CN219372720U - 一种适用于高层板的填充芯板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适用于高层板的填充芯板，包括矩形的树脂基板以及设置于树脂基板边上的一圈金属边框层，所述金属边框层由多个金属单元排列构成，金属单元之间形成折线型的流胶通道，连通金属边框层的内侧与外侧。本实用新型通过在填充芯板板边增加金属边框层，增大了填充芯板与其他面层的摩擦力，减少了压合过程中的错位及滑板；同时在填充芯板的板边形成流胶通道，提高了填充芯板上的流胶均匀度，并引导多余树脂快速自板边排出，减少了压合过程中的错位及滑板，提升了PCB板层间的填胶均匀性及充实度。

Description

一种适用于高层板的填充芯板

技术领域

本实用新型涉及PCB制造领域，更具体地，涉及一种适用于高层板的填充芯板。

背景技术

PCB(Printed Circuit Board)又名印制电路板，是重要的电子部件，是支撑电子元器件及实现电气互连的载体。随着集成电路的迅速发展及广泛应用，电子设备的种类及应用迅速发展，电子产品也更加智能化、小型化，与之匹配的，PCB的品类也不断更新，对PCB板的精密度和可靠性的要求也越来越高，PCB板上设置的线路越来越密集，高层、混压多次压合的PCB板的应用也越来越广泛，特别是在制造如汽车雷达板等高速、高频、低损耗的PCB板时，不仅需要保证过程中的层压电路板间内部线路与外部线路的互通互联，还需要保证PCB板的电气性能，因此对高速高频PCB板的设计通常会使用多次压合的高层结构。

压合是制造高层PCB板的核心工序，其基本原理是在加热加压的条件下利用半固化片(PP)融化流动将芯板互相粘结起来，在PCB压合制作的过程中，一般会将芯板及PP片逐张叠层，再通过铆钉或者铆钉加熔合的方式在压合前预固定，保证其位置对准，而后再整体热压固化。由于PP片含胶量高，在热压过程中，流动性很大，特别是在制作多次压合的高层PCB板时，为了满足耐压的设计，会采用更多的PP片，在热压过程中流胶量大，造成PCB板层间空洞或填胶厚薄不均，还容易导致层间滑板，影响PCB的可靠性；同时，PP片的高流动性带来的横向剪切力会导致压合前叠板预固定的铆钉变形，从而使内层芯板移位，层间出现偏位，通孔电镀后会引起层间短路。

因此，在高层PCB板的制作中，为了减少PP片的用量，又要保持PCB板的厚度满足设计，会利用厚度与所减少的PP片厚度一致的、性质稳定的填充板来代替部分PP片进行填充，填充板可以是由PP片与铜箔叠合热压后再去除表面铜层的方式制得，也可以是将芯板上的铜层蚀刻掉后制得。在制作类似汽车雷达板等高层、多次压合的高频高速PCB板时，为满足产品所需的线路阻抗要求，为了提高PCB板整体的可靠性，通常会使用介电常数较低的填充芯板来进行厚度填充，常用的填充芯板是无板面图形的芯板，芯板是制作PCB板的基础材料，是将玻璃纤维布或其它增强材料浸以树脂，一面或双面覆以铜箔并经热压而制成的一种板状材料，填充芯板上的覆铜面会被去除。填充芯板的引入不仅方便了高层PCB板的介电层厚度设计，还可以选用现有的芯板进行制作，经济便捷，稳定性高，同时芯板的类型可选择的空间大，在高频高速的高层PCB板的制作中可以使用介电常数低、传输损耗低的芯板，以满足高频高速PCB板的线路信号与阻抗需求。

但在高层PCB板中引入填充芯板时的实际压合制作过程中还存在一些问题：

1、由于填充芯板上的覆铜面被去除，填充芯板上光面是暴露的光滑的固化树脂层，光面和PCB板其他面层接触的摩擦力小于覆铜面，加大了叠板及压合过程中滑板的风险；

2、在压合过程中，融化的树脂会在PCB板层间流动，将多层芯板粘接成整体，但填充芯板参与压合的板面是光滑的，压合时树脂在其板面间流动的方向无定形，流胶量大、流胶速度快且流胶量不均匀，容易导致PCB板层间空洞或填胶厚薄不均等。

