半固化片压合方法及PCB结构与流程

本发明涉及印制电路板技术领域，特别是涉及一种半固化片压合方法及pcb结构。

背景技术：

近年来，信息科学技术飞速发展，具有高速信息处理功能的各类电子产品层出不穷，相应地，作为电子产品中电子元器件载体和信号传输部件的印制电路板也不断趋于高速化发展，这对pcb用的基板材料有着高信号传输速度、低信号传输损失的要求，但基板材料的高速、高频传输性能越好，材料的流胶/填胶能力相对越差，而流胶/填胶能力对pcb的加工品质、产品的可靠性等有着至关重要的影响。一般业内在压合此类低流胶/填胶特性的半固化片时，为保证填胶，通常是采用快速升温、直接加高压的方法，但上述方法会对pcb的尺寸稳定性有较大的影响，无法保证产品的品质。

技术实现要素：

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种可保证产品品质的半固化片压合方法及pcb结构。

其技术方案如下：

一种半固化片压合方法，包括以下步骤：

根据半固化片的粘度-温度关系曲线选取树脂流动性高的温度区间；

进行第一段压合加工，所述第一段压合加工为升温升压过程，升温过程中的最高温度位于所述温度区间内；

进行第二段压合加工，所述第二段压合加工为保温升压过程；

进行第三段压合加工，所述第三段压合加工为升温保压过程。

上述半固化片压合方法，先进行第一段压合加工，在升温的同时施加压力，当升温的最大温度位于温度区间时，树脂的流动性较好，压力可促进树脂的流动，随后进行第二段压合加工，由于此时树脂的流动性较好，在此温度保温一定时间可增加其填胶/流胶的能力，且此时压力的增大可进一步提高半固化片中树脂的流动性，使其更好的与铜箔结合，接着进行第三段压合加工，在保持压力的情况下增加压合的温度，使树脂充分的填充。上述半固化片压合方法，通过在树脂流动性较好的温度区间内保温一段时间，可增加半固化片的流胶/填胶能力，减少缺胶等缺陷的出现，且此过程中压合的压力为分段增加的过程，不会由于直接施加高压导致产品尺寸不稳定，保证了产品品质。

在其中一个实施例中，所述第一段压合加工的升温过程为第一升温段，所述第一段压合加工的升压过程包括依次设置的第一压力段及第二压力段，上述进行第一段压合加工，具体包括以下步骤：

设置所述第一压力段为初始压合压力；

当树脂开始熔融流动时，由所述第一压力段升压至所述第二压力段。

在其中一个实施例中，所述第二段压合加工的保温过程为第一保温段，所述第二段压合加工的升压过程包括第三压力段，上述第二段压合加工，具体包括以下步骤：

当压合的温度升至所述第一升温段的终点时，进入所述第一保温段，压合的压力由所述第二压力段升压至所述第三压力段。

在其中一个实施例中，所述第一压力段、所述第二压力段及所述第三压力段的压力值均为定值，所述第一压力段的压力值为10psi～100psi，所述第二压力段的压力值为100psi～350psi，所述第三压力段的压力值为350psi～600psi。

在其中一个实施例中，上述进行第三段压合加工，所述第三段压合加工为升温保压过程后，还包括以下步骤：

进行第四段压合加工，所述第四段压合加工为保温降压过程；

进行第五段压合加工，所述第五段压合加工为降温保压过程。

在其中一个实施例中，所述第四段压合加工的保温过程为第二保温段，所述第四段压合加工的降压过程包括第四压力段，上述第四段压合加工，具体包括以下步骤：

所述第二保温段的持续时间为t，当所述第二保温段持续t1时，将压合的压力由所述第三压力段降至所述第四压力段，其中，t1的取值范围为(t-30)～(t-10)，t>60min。

在其中一个实施例中，所述第五段压合加工的降温过程包括依次设置的第一降温段及第二降温段，所述第二降温段的降温速率大于所述第一降温段的降温速率。

在其中一个实施例中，所述第一降温段的降温速率为2℃～4℃，所述第一降温段的最低温度的取值范围为100℃～140℃。

在其中一个实施例中，在所述第一段压合加工及所述第三段压合加工过程中，升温速率的取值范围均为2℃～5℃。

一种应用如上述任一项所述的半固化片压合方法的pcb结构，包括至少两层金属板，所述金属板的边缘处设有工艺边，所述工艺边上设有阻胶条，所述阻胶条上设有流胶槽，相邻的两个金属板之间设有半固化片，所述金属板所在的平面为投影面，相邻的两个所述金属板的阻胶条在所述投影面上的投影间隔设置。

