本發(fā)明屬于pcb制造，具體涉及一種多層印刷電路板及其一體化制造方法。

背景技術(shù)：

1、印刷電路板（pcb，printed?circuit?board）作為重要的電子部件，是支撐電子元器件并實(shí)現(xiàn)電氣互連的載體。多層印刷電路板是指由三層或三層以上的導(dǎo)電銅層制成的電路板，通常是通過交替的絕緣層和預(yù)制的導(dǎo)電內(nèi)層基板堆積形成多層半成品，再通過壓制、表面蝕刻等工序最終得到多層印刷電路板。

2、采用傳統(tǒng)工藝制造多層印刷電路板工序復(fù)雜，且連續(xù)壓制過程中容易出現(xiàn)偏位和錯(cuò)位，嚴(yán)重影響多層印刷電路板的精密度和可靠性。同時(shí)，銅導(dǎo)體填充過程中銅基的定位精度、尺寸精度和壓制等也是控制產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵點(diǎn)，任何一個(gè)指標(biāo)控制不佳，都將增大多層印刷電路板的故障風(fēng)險(xiǎn)。并且，銅層與基板的結(jié)合強(qiáng)度較差，容易出現(xiàn)銅層與基板脫離的問題。

3、為了解決連續(xù)壓制工藝帶來的偏位和錯(cuò)位問題，cn?118660400?a《多層pcb的連續(xù)壓合制作工藝》采用pcb板邊設(shè)置的pin釘定位系統(tǒng)及鉚釘定位系統(tǒng)對疊板結(jié)構(gòu)進(jìn)行總壓合前的對位固定，以提高疊板結(jié)構(gòu)整體的板面對齊程度及準(zhǔn)度。為了提高銅基的定位精度，cn118368832?a《一種多層pcb嵌入式埋銅生產(chǎn)制作工藝》采用將銅預(yù)先銑切成型，在絕緣基體上銑出嵌銅槽，再將銅塊嵌入嵌銅槽內(nèi)，采用樹脂進(jìn)行密封處理，以解決銅塊嵌入位置精準(zhǔn)度的問題。上述現(xiàn)有技術(shù)均可在一定程度上提高多層印刷電路板的制造精度，但其制造工藝仍然為多層壓制，甚至在多層壓制工藝的基礎(chǔ)上又添加了多處銑削、嵌入流程，無疑又增大了裝配誤差，整體制造精度依然無法保證。

4、為了提高基材與銅的結(jié)合力，cn?117956689?a《一種預(yù)防孔壁分離的pcb板生產(chǎn)方法》通過在多層線路板上鉆孔、銑渡槽時(shí)控制粗糙度，再經(jīng)過烘干、沉銅、二次烘干，以提高基材與銅的結(jié)合力，其工序尤為復(fù)雜，且精度不易保證。cn?114302562?b《一種預(yù)防孔壁分離的pcb板生產(chǎn)方法》通過在銑渡槽邊設(shè)計(jì)粗化孔的方法加大銅與銑渡槽壁的接觸面積，從而提高界面結(jié)合力，但最終表觀會有明顯的凹凸不平現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)裝配誤差大，整體制造精度無法保證，以及導(dǎo)電金屬與基體結(jié)合能力差等缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種多層印刷電路板的增材制造方法，該制備方法采用陶瓷增材制造技術(shù)和金屬壓鑄技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)多層pcb板的一體化制造。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明的第一目的是提供一種多層印刷電路板（以下簡稱多層pcb板）的一體化制造方法，包括以下步驟：

4、打印多層pcb板的陶瓷絕緣基體坯體，預(yù)留導(dǎo)電線路通道；

5、對打印完成的陶瓷絕緣基體坯體進(jìn)行脫脂、燒結(jié)，制得多層pcb板的陶瓷絕緣基體；

6、加工多層pcb板的定模和動模，在定模和動模上涂覆脫模劑后與陶瓷絕緣基體裝配；

7、向預(yù)留的導(dǎo)電線路通道壓鑄填充導(dǎo)電材料；

8、待導(dǎo)電材料冷卻凝固后開模，進(jìn)行后處理。

9、優(yōu)選地，所述打印陶瓷絕緣基體坯體，具體為：選用陶瓷漿料或陶瓷粉料為打印材料，采用光固化打印或選擇性激光燒結(jié)打印陶瓷絕緣基體坯體。

10、優(yōu)選地，所述對打印完成的陶瓷絕緣基體坯體進(jìn)行脫脂、燒結(jié)，制得多層pcb板的陶瓷絕緣基體中，在所述脫脂、燒結(jié)前，對陶瓷絕緣基體胚體進(jìn)行等靜壓處理。

11、優(yōu)選地，所述對打印完成的陶瓷絕緣基體坯體進(jìn)行脫脂、燒結(jié)，制得多層pcb板的陶瓷絕緣基體中，所述脫脂過程具體為：

12、脫脂溫度設(shè)定為800℃~900℃，升溫過程為階梯式升溫模式，在達(dá)到設(shè)定的脫脂溫度前升溫速率不小于5℃/min，接近脫脂溫度時(shí)，升溫速率減小到不大于2℃/min，到達(dá)設(shè)定的脫脂溫度后保溫時(shí)間為2h~4h。

13、優(yōu)選地，所述對打印完成的陶瓷絕緣基體坯體進(jìn)行脫脂、燒結(jié)，制得多層pcb板的陶瓷絕緣基體中，所述燒結(jié)過程具體為：

14、對脫脂后的陶瓷絕緣基體胚體除碳后，在保護(hù)氣氛下燒結(jié)，燒結(jié)過程中最高燒結(jié)溫度的范圍為1600℃~2000℃，保溫時(shí)間為2h~4h。

