CN109348633B - 一种pcb塞孔铝片的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种PCB塞孔铝片的制作方法，包括步骤：制作铝片孔径资料；对铝片进行预处理；贴膜；图形转移；蚀刻；退膜。与现有技术相比，本发明改变了传统的数控钻孔机钻铝片的制作模式，省去了占用数控钻孔机产能及数控钻孔机制作塞孔铝片效率低下的问题，实现了快速高精度制作塞孔铝片，颠覆了传统制作塞孔铝片单一料号单一钻孔参数，每次只能制作一张塞孔铝片的方式。本发明可以批量快速制作不同规格不同型号的塞孔铝片，提高了印制电路板塞孔铝片制作的效率，加快了线路板塞孔制程的流转，节约了铝片制作的成本。

Description

一种PCB塞孔铝片的制作方法

技术领域

本发明涉及印制电路板制造技术领域，具体设计的是一种PCB塞孔铝片的制作方法。

背景技术

随着电子产品向“轻、薄、短、小”方向发展，PCB也向高密度、高难度的方向发展，而高多层板、任意阶HDI、埋置各类元器件的封装载板等高端印制电路板的制作工艺也越来越复杂，相应地线路板中的散热孔和导通孔的塞孔工艺也逐渐发展到油墨塞孔、树脂塞孔、铜浆塞孔以及微孔填孔。

PCB生产过程中，为了对电路板进行塞孔，需要使用塞孔铝片。对于线路板批量生产企业而言，需求量较小的同一铝片可以重复使用，但对于样品或者小批量铝片用量比较大的情况，每月动辙需要上万张铝片，因此需要有专门的数控钻孔机来制作铝片，而太多型号的塞孔铝片也会带来存储和查找困难，所以一般生产样品或者小批量的企业会定期对不常用的塞孔铝片选择废弃处理，如果有再用到时则需要重新钻塞孔铝片，这样不但造成极大的浪费，而且重复生产导致生产效率不高，生产成本增加。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种可批量制作不同规格塞孔铝片的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种PCB塞孔铝片的制作方法，包括步骤：

制作铝片孔径资料；对铝片进行预处理；贴膜；图形转移；蚀刻；退膜。

进一步地，所述制作铝片孔径资料，包括：

根据PCB板不同的塞孔孔径对应制作不同的铝片孔径资料，其中，PCB板塞孔孔径D≤0.3mm的铝片孔径资料对应加大0.05mm; 0.3mm＜PCB板塞孔孔径D≤0.5mm的铝片孔径与原设计资料相同，不需调整孔径补偿；塞孔孔径D＞0.5mm的铝片孔径资料缩小0.05mm。

进一步地，所述对铝片进行预处理，包括：

使用金刚砂对厚度为0.25mm的铝片进行预处理，以使铝面微观粗化；其中控制喷砂段有效长度在1.8m，金刚砂的目数在240#-400#，金刚砂的浓度15%±3%，运行速度不大于2.0m/min；或者

使用火山灰对厚度为0.25mm的铝片进行预处理，以使铝面微观粗化；其中控制火山灰槽有效长度在0.8m，火山灰刷轮的组数为2组，火山灰的浓度15%±5%，运行速度不大于2.5m/min。

