CN105007683B - 一种无玻璃布陶瓷高频pcb板板边金属化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无玻璃布陶瓷高频PCB板板边金属化的方法,包括步骤:开料、钻孔、锣槽、等离子处理、沉铜、板电、线路、图形电镀、蚀刻、阻焊、沉金、锣板等。通过本发明的方法可实现板边金属化,有效解决静电放电防护问题,并且能有效解决陶瓷高频PCB板在制作过程中的断板问题。
Description
技术领域
本发明涉及PCB制作领域,尤其涉及一种无玻璃布陶瓷高频PCB板板边金属化的方法。
背景技术
常见的PCB设计为板边绝缘,不允许有金属物质附着。而在使用高频材料的天线应用中,为防止电磁波干扰,PCB板边被设计成金属化,此设计中使用的PCB板是一种无玻璃布的陶瓷高频板。用现有的普通工程设计及制作方法存在以下几个问题:材质较软,没有玻璃布,极易断板,操作极难控制;并且普通工程设计都为成品后板边成型,板边为绝缘基材,没有金属化。
因此,现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种无玻璃布陶瓷高频PCB板板边金属化的方法,旨在提高无玻璃布陶瓷高频材料PCB板的最大拼版利用率的基础上,解决其制作过程中操作困难、易断板,板边金属化的问题。
本发明的技术方案如下:
一种无玻璃布陶瓷高频PCB板板边金属化的方法,其中,包括步骤:
A、钻孔:将选用的陶瓷高频的PCB板切割成需要制作的尺寸,并进行烘烤,用钻咀在PCB板板面上钻导通孔;
B、锣槽:准备好锣带和锣刀,在数控锣机上导入锣带资料,在PCB板四周锣出通槽,并在PCB板拐角处预留连接位;
C、沉铜:将上述已经钻好导通孔和锣槽完的PCB板进行沉铜处理,在已钻导通孔和锣空的位置沉积一层薄铜层;
D、板电:通过全板电镀方法使沉铜上去的薄铜层加厚;
E、外层线路:在已板电的PCB板上贴上一层感光膜,进行对位曝光,再将未曝光的感光膜显影掉形成线路图形;
F、图形电镀:在上述已形成线路图形的PCB板的导通孔内和未被感光膜覆盖的线路铜上进行电镀加厚;
G、蚀刻:将上述加厚的PCB板放入蚀刻液中,蚀去不需要的非线路铜层,露出需要的线路部分,得到最终的线路图形;
H、阻焊:在得到线路图形的PCB板上不需要贴装电子器件的位置印上一层均匀的防焊绝缘油墨;
I、沉金:在印上一层防焊绝缘油墨的PCB板的需要贴装电子器件的位置及PCB板的四边沉积上一层薄金,从而实现包金边;
J、锣板:利用数控锣机将上述PCB板的连接位切开,即可得到成品的陶瓷高频PCB板。
所述的一种无玻璃布陶瓷高频PCB板板边金属化的方法,其中,所述步骤A之前还包括:对PCB板进行工程拼板设计。
所述的一种无玻璃布陶瓷高频PCB板板边金属化的方法,其中,所述步骤B中,按照比PCB板小0.5~1.0mm,在PCB板四周锣出未贯通的槽,使PCB板在四个拐角处预留出0.5~2.0mm长的连接位。
有益效果:通过本发明的方法可实现板边金属化,有效解决静电放电防护问题,并且能有效解决陶瓷高频PCB板在制作过程中的断板问题。
附图说明
图1为本发明的制作方法制得的陶瓷高频PCB板的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种无玻璃布陶瓷高频PCB板板边金属化的方法,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明为一种无玻璃布陶瓷高频PCB板板边金属化的方法,具体的实施步骤为:
A、钻孔:将选用的陶瓷高频的PCB板切割成需要制作的尺寸,并进行烘烤,用钻咀在PCB板板面上钻导通孔;
B、锣槽:准备好锣带和锣刀,在数控锣机上导入锣带资料,在PCB板四周锣出通槽,并在PCB板拐角处预留连接位;
C、沉铜:将上述已经钻好导通孔和锣槽完的PCB板进行沉铜处理,在已钻导通孔和锣空的位置沉积一层薄铜层;
