技术领域
[0001] 本
发明属于母排制造技术领域，更具体地说，是涉及一种厚导体层的母排
电路板的制作方法。
背景技术
[0002] 所谓的母排即为一种用于供电系统的大
电流导电产品，其作用与
电缆线基本相同。
现有技术中，母排一般不具备安装电路板的功能，且传统的母排借用其金属导体层如
铜板或
铝板等与其它电器件连接，通常此种接线方式比较复杂且容易出错，不仅如此，传统的母排与电器件之间的接线结构占用的空间大且走线比较复杂。除此之外，为便于连接电器件，传统的母排一般通过模具冲床加工而成，且每种模具均需要按照实际的尺寸制作而成。
[0003] 随着
电子技术的不断发展，电路板上集成的电器件越来越多，这样对线路的电流导通能
力和承载能力的要求越来越高，因而，这间接地对电路板的导体层的厚度提出了更高的要求，现阶段业界能够采购到的覆铜板铜层的厚度最大只能到6OZ(1OZ约等于35微米)。现有技术中，普通电路板的制作方法主要是在购买的覆铜板上经过钻孔和电
镀使各层铜层互联，再经过蚀刻工艺形成需要的连接路线，具体有以下生产流程：开料→钻孔→沉铜加厚→图形制作→图形
电镀→蚀刻去膜→阻焊制作→
表面处理→丝印字符→铣外型→测试→成品。由上可知，若为了简化母排的接线方式以及减小母排接线结构的占用空间，将母排和导体层较厚的电路板集成在一起制成复合型母排电路板，则会存在以下技术难题：
[0004] (1)传统的线路板蚀刻工艺难以加工出厚度在3mm以上的导体层的线路，因而，若将这种厚导体层作为母排，人们则只能采用冲模的方式来加工出母排线路，但母排的外形结构多样，需要准备多种型号的模具，且每套模具的价格均不菲，显然，这种冲模方式的生产成本较高且工艺比较复杂；
[0005] (2)因较厚的覆铜板或铜箔在市面上无法购买到，因而若需制作出更大铜厚如3mm以上的电路板导体层作为母排，则需购置厚度比较大的紫铜，然后将紫铜
层压成覆铜板后，再制作电路板；然而因紫铜为压延铜，其表面
晶体结构为椭圆形的扁平状且紧密相连，而采用上述冲模方式加工出的母排其
侧壁一般比较光滑，且若采用电路板行业中常规的粗化手段也无法达到理想的粗化效果，这样会导致母排与绝缘介质之间的结合力比较差，在热冲击试验中，极易出现爆板分层的不良现象。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种厚导体层的母排电路板的制作方法，用以解决现有技术中存在的母排不具备安装电路板的功能，采用厚导体层作为母排时母排与绝缘层之间结合力较差、蚀刻侧蚀效应严重以及母排的线路难以成型导致生产成本高且工艺较复杂的技术问题。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种厚导体层的母排电路板的制作方法，该厚导体层的母排电路板的制作方法包括以下步骤：S1、备料，准备所需厚度的所述导体层，并将所述导体层
定位；其中，所述导体层具有待加工面，所述待加工面包括第一加工面和与所述第一加工面相对的第二加工面；
[0008] S2、于所述第一加工面上，将所述导体层制作成所述母排的半成品，所述步骤S2包括以下步骤：S21、控深蚀刻，针对补偿后的线路图形对所述导体层进行控深蚀刻以制作出所述母排的第一线路；S22、控深铣边，将所述导体层按照所述母排所需的尺寸进行控深铣边以去除所述导体层的侧壁上所述步骤S21中蚀刻出的毛边；S23、压合成型，从所述待加工面上向所述导体层压合绝缘粘结层；
[0009] S3、在所述步骤S2之后，于所述第二加工面上，先后重复所述步骤S21和所述步骤S22，然后执行步骤S23以形成所述母排的成品；所述步骤S2和所述步骤S3这两步骤中的所述步骤S21的控深蚀刻深度之和等于所述导体层的所需厚度；