进一步地，所述贴膜，包括：

控制贴膜传送速度为2.5m/min±0.5m/min，贴膜温度为115℃±5℃，贴膜压力为5kg/cm2±1kg/cm2，对预处理后的铝片进行贴膜。

进一步地，所述图形转移，包括：

根据铝片孔径资料采用LDI曝光机对铝片第一面进行曝光，并在铝片第一面上形成UV光烧点，以使铝片孔径资料图形对应转印到铝片第一面上；

然后以铝片第一面上的UV光烧点作为铝片第二面曝光的基准点，采用LDI曝光机对铝片第二面进行曝光，以使铝片孔径资料图形对应转印到铝片第二面上；

其中所述铝片第一面开窗与铝片第二面开窗之间的对准度与铝片孔径资料上第一面开窗与铝片第二面开窗之间的对准度误差控制在20um以内。

进一步地，在所述图形转移和蚀刻之间，包括：

过水平线，使用三角载板过机对铝片过水平线。

进一步地，所述蚀刻，包括：

控制有效槽长为4.6m，蚀刻传送速度6m/min±0.3m/min，温度50℃±2℃度，酸当量2.1±0.3N，氯离子260g/l±30 g/l，ORP值500±50，铜离子145 g/l±20 g/l对铝片进行酸性蚀刻。

进一步地，所述蚀刻，包括：

控制有效槽长为3.2m，蚀刻传送速度2.5m/min±0.2m/min，温度50℃±2℃，氯离子165g/l±20 g/l，PH值8.2±0.2，铜离子120 g/l±10 g/l对铝片进行碱性性蚀刻。

进一步地，所述退膜，包括：

控制退膜段有效槽长为3.2m，退膜速度2.8m/min±0.5m/min，退膜温度43℃±3℃，氢氧化钠浓度2%-4%，烘干段温度为80℃±5℃对蚀刻后的铝片进行退膜。

与现有技术相比，本发明改变了传统的数控钻孔机钻铝片的制作模式，省去了占用数控钻孔机产能及数控钻孔机制作塞孔铝片效率低下的问题，实现快速高精度制作塞孔铝片，颠覆了传统制作塞孔铝片单一料号单一钻孔参数，每次只能制作一张塞孔铝片的方式。本发明可以批量快速制作不同规格不同型号的塞孔铝片，提高了印制电路板塞孔铝片制作的效率，加快线路板塞孔制程的流转，节约铝片制作的成本。

附图说明

图1为本发明PCB塞孔铝片的制作流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有PCB塞孔铝片制作过程中，因无法批量制作不同规格塞孔铝片而导致的生产效率低，成本高的问题，本发明通过预先设置铝片孔径资料并通过图形转移和蚀刻的方式来制作塞孔铝片，实现了不需要数控钻孔机，并可批量制作不同规格塞孔铝片的目的。

请参阅图1所示，图1为本发明PCB塞孔铝片的制作流程图。本发明提供了一种PCB塞孔铝片的制作方法，其具体包括如下步骤：

S1、制作铝片孔径资料；

在实际制作过程中，PCB塞孔铝片中不同孔的开窗大小，是依照不同的铝片孔径资料制作而成的，而本发明是采用蚀刻的方式制作塞孔铝片，不论酸性蚀刻还是碱性蚀刻，随着蚀深的不断加深，都会产生相应的侧蚀，PCB塞孔铝片上孔径较小的塞孔，蚀刻药水交换相对较差；而PCB塞孔铝片上孔径较大的塞孔，蚀刻药水交换相对较强，加之曝光损失所占的比值较大，因此对于PCB塞孔铝片中较大或者较小的塞孔按照现有的铝片孔径资料制作是会存在较大误差的，因此在制作铝片孔径资料需要进行补偿，对于较小孔径的对应加大，而对于较大孔径的对应减小。

本发明采用的具体方式为：对于PCB塞孔铝片中孔径D≤0.3mm的，对应在制作铝片孔径资料时，将其对应孔径加大0.05mm; 而对于PCB塞孔铝片中孔径在 0.3mm＜孔径D≤0.5mm之间的，则对应在铝片孔径资料中由于其曝光损失与蚀刻侧蚀相抵，因此设计孔径资料时与原设计资料相同，不需更改；对于PCB塞孔铝片中孔径D＞0.5mm的，在制作铝片孔径资料时，将其孔径对应缩小0.05mm。

