電子行業(yè)用pcb與導熱板的粘結工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子行業(yè)用PCB與導熱板的粘結工藝，屬于PCBA加工制造技術領域。
【背景技術】
[0002] 在已有技術中，PCBA(Printed Circuit BoardAssembly，印刷電路板組件）廣泛用 于航空、航天、機車、汽車、造船等多種行業(yè)中。目前電子行業(yè)在進行PCBA組裝時，多是用環(huán) 氧樹脂EPO - TEK301膠將PCB與導熱板進行粘結，但是采用這種粘接劑后，在PCB組裝過 程中會出現(xiàn)一些導熱板脫膠或者PCB翹曲的問題，宄其原因主要在于：這種粘接劑無法適 應回流焊接及波峰焊接溫度而導致脫膠，且與PCB板材及導熱板的熱膨脹系數（CTE)不匹 配導致PCB在受熱冷卻過程中產生拉裂應力而翹曲。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種電子行業(yè)用PCB與導熱 板的粘結工藝，采用該粘結工藝粘結的PCB與導熱板在粘結后不會產生脫膠，并且PCB經過 回流焊溫度后翹曲度滿足要求且波動小，滿足電子行業(yè)高品質要求。
[0004] 按照本發(fā)明提供的技術方案：電子行業(yè)用PCB與導熱板的粘結工藝，其特征在于 包括以下步驟：
[0005] (1)選材：選用聚酰亞胺薄膜；
[0006] (2)刻膜：根據導熱板尺寸，將聚酰亞胺薄膜裁剪成合適大小的膠膜，膠膜尺寸應 比導熱板尺寸各方向大9~Ilmm ;根據對應導熱板的圖紙編程雕刻程序，采用刻字機將膠 膜機雕刻出對應導熱板形狀，使用尖錐清理膠膜孔內殘留的切片，然后將膠膜與底片進行 對比，確保各方向的誤差在0. 2mm以內；
[0007] (3)冷粘：在桌面平鋪一張白紙，將導熱板放置在白紙上，導熱板的粘結面朝上； 撕掉已成型的膠膜上的保護層，把膠膜和導熱板重合在一起，用注射器向膠膜與導熱板的 結合面注入適量液體粘結劑，利用液體粘結劑自身張力使導熱板與膠膜結合在一起，如有 卷曲，則用戴指套的手指將結合面撫平，確保膠膜與導熱板形狀、尺寸相符，檢查各孔位，確 保尺寸大小一致且無偏移，然后用刀片修去導熱板邊緣突出的膠膜；
[0008] (4)定位：將PCB疊加在膠膜上，使PCB與膠模、導熱板圖形重合無偏移、彎曲，然 后在四個邊角注入適量液體粘結劑，用手指按住，待液體粘結劑揮發(fā)后再松開；從導熱板面 向四個定位孔中用打孔機打入定位銷，將PCB、膠模和導熱板固定，得到PCB粘結組件；
[0009] (5)預熱：啟動干燥箱，將干燥箱的溫度調節(jié)至115~125°C，取一張牛皮紙對折， 將步驟（4)制得的PCB粘結組件夾在牛皮紙中間，確保PCB粘結組件中的導熱板面朝上且 整個PCB粘結組件完全置于牛皮紙中，然后將PCB粘結組件連同牛皮紙置于兩塊鋼制平板 中并放入干燥箱內加熱4~6min ;
[0010] (6)熱壓：啟動硫化機，將硫化機的加熱溫度調節(jié)至130~140°C;從干燥箱中取出 PCB粘結組件和牛皮紙，然后一并放入硫化機中加溫加壓處理13~15min，硫化機壓力控制 在 0· 5 ~IMpa ;
[0011] (7)冷卻：從硫化機中取出PCB粘結組件，將其置入兩塊鋼制平板中，冷卻8~ 12min ；
[0012] (8)后處理：從兩塊鋼制平板中取出冷卻好的PCB粘結組件，用鉆床打出定位銷， 用刀片將PCB粘結組件邊緣部分溢出的膠處理干凈，用鉚釘對粘接好的導熱板插入沉孔進 行試插測試，將鉚釘位置不平或不能完全插入沉孔的PCB粘結組件挑出，用工具將沉孔內 多余的雜質處理干凈，雜質處理完畢后，再用鉚釘進行沉孔試插測試，直至確認孔內無雜質 為止；
