CN109587977A - 一种改善熔合位制板不良的方法 - Google Patents

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卿恒
冯涛
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Abstract

本发明涉及电路板生产技术领域，具体为一种改善熔合位制板不良的方法。本发明通过在熔合位的熔合位无铜区设置辅助孔，因PCB生产中的沉铜及电镀能力的限制，一定孔径大小的辅助孔仍可保持为非金属化通孔，因此在烤板或喷锡等高温流程中，可通过辅助孔散热及蒸发在湿制程中渗入熔合位的水汽，从而避免出现分层、爆板的问题；或通过在熔合位的熔合位无铜区设置辅助孔，因通过后续的沉铜及电镀流程，一定孔径大小的辅助孔变成金属化通孔，后续电镀流程中在熔合位无铜区处形成的镀铜层与辅助孔上的镀铜层连接在一起，可增强镀铜层与基材的结合力，从而可避免熔合位处表面铜层起泡的问题。

Description

一种改善熔合位制板不良的方法
技术领域
本发明涉及电路板生产技术领域，尤其涉及一种改善熔合位制板不良 的方法。
背景技术
一般线路板(PCB)的生产制作流程主要有开料、内层线路制作、压合、 外层钻孔、沉铜板电、外层线路制作、阻焊层制作、表面处理、成型等工序， 在压合工序中需要通过半固化片将内层芯板、外层铜箔/外层芯板压合为一体 形成多层生产板，而压合前需要通过熔合、铆合或熔合与铆合相结合的方式 对各板层做预固定。现有的熔合预固定方式的熔合周期一般是100-240秒， 在这么短的熔合周期内，半固化片难以完全固化，在后续的湿制程中，对于 某些规格的生产板，药水会渗入熔合位处，导致在烤板或喷锡流程中在熔合 位区域出现分层、爆板的问题。另外，目前大部分的熔合机采用电磁熔合技 术，而电磁熔合要求在熔合位处设置比熔合位大的开窗，因而在熔合位外周 存在一圈熔合位无铜区，而经过后续的电镀加工流程，会在该无铜区镀上一 层铜，但该区域的镀铜层与基材的结合力很弱，经过后续的制作流程，部分 镀铜层容易与基材分离而出现铜皮起泡的问题，尤其是对于需经多次电镀流 程的HDI板、软硬结合板等难度板，起泡问题更为严重。
发明内容
本发明针对现有以熔合方式预固定的PCB的制作方法在熔合位处容易 出现分层、爆板或表层铜皮起泡的问题，提供一种可避免熔合位处出现分层、 爆板或表层铜皮起泡从而改善熔合位制板不良的方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
一种改善熔合位制板不良的方法，在多层生产板的熔合位外周的熔合 位无铜区钻辅助孔，所述辅助孔为通孔；然后对多层生产板依次进行沉铜板 电、外层线路制造、阻焊层制作、表面处理、成型工序，制得PCB；所述多 层生产板是由内层芯板、半固化片和外层铜箔/外层芯板压合为一体构成的多 层板。
优选的，所述辅助孔的孔径为2.0mm。
更优选的，在熔合位无铜区钻一排辅助孔。
更优选的，位于熔合位向板边的一侧设置所述辅助孔。
更优选的，位于熔合位向板边的一侧设置一排共七个辅助孔，相邻两个 辅助孔的孔心距为3.5mm。
更优选的，所述多层生产板为一次压合假层结构板、多次压合板或一次 压合板。
所述一次压合假层结构板是同时满足以下四个条件的多层生产板：外层 芯板不含铜层的厚度大于或等于0.13mm、构成半固化片层的半固化片张数 少于或等于3张、内层芯板和外层芯板的铜层厚度之和小于或等于2OZ、 多层板的层数小于或等于16层。