上述pcb结构，在压合时，阻胶条可降低半固化片中树脂的流动速度，防止树脂流到板外，由于在投影面上相邻的两个金属板上的阻胶条的投影间隔设置，则压合时相邻的两个金属板上的阻胶条不会相互抵住，不会导致工艺边比中部的图形单元厚，也就不会在压合时导致图形单元的无铜区失压，由于发生失压时会减弱树脂的流动性及填胶能力，使压合后的产品出现缺胶分层或树脂空洞等情况，因此采用上述板组件，在压合时可防止出现缺胶分层或树脂空洞等缺陷，保证产品的品质。因此通过应用上述pcb结构及上述半固化片压合方法，可得到品质更好的产品。

附图说明

图1为本发明实施例所述的半固化片压合方法的流程示意图；

图2为本发明实施例所述的粘度-温度曲线示意图；

图3为本发明实施例所述的半固化片压合方法的各阶段实测图；

图4为本发明实施例所述的阻胶条在投影面上的投影图一；

图5为本发明实施例所述的阻胶条在投影面上的投影图二；

图6为本发明实施例所述的第一阻条与第二阻条的侧面结构示意图；

图7为本发明实施例所述的阻胶条在投影面上的投影图三；

图8为本发明实施例所述的阻胶条在投影面上的投影图四。

附图标记说明：

100、阻胶条，101、第一阻条，102、第二阻条，103、第三铜条，104、第四铜条，110、流胶槽，120、阻块，10、投影面，20、第一侧面，30、第二侧面。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

本具体实施例中的半固化片，包括树脂及玻璃纤维布等成分，常温时为固态，通过升温使其胶状化，用于通过加压的方式将上下两侧铜箔粘合起来，半固化片成为中间的介质。

如图1所示，一实施例公开了一种半固化片压合方法，包括以下步骤：

s10、根据半固化片的粘度-温度关系曲线选取树脂流动性高的温度区间；

s20、进行第一段压合加工，所述第一段压合加工为升温升压过程，升温过程中的最高温度位于所述温度区间内；

s30、进行第二段压合加工，所述第二段压合加工为保温升压过程；

s40、进行第三段压合加工，所述第三段压合加工为升温保压过程。

上述半固化片压合方法，先进行第一段压合加工，在升温的同时施加压力，当升温的最大温度位于温度区间时，树脂的流动性较好，压力可促进树脂的流动，随后进行第二段压合加工，由于此时树脂的流动性较好，在此温度保温一定时间可增加其填胶/流胶的能力，且此时压力的增大可进一步提高半固化片中树脂的流动性，使其更好的与铜箔结合，接着进行第三段压合加工，在保持压力的情况下增加压合的温度，使树脂充分的填充。上述半固化片压合方法，通过在树脂流动性较好的温度区间内保温一段时间，可增加半固化片的流胶/填胶能力，减少缺胶等缺陷的出现，且此过程中压合的压力为分段增加的过程，不会由于直接施加高压导致产品尺寸不稳定，保证了产品品质。

同时，上述半固化片压合方法中，温度也为分段增加的过程，升温速率可设置的较低，由于升温速率过高时，会对压合设备要求较高且不能压合过多的pcb，因此上述半固化片压合方法的生产效率较高，而压合时过早上高压，会导致半固化片的树脂尚未流动时就承受较大的压力，导致玻璃纤维承受较大的剪切力，变形严重，对pcb的尺寸稳定性有较大的影响，且压力过大还会导致铜箔起皱、空气通道封锁等问题。

具体地，第一段压合加工过程中，升温与升压过程同时进行；

第二段压合加工过程中，保温与升压过程同时进行；

第三段压合加工过程中，升温与保压过程同时进行。

具体地，上述“保温”过程为使压合的温度等于或近似等于一固定温度值；上述“保压”过程为使压合的压力等于或近似等于一固定压力值。

在其中一个实施例中，所述第一段压合加工的升温过程为第一升温段，所述第一段压合加工的升压过程包括依次设置的第一压力段及第二压力段，上述进行第一段压合加工，具体包括以下步骤：

