CN203032024U - 一种采用聚甲基丙烯酸甲酯为介质的热压合覆铜板、印刷电路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种覆铜板，所述覆铜板包括：基板和铜箔，所述基板为聚甲基丙烯酸甲酯材料制成，所述铜箔具有一粗化表面，并且通过所述粗化表面与所述基板紧密结合。本实用新型进一步提供一种印刷电路板。所述印刷电路板具有电气性能、机械性优良、适用范围广、成本低的优点。

Description

一种采用聚甲基丙烯酸甲酯为介质的热压合覆铜板、印刷电路板

技术领域

本实用新型涉及一种覆铜板、印刷电路板，尤其涉及一种以聚甲基丙烯酸甲酯为基板的覆铜板、印刷电路板。

背景技术

印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)几乎是任何电子产品的基础，出现在几乎每一种电子设备中，一般说来，如果在某样设备中有电子元器件，那么它们也都是被集成在大小各异的印刷电路板上。

随着电子产品的功能日益增强，其普及程度越来越高。对于应用在电子产品中的印刷电路板的要求也相应提高，尤其是对印刷电路板在信号的传输质量方面的要求不断提升。

常见的电路板制造业中化学沉铜工艺的原理是通过活化在基板表面和孔内吸附胶体钯，在沉铜缸内发生氧化还原反应，形成铜箔。该工艺的关键技术在于使胶体钯紧密吸附在印刷电路板板上。制造印刷电路板的主流材料中，FR-4（环氧树脂）为印刷电路板基板的主要材料，然而FR-4材料制作的印刷电路板介电损耗大，电性能较差，而且FR-4具有容易吸水，易于老化、抗压能力较差等一系列缺点，导致其制作的印刷电路板不适宜在特殊的环境，特别是潮湿环境、太空、卫星等领域使用。

有鉴于此，有必要对上述存在的缺陷进行改进。

实用新型内容

本实用新型提供一种电气性能、机械性优良、适用范围广、成本低的覆铜板和印刷电路板。

提供一种覆铜板，所述覆铜板包括：基板，所述基板为聚甲基丙烯酸甲酯材料制成；铜箔，所述铜箔具有一粗化表面，并且通过所述粗化表面与所述基板紧密结合。

根据本实用新型的一优选实施例，所述铜箔的粗化表面是通过喷砂法制得，所述喷砂法采用的喷砂为铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂、塑料颗粒中的任意一种。

根据本实用新型的一优选实施例，所述粗化表面形成50微米—150微米的粗糙度。

根据本实用新型的一优选实施例，所述铜箔的厚度为10-70微米。

根据本实用新型的一优选实施例，所述铜箔的粗化表面采用药水蚀刻的方法制得。

提供一种印刷电路板，所述印刷电路板包括：基板，所述基板为聚甲基丙烯酸甲酯材料制成；图案化铜箔，所述图案化铜箔具有一粗化表面，并且通过所述粗化表面与所述基板紧密结合。

根据本实用新型的一优选实施例，所述铜箔的粗化表面采用药水蚀刻的方法制得。

根据本实用新型的一优选实施例，所述喷砂喷料采用120目的喷砂，且在所述粗化表面形成50微米—150微米的粗糙度。

根据本实用新型的一优选实施例，所述铜箔的厚度为10-70微米。

相较于现有技术，本实用新型覆铜板、印刷电路板具有如下优点：

1）PMMA树脂是无毒环保的材料，具有良好的机械加工、光学特性、化学稳定性和耐气侯变化特性。

2）有良好的绝缘性和机械强度，可进行粘接、锯、刨、钻、刻、磨、丝网印刷、喷等工艺，具有较好的抗冲击特性，可以进行钻孔，易于机械加工，玻璃化温度为105℃较低，有利于制作成多层电路板，突破传统使用FR4（环氧树脂）和PTFE（聚四氟乙烯）制作印刷电路板，产品种类新颖，电性能优良。并且可以回收重复利用。

3）化学性能；PMMA具有一定的耐化学腐蚀能力，对酸、碱、盐有较强的耐腐蚀性能；

4）电性能好：PMMA的电性能是良好的，特别是在低频率工作条件下，然而其某些电性能是独特的：介电损耗角正切值随频率的升高而降低，只有普通FR4（环氧树脂）材料的10%，有利于信号的传输，而气候和湿度对电性能的影响不大。长期在高湿度环境下使用，绝缘性能良好，不容易产生微短路等不良现象。

5）轻质、高硬度：聚甲基丙烯酸甲酯材料的密度不足FR4的一半，其制成的印刷电路板可以良好的应用于航天航空、卫星通讯领域。

6）高品质环保：聚甲基丙烯酸甲酯材料不会发生分解和霉变，不会产生有害物质会发，化学性质稳定，聚甲基丙烯酸甲酯材料本身无污染，可回收处理再利用，是高品质环保性产品。

7）透明性：PMMA是无定形高聚物，可见光透过率较高达92％，其制作的印刷电路板可以透明化，方便对产品的异常进行有效的分析，如内层开路、短路等问题，不需要切片，可以直接目视检查，可以制作具有艺术美的电路板或电子产品。

