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PCB（Printed Circuit Board），中文名稱為印制電路板，又稱印刷線路板，是重要的電子部件，是電子元器件的支撐體，是電子元器件電氣相互連接的載體。PCB由絕緣底板、連接導(dǎo)線和裝配焊接電子元件的焊盤組成，具有導(dǎo)電線路和絕緣底板的雙重作用。由于它是采用電子印刷術(shù)制作的，故被稱為“印刷”電路板。
PCB內(nèi)部設(shè)置有多層線路結(jié)構(gòu)時，通常需要將多張芯板進行層疊壓合，從而獲得具有多層內(nèi)部線路結(jié)構(gòu)的PCB，具有多層內(nèi)部線路結(jié)構(gòu)的PCB又稱多層PCB。半導(dǎo)體產(chǎn)品的性能不斷提升、產(chǎn)品面積的不斷縮小、且功耗越來越低，為了更好地適配半導(dǎo)體產(chǎn)品的性能，半導(dǎo)體測試板等載體板的層次不斷增加、且間距也在不斷縮小，當(dāng)前30～60層的PCB已經(jīng)被普遍使用，而60層以上的PCB也在逐步投入生產(chǎn)使用。
在PCB的制造領(lǐng)域中，內(nèi)部層結(jié)構(gòu)數(shù)量多的PCB存在明顯的脹縮匹配性問題，在PCB生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，如蝕刻、烘板、壓合、磨板等工序都會對PCB的脹縮造成影響，而PCB的層間脹縮程度不一致會直接影響PCB內(nèi)部層結(jié)構(gòu)的對準(zhǔn)度，進而影響PCB的性能，次外層層間的脹縮差異大是導(dǎo)致PCB內(nèi)部對準(zhǔn)缺陷的主要因素。
加熱壓合是PCB制作過程中造成內(nèi)部膨脹差異最明顯的一個加工環(huán)節(jié)，相關(guān)技術(shù)中，對PCB進行壓合制作時，通常是先將芯板進行層疊，再將層疊好的層疊結(jié)構(gòu)放在壓合機進行加熱壓合，加熱過程中，PCB受熱膨脹，會與兩側(cè)的壓合面之間發(fā)生相對位移，這個過程產(chǎn)生的摩擦力會導(dǎo)致PCB內(nèi)部和外部的膨脹量不同，進而導(dǎo)致PCB內(nèi)部各層之間發(fā)生偏移，影響PCB的性能，制得PCB的良品率低。
下面參考圖1至圖7，描述本發(fā)明的PCB的制作方法及PCB，能夠?qū)τ行胶釶CB壓合制作過程中內(nèi)外區(qū)域的膨脹量，提高PCB的良品率。
參考圖1所示，根據(jù)本發(fā)明第一方面實施例的本發(fā)明第一方面實施例PCB的制作方法，包括但不限于以下步驟：
S100：層疊連接內(nèi)層芯板得到主體板；
S200：向主體板的相對兩側(cè)分別疊放一外層芯板，得到中心板體，其中，內(nèi)層芯板和外層芯板的膨脹系數(shù)之差在預(yù)設(shè)的閾值內(nèi)，待壓板體由主體板和相對兩側(cè)的外層芯板得到；
S300：向中心板體的相對兩側(cè)分別疊放一剛性板體，得到待壓組合體，其中，內(nèi)層芯板和剛性板體的膨脹系數(shù)之差大于閾值；
S400：將待壓組合體放到壓合機進行加熱壓合，將剛性板體和外層芯板從主體板分離后，得到加熱壓合的主體板成型為PCB。
通過膨脹系數(shù)與內(nèi)層芯板相等的外層芯板作為直接與主體板接觸的層結(jié)構(gòu)，將兩張外層芯板分別疊放在主體板的相對兩側(cè)后得到中心板體，使用兩張剛性板體分別疊放在中心板體的相對兩側(cè)后送至加熱壓合，剛性板體能夠為主體板為壓合提供穩(wěn)定可靠的壓合基礎(chǔ)，可提高壓合所得PCB的平整度，在進行加熱壓合時，主體板與外層芯板的膨脹量接近，能夠顯著降低主體板與外層芯板之間發(fā)生的相對位移，從而能夠有效降低主體板與外層芯板之間的摩擦力，進而能夠減少PCB壓合制作過程中發(fā)生的層間偏移，所制得的PCB的性能好、良品率高。
