CN115988779B - 一种改善混合材料pcb板弯曲的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，通过对升温阶段及降温阶段采取分阶段控温、对升温阶段及固化阶段采取分阶段控压的措施，使压合过程中软化的树脂充分流动填补孔隙并减少热应力的产生；分阶段控制高温固化阶段的压力，促进树脂材料的热固化，并保证材料固化相变过程的均匀、完全，同时充分释放热应力；分段控制降温阶段温度、下调冷却温度，延长了降温过程及材料内部应力释放过程，避免了因应力集中及应力残余导致的板弯曲。本发明方法操作简便、成本低廉、效果明显，可以广泛应用于混合材料PCB板材的不对称压合制造，特别是热膨胀系数差异较大混合材料PCB板材的的不对称压合制造。
Description
技术领域
本领域属于PCB制造领域，尤其涉及一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法。
背景技术
PCB(Printed Circuit Board，简称为PCB)又名印制电路板，集成电路的迅速发展及广泛应用，使电子设备的种类及应用迅速发展，PCB的品类也不断更新，随着PCB表面安装技术的不断发展，以及新一代表面安装器件的不断推出，电子产品更加智能化、小型化，PCB的设计也逐渐向多层、个性化的方向发展，多层PCB以其设计灵活、稳定可靠的电气性能和优越的经济性能，被广泛应用于电子产品的生产制造中，多层PCB在工业技术发展中不断迭代，出现了高密度多层板(SLC)及各种各样的高密度互连(HDI)微孔板等，PCB的结构和质量也正在向超高密度、微型化和高可靠性程度发展。
一般多层PCB的内层电路板设计工艺是采用同种材料基板搭配相同材料的粘结片热压合，线路层之间的半固化片的数量及厚度都是相同的，属于完全对称结构。而PCB的混合材料压合工艺设计，则是在层压式印制电路板的高频传输的信号层采用高频材料，其它信号层及粘结片采用普通低频材料以节省成本的优化组合的方式，并且，在制作此类PCB时，由于设计中的需求，如阻抗匹配的需要等，在混合材料PCB的压合工艺设计中高频线路层及其他层的厚度往往不一致，因此其上下层所需的粘结片的材料、数量也不尽相同，属于不对称结构。
多层PCB通常通过热压合粘结在一起，具体是在相邻线路层之间分别叠加粘结片，主要的目的在于通过温度与压力使粘结片结合不同的内层芯板及外层铜箔，并利用外层铜箔作为外层线路的基地。为了合理控制热压合的温度，使制造的PCB各层间稳定可靠粘结，在PCB的压合制造前，应当基于CPB各层所采用各种材料的物理性能选择合理的压合温度区间及压合程序，PCB的压合程序一般包含预热、升温、固化以及降温四个阶段，先预热材料及进行压合准备，而后通过升温阶段使树脂软化并均匀流动，再通过固化阶段使软化树脂逐渐固化并粘结相邻两层，最后通过降温阶段使多层PCB进一步成型，最终获得形状稳定紧密粘结的多层PCB。
压合是多层PCB制造中最重要的程序，决定了多层PCB的产品质量，合格的PCB必须达到压合后各项PCB基本质量控制标准，其中，压合过程影响PCB质量最常见的因素就是与内层板尺寸变化的一致性及热应力影响的板弯曲。而在混合材料PCB的不对称压合制造过程中，由于PCB结构的不对称性及混合材料物理性能的影响，PCB在混合材料压合加工过程中，压合结构的不对称导致的热压时内部温度不均、热应力集中及降温时冷却速率不均、应力释放不完全，都会造成压合制作的PCB出现板弯曲现象；压合制作过程中互相接触的两种材料热膨胀系数差异大也会导致PCB中相邻的两层在压合过程中升温降温时各方向上产生不一致的胀缩，特别是在竖直方向上的胀缩不均匀，会使PCB板朝着胀缩系数更大的材料一侧弯曲，造成压合制造的PCB的板弯曲过大，导致PCB在后续插件时的对位偏差引起废片，严重影响产品性能，给PCB流程制造带来极大困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，有效解决混合材料PCB不对称压合情况下板弯曲的缺陷。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，所述PCB的压合方式为不对称压合，所述PCB的压合过程包含四个阶段：S1：真空阶段、S2：升温阶段、S3：固化阶段和S4：降温阶段，其特征在于，
S1：真空环境、无压力；140～160℃恒温加热；
S2：真空环境、分阶段控制压力状态；由140～160℃分阶段升温至230～245℃；
S3：分阶段控制真空状态、压力状态；190～210℃分阶段恒温压合；
S4：非真空环境、低压状态；由190～210℃分阶段降温至40～60℃。