实用新型内容

本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种适用于高层板的不易滑板、并提升高层PCB板层间填胶均匀性的填充芯板。

本技术方案提供了一种适用于高层板的填充芯板，一种适用于高层板的填充芯板，包括矩形的树脂基板以及设置于树脂基板边上的一圈金属边框层，所述金属边框层由多个金属单元排列构成，金属单元之间形成折线型的流胶通道，连通金属边框层的内侧与外侧。

在本技术方案中，填充芯板面包含了矩形的树脂基板以及金属边框层，通过在边框处保留金属层增大了填充芯板面层和其他层间的摩擦力，减小了叠板及压合过程中滑板的风险；同时，矩形的树脂基板与线路层芯板上的线路图形对应设计，并通过金属边框层对线路层芯板及填充芯板间树脂的流动进行了阻挡，减缓了层间树脂流动及溢出的速度，令融化的树脂在板间均匀流动，提升了PCB板层间填胶的均匀度和充实度。进一步地，金属边框层由多个金属单元排列构成，金属单元之间形成折线型的流胶通道，金属单元均匀排列令金属边框层在树脂基板上均匀分布，同时也为树脂由各个方向流动溢出层间提供了多个流胶通道，引导层间多余树脂的向板外均匀地流出。金属边框层上的流胶通道设置为折线形，多余的树脂自流胶通道溢出时会反复与通道碰撞，降低流胶通道内的流胶速度，因此，金属边框层内的金属单元均匀排列形成折线型的流胶通道，将多余树脂自板边流出的流胶速度控制在较低的水平，优先保证了填充芯板内部的树脂含量及流动均匀性；同时，在金属边框层有限的空间内，折线形的流胶通道长且方向均匀度好，引导溢胶的效果好，可以在保证PCB板各层间紧密粘合的同时，通过减小板面及板边树脂流动的速度差异，大大提升了PCB板层间填胶的均匀性，保证了PCB板间填胶厚度的均匀度，提升了PCB板整体的可靠性。因此，具有折线形流胶通道的金属边框层的填充芯板适用于PP片用量较少或层间含胶量较低的高层PCB板压合过程，所采用的金属单元的大小、排列的疏密可随PCB板的压合层数、压合条件及PP片的特性和使用量设计调整。

进一步地，所述金属单元为六边形，边长在2.5-5.0mm之间；所述金属单元等距分布，之间的间距在0.2-0.6mm之间；所述金属边框层每条上设置2-5排金属单元。

在本技术方案中，金属边框由六边形的金属单元点阵构成，六边形的金属点阵之间构建的流胶通道较多且方向均匀，能将流胶速度维持在相对较慢的水平，提升了填充芯板内部的流胶均匀性，保证了PCB板层间填胶厚度的均匀。优选地，令金属单元的边长在2.5-5.0mm之间；优选地，令金属单元之间等距分布，且间距在0.2-0.6mm之间，将金属单元的阻流效果和保证流胶均匀性的效果之间保持在较优的水平，既充分保证流胶通道引导树脂流出的功能，又保证了PCB板层间的流胶均匀度。优选地，令金属边框层每条上设置的金属单元的排数为2-5之间，既避免了金属单元数量过少无法引导流胶方向及速度，又避免了金属单元过多导致金属边框占比太大，致使PCB板板面利用率过低，保证了金属边框的功能性及整体的经济性。

