电子行业用pcb与导热板的粘结工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子行业用PCB与导热板的粘结工艺，属于PCBA加工制造技术领域。
【背景技术】
[0002] 在已有技术中，PCBA(Printed Circuit BoardAssembly，印刷电路板组件）广泛用 于航空、航天、机车、汽车、造船等多种行业中。目前电子行业在进行PCBA组装时，多是用环 氧树脂EPO - TEK301胶将PCB与导热板进行粘结，但是采用这种粘接剂后，在PCB组装过 程中会出现一些导热板脱胶或者PCB翘曲的问题，宄其原因主要在于：这种粘接剂无法适 应回流焊接及波峰焊接温度而导致脱胶，且与PCB板材及导热板的热膨胀系数（CTE)不匹 配导致PCB在受热冷却过程中产生拉裂应力而翘曲。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种电子行业用PCB与导热 板的粘结工艺，采用该粘结工艺粘结的PCB与导热板在粘结后不会产生脱胶，并且PCB经过 回流焊温度后翘曲度满足要求且波动小，满足电子行业高品质要求。
[0004] 按照本发明提供的技术方案：电子行业用PCB与导热板的粘结工艺，其特征在于 包括以下步骤：
[0005] (1)选材：选用聚酰亚胺薄膜；
[0006] (2)刻膜：根据导热板尺寸，将聚酰亚胺薄膜裁剪成合适大小的胶膜，胶膜尺寸应 比导热板尺寸各方向大9~Ilmm ;根据对应导热板的图纸编程雕刻程序，采用刻字机将胶 膜机雕刻出对应导热板形状，使用尖锥清理胶膜孔内残留的切片，然后将胶膜与底片进行 对比，确保各方向的误差在0. 2mm以内；
[0007] (3)冷粘：在桌面平铺一张白纸，将导热板放置在白纸上，导热板的粘结面朝上； 撕掉已成型的胶膜上的保护层，把胶膜和导热板重合在一起，用注射器向胶膜与导热板的 结合面注入适量液体粘结剂，利用液体粘结剂自身张力使导热板与胶膜结合在一起，如有 卷曲，则用戴指套的手指将结合面抚平，确保胶膜与导热板形状、尺寸相符，检查各孔位，确 保尺寸大小一致且无偏移，然后用刀片修去导热板边缘突出的胶膜；
[0008] (4)定位：将PCB叠加在胶膜上，使PCB与胶模、导热板图形重合无偏移、弯曲，然 后在四个边角注入适量液体粘结剂，用手指按住，待液体粘结剂挥发后再松开；从导热板面 向四个定位孔中用打孔机打入定位销，将PCB、胶模和导热板固定，得到PCB粘结组件；
[0009] (5)预热：启动干燥箱，将干燥箱的温度调节至115~125°C，取一张牛皮纸对折， 将步骤（4)制得的PCB粘结组件夹在牛皮纸中间，确保PCB粘结组件中的导热板面朝上且 整个PCB粘结组件完全置于牛皮纸中，然后将PCB粘结组件连同牛皮纸置于两块钢制平板 中并放入干燥箱内加热4~6min ;
[0010] (6)热压：启动硫化机，将硫化机的加热温度调节至130~140°C;从干燥箱中取出 PCB粘结组件和牛皮纸，然后一并放入硫化机中加温加压处理13~15min，硫化机压力控制 在 0· 5 ~IMpa ;
[0011] (7)冷却：从硫化机中取出PCB粘结组件，将其置入两块钢制平板中，冷却8~ 12min ；
[0012] (8)后处理：从两块钢制平板中取出冷却好的PCB粘结组件，用钻床打出定位销， 用刀片将PCB粘结组件边缘部分溢出的胶处理干净，用铆钉对粘接好的导热板插入沉孔进 行试插测试，将铆钉位置不平或不能完全插入沉孔的PCB粘结组件挑出，用工具将沉孔内 多余的杂质处理干净，杂质处理完毕后，再用铆钉进行沉孔试插测试，直至确认孔内无杂质 为止；
[0013] (9)验证：对处理后的PCB粘结组件进行三次回流焊接及三次红胶固化处理，检验 PCB粘结组件是否出现脱胶及PCB的翘曲变形问题，无问题的即为合格品。
[0014] 作为本发明的进一步改进，所述步骤（1)中的聚酰亚胺薄膜选用美国杜邦公司生 产的Kapton薄膜，该薄膜的牌号为LF0222,厚度理论值为0. 153mm。
[0015] 作为本发明的进一步改进，所述步骤（2)中刻字机刻膜时的压力为刻字机压力为 2kg ~3kg〇
[0016] 作为本发明的进一步改进，所述步骤（3)、（4)中的液体粘结剂采用丙酮。
[0017] 作为本发明的进一步改进，所述步骤（3)中的液体粘结剂用量为1. 3~I. 5ml/m2。
[0018] 作为本发明的进一步改进，所述步骤（4)中，定位销圆滑打入定位孔时的打孔力 度控制在lkg，既要确保PCB不受损伤，又要保证定位销不会太松而掉出。
[0019] 作为本发明的进一步改进，所述步骤（7)中，PCB粘结组件的冷却时间为lOmin。
[0020] 本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明采用聚酰亚胺薄膜及独特的粘结 工艺进行粘结，经刻膜、冷粘、定位、预热、热压、冷却、后处理等工艺步骤，使PCB与导热板 结合良好，耐受后续PCB组装过程中的高温及热膨胀系数变化，不致产生脱胶及PCB的翘曲 变形问题，产品粘结质量显著提高，适合于电装生产，满足电子行业高品质要求。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0022] 实施例1
