CN113950204B - 一种预制电路板的制造方法及预制电路板 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及电路板技术领域，具体公开了一种预制电路板的制造方法及预制电路板。该预制电路板的制造方法包括：提供芯板，并在芯板的至少一侧形成线路层，以得到复合基板，其中，线路层上开设有若干个凹槽，凹槽从底部向背离芯板一侧的顶部逐渐收窄，以使凹槽的表面开口面积小于凹槽的底面面积；将两个外层金属层、若干复合基板以及若干半固化片，按照预设顺序层叠，并压合形成预制电路板，其中，压合后的预制电路板中，部分半固化片熔融后流入凹槽中，并在固化后榫接于凹槽中。通过上述方式，本申请能够提高层压后预制电路板层间的结合力，一定程度上避免分层和爆板。

Description

一种预制电路板的制造方法及预制电路板
技术领域
本申请涉及电路板技术领域，特别涉及一种预制电路板的制造方法及预制电路板。
背景技术
随着电子产品功能多元化，印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)基材的绝缘体系越来越多样化。目前，普通PCB通常采用常规半固化片压合技术制作。常规半固化片压合技术是指，直接在待压合的两层芯板或金属层之间层叠半固化片片进行压合。
本申请的发明人在长期研发过程中，发现上述现有技术中由于层间结合力不良，导致不同材料分层主要体现在以下几方面：层压过程导电层与半固化片结合力不良、表面处理(如阻焊油墨)的导电层与油墨结合力不良、塞孔树脂与半固化片结合力不良等。
发明内容
本申请提供一种预制电路板的制造方法及预制电路板，以提高层压后预制电路板层间的结合力，一定程度上避免分层和爆板。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种预制电路板的制造方法，包括：提供芯板，并在芯板的至少一侧形成线路层，以得到复合基板，其中，线路层上开设有若干个凹槽，凹槽从底部向背离芯板一侧的顶部逐渐收窄，以使凹槽的表面开口面积小于凹槽的底面面积；将两个外层金属层、若干复合基板以及若干半固化片，按照预设顺序层叠，并压合形成预制电路板，其中，压合后的预制电路板中，部分半固化片熔融后流入凹槽中，并在固化后榫接于凹槽中。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种预制电路板，包括：按照预设顺序层叠的两个外层金属层、若干复合基板以及若干半固化片；其中，每个复合基板包括芯板以及形成在芯板的至少一侧的线路层，线路层上开设有若干个凹槽，凹槽从底部向背离芯板一侧的顶部逐渐收窄，以使凹槽的表面开口面积小于凹槽的底面面积，且部分半固化片榫接于凹槽中。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请实施例在所述芯板的至少一侧形成开设有若干个凹槽的线路层，其中，凹槽从底部向背离所述芯板一侧的顶部逐渐收窄，以使所述凹槽的表面开口面积小于所述凹槽的底面面积，压合后的所述预制电路板中，部分所述半固化片熔融后流入所述凹槽中，并在固化后榫接于所述凹槽中，本申请实施例中不需要对半固化片进行粗化处理，也不用对线路层的表面进行粗化处理，避免破坏线路层的线路图形，并可减少工艺制程。同时，本申请实施例压合后半固化片榫接于凹槽，具有较高的结合力，可在一定程度上避免在回流焊后出现分层和爆板的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本申请一实施例提供的预制电路板的制造方法的流程示意图；
图2是图1中步骤101对应的结构示意图；
图3是图1中步骤102对应的结构示意图；
图4是图1中步骤101的流程示意图；
图5是图4中各步骤对应的结构示意图；
图6是图5中B处的结构示意图；