设置所述第一压力段为初始压合压力；

当树脂开始熔融流动时，由所述第一压力段升压至所述第二压力段。

在升温的同时施加第一压力段，可将各层压实，提高传热速率，驱赶层间的空气，而当温度升高至树脂开始熔融流动时，施加第二压力段，压合的压力增加，可促进熔融状态下树脂的流动，方便树脂填充，同时可挤出胶状化半固化片中的空气，为后续的压合过程打好基础，且压力为分段增加的过程，可防止一次压力过高带来的铜箔起皱、空气通道封锁等问题，有利于提高最终产品的品质。

可选地，可根据半固化片的粘度-温度曲线，选取半固化片粘度小于一定值时的温度，作为树脂开始熔融流动时的指示温度，即当第一升温段的温度达到上述指示温度时，压合的压力由第一压力段升压至第二压力段。此时对压合过程的控制更精确。具体地，上述指示温度可选取粘度-温度曲线中粘度在5000pa·s～10000pa·s时对应的温度值。

在其中一个实施例中，所述第二段压合加工的保温过程为第一保温段，所述第二段压合加工的升压过程包括第三压力段，上述第二段压合加工，具体包括以下步骤：

当压合的温度升至所述第一升温段的终点时，进入所述第一保温段，压合的压力由所述第二压力段升压至所述第三压力段。

由于第一升温段的终点时的温度即为第一升温段中的最高温度，此时的温度位于树脂流动性高的温度区间内，即半固化片中的竖直粘度小、流动性较好，具有良好的填充能力，在此温度保温一定时间，可增加其流动性及填充能力。且当压力的温度升至第一升温段的终点时，将压合的压力由第二压力段升压至第三压力段，此时较高的压力可进一步增强半固化片的树脂流动性能，使其能够更好的填充缝隙，使半固化片与铜箔牢固结合。

可选地，第一保温段的保温时间为t1，所述第二段压合加工的升压时间为t2，t2<t1。由于升压时间t2小于保温时间t1，则压合的压力可更快速的升压至第三压力段，用于增强半固化片的树脂流动性能。

可选地，第一保温段的保温时间为10min～30min。可根据半固化片的流动特性情况选择相应的保温时间。

在其中一个实施例中，所述第一压力段、所述第二压力段及所述第三压力段的压力值均为定值，所述第一压力段的压力值为10psi～100psi，所述第二压力段的压力值为100psi～350psi，所述第三压力段的压力值为350psi～600psi。当第一压力段、第二压力段及第三压力段均为定值时，压合的压力稳定，可提高压合的效果。第一压力段的压力值、第二压力段的压力值及第三压力段的压力值的依次升高过程中，压力值的分布合理，第一压力段的压力值及第二压力段的压力值均较小，不会对产品的稳定性造成影响。

可选地，所述第三段压合加工过程中升温过程的最高温度位于半固化片的固化温度与棕化膜的最高耐热温度之间。此时可防止压合时的温度过高，对产品的性能造成影响。具体地，第三段压合加工过程中升温过程的最高温度为220℃。

在其中一个实施例中，上述进行第三段压合加工，所述第三段压合加工为升温保压过程后，还包括以下步骤：

进行第四段压合加工，所述第四段压合加工为保温降压过程；

进行第五段压合加工，所述第五段压合加工为降温保压过程。

第四段压合加工通过保温降压过程，可使半固化片中的树脂发生固化交联反应，随后再通过第五段压合加工的降温保压过程，实现产品的最终成型。

在其中一个实施例中，所述第四段压合加工的保温过程为第二保温段，所述第四段压合加工的降压过程包括第四压力段，上述第四段压合加工，具体包括以下步骤：

所述第二保温段的持续时间为t，当所述第二保温段持续t1时，将压合的压力由所述第三压力段降至所述第四压力段，其中，t1的取值范围为(t-30)～(t-10)，t>60min。

由于第三段压合加工为升温过程，因此第四段压合加工中的初始温度为第三段压合加工的最高温度并维持一定时间，使半固化片中的树脂快速发生固化交联反应，此时压合的压力仍为第三压力段的压力值，当第二保温段持续t1时间后，固化交联反应进行后期，将压合的压力由第三压力段降至第四压力段，可改善压合过程中带入的残余应力，提高产品尺寸的稳定性。

可选地，t为半固化片的压合加工固化要求时间，不同材质的半固化片的压合加工固化要求时间不同。

可选地，第四压力段为定值，第四压力段的压力值为50psi～100psi。

在其中一个实施例中，所述第五段压合加工的降温过程包括依次设置的第一降温段及第二降温段，所述第二降温段的降温速率大于所述第一降温段的降温速率。此时可加快降温幅度，提高生产效率。