[0010] S4、在所述第一加工面的外侧面上压合第一绝缘介质，同时，在所述第二加工面的外侧面上压合第二绝缘介质以获得所述母排电路板的半成品；其中，所述第一绝缘介质靠近所述第一加工面的一侧和所述第二绝缘介质靠近所述第二加工面的一侧均设有防滑件；
[0011] S5、沿着所述母排电路板的各层层压的方向，在所述母排电路板的所述半成品上钻通孔以获得连接孔，然后对所述连接孔的孔壁以及所述母排电路板的所述半成品中所述第一绝缘介质和所述第二绝缘介质的外表面进行沉铜；
[0012] S6、对所述连接孔的孔壁上的铜层以及所述母排电路板的所述半成品中需要保留的线路图形的铜层进行图形电镀；
[0013] S7、将所述母排电路板的需要的线路之外的铜层蚀刻掉并保留需要制作的线路
位置的铜层以形成第二线路；
[0014] S8、去掉部分所述第一绝缘介质和所述第二绝缘介质将所述母排的连接
接口全部露出以形成所述母排电路板的成品。
[0015] 与现有技术相比，本发明提供的一种厚导体层的母排电路板的制作方法的有益效果在于：
[0016] 该厚导体层的母排电路板的制作方法通过从所需厚度(如3mm～5mm)的导体层相对的两方向(如上下两方向)上分别对该导体层的待加工面进行一次控深蚀刻和一次控深铣边，且控深蚀刻前先对所需的线路进行线路图形的补偿，并从各待加工面上分别向导体层压合绝缘粘结层以加工出所需的母排，这样，通过各道工序的共同作用，即可将所需厚度的母排内置于电路板内，使得母排具备安装电路板的功能，且在保证母排的线路尺寸符合要求的
基础上，采用不同于现有技术的另一种加工成型方式来成型出母排的线路，另因采用的是控深铣边的方式，因而一定程度上加大了导体层侧壁的粗糙度，从而保证了绝缘粘结层与导体层之间的结合力，尽量减少爆板分层的不良现象发生，进而确保能制造出生产成本低、制造工艺通用简单且能过大电流的母排电路板。
[0017] 除此之外，通过该制造方法制作出的该母排电路板不仅具备电路板的连接功能还具备母排的导电功能，其结构简单紧凑，非常利于在较小空间内实现大电流、高
电压元器件之间的连接，且实现了元器件的安装平面化，便于安装，降低了安装成本和材料的走线成本，不仅如此，采用该制造方法可以根据不同的需求量身定制出母排电路板，使得母排有多种类的接口选择而不用根据市场上铜排的类型来匹配。
附图说明
[0018] 为了更清楚地说明本发明
实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0019] 图1是本发明实施例中厚导体层的母排电路板的制作方法的步骤S1中准备的所需厚度的导体层的横截面图；
[0020] 图2是本发明实施例中厚导体层的母排电路板的制作方法的步骤S21中控深蚀刻后的所述导体层的横截面图；
[0021] 图3是本发明实施例中厚导体层的母排电路板的制作方法的步骤S22中控深铣边后的所述导体层的横截面图；
[0022] 图4是本发明实施例中厚导体层的母排电路板的制作方法的步骤S23中压合成型后获得的母排的半成品的横截面图；
[0023] 图5是本发明实施例中厚导体层的母排电路板的制作方法的步骤S3中重复步骤S21后母排的半成品的横截面图；
[0024] 图6是本发明实施例中厚导体层的母排电路板的制作方法的步骤S3中重复步骤S22后母排的半成品的横截面图；
[0025] 图7是本发明实施例中厚导体层的母排电路板的制作方法的步骤S3中重复步骤S23后母排的成品的横截面图；
[0026] 图8是本发明实施例中厚导体层的母排电路板的制作方法的步骤S4中母排的成品层压为母排电路板的半成品后的横截面图；
[0027] 图9是本发明实施例中厚导体层的母排电路板的制作方法的步骤S5中钻通孔后母排电路板的半成品的横截面图；