图7是图4中步骤S14的流程示意图；
图8是图1中步骤101的另一流程示意图；
图9是本申请一实施例提供的预制电路板的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供一种预制电路板的制造方法及预制电路板，以提高层压后预制电路板层间的结合力，一定程度上避免分层和爆板。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。
请参阅图1-3，本申请实施例的预制电路板100的制造方法，包括以下步骤：
步骤S101：提供芯板10，并在芯板10的至少一侧形成线路层20，以得到复合基板101，其中，线路层20上开设有若干个凹槽30，凹槽30从底部向背离芯板10一侧的顶部逐渐收窄，以使凹槽30的表面开口面积小于凹槽30的底面面积。
具体地，本申请说明书中所说的芯板10，可以是每层铜厚小于10OZ的普通芯板10，也可以是每层铜厚大于或等于10OZ的厚铜芯板10。芯板10可以是双面覆铜板，也可以是基于双面覆铜板层压得到的多层板。这里，芯板10的内层或表层的金属层已经被加工为线路层20，芯板10的一侧或两侧表面可以具有线路图形。
优选地，芯板10为陶瓷芯板或树脂芯板。
其中，线路层20上开设有若干个凹槽30，一般地凹槽30的数量为多个，以增加层间结合力，该凹槽30为燕尾槽，该凹槽30从底部向背离芯板10一侧的顶部逐渐收窄，以使凹槽30的表面开口面积小于凹槽30的底面面积。凹槽30可以平行设置或交错设置，另外，凹槽30也可以采用各种形状的燕尾槽结构。
步骤S102：将两个外层金属层60、若干复合基板101以及若干半固化片50，按照预设顺序层叠，并压合形成预制电路板100，其中，压合后的预制电路板100中，部分半固化片50熔融后流入凹槽30中，并在固化后榫接于凹槽30中。
其中，半固化片50由玻璃纤维布和树脂组成，树脂为酚醛树脂或环氧树脂或聚亚硫胺树脂或聚四氟乙烯。酚醛树脂是人类最早开发成功又形成商业化的聚合物。其由两种廉价的化学品液态酚及液态甲醛在酸性或碱性条件下发生架桥的连续反应，而硬化成固态的合成材料。环氧树脂是目前印刷线路板业用途最广的底材，价格便宜，便于采购。聚亚硫胺树脂耐高温性能佳，利于制作耐高温的多层线路板。聚四氟乙烯阻抗高，适用于高通讯用途，能满足航空航天对多线路板的要求。
区别于现有技术的情况，本申请实施例在芯板10的至少一侧形成开设有若干个凹槽30的线路层20，其中，凹槽30从底部向背离芯板10一侧的顶部逐渐收窄，以使凹槽30的表面开口面积小于凹槽30的底面面积，压合后的预制电路板100中，部分半固化片50熔融后流入凹槽30中，并在固化后榫接于凹槽30中，本申请实施例中不需要对半固化片50进行粗化处理，也不用对线路层20的表面进行粗化处理，避免破坏线路层20的线路图形，并可减少工艺制程。同时，本申请实施例压合后半固化片50榫接于凹槽30，具有较高的结合力，可在一定程度上避免在回流焊后出现分层和爆板的问题。
参阅图4-6，上述步骤S101包括：
S11：在芯板10上打印出第一子线路层(图未示出)。
具体地，可选地，线路层涂料中包含有导电颗粒，导电颗粒也可以为银纳米、铜纳米(铜粉)、铝纳米、金纳米、银纳米合金或铜纳米合金中的至少一种。
优选地，在本步骤中，打印第一子线路层所采用的线路层涂料包括以下的质量比组分：55～75％(例如55％、70％、72％、75％)的铜粉、填料为7～17％(例如7％、10％、17％)的玻璃粉、15～35％(例如15％、20％、35％)的有机溶剂以及3～5％(例如3％、4％、5％)的氧化剂。
可选的，例如有机溶剂可以为二乙二丁醇、乙基素和松油醇等，氧化剂可以为氧化硼和氧化锌。
优选的，打印第一子线路层所采用的线路层涂料的黏度为30～100pa.s(例如30pa.s、50pa.s、75pa.s、100pa.s)。线路层涂料的黏度可以通过调节线路层涂料中的主要成分和填料的配比。其中，主要成分是铜粉，填料是玻璃粉。
