CN115802595A - 一种厚铜pcb板及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种厚铜PCB板及加工方法，该厚铜PCB板及加工方法旨在解决现有线路板在使用时不能对线路板的导热效率和导热效果进行有效提升及不能对PCB板的结构强度进行提升的技术问题。包括复合基板层，复合基板层的内部分别开设有若干规则分布的内铆孔和一组呈线性阵列分布的导热槽孔，复合基板层的上下两面通过导电胶层分别粘接有上铜基板和下铜基板，上铜基板的底面及下铜基板的顶面均一体成型有一组与导热槽孔配合的导热凸条，下铜基板的底面通过导热胶层粘接有绝缘导热陶瓷层，绝缘导热陶瓷层的内部且对应每个内铆孔的位置均开设有外铆孔，上铜基板、下铜基板和绝缘导热陶瓷层通过铆钉铆固。

Description

一种厚铜PCB板及加工方法

技术领域

本发明属于厚铜PCB板技术领域，具体涉及一种厚铜PCB板及加工方法。

背景技术

PCB线路板，又称印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供者，采用电路板的主要优点是大大减少布线和装配的差错，提高了自动化水平和生产劳动率，按照线路板层数，PCB板可分为单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板。

厚铜PCB电源板是一种常用的印制电路板，一般指PCB板件内外任一层大于等于3oz的用于电源模块的板件，由于内外层采用铜箔的厚度均大于2oz，产生的高度差对于PCB板件压合的缺胶影响极大，也就是在PCB板件内的树脂容易存在空洞。

现有技术中，公开号为CN107182167A的专利文件公开了一种厚铜PCB电源板，该发明提供的厚铜PCB电源板，其铺铜区具有开口，开口的一端连通至铺铜区的中空部分，另一端连通至铺铜区的外边缘，进而在钻孔时，产生的铜丝均在开口处断开，因而缠丝级短，切削完毕即可被吸尘管道吸走，避免孔壁受到铜丝的摩擦，进一步提高内孔的加工可靠性，进而提高厚铜PCB电源板的良品率，但是上述厚铜PCB电源板在使用时对PCB线路板的导热效率和导热效果提升效率有限，且结构之间的连接稳度和结构强度较低，基于此，本发明提供了一种厚铜PCB板及加工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

（1）要解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种厚铜PCB板及加工方法，旨在解决现有线路板不能对线路板的导热效率和导热效果进行有效提升，结构之间的连接稳度和结构强度较低的技术问题。

（2）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种厚铜PCB板，该种厚铜PCB板，包括复合基板层，所述复合基板层的内部分别开设有若干规则分布的内铆孔和一组呈线性阵列分布的导热槽孔，所述复合基板层的上下两面通过导电胶层分别粘接有上铜基板和下铜基板，所述上铜基板的底面及下铜基板的顶面均一体成型有一组与导热槽孔配合的导热凸条，下铜基板的底面通过导热胶层粘接有绝缘导热陶瓷层，所述绝缘导热陶瓷层的内部且对应每个内铆孔的位置均开设有外铆孔，所述上铜基板、下铜基板和绝缘导热陶瓷层通过铆钉铆固；

所述复合基板层包括PCB基板层，所述PCB基板层的上下表面均设置有激光磨层，两个所述激光磨层的外侧面均电镀有镀铜层。

优选地，所述导热凸条的形状与导热槽孔的形状适配，所述导热槽孔为长条孔，所述导热槽孔的宽度为复合基板层长度的0.1倍，所述导热槽孔的长度为复合基板层宽度的0.7倍-0.8倍。

进一步的，所述导热凸条的厚度为复合基板层厚度的0.51倍-0.53倍。

更进一步的，所述PCB基板层的厚度为0.8mm-2mm，所述镀铜层的厚度为PCB基板层厚度的0.1倍-0.2倍。

更进一步的，所述上铜基板的顶面固定设置有激光蚀刻线路图案，所述铆钉为尼龙钉。

更进一步的，每个所述铆钉均由对应位置的内铆孔和外铆孔穿出，下铜基板的底面开设有一组呈线性阵列分布的定位卡槽，所述绝缘导热陶瓷层的顶面且对应每一定位卡槽的位置均安装有与定位卡槽配合的限位凸条，所述定位卡槽为“V”形，所述限位凸条与定位卡槽的形状适配。

