CN108200736A - 一种可避免压合填充不饱满的pcb的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及印制线路板制作技术领域，具体为一种可避免压合填充不饱满的PCB的制作方法。本发明通过压合前在内层板上制作油墨层并固化，以此先对无铜区进行树脂填充，消除内层板铜厚对压合工序造成的不良影响，从而解决了厚铜板在压合时出现树脂填充不饱满、压合空洞、压合表面铜皮起皱、压合后多层压合板的板厚分布均匀性差的问题，并且可使多层压合板的厚度公差小于等于+/‑5％，满足对PCB更为严格的板厚精度要求。通过本发明方法制作PCB，PCB的板厚均匀性良好，公差小于等于+/‑5％，对于厚铜板(≥4OZ)，层间树脂填充饱满，无压合空洞及压合表面铜皮起皱的问题，为钻孔、贴膜等后工序打下良好的基础。

Description

一种可避免压合填充不饱满的PCB的制作方法
技术领域
本发明涉及印制线路板制作技术领域，具体涉及一种可避免压合填充不饱满的PCB的制作方法。
背景技术
在生产非二次电源厚铜板(≥4OZ)产品时，内层线路设计时出现大面积无铜区域成为常态，但是叠加区域与非叠加区域的厚度高度差(≥140um)会直接影响压合时压力分布均匀性以及树脂流动的填充性能。PCB板的底铜越厚，线路越密集，层数越多，在压合工序中，树脂填充不饱满、压合空洞、压合表面铜皮起皱以及压合板厚度分布均匀性差的问题也就越突出，这些问题会直接导致生产板报废，或间接导致钻孔时出现偏孔或断针、镀孔的壁铜厚度不均匀、外层贴膜起皱起泡等缺陷。
发明内容
本发明针对现有PCB的生产方式对于厚铜板(≥4OZ)在压合工序中容易出现树脂填充不饱满，压合后板厚不均匀等问题，提供一种可避免压合时出现树脂填充不饱满、压合后板厚不均匀的PCB的制作方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
一种可避免压合填充不饱满的PCB的制作方法，包括以下步骤：
S1印刷：在制作了内层线路的内层板上印刷油墨，形成油墨层；所述内层板包括无铜区和覆铜区。
优选的，所述油墨层比覆铜区的铜面高10-15μm。
优选的，所述油墨在25.8℃时的粘度为340dpa.s。
优选的，在内层板上印刷油墨的参数如下：气压为4KG/cm2，网板目数为77T，丝印速度为1m/min，丝印刀数为1刀。
优选的，在内层板上印刷油墨前，先对内层板进行棕化处理。
S2固化：热固化内层板上的油墨层。
优选的，将内层板置于110℃下烘烤1h使油墨层固化。
优选的，水平放置内层板于110℃的环境中。
优选的，对内层板的一面进行印刷和固化处理后，再对该内层板的另一面进行印刷和固化处理。
S3磨板：打磨内层板至露出内层板上覆铜区的铜面且使内层板的板面平整。
优选的，磨板的参数：砂带采用600#的砂带与600#的不织布；磨板次数为2遍，磨板速度为3.0m/min。
S4压合：通过半固化片将内层板与外层铜箔压合为一体，形成多层压合板。
优选的，压合的参数：压合温度为140-210℃，温度变化速率≤5℃/min，最高压力为380PSI，压力变化速率≤30PSI/min，压合时间为171min。
优选的，在内层板与外层铜箔压合前，均先对内层板进行棕化处理。
更优选的，内层板棕化后压合前，将内层板置于120℃下烘烤60min。
S5后工序：对多层压合板依次进行钻孔、沉铜、全板电镀、外层线路制作、阻焊层制作、表面处理、成型工序，制得PCB。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过压合前在内层板上制作油墨层并固化，以此先对无铜区进行树脂填充，消除内层板铜厚对压合工序造成的不良影响，从而解决了厚铜板在压合时出现树脂填充不饱满、压合空洞、压合表面铜皮起皱、压合后多层压合板的板厚分布均匀性差的问题，并且可使多层压合板的厚度公差小于等于+/-5％，满足对PCB更为严格的板厚精度要求。通过优化和控制印刷、固化、磨板和压合工序中的参数，可保证多层压合板中的油墨层与半固化片、内层板的基材及铜面结合良好，无分层和爆板问题。通过本发明方法制作PCB，PCB的板厚均匀性良好，公差小于等于+/-5％，对于厚铜板(≥4OZ)，层间树脂填充饱满，无压合空洞及压合表面铜皮起皱的问题，为钻孔、贴膜等后工序打下良好的基础。
具体实施方式
为了更充分的理解本发明的技术内容，下面将结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。
实施例
本实施例提供一种可避免压合填充不饱满的PCB的制作方法，所述PCB为四层板，内层板的铜厚为4OZ。具体的制作步骤如下：
