一种PCB制作方法及PCB与流程

一种pcb制作方法及pcb
技术领域
1.本发明涉及pcb(printed circuit board，印制线路板)制作领域，特别涉及一种pcb埋空腔制作方法。


背景技术：

2.内置空腔的pcb主要有两种用途：一种是应用于高速刚性板，利用空气的低介电常数，降低信号的损耗；另一种是应用于多层挠性板和刚挠结合板，挠性层间无粘结材料，增强其挠折性能。
3.常规的pcb内腔通常是在压合前在需要埋空腔的位置对半固化片开窗形成腔体，这种埋空腔的方式会导致由于空腔位置没有支撑而导致塌陷以及开窗附近位置的半固化片熔融后流至空腔位置破坏空腔的形成。
4.为了解决半固化片熔融流胶的问题，埋空腔一般选择low flow(低流动)、no flow(不流动)半固化片进行开窗压合，这样可以有效控制半固化片流胶问题。但由于低流动或不流动半固化片的树脂流动性差，该层次的其他区域容易发生填胶不良问题。至于塌陷问题，目前暂时还没有直接解决的方法。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种pcb制作方法及pcb，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
6.为解决上述技术问题所采用的技术方案：
7.一方面，本发明提供一种pcb制作方法，包括以下步骤：对半固化片的局部区域进行加湿或吸湿处理；将加湿或吸湿后的所述半固化片与目标芯板进行压合，压合过程中所述半固化片所述的被加湿或吸湿处理后的局部区域形成空腔。。
8.本发明的有益效果是：对半固化片的局部区域进行加湿处理，在压合过程中，半固化片的加湿区域中由于水汽较多，水汽在高温状态下会蒸发形成气泡，目标芯板与半固化片的表面贴合后，气泡由于无法被及时排出从而在半固化片中形成规则的空腔，进而实现了pcb埋空腔的目的，并且这种制作方法避免了空腔的坍塌问题以及半固化片熔融流胶的问题。
9.作为上述技术方案的进一步改进，包括以下步骤：s10、提供两块防水片，在两块所述的防水片上加工线路开槽；s20、将两块所述的防水片与所述半固化片叠合形成多层结合体，所述半固化片夹设在两块所述防水片之间；s30、将所述多层结合体放置于湿润环境中吸湿，所述半固化片对应于所述线路开槽的位置暴露于所述湿润环境中；s40、吸湿后，将两块所述的防水片与所述半固化片分开，然后将吸湿后的所述半固化片与目标芯板进行压合，压合过程中所述半固化片的吸湿区域形成空腔。
10.通过将开槽的防水片与半固化片叠合，对半固化片的暴露于开槽处的部位进行吸湿处理，实现对半固化片的局部区域进行加湿处理的目的。
11.作为上述技术方案的进一步改进，在所述防水片与所述半固化片叠合之前，还包括在所述防水片和所述半固化片上加工定位结构，叠合时通过所述定位结构使所述防水片与所述半固化片相互定位。设置定位结构能够避免叠合时防水片与半固化片发生滑动而使吸湿区域的范围发生改变。从而使得空腔能按照预设的位置生成。
12.作为上述技术方案的进一步改进，在步骤s20中，两块所述的防水片与所述半固化片的贴合面在线路开槽和贴合面外边缘的四周均作密封处理，防止水分进入非吸湿区域。亦即，所述的半固化片，除了要吸湿的区域外，其他区域均做密封处理。
13.作为上述技术方案的进一步改进，所述密封处理为涂覆粘结胶，粘结胶可以同时起到密封及粘接固定的作用。
14.作为上述技术方案的进一步改进，在步骤s30中，所述湿润环境的温度设置为≤23℃，湿度设置为85
±
10％r/h，在所述湿润环境中，多层结合体放置时间8h～12h，以充分吸湿。
