CN203691748U

CN203691748U - 彩色金属基印制板

Info

Publication number: CN203691748U
Application number: CN201420007938.1U
Authority: CN
Inventors: 张伯平
Original assignee: 张伯平
Current assignee: Xingtai Haina Electronics Technology Co., Ltd
Priority date: 2014-01-07
Filing date: 2014-01-07
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2024-01-07

Abstract

本实用新型涉及一种彩色金属基印制板，其结构是在经阳极氧化和表面着色处理后的金属基板的表面附有绝缘的化学转化膜，通过在所述金属基板的表面依次热压粘接绝缘介质层和铜箔层构成金属基覆铜板；在所述金属基覆铜板的所述铜箔层的表面经贴膜、转印线路图形以及蚀刻、褪膜后，形成彩色金属基印制板。本实用新型除保留了普通金属基印制板的所有功能外，较普通金属基板增加了板面的不同色彩。由于颜色有不同，其对热、光的能量感应不同，在满足航空、军事等特种印制板领域的使用要求，同时，对于整机的设备外观，增加了视觉效果，美观大方。

Description

彩色金属基印制板

技术领域

本实用新型涉及一种印制线路板，具体地说是一种彩色金属基印制板。

背景技术

印制线路板发展到现在，按基材分类，可划分为普通线路板与金属基线路板。在工业生产实践中，对金属基线路板的应用，也比较普遍了。但在具体使用中，在航空航天等领域的应用场合中，对元器件在热感、光感等方面提出来了更高要求。现有普通金属基线路板已无法满足器件在热敏、光敏效应方面的要求。

发明内容

本实用新型的目的就是提供一种彩色金属基印制板，以解决现有金属基线路板存在的热敏、光敏效应较差的问题。

本实用新型是这样实现的：一种彩色金属基印制板，在经阳极氧化和表面着色处理后的金属基板的表面附有绝缘的化学转化膜，通过在所述金属基板的表面依次热压粘接绝缘介质层和铜箔层构成金属基覆铜板；在所述金属基覆铜板的所述铜箔层的表面经贴膜、转印线路图形以及蚀刻、褪膜后，形成彩色金属基印制板。

所述金属基板的表面着色处理是采用CuSO₄作为电解溶液进行电解着色，或是采用静电喷涂方式进行喷涂着色，或是采用有机染料进行吸附着色。

本实用新型除保留了普通金属基印制板的所有功能外，较普通金属基板增加了板面的不同色彩。由于颜色有不同，其对热、光的能量感应不同，在满足航空、军事等特种印制板领域的使用要求，同时，对于整机的设备外观，增加了视觉效果，美观大方。

由于不同颜色的物体对光的吸收能力不同，比如红色的物体反射红光，其它波段的光线都会被吸收，白色物体反射全部光线，而黑色物体吸收全部光线。所以，当把金属基材面染上不同颜色后，就能达到不同的反射与吸收光能量的效果。实践证明，黑色吸热能力最强，红色次之，白色最弱。通过光线照射在不同颜色的金属基材表面，生产吸收光、反射光等类型，并随着金属基表面吸收光能量的多少而产生的温度变化不同，再利用光电传感器原理将光能转化成一种电信号后作为一种开关式控制组件。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，金属基板1的厚度为0.3～5mm，先对金属基板1进行阳极氧化处理和表面着色处理，在金属基板1的表面生成绝缘的化学转化膜2，在金属基板1的表面依次热压粘接绝缘介质层3和铜箔层4后，即构成金属基覆铜板。在金属基覆铜板的铜箔层4的表面经贴膜、转印线路图形以及蚀刻、褪膜等操作后，即形成本发明彩色金属基印制板。