[0013] (9)驗證：對處理后的PCB粘結組件進行三次回流焊接及三次紅膠固化處理，檢驗 PCB粘結組件是否出現(xiàn)脫膠及PCB的翹曲變形問題，無問題的即為合格品。
[0014] 作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟（1)中的聚酰亞胺薄膜選用美國杜邦公司生 產的Kapton薄膜，該薄膜的牌號為LF0222,厚度理論值為0. 153mm。
[0015] 作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟（2)中刻字機刻膜時的壓力為刻字機壓力為 2kg ~3kg〇
[0016] 作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟（3)、（4)中的液體粘結劑采用丙酮。
[0017] 作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟（3)中的液體粘結劑用量為1. 3~I. 5ml/m2。
[0018] 作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟（4)中，定位銷圓滑打入定位孔時的打孔力 度控制在lkg，既要確保PCB不受損傷，又要保證定位銷不會太松而掉出。
[0019] 作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟（7)中，PCB粘結組件的冷卻時間為lOmin。
[0020] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點：本發(fā)明采用聚酰亞胺薄膜及獨特的粘結 工藝進行粘結，經刻膜、冷粘、定位、預熱、熱壓、冷卻、后處理等工藝步驟，使PCB與導熱板 結合良好，耐受后續(xù)PCB組裝過程中的高溫及熱膨脹系數變化，不致產生脫膠及PCB的翹曲 變形問題，產品粘結質量顯著提高，適合于電裝生產，滿足電子行業(yè)高品質要求。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0022] 實施例1
[0023] (1)選材：本實施例1選用的聚酰亞胺薄膜采用美國杜邦公司生產的Kapton薄 膜，該薄膜的牌號為LF0222,厚度理論值為0. 153mm(由貼膜厚度0. 051mm+Kapton層厚度 0.051mm+貼膜厚度 0.051mm構成），經過 IPC_4203/l《Adhesive Coated Dielectric Films Use as Cover Sheets for Flexible Printed Circuitry and FlexibleAdhesive Bonding Films，用于包裹多種印制電路的有黏貼層包裹的介電薄膜和多用粘膜》認證，并通過了 IPC TM-650號實驗方法的驗證，該薄膜的技術參數如表1所示：
[0024] 表1 LF0222與IPC膜標準技術參數對比表
[0025]
【主權項】
1. 電子行業(yè)用PCB與導熱板的粘結工藝，其特征在于包括以下步驟： (1) 選材：選用聚酰亞胺薄膜； (2) 刻膜：根據導熱板尺寸，將聚酰亞胺薄膜裁剪成合適大小的膠膜，膠膜尺寸應比導 熱板尺寸各方向大;根據對應導熱板的圖紙編程雕刻程序，采用刻字機將膠膜機雕 刻出對應導熱板形狀，使用尖錐清理膠膜孔內殘留的切片，然后將膠膜與底片進行對比，確 保各方向的誤差在〇. 