印制电路板压合方法及装置与流程

本发明涉及印制电路板技术领域，尤其是涉及一种印制电路板压合方法及装置。

背景技术：

电路板(pcb，printedcircuitboard，中文名称为印制电路板，又称印刷线路板)因其复杂的结构致使其制程接近30～40个流程，而层压作为pcb前制程的大工序的同时，也是制作多层pcb的关键工序，对pcb质量的影响尤为关键。一般层压工艺流程包含棕化→预叠→邦定或铆合→排板→压合→卸板→x-ray冲孔→铣板边，其中，压合工步对工艺品质起决定性作用，压合工步的压合程序是关键控制点。多数pcb厂商在压合程序的设定时主要考量的就是压力段与温度段参数设定，而温度段参数的设定直接决定了压合品质。

目前，pcb加工商在设定温度段参数时，参数设计都是由低温到高温再到低温，例如设计温度取值区间：80℃～140℃、转高压温度点是90-110℃、固化温度/时间是190℃/70min，要满足要求必须要测试产品料温曲线，而设定温度段105℃～205℃处于实际料温升温段，在这段，温度一开始升的比较快，到了100℃，温度上升较慢，特别是温度设定上升梯度较小时，没有考虑温度梯度问题，升温速率时快时慢，影响压合品质。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明实施例提出一种印制电路板压合方法，能够缩短压合时间，保证稳定的压合品质，达到较高的产能。

本发明实施例还提出一种印制电路板压合装置。

根据本发明的第一方面实施例的印制电路板压合方法，包括：

获取第一加热参数，所述第一加热参数包括第一预设温度值和第一预设保温时长；

在第一运行状态下，根据所述第一加热参数对印制电路板加热至目标料温值；

获取目标压力值；

根据所述目标压力值和所述目标料温值对所述印制电路板进行排层处理，得到排层结果；

根据所述排层结果进行印制电路板压合。

根据本发明第一方面实施例的印制电路板压合方法，至少具有如下有益效果：首先通过在第一运行状态，根据第一加热参数对印制电路板加热至目标料温值；然后获取目标压力值，并在目标料温值和目标压力值的条件下对印制电路板进行排层处理，得到排层结果，最后根据排层结果进行印制电路板压合，能够缩短压合时间，保证稳定的压合品质，达到较高的产能。

根据本发明的一些实施例，在所述根据所述第一加热参数对印制电路板加热至目标料温值之后，还包括：获取第二加热参数，所述第二加热参数包括第二预设温度值和第二预设保温时长；将所述第一运行状态切换为第二运行状态，在所述第二运行状态下，根据所述第二加热参数对印制电路板加热至所述目标料温值。

根据本发明的一些实施例，所述第二预设保温时长包括：预设缓冲时长；所述根据所述第二加热参数对印制电路板加热至所述目标料温值，包括：根据所述预设缓冲时长和所述第二预设温度值，将所述印制电路板的温度值调整至所述目标料温值。

根据本发明的一些实施例，在所述根据所述第一加热参数对印制电路板加热至目标料温值之前，还包括：获取目标斜率，获取当前温度值；根据所述当前温度值、所述第一预设温度值和所述目标斜率计算得到目标斜率时间；根据所述目标斜率和所述目标斜率时间将所述当前温度值调整至所述第一预设温度值。

根据本发明的一些实施例，所述根据所述目标压力值和所述目标料温值对所述印制电路板进行排层处理，得到排层结果，包括：获取第一排层板、第二排层板和第三排层板；在所述目标压力值和所述目标料温值的环境下，将所述第一排层板、所述第二排层板和所述第三排层板进行叠加，得到所述排层结果。

根据本发明的一些实施例，所述方法还包括：获取预设排层高度；分别获取所述第一排层板对应的第一厚度和所述第二排层板对应的第二厚度；根据所述预设排层高度、所述第一厚度和所述第二厚度和计算得到所述第三排层板对应的第三厚度；根据所述第三厚度计算得到所述第三排层板的数量。

根据本发明的一些实施例，所述根据所述第三厚度计算得到所述印制电路板的数量，包括：获取每一所述第三排层板对应的预设厚度；根据所述第三厚度和所述预设厚度计算得到所述第三排层板的数量。

