一种隐埋电感印制电路板的制作方法与流程

本发明属于电路印制技术领域，具体涉及一种隐埋电感印制电路板的制作方法。

背景技术：

传统的电感器件，一般为两种，负载点(pol)模块与隔离模块，这两种模块共同特点就是磁芯暴露在外面，占据了大量的模块面积，所以业内较多电子开发商，都试图缩小电感器件的体积，实现模块小型化的目的，但其效果还是不理想。由于电感器件的缩小有局限性，而且大部分电感器件都需要手工去贴装，成了影响封装效率的关键因素。因此需要将电感埋入印制电路板内。

关于隐埋电感的制作如今通常主要有两种方式，包括：(1)水平、垂直埋感线圈：层压板通过蚀刻铜箔形成螺旋、弯曲等回路线圈，或者通过层间导通孔形成螺旋多层结构，从而在上下层铜导线间形成回路线圈；(2)含磁性材料埋电感线圈：指通过填充磁性材料等方式增强电感的隐埋电感。

相比较于传统印制电路板的加工方法，水平、垂直埋感线圈法不需要磁性材料就可以完成电感功能且方法简单，但是电感值较小，一般为几百纳亨到几千纳亨；采用磁性材料埋电感线圈法直接将磁芯层压埋入印制板内，会存在填胶不实可能，导致印制板线圈周围树脂中有气泡，影响后续金属化孔的电气性能。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种隐埋电感印制电路板的制作方法，使用冷埋树脂和真空加热的方法，能够快速实现磁芯与印制板芯板之间空隙的填充，实现树脂中无气泡。

为达到上述目的，本发明所述一种隐埋电感印制电路板的制作方法，在印制板上开一个用于放置磁芯的腔体，将磁芯放入腔体中，用冷埋树脂填充磁芯与印制板之间的空隙；然后将印制板放入真空烘箱，使冷埋树脂中的气泡溢出，然后固化冷埋树脂；之后去除高出印制板表面的冷埋树脂，使印制板表面平整；最后压合铜箔制作互连线路。

进一步的，包括以下步骤：

步骤1，单面蚀刻，蚀刻掉双面覆铜板上端面的铜层，得到单面覆铜板；

步骤2，在步骤1制得的单面覆铜板上开腔，形成腔体；

步骤3，用体积比为(1-2):1的冷埋树脂粉和冷埋树脂水配制流体冷埋树脂，将包覆有冷埋树脂流体的磁芯嵌入腔体内，并用冷埋树脂流体填充磁芯与印制板之间的空隙；然后放入真空烘箱中固化，固化温度为40℃-80℃；

步骤4，打磨掉单面覆铜板上表面溢出的冷埋树脂，并将单面覆铜板上表面研磨平整；

步骤5，将步骤4制得的器件及环氧玻璃布、铜箔压合在一起；

步骤6，在步骤5制得的器件上钻导通孔；

步骤7，将导通孔金属化，得到具有金属化导通孔的印制板；

步骤8，在印制板上进行图形转移，得到干膜图形；

步骤9，去除干膜图形外的铜层，然后去除干膜图形。

进一步的，步骤1包括以下步骤：

步骤1.1，取一块双面覆铜板，去除铜层的外表面的粘污，并粗化铜层的外表面；

步骤1.2，在覆铜板的下端面贴上干膜；

步骤1.4，使用平行光曝光机曝光干膜表面；

步骤1.5，对曝光后的干膜进行显影；

步骤1.6，进行酸性蚀刻，去除覆铜板上表面的铜层，得到单面覆铜板。

进一步的，双面覆铜板包括一层介质层，介质层上下端面均设置有铜层。

进一步的，双面覆铜板的厚度比磁芯厚度大0.2mm～0.5mm。

进一步的，腔体的深度比磁芯厚度大0.05mm-0.1mm，内径比磁芯内径小0.1mm，外径比磁芯外径大0.1mm。

进一步的，步骤6中，导通孔与磁芯的最短距离大于0.1mm。

进一步的，步骤7包括以下步骤：

步骤7.1，使用去除导通孔孔口的毛刺；

步骤7.2，在导通孔的孔壁进行化学沉铜，形成沉铜层；

步骤7.3，对导通孔的孔壁化学沉铜层进行电镀，将沉铜层的厚度增加至20μm以上；

步骤7.4，将步骤7.3制得的产物烘干，得到具有金属化孔的印制板。

进一步的，步骤8包括以下步骤：

步骤8.1，将具有金属化导通孔的印制板的上下表面用刷板机处理，去除上下表面的毛刺；刷板工艺参数为：输送速度2m/min-2.5m/min，酸洗浓度1％-2％，酸洗压力1.5kg/cm²-2.5kg/cm²，刷板电流2.5a-3.0a，烘干温度80℃-100℃；

