pcb制备工艺及pcb板
技术领域
1.本发明涉及电路板制备技术领域，具体为pcb制备工艺及pcb板。
背景技术：
2.近十几年来，我国印制电路板制造行业发展迅速，总产值、总产量双双位居世界第一。印制电路板，又称印刷电路板，简称pcb板，是电子元器件电气连接的提供者，按照线路板层数可分为单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板。它的设计主要是版图设计，采用电路板的主要优点是大大减少布线和装配的差错，提高了自动化水平和生产劳动率。我们通常说的印刷电路板是指裸板，即没有固定连接有电子元器件的电路板。
3.印刷电路板是目前市场上最为常见的封装基板，由有机绝缘层和金属线路层组成，绝缘层一般使用有机树脂材料做粘合剂，线路层则由铜箔经高温层压工艺而得。pcb板价格低廉，易机械加工，但由于有机材料散热性能差，导致pcb板因为有机材料受高温易出现热降解和热老化，甚至出现碳化，因此pcb板难以满足大功率器件封装需求，尤其是目前的普通多层线路板会导致板体厚度进一步增加，导致线路板的散热性能更差。除此之外，目前的制备工艺容易导致金属线路层与基板有机绝缘层结合不佳，即存在线路板质量不稳定的情况。因此需要通过pcb板制备工艺来提高pcb板的散热性能和pcb板的产品质量稳定性。鉴于此，我们提出pcb制备工艺及pcb板。
技术实现要素：
4.为了弥补以上不足，本发明提供了pcb制备工艺及pcb板。
5.本发明的技术方案是：
6.一种pcb制备工艺，包括工艺如下：
7.根据pcb线路板所需大小制备得到基材芯板，所述基材芯板通过复合材料混合成型，且所述基材芯板一面或双面设有金属层，对所述金属层进行曝光显影和蚀刻形成电路。
8.优选的，所述复合材料各组分具体份数为：35-50填充料、20-40份abs改性树脂、25-35份有机粘合剂、2-5份硅烷偶联剂、0.4-1份固化剂、0.05-1份抗氧剂。
9.优选的，所述填充料中各组分质量百分比为45-60％氧化镁或氧化铝、5-20％氮化铝、10-30％氮化硅或二氧化硅、5-15％导热硅脂或导热硅胶。需要解释的是，填充料的作用主要作为阻燃剂和导热材料，均为高导热材料，能够传导吸收电路产生的热量，并且具有优异的绝缘性能以及较低的热膨胀系数，可以避免基材芯板受热膨胀变化大导致材料损坏。
10.优选的，所述abs改性树脂以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物为基体材料，添加占所述基体材料质量10-35％的聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯树脂中的任意一种或多种。
11.具体的，聚碳酸酯是一种强韧的热塑性树脂，具有优良的阻燃性、耐磨和抗氧化性，与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物混合可以改进abs的阻燃性，使其具有良好的机械强度、韧性和阻燃性；而聚酰胺能够改进abs的耐冲击性、耐热性、耐化学品；聚酯树脂能够改进abs的耐热性、强度、耐化学品性和流动性；这三种材料与基体材料混合能够较之单一树
脂具有更好的改性功能，适用大功率电路板使用。
12.优选的，所述基材芯板制备工艺具体为：按质量份数称取复合材料各组分后混匀，放入高温炉中加热，控制加热温度梯度为：将室温通过3-5℃/min加热升温至65-90℃，降低升温速率为1-2.5℃/min继续升温至170-210℃，保温2-4小时后将熔融的材料通过流延法制成所需厚度的基材芯板，根据pcb型号大小切割基材芯板备用。
13.优选的，将备用的基材芯板与金属层接触面进行打磨，接着在接触面上涂覆导热胶，随后在导热胶上依次叠放铝箔和铜箔，然后放入热压机中热压烧结，控制加热温度稳定后施加压力，待热压完成后自然冷却或均匀降温制得覆铜板备用。其中导热胶与铝箔均起到热传导的作用，将线路产生的热量快速传导出去，实现快速散热的性能。
