CN116441180A - 一种高性能电路板的制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能电路板的制作工艺，包括测试多层板的板厚度公差，以筛选出质量合格的多层板；对多层板进行耐性测试；检查成品电路板的外围尺寸公差；测试成品电路板的导通可靠性；检查成品电路板的孔粗尺寸；检查成品电路板的板翘程度，满足了电路板的产品质量、工艺精度要求，以筛选出更高性能的电路板，保证了元器件焊接可靠性及线路板的安装位置度，保证了线路板在高压高电流的工作环境下的功能可靠性，解决了现有电路板的制作工艺中电路板的产品质量、工艺精度要求普遍较低进而导致电路板无法正常工作的问题。

Description

一种高性能电路板的制作工艺
【技术领域】
本申请涉及电路板制作工艺技术领域，尤其涉及一种高性能电路板的制作工艺。
【背景技术】
在现有电路板的制作工艺的当中，对于电路板的产品质量、工艺精度的要求普遍较低，从而导致电路板在使用过程中极易损坏，给用户造成了财产损失，带来了许多不便，同时精度低的电路板使安装各个电子元器件时的焊接可靠性低，且与电子元器件连接时的安装位置偏移度也会随之增大，也使在高压高电流的工作环境下的功能可靠性低，进而导致电路板无法正常工作。
【发明内容】
本发明公开了一种高性能电路板的制作工艺，以解决现有电路板的制作工艺中电路板的产品质量、工艺精度，要求普遍较低进而导致电路板无法正常工作的问题。
为解决上述问题，本发明提出了如下方案：一种高性能电路板的制作工艺，包括以下步骤：
S1准备大片基板，对大片基板进行切割，形成多个小片基板；
S2基板加工：具体包括以下步骤a1-a3：
a1对所述小片基板进行对位曝光，显影出与预设电路布局部分相对应的内层线路图形；
a2根据所述内层线路图形进行蚀刻，以在小片基板上形成与预设电路布局部分相对应的内层电路布局；
a3对小片基板进行光学检测，以检测小片基板的预设缺陷,以筛选出质量合格的待压合基板；
S3依次叠设所述待压合基板、半固化片以及铜箔，通过压合机进行高温压合，以形成多层板；
S4测试多层板的板厚度公差，以筛选出质量合格的多层板；
S5多层板加工，具体包括以下步骤b1-b6：
b1根据预设电路布局，对多层板进行钻孔；
b2对钻孔后的多层板中的孔位进行沉铜电镀，以使元器件与电路板电性连接；
b3对多层板进行对位曝光，显影出与预设电路布局部分相对应的外层线路图形；
b4根据所述外层线路图形进行蚀刻，以在多层板上形成与预设电路布局部分相对应的外层电路布局；
b5对多层板进行耐性测试，以筛选出质量合格的多层板；
b6对多层板进行光学检测，以检测多层板的预设缺陷，以筛选出质量合格的多层板；
S6对外层蚀刻后的电路板的上下两端面涂上油墨层；
S7根据预设电路布局，在多层板中生成对应的字符；
S8对多层板进行切割，以获得成品电路板；
S9检查成品电路板的外围尺寸公差，以筛选出外围尺寸合格的成品电路板；
S10测试成品电路板的导通可靠性，以筛选出导通可靠性合格的成品电路板；
S11检查成品电路板的孔粗尺寸，以筛选出孔粗尺寸合格的成品电路板；
S12检查成品电路板的板翘程度，以筛选出板翘程度合格的成品电路板；
S13将成品电路板与锂电池固定连接。
如上所述的一种高性能电路板的制作工艺，在所述步骤S3中，所述压合机的升温数率控制在1.8-2.0℃/min，转压点控制在90-100℃；下热压板子实际板子温度控制在150℃以下，冷压时间大于90min。
如上所述的一种高性能电路板的制作工艺，所述步骤S4中，板厚度公差测试通过板厚检查机进行测试，且压合后板厚度公差控制在±5％。
如上所述的一种高性能电路板的制作工艺，在板厚度公差测试通过板厚检查机进行测试的步骤中，包括步骤c1-c3：
c1将多层板平铺在板厚检查机中的传送带上，所述传送带将多层板传送至机体中；
c2选取多层板板面上的12个测量点；
c3通过激光位移传感器对选取的测量点进行板厚测量。
如上所述的一种高性能电路板的制作工艺，在步骤b1之后，还包括步骤b11-b12：
b11对钻孔后的多层板进行高压水洗；
b12对高压水洗后的多层板进行烤板，烤板流程的温度条件为160℃-180℃，时间是1.8-2.2小时。
如上所述的一种高性能电路板的制作工艺，在步骤S8中，选用CCD锣机对多层板进行切割，CCD锣机包括进行粗锣的Φ2.4mm锣刀和进行精锣的Φ0.5mm锣刀。
