CN102833951B - 12oz厚铜双面线路板制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种12oz厚铜双面线路板的制造工艺，包括外层蚀刻、钻孔和阻焊剂涂覆工序。本发明利用优化的蚀刻条件，减少了侧蚀效应；通过合理的钻孔方式改善了孔的品质问题；独特的阻焊剂涂覆方式使得阻焊剂完全均匀的涂覆在双面板上，减少了露铜、线角位关位边油薄及短路等缺陷；使12oz铜厚双面线路板具有优良的电气性能及外观。
Description
技术领域
本发明涉及PCB印制线路板技术领域，特别涉及一种12oz厚铜双面线路板的制作工艺。
背景技术
12oz厚铜线路板作为汽车电子部件特别是应用在发动机电源供应部分、汽车中央电器供电部分等大功率高电压部分，要求线路板具有耐热老化性、耐高低温循环等高可靠性特性。而目前现有的PCB常规双面板设计的线路铜厚均在6oz以下，无法满足这些大功率高电压电器的要求。
现有的线路板制造工艺中，12oz铜厚的双面板制造技术存在如下技术难点：（1）蚀刻：利用化学方法将双面板铜面上无干膜覆盖的铜蚀刻掉，然后将干膜退掉，得到所需的电路图形。外层12oz的铜厚板在蚀刻时会产生较大的侧蚀效应，严重影响线路的有效截面形状及品质要求。（2）钻孔：利用钻机在双面板上钻出导通孔及非导通孔以期实现线路之间与元件及线路层间的连通。对于12oz铜厚的双面板而言，板弯/曲及超厚铜厚影响钻孔的品质效果，容易产生过量的披锋铜屑导致塞孔等问题，钻咀容易磨损或折断。（3）阻焊剂（俗称绿油）的涂覆，按照传统的印刷方法，无法对底铜厚度高达12oz的双面板表面进行完全均匀的阻焊剂涂覆，由于该厚度的铜线角位等阻焊剂厚度难以得到保证，线面的阻焊剂厚度均匀性也得不到保证，容易造成表面露铜氧化或短路，影响产品电气性能及外观。
发明内容
基于此，本发明提供了一种12oz厚铜双面线路板的制造工艺，其可以提高外层线路的蚀刻因子，避免产生较大的侧蚀效应，同时采用合理的钻孔方式及阻焊剂涂覆方法，实现高品质的12oz厚铜双面线路板制作。
具体的技术方案如下：
一种12oz厚铜双面线路板的制造工艺，包括外层蚀刻、钻孔和阻焊剂涂覆工序：
其中外层蚀刻工序中，控制酸性氯化铜蚀刻液中的CU2+浓度为150±20g/l，温度为50±3℃，总酸度为2.8±0.6N，比重1.30±0.10，蚀刻速度为1.2±0.3m/min，蚀刻次数为4次，每次蚀刻后翻转板面一次；
在钻孔工序中，在钻孔之前先对双面线路板进行焗板，在140±10℃下焗板5小时，然后再进行钻孔，控制孔内粗糙度≤0.8mil；
在阻焊剂涂覆工序中，采用静电喷涂—丝印—静电喷涂—静电喷涂的阻焊剂涂覆方式。
在其中一些实施例中，所述阻焊剂涂覆工序中，涂覆工序为：静电喷涂—第一次预热—第一次曝光—显影—丝印—第二次预热—静电喷涂—第三次预热—第二次曝光—显影—静电喷涂—第四次预热—第三次曝光—显影—后固化。
在其中一些实施例中，所述静电喷涂过程中，喷枪转速为45000±5000rpm，气罩压为0.5±0.3kg/cm2，回转压为0.25±0.1MPa，阻焊剂粘度为80-90dps，湿膜厚度为70±15μm。
在其中一些实施例中，所述第一次预热、第三次预热及第四次预热为70℃下预热39.8±0.5min。
在其中一些实施例中，所述第一次曝光与第二次曝光工序中，其阻焊剂曝光菲林设计为开窗超过关面边单边20mil且挡光窗比孔单边要大20mil；第三次曝光采用现有流程技术常规条件下曝光。
在其中一些实施例中，所述丝印过程中，丝印网板目数为36T/cm2，丝印速度为6m/min，丝印压力为0.5MPa，阻焊剂粘度为80-90dps；印油PAD设计超过铜面边35mil且超过纤维面边20mil；线路间隙小于40mil时印油窗连成一片；所有孔加开比孔每边大10mil的挡油PAD；丝印完成后，静置一小时以上，然后进行第二次预热，预热条件为70℃下预热20min。
在其中一些实施例中，所述后固化过程中，先在70±5℃下固化60min，再在100±5℃下固化30min，升温至120±5℃下固化30min，最后升至150±5℃下固化80min。