步骤8.2，在步骤8.1制得的器件的两面贴干膜；

步骤8.3，使用自动对位曝光机对干膜曝光；

步骤8.4，进行显影，得到干膜图形。

进一步的，步骤8.2中，干膜的厚度为38μm。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：在层压前使用冷埋树脂将磁芯埋入印制板内，并用采用真空烘箱固化树脂，可避免树脂中残留气泡。本发明电感加工方法简单，有效解决印制板表面安装空间不足问题，提高印制件组装密度。避免了手工贴装电感的繁琐，封装效率大幅提升。

进一步的，将磁芯放入腔体之前，先用流体冷埋树脂包裹磁芯，再用冷埋树脂填充磁芯与印制板之间的空隙，保证磁芯与印制板之间各个位置都填充有冷埋树脂。

进一步的，腔体的深度比磁芯厚度大0.05mm-0.1mm，内径比磁芯内径小0.1mm，外径比磁芯外径大0.1mm，距离太小不利于装配，距离太大在装配过程中磁芯容易移动。

进一步的，步骤6中，导通孔与磁芯的最短距离大于0.1mm，保证导通孔和磁芯的安全距离，尺寸太大会使整个印制板的尺寸增大。

进一步的，步骤8.1中，将具有金属化导通孔的印制板的上下表面用刷板机处理，去除上下表面的毛刺；刷板工艺参数为：输送速度2m/min-2.5m/min，酸洗浓度1％-2％，酸洗压力1.5kg/cm²-2.5kg/cm²，刷板电流2.5a-3.0a，烘干温度80℃-100℃，增加了酸洗和热风吹干功能，以去除沉铜层9表面的氧化层和快速干燥产品。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为隐埋电感印制电路板示意图；

附图中：1、铜层，2、环氧玻璃布，3、双面覆铜板，4、干膜，5、腔体，6、磁芯，7、冷埋树脂，8、导通孔，9、沉铜层，10、线路，11、铜箔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1，一种隐埋电感印制电路板的制作方法，即在印制板芯板开腔，将环状磁芯放入，使用冷埋树脂填充磁芯与印制板芯板之间的空隙；然后将其放入真空烘箱，使冷埋树脂中的气泡快速溢出，然后树脂固化；之后，用研磨机打磨表面余量树脂；最后压合铜箔制作互连线路，实现电感功能。

该隐埋电感印制电路板的加工流程为：

单面蚀刻→控深铣→镶嵌磁芯→研磨→压合→钻孔→孔金属化→图形转移→酸性蚀刻；具体包括以下步骤：

步骤1，单面蚀刻，将双面覆铜板3加工成单面覆铜板，双面覆铜板3包括一层环氧玻璃布2，环氧玻璃布2上下端面均设置有铜层1。对其依次进行如下处理：喷砂→贴膜→曝光→显影→酸性蚀刻。

步骤1.1，取一块双面覆铜板3，其厚度比环状磁芯厚度大0.2mm以上。

步骤1.2，将双面覆铜板3的铜层1的外表面用喷砂机处理去除铜层1的外表面的粘污，同时粗化铜层1的外表面以增加干膜与铜层1外表面的结合力，喷砂工艺参数为输送速度2-2.5m/min，酸洗浓度1-2％，酸洗压力1.5-2.5kg/cm²，金刚砂浓度10-20％，喷砂压力1.0-2.0kg/cm²，烘干温度80-100℃。

步骤1.3，在覆铜板3的下板面贴干膜4，贴膜时使用38μm厚的干膜，贴膜参数为胶辊温度100-120℃，贴膜压力0.4-0.6mpa，贴膜速度为0.8-1.5m/min。

步骤1.4，使用平行光曝光机曝光干膜表面，曝光参数为曝光能量6-9级，真空度≥0.075mpa。

步骤1.5，对曝光后的干膜进行显影，显影参数为传送速度1.0-1.5m/min，显影液温度25-35℃，显影压力2.0-2.5kg/cm²，显影点50-70％。

步骤1.6，进行酸性蚀刻，去除覆铜板上表面的铜层1，酸性蚀刻参数为蚀刻温度30-60℃，铜离子浓度为150-200g/l，酸度为0.5-1.5n，传送速度为0.5-1.8m/min，烘干温度为50-80℃，得到单面覆铜板。

