双面金属化孔铝基板直压工艺及加工设备

摘要

本发明涉及铝基板制造领域，具体公开了双面金属化孔铝基板直压工艺，具体工艺步骤如下：S1、材料准备；S2、放置钢板下模；S3、平铺底层铜箔；S4、平铺放置导热胶膜；S5、放置铝基板；S6、倒入环氧树脂粉；S7、将环氧树脂粉均匀刮涂到铝板上需要填充树脂的孔、槽内；S8、平铺放置用于绝缘及散热的导热胶膜；S9、平铺顶层铜箔；S10、放置钢板上模，并将上下钢板紧固后推入压机；S11、根据压机每次可作业的钢板模数量重复S2‑S10操作,待达到压机设备定额容量时，进行压合作业；本发明还提供了双面金属化孔铝基板直压工艺的加工设备。该生产工艺大大提高生产效率，减少了生产环节，降低了加工成本，实现了节能减排的环境需求，同时有效提高了产品的合格率。

说明书

技术领域

本发明涉及铝基板制造领域，特别涉及双面金属化孔铝基板直压工艺及加工设备。

背景技术

随着科技进步和电子行业新工艺新材料的发展，越来越多的产品向小型化，轻量化方向发展，PCB设计也越来越越小，随之而来的PCB基板上所承载电器器件的有效散热问题越来越引起人们关注，于是，既能够承载能多器件布局，又能够有效散热的双面铝基板应运而生。

目前行业内通常采用的双面铝基板的制作工艺如下：开铝板-铝板钻大孔-液态树脂涂刷塞孔-烘烤-除去表面溢出或者凸起的残留树脂-铝板两侧叠胶片及铜箔-压合-裁边-钻小孔(过孔或者插件孔)-沉铜/板电-图形转移-二铜/电铅锡-蚀刻-阻焊-丝印-成型-电测-检验-入库/出货。

该工艺存在的问题如下：

1.液态树脂塞孔，铝板表面残留的树脂在固化后很难去除；

2.表面残留的树脂如果祛除不净会造成层压时绝缘层均匀性差；

3.表面残留的树脂如果祛除不净会造成层压时压合设备钢板损坏；

4.在加工比较薄的铝芯板时，拼版太大，作业过程中，因曲翘，造成塞孔树脂脱落；

5.液态树脂塞孔在填充5MM以上孔径时，塞孔树脂容易脱落；

6.液态树脂塞孔在层压之前如果表面未清洗干净，层压后会造成孔内树脂同绝缘层受热分离的现象，从而引发铜箔分离、开路等风险。

发明内容

本发明的主要目的在于提供双面金属化孔铝基板直压工艺及加工设备，可以有效解决背景技术中的问题。

双面金属化孔铝基板直压工艺，具体工艺步骤如下：

S1、材料准备：铝板开料后通过数控加工设备或者冲床，在铝板上做出需要金属化的孔或者槽，通常比成品孔径大单边0.3MM以上，准备环氧树脂粉、固化片、铜箔、导热胶膜、压合钢板模具；

S2、取压合钢板模，放置钢板下模；

S3、平铺底层铜箔；

S4、平铺放置用于绝缘及散热的导热胶膜；

S5、放置经过钻孔、CNC或者冲压扩孔后的铝基板；

S6、用量杯倒入定量的环氧树脂粉，该环氧树脂粉为半固化状态；

S7、用刮刀将铝板表面环氧树脂粉均匀刮涂到铝板上需要填充树脂的孔、槽内，再向孔、槽内放置半固化片；

S8、平铺放置用于绝缘及散热的导热胶膜；

S9、平铺顶层铜箔；

S10、放置钢板上模，并将上下钢板紧固后推入压机；

S11、根据压机每次可作业的钢板模数量重复S2-S10操作,待达到压机设备定额容量时，进行压合作业。

优选的，所述S1中经过钻孔、CNC或者冲压扩孔后的铝基板，需要对其孔壁、槽内以及基板表面进行清灰处理，保证铝板的洁净，防止钻孔、开槽产生的灰尘影响后期工艺。

优选的，所述环氧树脂分为液态环氧树脂、半固化环氧树脂、稳定的固态环氧树脂。

优选的，所述半固化片是由玻璃丝布和环氧树脂构成的，在制作半固化片时环氧树脂最初是由液态经加工最终变成半固态的，压合时环氧树脂在由半固态加热转变为稳定的固态的过程中起主要作用，而玻璃纤维布作为半固化片的骨架，在热压过程中，它并不发生本质的变化，而是起到决定厚度和维持线路板刖性的作用，在固化剂的作用、加热条件下,环氧树脂会最终变为稳定的固态。