所述多次压合板是同时满足以下三个条件的多层生产板：内层芯板不含 铜层的厚度大于或等于0.13mm、构成半固化片层的半固化片张数少于或等 于3张、内层芯板和外层芯板的铜层厚度之和小于或等于2OZ。
优选的，所述辅助孔的孔径为1.15mm。
更优选的，在熔合位无铜区且绕熔合位设置至少一圈辅助孔，同一圈的 辅助孔中相邻两个辅助孔的孔心距为2.5mm。
更优选的，所述多层生产板为一次压合假层结构板、多次压合板或软硬 结合板。
所述一次压合假层结构板是未同时满足以下四个条件的多层生产板：外 层芯板不含铜层的厚度大于或等于0.13mm、构成半固化片层的半固化片张 数少于或等于3张、内层芯板和外层芯板的铜层厚度之和小于或等于2OZ、 多层板的层数小于或等于16层。
所述多次压合板是未同时满足以下三个条件的多层生产板：内层芯板不 含铜层的厚度大于或等于0.13mm、构成半固化片层的半固化片张数少于或 等于3张、内层芯板和外层芯板的铜层厚度之和小于或等于2OZ。
所述软硬结合板是工艺边宽度小于30mm的多层生产板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在熔合位的熔合位无铜区设置辅助孔，因PCB生产中的沉 铜及电镀能力的限制，一定孔径大小的辅助孔仍可保持为非金属化通孔，因 此在烤板或喷锡等高温流程中，可通过辅助孔散热及蒸发在湿制程中渗入熔 合位的水汽，从而避免出现分层、爆板的问题；或通过在熔合位的熔合位无 铜区设置辅助孔，因通过后续的沉铜及电镀流程，一定孔径大小的辅助孔变 成金属化通孔，后续电镀流程中在熔合位无铜区处形成的镀铜层与辅助孔上 的镀铜层连接在一起，可增强镀铜层与基材的结合力，从而可避免熔合位处表面铜层起泡的问题。本发明针对不同类型规格的PCB的生产存在的不同 主要问题(熔合位处内层分层爆板或表面铜层起泡)，在熔合位无铜区设置 适宜孔径大小的辅助孔，可避免内层这两种问题的出现，从而改善熔合位制 板不良的问题。
附图说明
图1为实施例1中在熔合位无铜区处钻辅助孔后的多层生产板的示意图；
图2为图1中A局部的放大图；
图3为实施例2中在熔合位无铜区处钻辅助孔后的多层生产板的示意图；
图4为图3中A局部的放大图。
具体实施方式
为了更充分的理解本发明的技术内容，下面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1
本实施例提供一种软硬结合板的制作方法，尤其提供一种针对压合工序 中以熔合技术进行熔合预固定，改善熔合位处分层、爆板的制板不良的方法。
(1)开料：按设计要求的拼板尺寸开出软板芯板和硬板芯板。软板芯板和 硬板芯板的外周为工艺边，工艺边宽度为25mm。
(2)内层线路制作(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，将曝光显影后的软板芯板和硬板芯板蚀刻出 内层线路，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； 软板芯板包括软板区域和软硬结合区域。
(3)棕化：通过化学反应的方式，在软板芯板铜层表面生成一种棕色氧化 层，使铜面的粗糙度变大，增强压合时与覆盖膜的结合力。
(4)贴覆盖膜：在软板芯板上的软板区域对位贴合覆盖膜。
其中，贴合前，根据软板区域的形状，在与软板芯板相同尺寸的覆盖膜 上对应软硬结合区域进行开窗处理。
(5)快速压合：通过高温高压将覆盖膜的胶层(环氧树脂)与软板芯板的软 板区域完全粘合，达到保护软板区域的效果；快速压合的参数为：温度180℃， 压力90KG，压合时间1min。