D、板电:通过全板电镀方法使沉铜上去的薄铜层加厚;
E、外层线路:在已板电的PCB板上贴上一层感光膜,进行对位曝光,再将未曝光的感光膜显影掉形成线路图形;
F、图形电镀:在上述已形成线路图形的PCB板的导通孔内和未被感光膜覆盖的线路铜上进行电镀加厚;
G、蚀刻:将上述加厚的PCB板放入蚀刻液中,蚀去不需要的非线路铜层,露出需要的线路部分,得到最终的线路图形;
H、阻焊:在得到线路图形的PCB板上不需要贴装电子器件的位置印上一层均匀的防焊绝缘油墨;
I、沉金:在印上一层防焊绝缘油墨的PCB板的需要贴装电子器件的位置及PCB板的四边沉积上一层薄金,从而实现包金边;
J、锣板:利用数控锣机将上述PCB板的连接位切开,即可得到成品的陶瓷高频PCB板。
所述步骤A之前还包括:对PCB板进行工程拼板设计。
最后制得的陶瓷高频PCB100结构如图1所示,其四边为包金边110,四个角通过基材连接位120。
下面通过一具体实施例来进行具体说明,先对PCB板进行工程拼板设计;然后选用一种陶瓷高频覆铜板(PCB板);
具体的制作方法包括以下步骤:
1)钻孔:将选用的陶瓷高频PCB板切割成需要制作的尺寸,并进行烘烤,用钻咀在PCB板板面上根据资料钻导通孔;
钻孔是利用钻咀的高速旋转和落速,在PCB板板面加工出所需要的孔,如本发明中的导通孔,用于线路中元件面与焊接面及层与层之间的导通、IC引脚的插装。该钻咀可采用硬质合金材料制造,例如钨钴类合金(以碳化钨粉末为基材,以钴为粘结剂,经加压烧结而成,具有高硬度、耐磨、有较高的强度)钨钴类合金的质量百分比如下:碳化钨:90~94%,钴6~10%。硬度为91.8~94.9#HRA,密度为14.4~15g/cm3。
烘烤烘烤温度可以是80~90℃。
2)锣槽:准备好锣带和锣刀,在数控锣机上导入锣带资料,锣出电镀铜包金边的位置;按照比单元尺寸小0.5-1.0mm,在单元四边锣槽,注意不要锣通,使单元板在四个拐角处预留0.5-2.0mm与工作板的连接位;
3)沉铜:将上述已经钻好导通孔和锣完的板进行沉铜处理,这样就在已钻导通孔和锣空的位置沉积一层薄铜层;
沉铜厚度可以是0.3~0.7μm,例如0.5μm。
4)板电:通过全板电镀方法使沉铜上去的薄铜层加厚;
5)外层线路:在已板电的覆铜板上贴上一层感光膜,进行对位曝光,再使用碳酸钠药水将未曝光的感光膜显影掉形成线路图形;
本步骤具体包括:磨板、贴膜、湿膜涂布、对位曝光、显影。
覆铜板经磨板干燥、贴上干膜后,用紫外线曝光,曝光后的干膜边硬,遇弱碱不能溶解,遇强碱能溶解,而未曝光部分遇弱碱就能溶解,这样就能将图形转移到铜面上。
磨板速度为2.5~3.2mm/min(如3 mm/min),磨痕宽度为8~14mm(如12 mm/min),磨板后烘干温度为80~90℃(如85℃)。
贴膜速度为1.5m/min,贴膜压力为5kg/cm2,贴膜温度为110℃,出板温度为40~60℃(如50℃)。
湿膜涂布:主要控制油墨粘度、涂布速度、涂布厚度等,涂布时间为第一面为5~10分钟,第二面10~20分钟。
曝光:主要控制对位精度、曝光能量、曝光光尺(6~8级盖膜)、停留时间等。
显影:显影速度为1.5~2.2m/min,显影温度为30℃,显影压力为1.4~2kg/cm2,显影液为碳酸钠药水(碳酸钠质量百分比为0.85~1.3%,如1%)。
6)图形电镀:在上述已形成线路图形的覆铜板的孔内和未被感光膜覆盖的线路铜上再进行电镀加厚,以得到要求的铜厚度;
此过程具体可包括:镀铜、镀锡、镀镍、镀金。镀铜是通过电镀的方式对孔内及线路进行电镀处理,满足对孔内及线路的铜厚要求,保证优良的导电性。镀锡是提供抗蚀保护层,以保证碱性蚀刻后形成良好的线路。镀镍是制作镀镍层,将其作为中间层起着金、铜之间的阻挡层的作用,可以阻止金铜间的相互扩散和阻碍铜穿透到金表面,确保镀金层的平整性及硬度。镀金是制作镀金层,将其作为碱性蚀刻度的保护层,具有优良的导电性及抗化学侵蚀能力。