在本技术方案中，在混合材料PCB的不对称压合过程中，在S1阶段时，用于压合的各层材料在真空环境下、140～160℃的温度下恒温加热一段时间，可以预热材料，提高待压合材料的初温，以保证材料在后续压合过程中的尺寸稳定性，避免在后续升温阶段中因急热在材料内部产生集中应力，影响板材的平整度，同时采用真空环境，可以避免空气的引入在树脂材料的软化的过程中产生气泡，影响材料的均匀性；在S2阶段时，根据用于压合的各层材料特性分阶段升温，通过在树脂材料软化阶段及树脂材料粘流阶段采用不同升温程序及压力状态，调节树脂的流动性，促进树脂填平板间孔隙，同时尽量减少热应力的产生；在S3阶段中，根据树脂材料特性采取了高温固化的方式，促进软化树脂材料的热固化，并在热固化开始阶段及热固化相对稳定阶段采取分阶段控制其压力状态及真空状态，令材料固化相变过程均匀、完全，同时充分释放热应力；在S4阶段中，在非真空环境、低压状态下，通过分阶段控制降温程序，使降温过程均匀、可控，降低了冷却温度，延长了降温过程，即是延长了材料内应力的释放时间，促进材料内应力完全释放，从而改善成型的PCB板件因应力集中及应力残余引起的板弯曲现象，同时从压合机中取出PCB整板的温度较低，也保证了后续工序中PCB的尺寸稳定性。
进一步地，所述降温阶段S4分为两个阶段：S41：慢速降温阶段和S42：快速降温阶段，且所述S41阶段的降温速率小于S42阶段的降温速率。
进一步地，所述S41阶段中，温度由190～210℃下降至110～130℃；所述S42阶段中，温度由110～130℃下降至40～60℃。
本技术方案中，S4阶段中采取了分阶段控温，混合材料PCB由于材料间的热膨胀系数不同，在降温时的收缩形变量不同，同时收缩形变量还受降温的初始温度及降温速率影响，因此分阶段控温可控制在不同初始温度下的降温速率，进而减少收缩形变、改善PCB板弯曲；阶段S4中还采取了40～60℃的冷却温度，冷却温度低，因此延长了降温阶段的整体过程，也延长了压合后PCB板间应力的释放过程，减少了PCB板间的残余应力，也进一步避免了后续工序中因PCB板间残余应力引起的板弯曲；同时，较低的冷却温度也保证了从压合机中取出PCB整板的温度较低，PCB的尺寸稳定、硬度较高，在后续工序中也不易产生机械形变影响PCB的平整度。
进一步地，所述S41阶段中包含3～5段时间均等、速率一致的降温程序，程序降温速率为1.0～2.0℃/min。
进一步地，所述S42阶段中包含2～4段时间均等、速率一致的降温程序，程序降温速率为1.6～3.6℃/min。
优选地，所述S41阶段中包含4段时间均等、速率一致的降温程序，程序降温速率为1.3℃/min。
优选地，所述S42阶段中包含3段时间均等、速率一致的降温程序，程序降温速率为2.0℃/min。
在本技术方案中，对混合材料PCB不对称压合时的降温阶段的温度进行多阶段多程序控制，保证PCB中各层材料在冷却的过程中温度均匀下降，全降温过程均采用低降温速率使不对称压合过程中PCB中的树脂因不均匀填充空隙产生的应力可以缓慢均匀地释放，降低冷却温度，延长降温阶段的时间也延长了PCB的板间应力释放过程，保证了PCB的板间应力的充分释放，避免在后续制造及使用过程因残余应力释放导致的板弯曲，同时，从压合机中取出PCB整板的温度较低，也保证了后续工序中PCB的尺寸稳定性，其温度控制区间及降温速率控制区间均可由PCB制造采用的材料的实际情况而合理选择。
本发明还对混合材料压合的PCB的压合过程中的升温阶段S2中的温度及压力状态进行了多段控制，所述S2阶段包括三个阶段：S21：恒温阶段、S22：快速升温阶段和S23：慢速升温阶段；
S21：真空环境、低压状态；140～160℃恒温6～10min；
S22：真空环境、低压状态；在18～25min内逐步由140～160℃升温至210～230℃；
S23：真空环境、高压状态；在25～32min内由210～230℃升温至230～245℃。
进一步地，所述S22阶段包含两个时间均等的升温阶段：S221：相对低速升温阶段和S222：相对高速升温阶段；
S221：在5～7min内由140～160℃升温至170～190℃；
S222：在5～7min内由170～190℃升温至210～230℃；
本技术方案中，对S2阶段采取了分阶段控温及分阶段控压，混合材料PCB中的粘结片作为一种树脂材料，在软化温度区间与达到粘流态温度(Tf)时的状态与组成有明显不同，在越过玻璃态转化温度(Tg)处于软化温度区间时，树脂材料的粘度逐渐降低，流动性逐渐增加，直至在Tf处达到最佳的流动状态，因此分阶段控制升温阶段的升温过程，可以控制树脂材料的均匀性和流动性，配合分阶段压力状态的控制，可以避免升温过程中的应力集中及填隙不均。
