一种PCB板及其制作方法、电子设备与流程

专利检索2022-05-10  160


本申请涉及半导体领域,特别是涉及一种PCB板及其制作方法、电子设备。

背景技术

近年来,超厚铜或者埋铜块的PCB板(Printed Circuit Board,印刷电路板)广泛应用在电子领域,为电子元器件提供必要的电气连接以及机械支撑,超厚铜/埋铜的PCB板具有广阔的市场前景。

目前,在制备埋铜或者厚铜的PCB板时采用嵌入式的方式,在基板上蚀刻出凹槽,在凹槽内注入胶水,然后将铜块嵌入,进行压合,一方面容易出现溢胶的问题,另一方面,由于铜块和基板材料不同,压合时结合性差,铜块的表面高出基材的表面,导致PCB板平整度差,并且PCB板的厚度较厚。

因此,如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。



技术实现要素:

本申请的目的是提供一种PCB板及其制作方法、电子设备,以解决PCB板溢胶和平整度差的问题,并降低PCB板的厚度。

为解决上述技术问题,本申请提供一种PCB板制作方法,包括:

蚀刻铜板的第一表面制作第一线路图形;

在所述第一线路图形内填充树脂并固化树脂;固化后树脂的表面与所述第一表面齐平;

在所述第一表面非线路图形的区域蚀刻出凹槽并在所述凹槽内填充树脂,并固化树脂得到处理后铜板;固化后树脂的表面与所述第一表面齐平;

在半固化片的两侧分别放置所述处理后铜板并进行压板;所述第一表面面向所述半固化片;

蚀刻压板后铜板的第二表面制作第二线路图形;所述第二线路图形与所述第一线路图形对应;

在所述第二线路图形内填充树脂并固化树脂;固化后树脂的表面与所述第二表面齐平;

蚀刻所述第一线路图形和所述第二线路图形对应区域、电流线路层对应区域以外的铜板,并在蚀刻后的区域填充树脂和固化树脂,得到内层具有铜块的预处理电路板;

对所述预处理电路板进行外层图形制作,得到PCB板。

可选的,所述蚀刻铜板的第一表面制作第一线路图形包括:

在所述第一表面所述第一线路图形以外的区域和所述第二表面覆盖干膜;

采用蚀刻液蚀刻未覆盖所述干膜的区域,形成所述第一线路图形。

可选的,当所述第一线路图形的深度超过预设深度阈值时,所述蚀刻铜板的第一表面制作第一线路图形包括:

采取多次蚀刻的方式在所述第一表面制作所述第一线路图形。

可选的,当所述第一线路图形为深度不同的多阶梯层线路图形时,所述蚀刻铜板的第一表面制作第一线路图形包括:

根据所述第一线路图形中各个图形的深度,采用多次蚀刻且每次蚀刻图形数量依次递减或递增的方式在所述第一表面制作所述第一线路图形。

可选的,所述蚀刻压板后铜板的第二表面制作第二线路图形包括:

根据所述第二线路图形中各个图形的深度,采用多次蚀刻且每次蚀刻图形数量依次递减或递增的方式在所述第二表面制作所述第二线路图形。

可选的,所述在所述第一线路图形内填充树脂并固化树脂包括:

采用丝网选择性印刷方式在所述第一线路图形内填充树脂,并固化树脂。

可选的,所述对所述预处理电路板进行外层图形制作之后,还包括:

对外层图形制作后的电路板半成品进行终检,筛选出不合格产品。

可选的,所述蚀刻铜板的第一表面制作第一线路图形之前,还包括:

清洁所述铜板。

本申请还提供一种PCB板,所述PCB板由上述任一种所述的PCB板制作方法制得。

本申请还提供一种电子设备,所述电子设备包括上述所述的PCB板。

本申请所提供的一种PCB板制作方法,包括:蚀刻铜板的第一表面制作第一线路图形;在所述第一线路图形内填充树脂并固化树脂;固化后树脂的表面与所述第一表面齐平;在所述第一表面非线路图形的区域蚀刻出凹槽并在所述凹槽内填充树脂,并固化树脂得到处理后铜板;固化后树脂的表面与所述第一表面齐平;在半固化片的两侧分别放置所述处理后铜板并进行压板;所述第一表面面向所述半固化片;蚀刻压板后铜板的第二表面制作第二线路图形;所述第二线路图形与所述第一线路图形对应;在所述第二线路图形内填充树脂并固化树脂;固化后树脂的表面与所述第二表面齐平;蚀刻所述第一线路图形和所述第二线路图形对应区域、电流线路层对应区域以外的铜板,并在蚀刻后的区域填充树脂和固化树脂,得到内层具有铜块的预处理电路板;对所述预处理电路板进行外层图形制作,得到PCB板。