步骤2，控深铣

步骤2.1，在步骤1制得单面覆铜板上开腔，形成腔体5，使用数控铣床加工，铣刀直径0.6-2.2mm，转速26-45krpm，落速2.0-7.0mm/sec，xy进给2.0-16.0mm/sec。

步骤2.2，铣形腔体，深度比磁芯厚度大0.05-0.1mm，内径比磁芯内径小0.1mm，外径比磁芯外径大0.1mm。

步骤3，镶嵌磁芯6

配制冷埋树脂7。冷埋树脂粉与冷埋树脂水的体积比例为:1。将包覆有冷埋树脂7流体的磁芯6嵌入印制板上的腔体5内。然后放入真空烘箱中固化，固化温度为40℃-80℃，真空度为300-700mmhg，时间为10-30min。

步骤4，研磨：使用砂带研磨机打磨印制板表面余量树脂，将印制板表面研磨平整，砂带目数为600目-800目。

步骤5，压合，使用真空层压机将步骤4制得的器件及环氧玻璃布2、铜箔11压合在一起。压合温度为165-175℃，时间为60-70min，真空度600-700mmhg，压力280-350psi。

步骤6，钻导通孔8，参照图2，钻孔的目的是制作金属化孔，实现两面线路的连接。使用数控钻床在磁芯的内外侧分别钻导通孔8，钻刀直径0.2-6.5mm，转速20-160krpm，落速0.3-3.0m/min。导通孔8边缘与磁芯靠近导通孔8的侧面的距离大于0.1mm。

步骤7，孔金属化，其流程为：去毛刺刷板→化学沉铜→一次电镀→烘干。

步骤7.1，使用刷板机处理步骤6制得的器件的上下两端面，去除上下两端面导通孔孔口的毛刺，刷辊目数第一组为180目，第二组320目，输送速度1-2.5m/min，磨痕宽度10-15mm。

步骤7.2，在导通孔8的孔壁进行化学沉铜，形成沉铜层9，实现步骤6制得的器件的两面的电气连接。铜离子浓度1.5-2.5g/l，氢氧化钠浓度7.0-9.5g/l，螯合剂浓度0.060-0.068m，甲醛浓度3.5-4.5g/l，时间15-20min，温度30-34℃。

步骤7.3，对导通孔8的孔壁化学沉铜层进行一次电镀，将沉铜层9的厚度增加至20μm以上，硫酸铜浓度65-85g/l，硫酸浓度190-220g/l，时间40-120min，温度20-30℃，电流密度为1-3a/dm²。

步骤7.4，将步骤7.3制得的产物烘干，得到金属化孔的印制板。

步骤8，图形转移，其流程为：刷板→贴膜→曝光→显影。

步骤8.1，将步骤7制得的器件的两面用刷板机处理，去除沉铜层9表面的粘污，同时粗化沉铜层9的表面以增加干膜与沉铜层9表面的结合力。本次刷板增加了酸洗和热风吹干功能，以去除沉铜层9表面的氧化层和快速干燥产品。刷板工艺参数为：输送速度2-2.5m/min，酸洗浓度1-2％，酸洗压力1.5-2.5kg/cm²，刷板电流2.5-3.0a，烘干温度80-100℃。

步骤8.2，在步骤8.1制得的器件的两面贴膜，使用38μm厚的干膜4，贴膜参数为胶辊温度100-120℃，贴膜压力0.4-0.6mpa，贴膜速度为0.8-1.5m/min。

步骤8.3，使用自动对位曝光机对干膜曝光，曝光参数为曝光能量6-9级，真空度≥0.075mpa。

步骤8.4，进行显影，显影参数为传送速度1.0-1.5m/min，显影液温度25-35℃，显影压力2.0-2.5kg/cm²，显影点50-70％，得到干膜图形。

步骤9，酸性蚀刻，其流程：蚀刻→去膜

步骤9.1，酸性蚀刻，去除干膜图形外余量铜层。酸性蚀刻参数为：蚀刻温度30-60℃，铜离子浓度为150-200g/l，酸度为0.5-1.5n，传送速度为0.5-1.8m/min，烘干温度为50-80℃。

步骤9.2，去掉干膜图形，褪膜膨松温度为30-50℃，去膜温度为40-50℃，膨松氢氧化钠浓度为3-8％，去膜氢氧化钠浓度为1-3％，传送速度为传送速度1-2.5m/min，烘干温度为80-100℃。

参照图2，连接导通孔8的实线为顶层线路，虚线为底层线路，顶底线路通过金属化的导通孔连接，这样整个线路缠绕磁芯，形成电感。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。