CN111867266A - 一种防止pcb孤立线路短路的线路设计方法 - Google Patents

一种防止pcb孤立线路短路的线路设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防止PCB孤立线路短路的线路设计方法，包括以下步骤：在生产板上制作外层线路图形，使用于形成外层线路的区域开窗而其它区域被干膜覆盖，且在对应孤立线路周围的位置处开出辅助窗口形成辅助铜面；对生产板进行图形电镀，使生产板上的外层线路图形和辅助铜面上依次镀上铜层和锡层；对生产板依次进行退膜、外层碱性蚀刻和退锡处理，在生产板上制作形成外层线路；在生产板上贴干膜，并在对应辅助铜面的位置处进行开窗；而后再对生产板进行酸性蚀刻处理以除去辅助铜面。本发明方法可平衡图形电镀时电流的分布，减小孤立线路上的电流，从而降低图形电镀时孤立线路的铜厚，避免由于孤立线路位置铜厚超过干膜厚度导致的蚀刻不净短路。

Description

一种防止PCB孤立线路短路的线路设计方法
技术领域
本发明涉及印制线路板制作技术领域，具体涉及一种防止PCB孤立线路短路的线路设计方法。
背景技术
线路板上由于某种要求设计有孤立的线路，图形电镀时，由于电流分布的原理，孤立线路位置的电流会大于大铜面区域的电流，因此，孤立线路铜厚明显大于其它大铜面的位置，以致孤立线路铜厚过大而高于干膜厚度而将干膜夹住，此种情况在退膜时，线路间的干膜无法被退掉，从而导致蚀刻时，线路间的铜无法被蚀刻掉，最终造成线路短路。
现有技术中制作外层线路的流程是：前工序→沉铜→全板电镀→外层图形→图形电镀→外层碱性蚀刻→外层AOI→后工序正常流程；现有的工艺技术方法，未对孤立线路位置进行电镀分流设计，导致产品在制作过程中，由于线路短路报废率较高，不仅影响产品的交货，而且也导致生产成本上升。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有的技术缺陷，提供一种防止PCB孤立线路短路的线路设计方法，该方法在制作外层线路图形时通过在孤立线路的周围增加辅助窗口形成电镀的辅助铜面，用来平衡图形电镀时电流的分布，减小孤立线路上的电流，从而降低图形电镀时孤立线路的铜厚，避免由于孤立线路位置铜厚超过干膜厚度导致的蚀刻不净短路。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种防止PCB孤立线路短路的线路设计方法，包括以下步骤：
S1、在生产板上制作外层线路图形，使用于形成外层线路的区域开窗而其它区域被干膜覆盖，且在干膜上环绕孤立线路周围的位置处开出表面积大于孤立线路表面积的辅助窗口，使辅助窗口处的铜面显露形成辅助铜面，所述辅助铜面与孤立线路间的间距≥0.2mm；
S2、对生产板进行图形电镀处理，使生产板上的外层线路图形和辅助铜面上依次镀上铜层和锡层；
S3、对生产板依次进行退膜、外层碱性蚀刻和退锡处理，在生产板上制作形成外层线路；
S4、在生产板上贴干膜，并在干膜上对应所述辅助铜面的位置处进行开窗；
S5、而后再对生产板进行酸性蚀刻处理以除去辅助铜面，然后退膜。
进一步的，步骤S1中，用于制作外层图形的干膜的厚度大于或等于45μm。
进一步的，步骤S1中，先在生产板上贴干膜，而后依次通过曝光和显影形成外层线路图形和辅助窗口。
进一步的，步骤S1中，所述辅助铜面的表面积为孤立线路表面积的3-5倍。
进一步的，步骤S1中，所述辅助铜面的表面积为孤立线路表面积的4倍。
进一步的，步骤S2中，图形电镀前，先对生产板依次进行酸性除油、微蚀和预浸处理。
进一步的，步骤S2中，采用喷淋的方式对生产板进行微蚀处理，且喷淋的压力为1.5±0.5kg/cm2，微蚀处理时的微蚀量为0.9±0.3μm。
进一步的，步骤S4中，所述干膜的厚度小于或等于20μm。
进一步的，步骤S5之后还包括以下步骤：
S7、生产板依次经过制作阻焊层、表面处理和成型工序，制得线路板。
