專利名稱：一種采用聚甲基丙烯酸甲酯為介質的熱壓合覆銅板、印刷電路板的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種覆銅板、印刷電路板，尤其涉及一種以聚甲基丙烯酸甲酯為基板的覆銅板、印刷電路板。
背景技術：
印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)幾乎是任何電子產品的基礎，出現在幾乎每一種電子設備中，一般說來，如果在某樣設備中有電子元器件，那么它們也都是被集成在大小各異的印刷電路板上。隨著電子產品的功能日益增強，其普及程度越來越高。對于應用在電子產品中的印刷電路板的要求也相應提高，尤其是對印刷電路板在信號的傳輸質量方面的要求不斷提升。常見的電路板制造業中化學沉銅工藝的原理是通過活化在基板表面和孔內吸附膠體鈀，在沉銅缸內發生氧化還原反應，形成銅箔。該工藝的關鍵技術在于使膠體鈀緊密吸附在印刷電路板板上。制造印刷電路板的主流材料中，FR-4 (環氧樹脂)為印刷電路板基板的主要材料，然而FR-4材料制作的印刷電路板介電損耗大，電性能較差，而且FR-4具有容易吸水，易于老化、抗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境，特別是潮濕環境、太空、衛星等領域使用。有鑒于此，有必要對上述存在的缺陷進行改進。
實用新型內容本實用新型提供一種電氣性能、機械性優良、適用范圍廣、成本低的覆銅板和印刷電路板。提供一種覆銅板，所述覆銅板包括:基板，所述基板為聚甲基丙烯酸甲酯材料制成；銅箔，所述銅箔具有一粗化表面，并且通過所述粗化表面與所述基板緊密結合。根據本實用新型的一優選實施例，所述銅箔的粗化表面是通過噴砂法制得，所述噴砂法采用的噴砂為銅礦砂、石英砂、金剛砂、鐵砂、海南砂、塑料顆粒中的任意一種。根據本實用新型的一優選實施例，所述粗化表面形成50微米一 150微米的粗糙度。根據本實用新型的一優選實施例，所述銅箔的厚度為10-70微米。根據本實用新型的一優選實施例，所述銅箔的粗化表面采用藥水蝕刻的方法制得。提供一種印刷電路板，所述印刷電路板包括:基板，所述基板為聚甲基丙烯酸甲酯材料制成；圖案化銅箔，所述圖案化銅箔具有一粗化表面，并且通過所述粗化表面與所述基板緊密結合。根據本實用新型的一優選實施例，所述銅箔的粗化表面采用藥水蝕刻的方法制得。根據本實用新型的一優選實施例，所述噴砂噴料采用120目的噴砂，且在所述粗化表面形成50微米一 150微米的粗糙度。根據本實用新型的一優選實施例，所述銅箔的厚度為10-70微米。相較于現有技術，本實用新型覆銅板、印刷電路板具有如下優點:DPMMA樹脂是無毒環保的材料，具有良好的機械加工、光學特性、化學穩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，突破傳統使用FR4 (環氧樹脂)和PTFE (聚四氟乙烯)制作印刷電路板，產品種類新穎，電性能優良。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。長期在高濕度環境下使用，絕緣性能良好，不容易產生微短路等不良現象。5)輕質、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、衛星通訊領域。6)高品質環保:聚甲基丙烯酸甲酯材料不會發生分解和霉變，不會產生有害物質會發，化學性質穩定，聚甲基丙烯酸甲酯材料本身無污染，可回收處理再利用，是高品質環保性廣品。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，方便對產品的異常進行有效的分析，如內層開路、短路等問題，不需要切片，可以直接目視檢查，可以制作具有藝術美的電路板或電子產品。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業化的推廣。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生形態的變化，能夠保證單層印刷電路板的性能的穩定。11)結合緊密: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合的緊密型與可靠性。