本发明的优点是：本发明工艺的使用提高了12oz厚铜双面线路板的制作能力。利用优化的蚀刻条件，减少了侧蚀效应；通过合理的钻孔方式改善了孔的品质问题；独特的阻焊剂涂覆方式使得阻焊剂完全均匀的涂覆在双面板上，减少了露铜、线角位关位边油薄及短路等缺陷；使12oz铜厚双面线路板具有优良的电气性能及外观。
附图说明
图1为本发明的阻焊剂涂覆工序流程图；
图2为线路板蚀刻示意图。
附图标记说明：
1、料板；2、铜层；3、阻蚀层。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明做进一步阐述。
一种12oz厚铜双面线路板的制造工艺，包括外层蚀刻、钻孔和阻焊剂涂覆工序；
其中外层蚀刻工序中，控制酸性氯化铜蚀刻液中的Cu2+浓度为150±20g/l，温度为50±3℃，总酸度为2.8±0.6N，比重1.30±0.10，蚀刻速度为1.2±0.3m/min，蚀刻次数为4次，每次蚀刻后翻转板面一次；
下表为随机选取的15块板利用光学电子显微镜抽测线宽/线隙及蚀刻因子数据，线宽要求88.583mil（1±20%），线隙要求40.000mil（1±20%）;
| 板编号 | 线宽（mil） | 线隙（mil） |
| 1 | 79.390 | 49.240 |
| 2 | 73.209 | 44.413 |
| 3 | 82.969 | 45.496 |
| 4 | 76.949 | 40.673 |
| 5 | 83.622 | 44.575 |
| 6 | 77.874 | 40.508 |
| 7 | 84.055 | 44.252 |
| 8 | 74.728 | 43.701 |
| 9 | 83.295 | 44.575 |
| 10 | 76.193 | 41.866 |
| 11 | 81.020 | 47.177 |
| 12 | 82.807 | 46.094 |
| 13 | 85.843 | 42.622 |
| 14 | 83.945 | 44.846 |
| 15 | 86.929 | 42.189 |
| 最小值 | 73.209 | 40.508 |
| 最大值 | 86.929 | 49.240 |
从表中可以看出，采用本发明方法蚀刻，线宽/线隙符合设计要求，从而证明本发明方法有效。
参阅图2所示，用于衡量蚀刻能力的关键指标是蚀刻因子F=V/X，其中板料1为上覆有铜板的基材,其上设置有铜层2，铜层2表面设有阻蚀层3;在蚀刻时，由于铜层2的侧面由于没有阻蚀层3的保护，会发生蚀刻，蚀刻因子中的V是铜层厚度，X为侧蚀宽度，蚀刻因子越大，表示蚀刻能力越好，侧蚀效应就越小。
下表为蚀刻因子测量结果，其中蚀刻因子F要求≥2.0；
从表中可以看出，蚀刻因子的最小值均大于2.0，蚀刻效果良好。
在钻孔工序中，为了保证双面板的板弯/曲控制在一定的范围即（1.18-1.376）mm以保证钻孔效果，在钻孔之前先对双面板进行焗板，在140±10℃下焗板5小时，极大地改善了板弯/曲问题，然后再进行钻孔，控制孔内粗糙度小于或等于0.8mil；
在阻焊剂涂覆工序中，采用静电喷涂—丝印—静电喷涂—静电喷涂的阻焊剂涂覆方式；作为一种优化方案，具体的流程为：静电喷涂—第一次预热—第一次曝光—显影—丝印—第二次预热—静电喷涂—第三次预热—第二次曝光—显影—静电喷涂—第四次预热—第三次曝光—显影—后固化（参考图1流程图）；
其中静电喷涂过程中，喷枪转速为45000±5000rpm，气罩压为0.5±0.3kg/cm2，回转压为0.25±0.1MPa，阻焊剂粘度为80-90dps，湿膜厚度为70±15μm；
第一次预热、第三次预热及第四次预热条件一样，均为70℃下预热39.8min；
第一次曝光与第二次曝光一样，其阻焊剂曝光菲林设计为开窗超过关面边单边20mil且挡光窗比孔单边要大20mil；第三次曝光采用现有流程技术常规条件下曝光；