通过上述在制作铝片孔径资料时，对应对不同孔径大小进行不同的补偿调整，从而可以保证在加工过程中保证PCB塞孔铝片中不同孔的开窗大小准确，以减小误差。

S2、对铝片进行预处理；

对铝片进行预处理的目的主要是为了使铝片表面微观粗化，在后续贴膜过程中增强铝片与干膜的结合力。

其中对于铝片的预处理主要有两种方式：

一种方式是使用金刚砂对厚度为0.25mm的铝片进行预处理，其中控制喷砂段有效长度在1.8m，金刚砂的目数在240#-400#，金刚砂的浓度15%±3%，运行速度不大于2.0m/min。

另外一种方式是使用火山灰对厚度为0.25mm的铝片进行预处理，其中控制火山灰槽有效长度在0.8m，火山灰刷轮的组数为2组，火山灰的浓度15%±5%，运行速度不大于2.5m/min。

S3、贴膜；

在通过铝片预处理后，使得铝片表面微观粗化，可对应进行贴膜，而由于铝片的导热较快，容易产生贴膜不牢而导致后续蚀刻时腐蚀孔径变大的问题，因此对于贴膜的温度、速度和压力等参数需要严格控制。

本发明贴膜机的机台对应预热到贴膜温度为115℃±5℃，才可以开始传送铝片，铝片的传送速度为2.5m/min±0.5m/min，贴膜压力为5kg/cm2±1kg/cm2。

如果计划用酸性蚀刻制作塞孔铝片，则贴膜时干膜优先选用YQ-40SD等耐酸性干膜。

如果计划用碱性蚀刻制作塞孔铝片，贴膜时干膜优先选用如YQ-4096等耐碱性干膜。

S4、图形转移；

图形转移需要确保铝片第一面（正面）和铝片第二面（背面）开窗位置对位准确，本发明要求误差控制在20um以内。

为了确保对位准确，本发明采用如下方式：

首先根据铝片孔径资料采用LDI曝光机对铝片第一面进行曝光，并在铝片第一面上形成一个UV光烧点，以使铝片孔径资料图形对应转印到铝片第一面上；

然后再以铝片第一面上的UV光烧点作为铝片第二面曝光的基准点，并采用LDI曝光机对铝片第二面进行曝光，以使铝片孔径资料图形对应转印到铝片第二面上；

这样可以保证铝片第一面开窗与铝片第二面开窗之间的对准度与铝片孔径资料上第一面开窗与铝片第二面开窗之间的对准度准确。

S5、过水平线；

使用三角载板过机对铝片过水平线，常规的PCB为刚性印制板，水平线的齿轮间距多在3-4cm之间，薄板在经过各种压力水洗及药水洗时，受水洗压力的冲击易产生卡板问题，所以厚度为0.25mm的铝片不论过哪条水平线时，前面两端都需使用三角载板载运过机，而对于有超高压水洗设计的水平线水洗压力超过30kg/cm2要关闭此压力水洗再过铝片。

S6、蚀刻；

蚀刻的目的在于在铝片上对应形成塞孔，其具体可以根据前面所贴的干膜不同选择酸性蚀刻和碱性蚀刻。

由于酸性氯化铜系列等为主的酸性蚀刻对铝片的攻击性极大，蚀刻咬蚀深度在0.125mm已达到塞孔铝片的蚀刻要求，因此具体酸性蚀刻为：控制有效槽长为4.6m，蚀刻传送速度6m/min±0.3m/min，温度50℃±2℃度，酸当量2.1±0.3N，氯离子260g/l±30 g/l，ORP值500±50，铜离子145 g/l±20 g/l对铝片进行酸性蚀刻。

而由于以碱性氯化铵系列等为主的碱性蚀刻对铝片的攻击性相对于酸性蚀刻较小，因此对应的碱性蚀刻为：控制有效槽长为3.2m，蚀刻传送速度2.5m/min±0.2m/min，温度50℃±2℃，氯离子165g/l±20 g/l，PH值8.2±0.2，铜离子120 g/l±10 g/l对铝片进行碱性性蚀刻。

