專利名稱：多層印刷電路板的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種多層印刷電路板，尤其涉及一種以PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)為基板、熱塑性聚氨酯彈性體為粘合層的多層印刷電路板。
背景技術(shù)：
印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)幾乎是任何電子產(chǎn)品的基礎，隨著電子產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，作為電子產(chǎn)品基本構(gòu)件的印刷電路板應用越來越廣泛，雖然電子產(chǎn)品的功能不但增強，應用領域的擴廣，特別是高速信息化時代的發(fā)展驅(qū)動下，應用在電子產(chǎn)品中的印刷電路板的要求也越來越多，尤其是對印刷電路板在信號的傳輸質(zhì)量、速度等方面的要求不斷提升。現(xiàn)有技術(shù)中，環(huán)氧樹脂為主體(FR-4)是印刷電路板目前是用量最大的，用途最廣泛的一類產(chǎn)品，然而FR-4材料制作的印刷電路板成本高、介電損耗大及電性能較差，而且FR-4具有容易吸水，易于老化、抗電壓能力較差等一系列缺點，導致其制作的印刷電路板不適宜在特殊的環(huán)境，特別是潮濕環(huán)境、航天航空、高速通訊、太空或放射性醫(yī)療器械)等領域，要求材料密度輕、傳輸介電損耗小、防腐蝕性強、環(huán)保、高絕緣性等特點。有鑒于此，有必要對上述存在的缺陷進行改進。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種電氣、機械性優(yōu)良、適用范圍廣、成本低的多層印刷電路板。提供一種多層印刷電路板，該多層印刷電路板包括:至少兩張單層印刷電路板，所述單層印刷電路板包括基板以及設置在所述基板表面的銅層，所述基板為PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)材料制成；至少一粘合層，所述單層印刷電路板與所述粘合層交替層疊設置；所述至少兩張單層印刷電路板被所述粘合層緊密粘合在一起。根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選實施例，所述單層印刷電路板為單面印刷電路板或雙面印刷電路板，根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選實施例，所述單層印刷電路板的銅層的厚度為0-70微米。根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選實施例，所述單層印刷電路板的銅層與基板接觸的表面為粗糙表面，且所述銅層與所述基板經(jīng)過熱壓合而結(jié)合在一起根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選實施例，所述單層印刷電路板的基板與所述銅層接觸的表面為粗糙表面，且所述銅層是通過先在所述基板的粗糙表面化學沉銅，再對化學沉銅進行電鍍加厚形成的。根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選實施例，所述粘合層為熱塑性聚氨酯彈性體材料。根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選實施例，至少兩張單層印刷電路板與所述至少一粘合層的層疊結(jié)構(gòu)通過熱壓合工藝緊密粘合在一起。根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選實施例，所述熱壓合的溫度范圍為80攝氏度至150攝氏度。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型多層印刷電路板采用聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate, PMMA)材料作為基板材料，以熱塑性聚氨酯彈性體為粘合材料，且通過熱壓合工藝制作，具有如下優(yōu)點:DPMMA樹脂是無毒環(huán)保的材料，具有良好的機械加工、光學特性、化學穩(wěn)定性和耐氣侯變化特性。2)有良好的絕緣性和機械強度，可進行粘接、鋸、刨、鉆、刻、磨、絲網(wǎng)印刷、噴等工藝，具有較好的抗沖擊特性，可以進行鉆孔，易于機械加工，玻璃化溫度為105°C較低，有利于制作成多層電路板，突破傳統(tǒng)使用FR4 (環(huán)氧樹脂)和PTFE (聚四氟乙烯)制作印刷電路板，產(chǎn)品種類新穎，電性能優(yōu)良。并且可以回收重復利用。3)化學性能；PMMA具有一定的耐化學腐蝕能力，對酸、堿、鹽有較強的耐腐蝕性倉泛;4)電性能好:PMMA的電性能是良好的，特別是在低頻率工作條件下，然而其某些電性能是獨特的:介電損耗角正切值隨頻率的升高而降低，只有普通FR4 (環(huán)氧樹脂)材料的10%，有利于信號的傳輸，而氣候和濕度對電性能的影響不大。