8）聚甲基丙烯酸甲酯是无定形聚合物，收缩率及其变化范围都较小，一般约在0.5%-0.8％，有利于成型出尺寸精度较高的塑件。

9）成本低：以聚甲基丙烯酸甲酯材料为基板的印刷电路板是传统以FR4材料为基板印刷电路板制作成本的四分之一，且制作设备可以与普通PCB共用，加工难度不大，有利于印刷电路板制作成本的控制及产业化的推广。

10）热压温度低：由于热塑性聚氨酯弹性体的玻璃化温度较低，一般在105-150摄氏度直接按，此温度属于电路板制作工艺中的低温，且该温度下单层印刷电路板中的基板不会发生形态的变化，能够保证单层印刷电路板的性能的稳定。

11）结合紧密：热塑性聚氨酯弹性体热熔后具有较强的粘合性，能够牢固地将多张单层印刷电路板牢固地粘合在一起，保证了多层电路板的结合的紧密型与可靠性。

附图说明

图1是一种与本实用新型相关的印刷电路板的剖面结构示意图。

图2是为图1中印刷电路板的制作方法的流程示意图。

图3a-图3e是图2所示印刷电路板制作方法的每一步骤的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

请参阅图1，图1为本实用新型印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）的剖面结构示意图。所述印刷电路板100包括基板1及设置在基板1上的图案化铜箔2。

所述基板1为平板状，其由聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl Methacrylate,PMMA）材料制成，可以根据实际需要而设计其厚度等参数，在此不做限制。

所述图案化铜箔2具有一粗化表面21，并通过所述粗化表面21紧密贴合在所述基板1的表面。一般地，所述图案化铜箔2的粗化表面21的粗糙度为50微米—150微米。相应的，基板1的表面与所述图案化铜箔2的粗化表面21具有相互契合的表面结构，这样，所述基板1可以与所述图案化铜箔2紧密地结合在一起，防止出现图案化铜箔2脱落、翘起等现象。

所述图案化铜箔2可以用来作为连接电子元件的导线，其用途可根据实际需要而设计，在此不做具体限定。本实施例中的图案化铜箔2的厚度为10-70微米10-70微米。

一般的，所述图案化铜箔2的粗糙表面21可以通过喷砂法在表面光滑的铜箔上粗化制得。喷砂法可以采用干法喷砂或湿法喷砂工艺，具体不做限制。本实施例中，喷砂工艺是采用压缩空气为动力的干法喷砂工艺，形成高速喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂、塑料颗粒等）高速喷射到铜箔的表面，使其外表形状发生变化，由于喷料对铜箔表面的冲击和切削作用，使得铜箔的表面获得一定的清洁度和粗糙度，从而形成粗化表面21，这样增加了图案化铜箔2的表面与基板1之间的附着力。其中，可以根据粗糙度的不同，采用不同规格的喷料，如60目、80目、100目、120目、150目等，本实施例中，喷砂喷料采用120目的喷砂，在聚铜箔的表面打出100微米—150微米的粗糙度。

另外，图案化铜箔2的粗糙表面21还可以通过药水蚀刻的方式形成100微米—150微米的粗糙度，具体蚀刻方法已为业内人士所知，在此不再赘述。

当然，还可以根据实际需要，图案化铜箔2可以被图案化的铝层、银层、金层等常见导电材料替代，在此不做具体限制。

请同时参阅图2、图3a-图3e，图2为图1所示印刷电路板100的制作方法的流程示意图，图3a-图3e是图2所示印刷电路板100的每一步骤的剖面结构示意图，所述印刷电路板100的制作方法具体包括：

步骤S1，提供一基板；

请参阅图3a，所述基板1为片状结构，1为片状结构，由聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl Methacrylate,PMMA）材料制成，可以根据需要选择几十微米到几毫米的厚度，一般的基板1的表面为光滑表面。本实施例中，所述基板1的表面可以是光滑平面，也可以是具有一定粗糙度的表面，其对本实用新型内容无影响。本实施例中，以基板1的表面为光滑平面为例进行详细说明。

步骤S2，提供一铜箔，所述铜箔具有一粗化表面；

请参阅图3b，所述铜箔20的厚度为10-70微米10-70微米，其具有一粗化表面21，所述粗化表面21的粗糙度为50微米—150微米。如上文所述，所述粗化表面可以通过喷砂法制得，还可以通过蚀刻、切削等工艺制得，此处不做具体限制。

步骤S3，将所述铜箔的粗化表面贴合在所述基板的表面；

请参阅图3c，将所述铜箔20的粗化表面21贴合在所述基板1的表面。此时，所述铜箔20的粗化表面21与所述基板1的光滑表面部分接触，且在二者之间形成多处的空隙。

步骤S4，对所述贴合有所述铜箔的基板进行热压合，使所述基板与所述铜箔紧密结合在一起，形成覆铜板；

请参阅图3d，在真空环境中，将所述铜箔20和所述基板1放置在热压机中进行热压合，在一定温度下使所述基板1达到玻璃化温度，转变为熔融的高弹态，具有一定的粘性，通过加大所述铜箔20和所述基板1之间的压力，使所述基板1的光滑的表面11产生与所述铜箔20的粗化表面21产生对应的粗化结构，排除二者之间的空隙，并与所述铜箔20的粗化表面21紧密的粘合在一起，待温度降低到室温时，可形成覆铜板。