根据本发明第二方面实施例的印制电路板压合装置，包括：

第一获取模块，用于获取第一加热参数，所述第一加热参数包括第一预设温度值和第一预设保温时长；

加热模块，用于在第一运行状态下，根据所述第一加热参数对印制电路板加热至目标料温值；

第二获取模块，用于获取目标压力值；

排层模块，用于根据所述目标压力值和所述目标料温值对所述印制电路板进行排层处理，得到排层结果；

压合模块，用于根据所述排层结果进行印制电路板压合。

根据本发明第二方面实施例的印制电路板压合装置，至少具有如下有益效果：通过执行本发明第一方面实施例的印制电路板压合方法，能够缩短压合时间，保证稳定的压合品质，达到较高的产能。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的印制电路板压合方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的印制电路板压合装置的结构示意图；

附图标记：

第一获取模块200、加热模块210、第二获取模块220、排层模块230、压合模块240。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1，根据本发明第一方面实施例的印制电路板压合方法，包括：

步骤s100，获取第一加热参数，第一加热参数包括第一预设温度值和第一预设保温时长。

其中，第一加热参数可以是预先设置的用于对印制电路板进行加热所需的参数信息，例如第四段温度段对印制电路板加热时所需的温度信息和压力信息；第一预设温度值可以是预先设置的温度数值，例如在温度段第4段所需达到的温度值为225℃，即第一预设温度值可以为225℃；第一预设保温时长可以是预先设置的第一预设温度值的保温时间，例如在温度段第4段时第一预设温度值的保温时长，第一预设保温时长可以为15min。在印制电路板(即pcb，printedcircuitboard)的压合过程中，压合程序涉及到温度段上升、保温与下降的阶段，以保证半固化片熔融填充至内层芯板空旷区，同时高温段保证半固化片充分固化，降温段应力释放同时便于取板。因此，可以在压合程序中设置多个温度段，而在调控温度变化时，可以设定某个温度段所需达到的温度值为第一预设温度值。可选的，基于压机能达到的设定温度，可以根据需求设置多个温度段，可以将温度段第4段所需达到的温度由205℃设置为225℃，得到第一预设温度值为225℃，即：假设温度段第3段的温度值为175℃，当运行到温度段第4段时，需要将温度提升到第一预设温度值225℃。相应的，可以调整第一预设保温时长，例如将维持运行第一预设温度值的保温时间由30min调整为15min，即得到第一预设保温时长为15min，由此可以得到第一加热参数。

步骤s110，在第一运行状态下，根据第一加热参数对印制电路板加热至目标料温值。

其中，第一运行状态可以是预先设置的运行第一预设温度值的温度段；目标料温值可以是使得物料固化的温度值，也可以是用于压合印制电路板所需的温度值。第一预设温度值可以大于目标料温值。可选的，可以设置第一运行状态为第4运行段，假设第一预设温度值为225℃，假设第一预设保温时长为15min，假设目标料温值为190℃。则在温度段第四段，将温度升温至第一预设温度值225℃并保温15min，使得印制电路板的温度值可以快速达到固化温度值190℃，即对印制电路板加热至目标料温值，并能稳定维持一段时间，从而可以得到稳定的目标料温值。

步骤s120，获取目标压力值。其中，目标压力值可以是用于压合印制电路板所需的压力数值。可以根据需求设置多个压力段，多个压力段和多个温度段一一对应，则目标压力值可以与目标料温值一一对应。通过设置压力段可以将熔融的半固化片挤压至内层芯板空旷区，保证空旷区被充分填充。可选的，可以获取第四段温度段对应的压力段的压力为目标压力值，假设目标压力值为134bar，则可以获取目标压力值134bar。

步骤s130，根据目标压力值和目标料温值对印制电路板进行排层处理，得到排层结果，根据排层结果进行印制电路板压合。

其中，排层处理可以是将压合印制电路板所需的各类材料根据一定的排序进行叠加，例如将热盘、载盘、牛皮纸、钢板、pcb等按照一定的叠放顺序进行叠加；排层结果可以是将压合印制电路板所需的各类材料根据一定的排序进行叠加后所得的结果。可选的，可以获取第四段温度段对应的压力段的压力为目标压力值，假设目料温值为190℃，假设目标压力值为134bar。则可以在190℃的温度环境和134bar的压力环境下，将热盘、牛皮纸、钢板、pcb等按照一定的叠放顺序进行叠加，例如按照热盘+牛皮纸+钢板+pcb+钢板+pcb+钢板+…+钢板+牛皮纸+盖板的叠放顺序进行叠加，还可以添加止滑块，以防止在进行印制电路板压合时pcb滑出，即实现对印制电路板的排层处理，得到处理之后的排层结果。

步骤s140，根据排层结果进行印制电路板压合。

可选的，假设按照热盘+牛皮纸+钢板+pcb+钢板+pcb+钢板+…+钢板+牛皮纸+盖板的叠放顺序进行叠加，得到排层结果，则可以在目标料温值和目标压力值的条件下，根据该排层结果进行印制电路板压合，即可实现印制电路板压合。