在其中一个实施例中，所述第一降温段的降温速率为2℃～4℃，所述第一降温段的最低温度的取值范围为100℃～140℃。当第一降温段的降温速率为2℃～4℃时，既可确保较快降温，提高生产效率，同时也可释放产品内的残余应力，减少翘曲等问题出现。

可选地，第二降温段的降温速率为3℃～6℃。

在其中一个实施例中，在所述第一段压合加工及所述第三段压合加工过程中，升温速率的取值范围均为2℃～5℃。此时的升温速率相比于传统的压合工艺较低，因此不会对压合设备要求过高，可降低成本，同时升温速率过高时，由于传热效率等情况的限制，导致压合时层数较少，而上述半固化片的压合方法，可降低升温速率，因而接触了压合层数的限制，生产效率较高。

可选地，上述根据半固化片的粘度-温度关系曲线选取树脂流动性高的温度区间，具体包括以下步骤：

从半固化片中取样；

对取样进行动粘度测试，得到取样的粘度-温度关系曲线；

选取所述粘度-温度关系曲线中树脂流动性高的温度区间。

由于不同类型的半固化片的成分不同，因此预先对半固化片取样并测试，可得到更准确的树脂流动性高的温度区间，有利于后续设置更合适的压合的温度及压力参数，有利于提高产品的品质。

可选地，所述温度区间为粘度-温度关系曲线中粘度≦10000pa·s时对应的温度区间。

具体地，根据半固化片的成分，上述温度区间也可选取粘度-温度关系曲线中粘度≦5000pa·s时对应的温度区间。

可选地，对取样进行多次动粘度测试，每次动粘度测试采用不同的升温速率。可根据需要选取不同升温速率下的粘度-温度关系曲线。

具体地，选取一测试半固化片，上述测试固化片的主要成分为球硅填充的改性ppe树脂及编织的玻璃纤维布，上述改性ppe树脂的流动性较差，且其中分散有较多填料，填料进一步降低了材料的填胶能力。对上述测试固化片的压合参数设置流程为：

从半固化片中取样，样品中包含树脂及树脂中的填料；

对样品进行动粘度测试，如图2所示，测得在2℃/min、3℃/min及4℃/min的升温速率下的粘度-温度关系曲线，并获得测试半固化片在一定升温速率下的流胶性能相对较好的温度区间，如表1所示：

表1

同时上述测试半固化片的加工温度及压合时间要求如表2所示：

表2

根据上述粘度-温度关系曲线及半固化片的压合要求，确定第一升温段的终点为125℃，第一压力段的压力值为75psi，第二压力段的压力值为300psi，第三压力段的压力值为490psi，第三段压合加工过程中的最高温度为190℃，第二保温段的持续时间t＝75min，当第二保温段持续t1＝55min时，将压合的压力由第三压力段将至第四压力段。压合设备的压合程序具体设置如表3所示：

表3

如图3所示，根据上表进行的压合操作，压合中各阶段实测的数据如表4所示：

表4

则此时压合后的产品各层填胶的效果较好，不存在分层、缺胶等情况。

如图4至图6所示，一实施例公开了一种应用上述半固化片压合方法的pcb结构，包括至少两层金属板，金属板的边缘处设有工艺边，工艺边上设有阻胶条100，阻胶条100上设有流胶槽110，相邻的两个金属板之间设有半固化片，金属板所在的平面设为投影面10，相邻的两个金属板的阻胶条在投影面10上的投影间隔设置。

上述pcb结构，在压合时，阻胶条100可降低半固化片中树脂的流动速度，防止树脂流到板外，由于在投影面10上相邻的两个金属板上的阻胶条100的投影间隔设置，则压合时相邻的两个金属板上的阻胶条100不会相互抵住，不会导致工艺边比中部的图形单元厚，也就不会在压合时导致图形单元的无铜区失压，由于发生失压时会减弱树脂的流动性及填胶能力，使压合后的产品出现缺胶分层或树脂空洞等情况，因此采用上述板组件，在压合时可防止出现缺胶分层或树脂空洞等缺陷，保证产品的品质。因此通过应用上述pcb结构及上述半固化片压合方法，可得到品质更好的产品。

