CN115250586B - 一种嵌铜印制电路板加工方法及嵌铜印制电路板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种嵌铜印制电路板加工方法及嵌铜印制电路板，加工方法包括以下步骤：S1、加工两张第一芯板；S2、加工若干张第二芯板；S3、加工铜基；S4、叠合：将转移板放置于操作台，同时装配于转动装置上，依次将第一芯板、PP、第二芯板、铜基、PP、第一芯板叠合于转移板上；S5、压合：热压形成初级嵌铜印制电路板；S6、钻盲孔：从初级嵌铜印制电路板顶面和底面分别钻盲孔，且盲孔钻至铜基；S7、填孔盲孔：进行沉铜/整板电镀，再进行填孔电镀填充盲孔；S8、后工序加工：进行外层线路及线路后工序加工，得到嵌铜印制电路板。可以解决铜基与印制电路板结合力差的问题，而且印制电路板表面平整，便于贴装电子元器件。

Description

一种嵌铜印制电路板加工方法及嵌铜印制电路板

技术领域

本发明涉及印制电路板加工技术领域，尤其涉及一种嵌铜印制电路板加工方法及嵌铜印制电路板。

背景技术

将电子元器件集成到PCB中不仅使整板表面组装技术的面积减少40％以上，而且能大量减少导通孔的数量，这使得在高频下导通孔所产生的电磁干扰大大减小。同时，埋嵌无源器件减小和缩短了连接导线的长度，减少了大量的连接焊盘，改善了电气性能。但是当大量埋嵌器件存在时，体系中就会产生大量的热量，如果热量在PCB的扩散受到较大的阻力而出现局部积累，当热量积累到一定程度后就会使PCB产生局部过热而产生爆板等品质问题。

为解决印制电路板散热问题，最常用的方法是在印制电路板中埋嵌金属铜基，可大大提高印制电路板的散热性能。埋嵌后铜基露出在印制电路板表面，再在印制电路板表面连接散热片或其他部件，埋嵌铜基的方式如附图1所示，铜基贯穿印制电路板，埋嵌过程中利用PP，即半固化片的树脂将铜基与印制电路板粘接固定。由于印制电路板通常很薄，铜基侧面与印制电路板接触面积小，铜基与印制电路板之间结合力差，铜基埋嵌后也会出现掉落。另外，由于压合过程中印制电路板的厚度发生变动，铜基的厚度和印制电路板的厚度很难做到完全一致，元器件贴装在印制电路板上是需要将I/O焊接在印制电路板上，散热区域焊接在铜基上，铜基和印制电路板存在厚度差会导致元器件贴装出现问题。

发明内容

为解决现有技术不足，本发明提供一种嵌铜印制电路板加工方法及嵌铜印制电路板，可以解决铜基与印制电路板结合力差的问题，且印制电路板表面平整，便于贴装电子元器件。

为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：

一种嵌铜印制电路板加工方法，包括以下步骤：

S1、加工两张第一芯板：经过开料、钻孔、贴膜、曝光、显影、蚀刻加工形成第一芯板，第一芯板其中一面具有蚀刻区域；

S2、加工若干张第二芯板：经过开料、钻孔、锣槽、贴膜、曝光、显影、蚀刻加工形成第二芯板，其中，锣槽步骤在第二芯板上加工出铜基槽；

S3、加工铜基：经过切割形成铜基；

S4、叠合：在第一点位处，将转移板放置于操作台顶部，同时装配于转动装置上，转动装置用于将转移板依次转动至第二点位、第一点位、第三点位；

在第二点位处，将一张第一芯板放置于转移板预设区域，此时，蚀刻区域所在面朝上设置，再叠合一张PP；

在第一点位处，叠合一张或多张第二芯板，将铜基放置于铜基槽内，当叠合多张第二芯板时，中间利用PP隔开；

在第三点位处，叠合一张PP，最后叠合一张第一芯板，此时，蚀刻区域所在面朝下设置；

在第一点位处，取下转移板；

S5、压合：叠合之后，热压形成初级嵌铜印制电路板；

S6、钻盲孔：从初级嵌铜印制电路板顶面和底面分别钻盲孔，且盲孔钻至铜基；

S7、填孔盲孔：进行沉铜/整板电镀，再进行填孔电镀填充盲孔；

S8、后工序加工：进行外层线路及线路后工序加工，得到嵌铜印制电路板。

进一步的，转动装置设于操作台内部，包括电机、转盘、两个齿轮和转轴，转轴上下贯穿两个齿轮，转轴底部、顶部分别转动配合于操作台底部、顶部，转轴顶部贯穿操作台后连接有装配座，装配座用于装配转移板，转盘通过支架竖向设置，电机输出轴贯穿支架后连接转盘，转盘一面预设间隔处设有两组锯齿，锯齿间歇的与两个齿轮啮合，步骤S4中，转动装置将转移板从第一点位转动至第二点位的方法是：