其中,镀铜过程中镀液成分:CuSO4.5H2O:55~65g/L,H2SO4 :110~130ml/L Cl-:40~70ppm,处理温度为25℃;
镀锡过程中镀液成分:SnSO4:35~45g/L,H2SO4 :90~110ml/L,处理温度20℃;
镀镍过程中镀液成分:Ni2+:65~75g/L,NiCl2.6H20:10~20g/L,H3BO3:35~55g/L,pH:3.8~4.5,处理温度45~55℃;
镀金过程中镀液成分:Au:0.45~0.65g/L,pH:3.8~4.2,比重:1.02~1.05,温度40℃。
7)蚀刻:将上述加厚的PCB板放入蚀刻液中,蚀去不需要的非线路铜层,露出需要的线路部分,得到最终的线路图形;
蚀刻温度为48~52℃(如50℃),压力为1.2~2.5kg/cm2(如1.8kg/cm2)。蚀刻完后进行退膜处理,退膜温度为44~54℃(如49℃)),退膜液为质量百分比为8~12%(如10%)的NaOH溶液。
8)阻焊:在得到线路图形的PCB板上不需要贴装电子器件的地方印上一层均匀的防焊绝缘油墨;
9)沉金:在印上一层防焊绝缘油墨的PCB板的需要贴装电子器件的地方及PCB板的四边沉积上一层薄金,从而实现包金边;
10)锣板:利用数控锣机将上述实现板边金属化的PCB板与工艺边之间的连接位(即上述预留的连接位)锣断,即可得到成品的板边金属化的陶瓷高频PCB产品;
本发明的方法工艺简单,操作简便,包金边为在PCB的4个板边先电镀铜,然后再实现包金边。工程拼板设计包括单pcs与pcs间之间需增加工艺边,单pcs板边包金边处锣槽进行电镀包金边。
综上所述,通过本发明的方法可实现板边金属化,有效解决静电放电防护问题,并且能有效解决陶瓷高频PCB板在制作过程中断板问题。PCB的制作流程按照开料、钻孔、锣槽、等离子处理、沉铜、板电、线路、图形电镀、蚀刻、阻焊、沉金、锣板。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (2)
1.一种无玻璃布陶瓷高频PCB板板边金属化的方法,其特征在于,包括步骤:
A、钻孔:将选用的陶瓷高频的PCB板切割成需要制作的尺寸,并进行烘烤,用钻咀在PCB板板面上钻导通孔;
B、锣槽:准备好锣带和锣刀,在数控锣机上导入锣带资料,在PCB板四周锣出通槽,并在PCB板拐角处预留连接位;
C、沉铜:将上述已经钻好导通孔和锣槽完的PCB板进行沉铜处理,在已钻导通孔和锣空的位置沉积一层薄铜层;
D、板电:通过全板电镀方法使沉铜上去的薄铜层加厚;
E、外层线路:在已板电的PCB板上贴上一层感光膜,进行对位曝光,再将未曝光的感光膜显影掉形成线路图形;
F、图形电镀:在上述已形成线路图形的PCB板的导通孔内和未被感光膜覆盖的线路铜上进行电镀加厚;
G、蚀刻:将上述加厚的PCB板放入蚀刻液中,蚀去不需要的非线路铜层,露出需要的线路部分,得到最终的线路图形;
H、阻焊:在得到线路图形的PCB板上不需要贴装电子器件的位置印上一层均匀的防焊绝缘油墨;
I、沉金:在印上一层防焊绝缘油墨的PCB板的需要贴装电子器件的位置及PCB板的四边沉积上一层薄金,从而实现包金边;
J、锣板:利用数控锣机将上述PCB板的连接位切开,即可得到成品的陶瓷高频PCB板;
所述步骤A之前还包括:对PCB板进行工程拼板设计;
所述包金边为在PCB的4个板边先电镀铜,然后再实现包金边;
所述工程拼板设计包括:单元板与单元板间之间增加工艺边。
2.根据权利要求1所述的一种无玻璃布陶瓷高频PCB板板边金属化的方法,其特征在于,所述步骤B中,按照比PCB板小0.5~1.0mm,在PCB板四周锣出未贯通的槽,使PCB板在四个拐角处预留出0.5~2.0mm长的连接位。
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