进一步地，所述树脂基板上开设有长圆形定位孔，贯穿树脂基板和金属边框层，所述金属边框层上设有定位靶点；所述定位靶点覆盖部分金属单元。

在本技术方案中，为了实现高层PCB板的高密度互联互通、保证高层PCB板的可靠性，在PCB板的多次压合过程中需要进行高精度对位，因此，在填充芯板面上还进行了高精度对位设计：首先，填充芯板面上设置有长圆形定位孔，且定位孔贯穿树脂基板和金属边框层，定位孔与芯板各层上的Pin针孔位置对应，用于与Pin针配合将叠板后的PCB各层位置固定起来，保证了PCB板各层的精准对位及相对固定不滑板，方便后续的压合制作；定位孔呈长圆形，为后续多次压合过程中因整板热胀缩预留了一定的配合空间，保证定位孔与Pin针配合进行层间固定的功能在高层PCB的多次压合过程中有效实现，提升了高层PCB多次压合过程中的对位精度，提高了高层PCB的对准度。其次，金属边框层上还设有定位靶点，定位靶点用于为定位孔的制作提供对位基础。优选地，定位靶点设置在金属边框层内，并覆盖部分金属单元，由于定位孔需贯穿树脂基板和金属边框层，为填充芯板提供整板定位，而金属边框层与树脂基板层的材料胀缩系数不同，因此，定位靶点兼顾树脂基板和金属单元可以提高定位靶点的精度，并进一步提高了定位孔的对位精度和制作精度，提升了PCB板的可靠性。优选地，还可以在填充芯板两面的金属边框层上的定位靶点做不同的图形设计，不仅进一步提高了定位孔的对位精度，提高了PCB板层间对准度，还可以根据定位靶点不同的图形设计定义填充芯板及其他芯板的正面及反面，避免因叠板误差对PCB性能的影响，提高PCB板的可靠性。

进一步地，所述金属边框层上在定位孔的两侧还设有定位蚀刻线。

在本技术方案中，在定位孔的两侧还设有定位蚀刻线，定位蚀刻线随着填充芯板面铜面蚀刻时制作，用于限制定位孔的位置，定位孔应置于定位蚀刻线中心，若在定位孔制作时其边缘超出定位蚀刻线的中间区域，就可以肉眼或简单工具快速识别出定位孔的偏孔缺陷，可及时调整工序并简单快捷地排除残次板，保证了PCB板的制作质量，大大提升了PCB板的可靠性。

进一步地，所述金属边框层在定位孔位置上设置有面积大于定位孔的定位金属区，定位金属区覆盖部分金属单元，所述定位蚀刻线开设有定位金属区上。

在本技术方案中，金属边框层上设置定位金属区，定位金属区是一个覆盖了部分金属单元的整体金属区域，定位金属区上无流胶通道，避免了在定位孔冲孔工序中流胶通道穿过冲孔定位区域，干扰冲孔机的识别及对位，提高了填充芯板上的冲孔精度及PCB板的层间对位精度；同时，定位孔及定位蚀刻线设置在定位金属区上，可以更清晰地判断定位孔及定位蚀刻线的位置，提高了肉眼或简单工具快速识别出定位孔的偏孔缺陷的准确度，进一步提升了PCB板的可靠性。

进一步地，所述金属边框层上还设有熔合定位窗。

在本技术方案中，金属边框层上还设有熔合定位窗，PCB板叠板固定后，通过在金属边框层上的熔合定位窗处先进行熔合预定位，将PCB板的边缘紧密固定，提升了PCB板间的固定程度，大大提升了压合时的对位精度。

进一步地，所述金属边框层内侧还设有分隔延伸部，所述金属单元填充至分隔延伸部。

在本技术方案中，金属边框层内侧还设有分隔延伸部，金属单元填充至分隔延伸部，即金属单元可向填充芯板内延伸一段区域。由于填充芯板面中间区域为大面积裸露的树脂基材，只在边缘的金属边框层处保留了一定面积的金属覆盖层，填充芯板整板板面上的金属覆盖量不均匀，且由于树脂基材与金属层的热胀缩系数不一致，热压过程中树脂基材与金属层吸热与散热速度也不均匀，填充芯板内部应力分布不均，容易导致板面变形，影响PCB整板的平整度及可靠性。将金属单元向填充芯板内延伸一段区域可以提升填充芯板面金属覆盖层的均匀性，均衡热压时填充芯板整板的内部应力，减小变形，提高了PCB整板的可靠性。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、通过在填充芯板面的树脂基板上保留了一圈金属边框层，增大了填充芯板面层的粗糙度，提升了填充芯板面层和其他层间的摩擦力，进而减小了叠板及压合过程中因为摩擦力不足导致的层间滑板的风险，提高了填充芯板的实用性及可靠性。