因此在本技术方案中，依据混合材料的特性，对混合材料PCB的不对称压合过程中升温阶段的温度与压力状态进行了多段控制，初始阶段为恒温阶段S21，使加热盘和压合板的料温的初始温度保持一致，同时对压合所采用的各层材料进行预热，保持材料的在受热时的尺寸稳定性，保证在后续升温过程材料中温度能均匀上升，避免在升温速率较大时产生热应力的集中影响PCB板面的平整度；随后进入快速升温阶段S22，S22阶段采用3.0～5.0℃/min的高升温速率，并且在其中温度相对较高的区间的升温速率大于在其中温度相对较低的区间的升温速率，保证树脂能在越过玻璃态转化温度后充分软化并迅速到达其最佳流动状态；最后进入慢速升温阶段S23，在粘流温度附近延长升温时间，降低升温速率，保证树脂均匀流动，同时采用较高的压力状态，促使流动的树脂填补与其相接触的各板间的孔隙。具体的温度控制区间可由PCB制作时所采用的材料的实际情况而合理选择。
进一步地，本发明对混合材料PCB的压合过程中的真空环境与加压状态进行了分段控制，所述的固化阶段S3包含两个阶段：高压固化阶段S31和低压固化阶段S32；
所述S3阶段的真空环境与加压状态为：
S31：真空环境、高压状态；
S32：非真空环境、低压状态；
所述低压状态的压力值为60～85PSI，所述高压状态的压力值为300～350PSI。
本技术方案中，S3阶段中采取了分阶段控制压力状态及真空环境，树脂的固化是树脂中残留的双键或环氧键互相聚合形成交联结构的过程，这一过程在高温下会加速，因此S3阶段中采取了高温固化的方式，促进软化树脂材料的热固化，并且，在热固化开始阶段及热固化相对稳定阶段采取分阶段控制其压力状态及真空状态，可以控制材料固化相变过程的均匀性，同时在热固化的相对稳定阶段保持一段时间高温状态，也能促使材料中因热压合导致的应力充分释放。
在本技术方案中，在压合过程中的S31阶段保持真空环境、可以排除空气对软化树脂高温固化过程的影响，防止气泡进入材料内部，影响材料平整，同时在S31阶段保持高压状态，在树脂材料固化相变过程初期能保持软化树脂的流动性并加速树脂固化，保证材料固化相变过程的均匀、完全；在S32阶段保持低压状态，并调整为非真空环境、在热固化相对稳定阶段采用较低的压力状态下可以使材料在温度较高情况下消除材料因压合过程导致的应力，引入空气还可以加速树脂材料的进一步固化，可以使树脂在快速升温阶段能在缓慢均匀流动，减少应力集中，在固化阶段后期与降温阶段能在较低的压力水平下维持压合板的形状，同时保持PCB内部压力的充分释放。进一步地，本技术方案中采取的压力值为：低压状态时的压力值为60～85PSI，高压状态时的压力值为300～350PSI。
进一步地，所述混合材料PCB的结构中至少包含两种树脂材料，且至少包含一种高频材料。
进一步地，所述两种树脂材料在竖直方向上的热膨胀系数比值为1：7～1：12。
在本技术方案中，互相接触的两种材料热膨胀系数差异大也会导致其在升温或降温时在各方向上产生不一致的胀缩，特别是竖直方向上的热膨胀系数对混合材料PCB的不对称压合制作过程影响极大。高频材料作为一类介电常数低、介质损耗小的高性能材料，其热膨胀系数也较小，与普通树脂材料间热膨胀系数的差异较大，因此，优选地，混合材料PCB的结构中至少包含两种树脂材料，且至少包含一种高频材料，优选地，所述高频材料可选用聚四氟乙烯板材，其他树脂材料可选用环氧树脂板材；优选地，所述高频材料选用基于陶瓷填充的聚四氟乙烯电路材料，其他树脂材料选用FR4环氧树脂板材，更进一步地，高频材料选用RO3003板材，其他树脂材料为370HR环氧树脂板材。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明提供的改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法通过对升温阶段及降温阶段采取分阶段控温、对升温阶段及固化阶段采取分阶段控压的措施，使压合过程中软化的树脂充分流动填补不对称孔隙并减少压合过程中热应力的产生；分阶段控制高温固化阶段的压力，在促进树脂材料的热固化的同时，保证了材料固化相变过程的均匀、完全，同时充分释放热应力；分段控制降温阶段温度、下调冷却温度，延长了降温过程，也延长了材料内部应力释放过程，避免了因应力集中及应力残余导致的板弯曲。本发明方法操作简便、成本低廉、效果明显，可以广泛应用于混合材料PCB板材的不对称压合制造，特别是热膨胀系数差异较大混合材料PCB板材的的不对称压合制造。
附图说明
图1为本发明混合材料PCB的压合流程图。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图1及具体实施方式对本发明作进一步阐述。
实施例1