在一些具体的实施例中，假设将pcb的压合程序划分为9段，即对该pcb进行压合时，将压合程序中划分为9个运行段数。假设在通过上述印制电路板压合方法对压合程序进行优化之前，原始压合程序的各阶段参数如下表(表1)所示：

表1

参照表1，假设pcb的尺寸：18英寸*24英寸，9个运行段分别对应9个温度段。每个运行段都分别对应该运行段的压合参数，例如，第3运行段的压合参数包括压力和温度，其中压力的压合参数包括斜率：5min、压力值：104bar、保持(保压时长)：9min，温度的压合参数包括斜率：10min、温度值：175℃、保持(保温时长)：4min。即，在真空环境下，按照运行段数的顺序，通过每个运行段对应的压合参数对pcb进行压合处理。然而将表1中的第3运行段的温度值(175℃)切换为第4运行段的温度值(205℃)时，175℃～205℃的温度梯度为30℃，而该温度梯度偏低，升温速率慢。因此可以通过上述印制电路板压合方法，调整表1的压合参数，可以得到优化后压合程序的各阶段参数如下表所示：

表2

参照表1和表2，首先，可以将第4运行段中的温度值由205℃改为225℃，同时可以相应调整该温度值的保持时间(保温时长)为15min，即得到第一加热参数，第一加热参数包括第一预设温度值为225℃和第一预设保温时长15min，则第一运行状态可以为第4运行段，即温度段第四段。由此可得，将第3运行段的温度值(175℃)切换为第4运行段的温度值(225℃)时，175℃～225℃的温度梯度为50℃，温度梯度越大，升温越快。即，在第4运行段，当将温度由175℃调整至225℃时，即可将pcb加热至190℃(目标料温值)，可将225℃保温15min，以使得pcb的温度值稳定维持在190℃。其次，可以获取第4运行段的压力值，即得到目标压力值134bar。最后，从第4运行段(温度段第四段)开始，在目标料温值190℃、目标压力值134bar的条件下，按照热盘+牛皮纸+钢板+pcb+钢板+pcb+钢板+…+钢板+牛皮纸+盖板的叠放顺序对pcb进行叠加，得到排层结果，根据该排层结果进行印制电路板压合，即可实现印制电路板压合。通过上述印制电路板压合方法进行优化后的各阶段的参数设计，可将压合时间由原来的186min下降为169min，总运行时间下降17min，缩短整体压合时长。

上述印制电路板压合方法，首先通过在第一运行状态，根据第一加热参数对印制电路板加热至目标料温值；然后获取目标压力值，并在目标料温值和目标压力值的条件下对印制电路板进行排层处理，得到排层结果，最后根据排层结果进行印制电路板压合，能够缩短压合时间，保证稳定的压合品质，达到较高的产能。

在本发明的一些实施例中，在根据第一加热参数对印制电路板加热至目标料温值之后，还包括：

获取第二加热参数，第二加热参数包括第二预设温度值和第二预设保温时长。其中，第二加热参数可以是预先设置的用于对印制电路板进行加热所需的参数信息，例如第五段温度段对印制电路板加热时所需的温度信息和压力信息；其中，第二预设温度值可以是预先设置在第五段温度段所需达到的温度数值，假设第二预设温度值为205℃；第二预设保温时长可以是在第五段温度段时第二预设温度值的保温时间，假设第二预设保温时长为56min。在第一运行状态下，根据第一加热参数将印制电路板加热至目标料温值之后，可以调控压合程序的温度环境，即调整第一预设温度值，防止印制电路板的温度值过高，从而可以使得该印制电路板的温度值保持在目标料温值。可选的，假设第二预设温度值为205℃，同时设置对应的第二预设保温时长为56min，由此得到第二预设温度值和第二预设保温时长。

将第一运行状态切换为第二运行状态，在第二运行状态下，根据第二加热参数对印制电路板加热至目标料温值。其中，第二运行状态可以是预先设置的运行第二预设温度值的温度段。在第一运行状态下，根据第一加热参数对印制电路板进行加热至目标料温值之后，而因第一预设温度值可以大于目标料温值，若持续保持第一预设温度值运行，可能会使得目标料温值不稳定，所以可以将运行第一预设温度值的第一运行状态切换为运行第二预设温度值的第二运行状态，以调控压合程序的温度环境。可选的，假设第一运行状态为温度段第4段，假设第二运行状态为温度段第5段，则可以将温度段第4段切换为温度段第5段，实现将第一运行状态切换为第二运行状态。可选的，为使得压合温度环境保持稳定的目标料温值，可以在第二运行状态下，根据第二加热参数对印制电路板的温度值进行调整缓冲，使得印制电路板的温度值继续维持在目标料温值。通过将第一运行状态切换为第二运行状态，根据第二加热参数对印制电路板加热至目标料温值，可以保证稳定的固化温度，从而可以保证较高的产能及品质。