需要說明的是，內(nèi)層芯板和外層芯板的膨脹系數(shù)之差在預(yù)設(shè)的閾值內(nèi)，內(nèi)層芯板和剛性板體的膨脹系數(shù)之差大于閾值，閾值可以設(shè)置為0.1～1ppm/℃。
本發(fā)明第一方面實施例的一種PCB的制作方法，優(yōu)化了層間排版布局設(shè)計，能夠有效解決PCB次外層脹縮異常導(dǎo)致的層偏抄表的問題，能夠提高PCB一次性交付的成功率。
可以理解的是，參考圖2所示，步驟S100，層疊連接內(nèi)層芯板得到主體板，包括但不限于以下步驟：
S110：向內(nèi)芯板的相對兩側(cè)均依次層疊外半固化片和外銅箔層，得到主體板，其中，內(nèi)芯板包括至少一張內(nèi)層芯板。
需要說明的是，進行步驟S110時，內(nèi)芯板除了兩側(cè)都設(shè)置外半固化片和外銅箔片，還可以對內(nèi)芯板的單側(cè)層疊外半固化片和外銅箔層。根據(jù)不同的產(chǎn)品需求對內(nèi)芯板的單側(cè)或雙側(cè)進行層疊設(shè)置。
加熱壓合時，受熱的外半固化片能夠連接外銅箔層和內(nèi)芯板，并且在擠壓力的作用下能夠提高對外銅箔層和內(nèi)芯板之間連接結(jié)構(gòu)的緊密度。半固化片又稱PP片，是多層板生產(chǎn)中的主要材料之一，主要由樹脂和增強材料組成，增強材料又分為玻纖布、紙基、符合材料等，半固化片在加熱加壓下會軟化，冷卻后會反應(yīng)固化。
可以理解的是，參考圖3所示，在步驟S110之前，在向內(nèi)芯板的相對兩側(cè)均依次層疊外半固化片和外銅箔，得到主體板之前，還包括但不限于以下步驟：
S101：通過內(nèi)半固化片層疊連接多張內(nèi)層芯板，得到內(nèi)芯板，其中，內(nèi)半固化片位于相鄰兩張內(nèi)層芯板之間。
具體的，層疊多張內(nèi)層芯板，并且在相鄰的兩張內(nèi)層芯板之間插設(shè)內(nèi)半固化片，以使加熱壓合時內(nèi)半固化片能夠?qū)?nèi)層芯板進行粘合連接，其中，相鄰兩張內(nèi)層芯板之間的內(nèi)半固化片能夠設(shè)置一張或多張，能夠根據(jù)不同的產(chǎn)品需求進行相應(yīng)的調(diào)整。
在PCB加熱層壓的制作過程中，通過內(nèi)層芯板層疊得到主體板之后，在主體板的每一側(cè)表面依次層疊鋼板、牛皮紙和載盤，載盤用于承載層結(jié)構(gòu)并限制層間位置，排版層疊后的鋼板直接與主體板的表面接觸。參考圖6所示，實線結(jié)構(gòu)分別表示主體板和兩側(cè)的鋼板，虛線圖形表示對應(yīng)層結(jié)構(gòu)的膨脹量，由于鋼板與主體板之間的膨脹量不同，會導(dǎo)致層與層之間發(fā)生相對位移并形成摩擦力。在加熱壓合的過程中，層板材料受熱膨脹，膨脹后的層板材料尺寸會變大，已知膨脹滿足以下規(guī)律： 其中，Δl表示膨脹量，l 表示材料原0長度，α表示材料的膨脹系數(shù)，ΔT表示溫度變化量。
可知，升溫后材料的長度l 為：
l ＝l +Δl＝l ×(1+αΔT)T 0 0[0059] 不同材料之間的長度差異ΔL為：