更进一步的，一种厚铜PCB板的加工方法，包括以下步骤：

SS001、预加工，利用激光开孔技术在PCB基板中进行导热槽孔的开取，同时在PCB基板、上铜基板和下铜基板上进行内铆孔的开取，在绝缘导热陶瓷板中进行外铆孔的开取，利用挤压成型工艺在上铜基板和下铜基板上进行导热凸条的一体成型，利用开槽工艺于下铜基板的底面进行定位卡槽的连续开槽，同时利用挤压塑型工艺在绝缘导热陶瓷层上进行限位凸条与绝缘导热陶瓷层的一体成型；

SS002、一次清洗，利用超声波清洗技术将预加工完毕后的PCB基板、上铜基板、下铜基板和绝缘导热陶瓷层置于去离子水中一次清洗并一次烘干，去离子水清洗时，同时添加入定量除油剂；

SS003、酸洗磷化，加入酸洗剂，对上铜基板和下铜基板进行酸洗处理，酸洗处理完毕后的上铜基板和下铜基板进行去离子水清洗；

SS004、磨层加工，采用预备的激光器对PCB基板的上下表面进行激光光束磨化处理，光束磨化处理时激光器发射的激光使激光粉活化形成增摩凸粒核，并且最终形成粗糙的激光磨层表面；

SS005、电镀铜处理，在电镀槽中倒入电镀液，同时将开孔完毕后的PCB基板放入电镀槽并使电镀液淹没PCB基板，之后于电镀液中放入金属铜使其为阳极，PCB基板为阴极，将电镀液接入直流电源，对PCB基板进行电镀铜处理，PCB基板电镀铜处理完毕后，将电镀完毕后的PCB基板进行二次水洗及二次烘干；

SS006、涂胶作业，在复合基板层的上下表面进行导电胶的涂抹，之后，将上铜基板和下铜基板通过导电胶分别粘接于复合基板层的上下表面，粘接完毕后，将预粘接完毕后的上铜基板、下铜基板和复合基板层于压合设备中进行压合定型；

SS007、定型，SS005步骤中，在下铜基板的定位卡槽中进行导热胶的涂抹，导热胶涂抹完毕后，通过导热胶将下铜基板与绝缘导热陶瓷层预粘接为一体，预粘接后，应保证上铜基板上的内铆孔与绝缘导热陶瓷层上的外铆孔对准，预粘接完毕后的上铜基板、下铜基板和绝缘导热陶瓷层于压合设备中进行压合定型；

SS008、铆固，SS006步骤中的上铜基板、下铜基板和绝缘导热陶瓷层于压合设备中进行压合定型指定时间后，于压合条件下进行铆钉的安装，从而完成厚铜PCB板的初步成型作业；

SS009、图案成型，利用激光光束在上铜基板的表面进行定制激光线路图案蚀刻，蚀刻完毕后，去除蚀刻废屑，继而完成厚铜PCB板的成型作业。

更进一步的，所述SS003步骤中酸洗剂为焦磷酸钾，且其溶度为415g/L-500g/L，所述导热胶为导热硅脂，所述导电胶为导电铜浆。

更进一步的，所述SS005步骤及SS006步骤中，压合定型时的配重压力重量为8KG-15KG，压合定型时的时间为5min-10min，压合定型时的温度为5℃-15℃。

更进一步的，所述SS005步骤中阴极的电流密度3.2A/dm2-4A/dm2，电镀温度为55℃-70℃，电镀时间为10min-25min。

（3）有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过导热胶层、绝缘导热陶瓷层、导热凸条等结构的设置，使本厚铜PCB板在工作时能够达到高效稳定散热目的，继而有效提高本厚铜PCB板作为线路板使用时的稳定性及运行时的高效性；

本发明通过定位卡槽与限位凸条的设置，从而提高绝缘导热陶瓷层与下铜基板的接触面积，通过上述接触面积的增加，从而进一步提高绝缘导热陶瓷层的导热效率和导热效果，通过激光磨层的形成，从而提高镀铜层在PCB基板上的粘附和固化效果，继而提高本PCB板的结构稳定性和结构强度。

附图说明

图1为本发明装置一种厚铜PCB板的爆炸结构示意图；

图2为本发明图1的剖面结构示意图；

图3为本发明下铜基板和绝缘导热陶瓷层的剖面结构示意图；

图4为一种厚铜PCB板的加工方法的流程示意图。

附图中的标记为：1、复合基板层；2、内铆孔；3、导热槽孔；4、导电胶层；5、上铜基板；6、下铜基板；7、导热凸条；8、导热胶层；9、绝缘导热陶瓷层；10、铆钉；11、外铆孔；61、定位卡槽；91、限位凸条；101、PCB基板层；102、激光磨层；103、镀铜层。