在本发明的一些实施例中，第二预设保温时长包括：预设缓冲时长。其中预设缓冲时长可以是预先设置的、在将第一运行状态切换为第二运行状态时用于缓冲调整目标料温值的时长。可选的，假设第二预设保温时长为56min，则可以设置预设缓冲时长为5min，由此得到预设缓冲时长。

根据第二加热参数对印制电路板加热目标料温值，包括：

根据预设缓冲时长和第二预设温度值，将印制电路板的温度值调整至目标料温值。可选的，假设预设缓冲时长为5min，假设目标料温值为190℃。将第一运行状态切换为第二运行状态时，目标料温值(190℃)会存在一定的波动，因此可以给定5min的缓冲时长，以调整目标料温值，减小温差波动，使其维持稳定状态。通过预设缓冲时长对目标料温值进行缓冲调整，使得目标料温值维持稳定状态，还可以合理调整压合时间，从而能够缩短压合时间。

在本发明的一些实施例中，在根据第一加热参数对印制电路板加热至目标料温值之前，还包括：

获取当前温度值。其中，当前温度值可以是在将温度调整至第一预设保温时长之前的温度数值，当前温度值可以小于第一预设温度值。目标斜率可以是将当前温度值提升至第一预设温度值时对应的升温速率。可选的，假设当前温度值为第三段温度段对应的温度值，假设该温度值为175℃，则可以得到当前温度值为175℃，假设目标斜率为k＝2～3℃/min。

根据当前温度值、第一预设温度值和目标斜率计算得到目标斜率时间。其中，目标斜率时间可以是目标斜率对应的升温时长。可选的，假设当前温度值为175℃，假设目标斜率为k＝2～3℃/min，假设第一预设温度值为225℃，则可以通过下列公式计算得到目标斜率时间t1：

则t1的取值范围为7～25min。在一些具体的实施例中，假设原定的升温时间梯度为t2＝30℃/(2-3)℃/min＝10～15min，则原定的升温时间梯度t2与目标斜率时间t1的相差7～10min，则可以取差异均值，得到优化的目标斜率时间t1＝8min。

根据目标斜率和目标斜率时间将当前温度值调整至第一预设温度值。可选的，假设当前温度值为175℃，假设目标斜率为k＝2～3℃/min，假设第一预设温度值为225℃，此时由原来的175～205的温度梯度30℃变成175～225的温度梯度50℃，而温度梯度越大，升温越快，为了保证实际料温升温速率满足要求的2～3℃/min(目标斜率)，第一预设温度值(225℃段)的斜率时间可由原来的20min调整为28min，即升温斜率时间t＝t0+t1＝28min，则可以根据该升温斜率时间和目标斜率将175℃调整至225℃，使得当前温度值可以稳定地提升至第一预设温度值，优化了压合时间。

在本发明的一些实施例中，根据目标压力值和目标料温值对印制电路板进行排层处理，得到排层结果，包括：

获取第一排层板、第二排层板和第三排层板。其中，第一排层板可以是牛皮纸，第二排层板可以是钢板，第三排层板可以是pcb，可以由第一排层板、第二排层板和第三排层板组成排层。可选的，第一排层板可以是多张，假设第一排层板由40张牛皮纸组成，可以将牛皮纸放置于顶层和底层，以起到均热均压作用；假设第二排层板设置于第一排层板之上，即将钢板置在牛皮纸之上，以起到传热作用；假设第三排层板为pcb，假设pcb置于第二排层板之上，即将pcb置于钢板之上，分别获取上述第一排层板、第二排层板和第三排层板。

在目标压力值和目标料温值的条件下，将第一排层板、第二排层板和第三排层板进行叠加，得到排层结果。可选的，假设目标压力值为134bar，假设目标料温值为190℃，假设第一排层板可以是牛皮纸、第二排层板可以是钢板、第三排层板可以是pcb，则可以在134bar、190℃的条件下，将第一排层板、第二排层板和第三排层板进行叠加，例如可以热盘+牛皮纸+钢板+pcb+钢板+pcb+钢板+…+钢板+牛皮纸+盖板的顺序进行叠加，其中热盘用于加热，盖板用于直接与压机炉内热盘接触，由此实现第一排层板、第二排层板和第三排层板的排层处理，得到排列好的排层结果。通过将第一排层板、第二排层板和第三排层板置于目标压力值和目标料温值的环境下进行叠加，得到排层结果，可以保证传热效果，保证稳定的压合品质。