ΔL＝l ?l ＝l ×(1+αΔT?1?αΔT)＝l ×(α?α)ΔTT1 T2 0 1 2 0 1 2[0061] 鋼板與主體板之間的膨脹量大小分別取決于各自的膨脹系數(shù)α，已知主體板的膨脹系數(shù)為13～16PPM/℃，鋼板的膨脹系數(shù)為11～12PPM/℃，加熱壓合時的溫度一般會達(dá)到190℃，初始溫度通常為室溫25℃，溫度變化量ΔT為165℃，鋼板與主體板之間的膨脹量差異(α?α)為165～820PPM，因此，所制作的PCB尺寸(尺寸與長度l 相關(guān))越大，不同材料之間1 2 0的長度差異越大，這種差異會導(dǎo)致鋼板與主體板之間產(chǎn)生明顯的摩擦，受摩擦力的影響，主體板內(nèi)不同層結(jié)構(gòu)之間的膨脹量不一致，影響所制得PCB的性能。此外，鋼板可以看作一個長方體，其膨脹量還會受到厚度的影響，鋼板因日常打磨會與其他鋼板之間產(chǎn)生厚度差異，導(dǎo)致鋼板與鋼板之間的膨脹量不同，從而導(dǎo)致加熱壓合時兩鋼板之間存在長度差異，進一步影響主體板的膨脹效果，導(dǎo)致進一步增加PCB內(nèi)部層結(jié)構(gòu)因脹縮不匹配而發(fā)生層間偏移的概率。
為解決進一步解決上述問題，可以理解的是，參考圖4所示，步驟S200，向主體板的相對兩側(cè)分別疊放一外層芯板，得到中心板體，包括但不限于以下步驟：
S210：向主體板的相對兩側(cè)均層疊至少兩張外覆銅板，得到中心板體，其中，中心板體包括主體板和主體板每一側(cè)表面所層疊的至少兩張外覆銅板。
需要說明的是，相鄰的兩張外覆銅板之間以及覆銅板與主體板之間都不設(shè)置其他層結(jié)構(gòu)，在加熱壓合完成后，能夠確保外覆銅板能夠順利脫離成型后得到的PCB的表面。設(shè)置主體板的每一側(cè)均由至少兩張層疊的外覆銅板組成，在加熱壓合的過程中，由于剛性板體與主體板之間存在明顯的脹縮差異，剛性板體的膨脹量小于主體板的膨脹量，通過至少兩張層疊的外覆銅板能夠代替主體板與剛性板體接觸，主體板與兩側(cè)的外覆銅板之間的膨脹量相接近，主體板與直接接觸的外覆銅板之間的相對位移小，也可以理解為外覆銅板能夠吸收主體板與剛性板體之間產(chǎn)生的摩擦力，能夠顯著降低主體板受熱壓合時所受的摩擦力，從而減少PCB內(nèi)部層結(jié)構(gòu)之間的偏移量，可有效提高PCB內(nèi)部層結(jié)構(gòu)的對準(zhǔn)度。外覆銅板的數(shù)量設(shè)置越多，主體板的內(nèi)外區(qū)域膨脹量受影響的程度就越少，主體板的層間膨脹量一致性高，制得的PCB性能好。
在加熱壓合時為了減少對層疊、料溫等因素的影響，可以理解的是，外覆銅板的厚度小于或等于0.1mm。通過設(shè)置外覆銅板的層厚度不大于0.1mm，能夠減少增設(shè)外覆銅板對加熱壓合造成的其他影響，能夠獲得良好的加熱壓合效果。
可以理解的是，內(nèi)層芯板由內(nèi)覆銅板制得，內(nèi)覆銅板和外覆銅板的厚度相同，內(nèi)覆銅板和外覆銅板的水平投影重合，即內(nèi)覆銅板的長寬尺寸與外覆銅板的長寬尺寸相等。
可以理解的是，內(nèi)覆銅板和外覆銅板均為雙面覆銅板，使用雙面覆銅板作為內(nèi)覆銅板能夠簡化PCB中多層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的制作步驟，提高制板效率，此外，外覆銅板采用與內(nèi)覆銅板相同的雙面覆銅板，能夠有效提高主體板與外覆銅板之間膨脹系數(shù)的一致性。雙面覆銅板是指雙面都有銅箔結(jié)構(gòu)的覆銅板。
可以理解的是，內(nèi)層芯板的制作方法還包括但不限于以下步驟：對內(nèi)覆銅板進行圖形制作，得到表面形成有導(dǎo)電線路的內(nèi)層芯板。
需要說明的是，對覆銅板進行圖形制作，能夠通過激光雕刻或蝕刻等方式進行。通過蝕刻的方式進行圖形制作時，先對覆銅板表面涂布光刻膠并將菲林覆蓋在光刻膠上，使用紫外光照射光刻膠，從而將菲林的圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠，通過顯影劑清洗未固化的光刻膠實現(xiàn)顯影，再將表面形成有固化光刻膠的覆銅板放置到蝕刻液中進行線路蝕刻，覆銅板表面未覆蓋固化光刻膠的銅料被腐蝕清除，從而得到與前面菲林圖像匹配的導(dǎo)電線路，取出表面形成有導(dǎo)電線路內(nèi)層芯板并去除其表面的固化光刻膠和其他雜質(zhì)之后，得到潔凈的內(nèi)層芯板。