[0028] 图10是本发明实施例中厚导体层的母排电路板的制作方法的步骤S5中对连接孔的孔壁以及母排电路板的半成品的第一绝缘介质和第二绝缘介质的外表面沉铜后的母排电路板的半成品的横截面图；
[0029] 图11是本发明实施例中厚导体层的母排电路板的制作方法的步骤S7中蚀刻掉多余的铜层制作出第二线路后的母排电路板的半成品的横截面图；
[0030] 图12是本发明实施例中厚导体层的母排电路板的制作方法的步骤S8中全部露出母排的连接接口后形成的母排电路板的成品的横截面图。
[0031] 其中，附图中的标号如下：
[0032] 100-导体层、110-待加工面、111-第一加工面、112-第二加工面；120-第一线路；
[0033] 200-绝缘粘结层；300-第一绝缘介质、400-第二绝缘介质；
[0034] 500-铜层、600-连接孔、700-第二线路、800-连接接口。
具体实施方式
[0035] 为了使本发明的所要解决的技术问题、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0036] 需说明的是，本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本
专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0037] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0038] 以下结合具体附图对本发明提供的一种厚导体层的母排电路板的制作方法的实现进行详细的描述。
[0039] 如图1至图12所示，该厚导体层100的母排电路板的制作方法包括以下步骤：S1、备料，准备所需厚度的导体层100，并将导体层100定位。
[0040] 在本实施例中，导体层100为从市场上买来的紫铜板制作而成，具体地，人们通常按照母排设计的尺寸使用剪板机对紫铜板进行开料，制作出如图1所示的合适尺寸的导体层100。
[0041] 为便于后续如控深蚀刻、控深铣边以及压合等各步骤的定位，通常会按照工程资料使用数控钻孔机在导体层100如紫铜板上钻定位孔(图未示)，以便采用
螺栓等固定件固定，当然，还可采用其它合适的方式来固定导体层100以实现导体层100的定位。
[0042] 需说明的是，导体层100不仅可以由紫铜板制作而成，还可以由其它合适的板材制作而成。另外，在本实施例中，该导体层100的厚度范围为3mm～5mm，当然，人们还可根据实际情况选用合适厚度的导体层100。为方便介绍本方法，以下将以导体层100的厚度为3mm为例进行说明。
[0043] 如图1所示，导体层100具有待加工面110，其中，待加工面110包括第一加工面111和与第一加工面111相对的第二加工面112，具体在本实施例中，第一加工面111和第二加工面112分别为导体层100的上面和下面，可以理解地，第二加工面112与第一加工面111正相对。
[0044] S2、于第一加工面111上，将导体层100制作成母排的半成品。具体地，在本实施例中，步骤S2包括以下步骤：
[0045] S21、控深蚀刻，本步骤需要针对补偿后的线路图形将导体层100进行控深蚀刻，以制作出母排的第一线路，具体如图2所示。进一步地，在本实施例中，为制作出母排的第一线路，该步骤S21中包括以下步骤：
[0046] S211、对母排上所需的线路图形进行补偿后再制作出第一线路的线路图形。具体地，在导体层100的第一加工面111上涂覆感光材料，使用镜像线路菲林在制作出的网格面上选择性曝光，形成所需要的线路图形，并将第二加工面112全部曝
光保护，通过弱
碱化学药
水去除导体层100的第一加工面111上不需要的感光材料，保留需要的线路上的感光材料。需说明的是，线路图形制作时，为进行补偿，通常，蚀刻后的导体层100的尺寸比母排所需的尺寸大0.2mm及以上。