如上所述的一种高性能电路板的制作工艺，所述步骤S9中，通过二次元检测仪检查成品电路板的外围尺寸公差，且成品电路板的外围尺寸公差为±0.035mm。
如上所述的一种高性能电路板的制作工艺，在步骤S12中，通过板翘曲度测试仪对成品电路板进行测量，所述板翘曲度测试仪包括丝杆、与丝杆螺纹连接的固定柱和基恩士传感器，板翘曲度要求控制在≤0.15％，且包括步骤d1-d5：
d1将成品电路板平放在水平面上；
d2通过调节丝杆固定柱上的丝杆，以使固定柱额底面按压成品电路板的四个边角；
d3打开基恩士传感器，以测量电路板拱起最高点至水平面的高度；
d4测量成品电路板的长边长度；
d5计算板翘曲度，板翘曲度＝成品电路板拱起最高点至水平面的高度/成品电路板的长边长度×100％。
本发明实施例通过测试多层板的板厚度公差、对多层板进行耐性测试、光学检测和检查成品电路板的外围尺寸公差、导通可靠性、孔粗尺寸以及检查成品电路板的板翘程度来满足电路板的产品质量、工艺精度要求，以筛选出更高性能的电路板，保证了元器件焊接可靠性及线路板的安装位置度，保证了线路板在高压高电流的工作环境下的功能可靠性，解决了现有电路板的制作工艺中电路板的产品质量、工艺精度要求普遍较低进而导致电路板无法正常工作的问题。
【具体实施方式】
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
当本发明实施例提及“第一”、“第二”等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，应当理解为仅仅是起区分之用。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
一种高性能电路板的制作工艺，包括以下步骤：
S1准备大片基板，对大片基板进行切割，形成多个小片基板；
在本实施例中，在企业生产过程中，将大片基板放入开料机台中，通过开料机台的切刀切割成各种要求符合规标的小片基板，使用磨圆角机将所述小片基板的板角尖端磨圆，用洗板机将洗净小片基板上的粉尘杂质并且进行风干；用焗炉炉板，提高板料稳定性；用字唛机在板边打字唛以作标记。
S2基板加工：具体包括以下步骤a1-a3：
a1对所述小片基板进行对位曝光，显影出与预设电路布局部分相对应的内层线路图形；
在本实施例中，首先通过化学反应和清水清洗在板面铜箔上的杂物，比如氧化物等，之后在板面铜箔上贴上一层感光材料，然后通过曝光机在铺有感光材料的板面上拍菲林以进行曝光，在显影机中通过Na2CO3溶液将未曝光的感光材料溶解掉，而已曝光的部分就可以形成与预设电路布局部分相对应的内层线路图形。
a2根据所述内层线路图形进行蚀刻，以在小片基板上形成与预设电路布局部分相对应的内层电路布局；
在本实施例中，蚀刻掉没有感光材料保护的板面，以形成与预设电路布局部分相对应的内层电路布局。
a3对小片基板进行光学检测，以检测小片基板的预设缺陷,以筛选出质量合格的待压合基板；
在本实施例中，光检可采用AOI自动检测设备，可利用摄像头拍摄待检测基板，将拍摄图像的特征点与合格图像的特征点对比匹配，以检查出电路板上的焊点缺陷。
S3依次叠设所述待压合基板、半固化片以及铜箔，通过压合机进行高温压合，以形成多层板；
在本实施例中，半固化片相当于黏合剂，将待压合基板和铜箔黏在一起，所述压合机的升温数率控制在1.8-2.0℃/min，转压点控制在90-100℃；下热压板子实际板子温度控制在150℃以下，冷压时间大于90min，当要覆盖多层铜箔时，在基础板面和新铜箔之间铺设一个起到隔离且粘合的作用的半化固片，且每本叠板层数最高8层，上下18张全新牛皮纸，中间加5张全新牛皮纸；
多层板100的层数主要是根据压合铜箔的多少来决定的，当多层板100为双层时，就是只需要依次叠设所述小片基板、半固化片以及铜箔即可，当多层板100为三层时，就需要依次叠设小片基板、半固化片、铜箔、第二个半固化片和第二个铜箔，以此类推。
S4测试多层板的板厚度公差，以筛选出质量合格的多层板；
在本实施例中，可通过板厚检查机进行测试，且压合后板厚度公差控制在±5％，以保证元器件焊接可靠性及线路板的安装位置度。
还包括步骤c1-c3：
