缩量的差值百分比与预设值接近，并能够在步骤S300中能够通过微调半固化片5相对上叠层结构和/或下叠层结构的比例，快速将上叠层结构的总收缩量和下叠层结构的总收缩量的差值百分比控制在预设值以内，能够在不对称叠层结构设计过程中，减少不对称叠层结构的试错的时间，有利于提高PCB板的设计效率，而且符合生产要求的不对称叠层结构的设计模型能够存储在计算机内，以便PCB板的制造。

进一步地，覆铜板包括芯板设置在芯板两侧的铜箔，芯板作为介质层4，铜箔作为线路层，介质层4主要由玻璃布和树脂组成，半固化片5由玻璃布和树脂组成。其中，不同类型的玻璃布、不同类型的树脂和不同类型的铜箔的收缩量不同，即半固化片5和介质层4是导致覆铜板、半固化片5和铜箔的收缩量不同的主要因素。

具体地，树脂包括环氧树脂、改性环氧树脂、以及聚苯醚和双马来酰亚胺等不同树脂体系的材料；铜箔包括HTE铜箔，RTF铜箔，HVLP铜箔等；玻璃布包括电子级玻璃布和低损耗玻璃布等。

优选地，在步骤S101中，对不同类型的玻璃布、不同类型的树脂和不同类型的铜箔进行收缩量测试，即可得到不同类型的覆铜板、不同类型的半固化片5和不同类型的铜箔的收缩量，此方法能够提高收缩量测试的效率，便于数据库的建立及测量数据的应用。

示例的，步骤S200中，先对不对称叠层结构先进行热压再进行冷压。不对称叠层结构先热压能够使半固化片5的树脂受热固化，再通过冷压消除不对称叠层结构内部的应力。在热压过程中，覆铜板的树脂和玻璃布会发生微量收缩，半固化片5的树脂和玻璃布发生较大收缩，因此在步骤S400中，通过调节半固化片5的比例以控制上叠层结构和下叠层结构的总收缩量，从而减少制成后的PCB出现翘曲问题。

进一步地，在步骤S400中，通过调节半固化片5相对于不对称叠层结构的比例后，热压机在对不对称叠层结构进行热压前，在不对称叠层结构与热压机的热压板之间设置牛皮纸或缓冲垫块，即不对称叠层结构的顶端和底端均设置有牛皮纸或缓冲垫块。牛皮纸或缓冲垫块能够在压合过程中作为隔层保护叠层结构，起到传热缓冲的作用，每次压合前均需要采用新的牛皮纸或缓冲垫块以提高热缓冲效果，减少不对称叠层结构在压合过程中产生的应力，进一步保证不对称叠层结构压合后不会因应力而发生变形，出现翘曲度异常的问题。

进一步地，当不对称叠层结构通过冷压机进行冷压时，通过冷压机控制不对称叠层结构的冷压时间，以释放不对称叠层结构的应力。

优选地，将常规的冷压时间延长0.5h。相比于在常规的冷压时间下冷压，延长冷压时间有利于将完全消除不对称叠层结构的应力，从而减小不对称叠层结构的翘曲度。

优选地，不对称叠层结构在压合后，再通过钻孔烘烤、电镀和阻焊烘烤、文字烘烤等工艺制得不对称叠构PCB板，其中，在阻焊烘烤后，在不对称叠层结构的顶部和底部形成有阻焊结构。

具体地，钻孔烘烤、电镀、阻焊烘烤和文字烘烤过程中均以不带应力的方式进行加工制造，进一步保证制得后的PCB板不会因应力而发生变形，出现翘曲度异常的问题。

本发明还提供的一种PCB板，PCB板应用上述的不对称叠构PCB板的设计方法制得。本发明的不对称叠构的PCB板在制造过程中，通过对PCB板材料的选择以及叠层结构的建模，以及控制PCB板的应力，能够将PCB板的翘曲度控制在0.02％以内，能够有效地解决PCB板的翘曲问题，从而避免PCB板在焊接后出现虚焊问题。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种不对称叠构PCB板的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100、提供覆铜板、半固化片和铜箔，将所述覆铜板、所述半固化片和所述铜箔叠加形成不对称叠层结构；

步骤S200、对所述不对称叠层结构进行压合；

步骤S300、压合后，测量所述不对称叠层结构的翘曲度；

步骤S400、若所述翘曲度超过预设翘曲度，则重复所述步骤S100至所述步骤S300，并在所述步骤S100中，调节所述不对称叠层结构中的所述半固化片的比例，直至所述翘曲度小于或等于预设翘曲度。

2.根据权利要求1所述的一种不对称叠构PCB板的设计方法，其特征在于，所述覆铜板采用树脂、玻璃布和铜箔制成；所述半固化片采用所述树脂、所述玻璃布制成。

3.根据权利要求2所述的一种不对称叠构PCB板的设计方法，其特征在于，所述步骤S100包括：

步骤S101、提供不同类型的所述树脂、不同类型的所述玻璃布及不同类型的所述铜箔，并分别对所有所述树脂、所述玻璃布和所述铜箔进行收缩量测试，并建立数据库；

步骤S102、根据所述数据库建立所述不对称叠层结构的设计模型，其中，所述设计模型包括沿竖直方向排布的上叠层结构和下叠层结构，所述上叠层结构和所述下叠层结构的线路层数相同，所述上叠层结构的总收缩量和所述下叠层结构的总收缩量相等；

步骤S103、根据所述设计模型，将所述覆铜板、所述半固化片和所述铜箔叠加形成所述不对称叠层结构。

4.根据权利要求3所述的一种不对称叠构PCB板的设计方法，其特征在于，所述不对称叠层结构的所述上叠层结构的总收缩量和所述下叠层结构的总收缩量的差值百分比控制在预设值以内。

5.根据权利要求1所述的一种不对称叠构PCB板的设计方法，其特征在于，所述步骤S200中，先对所述不对称叠层结构先进行热压再进行冷压。

6.根据权利要求5所述的一种不对称叠构PCB板的设计方法，其特征在于，当进行冷压时，将冷压时间延长0.5h，以消除所述不对称叠层结构的应力。

7.根据权利要求5所述的一种不对称叠构PCB板的设计方法，其特征在于，在进行热压前，在所述不对称叠层结构与热压机的热压板之间设置牛皮纸或缓冲垫块。

8.根据权利要求1所述的一种不对称叠构PCB板的设计方法，其特征在于，在压合后，将所述不对称叠层结构依次进行钻孔烘烤、电镀、阻焊烘烤和文字烘烤得到所述PCB板。

9.根据权利要求8所述的一种不对称叠构PCB板的设计方法，其特征在于，控制在所述钻孔烘烤、所述电镀、所述阻焊烘烤和所述文字烘烤过程中的应力。

10.一种PCB板，其特征在于，应用如权利要求1至9任一项所述的不对称叠构PCB板的设计方法制成。

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