将芯板10上的线路层涂料进行固化处理，以得到第一子线路层。其中，本步骤中的固化处理是在密闭环境下恒温静置处理，处理过程所需要的温度为35～65℃(例如35℃、40℃、50℃、65℃)，时间是40～80分钟(例如40分钟、50分钟、60分钟、80分钟)。
S12：将支撑件40设置在第一子线路层(图未示出)上，其中，支撑件40具有至少一弧形表面，以使支撑件40的长度从靠近第一线路层20的一端向远离第一线路层20的另一端的方向上逐渐收窄。
S13：在第一子线路层背离芯板10的一侧打印出第二子线路层。
具体地，在本步骤中，打印第二子线路层所采用的线路层涂料与打印第一子线路层所采用的线路层涂料相同。
将第一子线路层上的线路层涂料进行固化处理，以得到第二子线路层。其中，本步骤中的固化处理与步骤S11中的固化处理相同。
S14：去除支撑件40，得到复合基板101。
通过上述方式，本申请实施例在第一子线路层上设置支撑件40，打印时线路层涂料将避让该支撑件40，使得在固化处理之后的第二子线路层上形成有上述实施例中的凹槽30。
参阅图7，支撑件40的材料为锡时，上述步骤S14包括：
S141：将设置有支撑件40的复合基板101放置在褪锡液中浸泡。
具体地，褪锡液包括以下组分：浓硫酸、双氧水、锡离子络合剂以及铜面缓蚀剂，将Sn可控的氧化成Sn2+而去除。铜面缓蚀剂为咪唑、2-甲基咪唑、苯并三氮唑和甲基苯并三氮唑中的一种，铜面缓蚀剂的作用是抑制褪锡液对铜为材料的线路层20的腐蚀，从而保护线路层20并维持线路层20表面光亮。
若支撑件40的材料为镍，则去除支撑件40的化学药水采用褪镍液。褪镍液能够快速有效的褪除镍为材料的支撑件40，而不损坏铜为材料的线路层20。
进入步骤S142或者S143。
S142：取出复合基板101并使用水进行冲洗。
S143：将复合基板101放置在盛放有水的容器中进行超声波震荡清洗，以去除支撑件40。
超声波震荡清洗可以进一步去除复合基板101表面的腐蚀液残留，并且还能够去除复合基板101表面脱落下来的支撑件40和聚合物。经过该超声波震荡清洗步骤后，复合基板101表面的支撑件40能够全部脱落，因此可以进行装配等等。
优选地，超声波震荡清洗的震荡时间大于等于40秒。为了避免震荡时间过长而影响复合基板101自身的结构和电学性能，优选地，震荡时间可以为1-2分钟。
参阅图8，在支撑件40的材料为水溶性树脂时，上述步骤S14包括：
S144：用高压水冲洗设置有支撑件40的复合基板101，以去除支撑件40。
具体地，支撑件40由水溶性纤维素树脂、水溶性丙烯酸类树脂和水溶性聚酯树脂中的至少1种形成。
优选地，支撑件40由水溶性纤维素树脂形成。其中，水溶性纤维素树脂为选自羟基丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、羟基丙基甲基纤维素乙酸酯琥珀酸酯和羟基丙基甲基纤维素乙酸酯邻苯二甲酸酯中的至少一种。
如图9所示，本申请实施例的预制电路板100包括：按照预设顺序层叠的两个外层金属层60、若干复合基板101以及若干半固化片50。例如根据设计需求进行叠板，图9为含三张芯板10的8层预制电路板100。预制电路板100可通过上述实施例中的预制电路板的制造方法制造得到。
其中，每个复合基板101包括芯板10以及形成在芯板10的至少一侧的线路层20，线路层20上开设有若干个凹槽30，凹槽30从底部向背离芯板10一侧的顶部逐渐收窄，以使凹槽30的表面开口面积小于凹槽30的底面面积，且部分半固化片50榫接于凹槽30中。
其中，线路层20上开设有若干个凹槽30，一般地凹槽30的数量为多个，以增加层间结合力，该凹槽30为燕尾槽，该凹槽30从底部向背离芯板10一侧的顶部逐渐收窄，以使凹槽30的表面开口面积小于凹槽30的底面面积。凹槽30可以平行设置或交错设置，另外，也可以采用各种形状的燕尾槽结构。