15、優(yōu)選地，所述多層pcb板的陶瓷絕緣基體的材質(zhì)為碳化硅、氮化硅、氮化鋁、氧化鋁或氧化鋯。

16、優(yōu)選地，所述動模包括動模套板，動模套板中心開設(shè)通孔用于放置陶瓷絕緣基體，動模套板設(shè)置在動模壓板上，動模壓板中心開設(shè)通孔用于安裝動模鑲塊；所述定模安裝在動模的上表面，動模的下表面設(shè)置支撐板，推桿穿過支撐板和動模鑲塊，與陶瓷絕緣基體的下表面抵接。

17、優(yōu)選地，所述向預(yù)留的導(dǎo)電線路通道壓鑄填充導(dǎo)電材料，具體為，采用冷室壓鑄工藝對陶瓷絕緣基體預(yù)留的導(dǎo)電線路通道填充導(dǎo)電材料。

18、優(yōu)選地，所述導(dǎo)電材料為金屬電介質(zhì)材料。

19、優(yōu)選地，所述冷室壓鑄的壓鑄壓力為15~100mpa。

20、本發(fā)明的第二目的是提供了該上述多層pcb板的一體化制造方法生產(chǎn)的多層pcb板。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

22、本發(fā)明采用陶瓷增材制造技術(shù)和金屬壓鑄技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了多層pcb板的一體化制造，與傳統(tǒng)制造方法相比，工序簡單，制造周期縮短；避免了傳統(tǒng)工藝因多層壓制導(dǎo)致的偏位、錯(cuò)位、以及銅基的定位精度和尺寸精度差等問題；打印成型的陶瓷部分直接充當(dāng)模具，后續(xù)采用金屬壓鑄工藝進(jìn)行銅導(dǎo)體填充，實(shí)現(xiàn)陶瓷部分與銅層的高精度結(jié)合；陶瓷增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多層pcb板陶瓷部分的一體化打印，電路板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自由度高；采用金屬壓鑄工藝進(jìn)行銅導(dǎo)體填充，可提高陶瓷基體與銅的結(jié)合強(qiáng)度。

技術(shù)特征：

1.一種多層印刷電路板的一體化制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層印刷電路板的一體化制造方法，其特征在于，所述打印陶瓷絕緣基體坯體，具體為：選用陶瓷漿料或陶瓷粉料為打印材料，采用光固化打印或選擇性激光燒結(jié)打印陶瓷絕緣基體坯體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層印刷電路板的一體化制造方法，其特征在于，所述對打印完成的陶瓷絕緣基體坯體進(jìn)行脫脂、燒結(jié)，制得多層印刷電路板的陶瓷絕緣基體中，在所述脫脂、燒結(jié)前，對陶瓷絕緣基體胚體進(jìn)行等靜壓處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層印刷電路板的一體化制造方法，其特征在于，所述對打印完成的陶瓷絕緣基體坯體進(jìn)行脫脂、燒結(jié)，制得多層印刷電路板的陶瓷絕緣基體中，所述脫脂過程具體為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層印刷電路板的一體化制造方法，其特征在于，所述對打印完成的陶瓷絕緣基體坯體進(jìn)行脫脂、燒結(jié)，制得多層印刷電路板的陶瓷絕緣基體中，所述燒結(jié)過程具體為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層印刷電路板的一體化制造方法，其特征在于，所述多層印刷電路板的陶瓷絕緣基體的材質(zhì)為碳化硅、氮化硅、氮化鋁、氧化鋁或氧化鋯。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層印刷電路板的一體化制造方法，其特征在于，所述動模（4）包括動模套板（41），動模套板（41）中心開設(shè)通孔用于放置陶瓷絕緣基體，動模套板（41）設(shè)置在動模壓板（42）上，動模壓板（42）中心開設(shè)通孔用于安裝動模鑲塊（43）；所述定模（1）安裝在動模（4）的上表面，動模（4）的下表面設(shè)置支撐板（5），推桿（7）穿過支撐板（5）和動模鑲塊（43），與陶瓷絕緣基體的下表面抵接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層印刷電路板的一體化制造方法，其特征在于，所述向預(yù)留的導(dǎo)電線路通道壓鑄填充導(dǎo)電材料，具體為，采用冷室壓鑄工藝對陶瓷絕緣基體預(yù)留的導(dǎo)電線路通道填充導(dǎo)電材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多層印刷電路板的一體化制造方法，其特征在于，所述冷室壓鑄的壓鑄壓力為15~100mpa。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的多層印刷電路板的一體化制造方法生產(chǎn)的多層印刷電路板。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種多層印刷電路板及其一體化制造方法，屬于PCB制造技術(shù)領(lǐng)域，具體包括以下步驟：打印多層印刷電路板的陶瓷絕緣基體坯體，預(yù)留導(dǎo)電線路通道；對打印完成的陶瓷絕緣基體坯體進(jìn)行脫脂、燒結(jié)，制得多層印刷電路板陶瓷絕緣基體；加工多層印刷電路板的定模和動模，在定模和動模上涂覆脫模劑后與陶瓷絕緣基體裝配；向預(yù)留的導(dǎo)電線路通道壓鑄填充導(dǎo)電材料；待導(dǎo)電材料冷卻凝固后開模，進(jìn)行后處理。該制備方法采用陶瓷增材制造技術(shù)和金屬壓鑄技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)多層印刷電路板的一體化制造，與傳統(tǒng)制造方法相比，工序簡單，制造周期縮短；同時(shí)可以解決傳統(tǒng)工藝因多層壓制導(dǎo)致的偏位、錯(cuò)位、以及銅基的定位精度和尺寸精度差等問題。

技術(shù)研發(fā)人員：盧秉恒,劉榮臻,王曉,趙一風(fēng),馬睿佳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安增材制造國家研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8