(6)烤板：软板芯板在150℃下烘烤1h，使覆盖膜完全固化。
(7)OPE冲孔：在软板芯板和硬板芯板的相应位置冲出压合用的铆钉孔。
(8)贴保护胶带：在覆盖膜上贴耐高温的保护胶带，用于隔绝后期压合时 半固化片PP的流胶粘到覆盖膜上，进而在后期软板区域揭盖时直接把与半 固化片PP粘住的保护胶带一并去掉。
(9)快速压合：通过高温高压将保护胶带的胶层与覆盖膜完全粘合并固化， 快速压合的参数为：温度180℃，压力90KG，压合时间1min。
(10)棕化：通过化学反应的方式，在软板芯板和硬板芯板铜层表面生成 一种棕色氧化层，使铜面的粗糙度变大，增强压合时与半固化片PP的结合 力。
(11)压合：将软板芯板和硬板芯板用半固化片PP预叠在一起，并通过熔 合方式进行熔合预固定，将各层预固定在一起，形成预叠结构。然后根据板 料Tg选用适当的层压条件将预叠结构压合为一体，形成软硬结合的多层生 产板(软硬结合板)。
熔合位设在工艺边上，熔合位外周的无铜区域称为熔合位无铜区。
(12)外层钻孔：根据钻孔资料，使用机械钻孔的方式，在软硬结合板上 钻孔，所钻的这些孔后续加工成金属化孔，用于导通层间线路。同时在工艺 边上熔合位向板边的一侧的熔合位无铜区处，绕熔合位设置三圈孔径为 1.15mm的辅助孔，同一圈的辅助孔中相邻两个辅助孔的孔心距为2.5mm， 由于熔合位向单元内一侧的熔合位无铜区较窄，没有足够空间设置三排辅助 孔，因此该侧只设置两排辅助孔，如图1和图2所示。
(13)沉铜板电：用化学的方法在软硬结合板上沉积一层铜，以18ASF 的电流密度进行电镀以加厚铜层至设计要求。
(14)制作外层线路：采用正片工艺制作外层线路，依次是：在软硬结 合板上制作外层线路图形，接着进行外层图形电镀，然后退去软硬结合板上 的外层线路图形，接着对软硬结合板依次进行蚀刻、退锡处理，在软硬结合 板上制得外层线路。其中包括依次进行的外层图形、外层图形电镀、外层蚀 刻工序。制作的外层图形未覆盖辅助孔的孔口，使外层图形电镀时亦对辅助 孔进行电镀。
(15)外层AOI：使用自动光学检测系统，通过与CAM资料的对比， 检测外层线路是否有开路、缺口、蚀刻不净、短路等缺陷。
(16)阻焊、丝印字符：通过在软硬结合板外层制作绿油层并丝印字符， 绿油厚度为：10-50μm，从而可以使软硬结合板在后续的使用过程中可以减 少环境变化对其的影响。
(17)表面处理(有铅喷锡)：将软硬结合板浸入熔融状态的焊料，再 通过热风将表面及金属化孔内多余的焊料吹掉，从而得到一个平滑的、均匀 的、光亮的焊料层。表面锡层的厚度为1μm，孔内锡厚为10μm。
(18)成型控深锣：将软硬结合板对应软板区域的废料通过深度控制锣板 方式从产品上剥离，露出其软板部分，揭盖时一并去除覆盖膜上的保护胶带。
(19)激光切割成型：通过激光切割的方式将软硬结合板软板外形成型， 切割公差为+/-0.05mm。
(20)成型：将使用的工具孔及其他辅助作用的边框锣掉，将软硬结合板 硬板边外形成型，并将产品锣成客户要求的出货单元，成型公差为：±0.1mm。
(21)电测试——测试成品板的电气导通性能，此板使用测试方法为：飞 针测试。
(22)FQC——检查成品板的外观、孔铜厚度、介质层厚度、绿油厚度、 内层铜厚等是否符合客户的要求。
(23)包装——按照客户要求的包装方式以及包装数量，对成品板进行密 封包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。
以本实施例上述的工艺流程制作软硬结合板，熔合位处的表层镀铜层未 出现铜皮起泡的问题。