上述实施例中的凹槽30的横截面为梯形。上述实施例中的凹槽30的内壁为弧形内壁。
区别于现有技术的情况，本申请实施例预制电路板100包括复合基板101和半固化片50，每个复合基板101包括芯板10以及形成在芯板10的至少一侧的线路层20，其中，凹槽30从底部向背离芯板10一侧的顶部逐渐收窄，以使凹槽30的表面开口面积小于凹槽30的底面面积，压合后的预制电路板中，部分半固化片50熔融后流入凹槽30中，并在固化后榫接于凹槽30中，本申请实施例中不需要对半固化片50进行粗化处理，也不用对线路层20的表面进行粗化处理，避免破坏线路层20的线路图形，并可减少工艺制程。同时，本申请实施例压合后半固化片50榫接于凹槽30，具有较高的结合力，可在一定程度上避免在回流焊后出现分层和爆板的问题。
以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种预制电路板的制造方法，其特征在于，包括：
提供芯板，并在所述芯板的至少一侧形成线路层，以得到复合基板，其中，所述线路层上开设有若干个凹槽，所述凹槽从底部向背离所述芯板一侧的顶部逐渐收窄，以使所述凹槽的表面开口面积小于所述凹槽的底面面积；
将两个外层金属层、若干所述复合基板以及若干半固化片，按照预设顺序层叠，并压合形成预制电路板，其中，压合后的所述预制电路板中，部分所述半固化片熔融后流入所述凹槽中，并在固化后榫接于所述凹槽中；
所述在所述芯板的至少一侧形成线路层，以得到复合基板的步骤，包括：
在所述芯板上打印出第一子线路层；
将支撑件设置在所述第一子线路层上，其中，所述支撑件具有至少一弧形表面，以使所述支撑件的长度从靠近所述第一子线路层的一端向远离所述第一子线路层的另一端的方向上逐渐收窄；
在所述第一子线路层背离所述芯板的一侧打印出第二子线路层；
去除所述支撑件，得到所述复合基板。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，
在所述支撑件的材料为锡时，所述去除所述支撑件的步骤，包括：
将设置有所述支撑件的所述复合基板放置在褪锡液中浸泡；
取出所述复合基板并使用水进行冲洗，或者，将所述复合基板放置在盛放有水的容器中进行超声波震荡清洗，以去除所述支撑件。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，
在所述支撑件的材料为水溶性树脂时，所述去除所述支撑件的步骤，包括：
用高压水冲洗设置有所述支撑件的所述复合基板，以去除所述支撑件。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，
所述凹槽的横截面为梯形。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，
所述凹槽的内壁为弧形内壁。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，
所述芯板为陶瓷芯板或树脂芯板。
7.一种预制电路板，其特征在于，所述预制电路板由权利要求1-6中任一项所述的制造方法制作而成，包括：按照预设顺序层叠的两个外层金属层、若干复合基板以及若干半固化片；
其中，每个所述复合基板包括芯板以及形成在所述芯板的至少一侧的线路层，所述线路层上开设有若干个凹槽，所述凹槽从底部向背离所述芯板一侧的顶部逐渐收窄，以使所述凹槽的表面开口面积小于所述凹槽的底面面积，且部分所述半固化片榫接于所述凹槽中。
8.根据权利要求7所述的预制电路板，其特征在于，
所述凹槽的横截面为梯形。
9.根据权利要求7所述的预制电路板，其特征在于，所述凹槽的内壁为弧形内壁。
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