長期在高濕度環(huán)境下使用，絕緣性能良好，不容易產(chǎn)生微短路等不良現(xiàn)象。5)輕質(zhì)、高硬度:聚甲基丙烯酸甲酯材料的密度不足FR4的一半，其制成的印刷電路板可以良好的應用于航天航空、衛(wèi)星通訊領域。6)高品質(zhì)環(huán)保:聚甲基丙烯酸甲酯材料不會發(fā)生分解和霉變，不會產(chǎn)生有害物質(zhì)會發(fā)，化學性質(zhì)穩(wěn)定，聚甲基丙烯酸甲酯材料本身無污染，可回收處理再利用，是高品質(zhì)環(huán)保性廣品。7)透明性:PMMA是無定形高聚物，可見光透過率較高達92%，其制作的印刷電路板可以透明化，方便對產(chǎn)品的異常進行有效的分析，如內(nèi)層開路、短路等問題，不需要切片，可以直接目視檢查，可以制作具有藝術(shù)美的電路板或電子產(chǎn)品。8)聚甲基丙烯酸甲酯是無定形聚合物，收縮率及其變化范圍都較小，一般約在
0.5%-0.8%，有利于成型出尺寸精度較高的塑件。9)成本低:以聚甲基丙烯酸甲酯材料為基板的印刷電路板是傳統(tǒng)以FR4材料為基板印刷電路板制作成本的四分之一，且制作設備可以與普通PCB共用，加工難度不大，有利于印刷電路板制作成本的控制及產(chǎn)業(yè)化的推廣。10)熱壓溫度低:由于熱塑性聚氨酯彈性體的玻璃化溫度較低，一般在105-150攝氏度直接按，此溫度屬于電路板制作工藝中的低溫，且該溫度下單層印刷電路板中的基板不會發(fā)生形態(tài)的變化，能夠保證單層印刷電路板的性能的穩(wěn)定。11)結(jié)合緊密:熱塑性聚氨酯彈性體熱熔后具有較強的粘合性，能夠牢固地將多張單層印刷電路板牢固地粘合在一起，保證了多層電路板的結(jié)合的緊密型與可靠性。

圖1是一種與本實用新型相關(guān)的多層印刷電路板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1所示的多層印刷電路板中的單層電路板的一具體實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。[0028]圖3是圖1所示的多層印刷電路板中的單層電路板的另一具體實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4圖1所示多層印刷電路板制作方法的流程示意圖。圖5a-圖5c是圖4所示印刷電路板制作方法的每一步驟的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式
。請參閱圖1,圖1為本實用新型多層印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。所述多層印刷電路板100至少多張單層印刷電路板10以及用來粘合所述多張單層印刷電路板10的多個粘合層11。為了方便描述本實用新型，圖1所示的多層印刷電路板100包括三張單層印刷電路板10和兩個粘合層11。具體的，所述多張單層印刷電路板10與所述多個粘合層11均為層狀結(jié)構(gòu)，其相互交替層疊設置，即，采用一張單層印刷電路板10加一個粘合層11的層疊結(jié)構(gòu)，也可以理解為任意兩張單層印刷電路板10均設置一粘合層11的層疊結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)有利于使所述多張單層印刷電路板10相互粘合在一起，又可以避免相鄰的單層印刷電路板10之間產(chǎn)生短路等不良現(xiàn)象。其中，所述單層印刷電路板10可以是單面印刷電路板或是雙面印刷電路板，在此不做具體限制。所述粘合層11優(yōu)選地采用熱塑性聚氨酯彈性體(Thermoplasticpolyurethanes, TPU)材料制成,其具有耐磨、耐油、透明、彈性好、絕緣、粘合力強、玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度低的特點，能夠滿足粘合單層電路板的要求。所述單層印刷電路板10為采用聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethyIMethacrylate, PMMA)材料的基板上覆銅形成。請同時參閱圖2，圖2為圖1所示的單層電路板的一具體實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例的單層電路板20以雙面電路板為例進行介紹。所述單層印刷電路板20包括基板21和設置在所述基板21上的銅層22。所述基板21為平板狀，其厚度可以有選擇地從幾十微米到幾毫米不等；所述銅層22的厚度一般為10-70微米，當然，所述基板21和所述銅層22可以根據(jù)是需要而設計其厚度等參數(shù)，在此不做限制。所述基板21為聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate, PMMA)材料制成。所述銅層22與所述基板21接觸的表面為粗糙表面，且所述銅層22與所述基板21經(jīng)過熱壓合而結(jié)合在一起。