15.作为上述技术方案的进一步改进，所述线路开槽的尺寸设置为与所述目标芯板上的需要形成空腔的线路宽度一致。通过计算水蒸发的膨胀比例，以及半固化片在不同时间和环境下的吸水率(处理前后重量变化)，可以得出空腔的尺寸与铝板上的线路开槽的对应关系，在环境温度为≤23℃，环境湿度为85
±
10％r/h的环境下，半固化片吸湿8h～12h，约能形成2～2.5倍于开槽大小的空腔，形状呈扁平球形，形成的空腔尺寸可以满足使用要求，即铝片上的线路开槽尺寸大小设置与pcb上需要形成空腔的线路尺寸大小一致可以满足使用要求。
16.作为上述技术方案的进一步改进，在步骤s40中，所述半固化片在分开后8h内与所述目标芯板进行压合,这样可以避免半固化片200的吸湿区域向其他区域扩散导致其他区域出现空洞失效以及吸收的水汽蒸发，导致空腔效果不及预期的问题。
17.作为上述技术方案的进一步改进，在步骤s40中，压合程序的升温速率设置为≥3.0℃/min，压合的环境温度在80℃～140℃，避免升温过慢导致空腔形成的形状不规整和空腔过小的问题。
18.作为上述技术方案的进一步改进，所述半固化片至少部分采用纯胶填充，制作多层印制板所使用的半固化片大多是采用玻纤布做增强材料，当半固化片需要形成空腔的部分区域采用纯胶填充时(无玻纤)，因为缺少纤维束的约束而能够达到更好的空腔效果。
19.作为上述技术方案的进一步改进，所述目标芯板上需要形成空腔的线路，其铜厚设置为≤1oz，如果铜厚过厚可能导致压合程序中无法形成空腔。
20.另一方面，本发明还提供一种pcb，所述pcb含有至少一个空腔；所述pcb按照上述任一制作方法制成。
附图说明
21.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；
22.图1是本发明实施例1的pcb埋空腔制作方法的流程图；
23.图2是本发明实施例1的pcb埋空腔制作方法的叠合过程示意图；
24.图3是本发明实施例1的pcb埋空腔制作方法的压合过程示意图；
25.图4是本发明实施例1的pcb埋空腔制作方法的防水片的结构示意图。
具体实施方式
26.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
27.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
28.在本发明的描述中，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
29.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。
30.实施例1：
31.参照图1～图3描述本发明实施例的pcb制作方法，包括：
32.步骤s10、准备两块铝片100，本实施例中的铝片100厚度在0.15mm～1mm，铝片100呈四方形，铝片100的外形尺寸可以比半固化片200的外形尺寸单边大25mm左右。然后通过分析设计需求，确定需要埋空腔的层次位置和大小尺寸，并设计铣刀路径资料，根据上述的铣刀路径资料，在两块铝片100上加工相同大小的线路开槽110，可以理解的是，所述的线路开槽110完全贯穿所述的铝片100，而且所述的线路开槽110的槽宽相同。另外，铝片100上还通过冲孔机在铝片100的四个角部位置冲出定位孔(附图中未示)，例如，定位孔的孔径为3mm，该定位孔用于后续与待压半固化片200固定。
33.加工好的铝片100再进行清洗和去毛刺打磨处理，使铝片表面保持光滑和清洁。