14.优选的，所述加热温度为160-200℃，控制压力为3-8mpa，该加热温度和压力的目的在于促进铜箔和铝箔与基材芯板之间成型固化，防止脱离，形成复合结构，该温度需要低于基材芯板熔融温度，防止温度过高造成铜箔嵌入基材芯板内的情况，控制压力的同时可以避免压力过小而固化后不牢固。
15.优选的，所述铝箔厚度为8-25μm，铜箔厚度为10-300μm。
16.优选的，所述曝光显影和蚀刻具体工艺步骤为：将备用所述覆铜板的覆铜表面打磨后贴合或涂覆干膜，磨板的主要作用是解决表面清洁度和表面粗糙度的问题，能够去除氧化，增加铜面粗糙度，便于干膜附着在铜面上；通过曝光机利用紫外线照射曝光所述干膜，利用碳酸钠冲洗去除未经曝光的干膜，接着使用酸性氯化铜或硫酸铜溶液溶解蚀除多余覆铜，得到所需电路图形。
17.具体的，干膜是一种高分子的化合物，它通过紫外线的照射后能够产生一种聚合反应，由单体合成聚合物的反应过程，以此形成一种稳定的物质附着，从而达到阻挡蚀刻。
18.一种pcb板，由上述所述的pcb制备工艺制造而成。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.该pcb制备工艺及pcb板，通过工艺制备的基材芯板能够为pcb板提供更好的材料性能，通过填充料以及铝箔提高了线路板的导热散热性能，并且改性树脂及抗氧剂配合填充料能够进一步提高线路板的抗老化或抗降解能力，以此提高了该pcb板满足大功率器件的封装，通过控制热压成型温度和压力能够保障金属层通过导热胶与基材芯板连接稳定。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.本发明通过以下实施例来详述上述技术方案：
23.实施例1
24.一种pcb板，具体的pcb制备工艺包括如下：
25.根据pcb线路板大小规格制定或切割制备得到所需大小的基材芯板，基材芯板通过复合材料混合成型，且基材芯板一面或双面设有金属层，对金属层进行曝光显影和蚀刻形成电路。
26.首先，配置以下份数的原材料：50份填充料、20份abs改性树脂、25份有机粘合剂、1份固化剂、3份硅烷偶联剂、1份抗氧剂；其中填充料中各组分质量百分比为60％氧化铝、15％氮化铝、20％氮化硅、5％导热硅脂，abs改性树脂包括占丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物质量分数10％的聚碳酸酯。
27.按质量份数称取填充料各组分混合放入星球示球磨仪中球磨2小时破碎细化，控制转速2000r/min，将球磨后的填充料及其他原材料混匀，并放入高温炉中加热，控制加热温度梯度为：在室温下通过5℃/min加热升温至90℃，降低升温速率为2℃/min继续升温至180℃，保温4小时后将充分熔融的材料通过流延法制成所需厚度的基材芯板，根据pcb型号大小切割基材芯板备用。需要说明的是，流延法指的是熔融材料通过挤出机挤出，使得熔料经过冷却压辊，经过拉伸、切边、卷取、压合等工序制成一定厚度的片材或板材。
28.随后将备用的基材芯板与金属层接触面处进行打磨粗糙，接着在粗糙接触面上涂覆导热胶，随后在导热胶上依次叠放25μm厚度的铝箔和80μm厚度的铜箔，然后放入热压机中热压烧结，控制加热温度170℃，施加压力6mpa，待热压完成后自然冷却降温制得覆铜板备用。
29.将备用的覆铜板根据具体的线路图进行曝光显影和蚀刻，首先将备用覆铜板的覆铜表面打磨光滑后贴合上大小对应的干膜，通过曝光机利用紫外线照射曝光干膜，干膜遇光透光的部分会被固化，在铜面上形成一道阻碍蚀刻放入保护膜；而其他在线路图对应之外的干膜不会照射到紫外线，还是未固化的干膜，利用分析纯碳酸钠溶液冲洗去除该部分未经曝光固化的干膜，接着使用酸性氯化铜溶液溶解蚀除多余覆铜，得到所需电路图形，最后再经过退膜处理，将电路图形上留有的一层保护膜用分析纯氢氧化钠溶液去除即可，这时基材芯板上露出电路图形。