圖1是一種與本實用新型相關的印刷電路板的剖面結構示意圖。圖2是為圖1中印刷電路板的制作方法的流程示意圖。[0030]圖3a-圖3e是圖2所示印刷電路板制作方法的每一步驟的剖面結構示意圖。
具體實施方式
以下結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為本實用新型印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)的剖面結構示意圖。所述印刷電路板100包括基板I及設置在基板I上的圖案化銅箔2。所述基板I為平板狀，其由聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate, PMMA)材料制成，可以根據實際需要而設計其厚度等參數，在此不做限制。所述圖案化銅箔2具有一粗化表面21，并通過所述粗化表面21緊密貼合在所述基板I的表面。一般地，所述圖案化銅箔2的粗化表面21的粗糙度為50微米一 150微米。相應的，基板I的表面與所述圖案化銅箔2的粗化表面21具有相互契合的表面結構，這樣，所述基板I可以與所述圖案化銅箔2緊密地結合在一起，防止出現圖案化銅箔2脫落、翹起等現象。所述圖案化銅箔2可以用來作為連接電子元件的導線，其用途可根據實際需要而設計，在此不做具體限定。本實施例中的圖案化銅箔2的厚度為10-70微米10-70微米。一般的，所述圖案化銅箔2的粗糙表面21可以通過噴砂法在表面光滑的銅箔上粗化制得。噴砂法可以采用干法噴砂或濕法噴砂工藝，具體不做限制。本實施例中，噴砂工藝是采用壓縮空氣為動力的干法噴砂工藝，形成高速噴射束將噴料(銅礦砂、石英砂、金剛砂、鐵砂、海南砂、塑料顆粒等)高速噴射到銅箔的表面，使其外表形狀發生變化，由于噴料對銅箔表面的沖擊和切削作用，使得銅箔的表面獲得一定的清潔度和粗糙度，從而形成粗化表面21，這樣增加了圖案化銅箔2的表面與基板I之間的附著力。其中，可以根據粗糙度的不同，采用不同規格的噴料，如60目、80目、100目、120目、150目等，本實施例中，噴砂噴料采用120目的噴砂，在聚銅箔的表面打出100微米一 150微米的粗糙度。另外，圖案化銅箔2的粗糙表面21還可以通過藥水蝕刻的方式形成100微米一150微米的粗糙度，具體蝕刻方法已為業內人士所知，在此不再贅述。當然，還可以根據實際需要，圖案化銅箔2可以被圖案化的鋁層、銀層、金層等常見導電材料替代，在此不做具體限制。請同時參閱圖2、圖3a-圖3e，圖2為圖1所示印刷電路板100的制作方法的流程示意圖，圖3a-圖3e是圖2所示印刷電路板100的每一步驟的剖面結構示意圖,所述印刷電路板100的制作方法具體包括:步驟SI,提供一基板；請參閱圖3a，所述基板I為片狀結構，I為片狀結構，由聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate, PMMA)材料制成,可以根據需要選擇幾十微米到幾毫米的厚度，一般的基板I的表面為光滑表面。本實施例中，所述基板I的表面可以是光滑平面，也可以是具有一定粗糙度的表面，其對本實用新型內容無影響。本實施例中，以基板I的表面為光滑平面為例進行詳細說明。步驟S2，提供一銅箔，所述銅箔具有一粗化表面；請參閱圖3b，所述銅箔20的厚度為10-70微米10_70微米，其具有一粗化表面21，所述粗化表面21的粗糙度為50微米一 150微米。如上文所述，所述粗化表面可以通過噴砂法制得，還可以通過蝕刻、切削等工藝制得，此處不做具體限制。步驟S3，將所述銅箔的粗化表面貼合在所述基板的表面；請參閱圖3c，將所述銅箔20的粗化表面21貼合在所述基板I的表面。此時，所述銅箔20的粗化表面21與所述基板I的光滑表面部分接觸，且在二者之間形成多處的空隙。步驟S4，對所述貼合有所述銅箔的基板進行熱壓合，使所述基板與所述銅箔緊密結合在一起，形成覆銅板；請參閱圖3d，在真空環境中，將所述銅箔20和所述基板I放置在熱壓機中進行熱壓合，在一定溫度下使所述基板I達到玻璃化溫度，轉變為熔融的高彈態，具有一定的粘性，通過加大所述銅箔20和所述基板I之間的壓力，使所述基板I的光滑的表面11產生與所述銅箔20的粗化表面21產生對應的粗化結構，排除二者之間的空隙，并與所述銅箔20的粗化表面21緊密的粘合在一起，待溫度降低到室溫時，可形成覆銅板。