其中，针对于聚甲基丙烯酸甲酯材料的热压温度一般为85度-110之间，可根据实际材料的特性进行略微调整。

步骤S5，对覆铜板的铜箔进行图案化处理，形成印刷电路板。

请参阅图3e，通过蚀刻等电路板制作工艺，可将覆铜板的铜箔20进行图案化处理，形成图案化铜箔2，所述图案化铜箔2可以作为连接电子元件的导线，其用途可根据实际需要而设计，在此不做具体限定。

相较于现有技术，本实用新型印刷电路板100采用聚甲基丙烯酸甲酯材料作为基板材料，且通过热压合工艺制作，具有如下优点：

1)PMMA树脂是无毒环保的材料，具有良好的机械加工、光学特性、化学稳定性和耐气侯变化特性。

2）有良好的绝缘性和机械强度，可进行粘接、锯、刨、钻、刻、磨、丝网印刷、喷等工艺，具有较好的抗冲击特性，可以进行钻孔，易于机械加工，玻璃化温度为105℃较低，有利于制作成多层电路板，突破传统使用FR4（环氧树脂）和PTFE（聚四氟乙烯）制作印刷电路板，产品种类新颖，电性能优良。并且可以回收重复利用。

3）化学性能；PMMA具有一定的耐化学腐蚀能力，对酸、碱、盐有较强的耐腐蚀性能；

4）电性能好：PMMA的电性能是良好的，特别是在低频率工作条件下，然而其某些电性能是独特的：介电损耗角正切值随频率的升高而降低，只有普通FR4（环氧树脂）材料的10％，有利于信号的传输，而气候和湿度对电性能的影响不大。长期在高湿度环境下使用，绝缘性能良好，不容易产生微短路等不良现象。

5）轻质、高硬度：聚甲基丙烯酸甲酯材料的密度不足FR4的一半，其制成的印刷电路板可以良好的应用于航天航空、卫星通讯领域。

6）高品质环保：聚甲基丙烯酸甲酯材料不会发生分解和霉变，不会产生有害物质会发，化学性质稳定，聚甲基丙烯酸甲酯材料本身无污染，可回收处理再利用，是高品质环保性产品。

7）透明性：PMMA是无定形高聚物，可见光透过率较高达92％，其制作的印刷电路板可以透明化，方便对产品的异常进行有效的分析，如内层开路、短路等问题，不需要切片，可以直接目视检查，可以制作具有艺术美的电路板或电子产品。

8）聚甲基丙烯酸甲酯是无定形聚合物，收缩率及其变化范围都较小，一般约在0.5%-0.8％，有利于成型出尺寸精度较高的塑件。

9）成本低：以聚甲基丙烯酸甲酯材料为基板的印刷电路板是传统以FR4材料为基板印刷电路板制作成本的四分之一，且制作设备可以与普通PCB共用，加工难度不大，有利于印刷电路板制作成本的控制及产业化的推广。

10）热压温度低：由于热塑性聚氨酯弹性体的玻璃化温度较低，一般在105-150摄氏度直接按，此温度属于电路板制作工艺中的低温，且该温度下单层印刷电路板中的基板不会发生形态的变化，能够保证单层印刷电路板的性能的稳定。

11）结合紧密：热塑性聚氨酯弹性体热熔后具有较强的粘合性，能够牢固地将多张单层印刷电路板牢固地粘合在一起，保证了多层电路板的结合的紧密型与可靠性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，本实用新型的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本实用新型所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (9)

1.一种覆铜板，其特征在于，所述覆铜板包括：

基板，所述基板为聚甲基丙烯酸甲酯材料制成；

铜箔，所述铜箔具有一粗化表面，并且通过所述粗化表面与所述基板紧密结合。

2.根据权利要求1所述的覆铜板，其特征在于，所述铜箔的粗化表面是通过喷砂法制得，所述喷砂法采用的喷砂为铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂、塑料颗粒中的任意一种。

3.根据权利要求2所述的覆铜板，其特征在于，所述粗化表面形成50微米—150微米的粗糙度。

4.根据权利要求1所述的覆铜板，其特征在于，所述铜箔的厚度为10-70微米。

5.根据权利要求1所述的覆铜板的制作方法，其特征在于，所述铜箔的粗化表面采用药水蚀刻的方法制得。

6.一种印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板包括：

基板，所述基板为聚甲基丙烯酸甲酯材料制成；

图案化铜箔，所述图案化铜箔具有一粗化表面，并且通过所述粗化表面与所述基板紧密结合。

7.根据权利要求6所述的印刷电路板，其特征在于，所述铜箔的粗化表面采用药水蚀刻的方法制得。

8.根据权利要求7所述的印刷电路板，其特征在于，所述粗化表面形成50微米—150微米的粗糙度。

9.根据权利要求5所述的印刷电路板，其特征在于，所述铜箔的厚度为10-70微米。

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