金属基板1的表面着色处理可以采用CuSO₄作为电解溶液进行电解着色，或是采用静电喷涂方式进行喷涂着色，或是采用有机染料进行吸附着色。

本实用新型的制作过程是：

1、金属基板的阳极氧化及表面着色处理：

主要是通过对金属基板的表面进行化学及电化学处理，使之具有一定的粗糙度，并在其表面无成一定厚度的高绝缘性的化学转化膜，使该树脂膜层具有高电阻、耐击穿电压等性能。

主要流程：铝基板→装挂架→脱脂→水洗（两次）→碱洗→水洗（两次）→酸洗（去灰）→水洗（两次）→阳极氧化→水洗（两次）→中和→电解着色→水洗（两次）→封孔或电泳固化；

以铝基板为例，其阳极氧化工艺的主要步骤如下：

① 去油脱脂处理：用脱脂棉沾湿溶剂进行擦拭，除去油污后，再以清洁的棉布擦拭几次即可。常用溶剂为：三氯乙烯、醋酸乙酯、丙酮、丁酮等；

② 碱洗处理：3mol/L的氢氧化钠溶液清洗15～25s，然后水洗两次；

③ 酸洗处理：2mol/L的硝酸溶液清洗1分钟，然后水洗两次；

④ 氧化处理：浓硫酸22g/L，在1～1.5A/dm²的直流强度下浸渍10～15min，再在饱和重铬酸钾溶液中，于95～100℃下浸渍5～20min，然后水洗两次；

⑤ 烘干处理：烘干后使铝基面生成一层薄薄、透明、均匀一致并且多孔的保护膜，方便于铝板的着色和绝缘浸渍漆打底。

⑥ 电解着色（以着铜色为例）：

电解着色的表面具有与硫酸阳极氧化膜相同的硬度和耐磨性能，且膜层具有特别好的耐紫外线照射性能，耐热性能好，并有很好的耐蚀性等。

铝在硫酸溶液中进行阳极氧化处理之后，在制品表面上生成一层人工氧化膜，这层氧化膜的表面是多孔的，称多孔质层。而氧化膜的底层与铝基体相接触，则是致密的氧化膜薄层，也称为活性层或阻挡层。把这种带有阳极氧化膜的铝材浸人某种金属盐的电解中，并作为一个电极(阴极)，而另一极可以用纯金属板或不锈钢板等作为阳级。当两极同时通以交流电时(一般在低电压和低电流密度的条件下)，铝制品就自动地变成阴极，而且从其上面释放出氢气，同时金属溶液中的金属离子在铝制品附近形成强烈的离子浓度差，并通过多孔质层深入到活化层上，交替地承受剧烈的还原作用和缓慢的氧化作用。也即活性层强烈地吸引金属离子，并与在那里产生的负静电荷反复发生放电和析出金属或金属氧化物，并沉积在氧化膜微细孔的底部3～6um处，金属微粒析出量约为0.01g/dm²。这些微粒通常呈毛发状、球状或粒状，其直径为10～15nm，长度为数微米。在光线作用下这些金属微粒发生衍射，就使氧化膜呈现各种颜色。

以已经阳极氧化好的铝片作为阴极，铅网为阳极，CuSO₄作为电解溶液进行电解。

主要参数为：CuSO₄电解溶液的浓度为：20～25%；电流密度：10～20mA/cm²，电解时间：5～10min。

阳极：H₂O-2e^-→1/2 O₂+2H⁺

阴极：Cu²⁺+2e^-→Cu

已经阳极氧化好的铝片作为阴极，电解时生成致密均匀的Cu附在其表面，形成紫红色的铜膜，从而在光线的照射下表现为铜色。

⑦ 氧化膜的封闭处理：

氧化膜的表面多孔，在这些孔隙中可以吸附金属离子也可以吸附结晶水。可以用沸水法将着色好的铝片进行封闭处理，其原理是利用无水Al2O3发生水化作用：

Al₂O₃+H₂O= Al₂O₃·H2O

Al₂O₃+3H₂O= Al₂O₃·3H2O

由于氧化膜表面和孔壁的Al₂O水化结果，使氧化物的体积增大，将孔隙封闭。

2、热压成型：对于常用的35μm铜箔，胶层厚度控制为110～120μm较好。胶层太薄时，胶粘剂不能好的浸润铝板和铜箔粗化面，会导致击穿电压下降。而胶层过厚，因流动性过大而导致铜箔观凸凹不平。另外对于铜箔和铝板来说，其粗糙度较大，容易被浸润，所以胶层不必太厚。为保证产品质量及实验的可操作性，胶层厚度控制在120±10μm 为宜，金属基覆铜板通常是用0.3～5 mm的金属基板、绝缘介质层、铜箔经高温高压复合而成。