本实施例为优选实施例，本实施例设计了一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，PCB采用的的压合方式为不对称压合，如附图1中所示，PCB的压合过程依次包含步骤S1：真空阶段、S2：升温阶段、S3：固化阶段和S4：降温阶段，PCB压合制造中板材所采用的两种树脂材料为高频材料RO3003及370FR，粘结片采用普通FR4环氧树脂，将制作完成后的芯板经预排板后放入压合机进行压合。其中，升温阶段S2包括S21：恒温阶段、S22：快速升温阶段和S23：慢速升温阶段，其中，快速升温阶段S22还包含两个时间均等的升温阶段：S221：相对低速升温阶段和S222：相对高速升温阶段；固化阶段S3包含两个阶段：高压固化阶段S31和低压固化阶段S32；所述降温阶段S4包括S41：慢速降温阶段和S42：快速降温阶段。具体压合步骤为：
S1：调节压合机内为真空状态，压力为0，150℃恒温加热15min；
S2：S21：真空环境、压力为75PSI，150℃恒温加热8min；S22：S221：真空环境、压力为75PSI，6min内由150℃升温至180℃；S222：真空环境、压力为75PSI，6min内由180℃升温至220℃；S23：真空环境、压力为325PSI，28min内由220℃升温至235℃；
S3：S31：真空环境、压力为325PSI，198℃恒温压合50min；S32：非真空环境、压力为75PSI，198℃恒温压合50min；
S4：S41：非真空环境、压力为75PSI，在60min内分4段由198℃降温至120℃；S42：
非真空环境、压力为75PSI，在30min内分3段由120℃降温至50℃；
压合完成后，对上述压合制作的电路板抽取12张置于平面，压住其三角贴于平面，测量剩余一角的翘起高度，即为板曲高度值，以表征所制作的电路板的板弯曲状态，结果如下表1中所示。
实施例2
本实施例设计了一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，PCB采用的的压合方式为不对称压合，如附图1中所示，PCB的压合过程依次包含步骤S1：真空阶段、S2：升温阶段、S3：固化阶段和S4：降温阶段，PCB压合制造中板材所采用的两种树脂材料为高频材料RO3003及370FR，粘结片采用普通FR4环氧树脂，将制作完成后的芯板经预排板后放入压合机进行压合。其中，所述降温阶段S4包括S41：慢速降温阶段和S42：快速降温阶段。具体压合步骤为：
S1：调节压合机内为真空状态，压力为0，160℃恒温加热15min；
S2：真空环境、分阶段控制压力，低压状态为85PSI，高压状态为350PSI，在54min内分4段由160℃升至245℃；
S3：分阶段控制真空环境、分阶段控制压力，低压状态为85PSI，高压状态为350PSI，210℃分阶段恒温压合100min；
S4：非真空环境、压力为85PSI，S41：在50min内分4段由210℃降温至130℃；S42：在25min内分3段由130℃降温至60℃；
对上述压合制作的电路板抽取12张置于平面，压住其三角贴于平面，测量剩余一角的翘起高度，即为板曲高度值，以表征所制作的电路板的板弯曲状态，结果如下表1中所示。
实施例3
本实施例设计了一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，PCB采用的的压合方式为不对称压合，如附图1中所示，PCB的压合过程依次包含步骤S1：真空阶段、S2：升温阶段、S3：固化阶段和S4：降温阶段，PCB压合制造中板材所采用的两种树脂材料为高频材料RO3003及370FR，粘结片采用普通FR4环氧树脂，将制作完成后的芯板经预排板后放入压合机进行压合。其中，升温阶段S2包括S21：恒温阶段、S22：快速升温阶段和S23：慢速升温阶段；所述降温阶段S4包括S41：慢速降温阶段和S42：快速降温阶段。具体压合步骤为：
S1：调节压合机内为真空状态，压力为0，160℃恒温加热15min；
S2：真空环境，S21：压力为85PSI，160℃恒温10min；S22：压力为85PSI，25min内由160℃升至230℃；S23：压力为350PSI，30min内由230℃升温至245℃；
S3：分阶段控制真空环境、分阶段控制压力，低压状态为85PSI，高压状态为350PSI，210℃分阶段恒温压合100min；
S4：非真空环境、压力为85PSI，S41：在50min内分4段由210℃降温至130℃；S42：在25min内分3段由130℃降温至60℃；
对上述压合制作的电路板抽取12张置于平面，压住其三角贴于平面，测量剩余一角的翘起高度，即为板曲高度值，以表征所制作的电路板的板弯曲状态。
实施例4