实施方式

实施例

请参阅图1－图3，本具体实施方式是一种厚铜PCB板，该厚铜PCB板，包括复合基板层1，复合基板层1的内部分别开设有若干规则分布的内铆孔2和一组呈线性阵列分布的导热槽孔3，导热槽孔3为长条孔，导热槽孔3的宽度为复合基板层1长度的0.1倍，导热槽孔3的长度为复合基板层1宽度的0.7倍；

复合基板层1的上下两面通过导电胶层4分别粘接有上铜基板5和下铜基板6，上铜基板5的顶面固定设置有激光蚀刻线路图案；

上铜基板5的底面及下铜基板6的顶面均一体成型有一组与导热槽孔3配合的导热凸条7，导热凸条7的形状与导热槽孔3的形状适配，导热凸条7的厚度为复合基板层1厚度的0.51倍，通过导热凸条7的厚度设置，从而保证上铜基板5和下铜基板6能够充分贴合并紧密连接为一体，从而实现高效导热；

下铜基板6的底面通过导热胶层8粘接有绝缘导热陶瓷层9，绝缘导热陶瓷层9设置的作用在于对本厚铜PCB板的底面进行绝缘并对上铜基板5进行有效导热；

绝缘导热陶瓷层9的内部且对应每个内铆孔2的位置均开设有外铆孔11，上铜基板5、下铜基板6和绝缘导热陶瓷层9通过铆钉10铆固，铆钉10为尼龙钉，通过铆钉10的类型及种类设置，从而起到绝缘作用；

复合基板层1包括PCB基板层101，PCB基板层101的厚度为1mm，PCB基板层101的上下表面均设置有激光磨层102，两个激光磨层102的外侧面均电镀有镀铜层103，镀铜层103的厚度为PCB基板层101厚度的0.2倍。

每个铆钉10均由对应位置的内铆孔2和外铆孔11穿出，下铜基板6的底面开设有一组呈线性阵列分布的定位卡槽61，绝缘导热陶瓷层9的顶面且对应每一定位卡槽61的位置均安装有与定位卡槽61配合的限位凸条91，定位卡槽61为“V”形，限位凸条91与定位卡槽61的形状适配，通过定位卡槽61与限位凸条91的设置，从而提高绝缘导热陶瓷层9与下铜基板6的接触面积，通过上述接触面积的增加，从而有效提高绝缘导热陶瓷层9的导热效率和导热效果。

请参阅图4，一种厚铜PCB板的加工方法，包括以下步骤：

SS001、预加工，利用激光开孔技术在PCB基板中进行导热槽孔3的开取，同时在PCB基板、上铜基板5和下铜基板6上进行内铆孔2的开取，在绝缘导热陶瓷板中进行外铆孔11的开取，利用挤压成型工艺在上铜基板5和下铜基板6上进行导热凸条7的一体成型，利用开槽工艺于下铜基板6的底面进行定位卡槽61的连续开槽，同时利用挤压塑型工艺在绝缘导热陶瓷层9上进行限位凸条91与绝缘导热陶瓷层9的一体成型；

SS002、一次清洗，利用超声波清洗技术将预加工完毕后的PCB基板、上铜基板5、下铜基板6和绝缘导热陶瓷层9置于去离子水中一次清洗并一次烘干，去离子水清洗时，同时添加入定量除油剂；

SS003、酸洗磷化，加入酸洗剂，对上铜基板5和下铜基板6进行酸洗处理，酸洗处理完毕后的上铜基板5和下铜基板6进行去离子水清洗，SS003步骤中酸洗剂为焦磷酸钾，且其溶度为415g/L；

SS004、磨层加工，采用预备的激光器对PCB基板的上下表面进行激光光束磨化处理，光束磨化处理时激光器发射的激光使激光粉活化形成增摩凸粒核，并且最终形成粗糙的激光磨层102表面，通过激光磨层102的形成，从而提高镀铜层103在PCB基板上的粘附和固化效果；

SS005、电镀铜处理，在电镀槽中倒入电镀液，同时将开孔完毕后的PCB基板放入电镀槽并使电镀液淹没PCB基板，之后于电镀液中放入金属铜使其为阳极，PCB基板为阴极，将电镀液接入直流电源，对PCB基板进行电镀铜处理，PCB基板电镀铜处理完毕后，将电镀完毕后的PCB基板进行二次水洗及二次烘干；