可见,本申请中PCB板制作方法在制作内层的铜块时以铜板为基材,对铜板的第一表面通过蚀刻方式制作第一线路图形和非线路图形处的凹槽,用树脂填充第一线路图形和凹槽并固化,将两块铜板与半固化片进行压板后,在铜板的第二表面蚀刻出与第一线路图形对应的第二线路图形,在第二线路图形中填充树脂并固化,然后将第一线路图形和第二线路图形对应区域和电流线路层对应区域以外的铜板全部蚀刻掉,再将蚀刻掉铜板的区域填充树脂并固化,此时固化后树脂表面与第二线路图形中固化的树脂表面齐平,所以预处理电路板的表面为平整的表面,并且整个过程不会出现溢胶的问题,在得到的PCB板中除压板所必需的半固化片外,无其他介质层影响厚度,有效解决了高多层PCB板埋铜或超厚铜的板厚问题。

此外,本申请还提供一种具有上述优点的PCB板和电子设备。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种PCB板制作方法的流程图;

图2至图21为本申请实施例所提供的一种PCB板制作工艺流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所述,目前在制备埋铜或者厚铜的PCB板时采用嵌入式的方式,在基板上蚀刻出凹槽,在凹槽内注入胶水,然后将铜块嵌入,进行压合,一方面容易出现溢胶的问题,另一方面,由于铜块和基板材料不同,压合时结合性差,铜块的表面高出基材的表面,导致PCB板平整度差,并且PCB板的厚度较厚。

有鉴于此,本申请提供了一种PCB板制作方法,请参考图1,图1为本申请实施例所提供的一种PCB板制作方法的流程图,该方法包括:

步骤S101:蚀刻铜板的第一表面制作第一线路图形。

本申请中对铜板的厚度不做具体限定,视情况而定。例如,铜板的厚度为30OZ(ounce,盎司)、20OZ、50OZ等等。

本申请中对第一线路图形的形状也不做具体限定,可自行设置。

可选的,所述蚀刻铜板的第一表面制作第一线路图形包括:

步骤S1011:在所述第一表面所述第一线路图形以外的区域和所述第二表面覆盖干膜;

步骤S1012:采用蚀刻液蚀刻未覆盖所述干膜的区域,形成所述第一线路图形。

蚀刻液与干膜不能发生反应,只能与铜发生反应进行蚀刻,本申请中对蚀刻液不做具体限定,只要能与铜发生反应即可。

需要指出的是,在形成第一线路图形后需要将干膜去除。

步骤S102:在所述第一线路图形内填充树脂并固化树脂;固化后树脂的表面与所述第一表面齐平。

所述在所述第一线路图形内填充树脂并固化树脂包括:

采用丝网选择性印刷方式在所述第一线路图形内填充树脂,并固化树脂。

树脂为环氧树脂,填入第一线路图形中能够保护与树脂对应的铜免受蚀刻液的腐蚀,并且可以作为PCB板的一部分,后续无需除去。

树脂填充第一线路图形中后静置30min,然后放入烘箱中进行固化,当固化后树脂的表面高于第一表面时,采用铲平工序铲平高于第一表面的树脂,使得固化后树脂的表面与第一表面齐平。

步骤S103:在所述第一表面非线路图形的区域蚀刻出凹槽并在所述凹槽内填充树脂,并固化树脂得到处理后铜板;固化后树脂的表面与所述第一表面齐平。

树脂填充凹槽后静置30min,然后放入烘箱中进行固化,当固化后树脂的表面高于第一表面时,采用铲平工序铲平高于第一表面的树脂,使得固化后树脂的表面与第一表面齐平。

步骤S104:在半固化片的两侧分别放置所述处理后铜板并进行压板;所述第一表面面向所述半固化片。

半固化片(prepreg,简称PP)主要由环氧树脂组成,在压板时起粘结作用,将两块处理后铜板粘结成一个有机整体。具体的压板工艺过程已为本领域技术人员所熟知,此处不再详细赘述。