本实施例设计了一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，PCB采用的的压合方式为不对称压合，如附图1中所示，PCB的压合过程依次包含步骤S1：真空阶段、S2：升温阶段、S3：固化阶段和S4：降温阶段，PCB压合制造中板材所采用的两种树脂材料为高频材料RO3003及370FR，粘结片采用普通FR4环氧树脂，将制作完成后的芯板经预排板后放入压合机进行压合。其中，升温阶段S2包括S21：恒温阶段、S22：快速升温阶段和S23：慢速升温阶段，其中，快速升温阶段S22还包含两个时间均等的升温阶段：S221：相对低速升温阶段和S222：相对高速升温阶段；所述降温阶段S4包括S41：慢速降温阶段和S42：快速降温阶段。具体压合步骤为：
S1：调节压合机内为真空状态，压力为0，160℃恒温加热15min；
S2：真空环境，S21：压力为85PSI，160℃恒温10min；S22：压力为85PSI，S221：在7min内由160℃升至190℃；S222：在7min内由190℃升至230℃；S23：压力为350PSI，30min内由230℃升温至245℃；
S3：分阶段控制真空环境、分阶段控制压力，低压状态为85PSI，高压状态为350PSI，210℃分阶段恒温压合100min；
S4：非真空环境、压力为85PSI，S41：在50min内分4段由210℃降温至130℃；S42：在25min内分3段由130℃降温至60℃；
对上述压合制作的电路板抽取12张置于平面，压住其三角贴于平面，测量剩余一角的翘起高度，即为板曲高度值，以表征所制作的电路板的板弯曲状态。
实施例5
本实施例设计了一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，PCB采用的的压合方式为不对称压合，如附图1中所示，PCB的压合过程依次包含步骤S1：真空阶段、S2：升温阶段、S3：固化阶段和S4：降温阶段，PCB压合制造中板材所采用的两种树脂材料为高频材料RO3003及370FR，粘结片采用普通FR4环氧树脂，将制作完成后的芯板经预排板后放入压合机进行压合。其中，升温阶段S2包括S21：恒温阶段、S22：快速升温阶段和S23：慢速升温阶段，其中，快速升温阶段S22还包含两个时间均等的升温阶段：S221：相对低速升温阶段和S222：相对高速升温阶段；固化阶段S3包含两个阶段：高压固化阶段S31和低压固化阶段S32；所述降温阶段S4包括S41：慢速降温阶段和S42：快速降温阶段。具体压合步骤为：
S1：调节压合机内为真空状态，压力为0，160℃恒温加热15min；
S2：真空环境，S21：压力为85PSI，160℃恒温10min；S22：压力为85PSI，S221：在7min内由160℃升至190℃；S222：在7min内由190℃升至230℃；S23：压力为350PSI，30min内由230℃升温至245℃；
S3：S31：真空环境、压力为350PSI，210℃恒温压合50min；S32：非真空环境、压力为85PSI，210℃恒温压合50min；
S4：非真空环境、压力为85PSI，S41：在50min内分4段由210℃降温至130℃；S42：在25min内分3段由130℃降温至60℃；
对上述压合制作的电路板抽取12张置于平面，压住其三角贴于平面，测量剩余一角的翘起高度，即为板曲高度值，以表征所制作的电路板的板弯曲状态。
实施例6
本实施例设计了一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，PCB采用的的压合方式为不对称压合，如附图1中所示，PCB的压合过程依次包含步骤S1：真空阶段、S2：升温阶段、S3：固化阶段和S4：降温阶段，PCB压合制造中板材所采用的两种树脂材料为高频材料RO3003及370FR，粘结片采用普通FR4环氧树脂，将制作完成后的芯板经预排板后放入压合机进行压合。其中，降温阶段S4包括S41：慢速降温阶段和S42：快速降温阶段。具体压合步骤为：
S1：调节压合机内为真空状态，压力为0，160℃恒温加热15min；
S2：真空环境、分阶段控制压力，低压状态为85PSI，高压状态为350PSI，在54min内分4段由160℃升至245℃；
S3：分阶段控制真空环境、分阶段控制压力，低压状态为85PSI，高压状态为350PSI，210℃分阶段恒温压合100min；
S4：非真空环境、压力为85PSI，S41：在30min内由210℃降温至130℃，S42：在15min内由130℃降温至60℃。
对上述压合制作的电路板抽取12张置于平面，压住其三角贴于平面，测量剩余一角的翘起高度，即为板曲高度值，以表征所制作的电路板的板弯曲状态。