2mm以內； (3) 冷粘：在桌面平鋪一張白紙，將導熱板放置在白紙上，導熱板的粘結面朝上；撕掉 已成型的膠膜上的保護層，把膠膜和導熱板重合在一起，用注射器向膠膜與導熱板的結合 面注入適量液體粘結劑，利用液體粘結劑自身張力使導熱板與膠膜結合在一起，如有卷曲， 則用戴指套的手指將結合面撫平，確保膠膜與導熱板形狀、尺寸相符，檢查各孔位，確保尺 寸大小一致且無偏移，然后用刀片修去導熱板邊緣突出的膠膜； (4) 定位：將PCB疊加在膠膜上，使PCB與膠模、導熱板圖形重合無偏移、彎曲，然后在 四個邊角注入適量液體粘結劑，用手指按住，待液體粘結劑揮發(fā)后再松開；從導熱板面向四 個定位孔中用打孔機打入定位銷，將PCB、膠模和導熱板固定，得到PCB粘結組件； (5) 預熱：啟動干燥箱，將干燥箱的溫度調節(jié)至115~125°C，取一張牛皮紙對折，將步驟 (4)制得的PCB粘結組件夾在牛皮紙中間，確保PCB粘結組件中的導熱板面朝上且整個PCB 粘結組件完全置于牛皮紙中，然后將PCB粘結組件連同牛皮紙置于兩塊鋼制平板中并放入 干燥箱內加熱4~6min; (6) 熱壓：啟動硫化機，將硫化機的加熱溫度調節(jié)至130~140°C;從干燥箱中取出PCB 粘結組件和牛皮紙，然后一并放入硫化機中加溫加壓處理13~15min，硫化機壓力控制在0. 5 -IMpa； (7) 冷卻：從硫化機中取出PCB粘結組件，將其置入兩塊鋼制平板中，冷卻8~12min; (8) 后處理：從兩塊鋼制平板中取出冷卻好的PCB粘結組件，用鉆床打出定位銷，用刀 片將PCB粘結組件邊緣部分溢出的膠處理干凈，用鉚釘對粘接好的導熱板插入沉孔進行 試插測試，將鉚釘位置不平或不能完全插入沉孔的PCB粘結組件挑出，用工具將沉孔內多 余的雜質處理干凈，雜質處理完畢后，再用鉚釘進行沉孔試插測試，直至確認孔內無雜質為 止； (9) 驗證：對處理后的PCB粘結組件進行三次回流焊接及三次紅膠固化處理，檢驗PCB 粘結組件是否出現(xiàn)脫膠及PCB的翹曲變形問題，無問題的即為合格品。
2. 如權利要求1所述的電子行業(yè)用PCB與導熱板的粘結工藝，其特征在于：所述步驟 (1) 中的聚酰亞胺薄膜選用美國杜邦公司生產的Kapton薄膜，該薄膜的牌號為LF0222,厚 度理論值為0. 153mm。
3. 如權利要求1所述的電子行業(yè)用PCB與導熱板的粘結工藝，其特征在于：所述步驟 (2) 中刻字機刻膜時的壓力為刻字機壓力為2kg~3kg。
4. 如權利要求1所述的電子行業(yè)用PCB與導熱板的粘結工藝，其特征在于：所述步驟 (3) 、（4)中的液體粘結劑采用丙酮。
5. 如權利要求1所述的電子行業(yè)用PCB與導熱板的粘結工藝，其特征在于：所述步驟 (3)中的液體粘結劑用量為I. 3~1. 5ml/m2。
6. 如權利要求1所述的電子行業(yè)用PCB與導熱板的粘結工藝，其特征在于：所述步驟 (4)中，定位銷圓滑打入定位孔時的打孔力度控制在lkg。
7.如權利要求1所述的電子行業(yè)用PCB與導熱板的粘結工藝，其特征在于：所述步驟 (7)中，PCB粘結組件的冷卻時間為IOmin。
【專利摘要】本發(fā)明涉及電子行業(yè)用PCB與導熱板的粘結工藝，其選用聚酰亞胺薄膜，經刻膜、冷粘、定位、預熱、熱壓、冷卻、后處理及驗證等工藝步驟，使PCB與導熱板結合良好，耐受后續(xù)PCB組裝過程中的高溫及熱膨脹系數變化，不致產生脫膠及PCB的翹曲變形問題，產品粘結質量顯著提高，適合于電裝生產，滿足電子行業(yè)高品質要求。
【IPC分類】B29C65-54, B29C35-02, B29C37-02
【公開號】CN104760277
【申請?zhí)枴緾N201510117368
【發(fā)明人】吳紅, 王杰, 朱旺, 張立明, 陳旭梁, 張春燕, 蓋愛飛, 許國福, 劉初
【申請人】中國航空工業(yè)集團公司航空動力控制系統(tǒng)研究所
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月17日