c1将多层板平铺在板厚检查机中的传送带上，所述传送带将多层板传送至机体中，平铺的过程中需保证多层板与水平面平齐；
c2选取多层板板面上的12个测量点，多个测量点对于测试合格的数据更加严格，以保证了生产工艺精度的需求；
c3通过激光位移传感器对选取的测量点进行板厚测量，激光位移传感器是距离传感器，可精准的测试出板厚；
S5多层板加工，具体包括以下步骤b1-b6：
b1根据预设电路布局，对多层板进行钻孔；
在本实施例中，钻孔使用寿命300次的钻咀、垫板、镀膜铝片、最上面需盖冷冲板，一块一叠生产，按照预设电路布局钻出客户需求的孔洞。
步骤b1还包括步骤b11-b12：
b11对钻孔后的多层板进行高压水洗，以冲洗钻后的废屑；
b12对高压水洗后的多层板进行烤板，烤板流程的温度条件为160℃-180℃，时间是1.8-2.2小时，以将高压水洗后的多层板进行烘干，以免水汽残留在多层板上，影响下面的流程。
b2对钻孔后的多层板中的孔位进行沉铜电镀，以使元器件与电路板电性连接，将整块电路板放入铜水中进行对比，以使孔位上的侧壁都能带有铜，便于与其他电路元器件进行电性连接，电镀成品孔铜≥25um以上；
b3对多层板进行对位曝光，显影出与预设电路布局部分相对应的外层线路图形，与步骤a1原理相似，目的是使外层的铜箔显影出预设电路布局部分相对应的外层线路图形；
b4根据所述外层线路图形进行蚀刻，以在多层板上形成与预设电路布局部分相对应的外层电路布局，与步骤a2原理相似，目的是在多层板上形成与预设电路布局部分相对应的外层电路布局；
b5对多层板进行耐性测试，以防止电路板吸湿导致故障，以筛选出质量合格的多层板；
在本实施例中，可通过离子迁移检测设备对多层板进行耐性测试，因为电路板上的某些树脂和增强材料在湿气的作用下进行水解，进一步发送化学反应使电路板微短路，所以需要对多层板进行耐性测试，保证了线路板在高压高电流的工作环境下的功能可靠性；
b6对多层板进行光学检测，以检测多层板的预设缺陷，以筛选出质量合格的多层板，原理与步骤a3类似；
S6对外层蚀刻后的电路板的上下两端面涂上油墨层，防止在焊接时发生短路；
S7根据预设电路布局，在多层板中生成对应的字符；
S8对多层板进行切割，以获得成品电路板；
在本实施例中，需要以客户标准切割多层板，选用CCD锣机对多层板进行切割，CCD锣机包括进行粗锣的Φ2.4mm锣刀和进行精锣的Φ0.5mm锣刀，一块一叠，最上面盖冷冲板生产。
S9检查成品电路板的外围尺寸公差，以筛选出外围尺寸合格的成品电路板，以通过二次元检测仪检查成品电路板的外围尺寸公差，且成品电路板的外围尺寸公差为±0.035mm；
S10测试成品电路板的导通可靠性，以筛选出导通可靠性合格的成品电路板；
在本实施例中，电路板之间的线路是否导通也是对工艺精度强要求的体现，通过采用四线电测试进行测试成品电路板的导通可靠性。
S11检查成品电路板的孔粗尺寸，以筛选出孔粗尺寸合格的成品电路板；
在本实施例中，需检查成品电路板的外观，筛选出不带有钻孔时导致的孔粗和灯芯过大问题的成品电路板，孔粗需小于或等于1mi，保证了线路板在高压高电流的工作环境下的功能可靠性。
S12检查成品电路板的板翘程度，以筛选出板翘程度合格的成品电路板。
在本实施例中，通过板翘曲度测试仪对成品电路板进行测量，所述板翘曲度测试仪包括丝杆、与丝杆螺纹连接的固定柱和基恩士传感器，板翘曲度要求控制在≤0.15％，
步骤S12还包括步骤d1-d5：
d1将成品电路板平放在水平面上；
d2通过调节丝杆固定柱上的丝杆，以使固定柱额底面按压成品电路板的四个边角；
d3打开基恩士传感器，以测量电路板拱起最高点至水平面的高度；
d4测量成品电路板的长边长度；
d5计算板翘曲度，板翘曲度＝成品电路板拱起最高点至水平面的高度/成品电路板的长边长度×100％。
S13成品电路板与锂电池固定连接。
在本实施例中，车载锂电池保护电路板考虑空间要求，常使用刚柔结合板，而刚柔结合板贴合位置，或柔性板通过连接器与锂电池进行连接时，会出现安装可靠性的问题，容易出现贴合位置或连接器脱落，线路短路，线路断裂开路等，严重者造成电池起火，带来极大的安全隐患，而本方案刚性线路板PCB与锂电池固态连接，避免了汽车在长期行驶后，刚柔结合板贴合位断裂，或与连接器连接脱落问题可靠性更高。