实施例7
本实施例设计了一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，PCB采用的的压合方式为不对称压合，如附图1中所示，PCB的压合过程依次包含步骤S1：真空阶段、S2：升温阶段、S3：固化阶段和S4：降温阶段，PCB压合制造中板材所采用的两种树脂材料为高频材料RO3003及370FR，粘结片采用普通FR4环氧树脂，将制作完成后的芯板经预排板后放入压合机进行压合。具体压合步骤为：
S1：调节压合机内为真空状态，压力为0，160℃恒温加热15min；
S2：真空环境、分阶段控制压力，低压状态为85PSI，高压状态为350PSI，在54min内分4段由160℃升至245℃；
S3：分阶段控制真空环境、分阶段控制压力，低压状态为85PSI，高压状态为350PSI，210℃分阶段恒温压合100min；
S4：非真空环境、压力为85PSI，在70min内分7段由210℃降温至60℃；
对上述压合制作的电路板抽取12张置于平面，压住其三角贴于平面，测量剩余一角的翘起高度，即为板曲高度值，以表征所制作的电路板的板弯曲状态。
实施例8
本实施例设计了一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，PCB采用的的压合方式为不对称压合，如附图1中所示，PCB的压合过程依次包含步骤S1：真空阶段、S2：升温阶段、S3：固化阶段和S4：降温阶段，PCB压合制造中板材所采用的两种树脂材料为高频材料RO3003及370FR，粘结片采用普通FR4环氧树脂，将制作完成后的芯板经预排板后放入压合机进行压合。其中，升温阶段S2包括S21：恒温阶段、S22：快速升温阶段和S23：慢速升温阶段。具体压合步骤为：
S1：调节压合机内为真空状态，压力为0，160℃恒温加热15min；
S2：真空环境，S21：压力为85PSI，160℃恒温10min；S22：压力为85PSI，25min内由160℃升至230℃；S23：压力为350PSI，30min内由230℃升温至245℃；
S3：分阶段控制真空环境、分阶段控制压力，低压状态为85PSI，高压状态为350PSI，210℃分阶段恒温压合100min；
S4：非真空环境、压力为85PSI，在70min内分7段由210℃降温至60℃；
对上述压合制作的电路板抽取12张置于平面，压住其三角贴于平面，测量剩余一角的翘起高度，即为板曲高度值，以表征所制作的电路板的板弯曲状态。
实施例9
本实施例设计了一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，其PCB采用的的压合方式为不对称压合，如附图1中所示，PCB的压合过程依次包含步骤S1：真空阶段、S2：升温阶段、S3：固化阶段和S4：降温阶段，PCB压合制造中板材所采用的两种树脂材料为高频材料RO3003及370FR，粘结片采用普通FR4环氧树脂，将制作完成后的芯板经预排板后放入压合机进行压合。其中，固化阶段S3包含两个阶段：高压固化阶段S31和低压固化阶段S32。具体压合步骤为：
S1：调节压合机内为真空状态，压力为0，160℃恒温加热15min；
S2：真空环境、分阶段控制压力，低压状态为85PSI，高压状态为350PSI，在54min内分4段由160℃升至245℃；
S3：S31：真空环境、压力为350PSI，210℃恒温压合50min；S32：非真空环境、压力为85PSI，210℃恒温压合50min；
S4：非真空环境、压力为85PSI，在70min内分7段由210℃降温至60℃；
对上述压合制作的电路板抽取12张置于平面，压住其三角贴于平面，测量剩余一角的翘起高度，即为板曲高度值，以表征所制作的电路板的板弯曲状态。
实施例10
本实施例设计了一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，PCB采用的的压合方式为不对称压合，如附图1中所示，PCB的压合过程依次包含步骤S1：真空阶段、S2：升温阶段、S3：固化阶段和S4：降温阶段，PCB压合制造中板材所采用的两种树脂材料为高频材料RO3003及370FR，粘结片采用普通FR4环氧树脂，将制作完成后的芯板经预排板后放入压合机进行压合。其中，升温阶段S2包括S21：恒温阶段、S22：快速升温阶段和S23：慢速升温阶段，其中，快速升温阶段S22还包含两个时间均等的升温阶段：S221：相对低速升温阶段和S222：相对高速升温阶段；固化阶段S3包含两个阶段：高压固化阶段S31和低压固化阶段S32。具体压合步骤为：
S1：调节压合机内为真空状态，压力为0，160℃恒温加热15min；