[0047] S212、参照第一线路的线路图形控深蚀刻出第一线路。具体地，按照步骤S211中制作的第一线路的线路图形为模板，使用强
氧化性化学药水将不需要的导体层100如紫铜层去除。
[0048] 其中，控深蚀刻的深度为导体层100的总厚度的一半，也即是说，假若导体层100的总厚度为3mm，则步骤S212中此次控深蚀刻的深度为1.5mm。
[0049] 由上，可以理解地，在步骤S21中，母排的第一线路主要是通过图形制作的方式来事先设计好母排的第一线路的线路图形，然后再进行控深蚀刻。
[0050] S22、控深铣边，将导体层100按照母排所需的尺寸进行控深铣边以去除导体层100的侧壁上，具体如图3所示。可以理解地，该步骤主要是为了去除导体层100的侧壁上步骤S21中蚀刻出的毛边。需说明的是，因为通常蚀刻1.5mm厚的紫铜层500后其线路的毛边会比较大，线宽往往超出客户的需求，为保证线宽，因而，在本实施例中，采用控深锣的方式来将多余的线路毛边去除。
[0051] 具体地，按照客户原始线路的设计图形来设计控深铣的资料，然后沿着线路的边缘进行数控控深铣边，将步骤S212中控深蚀刻好的导体层100中多余的铜毛边去除，以此使得导体层100的侧壁的外形轮廓整齐，进而达到客户设计的线宽要求。除此之外，该控深铣步骤还可以一定程度上增大导体层100的侧壁的粗糙度，这样，即可便于增大后续绝缘粘结层200与导体层100之间的粘结力，以减少它们两者之间压合后出现分层甚至爆板的不良现象。
[0052] S23、压合成型，从待加工面110上向导体层100压合绝缘粘结层200。如图4所示，具体在本实施例中，步骤S23具体包括以下步骤：
[0053] S231、对待加工面110进行棕化处理。需说明的是，该待加工面110可以为第一加工面111也可以为第二加工面112。具体地，当第一加工面111上的第一线路制作完好并蚀刻掉毛边后，通过强氧化性的化学药水使紫铜的表面形成一种氧化膜，以进一步增强后续层压后紫铜和绝缘粘结层200的结合力。
[0054] S232、根据导体层100的
玻璃态转化
温度选用具有对应玻璃态转化温度的第一半
固化片作为绝缘粘结层200，将绝缘粘结层200置于导体层100中间以压合成型出母排。
[0055] 具体地，在本实施例中，该步骤主要为把制作好的第一线路的紫铜面朝上，根据导体层100的玻璃态转化温度(也即TG值)，选用与之对应的TG值的第一半固化片作为绝缘粘结层200，并选择与第一半固化片的TG值相对应的程式，在高温高压的压机中使紫铜通过第一半固化片粘结在一起，进而形成母排的半成品。其中，第一半固化片为高导热和高含胶量的绝缘材料。
[0056] 更具体地，步骤S232包括以下步骤：S232a、根据导体层100的玻璃态转化温度(也即TG值)选用具有对应玻璃态转化温度的第一半固化片，并根据导体层100的总高度计算第一半固化片的数量。
[0057] S232b、将第一半固化片和玻璃环氧
树脂板进行组合以形成填胶料。需说明的是，在本步骤中，因第一线路的台阶差过大，因而需要采用第一半固化片和无铜的玻璃
环氧树脂板(即FR4板)进行组合填胶。可以理解地，填胶料为绝缘粘结层200压合之前的状态。还需说明的是，该填胶料的导热系数均在1-4w/m.k范围内，具体在本实施例中，其导热系数为1.5w/m.k。
[0058] S232c、从左往右依次按照导体层100、填胶料和导体层100的方式进行压合前的排版。
[0059] S232d、根据第一半固化片的玻璃态转化温度选用相对应的层压方式，将导体层100和填胶料按照所选的层压方式压合成型，这样，当第一半固化片融化后，即可使得其能填胶充分。由上，可以理解地，填胶料填补到蚀刻一
半导体层100的第一线路之间，并通过层压的方式将填胶料与母排压合在一起。