进一步的，所述生产板为芯板或由半固化片将内层芯板和外层铜箔压合为一体的多层板。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过优化图形设计资料，优化平衡孤立线路位置图形分布，将原来孤立线路位置的无铜区域，设计一些平衡电流分布的铜面，即在制作外层线路图形时通过在孤立线路的周围增加辅助窗口形成电镀的辅助铜面，用来平衡图形电镀时电流的分布，减小孤立线路上的电流，保证图形电镀时，孤立线路位置和其他区域的电流能够均匀分布，从而降低图形电镀时孤立线路的铜厚，满足电镀的铜厚均匀性，保证孤立线路蚀刻后，不会出现蚀刻不净短路报废的问题，避免由于孤立线路位置的铜厚超过干膜厚度导致的蚀刻不净短路；本发明方法在完成外层线路蚀刻后，再经过一次外层图形，使用干膜把辅助铜面以外的其它区域全部盖住，只漏出孤立线路周围位置处为了平衡电流分布的辅助铜面，经过酸性蚀刻的方式，将平衡电流分布的铜皮蚀刻掉，从而得到满足客户要求的外层线路设计；另外第一次制作外层图形时用厚度大于或等于45μm的干膜，可进一步减轻或避免线路夹膜问题，而第二次制作外层图形时因只需作为防蚀刻作用，所以可采用厚度小于或等于20μm的干膜，较薄的厚度便于干膜与生产板的贴合，提高贴合品质，避免蚀刻药水流入外层线路中导致线幼的问题。
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1
本实施例提供一种线路板的制作方法，具体工艺如下：
(1)、开料：按拼板尺寸520mm×620mm开出芯板，芯板厚度0.5mm，外层铜箔厚度为0.5OZ。
(2)内层线路制作(负片工艺)：内层图形转移，用垂直涂布机在芯板上涂布感光膜，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)在芯板上完成内层线路曝光，经显影，在芯板上形成内层线路图形；内层蚀刻，将曝光显影后的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。
(3)、压合：棕化速度按照底铜铜厚棕化，将外层铜箔、半固化片、内层芯板、半固化片、外层铜箔依次叠合后，根据板料的特性选用适当的层压条件进行压合，形成生产板。
(4)、外层钻孔:根据钻孔资料，使用机械钻孔的方式，在生产板上钻孔，所钻的孔包括需填塞树脂的塞孔。
(5)、沉铜:在孔壁上通过化学反应的方式沉积一层薄铜，使生产板上的孔金属化，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm。
(6)、全板电镀：根据电化学反应的原理，在沉铜的基础上电镀上一层铜。
(7)、制作外层线路(正片工艺)：具体包括以下步骤：
a、先在生产板上贴厚度大于或等于45μm的干膜，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，在生产板上形成外层线路图形，使用于形成外层线路的区域开窗而其它区域被干膜覆盖，且在干膜上环绕孤立线路周围的位置处开出表面积大于孤立线路表面积的辅助窗口，使辅助窗口处的铜面显露形成辅助铜面，辅助铜面与孤立线路间的间距≥0.2mm，避免因加工误差导致孤立线路与辅助铜面连接在一起影响电镀品质；辅助铜面的表面积为孤立线路表面积的3-5倍(优选为4倍)，此面积下的辅助铜面在可有效分流电镀电流的同时又不会过度抢电流，避免孤立线路处电镀的铜厚不足；
b、对生产板依次进行酸性除油、微蚀和预浸处理，其中，酸性除油--提供除油液并采用除油液去除显露的板面铜层表面上的污迹；微蚀--采用酸性蚀刻液在34±2℃下并通过喷淋的方式对生产板进行微蚀处理，且喷淋的压力为1.5±0.5kg/cm2，微蚀处理时的微蚀量为0.9±0.3μm，使显露的板面铜层表面微粗化；预浸--采用活化液去除显露的板面铜层表面轻微的氧化膜；
c、对生产板进行图形电镀处理，使生产板上的外层线路图形和辅助铜面上依次镀上铜层和锡层，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；
