一种镶嵌铜局部高电流承载结构的制备工艺的制作方法

文档序号:15063119发布日期:2018-07-31 22:12阅读:238来源:国知局

本发明涉及电子技术领域,具体地说是一种镶嵌铜局部高电流承载结构的制备工艺。



背景技术:

由于散热及材料耐电压差情况限制,普通线路板所承受电流较小,如果长时间承载电流过大电路易造成PCB材质的炭化,形成断路及器件损坏。

传统的做法无非是增加内外层的铜层厚度及导线的宽度,以提高线路板产品的耐电压及电流性能。但这种做法调整的空间有限,只适用于1-20安培的常规线路板。为了满足电流承载需求,在需要大功率电流承载区域外接铜块。但此工艺方式给元器件焊接加工精度带来困难。线路板与铜块间的串接线束仍然存在耐电流及电压的风险。

因此,需要设计一种镶嵌铜局部高电流承载结构的制备工艺,使线路板能够承载大功率电流且散热快,耐电流200-100安培,也能够满足SMT装配精度,且大功率承载电流区无需串接。



技术实现要素:

本发明的目的是克服现有技术的不足,提供了一种镶嵌铜局部高电流承载结构的制备工艺,使线路板能够承载大功率电流且散热快,耐电流200-100安培,也能够满足SMT装配精度,且大功率承载电流区无需串接。

为了达到上述目的,本发明是一种镶嵌铜局部高电流承载结构的制备工艺,其特征在于:按如下步骤制备完成:步骤1,按需要的尺寸裁切两块玻璃纤维环氧树脂覆铜基板和一块聚丙烯,步骤2,采用捞型或冲切的方式,将整张铜块按需要的尺寸和形状制备成电路铜块,步骤3,采用捞型或冲切的方式,将两块玻璃纤维环氧树脂覆铜基板和一块聚丙烯需要镶嵌电路铜块的位置镂空,步骤4,将一块聚丙烯夹在两块玻璃纤维环氧树脂覆铜基板之间,形成组合件,步骤5,将电路铜块镶嵌至组合件对应的镂空区域内,采用阶梯加温加压的方式,使聚丙烯软化流动,将电路铜块与组合件连接在一起,形成组合连接件,步骤6,采用化学沉铜方式在组合连接件表面镀厚度为0.5-2微米的薄铜,再通过电镀方式将薄铜加厚至厚度为5-300微米,形成镀铜层,电路铜块与玻璃纤维环氧树脂覆铜基板通过镀铜层形成连接,步骤7,采用影像转移及化学蚀刻的方式,在镀铜层表面形成线路,步骤8,在除了焊盘外的导体及绝缘区表面涂覆油墨。

所述的阶梯加温加压的方式具体为在60℃的温度和90KG的压力条件下进行5分钟镶嵌,在130℃的温度和90KG的压力条件下进行10分钟镶嵌,在225℃的温度和160KG的压力条件下进行20分钟镶嵌,在210℃的温度和160KG的压力条件下进行60分钟镶嵌,在205℃的温度和160KG的压力条件下进行20分钟镶嵌,在150℃的温度和160KG的压力条件下进行10分钟镶嵌,在60℃的温度和160KG的压力条件下进行30分钟镶嵌。

所述的化学沉铜具体为在组合连接件表面沉积一层碱性导电层,再在碱性导电层的表面依次沉积一层钯层和一层化学铜层。

所述的采用影像转移及化学蚀刻的方式,在镀铜层表面形成线路具体如下:步骤a,在镀铜层表面贴覆一层干膜,将不需要线路的区域采用底片遮挡,步骤b,采用紫外线光照射,无遮挡区域的干膜发生聚合反应,步骤c,采用碱性药液将底片遮挡区域的干膜咬蚀掉,并采用铜蚀刻液将底片遮挡区域的镀铜层咬蚀掉,步骤d,采用氢氧化钠或退膜液将发生聚合反应的干膜咬蚀掉,形成线路。

所述的碱性药液为碳酸钠或者显影液。

本发明同现有技术相比,将电路铜块镶嵌在玻璃纤维环氧树脂覆铜基板内,表层采用化学沉铜和电镀的方式将镶嵌的电路铜块于玻璃纤维环氧树脂覆铜基板完全连接,再使用影像转移及化学蚀刻的方式形成电路,使镶嵌电路铜块与玻璃纤维环氧树脂覆铜基板形成整体的回路,来满足大功率电流的承载。本发明采用局部镶嵌的方式制作,即拥有了玻璃纤维环氧树脂基板的绝缘性能,又将需要高承载电流的区域通过电路铜块镶嵌的方式满足高电流承载,适用于汽车电子及大功率电力系统。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的玻璃纤维环氧树脂覆铜基板结构示意图。