[0060] S3、在步骤S2之后，于第二加工面112上，如图5至图7所示，先后重复步骤S21和步骤S22，然后执行步骤S23以形成母排的成品。其中，因导体层100比较厚，不同于常见厚度的导体层100，为便于在厚的导体层100中制作出第一线路，最终成型为母排，步骤S2和步骤S3这两步骤中的步骤S21的控深蚀刻深度之和等于导体层100的所需厚度。
[0061] 可以理解地，理论上，只需要步骤S2中的控深蚀刻深度和步骤S3中的控深蚀刻深度加在一起等于导体层100的所需厚度即可，也即是说，在本实施例中，从导体层100的上下两面来两次控深蚀刻获得所需厚度的导体层100的线路，这样，即可不用采取冲模的方式来加工母排线路，当母排的外形结构多样时，也不用准备多种型号的模具，显然，减少了母排的加工成本和简化了其生产工艺。
[0062] 需说明的是，步骤S3和步骤S2大致相同，两次控深蚀刻的图形一样，其主要差别在于从导体层100的上面和下面分别控深蚀刻，只需保证两次控深蚀刻深度之和为导体层100的所需厚度即可，这样，即可避免因导体层100的厚度太厚而导致加工难度增加。
[0063] 还需说明的是，通常，在步骤S3中成型出母排的成品后，在进行母排电路板的制作之前，也即下述步骤S4之前，需要将压合后的母排的成品表面的溢胶去除掉，具体在本实施例中，通过打磨的方式来去除溢胶。
[0064] S4：在第一加工面111的外侧面上压合第一绝缘介质300，同时，在第二加工面112的外侧面上压合第二绝缘介质400以获得母排电路板的半成品。具体如图8所示。
[0065] 其中，第一绝缘介质300靠近第一加工面111的一侧和第二绝缘介质400靠近第二加工面112的一侧均设有防滑件。可以理解地，第一绝缘介质300上的防滑件是为了增大第一绝缘介质300与导体层100之间的摩擦，进而增大两者之间的结合力。同理，第二绝缘介质400上的防滑件是为了增大第二绝缘介质400与导体层100之间的摩擦从而增大两者间的结合力。需说明的是，在本实施例中，通过在第一绝缘介质300靠近第一加工面111的一侧上锣槽以获得其防滑件，同样地，通过在第二绝缘介质400靠近第二加工面112的一侧上锣槽以获得其防滑件。当然，实际上，还可通过增加凸点等其它的方式来获得第一绝缘介质300和第二绝缘介质400的防滑件。
[0066] 具体在本实施例中，为获得母排电路板的半成品，步骤S4包括以下步骤，S41、分别对第一加工面111和第二加工面112进行棕化处理。具体地，通过强氧化性化学药水使导体层100的上面和下面分别形成一种氧化膜，进而增强后续层压时导体层100与第一绝缘介质300和第二绝缘介质400之间的结合力。
[0067] S42、根据导体层100的玻璃态转化温度(也即IG值)选用具有对应玻璃态转化温度的第二半固化片(图未示)，对第二半固化片的靠近导体层100的一侧进行粗糙处理以形成防滑件(图未示)。
[0068] 具体地，在本实施例中，在第二半固化片上锣槽以获得防滑件，通过可根据实际需求露出的焊盘尺寸和第二半固化片流胶量来设计该锣槽的尺寸。另外，还需根据粗糙处理后的第二半固化片的粗糙度来确定实际所需的第二半固化片的用量，确定好第二半固化片的用量后，应将多余的第二半固化片去除掉。
[0069] S43、选用合适的层压方式，分别在棕化后的母排的第一加工面111和第二加工面112的外侧依次层叠粗糙处理后的第二半固化片以压合成型为母排电路板的半成品。具体地，在高温高压的压机中，在棕化后的母排的第一加工面111的外侧依次层叠步骤S42中粗糙处理后的第二半固化片。
[0070] 需说明的是，在实际应用中，因线路的台阶太大，通常会将无铜的FR4材料与合适的第二半固化片进行结合以形成第一绝缘介质300或第二绝缘介质400。具体在本实施例中，第一绝缘介质300和第二绝缘介质400相同。