在第一点位处，第一组锯齿脱离上层齿轮，将转移板装配于装配座；

电机驱动转盘，第二组锯齿啮合、然后脱离上层齿轮，以使上层齿轮转动90°，同时使转移板顺时针转动至第二点位。

进一步的，步骤S4中，转动装置将转移板从第二点位转动至第一点位的方法是：

第二组锯齿脱离上层齿轮后，电机继续驱动转盘，第一组锯齿啮合、然后脱离下层齿轮，以使下层齿轮转动90°，使转移板逆时针转动至第一点位。

进一步的，步骤S4中，转动装置将转移板从第一点位转动至第三点位的方法是：

第一组锯齿脱离下层齿轮后，电机继续驱动转盘，第二组锯齿啮合、然后脱离下层齿轮，以使下层齿轮转动90°，使转移板逆时针转动至第三点位。

进一步的，步骤S4中，转动装置将转移板从第三点位转动至第一点位的方法是：

第二组锯齿脱离下层齿轮后，电机继续驱动转盘，第一组锯齿啮合、然后脱离上层齿轮，以使上层齿轮转动90°，使转移板顺时针转动至第一点位。

进一步的，转移板上分布有多个气动升降杆，并围成限位区，用于叠合芯板。

进一步的，装配座一端设有装配槽，装配槽底部贯穿装配座，装配槽顶部设有贯穿槽，装配座顶部设有定位件，转移板一侧设有装配板，装配板上设有定位槽，装配板与装配槽匹配，贯穿槽与定位槽对应，步骤S4中，将转移板装配于转动装置的方法是：

将装配板插入装配槽，定位件依次插入贯穿槽、定位槽，以使装配板装配于装配座。

进一步的，贯穿槽、定位槽为十字架型，定位件包括中心杆、连杆、气动伸缩杆、十字板，中心杆竖直设于装配座，连杆一端连接中心杆，另一端连接气动伸缩杆顶部，气动伸缩杆底部连接十字板，十字板对应贯穿槽、定位槽，步骤S4中，将定位件依次插入贯穿槽、定位槽的方法是：

气动伸缩杆伸长，使十字板下降插入贯穿槽、定位槽内。

进一步的，步骤S4中，当叠合多张第二芯板时，中间利用PP隔开，且该PP上通过锣槽步骤加工出铜基槽。

一种嵌铜印制电路板，利用所述的嵌铜印制电路板加工方法制作而成。

本发明的有益效果在于：

1、设计一种新的嵌铜印制电路板，若干张第二芯板上锣出铜基槽，第二芯板顶部和底部分别设置一张第一芯板，芯板之间用PP隔开，可以将铜基包覆于印制电路板内的铜基槽内，解决现有技术中铜基与印制电路板结合力差的问题；另外，埋嵌铜基的印制电路板表面平整，有利于电子元器件在印制电路板表面贴装。

2、叠合过程中：在第一点位，将转移板装配于转动装置上；在第二点位，将蚀刻区域所在面朝上的第一芯板放置于转移板上，再叠合一张PP；回到第一点位，叠合一张第二芯板，将铜基放置于铜基槽内；在第三点位，叠合一张PP，再叠合蚀刻区域所在面朝下的第一芯板；上述点位之间的转移均通过转动装置来实现，而且本发明在不同点位处叠合对应的芯板，便于人工站位。

3、转动装置结构巧妙，电机只需要沿着一个方向驱动转盘，通过锯齿间歇的与两个齿轮啮合，即可实现转移板在第二点位、第一点位、第三点位之间来回移动的目的。

4、将装配板插入装配槽，气动伸缩杆伸长，使定位件下降、十字板插入贯穿槽、定位槽内，即可将装配板装配于装配座，通过这种方式，便于快速安装或拆卸转移板。

附图说明

图1为背景技术中的嵌铜印制电路板示意图；

图2为实施例的第一芯板示意图；

图3为实施例的第二芯板示意图；

图4为实施例的叠合后的芯板示意图；

图5为实施例的压合后的初级嵌铜印制电路板示意图；

图6为实施例的盲孔示意图；

图7为实施例的操作台顶部结构图；

图8为实施例的操作台俯视图；

图9为实施例的转动装置结构图；

图10为实施例的转动装置俯视图；

图11为实施例的转盘平面图；

图12为实施例的转移板结构图；

图13为实施例的定位件结构图；

图14为实施例的嵌铜印制电路板加工方法流程图；

附图标记：第一芯板-11、蚀刻区域-111、第二芯板-12、铜基槽-121、铜基-13、PP-14、转移板-2、气动升降杆-21、装配板-22、定位槽-221、转动装置-3、电机-31、转盘-32、支架-321、锯齿-322、齿轮-33、转轴-34、装配座-35、装配槽-351、贯穿槽-352、定位件-36、中心杆-361、连杆-362、气动伸缩杆-363、十字板-364、操作台-4、第一点位-a、第二点位-b、第三点位-c。