2、填充芯板面与线路层芯板上的线路图形对应的位置为裸露的树脂基板，四周为保留的金属边框层，金属边框层上为树脂流动溢出PCB板层间提供了多个流胶通道，促使树脂由边框均匀地流出，通过金属边框层的设计对流胶进行了阻挡，减缓了流胶速度，令融化的树脂在板间均匀流动，并通过各个方向设置的多个均匀的流胶通道促使PCB板层间多余的树脂从板边排出，提升了PCB板层间填胶的均匀性，保证了PCB板的厚度均匀，提升了PCB板整体的可靠性。

3、金属边框层由多个金属单元排列构成并形成折线形的流胶通道，将多余树脂自板边流出的流胶速度控制在较低的水平，优先保证了填充芯板内部的树脂含量及流动均匀性，令PCB板各层间可紧密粘合，同时提升了PCB板层间填胶的均匀性，保证了PCB板的厚度均匀，提升了PCB板整体的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型一种适用于高层板的填充芯板的结构示意图之一。

图2为本实用新型一种适用于高层板的填充芯板的结构示意图之二。

图3为本实用新型一种适用于高层板的填充芯板中金属边框层的局部结构示意图。

图4为本实用新型一种适用于高层板的填充芯板中定位靶点的结构示意图。

图5为本实用新型一种适用于高层板的填充芯板中定位金属区的结构示意图。

附图标记：树脂基板100、定位孔110、金属边框层200、定位靶点210、中心镂空圆点211、间断镂空圆弧212、镂空圆环213、定位蚀刻线220、定位金属区221、熔合定位窗231、分隔延伸部240、流胶通道300。

具体实施方式

本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1-5所示，本实施例提供一种适用于高层板的填充芯板，包括矩形的树脂基板100以及设置于树脂基板100边上的一圈金属边框层200，金属边框层200由多个六边形金属单元排列构成，填充芯板每面的每条金属边框层200上均设有2-5排金属单元，六边形金属单元的边长为2.5-5.0mm，金属单元之间等距分布，间距为0.2-0.6mm，且金属单元之间形成折线型的流胶通道300，流胶通道300连通金属边框层200的内侧与外侧；

树脂基板100上开设有贯穿树脂基板100和金属边框层200的长圆形定位孔110，金属边框层200上还设有为定位孔110的制作提供对位基准定位靶点210，定位靶点210覆盖金属边框层200上的部分金属单元，填充芯板上正反两面的金属边框层200上的定位靶点210采取不同的图形设计，定位靶点210正面为减铜形成的中心镂空圆点211和围绕中心镂空圆点211的间断镂空圆弧212，反面为减铜形成的镂空圆环213，正反面图形同心设置，且间断镂空圆弧212的直径小于镂空圆环213的外径，中心镂空圆点211的直径小于镂空圆环213的内径；

金属边框层200在定位孔110位置上设置有面积大于定位孔110的定位金属区221，定位金属区221覆盖部分金属单元，金属边框层200上在定位孔110的两侧还设有定位蚀刻线220，定位孔110及定位蚀刻线220均设置在定位金属区221上；金属边框层200上还设有熔合定位窗231；金属边框层200内侧还设有分隔延伸部240，且金属单元填充至分隔延伸部240。