具體的，所述銅層22與所述基板21接觸的表面可以經(jīng)過噴砂等工藝進行粗化處理，也可以通過化學蝕刻的方式形成，其在表面形成50微米-150微米的粗糙度，形成所述粗糙表面，這樣有利于所述銅層21與所述基板21的緊密結(jié)合，防止出現(xiàn)銅層21脫落、翹起等現(xiàn)象。所述銅層22與所述基板21經(jīng)過熱壓合而結(jié)合在一起，這樣基板21可以在達到其玻璃轉(zhuǎn)化溫度時，形成高彈態(tài)或流體態(tài)，與銅層22粗糙表面充分接觸，待溫度降低為室溫時，所述銅層22可與所述基板21緊密地粘合在一起，保證了二者的良好的粘合性。請參閱圖3，圖3為圖1所示的單層電路板的另一具體實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例的單層電路板30以雙面電路板為例進行介紹。圖3所示的單層電路板30與圖2所示的單層電路板20結(jié)構(gòu)相似，其主要區(qū)別在于:所述單層電路板30的基板31與銅層32接觸的表面為粗糙表面，粗糙表面可以經(jīng)過噴砂等工藝進行粗化形成，也可以通過化學蝕刻的方式形成，且所述銅層32是通過先在所述基板31的粗糙表面上經(jīng)過化學沉銅，再對化學沉銅層進行電鍍加厚形成的。具體的，可以先將所述基板31的表面進行噴砂工藝而制成粗糙表面，然后在所述基板31的粗糙表面上先經(jīng)過化學沉銅工藝形成沉銅基底321，然后在形成的沉銅基底321上進行電鍍工藝，對其進行加厚，形成電鍍銅層322，達到產(chǎn)品需要的銅層厚度。所述沉銅基底321和所述電鍍銅層322共同組成所述覆銅板30的銅層32。在粗糙表面上進行化學沉銅和電鍍銅層的工藝已為業(yè)內(nèi)人士熟知，在此不做贅述請參閱圖4、圖5a_圖5c,圖4圖1所不多層印刷電路板制作方法的流程不意圖，圖5a_圖5c是圖4所示印刷電路板制作方法的每一步驟的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，所述多層印刷電路板100的制作方法具體包括:步驟SI，提供至少兩張單層印刷電路板，所述單層印刷電路板包括基板以及設置在所述基板表面的銅層；請參閱圖5a，本實施例以三張單層印刷電路板10為例進行介紹，所述單層印刷電路板10優(yōu)選地采用具有如圖2或圖3所示的結(jié)構(gòu)，當然還可以是其它結(jié)構(gòu)，在此不做限定。步驟S2，提供至少一粘合層，使所述單層印刷電路板與所述粘合層交替層疊設置；請參閱圖5b，根據(jù)所述單層印刷電路板10的數(shù)量提供合適數(shù)量的粘合層11。圖3b中對應三張單層印刷電路板10提供兩張粘合層11。所述粘合層11為熱塑性聚氨酯彈性體材料制成。并使所述印刷電路板10與所述粘合層11交替層疊設置，即，采用一張單層印刷電路板10加一個粘合層11的層疊結(jié)構(gòu)，也可以理解為任意兩張單層印刷電路板10均設置一粘合層11的層疊結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)有利于使所述多張單層印刷電路板10相互粘合在一起，又可以避免相鄰的單層印刷電路板10之間產(chǎn)生短路等不良現(xiàn)象。步驟S3，對所述單層印刷電路板和粘合層的層疊結(jié)構(gòu)進行熱壓合，使所述至少兩張單層印刷電路板被所述粘合層緊密粘合在一起，形成多層印刷電路板。請參閱圖5c，通過對所述單層印刷電路板10和粘合層11的層疊結(jié)構(gòu)進行熱壓合，使所述單層印刷電路板10被所述粘合層11僅僅粘合在一起。熱壓合過程中，針對熱塑性聚氨酯彈性體材料的粘合層，加熱溫度一般選擇在80攝氏度至150攝氏度之間，優(yōu)選為85攝氏度。此加熱溫度下，既能將熱塑性聚氨酯彈性體熱熔形成粘性流體來粘合兩側(cè)的單層印刷電路板10，又能避免過高的溫度致使所述單層印刷電路板10內(nèi)的基板發(fā)生狀態(tài)的變化，保證了所述單層印刷電路板10的質(zhì)量不受影響。然后通過加壓的方式，使熱熔的粘合層11充分滲透至兩側(cè)的單層印刷電路板10中，加強二者之間的粘合力，又可以調(diào)整所述多層印刷電路板100成品的厚度在預定范圍內(nèi)。待溫度降為室溫時，便可形成緊密結(jié)合的多層印刷電路板100。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型多層印刷電路板100以及制作方法采用聚甲基丙烯酸甲酯材料作為基板材料，以熱塑性聚氨酯彈性體為粘合材料，且通過熱壓合工藝制作，具有如下優(yōu)點:[0055]I )PMMA樹脂是無毒環(huán)保的材料，具有良好的機械加工、光學特性、化學穩(wěn)定性和耐氣侯變化特性。2)有良好的絕緣性和機械強度，可進行粘接、鋸、刨、鉆、刻、磨、絲網(wǎng)印刷、噴等工藝，具有較好的抗沖擊特性，可以進行鉆孔，易于機械加工，玻璃化溫度為105°C較低，有利于制作成多層電路板，突破傳統(tǒng)使用FR4 (環(huán)氧樹脂)和PTFE (聚四氟乙烯)制作印刷電路板，產(chǎn)品種類新穎，電性能優(yōu)良。并且可以回收重復利用。