d、对生产板依次进行退膜、外层碱性蚀刻和退锡处理，在生产板上制作形成外层线路，在生产板上蚀刻出外层线路和辅助铜面；
e、在生产板上贴厚度小于或等于20μm的干膜，并在干膜上对应辅助铜面的位置处进行开窗；
f、而后再对生产板进行酸性蚀刻处理以除去辅助铜面，退膜后形成所需的外层线路。
g、外层AOI，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。
(8)、阻焊、丝印字符：采用白网印刷TOP面阻焊油墨，TOP面字符添加"UL标记"；具体为，在不需焊接的线路和基材上，涂覆一层防止焊接时线路间产生桥接、提供永久性的电气环境和抗化学腐蚀的保护层，同时起美化外观的作用。
(9)、电测试：测试生产板的电气导通性能，此板使用测试方法为：飞针测试。
(10)、表面处理：根据现有技术并按设计要求在阻焊开窗位(焊盘)的铜面通化学原理，均匀沉积一定要求厚度的镍金。
(11)、成型：根据现有技术并按设计要求锣外形，外型公差+/-0.05mm，制得线路板。
(12)、FQC：根据客户验收标准及我司检验标准，对PCB外观进行检查，如有缺陷及时修理，保证为客户提供优良的品质控制。
(13)、FQA：再次抽测PCB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。
(14)、包装：按照客户要求的包装方式以及包装数量，对PCB进行密封包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。
经过实际验证，通过实施例1所述的技术，已完成一款大批量板子的生产(预计每月产量为300m2)，并且优化后此板子的报废率改善幅度为43％，预计经济价值为50万元/月。
实施例2
本实施例提供一种线路板的制作方法，具体工艺如下：
(1)、开料：按拼板尺寸520mm×620mm开出芯板，芯板厚度0.5mm，外层铜箔厚度为0.5OZ。
(2)、钻孔:根据钻孔资料，使用机械钻孔的方式，在芯板上钻孔，所钻的孔包括需填塞树脂的塞孔。
(3)、沉铜:在孔壁上通过化学反应的方式沉积一层薄铜，使芯板上的孔金属化，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm。
(4)、全板电镀：根据电化学反应的原理，在沉铜的基础上电镀上一层铜。
(5)、制作外层线路(正片工艺)：具体包括以下步骤：
a、先在芯板上贴厚度大于或等于45μm的干膜，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，在芯板上形成外层线路图形，使用于形成外层线路的区域开窗而其它区域被干膜覆盖，且在干膜上对应孤立线路周围的位置处开出表面积大于孤立线路表面积的辅助窗口，使辅助窗口处的铜面显露形成辅助铜面，辅助铜面与孤立线路间的间距≥0.2mm，避免因加工误差导致孤立线路与辅助铜面连接在一起影响电镀品质；辅助铜面的表面积为孤立线路表面积的3-5倍(优选为4倍)，此面积下的辅助铜面在可有效分流电镀电流的同时又不会过度抢电流，避免孤立线路处电镀的铜厚不足；
b、对芯板依次进行酸性除油、微蚀和预浸处理，其中，酸性除油--提供除油液并采用除油液去除显露的板面铜层表面上的污迹；微蚀--采用酸性蚀刻液在34±2℃下并通过喷淋的方式对芯板进行微蚀处理，且喷淋的压力为1.5±0.5kg/cm2，微蚀处理时的微蚀量为0.9±0.3μm，使显露的板面铜层表面微粗化；预浸--采用活化液去除显露的板面铜层表面轻微的氧化膜；
c、对芯板进行图形电镀处理，使芯板上的外层线路图形和辅助铜面上依次镀上铜层和锡层，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；
d、对芯板依次进行退膜、外层碱性蚀刻和退锡处理，在芯板上制作形成外层线路，在芯板上蚀刻出外层线路；
e、在芯板上贴厚度小于或等于20μm的干膜，并在干膜上对应辅助铜面的位置处进行开窗；