如上所述是结合具体内容提供的一种实施方式，并不认定本申请的具体实施只局限于这些说明。凡与本申请的方法、结构等近似、雷同，或是对于本申请构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种高性能电路板的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1准备大片基板，对大片基板进行切割，形成多个小片基板；
S2基板加工：具体包括以下步骤a1-a3：
a1对所述小片基板进行对位曝光，显影出与预设电路布局部分相对应的内层线路图形；
a2根据所述内层线路图形进行蚀刻，以在小片基板上形成与预设电路布局部分相对应的内层电路布局；
a3对小片基板进行光学检测，以检测小片基板的预设缺陷,以筛选出质量合格的待压合基板；
S3依次叠设所述待压合基板、半固化片以及铜箔，通过压合机进行高温压合，以形成多层板；
S4测试多层板的板厚度公差，以筛选出质量合格的多层板；
S5多层板加工，具体包括以下步骤b1-b6：
b1根据预设电路布局，对多层板进行钻孔；
b2对钻孔后的多层板中的孔位进行沉铜电镀，以使元器件与电路板电性连接；
b3对多层板进行对位曝光，显影出与预设电路布局部分相对应的外层线路图形；
b4根据所述外层线路图形进行蚀刻，以在多层板上形成与预设电路布局部分相对应的外层电路布局；
b5对多层板进行耐性测试，以筛选出质量合格的多层板；
b6对多层板进行光学检测，以检测多层板的预设缺陷，以筛选出质量合格的多层板；
S6对多层板的上下两端面涂上油墨层；
S7根据预设电路布局，在多层板中生成对应的字符；
S8切割多层板的板边，以获得标准规格的成品电路板；
S9检查成品电路板的外围尺寸公差，以筛选出外围尺寸合格的成品电路板；
S10测试成品电路板的导通可靠性，以筛选出导通可靠性合格的成品电路板；
S11检查成品电路板的孔粗尺寸，以筛选出孔粗尺寸合格的成品电路板；
S12检查成品电路板的板翘程度，以筛选出板翘程度合格的成品电路板；
S13将成品电路板与锂电池固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种高性能电路板的制作工艺，其特征在于，在所述步骤S3中，所述压合机的升温数率控制在1.8-2.0℃/min，转压点控制在90-100℃；下热压板子实际板子温度控制在150℃以下，冷压时间大于90min。
3.根据权利要求1所述的一种高性能电路板的制作工艺，其特征在于，所述步骤S4中，板厚度公差测试通过板厚检查机进行测试，且压合后板厚度公差控制在±5％。
4.根据权利要求3所述的一种高性能电路板的制作工艺，其特征在于，在板厚度公差测试通过板厚检查机进行测试的步骤中，包括步骤c1-c3：
c1将多层板平铺在板厚检查机中的传送带上，所述传送带将多层板传送至机体中；
c2选取多层板板面上的12个测量点；
c3通过激光位移传感器对选取的测量点进行板厚测量。
5.根据权利要求1所述的一种高性能电路板的制作工艺，其特征在于，在步骤b1之后，还包括步骤b11-b12：
b11对钻孔后的多层板进行高压水洗；
b12对高压水洗后的多层板进行烤板，烤板流程的温度条件为160℃-180℃，时间是1.8-2.2小时。
6.根据权利要求1所述的一种高性能电路板的制作工艺，其特征在于，在步骤S8中，选用CCD锣机对多层板进行切割，CCD锣机包括进行粗锣的Φ2.4mm锣刀和进行精锣的Φ0.5mm锣刀。
7.根据权利要求1所述的一种高性能电路板的制作工艺，其特征在于，所述步骤S9中，通过二次元检测仪检查成品电路板的外围尺寸公差，且成品电路板的外围尺寸公差为±0.035mm。
8.根据权利要求1所述的一种高性能电路板的制作工艺，其特征在于，在步骤S12中，通过板翘曲度测试仪对成品电路板进行测量，所述板翘曲度测试仪包括丝杆、与丝杆螺纹连接的固定柱和基恩士传感器，板翘曲度要求控制在≤0.15％，且包括步骤d1-d5：
d1将成品电路板平放在水平面上；
d2通过调节丝杆固定柱上的丝杆，以使固定柱额底面按压成品电路板的四个边角；
d3打开基恩士传感器，以测量电路板拱起最高点至水平面的高度；
d4测量成品电路板的长边长度；
d5计算板翘曲度，板翘曲度＝成品电路板拱起最高点至水平面的高度/成品电路板的长边长度×100％。
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