CN111988914A - 一种新能源汽车电源芯板的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车电源芯板的制作方法，包括树脂塞孔流程与镀孔流程，所述树脂塞孔流程包括以下步骤：开料→内层→压合→钻孔→整板电镀→树脂塞孔→研磨→影像转移→蚀刻褪膜→阻焊面油印刷→阻焊预烤→阻焊图形转移→阻焊显影→文字印刷→后固化→化镍/金→电镀镍/金→成型→电测→终检→清洗→贴高温胶→出货；本发明的有益效果是：通过采用树脂塞孔，使得孔内树脂填充与孔口平齐，不会溢出，同时孔口多镀的部分，在完成树脂塞孔后经过研磨后可达到与周围覆盖干膜下的面铜齐平，通过设置树脂塞孔流程和镀孔流程代替传统的阻焊半塞孔制程，从而从根本上解决了因内孔壁有露铜现象，在满足高温高湿的条件后产生离子迁移的现象的发生。

Description

一种新能源汽车电源芯板的制作方法

技术领域

本发明涉及电源芯板制作技术领域，具体为一种新能源汽车电源芯板的 制作方法。

背景技术

在印制电路板中，无论是化学沉镍/金板还是电镀镍/金板氧化都是金表 面上的杂质氧化后变色导致了我们常说的金面氧化，其实金面氧化的说法不 正确，金是惰性金属，正常条件下不会发生氧化，而附在金面上的杂质比如 铜离子、镍离子、微生物等在正常坏境下容易氧化变质形成金面氧化物，新 能源汽车的电源芯板是一种设计一面上的接触点焊盘为电镀镍/金焊盘，在焊 盘中有若干个通孔，在电镀镍/金需要做阻焊半塞孔工艺，当电镀镍/金时则 半塞孔形成一个深盲孔，由于深盲孔底部容易出现药水交换困难和藏气泡的 原因，深盲孔底部的孔壁容易产生露铜现象，在满足高温高湿的条件下，极 易产生孔内铜离子迁移至孔口表面焊盘上，造成红斑迹象。

而在印制电路板生产中，新能源汽车的电源芯板要求部分孔塞孔，但又 不能完全塞满，塞孔的背面阻焊开窗，且有深度要求，通俗称为阻焊半塞孔 工艺，其中最为常用的方式是靠显影冲掉部分孔内油墨来达到塞孔深度控制， 新能源汽车的电源芯板，贴件焊接面做化学沉镍/金表面处理，背面电极接触 面则做电镀镍/金表面处理，在电镀镍/金面焊盘中有半塞孔设计，且在贴件 过回流焊前需要清洗后贴茶色高温胶保护，由于半塞孔形成一个深盲孔，极 易产生孔内藏水汽和深盲孔底部孔壁露铜现象，满足藏水汽高湿的前提下，再经过回流焊的高温条件下，即产生孔内铜离子向外扩散迁移，最终附在表 面焊盘上形成红斑迹象。

因此设计出一种可以完全满足在高温高湿的环境中长期使用，无离子迁 移情况发生的新能源汽车电源芯板显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新能源汽车电源芯板的制作方法，以解决上 述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种新能源汽车电源芯板的 制作方法，包括树脂塞孔流程与镀孔流程，所述树脂塞孔流程包括以下步骤：

开料→内层→压合→钻孔→整板电镀→树脂塞孔→研磨→影像转移→蚀 刻褪膜→阻焊面油印刷→阻焊预烤→阻焊图形转移→阻焊显影→文字印刷→ 后固化→化镍/金→电镀镍/金→成型→电测→终检→清洗→贴高温胶→出 货；

所述镀孔流程包括以下步骤：

开料→内层→压合→钻孔→整板电镀→镀孔图形制作→图形电镀铜→褪 膜→树脂塞孔→研磨→影像转移→图形电镀铜/锡→褪膜蚀刻→阻焊面油印 刷→阻焊预烤→阻焊图形转移→阻焊显影→文字印刷→后固化→化镍/金→ 电镀镍/金→成型→电测→终检→清洗→贴高温胶→出货。