在本发明的一些实施例中，根据目标压力值和目标料温值，对印制电路板进行排层处理，得到排层结果的方法还包括：

获取预设排层高度。其中，预设排层高度可以是预先设置的排层高度值，可选的，排层可以由第一排层板、第二排层板和第三排层板构成，即，排层可以由牛皮纸、钢板、pcb组成。因此，可以获取预先设置的排层的高度，即得到第一排层板、第二排层板和第三排层板的总高度。例如，假设预设排层高度为h2，则可得到第一排层板、第二排层板和第三排层板的总高度为h2。

分别获取第一排层板对应的第一厚度和第二排层板对应的第二厚度。其中，第一厚度可以是第一排层板对应的总厚度值；第二厚度可以是第二排层板对应的总厚度值。可选的，假设第一排层板为牛皮纸，假设第一排层板的数量n1＝40张，于顶部和底部各设置20张，假设牛皮纸单张厚度0.2mm，则可以得到第一排层板对应的第一厚度为h1＝0.2n1＝40*0.2＝8(mm)。假设第二排层板为钢板，假设钢板厚度为2mm，假设钢板数量为n2，则第二排层板对应的第二厚度h2＝2n2(mm)。

根据预设排层高度、第一厚度和第二厚度和计算得到第三排层板对应的第三厚度。其中，第三厚度可以是第三排层板，即pcb对应的总厚度值。可选的，假设预设排层高度为h2，假设第三厚度值为h3，假设第二厚度为h2，假设第一厚度为h1，则h3＝h2-h1-h2，由此可以计算得到第三厚度h3。

根据第三厚度计算得到第三排层板的数量。可选的，假设第三排层板的数量为n3，则根据排列顺序，n3＝n2-1，即pcb的数量＝钢板数量-1。可以根据第三厚度h3计算得到pcb的数量，例如，可以根据第三厚度h3和单块pcb的厚度，计算得到pcb的数量n3。通过获取的预设排层高度、第一厚度和第二厚度计算得到第三厚度，并根据第三厚度计算得到第三排层板(即pcb)的数量，从而可以在固定排层高度下，得出较小的温差波动，满足最终的压合温度要求。

在本发明的一些实施例中，根据第三厚度计算得到印制电路板的数量，包括：

获取每一第三排层板对应的预设厚度。其中，预设厚度可以是单块pcb对应的厚度值。预设厚度也可以是层压理论板厚。可选的，假设单块pcb厚度为h3，则可以得到每一第三排层板对应的预设厚度为h3。

根据第三厚度和预设厚度计算得到第三排层板的数量。可选的，假设第三厚度值为h3，假设第三排层板的数量为n3，假设预设厚度为h3，则可以通过计算得到n3＝h3/h3。假设第一厚度为h1＝0.2n1＝8(mm)、假设第二厚度h2＝2n2(mm)，则预设排层高度h2＝(40*0.2)+2n2+n3*h3＝4+2(n1+1)+n3*h3，最终得出n3＝35/(2+h3)，即得到第三排层板的数量n3＝35/(2+h3)。若计算所得的n3不为整数，可以舍去小数点后面的数，取整数，由此可以得到pcb的数量与单张pcb理论厚度(即预设厚度)之间的关系式，根据此公式可以得出如下不同预设厚度对应的第三排层板的数量：

表3

通过上述计算方式及列表即可得到pcb的数量与预设厚度之间的关系，即可通过单块pcb对应的预设厚度得到对应的pcb的数量，可以直接准确地得出的匹配生产的压合参数。

参照图2，根据本发明第二方面实施例的印制电路板压合装置，包括：

第一获取模块200，用于获取第一加热参数，第一加热参数包括第一预设温度值和第一预设保温时长；

加热模块210，用于在第一运行状态下，根据第一加热参数对印制电路板加热至目标料温值；

第二获取模块220，用于获取目标压力值；

排层模块230，用于根据目标压力值和所目标料温值对印制电路板进行排层处理，得到排层结果；

压合模块240，用于根据排层结果进行印制电路板压合。

上述印制电路板压合装置，通过执行本发明第一方面实施例的印制电路板压合方法，能够缩短压合时间，保证稳定的压合品质，达到较高的产能。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。