(1)、开料：按拼板尺寸320mm×420mm开出芯板，芯板板厚为0.5mm，芯板的外层铜面厚度为4OZ。
(2)、制作内层线路(负片工艺)：内层图形转移，用垂直涂布机涂布感光膜，感光膜的膜厚控制8μm，采用全自动曝光机，以5-6格曝光尺(21格曝光尺)完成内层线路曝光；内层蚀刻，将曝光显影后的芯板蚀刻出线路图形，内层线宽量测为3mil；内层AOI，然后检查内层线路的开短路、线路缺口、线路针孔等缺陷,有缺陷报废处理，无缺陷的产品出到下一流程。经该工序加工后的芯板称为内层板，内层板上无线路的区域称为无铜区，有线路的区域称为覆铜区。
(3)印刷：先对内层板进行棕化处理，然后在内层板的一面上印刷油墨(日本山荣化学株式会社的线间填充油墨)，形成油墨层，控制油墨层比覆铜区的铜面高10-15μm的范围内，本实施例控制油墨层比覆铜区的铜面高15μm。
使用传统机-ATMAPC67进行印刷(推式印刷)，印刷油墨的参数如下：油墨在25.8℃时的粘度为340dpa.s，气压为4KG/cm2，网板目数为36T，丝印速度为1m/min，丝印刀数为1刀。
(4)固化：热固化内层板上的油墨层。将内层板置于110℃下烘烤1h使油墨层固化，并且使内层板始终保持水平放置，印刷有油墨层的一面朝上。
对内层板的一面进行印刷和固化处理后，再对该内层板的另一面进行印刷和固化处理。
(5)磨板：打磨内层板至露出内层板上覆铜区的铜面且使内层板的板面平整。磨板的参数：砂带采用600#的砂带与600#的不织布；磨板次数为2遍，磨板速度为3.0m/min。
(6)压合：先对内层板进行棕化处理，然后将内层板置于120℃下烘烤60min。接着通过半固化片将内层板与外层铜箔压合为一体，形成多层压合板。压合的参数：压合温度为140-210℃，温度变化速率≤5℃/min，最高压力为380PSI，压力变化速率≤30PSI/min，压合时间为171min。具体的压合参数控制如下：
PCB叠板高度：4层/book
压机型号：博可机
阶段 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
T0 140 160 170 180 180 210 210 195 195 140
vT 4 3 4 0 3 0 2 0 5 0
T1 160 170 180 180 210 210 195 195 140 140
Po 75 75 100 250 320 330 380 380 380 0
vp 0 13 30 26 10 10 0 0 30 0
P1 75 100 250 320 330 380 380 380 100 0
t 5 5 8 10 10 80 12 30 10 1
其中：T0表示阶段初始温度，℃；vT表示升温速率，℃/min；T1阶段最终温度，℃；Po表示阶段初始压力，PSI；vp表示压力变化率，PSI/min；P1表示阶段最终压力，PSI；t表示时间，min。
(7)、外层钻孔:利用钻孔资料进行钻孔加工。
(8)、沉铜:使多层压合板上的孔金属化，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm。
(9)、全板电镀：以1.8ASD的电流密度全板电镀20min。
(10)、制作外层线路(正片工艺)：外层图形转移，采用全自动曝光机和正片线路菲林，以5-7格曝光尺(21格曝光尺)完成外层线路曝光，经显影，在多层压合板上形成外层线路图形；外层图形电镀，然后在多层压合板上分别镀铜和镀锡，镀铜是以1.8ASD的电流密度全板电镀60min，镀锡是以1.2ASD的电流密度电镀10min，锡厚3-5μm；然后再依次退膜、蚀刻和退锡，在生产板上蚀刻出外层线路，然后检查外层线路的开短路、线路缺口、线路针孔等缺陷,有缺陷报废处理，无缺陷的产品出到下一流程。
(11)、阻焊、丝印字符：根据现有技术并按设计要求在生产板上制作阻焊层并丝印字符。
(12)、表面处理：根据现有技术并按设计要求在生产板上做表面处理。
(13)、成型：根据现有技术并按设计要求锣外形，制得线路板。
(14)、电气性能测试：检测线路板的电气性能，检测合格的线路板进入下一个加工环节；
(15)、终检：分别抽测成品的外观、孔铜厚度、介质层厚度、绿油厚度、内层铜厚等，合格的产品即可出货。
本实施例制作的PCB的板厚均匀性良好，公差小于+/-5％，并对本实施例制作的PCB进行热可靠性测试和回流焊测试，评测PCB中油墨层与半固化片、芯板基材及铜面的结合情况。
1、热可靠性测试：
条件：288℃×10s×3次
测试结果：油墨层无分层，无爆板现象，油墨层与半固化片PP和铜面结合良好。
2、回流焊测试
条件：290℃×5次
测试结果：油墨层与半固化片PP、铜面结合良好，无分层、爆板现象。
对比例