SS005步骤中阴极的电流密度3.2A/dm2，电镀温度为55℃，电镀时间为10min：

SS006、涂胶作业，在复合基板层1的上下表面进行导电胶的涂抹，之后，将上铜基板5和下铜基板6通过导电胶分别粘接于复合基板层1的上下表面，导电胶为导电铜浆，粘接完毕后，将预粘接完毕后的上铜基板5、下铜基板6和复合基板层1于压合设备中进行压合定型；

SS005步骤及SS006步骤中，压合定型时的配重压力重量为8KG，压合定型时的时间为5min，压合定型时的温度为5℃。

SS007、定型，SS005步骤中，在下铜基板6的定位卡槽61中进行导热胶的涂抹，导热胶为导热硅脂，导热胶涂抹完毕后，通过导热胶将下铜基板6与绝缘导热陶瓷层9预粘接为一体，预粘接后，应保证上铜基板5上的内铆孔2与绝缘导热陶瓷层9上的外铆孔11对准，预粘接完毕后的上铜基板5、下铜基板6和绝缘导热陶瓷层9于压合设备中进行压合定型；

SS008、铆固，SS006步骤中的上铜基板5、下铜基板6和绝缘导热陶瓷层9于压合设备中进行压合定型指定时间后，于压合条件下进行铆钉10的安装，从而完成厚铜PCB板的初步成型作业；

SS009、图案成型，利用激光光束在上铜基板5的表面进行定制激光线路图案蚀刻，蚀刻完毕后，去除蚀刻废屑，继而完成厚铜PCB板的成型作业。

实施例

与实施例一不同的为，一种厚铜PCB板，导热槽孔3的长度为复合基板层1宽度的0.8倍，从而较实施例一进一步提高导热槽孔3的导热效率和导热效果；

导热凸条7的厚度为复合基板层1厚度的0.53倍，通过导热凸条7的厚度改变，从而较实施例一进一步提高两个导热凸条7的贴合度；

PCB基板层101的厚度为2mm，镀铜层103的厚度为PCB基板层101厚度的0.1倍，通过上述规格设置，从而使本厚铜PCB板适用于多种加工需求；

一种厚铜PCB板的加工方法，SS003步骤中酸洗剂为焦磷酸钾，且其溶度为500g/L，从而较实施例一明显提高酸洗效率和酸洗效果；

SS005步骤及SS006步骤中，压合定型时的配重压力重量为15KG，压合定型时的时间为10min，压合定型时的温度为15℃，继而提高厚铜PCB板的定型效果；

SS005步骤中阴极的电流密度34A/dm2，电镀温度为70℃，电镀时间为5min，继而较实施例一明显提高电镀效率；

本实施例中的所有技术特征均可根据实际需要而进行自由组合。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种厚铜PCB板，其特征在于，包括复合基板层（1），所述复合基板层（1）的内部分别开设有若干规则分布的内铆孔（2）和一组呈线性阵列分布的导热槽孔（3），所述复合基板层（1）的上下两面通过导电胶层（4）分别粘接有上铜基板（5）和下铜基板（6），所述上铜基板（5）的底面及下铜基板（6）的顶面均一体成型有一组与导热槽孔（3）配合的导热凸条（7），下铜基板（6）的底面通过导热胶层（8）粘接有绝缘导热陶瓷层（9），所述绝缘导热陶瓷层（9）的内部且对应每个内铆孔（2）的位置均开设有外铆孔（11），所述上铜基板（5）、下铜基板（6）和绝缘导热陶瓷层（9）通过铆钉（10）铆固；

所述复合基板层（1）包括PCB基板层（101），所述PCB基板层（101）的上下表面均设置有激光磨层（102），两个所述激光磨层（102）的外侧面均电镀有镀铜层（103）。

2.根据权利要求1所述的一种厚铜PCB板，其特征在于，所述导热凸条（7）的形状与导热槽孔（3）的形状适配，所述导热槽孔（3）为长条孔，所述导热槽孔（3）的宽度为复合基板层（1）长度的0.1倍，所述导热槽孔（3）的长度为复合基板层（1）宽度的0.7倍-0.8倍。

3.根据权利要求2所述的一种厚铜PCB板，其特征在于，所述导热凸条（7）的厚度为复合基板层（1）厚度的0.51倍-0.53倍。

4.根据权利要求3所述的一种厚铜PCB板，其特征在于，所述PCB基板层（101）的厚度为0.8mm-2mm，所述镀铜层（103）的厚度为PCB基板层（101）厚度的0.1倍-0.2倍。