具体实施方式

本实施例提供了一种嵌铜印制电路板加工方法，如图14所示，包括以下步骤：

S1、加工两张第一芯板：如图2所示，经过开料、钻孔、贴膜、曝光、显影、蚀刻加工形成第一芯板11，第一芯板11其中一面具有蚀刻区域111。

S2、加工若干张第二芯板：如图3所示，经过开料、钻孔、锣槽、贴膜、曝光、显影、蚀刻加工形成第二芯板12，其中，锣槽步骤在第二芯板12上加工出铜基槽121。

S3、加工铜基：经过机械切割或者激光切割形成铜基13，且铜基13尺寸与铜基槽121匹配。

S4、叠合：如图7、图8所示，在第一点位a处，将转移板2放置于操作台4顶部，同时装配于转动装置3上，转动装置3用于将转移板2依次转动至第二点位b、第一点位a、第三点位c，第二点位b在第一点位a顺时针90°的位置，第三点位c在第一点位a逆时针90°的位置，其中，如图12所示，转移板2上分布有多个气动升降杆21，并围成限位区，用于叠合芯板；

在第二点位b处，将一张第一芯板11放置于转移板2预设区域，此时，蚀刻区域111所在面朝上设置，再叠合一张PP 14；

在第一点位a处，叠合一张或多张第二芯板12，将铜基13放置于铜基槽121内；如图4所示，当只叠合一张第二芯板12时，不需要再叠合额外的PP 14，铜基13的尺寸与这一张第二芯板12的铜基槽121匹配；当叠合多张第二芯板12时，中间需要利用PP 14隔开，而且第二芯板12中间的PP 14上也通过锣槽步骤加工出铜基槽121，此时，第二芯板12、PP 14的铜基槽121连通为一个整槽，与铜基13匹配；第二芯板12的数量根据印制电路板线路总层数确定，例如对于六层板，第二芯板12的数量为一张；若为八层板，第二芯板12的数量为两张；

在第三点位c处，叠合一张PP 14，最后叠合一张第一芯板11，此时，蚀刻区域111所在面朝下设置；

在第一点位a处，取下转移板2。

注意，在叠合的过程中，两张第一芯板11实质上是相对设置，所以两张第一芯板11加工完成后，需要将其中一张进行翻面，以便后期叠合。在叠合芯板时，本实施例并不是在同一个点位完成所有芯板的叠合，而是将蚀刻区域111所在面朝上的第一芯板11预先储存在第二点位b，蚀刻区域111所在面朝下的第一芯板11预先储存在第三点位c，铜基13预先储存在第一点位a，也就是说，本实施例在不同点位处完成对应的叠合，便于人工站位。

S5、压合：叠合之后，将转移板2移动至压合设备内，气动升降杆21隐藏至转移板2内，多层芯板经过热压形成初级嵌铜印制电路板，因为铜基13顶面和底面有一张PP 14，所以压合后，如图5所示，铜基13会陷入PP 14内，且并不会导致第一芯板11变形，从外观上，铜基13与印制电路板之间也不存在高度差的问题。

S6、钻盲孔：如图6所示，从初级嵌铜印制电路板顶面和底面分别钻盲孔，且盲孔钻至铜基13，其中，钻盲孔可以使用激光钻孔或者机械钻孔的方式，盲孔的孔径可以为0.1-0.2mm，盲孔的间距为0.2-0.3mm。

S7、填孔盲孔：进行沉铜/整板电镀，再进行填孔电镀填充盲孔。

S8、后工序加工：进行外层线路及线路后工序加工，得到嵌铜印制电路板。

上述方案中，将铜基13包覆于印制电路板内部，解决现有技术中铜基13与印制电路板结合力差的问题。另外，埋嵌铜基13的印制电路板表面平整，有利于电子元器件在印制电路板表面贴装。