[0023] (1)选材：本实施例1选用的聚酰亚胺薄膜采用美国杜邦公司生产的Kapton薄 膜，该薄膜的牌号为LF0222,厚度理论值为0. 153mm(由贴膜厚度0. 051mm+Kapton层厚度 0.051mm+贴膜厚度 0.051mm构成），经过 IPC_4203/l《Adhesive Coated Dielectric Films Use as Cover Sheets for Flexible Printed Circuitry and FlexibleAdhesive Bonding Films，用于包裹多种印制电路的有黏贴层包裹的介电薄膜和多用粘膜》认证，并通过了 IPC TM-650号实验方法的验证，该薄膜的技术参数如表1所示：
[0024] 表1 LF0222与IPC膜标准技术参数对比表
[0025]
【主权项】
1. 电子行业用PCB与导热板的粘结工艺，其特征在于包括以下步骤： (1) 选材：选用聚酰亚胺薄膜； (2) 刻膜：根据导热板尺寸，将聚酰亚胺薄膜裁剪成合适大小的胶膜，胶膜尺寸应比导 热板尺寸各方向大;根据对应导热板的图纸编程雕刻程序，采用刻字机将胶膜机雕 刻出对应导热板形状，使用尖锥清理胶膜孔内残留的切片，然后将胶膜与底片进行对比，确 保各方向的误差在〇. 2mm以内； (3) 冷粘：在桌面平铺一张白纸，将导热板放置在白纸上，导热板的粘结面朝上；撕掉 已成型的胶膜上的保护层，把胶膜和导热板重合在一起，用注射器向胶膜与导热板的结合 面注入适量液体粘结剂，利用液体粘结剂自身张力使导热板与胶膜结合在一起，如有卷曲， 则用戴指套的手指将结合面抚平，确保胶膜与导热板形状、尺寸相符，检查各孔位，确保尺 寸大小一致且无偏移，然后用刀片修去导热板边缘突出的胶膜； (4) 定位：将PCB叠加在胶膜上，使PCB与胶模、导热板图形重合无偏移、弯曲，然后在 四个边角注入适量液体粘结剂，用手指按住，待液体粘结剂挥发后再松开；从导热板面向四 个定位孔中用打孔机打入定位销，将PCB、胶模和导热板固定，得到PCB粘结组件； (5) 预热：启动干燥箱，将干燥箱的温度调节至115~125°C，取一张牛皮纸对折，将步骤 (4)制得的PCB粘结组件夹在牛皮纸中间，确保PCB粘结组件中的导热板面朝上且整个PCB 粘结组件完全置于牛皮纸中，然后将PCB粘结组件连同牛皮纸置于两块钢制平板中并放入 干燥箱内加热4~6min; (6) 热压：启动硫化机，将硫化机的加热温度调节至130~140°C;从干燥箱中取出PCB 粘结组件和牛皮纸，然后一并放入硫化机中加温加压处理13~15min，硫化机压力控制在0. 5 -IMpa； (7) 冷却：从硫化机中取出PCB粘结组件，将其置入两块钢制平板中，冷却8~12min; (8) 后处理：从两块钢制平板中取出冷却好的PCB粘结组件，用钻床打出定位销，用刀 片将PCB粘结组件边缘部分溢出的胶处理干净，用铆钉对粘接好的导热板插入沉孔进行 试插测试，将铆钉位置不平或不能完全插入沉孔的PCB粘结组件挑出，用工具将沉孔内多 余的杂质处理干净，杂质处理完毕后，再用铆钉进行沉孔试插测试，直至确认孔内无杂质为 止； (9) 验证：对处理后的PCB粘结组件进行三次回流焊接及三次红胶固化处理，检验PCB 粘结组件是否出现脱胶及PCB的翘曲变形问题，无问题的即为合格品。
2. 如权利要求1所述的电子行业用PCB与导热板的粘结工艺，其特征在于：所述步骤 (1) 中的聚酰亚胺薄膜选用美国杜邦公司生产的Kapton薄膜，该薄膜的牌号为LF0222,厚 度理论值为0. 153mm。
3. 如权利要求1所述的电子行业用PCB与导热板的粘结工艺，其特征在于：所述步骤 (2) 中刻字机刻膜时的压力为刻字机压力为2kg~3kg。
4. 如权利要求1所述的电子行业用PCB与导热板的粘结工艺，其特征在于：所述步骤 (3) 、（4)中的液体粘结剂采用丙酮。
5. 如权利要求1所述的电子行业用PCB与导热板的粘结工艺，其特征在于：所述步骤 (3)中的液体粘结剂用量为I. 3~1. 5ml/m2。
6. 如权利要求1所述的电子行业用PCB与导热板的粘结工艺，其特征在于：所述步骤 (4)中，定位销圆滑打入定位孔时的打孔力度控制在lkg。
7.如权利要求1所述的电子行业用PCB与导热板的粘结工艺，其特征在于：所述步骤 (7)中，PCB粘结组件的冷却时间为IOmin。
【专利摘要】本发明涉及电子行业用PCB与导热板的粘结工艺，其选用聚酰亚胺薄膜，经刻膜、冷粘、定位、预热、热压、冷却、后处理及验证等工艺步骤，使PCB与导热板结合良好，耐受后续PCB组装过程中的高温及热膨胀系数变化，不致产生脱胶及PCB的翘曲变形问题，产品粘结质量显著提高，适合于电装生产，满足电子行业高品质要求。
【IPC分类】B29C65-54, B29C35-02, B29C37-02
【公开号】CN104760277
【申请号】CN201510117368
【发明人】吴红, 王杰, 朱旺, 张立明, 陈旭梁, 张春燕, 盖爱飞, 许国福, 刘初
【申请人】中国航空工业集团公司航空动力控制系统研究所
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月17日