S2：真空环境、分阶段控制压力，S21：160℃恒温10min；S22：S221：在7min内由160℃升至190℃；S222：在7min内由190℃升至230℃；S23：30min内由230℃升温至245℃；
S3：S31：真空环境、压力为350PSI，210℃恒温压合50min；S32：非真空环境、压力为85PSI，210℃恒温压合50min；
S4：非真空环境、压力为85PSI，在70min内分7段由210℃降温至60℃；
对上述压合制作的电路板抽取12张置于平面，压住其三角贴于平面，测量剩余一角的翘起高度，即为板曲高度值，以表征所制作的电路板的板弯曲状态。
实施例11
本实施例设计了一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，PCB采用的的压合方式为不对称压合，如附图1中所示，PCB的压合过程依次包含步骤S1：真空阶段、S2：升温阶段、S3：固化阶段和S4：降温阶段，PCB压合制造中板材所采用的两种树脂材料为高频材料RO3003及370FR，粘结片采用普通FR4环氧树脂，将制作完成后的芯板经预排板后放入压合机进行压合。其中，升温阶段S2包括S21：恒温阶段、S22：快速升温阶段和S23：慢速升温阶段；固化阶段S3包含两个阶段：高压固化阶段S31和低压固化阶段S32。具体压合步骤为：
S1：调节压合机内为真空状态，压力为0，160℃恒温加热15min；
S2：真空环境，S21：压力为85PSI，160℃恒温10min；S22：压力为85PSI，25min内由160℃升至230℃；S23：压力为350PSI，30min内由230℃升温至245℃；
S3：S31：真空环境、压力为350PSI，210℃恒温压合50min；S32：非真空环境、压力为85PSI，210℃恒温压合50min；S4：非真空环境、压力为85PSI，在70min内分7段由210℃降温至60℃；
对上述压合制作的电路板抽取12张置于平面，压住其三角贴于平面，测量剩余一角的翘起高度，即为板曲高度值，以表征所制作的电路板的板弯曲状态。
实施例12
本实施例设计了一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，PCB采用的的压合方式为不对称压合，如附图1中所示，PCB的压合过程依次包含步骤S1：真空阶段、S2：升温阶段、S3：固化阶段和S4：降温阶段，PCB压合制造中板材所采用的两种树脂材料为高频材料RO3003及370FR，粘结片采用普通FR4环氧树脂，将制作完成后的芯板经预排板后放入压合机进行压合。其中，升温阶段S2包括S21：恒温阶段、S22：快速升温阶段和S23：慢速升温阶段，其中，快速升温阶段S22还包含两个时间均等的升温阶段：S221：相对低速升温阶段和S222：相对高速升温阶段；固化阶段S3包含两个阶段：高压固化阶段S31和低压固化阶段S32。具体压合步骤为：
S1：调节压合机内为真空状态，压力为0，160℃恒温加热15min；
S2：真空环境，S21：压力为85PSI，160℃恒温10min；S22：压力为85PSI，S221：在7min内由160℃升至190℃；S222：在7min内由190℃升至230℃；S23：压力为350PSI，30min内由230℃升温至245℃；
S3：S31：真空环境、压力为350PSI，210℃恒温压合50min；S32：非真空环境、压力为85PSI，210℃恒温压合50min；
S4：非真空环境、压力为85PSI，在70min内分7段由210℃降温至60℃；
对上述压合制作的电路板抽取12张置于平面，压住其三角贴于平面，测量剩余一角的翘起高度，即为板曲高度值，以表征所制作的电路板的板弯曲状态。
对比例1
本对比例设计了一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，PCB采用的的压合方式为不对称压合，如附图1中所示，PCB的压合过程依次包含步骤S1：真空阶段、S2：升温阶段、S3：固化阶段和S4：降温阶段，PCB压合制造中板材所采用的两种树脂材料为高频材料RO3003及370FR，粘结片采用普通FR4环氧树脂，将制作完成后的芯板经预排板后放入压合机进行压合。其中，升温阶段S2包括S21：恒温阶段、S22：快速升温阶段和S23：慢速升温阶段，其中，快速升温阶段S22还包含两个时间均等的升温阶段：S221：相对低速升温阶段和S222：相对高速升温阶段；固化阶段S3包含两个阶段：高压固化阶段S31和低压固化阶段S32。具体压合步骤为：
S1：调节压合机内为真空状态，压力为0，150℃恒温加热15min；