30.实施例2
31.一种pcb板，具体的pcb制备工艺包括如下：
32.根据pcb线路板大小规格制定或切割制备得到所需大小的基材芯板，基材芯板通过复合材料混合成型，且基材芯板一面或双面设有金属层，对金属层进行曝光显影和蚀刻形成电路。
33.首先，配置以下份数的原材料：40份填充料、20份abs改性树脂、35份有机粘合剂、1份固化剂、3份硅烷偶联剂、1份抗氧剂；其中填充料中各组分质量百分比为60％氧化铝、15％氮化铝、20％氮化硅、5％导热硅脂，abs改性树脂包括占丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物质量分数10％的聚碳酸酯。
34.按质量份数称取填充料各组分混合放入星球示球磨仪中球磨2小时破碎细化，控制转速2000r/min，将球磨后的填充料及其他原材料混匀，并放入高温炉中加热，控制加热温度梯度为：在室温下通过5℃/min加热升温至90℃，降低升温速率为2℃/min继续升温至180℃，保温4小时后将充分熔融的材料通过流延法制成所需厚度的基材芯板，根据pcb型号大小切割基材芯板备用。需要说明的是，流延法指的是熔融材料通过挤出机挤出，使得熔料经过冷却压辊，经过拉伸、切边、卷取、压合等工序制成一定厚度的片材或板材。
35.随后将备用的基材芯板与金属层接触面处进行打磨粗糙，接着在粗糙接触面上涂覆导热胶，随后在导热胶上依次叠放25μm厚度的铝箔和80μm厚度的铜箔，然后放入热压机中热压烧结，控制加热温度170℃，施加压力6mpa，待热压完成后自然冷却降温制得覆铜板
备用。
36.将备用的覆铜板根据具体的线路图进行曝光显影和蚀刻，首先将备用覆铜板的覆铜表面打磨光滑后贴合上大小对应的干膜，通过曝光机利用紫外线照射曝光干膜，干膜遇光透光的部分会被固化，在铜面上形成一道阻碍蚀刻放入保护膜；而其他在线路图对应之外的干膜不会照射到紫外线，还是未固化的干膜，利用分析纯碳酸钠溶液冲洗去除该部分未经曝光固化的干膜，接着使用酸性氯化铜溶液溶解蚀除多余覆铜，得到所需电路图形，最后再经过退膜处理，将电路图形上留有的一层保护膜用分析纯氢氧化钠溶液去除即可，这时基材芯板上露出电路图形。
37.实施例3
38.一种pcb板，具体的pcb制备工艺包括如下：
39.根据pcb线路板大小规格制定或切割制备得到所需大小的基材芯板，基材芯板通过复合材料混合成型，且基材芯板一面或双面设有金属层，对金属层进行曝光显影和蚀刻形成电路。
40.首先，配置以下份数的原材料：50份填充料、25份abs改性树脂、20份有机粘合剂、1份固化剂、3份硅烷偶联剂、1份抗氧剂；其中填充料中各组分质量百分比为60％氧化铝、15％氮化铝、20％氮化硅、5％导热硅脂，abs改性树脂包括占丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物质量分数10％的聚碳酸酯。
41.按质量份数称取填充料各组分混合放入星球示球磨仪中球磨2小时破碎细化，控制转速2000r/min，将球磨后的填充料及其他原材料混匀，并放入高温炉中加热，控制加热温度梯度为：在室温下通过5℃/min加热升温至90℃，降低升温速率为2℃/min继续升温至180℃，保温4小时后将充分熔融的材料通过流延法制成所需厚度的基材芯板，根据pcb型号大小切割基材芯板备用。需要说明的是，流延法指的是熔融材料通过挤出机挤出，使得熔料经过冷却压辊，经过拉伸、切边、卷取、压合等工序制成一定厚度的片材或板材。
42.随后将备用的基材芯板与金属层接触面处进行打磨粗糙，接着在粗糙接触面上涂覆导热胶，随后在导热胶上依次叠放25μm厚度的铝箔和80μm厚度的铜箔，然后放入热压机中热压烧结，控制加热温度170℃，施加压力6mpa，待热压完成后自然冷却降温制得覆铜板备用。