在热压成型过程中要控制好下列工艺参数：①根据树脂体系及绝缘介质的不同选择合适的接触压力及初压；②成型温度180℃；③成型压力300PSI：④成型时间150分钟。

3、通过裁板机把大料按照工程设计的拼板尺寸裁成生产过程中的PNL尺寸。

4、采用手动/自动贴膜机在金属基板表面贴上一层干膜，压辘温度110～120℃，贴膜压力为3.5～5.0kg/cm²；贴膜后静置15分钟以上；然后用制作好的生产黄菲林对位、曝光，抽真空650～750mmHg，曝光级数7～9级；然后再静置于15分钟以上；将对位、曝光OK板显影，显影液碳酸钠的浓度为1.0%，温度为30±2℃，显影的压力1.0～1.5kg/cm²。

5、干膜板经过蚀刻和褪膜工序，将所需要的线路转移到玻璃基板上面。将定影后露出的铜面区域用酸性CuCl₂溶液溶解, 这一过程叫蚀刻。通过强碱(一般为NaOH)溶液与曝过光的湿膜、干膜作用,将图形上的膜褪去，剩下有图形的线路和铜面，这一过程叫褪膜。蚀刻液的比重控制在1.26～1.32，铜离子含量110～170g/L，酸当量1.0～2.0(N)，蚀刻温度50℃，速度控制1.5m/min；褪膜段NaOH浓度2～3%，温度50～60℃，显影的速度1.8～2.2m/min。

6、蚀刻完工的金属基板须按要求丝印阻焊油墨，一般为白色或黑色。首先通过自动丝印机整板印刷上一层阻焊油墨；静置15分钟以上；再预烘烤72～75℃，40～45分钟，让油墨固化；然后用制作好的生产黄菲林对位、曝光，抽真空抽真空650～750mmHg，曝光级数11～13级；然后再静置于15分钟以上；将对位、曝光OK板显影，显影液碳酸钠的浓度为1.0%，温度为30±2℃，显影的压力1.0～2.5kg/cm²，显影的速度2.5～3.5m/min。

7、按要求在板面丝印字符，一般颜色为白色或黑色。丝印后的烘烤条件为：150℃，60分钟。

8、外型加工，首先需要钻管位孔，然后电脑钻孔、锣外形、V-CUT。一般金属基线路板需采用专用的钻嘴、锣刀和V-CUT刀，便于减少钻孔和外形加工过程中的毛剌和披锋。操作时一般一块一叠，并且参数设置相对于普通FR-4板要慢很多。

9、线路、防焊、文字、表面处理等参照要求正常检查；特别注意外形尺寸及孔径检测；孔口及外形不按受毛剌、披锋；线路间不按受任何外来夹杂物在板面，防高压测试时击穿。

Claims

1.一种彩色金属基印制板，其特征是，在经阳极氧化和表面着色处理后的金属基板的表面附有绝缘的化学转化膜，通过在所述金属基板的表面依次热压粘接绝缘介质层和铜箔层构成金属基覆铜板；在所述金属基覆铜板的所述铜箔层的表面经贴膜、转印线路图形以及蚀刻、褪膜后，形成彩色金属基印制板。

2.根据权利要求1所述的彩色金属基印制板，其特征是，所述金属基板的表面着色处理是采用CuSO₄作为电解溶液进行电解着色，或是采用静电喷涂方式进行喷涂着色，或是采用有机染料进行吸附着色。