[0001] 本发明涉及电子元件技术领域，尤其涉及一种应变片贴装方法、对内层芯板封装的方法及贴装有应变片的内层芯板。

[0002] PCB电子产品在研发制造、运输、使用等环节均存在各种应力作用于产品，对产品可靠性造成不良影响，甚至出现失效现象。常见应力故障：安装连接器、动力导轨、冷却板、接触销、焊料端子或电池夹导致的弯曲应变。为了更多的了解产品特性并进一步提升产品质量，运用应变测量技术对产品进行测试，最常用的为采用应变片进行测试。

[0003] 应变片进行应变测试的基本原理为：应变片用粘接剂粘贴在电子产品表面，当电子产品发生形变时，应变片会一起变形，应变片的电阻值将发生相应的变化，用应变仪测出这个变化，即可计算被测点的应变和应力。

[0004] 采用应变片进行应变测试存在以下问题：应变片贴装在PCB产品表面，占用PCB的表面贴装面积；应变片裸露在环境中，易受到酸碱物质损伤或环境温湿度干扰，影响测量结果精度；只能用于临时性测试，不支持长期监控。

[0005] 由此可见，如何解决在加工过程中，受到加工工艺及加工环境的限制，导致加工得到的应变片组装成品质量受到影响，导致应变片在进行应变测试中存在的应变片占用PCB的表面贴装面积，易受环境干扰，影响测量精度，不支持长期监控的问题已经成为本领域技术人员所要亟待解决的技术问题。

[0059] 下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0060] 在本发明描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，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”、“第三”等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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

[0061] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，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，因此不能理解为对本发明的限制。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0062] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0063] 请参阅图1，在本发明的实施例中，提供了一种应变片贴装方法，所述方法包括：

[0064] S01、在应变片的基底一侧粘贴DAF膜，得到待贴装应变片。

[0065] S02、将切割至预设尺寸的待处理微粘膜平放固定，去除所述待处理微粘膜的保护层，得到微粘膜。

[0066] S03、将所述待贴装应变片粘贴到所述微粘膜的胶层上，粘贴后的所述待贴装应变片的DAF膜朝上。

[0067] S04、对粘贴有所述待贴装应变片的所述微粘膜进行切割，得到应变片微粘膜小块。

[0068] S05、沿着所述胶层将所述应变片微粘膜小块贴装到内层芯板上。

[0069] S06、压合并加热所述应变片微粘膜小块，使所述DAF膜处于熔融状态，得到待冷却应变片。

[0070] S07、将所述待冷却应变片冷却至常温，剥离所述微粘膜，以使冷却后的所述应变片贴装至所述内层芯板上，得到目标内层芯板。

[0071] 在本发明的优选实施例中，所使用的应变片为丝绕式应变计，如图2所示，长宽为2.6mmx1.55mm，主体总厚度41.5um层叠结构详情如下表：

[0072]

[0073] 单个应变片包含3个标定电阻值为350Ω±0.5％的电阻丝网络，具体排布见图3所示的应变片透视图。其中编号1和2的圆Pad属于第一组电阻丝的引线，编号3和4的圆Pad属于第二组电阻丝的引线，编号5和6的圆Pad属于第三组电阻丝的引线。这6个圆Pad均为紫铜材质，厚度均值为12um，采用常规的将应变片贴装在PCB的表面的制程时，需要在应变片的引线上焊接导线以连接应变片，而应变片引线为紫铜材质，易氧化，且氧化后可焊性差，需要在紫铜引线表面镀锡或镀银，以保证可焊性。为避免紫铜引线的氧化，在本发明优选实施例中，将应变片贴装在内层芯板的内部，具体的实现过程如下：

[0074] 在应变片的基底一侧粘贴DAF膜，得到待贴装应变片，如图4所述为待贴装应变片的结构示意图。

[0075] 采用待处理微粘膜作为应变片贴装过程中的固定媒介，如图5所述为待加工微粘膜结构示意图，依次由保护层、胶层和聚酰亚胺层组成，其中胶层为亚克力胶层，厚度10um，粘度范围为2‑4g，亚克力胶层的粘贴力强，在常温和加热状态下均能够保持稳定状态，去除后无残留。保护层的材质为聚氯乙烯，厚度30um，无色透明，酰亚胺层的厚度为75um，深蓝色。

[0076] 在本发明一优选实施例，内层芯板选择具有至少两层的多层PCB半成品板作为本发明的内层芯板，如图6所示为两层PCB半成品板结构示意图，最外层铜比待贴装应变片厚，最外层铜与比待贴装应变片的厚度差大于第一特定值。在本发明中，第一特定值取3.5um，即最外层铜的厚度应大于45um，以防止后续加热压合制程中应变片直接受压损坏。