f、而后再对芯板进行酸性蚀刻处理以除去辅助铜面，退膜后形成所需的外层线路。
g、外层AOI，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。
(6)、阻焊、丝印字符：采用白网印刷TOP面阻焊油墨，TOP面字符添加"UL标记"；具体为，在不需焊接的线路和基材上，涂覆一层防止焊接时线路间产生桥接、提供永久性的电气环境和抗化学腐蚀的保护层，同时起美化外观的作用。
(7)、电测试：测试芯板的电气导通性能，此板使用测试方法为：飞针测试。
(8)、表面处理：根据现有技术并按设计要求在阻焊开窗位(焊盘)的铜面通化学原理，均匀沉积一定要求厚度的镍金。
(9)、成型：根据现有技术并按设计要求锣外形，外型公差+/-0.05mm，制得线路板。
(10)、FQC：根据客户验收标准及我司检验标准，对PCB外观进行检查，如有缺陷及时修理，保证为客户提供优良的品质控制。
(11)、FQA：再次抽测PCB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。
(12)、包装：按照客户要求的包装方式以及包装数量，对PCB进行密封包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。
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)

1.一种防止PCB孤立线路短路的线路设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在生产板上制作外层线路图形，使用于形成外层线路的区域开窗而其它区域被干膜覆盖，且在干膜上环绕孤立线路周围的位置处开出表面积大于孤立线路表面积的辅助窗口，使辅助窗口处的铜面显露形成辅助铜面，所述辅助铜面与孤立线路间的间距≥0.2mm；
S2、对生产板进行图形电镀处理，使生产板上的外层线路图形和辅助铜面上依次镀上铜层和锡层；
S3、对生产板依次进行退膜、外层碱性蚀刻和退锡处理，在生产板上制作形成外层线路；
S4、在生产板上贴干膜，并在干膜上对应所述辅助铜面的位置处进行开窗；
S5、而后再对生产板进行酸性蚀刻处理以除去辅助铜面，然后退膜。
2.根据权利要求1所述的防止PCB孤立线路短路的线路设计方法，其特征在于，步骤S1中，用于制作外层图形的干膜的厚度大于或等于45μm。
3.根据权利要求1所述的防止PCB孤立线路短路的线路设计方法，其特征在于，步骤S1中，先在生产板上贴干膜，而后依次通过曝光和显影形成外层线路图形和辅助窗口。
4.根据权利要求1所述的防止PCB孤立线路短路的线路设计方法，其特征在于，步骤S1中，所述辅助铜面的表面积为孤立线路表面积的3-5倍。
5.根据权利要求4所述的防止PCB孤立线路短路的线路设计方法，其特征在于，步骤S1中，所述辅助铜面的表面积为孤立线路表面积的4倍。
6.根据权利要求1所述的防止PCB孤立线路短路的线路设计方法，其特征在于，步骤S2中，图形电镀前，先对生产板依次进行酸性除油、微蚀和预浸处理。
7.根据权利要求6所述的防止PCB孤立线路短路的线路设计方法，其特征在于，步骤S2中，采用喷淋的方式对生产板进行微蚀处理，且喷淋的压力为1.5±0.5kg/cm2，微蚀处理时的微蚀量为0.9±0.3μm。
8.根据权利要求1所述的防止PCB孤立线路短路的线路设计方法，其特征在于，步骤S4中，所述干膜的厚度小于或等于20μm。
9.根据权利要求1所述的防止PCB孤立线路短路的线路设计方法，其特征在于，步骤S5之后还包括以下步骤：
S7、生产板依次经过制作阻焊层、表面处理和成型工序，制得线路板。
10.根据权利要求1所述的防止PCB孤立线路短路的线路设计方法，其特征在于，所述生产板为芯板或由半固化片将内层芯板和外层铜箔压合为一体的多层板。
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