更具体的，如图7、图9、图10所示，转动装置3设于操作台4内部，包括电机31、转盘32、两个齿轮33和转轴34，转轴34竖直设置，且上下贯穿两个齿轮33的中心，转轴34底部、顶部分别转动配合于操作台4底部、顶部，注意，齿轮33与转轴34同轴转动，转轴34顶部贯穿操作台4后连接有装配座35，装配座35用于装配转移板2，转盘32通过支架321竖向设置，电机31输出轴贯穿支架321后连接转盘32，如图11所示，转盘32朝向转轴34的一面在预设间隔处设有两组锯齿322，锯齿322间歇的与两个齿轮33啮合，间歇啮合意思是两组锯齿322先依次与上层齿轮33啮合，然后再依次与下层齿轮33啮合，这个过程不断循环，从而实现将转移板2在第二点位b、第一点位a、第三点位c之间来回移动的目的，注意，除去啮合的过程，在其余时间内，转盘32与齿轮33之间并没有干涉。

更具体的，步骤S4中，转动装置3将转移板2从第一点位a转动至第二点位b的方法是：

在第一点位a处，第一组锯齿322脱离上层齿轮33，将转移板2装配于装配座35；电机31驱动转盘32，第二组锯齿322啮合、然后脱离上层齿轮33，以使上层齿轮33顺时针转动90°，同时使转移板2顺时针转动至第二点位b。

更具体的，步骤S4中，转动装置3将转移板2从第二点位b转动至第一点位a的方法是：

第二组锯齿322脱离上层齿轮33后，电机31继续驱动转盘32，第一组锯齿322啮合、然后脱离下层齿轮33，以使下层齿轮33逆时针转动90°，使转移板2逆时针转动至第一点位a。

更具体的，步骤S4中，转动装置3将转移板2从第一点位a转动至第三点位c的方法是：

第一组锯齿322脱离下层齿轮33后，电机31继续驱动转盘32，第二组锯齿322啮合、然后脱离下层齿轮33，以使下层齿轮33逆时针转动90°，使转移板2逆时针转动至第三点位c。

更具体的，步骤S4中，转动装置3将转移板2从第三点位c转动至第一点位a的方法是：

第二组锯齿322脱离下层齿轮33后，电机31继续驱动转盘32，第一组锯齿322啮合、然后脱离上层齿轮33，以使上层齿轮33顺时针转动90°，使转移板2顺时针转动至第一点位a。

综上，转移板2再次回到第一点位a时，已经完成芯板的叠合，然后将叠合好芯板的转移板2从转动装置3上拆卸下来，并将空的转移板2装配于转动装置3，以便开始下一个循环。

更具体的，如图13所示，装配座35一端设有装配槽351，装配槽351底部贯穿装配座35，装配槽351顶部设有十字架型的贯穿槽352，如图12所示，转移板2一侧设有装配板22，装配板22上设有十字架型的定位槽221，装配板22与装配槽351匹配，装配座35顶部设有定位件36，定位件36包括中心杆361、连杆362、气动伸缩杆363、十字板364，中心杆361竖直设于装配座35，连杆362一端连接中心杆361，另一端连接气动伸缩杆363顶部，气动伸缩杆363底部连接十字板364，十字板364对应贯穿槽352、定位槽221。

更具体的，步骤S4中，将转移板2装配于转动装置3的方法是：

将装配板22插入装配槽351，气动伸缩杆363伸长，使定位件36下降，十字板364插入贯穿槽352、定位槽221内，以使装配板22装配于装配座35。通过这种方式，便于快速安装或拆卸转移板2。

以上实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种嵌铜印制电路板加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、加工两张第一芯板：经过开料、钻孔、贴膜、曝光、显影、蚀刻加工形成第一芯板（11），第一芯板（11）其中一面具有蚀刻区域（111）；

S2、加工若干张第二芯板：经过开料、钻孔、锣槽、贴膜、曝光、显影、蚀刻加工形成第二芯板（12），其中，锣槽步骤在第二芯板（12）上加工出铜基槽（121）；

S3、加工铜基：经过切割形成铜基（13）；

S4、叠合：在第一点位（a）处，将转移板（2）放置于操作台（4）顶部，同时装配于转动装置（3）上，转动装置（3）用于将转移板（2）依次转动至第二点位（b）、第一点位（a）、第三点位（c）；转动装置（3）设于操作台（4）内部，包括电机（31）、转盘（32）、两个齿轮（33）和转轴（34），转轴（34）上下贯穿两个齿轮（33），转轴（34）底部、顶部分别转动配合于操作台（4）底部、顶部，转轴（34）顶部贯穿操作台（4）后连接有装配座（35），装配座（35）一端设有装配槽（351），装配槽（351）底部贯穿装配座（35），装配槽（351）顶部设有贯穿槽（352），装配座（35）顶部设有定位件（36），转移板（2）一侧设有装配板（22），装配板（22）上设有定位槽（221），装配板（22）与装配槽（351）匹配，贯穿槽（352）与定位槽（221）对应，转盘（32）通过支架（321）竖向设置，电机（31）输出轴贯穿支架（321）后连接转盘（32），转盘（32）一面预设间隔处设有两组锯齿（322），锯齿（322）间歇的与两个齿轮（33）啮合，转动装置（3）将转移板（2）从第一点位（a）转动至第二点位（b）的方法是：