可以理解的是，參考圖5所示，剛性板體包括鋼板、牛皮紙和載盤；步驟S300，向中心板體的相對兩側(cè)分別疊放一剛性板體，得到待壓組合體，包括但不限于以下步驟：
S310：向中心板體的相對兩側(cè)均依次層疊鋼板和牛皮紙，得到層壓板體；
S320：將兩個載盤包覆于層壓板體的相對兩側(cè)以對層壓板體進行限位，得到待壓組合體。
待壓組合體的層疊結(jié)構(gòu)如圖7所示，主板體的相對兩側(cè)均為依次設(shè)置的以下結(jié)構(gòu)：
至少兩側(cè)外層芯板、鋼板、牛皮紙和載盤。
使用鋼板作為基礎(chǔ)從兩側(cè)對中心板體進行夾緊，鋼板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，能有效提高加熱壓合的平整度，通過牛皮紙連接載盤和鋼板，能夠減少鋼板與載盤之間的磨損。
以下結(jié)合具體的數(shù)據(jù)對第一方面實施例PCB的制作方法進行舉例說明：
通過內(nèi)半固化片層疊連接多張內(nèi)層芯板，得到內(nèi)芯板；
向內(nèi)芯板的相對兩側(cè)均依次層疊外半固化片和外銅箔層，得到主體板；
向主體板的每一側(cè)表面均層疊至少兩張外覆銅板，得到中心板體，外覆銅板的厚度小于等于0.1mm；
向中心板體的每一側(cè)表面均依次層疊鋼板和牛皮紙，得到層壓板體；
將層壓板體裝載于兩個載盤之間，即兩個載盤包覆于層壓板體的相對兩側(cè)以對層壓板體進行限位，得到待壓組合體；
將待壓組合體放到壓合機進行加熱壓合，冷卻成型后取出壓合機中的已完成壓合的待壓組合體，將剛性板體和外層芯板從主體板分離后，得到加熱壓合的主體板成型為PCB。
本發(fā)明第二方面實施例提供PCB，PCB通過第一方面實施例任意一項的PCB的制作方法制作得到。
通過膨脹系數(shù)與內(nèi)層芯板相等的外層芯板作為直接與主體板接觸的層結(jié)構(gòu)，將兩張外層芯板分別疊放在主體板的相對兩側(cè)后得到中心板體，使用兩張剛性板體分別疊放在中心板體的相對兩側(cè)后送至加熱壓合，剛性板體能夠為主體板為壓合提供穩(wěn)定可靠的壓合基礎(chǔ)，可提高壓合所得PCB的平整度，在進行加熱壓合時，主體板與外層芯板的膨脹量接近，能夠顯著降低主體板與外層芯板之間發(fā)生的相對位移，從而能夠有效降低主體板與外層芯板之間的摩擦力，進而能夠減少PCB壓合制作過程中發(fā)生的層間偏移，所制得的PCB的性能好、良品率高。
第二方面實施例的PCB具有多層內(nèi)部線路結(jié)構(gòu)，通過第一方面實施例的PCB的制作方法制得，能夠有效提高加熱壓合時各層結(jié)構(gòu)之間膨脹系數(shù)的一致性，從而有效提高制得的PCB內(nèi)部層結(jié)構(gòu)之間的對準(zhǔn)效果，能夠降低高層次、小間距產(chǎn)品的層偏報廢率，能夠有效提高PCB生產(chǎn)的準(zhǔn)交率。
在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
圖1是本發(fā)明實施例的PCB的制作方法的主要步驟示意圖；
圖2是圖1中步驟S100的具體步驟示意圖；
圖3是圖1中步驟S100的之前步驟示意圖；
圖4是圖1中步驟S200的具體步驟示意圖；
圖5是圖1中步驟S300的具體步驟示意圖；
圖6是主體板與鋼板之間的膨脹量示意圖；
圖7是本發(fā)明實施例的PCB的制作方法中待壓組合體的結(jié)構(gòu)示意圖。
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