34.步骤s20、准备好半固化片200，半固化片200同样呈四方形，在其四个角部位置冲出与铝片100的定位孔相一致的定位孔，该孔径同样为3mm。通常半固化片的材料主要包括树脂和增强材料，增强材料分为玻纤布、纸基、复合材料等几种类型，而制作多层印制板所使用的半固化片大多是采用玻纤布做增强材料，而本实施例中，半固化片整体采用纯胶(无玻纤)填充，从而保证后续空腔形成的效果更好。当然，在一些其他实施例中，也可以只是局部区域采用纯胶填充，而其他区域还是包括玻纤材料进行填充；这样可以保证半固化片的整体稳定性。
35.将铝片100以及半固化200片都处理好后，在铝片100对应于半固化片200外边缘的内周和线路开槽110的四周涂覆1mm-2mm宽的环氧树脂胶；然后将两块铝片100与半固化片200叠合形成多层结合体，叠合的时候半固化片200夹设在两块铝片100之间，通过定位销将两块铝片100与半固化片200定位，并在铝片100的外边缘和线路开槽110的四周进行轻压，使得环氧树脂胶能紧密贴合在铝片100与半固化片200之间，增加两者之间的密封效果。
36.步骤s30、将叠合后形成的多层结合体放于湿润环境中静置8h～12h，使半固化片对应于线路开槽110的位置能暴露于湿润环境中充分吸湿，湿润环境的温度设置为≤23℃，
湿度设置为85
±
10％r/h。铝片100具有防水效果，并且铝片100与半固化片200的贴合面在线路开槽和贴合面外边缘的四周涂有环氧树脂胶进行密封处理，因此半固化片200只有对应于线路开槽的位置才会吸收湿润环境中的水分，而半固化片200另外的区域由于被铝片200以及环氧树脂胶所包覆，不能吸湿。
37.通过计算水蒸发的膨胀比例，以及半固化片在不同时间和环境下的吸水率(处理前后重量变化)，可以得出空腔的尺寸与铝板上的线路开槽的对应关系，在本实施例这样的环境下，温度为≤23℃，该温度是为了方便pp的存放，当温度过高的时候，pp容易发生变形，湿度为85
±
10％r/h，半固化片吸湿8h～12h，约能形成2～2.5倍于开槽大小的空腔，形状呈扁平球形，形成的空腔尺寸可以满足使用要求，因此在步骤s10中，铝片上的线路开槽尺寸大小设置与pcb上需要形成空腔的线路宽度大小一致。当然，在一些其他实施例中，所述的线路开槽的尺寸可以根据实际的生产需求进行调整。
38.参见下表，可知线路开槽在不同的吸湿环境下，其空洞最终成型的尺寸也不相同。
[0039][0040]
步骤s40、吸湿完成后，将两块铝片100与半固化片200分开。本实施例，由于采用环氧树脂进行粘接，而环氧树脂胶在常温的情况下，完全固化时间需要24小时以上，因此经过步骤s30中8h～12h的吸湿后，环氧树脂胶还没有完全固化，用人工在不借助工具的情况下即可将铝片100与半固化片200分离开。分离后，环氧树脂一般粘在铝片100上，因此并不影响半固化片200的后续使用。
[0041]
参照图3，将吸湿后分离铝片100的半固化片200与两块的目标芯板300进行压合，半固化片200夹设在两块目标芯板300之间，其中一块目标芯板300上设有需要形成空腔的线路400，压合过程中半固化片200的吸湿区域因为吸收水分，导致该区域在压合中水汽蒸发形成气泡，同时由于额外的气体无法被真空泵及时排除，从而在该区域形成规则的压合气泡，该气泡最终成为所需的空腔。而半固化片200另外的区域，由于在吸湿过程中，被铝片所覆盖，因此难以吸水，其相对比较干燥，在压合过程中不会产生气泡。
[0042]
进一步的，为了提高空腔的成型质量，所述半固化片200在与铝片100分开后的8h内与目标芯板300进行压合制程，这样可以避免半固化片200的吸湿区域向其他区域扩散导致其他区域出现空洞问题。
[0043]
进一步的，压合程序的升温速率设置为≥3.0℃/min，压合的环境温度在80℃～140℃，这样可以避免升温过慢导致空腔形成的形状不规整和空腔过小的问题。