S2：S21：真空环境、压力为75PSI，150℃恒温加热8min；S22：S221：真空环境、压力为75PSI，6min内由150℃升温至180℃；S222：真空环境、压力为75PSI，6min内由180℃升温至220℃；S23：真空环境、压力为325PSI，28min内由220℃升温至235℃；
S3：S31：真空环境、压力为325PSI，198℃恒温压合50min；S32：非真空环境、压力为75PSI，198℃恒温压合50min；
S4：非真空环境、压力为75PSI，在20min内分2段由198℃降温至140℃；
对上述压合制作的电路板抽取12张置于平面，压住其三角贴于平面，测量剩余一角的翘起高度，即为板曲高度值，以表征所制作的电路板的板弯曲状态，结果如表1中所示：
表1：
根据表中数据可知，对比例1、优选实施例1与实施例2中工艺方法的改善均能使多树脂体系混合材料压合的PCB的板弯曲的结果控制在标准允许值范围内；单独进行降温阶段的分段温度控制，下调冷却温度、延长降温阶段时间、降低降温速率可以有效地降低所制作的电路板的板曲值，并且大大提升了PCB的板曲值的均匀性；而在升温阶段分阶段控制温度与压力状态，结合固化阶段控制压力，加速树脂的固化阶段、延长电路板内部应力释放时间也能有效地改善PCB在压合制造过程中产生的板弯曲；进一步地，如优选实施例1所示的，在升温阶段先快速升温、在达到粘结片粘流温度后在高压状态下低速率升温，结合固化阶段高压固化加速树脂的固化阶段、低压固化延长电路板内部应力释放时间，再配合降温阶段的分段温度控制，下调冷却温度、延长降温阶段时间、降低降温速率，可进一步稳定改善PCB在压合制造过程中产生的板弯曲现象。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，所述PCB的压合方式为不对称压合，所述PCB的压合过程包含四个阶段：S1：真空阶段、S2：升温阶段、S3：固化阶段和S4：降温阶段，其特征在于，
S1：真空环境、低压状态；140～160℃恒温加热；
S2：真空环境、分阶段控制压力状态；由140～160℃分阶段升温至230～245℃；
S3：分阶段控制真空状态、压力状态；190～210℃分阶段恒温压合；
S4：非真空环境、低压状态；由190～210℃分阶段降温至40～60℃；
所述S2阶段包括三个阶段：S21：恒温阶段、S22：快速升温阶段和S23：慢速升温阶段；
S21：真空环境、低压状态；140～160℃恒温6～10min；
S22：真空环境、低压状态；在18～25min内逐步由140～160℃升温至210～230℃；
S23：真空环境、高压状态；在25～32min内由210～230℃升温至230～245℃；
所述S22阶段包含两个时间均等的升温阶段：S221：相对低速升温阶段和S222：相对高速升温阶段；
S221：在5～7min内由140～160℃升温至170～190℃；
S222：在5～7min内由170～190℃升温至210～230℃；
所述混合材料PCB的结构组成中至少包含两种树脂材料，且至少包含一种高频材料；所述两种树脂材料在竖直方向上的热膨胀系数比值为1：7～1：12；
所述S3阶段包含两个压力状态不同的阶段：S31：高压固化阶段、S32：低压固化阶段；
所述S31阶段及S32阶段的真空环境与压力状态为：
S31：真空环境、高压状态；
S32：非真空环境、低压状态；
所述低压状态的压力值为60～85PSI，所述高压状态的压力值为300～350PSI。
2.根据权利要求1所述的一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，其特征在于，所述S4阶段分为两个阶段：S41：慢速降温阶段和S42：快速降温阶段；所述S41阶段的降温速率小于S42阶段的降温速率。
3.根据权利要求2所述的一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，其特征在于，所述S41阶段中，温度由190～210℃下降至110～130℃；所述S42阶段中，温度由110～130℃下降至40～60℃。
4.根据权利要求3所述的一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，其特征在于，所述S41阶段中包含3～5段时间均等、速率一致的降温程序，所述降温程序的降温速率为1.0～2.0℃/min。
5.根据权利要求4所述的一种改善混合材料PCB板弯曲的工艺方法，其特征在于，所述S42阶段中包含2～4段时间均等、速率一致的降温程序，所述降温程序的降温速率为1.6～3.6℃/min。
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