图3为本发明的聚丙烯结构示意图。

图4为本发明的电路铜块结构示意图。

图5为本发明的玻璃纤维环氧树脂覆铜基板镂空结构示意图。

图6为本发明的组合件结构示意图。

图7为本发明的电路铜块镶嵌至组合件对应的镂空区域示意图。

图8为本发明的化学沉铜和电镀示意图。

图9为本发明的线路制作示意图。

图10为本发明的油墨涂覆示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明做进一步描述。

本发明是一种镶嵌铜局部高电流承载结构的制备工艺,按如下步骤制备完成:步骤1,参见图2和图3,按需要的尺寸裁切两块玻璃纤维环氧树脂覆铜基板和一块聚丙烯。

步骤2,参见图4,采用捞型或冲切的方式,将整张铜块按需要的尺寸和形状制备成电路铜块。

步骤3,参见图5,采用捞型或冲切的方式,将两块玻璃纤维环氧树脂覆铜基板和一块聚丙烯需要镶嵌电路铜块的位置镂空。

步骤4,参见图6,将一块聚丙烯夹在两块玻璃纤维环氧树脂覆铜基板之间,形成组合件。

步骤5,参见图7,将电路铜块镶嵌至组合件对应的镂空区域内,采用阶梯加温加压的方式,使聚丙烯软化流动,将电路铜块与组合件连接在一起,形成组合连接件。阶梯加温加压的方式具体为在60℃的温度和90KG的压力条件下进行5分钟镶嵌,在130℃的温度和90KG的压力条件下进行10分钟镶嵌,在225℃的温度和160KG的压力条件下进行20分钟镶嵌,在210℃的温度和160KG的压力条件下进行60分钟镶嵌,在205℃的温度和160KG的压力条件下进行20分钟镶嵌,在150℃的温度和160KG的压力条件下进行10分钟镶嵌,在60℃的温度和160KG的压力条件下进行30分钟镶嵌。

步骤6,参见图8,采用化学沉铜方式在组合连接件表面镀厚度为0.5-2微米的薄铜,化学沉铜具体为在组合连接件表面沉积一层碱性导电层,再在碱性导电层的表面依次沉积一层钯层和一层化学铜层。再通过电镀方式将薄铜加厚至厚度为5-300微米,形成镀铜层,电路铜块与玻璃纤维环氧树脂覆铜基板通过镀铜层形成连接。镶进去的电路铜块与玻璃纤维环氧树脂基板连接处存在不导电区聚丙烯,需使用化学沉铜和电镀的方式使电路铜块与玻璃纤维环氧树脂覆铜基板完全连接。

步骤7,参见图9,采用影像转移及化学蚀刻的方式,在镀铜层表面形成线路,具体如下:步骤a,在镀铜层表面贴覆一层干膜,将不需要线路的区域采用底片遮挡,步骤b,采用紫外线光照射,无遮挡区域的干膜发生聚合反应,步骤c,采用碳酸钠或者显影液的碱性药液将底片遮挡区域的干膜咬蚀掉,并采用铜蚀刻液将底片遮挡区域的镀铜层咬蚀掉。步骤d,采用氢氧化钠或退膜液将发生聚合反应的干膜咬蚀掉,形成线路。

步骤8,参见图10,在除了焊盘外的导体及绝缘区表面涂覆油墨。油墨可以在使用过程中起到避免焊接短路、延长产品使用寿命等作用。

参见图1,本发明将电路铜块镶嵌在玻璃纤维环氧树脂覆铜基板内,表层采用化学沉铜和电镀的方式将镶嵌的电路铜块于玻璃纤维环氧树脂覆铜基板完全连接,再使用影像转移及化学蚀刻的方式形成电路,使镶嵌电路铜块与玻璃纤维环氧树脂覆铜基板形成整体的回路,来满足大功率电流的承载。本发明采用局部镶嵌的方式制作,即拥有了玻璃纤维环氧树脂基板的绝缘性能,又将需要高承载电流的区域通过电路铜块镶嵌的方式满足高电流承载,适用于汽车电子及大功率电力系统。

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