第一表面面向半固化片即第一表面与半固化片的表面接触。

步骤S105:蚀刻压板后铜板的第二表面制作第二线路图形;所述第二线路图形与所述第一线路图形对应。

第二表面与第一表面相背,例如,一个为铜板的上表面,另一个铜板的下表面。

第二线路图形与第一线路图形对应指,第二线路图形与第一线路图形的位置对应,宽度相等,深度不做限定,视情况而定。

蚀刻压板后铜板的第二表面制作第二线路图形包括:

在第二表面第二线路图形以外的区域覆盖干膜;

采用蚀刻液蚀刻未覆盖干膜的区域,形成第二线路图形。

步骤S106:在所述第二线路图形内填充树脂并固化树脂;固化后树脂的表面与所述第二表面齐平。

树脂填充第二线路图形后静置30min,然后放入烘箱中进行固化,当固化后树脂的表面高于第二表面时,采用铲平工序铲平高于第二表面的树脂,使得固化后树脂的表面与第二表面齐平。

步骤S107:蚀刻所述第一线路图形和所述第二线路图形对应区域、电流线路层对应区域以外的铜板,并在蚀刻后的区域填充树脂和固化树脂,得到内层具有铜块的预处理电路板。

可以理解的是,预处理电路板的大小与步骤S104压板后得到的层叠板大小相同,预处理电路板中除了内层铜块外,其余部分均为树脂。

需要说明的是,铜块包括第一线路图形和第二线路图形之间的部分铜板、电流线路层对应的部分铜板,电流线路层对应的部分铜板包括大电流超厚铜和位于两侧的夹层线路层,夹层线路层作为辅助边。

步骤S108:对所述预处理电路板进行外层图形制作,得到PCB板。

具体的,外层图形制作包括:在预处理电路板的上表面和下表面分别粘贴黏性基材并进行压板,在黏性基材表面沉积铜层,并对铜层进行蚀刻,得到所需形状的外层图形。

为了防止不合格的PCB板流到用户手中,避免对用户造成损失,提升PCB板的合格率,所述对所述预处理电路板进行外层图形制作之后,还包括:

对外层图形制作后的电路板半成品进行终检,筛选出不合格产品。

本申请中PCB板制作方法在制作内层的铜块时以铜板为基材,对铜板的第一表面通过蚀刻方式制作第一线路图形和非线路图形处的凹槽,用树脂填充第一线路图形和凹槽并固化,将两块铜板与半固化片进行压板后,在铜板的第二表面蚀刻出与第一线路图形对应的第二线路图形,在第二线路图形中填充树脂并固化,然后将第一线路图形和第二线路图形对应区域和电流线路层对应区域以外的铜板全部蚀刻掉,再将蚀刻掉铜板的区域填充树脂并固化,此时固化后树脂表面与第二线路图形中固化的树脂表面齐平,所以预处理电路板的表面为平整的表面,并且整个过程不会出现溢胶的问题,在得到的PCB板中除压板所必需的半固化片外,无其他介质层影响厚度,有效解决了高多层PCB板埋铜或超厚铜的板厚问题。另外,本申请中PCB板中含有铜块,可以加强PCB板的散热性能。

在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,当所述第一线路图形的深度超过预设深度阈值时,所述蚀刻铜板的第一表面制作第一线路图形包括:

采取多次蚀刻的方式在所述第一表面制作所述第一线路图形。

本申请中对预设深度阈值不做具体限定,可自行设置。例如,预设深度阈值可以为5OZ,或者8OZ等等。

例如,第一线路图形的刻蚀深度为20OZ时,可以分4次蚀刻,每次蚀刻深度为5OZ。

当第一线路图形的深度超过预设深度阈值时,表明第一线路图形的深度较深,一次性刻蚀完成第一线路图形的难度较大,并且精度不好控制,采用多次蚀刻的方式蚀刻出第一线路图形,不仅可以降低蚀刻难度,还可以提升蚀刻精度。

在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,当所述第一线路图形为深度不同的多阶梯层线路图形时,所述蚀刻铜板的第一表面制作第一线路图形包括:

根据所述第一线路图形中各个图形的深度,采用多次蚀刻且每次蚀刻图形数量依次递减或递增的方式在所述第一表面制作所述第一线路图形。

多阶梯线路图形指包括多个深度不同的图形,例如,第一线路图形为深度分别为5OZ、10OZ、15OZ、20OZ的四阶梯层线路图形,或者深度分别为4OZ、8OZ、12OZ、16OZ、20OZ、24OZ的六阶梯层线路图形,等等。

每次蚀刻深度一定时,第一线路图形中图形的深度越深,需要蚀刻的次数越多,采用多次蚀刻且每次蚀刻图形数量依次递减或递增的方式可以加快第一线路图形的蚀刻速度,并且还可以得到多阶梯层线路结构的PCB板。例如,5OZ、10OZ、15OZ、20OZ的四阶梯层线路图形需要分别刻蚀一次,两次,三次,四次来完成整个第一线路图形蚀刻时,第一线路图形整体可以采用四次蚀刻完成,以递减为例,为便于描述,将四个图形分别命名为第一子图形、第二子图形、第三子图形、第四子图形,即第一次对四个子图形均进行蚀刻,第二次只对第二子图形、第三子图形、第四子图形进行蚀刻,第三次只对第三子图形、第四子图形进行蚀刻,第四次只对第四子图形进行蚀刻。

进一步的,所述蚀刻压板后铜板的第二表面制作第二线路图形包括:

根据所述第二线路图形中各个图形的深度,采用多次蚀刻且每次蚀刻图形数量依次递减或递增的方式在所述第二表面制作所述第二线路图形。

当第一线路图形为多阶梯线路图形时,第二线路图形也可以为多阶梯线路图形,例如,当第一线路图形为深度分别为5OZ、10OZ、15OZ、20OZ的四阶梯层线路图形,第二线路图形也可以为深度分别为20OZ、15OZ、10OZ、5OZ的四阶梯层线路图形,当第一线路图形为深度分别为4OZ、8OZ、12OZ、16OZ、20OZ、24OZ的六阶梯层线路图形时,第二线路图形也可以为深度分别为24OZ、20OZ、16OZ、12OZ、8OZ、4OZ,等等。

每次蚀刻深度一定时,第二线路图形中图形的深度越深,需要蚀刻的次数越多,采用多次蚀刻且每次蚀刻图形数量依次递减或递增的方式可以加快第二线路图形的蚀刻速度。例如,20OZ、15OZ、10OZ、5OZ的四阶梯层线路图形需要分别刻蚀四次,三次,两次,一次来完成整个第二线路图形蚀刻时,第二线路图形整体可以采用四次蚀刻完成,以递增为例,为便于描述,将四个图形分别命名为第五子图形、第六子图形、第七子图形、第八子图形,即第一次只对第五子图形进行蚀刻,第二次只对第五子图形、第六子图形进行蚀刻,第三次只对第五子图形、第六子图形、第七子图形进行蚀刻,第四次对四个子图形均进行蚀刻。

在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述蚀刻铜板的第一表面制作第一线路图形之前,还包括:

清洁所述铜板。

清洁铜板去除铜板表面的脏污和杂质,避免脏污和杂质影响后续的蚀刻过程和压板。

以30OZ超级厚铜产品同层4阶5OZ线路10层PCB板结构为例,对本申请中的PCB板制作方法进行阐述。

步骤1:下料30OZ的厚铜板,并进行清洗。

铜板1的示意图如图2所示。

步骤2:用干膜覆盖铜板第一表面第一线路图形以外的区域和第二表面;并采用蚀刻工艺,将1-4阶铜厚均蚀刻掉5OZ后去掉干膜。

本步骤请参考图3至图4,第一表面第一线路图形以外的区域和第二表面覆盖有干膜2,第一表面第一线路图形以外的区域包括大电流线路层e和非线路区域,第二表面也称为非压合面大铜面。第一线路图形由左至右依次称为1阶线路图形a,2阶线路图形b,3阶线路图形c,4阶线路图形d。

步骤3:用干膜覆盖第一表面除2阶线路图形、3阶线路图形、4阶线路图形以外的区域,露出2-4阶线路图形,并用干膜覆盖非压合面大铜面;采用蚀刻工艺再次减铜5OZ后去掉干膜。