优选的，所述半固化环氧树脂粉末，通常以晶体形式存在，存放条件为温度0～25℃、湿度小于55％RH的环境下。

优选的，所述压机在压合作业时的温度为170～180℃，压合时间为3～4小时，经过压机高温处理，半固化片内的环氧树脂和铝板孔内的环氧树脂粉，受热后，状态由半固态首先转化为液态，相互融合，冷却后再转化为稳定的固态环氧树脂。

本发明还提供双面金属化孔铝基板直压工艺的加工设备，应用双面金属化孔铝基板直压工艺，包括工作台，所述工作台的上端设置有压合腔，所述压合腔的上端设置有液压缸，所述液压缸的下端靠近压合腔的内部设置有压板，所述工作台的表面设置有若干组活动辊。

优选的，所述压合腔与工作台之间为固定连接，所述液压缸与压合腔之间为固定连接，且液压缸延伸至压合腔的内侧，所述压板与液压缸之间为固定连接，所述压合腔的内侧表面设置有加热器，所述加热器的数量为两组，且与压合腔为固定连接。

优选的，所述活动辊的两端设置有转轴，且转轴与活动辊之间为固定连接，所述转轴嵌入工作台的内侧，且与工作台之间为转动连接。

优选的，所述压合腔的前端设置有活动门，所述活动门与压合腔的连接处设置有合页，且活动门与压合腔之间通过合页活动连接，所述工作台的下端靠近拐角处固定安装有支撑脚，所述支撑脚的数量为四组，且呈阵列分布。

本发明提供的双面金属化孔铝基板直压工艺，区别于行业内其他工艺方法，利用环氧树脂的液态、半固态、稳定的固态三种状态特性，采用半固化环氧树脂粉填充后直接压合方法，取消在打孔的铝面上进行涂刷液态环氧树脂的流程，取消液态环氧树脂塞孔后烘烤的流程，取消液态树脂塞孔后表面除胶打磨工艺，采用在铝板打孔后直接进入压合工序，用环氧树脂粉对铝板上的孔径填塞后，经过压机高温处理，半固化片内的环氧树脂和铝板孔内的环氧树脂粉，受热后，状态由半固态首先转化为液态，相互融合，冷却后再转化为稳定的固态环氧树脂，该生产工艺大大提高生产效率，减少了生产环节，降低了加工成本，实现了节能减排的环境需求，同时有效提高了产品的合格率，具有以下优点：

1.取消了液态树脂塞孔的工序，减少了生产流程；

2.取消了液态树脂塞孔后的烘烤流程，减少了生产流程，降低了能耗损失；

3.取消了液态树脂塞孔烘烤后的磨刷，除胶渣工艺，减少了生产流程；

4.采用半固化环氧树脂粉高温后转化为稳定的固态环氧树脂特性，压合时铝板孔内直接填充环氧树脂粉，大大提高了生产效率；

5.填充的环氧树脂粉同半固化片内的环氧树脂具有同等半固化的属性，高温时环氧树脂首先转化为液态，两种介质的环氧树脂充分融合后固话，增强了塞孔树脂同绝缘层树脂的结合力；

6.采用环氧树脂粉塞孔后直接压合的工艺，降低了常规工艺操作时板面翘曲，塞孔树脂脱落的风险；

7.采用环氧树脂粉塞孔后直接压合的工艺，降低了常规工艺操作时板面污染造成压合后分层的风险；

8.采用环氧树脂粉塞孔，对5MM以上大孔径、大异形槽进行充分填充，不再受制于只能填充小孔径的工艺限制。

附图说明

图1为本发明双面金属化孔铝基板直压工艺的工艺步骤图；

图2为本发明双面金属化孔铝基板直压工艺的加工设备结构示意图；

图3为活动辊安装在工作台装配图；

图4为液压缸与加热器之间的装配图。

图中：1、工作台；2、压合腔；3、液压缸；4、活动门；5、支撑脚；6、活动辊；7、转轴；8、压板；9、加热器。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-图4所示，双面金属化孔铝基板直压工艺，具体工艺步骤如下：

S1、材料准备：铝板开料后通过数控加工设备或者冲床，在铝板上做出需要金属化的孔或者槽，通常比成品孔径大单边0.3MM以上，准备环氧树脂粉、固化片、铜箔、导热胶膜、压合钢板模具；