[0077] 在本发明一优选实施例中，如图7所示，使用裁板机将宽幅550mm的待处理微粘膜切割成长度为650mm的长方形，再使用皮秒UV切割机将裁剪下来的待处理微粘膜切割成620*518mm的大小，并在微粘膜四角上切割多个2.0mm圆孔作为贴片机对位Mark点。

[0078] 将切割后的待处理微粘膜的保护膜朝上平放固定在贴片载板治具上，去除待处理微粘膜的保护层，得到微粘膜。

[0079] 在本发明优选实施例中，如图8所示，使用贴片机，以UV机切割出来的2.0mm圆孔作为对位Mark点，将待贴装应变片贴装到微粘膜的亚克力胶层上，贴片后待贴装应变片的DAF膜朝上，在微粘膜上待贴装应变片呈矩阵式排列。

[0080] 如图9所示，使用皮秒UV切割机将粘贴有待贴装应变片的微粘膜切割成多个大小均等的小块，应变片位于每个微粘膜小块的正中间，得到应变片微粘膜小块，如图10所示为应变片微粘膜小块剖面图。应变片微粘膜小块的尺寸应小于等于贴片机的最大尺寸加工能力，以满足可操作性，但应变片微粘膜小块与待贴装应变片之间的边缘距离应大于等于第二特定值，保证预留有足够的亚克力胶层，保证亚克力胶层与内层芯板的结合面积足够大，否则会因结合力不足而掉落或移动。在本发明一优选实施例中，应变片微粘膜小块的尺寸为11mm*10mm，贴片机的最大尺寸加工能力为11mm*10mm，应变片微粘膜小块的尺寸小于并尽量的接近贴片机的最大尺寸加工能力。

[0081] 如图11所示，沿着胶层将应变片微粘膜小块贴装到内层芯板上，如图12所示，包括以下步骤：

[0082] S501、采用贴片机吸附所述聚酰亚胺层，将粘贴在所述胶层上的所述待贴装应变片贴装到所述内层芯板的基材区域。

[0083] 使用高精度贴片机，吸附聚酰亚胺层，将应变片微粘膜小块贴装到内层芯板上，粘贴在胶层上的待贴装应变片贴装到内层芯板的基材区域。此时DAF膜与内层芯板的基材面之间无结合力，微粘膜的亚克力胶层粘贴在内层芯板最外层的铜层之上，故微粘膜与内层芯板最外层的铜层之间有结合力，因此应变片微粘膜小块可以暂时固定在内层芯板上。

[0084] S502、采用贴片机在所述应变片微粘膜小块的压合区域进行压合，以将所述胶层粘贴在所述内层芯板上，所述压合区域为未粘贴所述待贴装应变片的区域。

[0085] 在本发明一优选实施中，采用吸嘴尖端为圆环形的贴片机，如图13所示，圆环形状的内径应大于待贴装应变片的长边长度，防止贴片压力施加到待贴装应变片上，其次，圆环形状的外径小于应变片微粘膜小块的短边长度，否则贴片机的相机在从下往上捕捉应变片微粘膜小块四边时会发生影像混乱。在满足上述条件的基础上，圆环形状的外径需尽可能的大，确保贴片时有足够的接触面积施加压力到微粘膜的亚克力胶层上，确保微粘膜贴牢在内层芯板上。

[0086] 由于微粘膜的亚克力胶层是低粘度胶带，贴片时必须使用大压力，否则微粘膜的亚克力胶层会粘不紧内层芯板导致掉落，在本发明优选实施例中，贴片机吸嘴的压力为2
3kg/cm 。由于吸嘴的环状结构，贴片时压力都作用在微粘膜的亚力克胶层上，而待贴装应变片不会受到压力影响导致损坏。

[0087] 加热并压合应变片微粘膜小块，使DAF膜处于熔融状态，具体为：采用气囊快压机向下压应变片微粘膜小块，对应变片微粘膜小块施加向下的压力，并加热使DAF膜处于熔融状态，得到待冷却应变片。在本发明一优选实施例中，气囊快压机的参数为：温度100℃，压力10kg，加压时间10s。

[0088] 将待冷却应变片冷却至常温后，DAF膜中的部分高分子单体聚合并与内层芯板的基材形成共价键，以使应变片与内层芯板之间紧密粘接。因亚克力胶层结构的稳定性，在加热压合的过程中，其化学性质和粘度均无明显变化，在后续剥离的制程中不会存在残留。

[0089] 待待冷却应变片冷却至常温，用真空笔吸住微粘膜并往上拉扯，此时微粘膜因为与内层芯板的最外层铜层的结合力低于DAF膜在应变片和内层芯板之间所形成的结合力，微粘膜被从内层芯板上剥离，而应变片与微粘膜分离并留在内层芯板上，得到目标内层芯板，如图14所示为目标内层芯板，如图15所示为贴装有多个应变片的目标内层芯板。