[0044]
进一步的，目标芯板300上需要形成空腔的线路，其铜厚优选为≤1oz，进一步优选为≤0.5oz，如果铜厚过厚可能导致压合程序中无法形成空腔。
[0045]
本发明通过将设有线路开槽的铝片与半固化片叠合，对半固化片的暴露于开槽处的部位进行吸湿处理，使得半固化片能实现局部区域的加湿处理，而另外的区域保持干燥。然后将吸湿后的半固化片与芯板进行压合，在压合过程中，半固化片中的吸湿区域中由于水汽较多，水汽在高温状态下会蒸发形成气泡，目标芯板与半固化片的表面贴合后，气泡由于无法被及时排除从而在半固化片中形成规则的空腔，从而实现了pcb埋空腔的目的。与传统的在压合前对半固化片开窗形成空腔的方法相比，本发明的优势在于：
[0046]
1、由于高温气化体积变大使得层压时，有足够的支撑解决塌陷问题；
[0047]
2、半固化片中的水汽蒸发汽化后体积膨胀，挤压原位置的树脂向附近流动，同时阻隔了附近树脂往空腔流动；
[0048]
3、可以使用普通流动速率半固化片，可以解决其他非空腔区域填胶不良问题。
[0049]
本实施例中，在铝片100和半固化片200上的四个角部位置加工定位孔，并通过定位销将铝片和半固化片定位。在另外一些实施例中，定位孔及定位销数量不限定为四个，定位孔及定位销的数量和位置可以根据实际情况适应性的改变。
[0050]
在一些其他实施例中，铝片和半固化片的定位结构也可以采用其他的方式，例如铝片上冲凸出的限位凸台，半固化片上冲出与限位凸台对应的定位孔，铝片与半固化片叠合时，铝片上的限位凸台插设于半固化片上的定位孔。
[0051]
在另外一些实施例中，步骤s20中的密封处理也可以是在铝片与半固化片之间加入柔性的橡胶垫片，橡胶垫片上加工与铝片上的线路开槽相同大小的开孔，叠合时，多层结合体由下至上的放置顺序依次为铝片—橡胶垫片—半固化片—橡胶垫片—铝片，将叠合后的多层结合体压紧使橡胶垫片发生形变，然后继续进行步骤s30的操作。
[0052]
除了上述的局部加湿处理方法外，也还可以采用半固化片整版制作防镀图形，沉铜电镀，去除防镀膜/压合铜箔，蚀刻图形，吸湿处理，保护图形，蚀刻铜，亦或是涂覆防水片，控深铣出图形，再边缘处理等制作出同样的半固化片。
[0053]
在另外一些实施例中，半固化片的数量不限定为一片，可以通过吸湿试验对半固化片的数量进行适应性的改变。
[0054]
在另外一些实施例中，铝片也可以用其他防水片替代，例如钢板、硬质塑料板等。
[0055]
另外，在一些其他实施例中，可以不用防水片，可以通过在半固化片上贴上防水膜，然后对防水膜进行局部的去除材料的加工处理(例如激光切割)，从而使得防水膜中加工出类似于线路开槽。然后再吸湿后，将防水膜取下。又或者在另外一些其他实施例中，通过更换防水膜的材料，使得防水膜在不影响pcb正常工作的前提下，不用取下，在压合过程中，防水膜可以与目标芯板结合在一起。
[0056]
在其他一些实施例中，也可以采用浸水的方式使半固化片浸水吸湿，例如，通过分析设计需求，确定需要埋空腔的层次位置和大小尺寸后，直接在半固化片上标记出待加湿区域的边界，在边界四周粘贴一圈防水胶带，防水胶带上设置一圈挡水圈，所述挡水圈可以用来形成储水槽，然后向挡水圈中注入一定量的水，这样半固化片的待加湿区域可以浸泡在水中进行吸湿，吸湿完成后取下挡水圈及防水胶带。
[0057]
在另外一些其他实施例中，也可以通过一套自动喷水系统向挡水圈内间歇式的喷
水，操作更加智能便捷。
[0058]
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。