还可以应用上述实施例在熔合位无铜区处设置的辅助孔的方式，制作一 次压合假层结构板或多次压合板；并且，所述一次压合假层结构板是未同时 满足以下四个条件的多层生产板：外层芯板不含铜层的厚度大于或等于 0.13mm、构成半固化片层的半固化片张数少于或等于3张、内层芯板和外 层芯板的铜层厚度之和小于或等于2OZ、多层板的层数小于或等于16层； 所述多次压合板是未同时满足以下三个条件的多层生产板：内层芯板不含铜 层的厚度大于或等于0.13mm、构成半固化片层的半固化片张数少于或等于3张、内层芯板和外层芯板的铜层厚度之和小于或等于2OZ。
实施例2
本实施例提供一种PCB的制作方法，尤其提供一种针对压合工序中 以熔合技术进行熔合预固定，改善熔合位处分层、爆板的制板不良的方 法。
(1)开料：按设计要求的拼板尺寸开出内层芯板。
(2)制作内层线路：采用负片工艺在内层芯板上制作内层线路，得到 内层线路板。在内层芯板上蚀刻做出内层线路后，按常规工序依次进行POE 冲孔和内层AOI。
(3)压合：将内层芯板、半固化片PP、外套铜箔预叠在一起，并通过 熔合方式进行熔合预固定，将各层预固定在一起，形成预叠结构。然后根据 板料Tg选用适当的层压条件将预叠结构压合为一体，形成多层生产板。
熔合位设在工艺边上，熔合位外周的无铜区域称为熔合位无铜区。
(4)外层钻孔：根据钻孔资料，使用机械钻孔的方式，在多层生产板 上钻孔，所钻的这些孔后续加工成金属化孔，用于导通层间线路。同时在工 艺边上熔合位向板边的一侧的熔合位无铜区处设置一排共七个辅助孔，辅助 孔的孔径为2.0mm，相邻两个辅助孔的孔心距为3.5mm，如图3和图4所示。
(5)沉铜板电：用化学的方法在多层生产板上沉积一层铜，以18ASF 的电流密度进行电镀以加厚铜层至设计要求。
以该沉铜板电工序的电镀密度，无法在孔径为2.0mm的辅助孔上镀上 铜层，完成沉铜板电工序后，辅助孔仍保持为非金属通孔。在辅助孔的孔壁 可能存在少量零散的沉铜层，在后续制作外层线路时，可通过蚀刻除去，以 确保辅助孔孔壁干净，为非金属化通孔。
(6)制作外层线路：采用正片工艺制作外层线路，依次是：在多层生 产板上制作外层线路图形，接着进行外层图形电镀，然后退去多层生产板上 的外层线路图形，接着对多层生产板依次进行蚀刻、退锡处理，在多层生产 板上制得外层线路。其中包括依次进行的外层图形、外层图形电镀、外层蚀 刻工序。制作的外层图形覆盖住辅助孔的孔口，使外层图形电镀时辅助孔内 无法电镀上铜层和锡层，而在外层蚀刻时可对辅助孔孔壁上零散的沉铜层蚀 刻除去。
(7)外层AOI：使用自动光学检测系统，通过与CAM资料的对比， 检测外层线路是否有开路、缺口、蚀刻不净、短路等缺陷。
(8)阻焊、丝印字符：通过在多层生产板外层制作绿油层并丝印字符， 绿油厚度为：10-50μm，从而可以使多层生产板在后续的使用过程中可以减 少环境变化对其的影响。
(9)表面处理(有铅喷锡)：将多层生产板浸入熔融状态的焊料，再通 过热风将表面及金属化孔内多余的焊料吹掉，从而得到一个平滑的、均匀的、 光亮的焊料层。表面锡层的厚度为1μm，孔内锡厚为10μm。
(10)成型：根据现有技术并按设计要求锣外形，外型公差+/-0.05mm， 制得PCB。
(11)电测试：测试成品板的电气导通性能，此板使用测试方法为：飞 针测试。
(12)FQC：检查成品板的外观、孔壁铜厚、介质层厚度、绿油厚度、 内层铜厚等是否符合客户的要求。
(13)包装：按照客户要求的包装方式以及包装数量，对成品板进行密 封包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。