[0090] 在本发明优选实施例中，借助DAF膜和微粘膜将应变片贴装在内层芯板上，并封装在PCB电子产品内部，节约了PCB电子产品表面的贴装面积，不易受外部环境影响而导致损坏，可靠性及安全性高，提高测量的准确性和精度，且支持不定时测试及长期监控。以微粘膜作为贴装中间过程的媒介，只采用普通的贴片机也能够完成DAF膜的贴装，不需要专门配备固晶机，实现大范围、大规模的推广。

[0091] 进一步的，本发明还提供了一种对内层芯板封装的方法，该方法应用于本发明实施例中得到的目标内层芯板，如图16所示，具体包括以下步骤：

[0092] S10、对所述目标内层芯板进行等离子清洗，得到待封装内层芯板。

[0093] S20、在所述待封装内层芯板的相对两侧依次排布半固化片和铜箔，得到待压合内层芯板。

[0094] S30、同时加热并压合所述待压合内层芯板的相对两侧，以使所述半固化片填充至所述待压合内层芯板的间隙内，得到待开孔内层芯板。

[0095] S40、在所述待开孔内层芯板的预设位置加工镭射微盲孔，并在所述镭射微盲孔内填铜电镀，以形成用于与外部通信的信号端口，所述预设位置为封装在所述内层芯板内的所述应变片的引线位置。

[0096] 对得到的目标内层芯板进行等离子清洗，粗化目标内层芯板的覆盖层表面，并在覆盖层表面生成羟基和羧基等亲水性基团，亲水性基团与后续制程排布的半固化片形成共价键，提升应变片表面与半固化片之间的结合力，得到待封装内层芯板。

[0097] 进一步的，如图17所示，在待封装内层芯板的上下相对两侧依次排布半固化片和铜箔，以对待封装内层芯板进行封装，得到待压合内层芯板。

[0098] 进一步的，采用传压机从上下两个方向同时加热，使半固化片处于熔融状态，并从上下两个方向同时施加高压，熔融的半固化片受压填充内层芯板线路与线路之间的间隙、内层芯板线路与应变片之间的间隙，将应变片最终封装到内层芯板内部，如图18所示，得到待开孔内层芯板。在这一过程中DAF膜也同时受到高温高压，高分子单体完全交联键合，DAF膜彻底固化。

[0099] 如图19所示，采用激光钻孔技术，在待开孔内层芯板的预设位置加工镭射微盲孔。进一步的，如图20所示，在镭射微盲孔内填铜电镀，以形成用于与外部通信的信号端口，保证应变片与外部接收装置的信号传输。对于预设位置的设定，应为封装在内层芯板内的应变片的引线位置，不需要在紫铜引线表面增加镀锡或镀银的程式。

[0100] 通过本发明优选实施例中提供的应变片贴装和对内层芯板封装的方法，应变片被彻底封装在内层芯板内部，接下来完成图形转移，最终形成连接应变片和PCB的导电图形网络，如图21所示为图形转移后的内层芯板结构。

[0101] 进一步的，完成后续增层的压合、钻孔、电镀、图形转移以及外层的压合、钻孔、电镀、图形转移、阻焊、表面处理、洗切成型等工序加工，最终完成PCB板的制作。

[0102] 在本发明优选实施例中，在对目标内层芯板封装的过程中，直接通过PCB电子产品本身的镭射微盲孔连接应变片与PCB网络，应变片裸铜材质的引线焊盘无需额外增加表面镀锡或镀银等流程。

[0103] 相应地，本发明实施例还提供一种贴装有应变片的内层芯板，包括应变片、DAF膜、内层芯板和信号端口；

[0104] 所述DAF膜位于所述应变片与所述内层芯板之间；

[0105] 所述DAF膜用于将所述应变片粘贴在所述内层芯板的基材区域；

[0106] 所述应变片封装在所述内层芯板内；

[0107] 所述信号端口位于所述应变片的引线位置。

[0108] 在本发明优选实施例中，通过DAF膜和微粘膜将应变片贴装在内层芯板上，并封装在PCB电子产品内部，节约了PCB电子产品表面的贴装面积，不易受外部环境影响而导致损坏，可靠性及安全性高，提高测量的准确性和精度，且支持不定时测试及长期监控。只采用普通的贴片机也能够完成DAF膜的贴装，不需要专门配备固晶机，实现大范围、大规模的推广。直接通过PCB电子产品本身的镭射微盲孔连接应变片与PCB网络，应变片裸铜材质的引线焊盘无需额外增加表面镀锡或镀银等流程。

[0109] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。