3)化學性能；PMMA具有一定的耐化學腐蝕能力，對酸、堿、鹽有較強的耐腐蝕性倉泛;4)電性能好:PMMA的電性能是良好的，特別是在低頻率工作條件下，然而其某些電性能是獨特的:介電損耗角正切值隨頻率的升高而降低，只有普通FR4 (環(huán)氧樹脂)材料的10%，有利于信號的傳輸，而氣候和濕度對電性能的影響不大。長期在高濕度環(huán)境下使用，絕緣性能良好，不容易產(chǎn)生微短路等不良現(xiàn)象。5)輕質(zhì)、高硬度:聚甲基丙烯酸甲酯材料的密度不足FR4的一半，其制成的印刷電路板可以良好的應用于航天航空、衛(wèi)星通訊領域。6)高品質(zhì)環(huán)保:聚甲基丙烯酸甲酯材料不會發(fā)生分解和霉變，不會產(chǎn)生有害物質(zhì)會發(fā)，化學性質(zhì)穩(wěn)定，聚甲基丙烯酸甲酯材料本身無污染，可回收處理再利用，是高品質(zhì)環(huán)保性廣品。7)透明性:PMMA是無定形高聚物，可見光透過率較高達92%，其制作的印刷電路板可以透明化，方便對產(chǎn)品的異常進行有效的分析，如內(nèi)層開路、短路等問題，不需要切片，可以直接目視檢查，可以制作具有藝術(shù)美的電路板或電子產(chǎn)品。8)聚甲基丙烯酸甲酯是無定形聚合物，收縮率及其變化范圍都較小，一般約在
0.5%-0.8%，有利于成型出尺寸精度較高的塑件。9)成本低:以聚甲基丙烯酸甲酯材料為基板的印刷電路板是傳統(tǒng)以FR4材料為基板印刷電路板制作成本的四分之一，且制作設備可以與普通PCB共用，加工難度不大，有利于印刷電路板制作成本的控制及產(chǎn)業(yè)化的推廣。10)熱壓溫度低:由于熱塑性聚氨酯彈性體的玻璃化溫度較低，一般在105-150攝氏度直接按，此溫度屬于電路板制作工藝中的低溫，且該溫度下單層印刷電路板中的基板不會發(fā)生形態(tài)的變化，能夠保證單層印刷電路板的性能的穩(wěn)定。11)結(jié)合緊密:熱塑性聚氨酯彈性體熱熔后具有較強的粘合性，能夠牢固地將多張單層印刷電路板牢固地粘合在一起，保證了多層電路板的結(jié)合的緊密型與可靠性。以上所述僅為本實用新型的較佳實施方式，本實用新型的保護范圍并不以上述實施方式為限，但凡本領域普通技術(shù)人員根據(jù)本實用新型所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應納入權(quán)利要求書中記載的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種多層印刷電路板，其特征在于，該多層印刷電路板包括: 至少兩張單層印刷電路板，所述單層印刷電路板包括基板以及設置在所述基板表面的銅層，所述基板為聚甲基丙烯酸甲酯材料制成； 至少一粘合層，所述單層印刷電路板與所述粘合層交替層疊設置； 所述至少兩張單層印刷電路板被所述粘合層緊密粘合在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層印刷電路板，其特征在于，所述單層印刷電路板為單面印刷電路板或雙面印刷電路板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層印刷電路板，其特征在于，所述單層印刷電路板的銅層的厚度為0-70微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層印刷電路板，其特征在于，所述單層印刷電路板的銅層與所述基板接觸的表面為粗糙表面，且所述銅層與所述基板經(jīng)過熱壓合而結(jié)合在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層印刷電路板，其特征在于，所述單層印刷電路板的基板與所述銅層接觸的表面為粗糙表面，且所述銅層是通過先在所述基板的粗糙表面化學沉銅，再對化學沉銅進行電鍍加厚形成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層印刷電路板，其特征在于，所述粘合層為熱塑性聚氨酯彈性體材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層印刷電路板，其特征在于，所述至少兩張單層印刷電路板與所述至少一粘合層的層疊結(jié)構(gòu)通過熱壓合工藝緊密粘合在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多層印刷電路板，其特征在于，所述熱壓合的溫度范圍為80攝氏度至150攝氏度。
專利摘要本實用新型涉及一種多層印刷電路板，該多層印刷電路板包括至少兩張單層印刷電路板，所述單層印刷電路板包括基板以及設置在所述基板表面的銅層，所述基板為聚甲基丙烯酸甲酯材料制成；至少一粘合層，所述印刷電路板與所述粘合層交替層疊設置；所述至少兩張印刷電路板被所述粘合層緊密粘合在一起。所述多層印刷電路板具有電氣和機械性優(yōu)良、適用范圍廣、成本低的優(yōu)點。
文檔編號H05K3/46GK202998642SQ201220640498
公開日2013年6月12日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者徐學軍, 李春明 申請人:深圳市五株科技股份有限公司