本对比例提供一种PCB的制作方法，所述PCB为四层板，内层板的铜厚为4OZ。具体的制作步骤与实施例的基本相同，不同之处在于步骤(4)和步骤(6)，具体如下：
步骤(4)固化：热固化内层板上的油墨层。将内层板置于130℃下烘烤40min使油墨层固化，并且使内层板始终保持水平放置，印刷有油墨层的一面朝上。
对内层板的一面进行印刷和固化处理后，再对该内层板的另一面进行印刷和固化处理。
步骤(6)压合：先对内层板进行棕化处理，然后将内层板置于120℃下烘烤60min。接着通过半固化片将内层板与外层铜箔压合为一体，形成多层压合板。具体的压合参数控制如下：
PCB叠板高度：4层/book
压机型号：博可机
阶段 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
T0 140 175 210 210 210 210 210 195 195 140
vT 7 7 0 0 0 0 2 0 5 0
T1 175 210 210 210 210 210 195 195 140 140
Po 75 75 100 250 320 330 380 380 380 0
vp 0 13 30 26 10 10 0 0 30 0
P1 75 100 250 320 330 380 380 380 100 0
t 5 5 8 10 10 80 12 30 10 1
其中：T0表示阶段初始温度，℃；vT表示升温速率，℃/min；T1阶段最终温度，℃；Po表示阶段初始压力，PSI；vp表示压力变化率，PSI/min；P1表示阶段最终压力，PSI；t表示时间，min。
本对比例制作的PCB的板厚均匀性较实施例的差，公差为+/-12％。对比例制作的PCB进行热可靠性测试和回流焊测试，评测PCB中油墨层与半固化片、芯板基材及铜面的结合情况。
1、热可靠性测试：
条件：288℃×10s×3次
测试结果：油墨层出现少量局部分层现象，油墨层与半固化片PP和铜面结合性有待提高。
2、回流焊测试
条件：290℃×5次
测试结果：油墨层与半固化片PP、铜面结合性有待提高，有少量局部分层现象。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种可避免压合填充不饱满的PCB的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1印刷：在制作了内层线路的内层板上印刷油墨，形成油墨层；所述内层板包括无铜区和覆铜区；
S2固化：热固化内层板上的油墨层；
S3磨板：打磨内层板至露出内层板上覆铜区的铜面且使内层板的板面平整；
S4压合：通过半固化片将内层板与外层铜箔压合为一体，形成多层压合板；
S5后工序：对多层压合板依次进行钻孔、沉铜、全板电镀、外层线路制作、阻焊层制作、表面处理、成型工序，制得PCB。
2.根据权利要求1所述的一种可避免压合填充不饱满的PCB的制作方法，其特征在于，步骤S1中，所述油墨层比覆铜区的铜面高10-15μm。
3.根据权利要求2所述的一种可避免压合填充不饱满的PCB的制作方法，其特征在于，步骤S1中，所述油墨在25.8℃时的粘度为340dpa.s。
4.根据权利要求3所述的一种可避免压合填充不饱满的PCB的制作方法，其特征在于，步骤S1中，在内层板上印刷油墨的参数：气压为4KG/cm2，网板目数为77T，丝印速度为1m/min，丝印刀数为1刀。
5.根据权利要求4所述的一种可避免压合填充不饱满的PCB的制作方法，其特征在于，对内层板的一面进行印刷和固化处理后，再对该内层板的另一面进行印刷和固化处理。
6.根据权利要求1所述的一种可避免压合填充不饱满的PCB的制作方法，其特征在于，步骤S2中，将内层板置于110℃下烘烤1h使油墨层固化。
7.根据权利要求6所述的一种可避免压合填充不饱满的PCB的制作方法，其特征在于，步骤S2中，水平放置内层板于110℃的环境中。
8.根据权利要求1所述的一种可避免压合填充不饱满的PCB的制作方法，其特征在于，步骤S3中，磨板的参数：砂带采用600#的砂带与600#的不织布；磨板次数为2遍，磨板速度为3.0m/min。
9.根据权利要求1所述的一种可避免压合填充不饱满的PCB的制作方法，其特征在于，步骤S4中，压合的参数：压合温度为140-210℃，温度变化速率≤5℃/min，最高压力为380PSI，压力变化速率≤30PSI/min，压合时间为171min。
10.根据权利要求1所述的一种可避免压合填充不饱满的PCB的制作方法，其特征在于，步骤S1和步骤S4中，在内层板上印刷油墨前以及内层板与外层铜箔压合前，均先对内层板进行棕化处理。
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