本步骤请参考图5至图6。

步骤4:用干膜覆盖第一表面除3阶线路图形、4阶线路图形以外的区域,露出3-4阶线路图形,并用干膜覆盖非压合面大铜面;采用蚀刻工艺再次减铜5OZ后去掉干膜。

本步骤请参考图7至图8。

步骤5:用干膜覆盖第一表面除4阶线路图形以外的区域,露出4阶线路图形,并用干膜覆盖非压合面大铜面;采用蚀刻工艺再次减铜5OZ后去掉干膜,得到完整的第一线路图形。

本步骤请参考图9至图10。

步骤6:采用丝网选择性印刷工艺,将1-4阶线路图形蚀刻后的线路层槽中印上树脂并静置30min后放入烘箱进行固化,然后通过铲平工序将高于第一表面的树脂去掉。

本步骤请参考图11,树脂3刚好填充满第一线路图形的凹槽中。

步骤7:用干膜覆盖大电流线路层、非压合面大铜面,露出非线路图形的区域,将非线路图形区域的铜板采用蚀刻工艺降低到15OZ,然后再次采用丝印树脂的方式将非线路图形区域填平。

本步骤请参考图12至图14,非线路图形的区域被蚀刻出凹槽4,铜板两侧位夹层线路层(辅助边)5。

步骤8:将两个已经蚀刻的第一线路图形的铜板的第一表面朝向半固化片后压板。

本步骤压板后的示意图如图15所示,第一表面朝向半固化片6。

步骤9:用干膜覆盖铜板的第二表面第二线路图形以外的区域,露出其他所有需要制作多阶线路图形的第二线路图形,采用蚀刻工艺,将1-4阶铜厚均蚀刻掉5OZ后去掉杆膜。

本步骤蚀刻掉5OZ后去掉杆膜的示意图如图16所示,第二线路图形为4阶线路图形,与1阶线路图形a对应的图形称为1’阶线路图形a’,与2阶线路图形b对应的图形称为2’阶线路图形b’,与3阶线路图形c对应的图形称为3’阶线路图形c’,与4阶线路图形d对应的图形称为4’阶线路图形d’。1’阶线路图形a’的宽度与1阶线路图形a宽度相等,2’阶线路图形b’的宽度与2阶线路图形b宽度相等,3’阶线路图形c’的宽度与3阶线路图形’宽度相等,4’阶线路图形d’的宽度与4阶线路图形d宽度相等。

步骤10:用干膜覆盖第二表面除1’阶线路图形、2’阶线路图形、3’阶线路图形以外的区域,露出1’-3’阶线路图形,采用蚀刻工艺再次减铜5OZ后去掉干膜;用干膜覆盖第二表面除1’阶线路图形、2’阶线路图形以外的区域,露出1’-2’阶线路图形,采用蚀刻工艺再次减铜5OZ后去掉干膜;用干膜覆盖第二表面除1’阶线路图形以外的区域,露出1’阶线路图形,采用蚀刻工艺再次减铜5OZ后去掉干,得到完整的第二线路图形。

本步骤中得到的层叠板的示意图如图17所示。

步骤11:采用丝网选择性印刷工艺,将1’-4’阶线路图形蚀刻后的线路层槽中印上树脂并静置30min后放入烘箱进行固化,然后通过铲平工序将高于第二表面的树脂去掉。

本步骤请参考图18,树脂3刚好填充满第二线路图形的凹槽中。

步骤12:用干膜覆盖大电流线路层,将铜板第一线路图形和第二线路图形对应区域以外的铜全部蚀刻掉,然后再次采用丝印树脂的方式将刻蚀区填平,得到预处理电路板。

本步骤请参考图19至图20,大电流超厚铜对应大电流线路层区域。

步骤13:在预处理电路板的上表面和下表面分别粘贴黏性基材并进行压板,在黏性基材表面沉积铜层,并对铜层进行蚀刻,得到所需形状的外层图形,得到PCB板。

本步骤中PCB板的结构示意图如图21所示,由上至下PCB板共包括10层铜块,第二层至第九层为PCB板的普通信号层。

本申请还提供一种PCB板,所述PCB板由上述任一实施例所述的PCB板制作方法制得。

本申请还提供一种电子设备,所述电子设备包括上述实施例所述的PCB板。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。

以上对本申请所提供的PCB板及其制作方法、电子设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以对本申请进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

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