43.将备用的覆铜板根据具体的线路图进行曝光显影和蚀刻，首先将备用覆铜板的覆铜表面打磨光滑后贴合上大小对应的干膜，通过曝光机利用紫外线照射曝光干膜，干膜遇光透光的部分会被固化，在铜面上形成一道阻碍蚀刻放入保护膜；而其他在线路图对应之外的干膜不会照射到紫外线，还是未固化的干膜，利用分析纯碳酸钠溶液冲洗去除该部分未经曝光固化的干膜，接着使用酸性氯化铜溶液溶解蚀除多余覆铜，得到所需电路图形，最后再经过退膜处理，将电路图形上留有的一层保护膜用分析纯氢氧化钠溶液去除即可，这时基材芯板上露出电路图形。
44.实施例4
45.一种pcb板，具体的pcb制备工艺包括如下：
46.根据pcb线路板大小规格制定或切割制备得到所需大小的基材芯板，基材芯板通过复合材料混合成型，且基材芯板一面或双面设有金属层，对金属层进行曝光显影和蚀刻形成电路。
47.首先，配置以下份数的原材料：50份填充料、20份abs改性树脂、25份有机粘合剂、1份固化剂、3.95份硅烷偶联剂、0.05份抗氧剂；其中填充料中各组分质量百分比为60％氧化铝、15％氮化铝、20％氮化硅、5％导热硅脂，abs改性树脂包括占丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物质量分数10％的聚碳酸酯。
48.按质量份数称取填充料各组分混合放入星球示球磨仪中球磨2小时破碎细化，控制转速2000r/min，将球磨后的填充料及其他原材料混匀，并放入高温炉中加热，控制加热温度梯度为：在室温下通过5℃/min加热升温至90℃，降低升温速率为2℃/min继续升温至180℃，保温4小时后将充分熔融的材料通过流延法制成所需厚度的基材芯板，根据pcb型号大小切割基材芯板备用。需要说明的是，流延法指的是熔融材料通过挤出机挤出，使得熔料经过冷却压辊，经过拉伸、切边、卷取、压合等工序制成一定厚度的片材或板材。
49.随后将备用的基材芯板与金属层接触面处进行打磨粗糙，接着在粗糙接触面上涂覆导热胶，随后在导热胶上依次叠放25μm厚度的铝箔和80μm厚度的铜箔，然后放入热压机中热压烧结，控制加热温度170℃，施加压力6mpa，待热压完成后自然冷却降温制得覆铜板备用。
50.将备用的覆铜板根据具体的线路图进行曝光显影和蚀刻，首先将备用覆铜板的覆铜表面打磨光滑后贴合上大小对应的干膜，通过曝光机利用紫外线照射曝光干膜，干膜遇光透光的部分会被固化，在铜面上形成一道阻碍蚀刻放入保护膜；而其他在线路图对应之外的干膜不会照射到紫外线，还是未固化的干膜，利用分析纯碳酸钠溶液冲洗去除该部分未经曝光固化的干膜，接着使用酸性氯化铜溶液溶解蚀除多余覆铜，得到所需电路图形，最后再经过退膜处理，将电路图形上留有的一层保护膜用分析纯氢氧化钠溶液去除即可，这时基材芯板上露出电路图形。
51.对比例1
52.该对比例与实施例1的区别在于：该对比例中不添加填充料，使用abs改性树脂替代填充料的质量份数，其他条件均相同。
53.对比例2
54.该对比例与实施例1的区别在于：该对比例中不添加abs树脂，使用填充料替代abs树脂的质量份数，其他条件均相同。
55.对比例3
56.该对比例与实施例1的区别在于：该对比例中不添加抗氧剂，其他条件均相同。
57.参考gb/t14522-2008、gb/t16585-2008、gb/t16422.3-2008对实施例1-4及对比例1-3的样品进行老化实验，观察在光照试验下样品表面氧化情况；并参考gb/t29313-2012进行样品热传导实验，测试同等条件下降温10℃的时间t(秒)。
[0058] 抗氧化性t(秒)实施例1表面无变化11实施例2表面无变化13实施例3表面无变化11实施例4表面有细微皱裂纹10对比例1表面无变化23对比例2表面无变化8
对比例3表面黄化、龟裂11
[0059]
如上表所示可知：抗氧剂能够起到抗氧化作用，且填充料具有性能优异的导热性能，能够提高线路板的导热率，导热率高有利于提高向空气中散热降温的能力。
[0060]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。