作为优选，所述树脂塞孔流程与镀孔流程中整板电镀需电镀至铜厚度比 要求的厚度大2-4微米。

作为优选，所述镀孔流程中需按照镀孔的孔径加大0.15mm。

作为优选，所述树脂塞孔流程与镀孔流程中阻焊面油印刷采用阻焊油墨 通过68T的聚酯网版分别对电路板的两面进行印刷。

作为优选，所述树脂塞孔流程与镀孔流程中阻焊显影采用显影机对双面 铜箔基板进行显影处理。

作为优选，所述树脂塞孔流程中铝片尺寸要比生产板单边大80mm以上。

作为优选，所述树脂塞孔流程中垫板可采用除纸板外的任意材质，垫板 厚度应大于1.6mm，且垫板尺寸比生产板单边大20mm及以上，同时垫板采用 3.0mm的钻咀钻穿。

作为优选，所述树脂塞孔流程与镀孔流程中后固化采用UV光固化。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过采用树脂塞孔，使得孔内树脂填充与孔口平齐，不会溢出至焊盘表 面，同时孔口多镀的部分，在完成树脂塞孔后经过研磨后可达到与周围覆盖 干膜下的面铜齐平，通过设置树脂塞孔流程和镀孔流程代替传统的阻焊半塞 孔制程，从而从根本上解决了因内孔壁有露铜现象，在满足高温高湿的条件 后产生离子迁移的现象的发生。

具体实施方式

本发明提供一种技术方案：一种新能源汽车电源芯板的制作方法，包括 树脂塞孔流程与镀孔流程，所述树脂塞孔流程包括以下步骤：

开料→内层→压合→钻孔→整板电镀→树脂塞孔→研磨→影像转移→蚀 刻褪膜→阻焊面油印刷→阻焊预烤→阻焊图形转移→阻焊显影→文字印刷→ 后固化→化镍/金→电镀镍/金→成型→电测→终检→清洗→贴高温胶→出 货；

所述镀孔流程包括以下步骤：

开料→内层→压合→钻孔→整板电镀→镀孔图形制作→图形电镀铜→褪 膜→树脂塞孔→研磨→影像转移→图形电镀铜/锡→褪膜蚀刻→阻焊面油印 刷→阻焊预烤→阻焊图形转移→阻焊显影→文字印刷→后固化→化镍/金→ 电镀镍/金→成型→电测→终检→清洗→贴高温胶→出货。

其中，所述树脂塞孔流程与镀孔流程中整板电镀需电镀至铜厚度比要求 的厚度大2-4微米，便于更好的增加整板电镀效果。

其中，所述镀孔流程中需按照镀孔的孔径加大0.15mm，即钻径0.2mm的 孔覆盖干膜后镀孔处开窗为0.35mm，孔口多镀的部分，在完成树脂塞孔后经 过研磨可达到与周围覆盖干膜下的面铜齐平。

其中，所述树脂塞孔流程与镀孔流程中阻焊面油印刷采用阻焊油墨通过 68T的聚酯网版分别对电路板的两面进行印刷，便于更好的增加阻焊面油印刷 效果。

其中，所述树脂塞孔流程与镀孔流程中阻焊显影采用显影机对双面铜箔 基板进行显影处理，便于更好的增加显影处理处理效果。

其中，所述树脂塞孔流程中铝片尺寸要比生产板单边大80mm以上，同时 如果生产板有涨缩，铝片需按照生产板的涨缩系数进行钻孔，生产板孔径≤ 0.2mm的，铝片孔径整体放大0.15mm；0.2mn＜生产板的孔径＜0.4mm的，铝 片孔径整体放大0.1mm；0.4mm＜生产板的孔径＜0.5mm的，铝片的孔径整体 放大0.05mm；生产板孔径大于0.5mm的，铝片孔径与生产板钻等大；如果遇 到大小孔同时塞孔时，铝片补偿系数要根据实际情况做调整；有多种孔径时， 如果孔径差大于0.2mm的，要分开塞，因此需要两张铝片。

其中，所述树脂塞孔流程中垫板可采用除纸板外的任意材质，垫板厚度 应大于1.6mm，且垫板尺寸比生产板单边大20mm及以上，同时垫板采用3.0mm 的钻咀钻穿，如遇特殊情况可适当减小孔径或采用控深钻。