可选地，相邻的两个金属板相对的侧面分别为第一侧面20及第二侧面30，第一侧面20上的阻胶条100与第二侧面30上的阻胶条100在投影面10上的投影间隔设置。

可选地，相邻的两个金属板中，其中一个金属板为第一压板，另一个金属板为第二压板，第一压板两侧的阻胶条100相对第一压板对称设置，第二压板两侧的阻胶条100相对第二压板对称设置，此时第一压板、第二压板上的阻胶条100布置方式不同，且第一压板、第二压板在投影面10上的投影间隔设置，当金属板的数量为至少三层时，可在两个第一压板之间设置一个第二压板，也可在两个第二压板之间设置一个第一压板；或第一压板与第二压板相同，第一压板的两侧面上的阻胶条100在投影面10上的投影间隔设置，在压合时可将第一压板与第二压板上阻胶条100布置方式不同的侧面相对设置。

本具体实施例中，金属板的边缘处设有工艺边，金属板的中部设有图形单元。

可选地，如图4及图5所示，阻胶条100包括多个间隔设置的阻块120，相邻的两个阻块120之间形成流胶槽110，同一个阻胶条100的阻块120沿同一直线方向设置。此时沿同一直线方向设置的阻胶条100可更好的对压合时的树脂进行阻挡，防止树脂溢出，且阻块120的厚度较小，有利于降低工艺边的厚度，防止压合时图形单元的无铜区失压。

可选地，阻块120为铜块。此时阻块120与图形单元材质相同，可方便生产。

可选地，阻块120的形状可为长方形、正方形、菱形、不等边六边形等。

可选地，如图4、图6及图7所示，第一侧面20上的阻胶条100为第一阻条101，第二侧面30上的阻胶条100为第二阻条102，在投影面10上，第一阻条101的阻块120的投影与第二阻条102的阻块120的投影间隔设置，第一阻条101的阻块120的投影位于第二阻条102内相邻的两个阻块120的投影之间。此时在投影面10上，第一阻条101的阻块120的投影与第二阻条102的阻块120的投影沿同一直线方向依次设置，阻胶效果好。

具体地，第一阻条101与第二阻条102相对设置。

可选地，如图5及图8所示，第一侧面20上的阻胶条100为第三铜条103，第二侧面30上的阻胶条100为第四铜条104，在投影面10上，第三铜条103的投影与第四通调的投影沿投影面10由内至外的方向间隔设置。压合时第三铜条103与第四铜条104不抵接，同时可形成两层阻胶结构，进一步提高阻胶的效果。

可选地，如图4及图5所示，同一个工艺边上设有至少两个间隔设置的阻胶条100。随着同一工艺边上阻胶条100的数量增加，可提高阻胶的效果，防止树脂流出工艺边，进而防止靠近工艺边的图形单元中的树脂流向工艺边，导致图形单元出现缺胶分层及树脂空洞等风险。

可选地，同一个工艺边内，不同的阻胶条100平行设置。此时阻胶条100的排布合理，有利于控制树脂的流动速度。

可选地，当金属板上的图形单元的残铜率≧50％时，同一个工艺边内，阻胶条100的形状均相同；当金属板上的图形单元的残铜率<50％时，同一个工艺边内，阻胶条100的流胶槽110的长度沿金属板由内至外的方向依次减小。图形单元的残铜率会影响树脂的流动效果，进而影响产品的整体厚度，因此可根据不同的残铜率设置不同的阻胶条100，保证树脂的流动效果好，同时不会流出工艺边，可提高产品的品质。

具体地，当金属板上的图形单元的残铜率≧50％时，同一个工艺边内的阻胶条100的布置方式如图4及图5所示；当金属板上的图形单元的残铜率<50％时，同一个工艺边内的阻胶条100的布置方式如图7及图8所示。

如图8所示，本申请中，“沿投影面由内至外的方向”及“沿金属板由内至外的方向”均为方向a。

可选地，阻胶条100的图形的残铜率为40％～50％。此时阻胶条100在阻胶的同时，可控制产品的整体厚度。

可选地，金属板的四个侧边的边缘处均设有工艺边，工艺边内的阻胶条100与工艺边对应的侧边平行设置。上述结构的阻胶条100布置更合理，可更好的起到阻胶的效果。

可选地，如图4所示，阻块120包括相连接的凸端及凹端，同一个阻胶条100内相邻的两个阻块120中，其中一个阻块120的凸端相对另一个阻块120的凹端设置。此时可形成曲折的流胶槽110，在排胶的同时可减慢胶状树脂的流动速度，防止树脂溢出。具体地，凸端为箭头状。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。