S7、退膜；

退膜的目的在于将蚀刻后在铝片上的多余干膜去掉，本发明控制退膜段有效槽长为3.2m，退膜速度2.8m/min±0.5m/min，退膜温度43℃±3℃，氢氧化钠浓度2%-4%，烘干段温度为80℃±5℃对蚀刻后的铝片进行退膜。

综上所述，本发明提供的PCB塞孔铝片的制作方法能够节约数控钻孔机占用量，提升钻孔产能。以一些PCB生产制造企业而言，约两个小时可制作一张铝片，每天按20张铝片的需求量计算，大概需要两台数控钻机打孔制作铝片，而两台数控钻机以最少的主轴两个轴计算，每次叠片数按2PNL一叠，则制作PCB产生的效益约为每天1万/H*24H*2轴*2PNL/叠*2台机=192万孔，折合成金额约为每天1344元，而通过本发明则根本不需要通过数控钻孔机即可达到，因此年节约成本达1344元*28天*12个月=451584元。

而且本发明通过对塞孔铝片制作工艺的改变，实现了同PCB的某一段工序有一样的生产流程，可以与在线生产板一起制作，节约了单独制作的人工成本及机台成本，且可以一次性大规模制作多种规格的不同铝片，其制作的参数条件的差异仅是LDI机调资料的差异，其它过程完全一致，可多种规格塞孔铝片一起生产。

另外，本发明还可根据公司酸性蚀刻和碱性蚀刻的产能差异，自由调配生产塞孔铝片的机台进行生产。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种PCB塞孔铝片的制作方法，其特征在于，包括：

步骤一、根据PCB板不同的塞孔孔径对应制作不同的铝片孔径资料，PCB板塞孔孔径D≤0.3mm的铝片孔径资料对应加大0.05mm; 0.3mm＜PCB板塞孔孔径D≤0.5mm的铝片孔径与原设计资料相同，不需调整孔径补偿；塞孔孔径D＞0.5mm的铝片孔径资料缩小0.05mm；

步骤二、使用金刚砂对厚度为0.25mm的铝片进行预处理，以使铝面微观粗化；其中控制喷砂段有效长度在1.8m，金刚砂的目数在240#-400#，金刚砂的浓度15%±3%，运行速度不大于2.0m/min；或者使用火山灰对厚度为0.25mm的铝片进行预处理，以使铝面微观粗化；其中控制火山灰槽有效长度在0.8m，火山灰刷轮的组数为2组，火山灰的浓度15%±5%，运行速度不大于2.5m/min；

步骤三、控制贴膜传送速度为2.5m/min±0.5m/min，贴膜温度为115℃±5℃，贴膜压力为5kg/cm²±1kg/cm²，对预处理后的铝片进行贴膜；

步骤四、根据铝片孔径资料采用LDI曝光机对铝片第一面进行曝光，并在铝片第一面上形成UV光烧点，以使铝片孔径资料图形对应转印到铝片第一面上，然后以铝片第一面上的UV光烧点作为铝片第二面曝光的基准点，采用LDI曝光机对铝片第二面进行曝光，以使铝片孔径资料图形对应转印到铝片第二面上；

步骤五、使用三角载板过机对铝片过水平线；

步骤六、控制有效槽长为4.6m，蚀刻传送速度6m/min±0.3m/min，温度50℃±2℃，酸当量2.1±0.3N，氯离子260g/l±30 g/l，ORP值500±50，铜离子145 g/l±20 g/l对铝片进行酸性蚀刻；或者控制有效槽长为3.2m，蚀刻传送速度2.5m/min±0.2m/min，温度50℃±2℃，氯离子165g/l±20 g/l，PH值8.2±0.2，铜离子120 g/l±10 g/l对铝片进行碱性蚀刻；

步骤七、控制退膜段有效槽长为3.2m，退膜速度2.8m/min±0.5m/min，退膜温度43℃±3℃，氢氧化钠浓度2%-4%，烘干段温度为80℃±5℃对蚀刻后的铝片进行退膜。

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