在第一点位（a）处，第一组锯齿（322）脱离上层齿轮（33），将装配板（22）插入装配槽（351），定位件（36）依次插入贯穿槽（352）、定位槽（221），以使装配板（22）装配于装配座（35）；电机（31）驱动转盘（32），第二组锯齿（322）啮合、然后脱离上层齿轮（33），以使上层齿轮（33）转动90°，同时使转移板（2）顺时针转动至第二点位（b）；

在第二点位（b）处，将一张第一芯板（11）放置于转移板（2）预设区域，此时，蚀刻区域（111）所在面朝上设置，再叠合一张PP（14）；

在第一点位（a）处，叠合一张或多张第二芯板（12），将铜基（13）放置于铜基槽（121）内，当叠合多张第二芯板（12）时，中间利用PP（14）隔开；

在第三点位（c）处，叠合一张PP（14），最后叠合一张第一芯板（11），此时，蚀刻区域（111）所在面朝下设置；

在第一点位（a）处，取下转移板（2）；

S5、压合：叠合之后，热压形成初级嵌铜印制电路板；

S6、钻盲孔：从初级嵌铜印制电路板顶面和底面分别钻盲孔，且盲孔钻至铜基（13）；

S7、填孔盲孔：进行沉铜/整板电镀，再进行填孔电镀填充盲孔；

S8、后工序加工：进行外层线路及线路后工序加工，得到嵌铜印制电路板。

2.根据权利要求1所述的嵌铜印制电路板加工方法，其特征在于，步骤S4中，转动装置（3）将转移板（2）从第二点位（b）转动至第一点位（a）的方法是：

第二组锯齿（322）脱离上层齿轮（33）后，电机（31）继续驱动转盘（32），第一组锯齿（322）啮合、然后脱离下层齿轮（33），以使下层齿轮（33）转动90°，使转移板（2）逆时针转动至第一点位（a）。

3.根据权利要求2所述的嵌铜印制电路板加工方法，其特征在于，步骤S4中，转动装置（3）将转移板（2）从第一点位（a）转动至第三点位（c）的方法是：

第一组锯齿（322）脱离下层齿轮（33）后，电机（31）继续驱动转盘（32），第二组锯齿（322）啮合、然后脱离下层齿轮（33），以使下层齿轮（33）转动90°，使转移板（2）逆时针转动至第三点位（c）。

4.根据权利要求3所述的嵌铜印制电路板加工方法，其特征在于，步骤S4中，转动装置（3）将转移板（2）从第三点位（c）转动至第一点位（a）的方法是：

第二组锯齿（322）脱离下层齿轮（33）后，电机（31）继续驱动转盘（32），第一组锯齿（322）啮合、然后脱离上层齿轮（33），以使上层齿轮（33）转动90°，使转移板（2）顺时针转动至第一点位（a）。

5.根据权利要求1所述的嵌铜印制电路板加工方法，其特征在于，转移板（2）上分布有多个气动升降杆（21），并围成限位区，用于叠合芯板。

6.根据权利要求1所述的嵌铜印制电路板加工方法，其特征在于，贯穿槽（352）、定位槽（221）为十字架型，定位件（36）包括中心杆（361）、连杆（362）、气动伸缩杆（363）、十字板（364），中心杆（361）竖直设于装配座（35），连杆（362）一端连接中心杆（361），另一端连接气动伸缩杆（363）顶部，气动伸缩杆（363）底部连接十字板（364），十字板（364）对应贯穿槽（352）、定位槽（221），步骤S4中，将定位件（36）依次插入贯穿槽（352）、定位槽（221）的方法是：

气动伸缩杆（363）伸长，使十字板（364）下降插入贯穿槽（352）、定位槽（221）内。

7.根据权利要求1所述的嵌铜印制电路板加工方法，其特征在于，步骤S4中，当叠合多张第二芯板（12）时，中间利用PP（14）隔开，且该PP（14）上通过锣槽步骤加工出铜基槽（121）。

8.一种嵌铜印制电路板，其特征在于，利用如权利要求1~7中任一项所述的嵌铜印制电路板加工方法制作而成。

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