本实施例所提供的填充芯板制作的具体流程为：

S1.开料，将双面覆盖有铜层的树脂基板裁剪成所需尺寸；双面覆盖有铜层的树脂基板可为PP片及两面外层铜箔叠合后压合而成，也可以是依据实际生产需要选择的现有芯板。

S2.图形转移，将开料后的覆铜树脂基板先进行化学清洗，随后通过曝光显影的方式将树脂基板板边设计的图形转移到树脂基板上，在树脂基板上双面板边设计需保留的铜层上覆盖干菲林，最终干菲林覆盖树脂基板边缘一定宽度的铜面，包括金属单元、金属定位区及其他需要保留铜面的区间，树脂基板上金属边框层内拟形成的流胶通道、定位靶点、定位蚀刻线、融合定位窗等需被蚀刻制作的位置未被干菲林覆盖；

S3.蚀刻减铜，去除树脂基板的双面中部的覆铜，并在板边保留的铜面边框上形成流胶通道、定位靶点、定位蚀刻线、融合定位窗等；

S4.加工定位孔，利用定位靶点对位，在填充芯板的板边进行定位孔制作，定位孔用于后续与Pin钉配合进行层间压合对位，优选地，定位孔采用PEP冲孔制作以提升其精度。

随后，进行内层中检，检查板面加工是否符合标准，保证定位孔被加工在定位蚀刻线中心，若板面加工不符合标准，或定位孔偏移定位蚀刻线中心，应返回调整工艺参数。

加工、中检合格的填充芯板还应进行棕化处理，使填充芯板表面粗化，增强压合过程中各层板面间的摩擦力，避免滑板。

高层PCB压合制作时，将填充芯板叠置在待压合的两个线路层芯板之间进行叠板，通过定位靶点的图形样式保证叠板时所接触的面层对应，填充芯板与上下的线路层芯板之间还均设有PP片，PP片及线路层芯板的板边均设置有与填充芯板对应一致的定位孔及熔合定位窗；使用Pin针穿过线路层芯板、填充芯板及PP片板边重合的定位孔进行铆合预固定；随后，在线路层芯板、填充芯板及PP片板边重合的熔合定位窗处进行熔合预固定，保证压合前PCB层间固定并高度对准；随后，根据PCB板料选用适宜的生产压合条件进行压合，形成PCB生产板。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型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，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于高层板的填充芯板，包括矩形的树脂基板以及设置于树脂基板边上的一圈金属边框层，其特征在于，所述金属边框层由多个金属单元排列构成，金属单元之间形成折线型的流胶通道，连通金属边框层的内侧与外侧。

2.根据权利要求1所述的适用于高层板的填充芯板，其特征在于，所述金属单元为六边形，边长在2.5-5.0mm之间。

3.根据权利要求1所述的适用于高层板的填充芯板，其特征在于，所述金属单元等距分布，之间的间距在0.2-0.6mm之间。

4.根据权利要求1所述的适用于高层板的填充芯板，其特征在于，所述金属边框层每条上设置2-5排金属单元。

5.根据权利要求1-4任一项所述的适用于高层板的填充芯板，其特征在于，所述树脂基上开设有长圆形定位孔，贯穿树脂基板和金属边框层，所述金属边框层上设有定位靶点。

6.根据权利要求5所述的适用于高层板的填充芯板，其特征在于，所述定位靶点覆盖部分金属单元。

7.根据权利要求5所述的适用于高层板的填充芯板，其特征在于，所述金属边框层上在定位孔的两侧还设有定位蚀刻线。

8.根据权利要求7所述的适用于高层板的填充芯板，其特征在于，所述金属边框层在定位孔位置上设置有面积大于定位的定位金属区，定位金属区覆盖部分金属单元，所述定位蚀刻线开设有定位金属区上。

9.根据权利要求1-5任一项所述的适用于高层板的填充芯板，其特征在于，所述金属边框层上还设有熔合定位窗。

10.根据权利要求1-5任一项所述的适用于高层板的填充芯板，其特征在于，所述金属边框层内侧还设有分隔延伸部，所述金属单元填充至分隔延伸部。