S2、取压合钢板模，放置钢板下模；

S3、平铺底层铜箔；

S4、平铺放置用于绝缘及散热的导热胶膜；

S5、放置经过钻孔、CNC或者冲压扩孔后的铝基板；

S6、用量杯倒入定量的环氧树脂粉，该环氧树脂粉为半固化状态；

S7、用刮刀将铝板表面环氧树脂粉均匀刮涂到铝板上需要填充树脂的孔、槽内，再向孔、槽内放置半固化片；

S8、平铺放置用于绝缘及散热的导热胶膜；

S9、平铺顶层铜箔；

S10、放置钢板上模，并将上下钢板紧固后推入压机；

S11、根据压机每次可作业的钢板模数量重复S2-S10操作,待达到压机设备定额容量时，进行压合作业。

S1中经过钻孔、CNC或者冲压扩孔后的铝基板，需要对其孔壁、槽内以及基板表面进行清灰处理，保证铝板的洁净，防止钻孔、开槽产生的灰尘影响后期工艺，基板表面以及孔、槽内的灰尘未清理干净，压合后会造成孔内树脂同绝缘层受热分离的现象，从而引发铜箔分离、开路等风险。

环氧树脂分为液态环氧树脂、半固化环氧树脂、稳定的固态环氧树脂。

半固化片是由玻璃丝布和环氧树脂构成的，在制作半固化片时环氧树脂最初是由液态经加工最终变成半固态的，压合时环氧树脂在由半固态加热转变为稳定的固态的过程中起主要作用，而玻璃纤维布作为半固化片的骨架，在热压过程中，它并不发生本质的变化，而是起到决定厚度和维持线路板刖性的作用，在固化剂的作用、加热条件下,环氧树脂会最终变为稳定的固态。

半固化环氧树脂粉末，通常以晶体形式存在，存放条件为温度0～25℃、湿度小于55％RH的环境下，有效保证环氧树脂粉的有效性。

压机在压合作业时的温度为170～180℃，压合时间为3～4小时，经过压机高温处理，半固化片内的环氧树脂和铝板孔内的环氧树脂粉，受热后，状态由半固态首先转化为液态，相互融合，冷却后再转化为稳定的固态环氧树脂，减少了生产环节，降低了加工成本，实现了节能减排的环境需求，同时有效提高了产品的合格率。

双面金属化孔铝基板直压工艺的加工设备，应用于双面金属化孔铝基板直压工艺，包括工作台1，工作台1的上端设置有压合腔2，压合腔2的上端设置有液压缸3，液压缸3的下端靠近压合腔2的内部设置有压板8，工作台1的表面设置有若干组活动辊6。

压合腔2与工作台1之间为固定连接，液压缸3与压合腔2之间为固定连接，且液压缸3延伸至压合腔2的内侧，压板8与液压缸3之间为固定连接，压合腔2的内侧表面设置有加热器9，加热器9的数量为两组，且与压合腔2为固定连接。

活动辊6的两端设置有转轴7，且转轴7与活动辊6之间为固定连接，转轴7嵌入工作台1的内侧，且与工作台1之间为转动连接。

压合腔2的前端设置有活动门4，活动门4与压合腔2的连接处设置有合页，且活动门4与压合腔2之间通过合页活动连接，工作台1的下端靠近拐角处固定安装有支撑脚5，支撑脚5的数量为四组，且呈阵列分布。

根据本发明提供的生产工艺，使用者先将待加工的铝板通过数控加工设备或者冲床进行开料，在铝板上做出需要金属化的孔或者槽，开料结束后需要对其孔壁、槽内以及基板表面进行清灰处理，保证铝板的洁净，压合后造成孔内树脂同绝缘层受热分离的现象，从而引发铜箔分离、开路等风险，然后再准备环氧树脂粉、固化片、铜箔、导热胶膜、压合钢板模具，将压合钢板模具的下模放置在操作台，然后再在下模表面平铺底层铜箔，铜箔平铺结束后再在表面平铺放置用于绝缘及散热的导热胶膜，继续在导热胶膜表面放置经过钻孔、CNC或者冲压扩孔后的铝基板，然后再用量杯倒入定量的环氧树脂粉，并用刮刀将铝板表面环氧树脂粉均匀刮涂到铝板上需要填充树脂的孔、槽内，同时向孔、槽内放置半固化片，然后在塞孔后的铝基板表面依次平铺放置用于绝缘及散热的导热胶膜与顶层铜箔，最后放置钢板上模，并将上下钢板紧固后推入压机，根据压机每次可作业的钢板模数量重复上述操作,待达到压机设备定额容量时，进行压合作业，该生产工艺采用环氧树脂粉对铝板上的孔径填塞，经过压机高温处理，半固化片内的环氧树脂和铝板孔内的环氧树脂粉，受热后，状态由半固态首先转化为液态，相互融合，冷却后再转化为稳定的固态环氧树脂，提高了生产效率，减少了生产环节，降低了加工成本，实现了节能减排的环境需求，同时有效提高了产品的合格率。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。