以本实施例上述的工艺流程制作PCB，熔合位处未出现分层、爆板的问 题。
还可以应用上述实施例在熔合位无铜区处设置的辅助孔的方式，制作一 次压合假层结构板或多次压合板；并且，所述的一次压合假层结构板需同时 满足以下四个条件：外层芯板不含铜层的厚度大于或等于0.13mm、构成半 固化片层的半固化片张数少于或等于3张、内层芯板和外层芯板的铜层厚度 之和小于或等于2OZ、多层板的层数小于或等于16层。所述的多次压合板 需同时满足以下三个条件：内层芯板不含铜层的厚度大于或等于0.13mm、 构成半固化片层的半固化片张数少于或等于3张、内层芯板和外层芯板的铜 层厚度之和小于或等于2OZ。
以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容 易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延 伸或再创造，均受本发明的保护。

Claims (9)

1.一种改善熔合位制板不良的方法，其特征在于，在多层生产板的熔合位外周的熔合位无铜区钻辅助孔，所述辅助孔为通孔；然后对多层生产板依次进行沉铜板电、外层线路制造、阻焊层制作、表面处理、成型工序，制得PCB；
所述多层生产板是由内层芯板、半固化片和外层铜箔/外层芯板压合为一体构成的多层板。
2.根据权利要求1所述的改善熔合位制板不良的方法，其特征在于，所述辅助孔的孔径为2.0mm。
3.根据权利要求2所述的改善熔合位制板不良的方法，其特征在于，在熔合位无铜区钻一排辅助孔。
4.根据权利要求3所述的改善熔合位制板不良的方法，其特征在于，位于熔合位向板边的一侧设置所述辅助孔。
5.根据权利要求4所述的改善熔合位制板不良的方法，其特征在于，位于熔合位向板边的一侧设置一排共七个辅助孔，相邻两个辅助孔的孔心距为3.5mm。
6.根据权利要求5所述的改善熔合位制板不良的方法，其特征在于，所述多层生产板为一次压合假层结构板、多次压合板或一次压合板；
所述一次压合假层结构板是同时满足以下四个条件的多层生产板：外层芯板不含铜层的厚度大于等于0.13mm、构成半固化片层的半固化片张数少于或等于3张、内层芯板和外层芯板的铜层厚度之和小于或等于2OZ、多层板的层数小于或等于16层；
所述多次压合板是同时满足以下三个条件的多层生产板：内层芯板不含铜层的厚度大于等于0.13mm、构成半固化片层的半固化片张数少于或等于3张、内层芯板和外层芯板的铜层厚度之和小于或等于2OZ。
7.根据权利要求1所述的改善熔合位制板不良的方法，其特征在于，所述辅助孔的孔径为1.15mm。
8.根据权利要求7所述的改善熔合位制板不良的方法，其特征在于，在熔合位无铜区且绕熔合位设置至少一圈辅助孔，同一圈的辅助孔中相邻两个辅助孔的孔心距为2.5mm。
9.根据权利要求8所述的改善熔合位制板不良的方法，其特征在于，所述多层生产板为一次压合假层结构板、多次压合板或软硬结合板；
所述一次压合假层结构板是未同时满足以下四个条件的多层生产板：外层芯板不含铜层的厚度大于等于0.13mm、构成半固化片层的半固化片张数少于或等于3张、内层芯板和外层芯板的铜层厚度之和小于或等于2OZ、多层板的层数小于或等于16层；
所述多次压合板是未同时满足以下三个条件的多层生产板：内层芯板不含铜层的厚度大于等于0.13mm、构成半固化片层的半固化片张数少于或等于3张、内层芯板和外层芯板的铜层厚度之和小于或等于2OZ；
所述软硬结合板是工艺边宽度小于30mm的多层生产板。
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