其中，針對于聚甲基丙烯酸甲酯材料的熱壓溫度一般為85度-110之間，可根據實際材料的特性進行略微調整。步驟S5，對覆銅板的銅箔進行圖案化處理，形成印刷電路板。請參閱圖3e，通過蝕刻等電路板制作工藝，可將覆銅板的銅箔20進行圖案化處理，形成圖案化銅箔2，所述圖案化銅箔2可以作為連接電子元件的導線，其用途可根據實際需要而設計，在此不做具體限定。相較于現有技術，本實用新型印刷電路板100采用聚甲基丙烯酸甲酯材料作為基板材料，且通過熱壓合工藝制作，具有如下優點:I) PMMA並脂是無毒環保的材料，具有良好的機械加工、光學特性、化學穩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，突破傳統使用FR4 (環氧樹脂)和PTFE (聚四氟乙烯)制作印刷電路板，產品種類新穎，電性能優良。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。長期在高濕度環境下使用，絕緣性能良好，不容易產生微短路等不良現象。5)輕質、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、衛星通訊領域。6)高品質環保:聚甲基丙烯酸甲酯材料不會發生分解和霉變，不會產生有害物質會發，化學性質穩定，聚甲基丙烯酸甲酯材料本身無污染，可回收處理再利用，是高品質環保性廣品。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，方便對產品的異常進行有效的分析，如內層開路、短路等問題，不需要切片，可以直接目視檢查，可以制作具有藝術美的電路板或電子產品。[0059]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業化的推廣。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生形態的變化，能夠保證單層印刷電路板的性能的穩定。11)結合緊密: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人員根據本實用新型所揭示內容所作的等效修飾或變化，皆應納入權利要求書中記載的保護范圍內。
權利要求1.一種覆銅板，其特征在于，所述覆銅板包括: 基板，所述基板為聚甲基丙烯酸甲酯材料制成； 銅箔，所述銅箔具有一粗化表面，并且通過所述粗化表面與所述基板緊密結合。
2.根據權利要求1所述的覆銅板，其特征在于，所述銅箔的粗化表面是通過噴砂法制得，所述噴砂法采用的噴砂為銅礦砂、石英砂、金剛砂、鐵砂、海南砂、塑料顆粒中的任意一種。
3.根據權利要求2所述的覆銅板，其特征在于，所述粗化表面形成50微米一150微米的粗糙度。
4.根據權利要求1所述的覆銅板，其特征在于，所述銅箔的厚度為10-70微米。
5.根據權利要求1所述的覆銅板的制作方法，其特征在于，所述銅箔的粗化表面采用藥水蝕刻的方法制得。
6.一種印刷電路板，其特征在于，所述印刷電路板包括: 基板，所述基板為聚甲基丙烯酸甲酯材料制成； 圖案化銅箔，所述圖案化銅箔具有一粗化表面，并且通過所述粗化表面與所述基板緊密結合。
7.根據權利要求6所述的印刷電路板，其特征在于，所述銅箔的粗化表面采用藥水蝕刻的方法制得。
8.根據權利要求7所述的印刷電路板，其特征在于，所述粗化表面形成50微米一150微米的粗糙度。
9.根據權利要求5所述的印刷電路板，其特征在于，所述銅箔的厚度為10-70微米。
專利摘要本實用新型涉及一種覆銅板，所述覆銅板包括基板和銅箔，所述基板為聚甲基丙烯酸甲酯材料制成，所述銅箔具有一粗化表面，并且通過所述粗化表面與所述基板緊密結合。本實用新型進一步提供一種印刷電路板。所述印刷電路板具有電氣性能、機械性優良、適用范圍廣、成本低的優點。
文檔編號B32B38/18GK203032024SQ20122064670
公開日2013年7月3日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日
發明者徐學軍 申請人:梅州市志浩電子科技有限公司