[0071] S5、沿着母排电路板的各层层压的方向，在母排电路板的半成品上钻通孔以获得连接孔600，具体如图9所示，然后对连接孔600的孔壁进行沉铜，以及对母排电路板的半成品中的第一绝缘介质300和第二绝缘介质400的外表面进行沉铜，具体如图10所示。需说明的是，该连接孔600与传统的孔没什么区别，其形状大小等可根据实际需要而定。另外，沉铜的厚度应达到要求的铜厚。
[0072] S6、对连接孔600的孔壁上的铜层以及母排电路板的半成品中需要保留的线路图形的铜层进行图形电镀，此步骤未图示出来。具体地，在本实施例中，是在母排电路板的半成品中的第一绝缘介质300和第二绝缘介质400的外表面上的铜层进行图形电镀，以确保要保留的线路图形的铜层得到加厚以满足要求铜厚。
[0073] 还需说明的是，在本实施例中，为便于后续形成母排电路板的下述的第二线路700，在步骤S6和步骤S7之间，通常还会分别于第一绝缘介质300和第二绝缘介质400的外表面上，对需要的线路的铜层500上镀上一层抗蚀层(图未示)。
[0074] S7、将母排电路板的需要的线路之外的铜层500蚀刻掉并保留需要制作的线路位置的铜层500以形成第二线路700，具体如图11所示。
[0075] S8、去掉部分第一绝缘介质300和第二绝缘介质400将母排的连接接口800全部露出以形成母排电路板的成品，具体如图12所示。
[0076] 需说明的是，经常上述工艺的实施，该母排电路板通常需要按照现有的PCB板件的制作流程进行后续处理，其中大致包括通孔钻孔、孔
金属化、外层线路、阻焊、表面处理、丝印字符、外形加工、测试以及成品检验等工序。
[0077] 由上，可以理解地，该母排电路板为一采用普通的线路板的制作方法将母排内置于电路板内而成的复合型电性连接件。在本实施例中，整个母排电路板的厚度为5mm左右。
[0078] 通过制作方法制成的母排电路板可广泛应用于电力及混合牵引、电力牵引设备、蜂窝通讯、基站、电话交换系统、大型网络设备、大中型计算机、电力
开关系统、
焊接系统、军事设备系统、发电系统、电动设备的功率转换模
块。
[0079] 由上显然，通过上述制作方法获得的母排电路板除了不易分层外，还具有以下优势：
[0080] 1、因直接通过去除第一绝缘介质300和第二绝缘介质400的方式来根据实际需求获得结构外形各式各样的母排，也即是说，该母排电路板中的母排可以根据用户的需求来量身定做以获得多种类型的接口，而无需根据市场上的铜排来匹配；同理，该母排电路板不需用多种模具来加工制作出母排，显然，简化了母排的生产工艺和降低了其生产成本；
[0081] 2、因将母排内置于电路板中，因而实现了电源线和
信号线的一体化，显然，非常方便线路的安装，而不需采用传统的铜排线的手动安装方式来一个个连接，有效地减少了母排的连接空间，实现了母排的安装平面化，即可大大地降低母排的安装成本和连接时的走线成本；
[0082] 3、该母排电路板中的第一绝缘介质300和第二绝缘介质400均采用介电系数和
击穿电压高的高绝缘性材料如环氧树脂+玻璃
纤维结构形成的材料，这种材料，比传统的母排上涂抹绝缘漆厚度和绝缘性都要好，且选用高
导电性的导电层，这样最终形成的母排电路板为低电感复合结构，因而，该母排电路板具有高可靠性和高安全性，能实现大电流高电压元器件之间的连接；
[0083] 4、该母排电路板中的第一绝缘介质300和第二绝缘介质400的导热系数均在1-4w/m.k范围内，而传统的绝缘介质的导热系数通常在0.5w/m.k以下，这样，相比现有技术，该母排电路板的
散热效果比较好。
[0084] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的
权利要求范围之内。