其中丝印过程中，丝印网板目数为36T/cm2，丝印速度为6m/min，丝印压力为0.5MPa，阻焊剂粘度为80-90dps；为保证铜线角位、关位边、铜PAD及铜环的阻焊剂厚度，丝印过程中所有铜线角位、关位边、铜PAD及铜环都印油；印油PAD设计需超过铜面边35mil且超过纤维面边20mil；线路间隙小于40mil时印油窗连成一片；所有孔加开比孔每边大10mil的挡油PAD；丝印完成后，静置一小时以上，然后进行第二次预热，其条件为70℃下预热20min；
后固化过程中，先在70℃下固化60min，再在100℃下固化30min，升温至120℃下固化30min，最后升至150℃下固化80min；
下表为阻焊剂涂覆完成后测量双面线路板上线角线面的阻焊剂厚度，其接受标准为：线角阻焊剂厚度≥6μm，10μm≤线面阻焊剂厚度≤70μm。
| 测量点 | 线角 | 线面MIN | 线面MAX | 结果 |
| A | 21.0μm | 33.4μm | 63.4μm | OK |
| B | 9.3μm | 30.7μm | 35.4μm | OK |
| C | 7.1μm | 31.4μm | 31.4μm | OK |
| D | 7.0μm | 39.5μm | 39.5μm | OK |
| E | 6.2μm | 57.3μm | 57.3μm | OK |
| F | 9.5μm | 30.7μm | 30.7μm | OK |
从表中可以看出来，利用本发明方法独特的阻焊剂涂覆其线角线面等阻焊剂覆盖厚度符合设计要求，证明了本发明方法的有效性。
该实施例提供了一种12oz厚铜双面线路板的制作工艺，利用优化的蚀刻条件，减少了侧蚀效应；通过合理的钻孔方式改善了孔的品质问题；独特的阻焊剂涂覆方式使得阻焊剂完全均匀的涂覆在双面板上，减少了露铜、线角位关位边油薄及短路等缺陷；使产品具有优良的电气性能及外观。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种12oz厚铜双面线路板的制造工艺，包括外层蚀刻、钻孔和阻焊剂涂覆工序，其特征在于：
其中外层蚀刻工序中，控制酸性氯化铜蚀刻液中的Cu2+浓度为150±20g/l，温度为50±3℃，总酸度为2.8±0.6N，比重1.30±0.10，蚀刻速度为1.2±0.3m/min，蚀刻次数为4次，每次蚀刻后翻转板面一次；
在钻孔工序中，在钻孔之前先对双面线路板进行焗板，在140±10℃下焗板5小时，然后再进行钻孔，控制孔内粗糙度≤0.8mil；
在阻焊剂涂覆工序中，涂覆工序为：静电喷涂—第一次预热—第一次曝光—显影—丝印—第二次预热—静电喷涂—第三次预热—第二次曝光—显影—静电喷涂—第四次预热—第三次曝光—显影—后固化。
2.根据权利要求1所述的12oz厚铜双面线路板的制造工艺，其特征在于，所述静电喷涂过程中，喷枪转速为45000±5000rpm，气罩压为0.5±0.3kg/cm2，回转压为0.25±0.1MPa，阻焊剂粘度为80-90dps，湿膜厚度为70±15μm。
3.根据权利要求1所述的12oz厚铜双面线路板的制造工艺，其特征在于，所述第一次预热、第三次预热及第四次预热为70℃下预热39.8±0.5min。
4.根据权利要求1所述的12oz厚铜双面线路板的制造工艺，其特征在于，所述第一次曝光与第二次曝光工序中，其阻焊剂曝光菲林设计为开窗超过关面边单边20mil且挡光窗比孔单边要大20mil。
5.根据权利要求1所述的12oz厚铜双面线路板的制造工艺，其特征在于，所述丝印过程中，丝印网板目数为36T/cm2，丝印速度为6m/min，丝印压力为0.5MPa，阻焊剂粘度为80-90dps；印油PAD设计超过铜面边35mil且超过纤维面边20mil；线路间隙小于40mil时印油窗连成一片；所有孔加开比孔每边大10mil的挡油PAD；丝印完成后，静置一小时以上，然后进行第二次预热，预热条件为70℃下预热20min。
6.根据权利要求1所述的12oz厚铜双面线路板的制造工艺，其特征在于，所述后固化过程中，先在70±5℃下固化60min，再在100±5℃下固化30min，升温至120±5℃下固化30min，最后升至150±5℃下固化80min。
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