5.根据权利要求4所述的一种厚铜PCB板，其特征在于，所述上铜基板（5）的顶面固定设置有激光蚀刻线路图案，所述铆钉（10）为尼龙钉。

6.根据权利要求5所述的一种厚铜PCB板，其特征在于，每个所述铆钉（10）均由对应位置的内铆孔（2）和外铆孔（11）穿出，下铜基板（6）的底面开设有一组呈线性阵列分布的定位卡槽（61），所述绝缘导热陶瓷层（9）的顶面且对应每一定位卡槽（61）的位置均安装有与定位卡槽（61）配合的限位凸条（91），所述定位卡槽（61）为“V”形，所述限位凸条（91）与定位卡槽（61）的形状适配。

7.根据权利要求1-6任意一所述的一种厚铜PCB板的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

SS001、预加工，利用激光开孔技术在PCB基板中进行导热槽孔（3）的开取，同时在PCB基板、上铜基板（5）和下铜基板（6）上进行内铆孔（2）的开取，在绝缘导热陶瓷板中进行外铆孔（11）的开取，利用挤压成型工艺在上铜基板（5）和下铜基板（6）上进行导热凸条（7）的一体成型，利用开槽工艺于下铜基板（6）的底面进行定位卡槽（61）的连续开槽，同时利用挤压塑型工艺在绝缘导热陶瓷层（9）上进行限位凸条（91）与绝缘导热陶瓷层（9）的一体成型；

SS002、一次清洗，利用超声波清洗技术将预加工完毕后的PCB基板、上铜基板（5）、下铜基板（6）和绝缘导热陶瓷层（9）置于去离子水中一次清洗并一次烘干，去离子水清洗时，同时添加入定量除油剂；

SS003、酸洗磷化，加入酸洗剂，对上铜基板（5）和下铜基板（6）进行酸洗处理，酸洗处理完毕后的上铜基板（5）和下铜基板（6）进行去离子水清洗；

SS004、磨层加工，采用预备的激光器对PCB基板的上下表面进行激光光束磨化处理，光束磨化处理时激光器发射的激光使激光粉活化形成增摩凸粒核，并且最终形成粗糙的激光磨层（102）表面；

SS005、电镀铜处理，在电镀槽中倒入电镀液，同时将开孔完毕后的PCB基板放入电镀槽并使电镀液淹没PCB基板，之后于电镀液中放入金属铜使其为阳极，PCB基板为阴极，将电镀液接入直流电源，对PCB基板进行电镀铜处理，PCB基板电镀铜处理完毕后，将电镀完毕后的PCB基板进行二次水洗及二次烘干；

SS006、涂胶作业，在复合基板层（1）的上下表面进行导电胶的涂抹，之后，将上铜基板（5）和下铜基板（6）通过导电胶分别粘接于复合基板层（1）的上下表面，粘接完毕后，将预粘接完毕后的上铜基板（5）、下铜基板（6）和复合基板层（1）于压合设备中进行压合定型；

SS007、定型，SS005步骤中，在下铜基板（6）的定位卡槽（61）中进行导热胶的涂抹，导热胶涂抹完毕后，通过导热胶将下铜基板（6）与绝缘导热陶瓷层（9）预粘接为一体，预粘接后，应保证上铜基板（5）上的内铆孔（2）与绝缘导热陶瓷层（9）上的外铆孔（11）对准，预粘接完毕后的上铜基板（5）、下铜基板（6）和绝缘导热陶瓷层（9）于压合设备中进行压合定型；

SS008、铆固，SS006步骤中的上铜基板（5）、下铜基板（6）和绝缘导热陶瓷层（9）于压合设备中进行压合定型指定时间后，于压合条件下进行铆钉（10）的安装，从而完成厚铜PCB板的初步成型作业；

SS009、图案成型，利用激光光束在上铜基板（5）的表面进行定制激光线路图案蚀刻，蚀刻完毕后，去除蚀刻废屑，继而完成厚铜PCB板的成型作业。

8.根据权利要求7所述的一种厚铜PCB板加工方法，其特征在于，所述SS003步骤中酸洗剂为焦磷酸钾，且其溶度为415g/L-500g/L，所述导热胶为导热硅脂，所述导电胶为导电铜浆。

9.根据权利要求8所述的一种厚铜PCB板加工方法，其特征在于，所述SS005步骤及SS006步骤中，压合定型时的配重压力重量为8KG-15KG，压合定型时的时间为5min-10min，压合定型时的温度为5℃-15℃。

10.根据权利要求9所述的一种厚铜PCB板加工方法，其特征在于，所述SS005步骤中阴极的电流密度3.2A/dm2-4A/dm2，电镀温度为55℃-70℃，电镀时间为10min-25min。

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