其中，所述树脂塞孔流程与镀孔流程中后固化采用UV光固化，便于更好 的增加固化效果。

实施例1、采用树脂塞孔流程的方式主要是考虑到油墨半塞孔是由显影冲 开的方式制作而成，形成一个深盲孔加大电镀镍/金时的困难，由于深盲孔底 部药水交换困难和藏气泡造成镀不上镍/金现象，因此选择收缩系数较小的树 脂塞孔工艺制作，即可满足塞孔的要求，又不会像油墨全塞般影响外观，树 脂塞孔对塞孔铝片和垫板要求较高，流程中铝片尺寸要比生产板单边大80mm 以上，同时如果生产板有涨缩，铝片需按照生产板的涨缩系数进行钻孔，生 产板孔径≤0.2mm的，铝片孔径整体放大0.15mm；0.2mn＜生产板的孔径＜ 0.4mm的，铝片孔径整体放大0.1mm；0.4mm＜生产板的孔径＜0.5mm的，铝片 的孔径整体放大0.05mm；生产板孔径大于0.5mm的，铝片孔径与生产板钻等 大；如果遇到大小孔同时塞孔时，铝片补偿系数要根据实际情况做调整；有 多种孔径时，如果孔径差大于0.2mm的，要分开塞，因此需要两张铝片，采 用树脂塞孔的方式制作时，其塞孔位置形成一个浅盲孔，并不影响孔壁电镀 镍/金的沉积，采用树脂塞孔，孔内树脂填充较平齐孔口，不会溢出至焊盘表 面。

实施例2、采用镀孔流程制作，镀孔流程是基于在树脂塞孔流程的基础上， 由于部分电池芯板为厚铜密集IC焊盘设计，考虑到全面金流程的成本高昂和 整板电镀一次完铜后走酸性蚀刻会导致密集IC焊盘间残铜过多，造成蚀刻不 净短路和后工序阻焊制作阻焊桥的困难，因此采用负片+正片的方法达到既能 满足孔铜要求，又能避免由于铜厚过厚造成的蚀刻困难，镀孔资料设计需按 照镀孔的孔径加大0.15mm，即钻径0.2的孔覆盖干膜后镀孔处开窗为0.35mm， 孔口多镀的部分，在完成树脂塞孔后经过研磨可达到与周围覆盖干膜下的面 铜齐平。

实施例3、正常流程为：开料→内层→压合→钻孔→整板电镀→影像转移 →图形电镀铜/锡→褪膜蚀刻→阻焊塞孔印刷→阻焊面油印刷→阻焊预烤→ 阻焊图形转移→阻焊显影→文字印刷→后固化→化镍/金→电镀镍/金→成型 →电测→终检→清洗→贴高温胶→出货；发生源为过完一次回流焊件后做 PCBA进料检撕开高温胶后发现镀金焊盘出现红斑迹象，为半塞孔内离子迁移 导致高温回流后扩散致使焊盘发红。对发红焊盘上的半塞孔做切片分析，结 果可见孔内填充阻焊，但未塞满整个过孔，且部分孔内有气泡、裂缝现象， 未填充阻焊的区域孔壁明显有未镀上镍金的现象，阻焊半塞孔制程，相当于 将通孔变成了一个盲孔，在镀镍金流程中盲孔底部药水交换十分困难，也就 极易出现镀镍金不良、漏铜的现象；同时由于该产品设计的流程为清洗→贴 高温胶→过回流焊，半塞孔提供了藏水汽的条件，而回流焊提供了高温的条 件，在高温高湿的双重条件下，半塞孔内未镀上镍金的孔壁产生铜离子迁移， 扩散至焊盘表面，这种属于电位差影响产生的金属迁移，铜离子向外迁移， 经过高温回流焊后产生变色造成红斑迹象。

全面金流程为：开料→内层→压合→钻孔→整板电镀→影响转移→图形 电镀铜/金→褪膜蚀刻→阻焊塞孔印刷→阻焊面油印刷→阻焊预烤→阻焊图 形转移→阻焊显影→文字印刷→后固化→电镀镍/金→成型→电测→终检→ 清洗→贴高温胶→出货；全面金流程即在图形电镀时使用镀金代替镀锡作为 碱性抗蚀层，其优点在于整板蚀刻边缘较整齐、美观，整个通孔都会镀上镍/ 金，并不会产生铜离子迁移的现象；缺点在于整板镀金造成较大的成本浪费， 且焊件面采用镀镍/金对上锡性有一定影响；此方案并不可取。

选镀金流程为：开料→内层→压合→钻孔→整板电镀→影响转移→图形 电镀铜/锡→褪膜蚀刻→选镀图形制作→电镀镍/金→阻焊塞孔印刷→阻焊面 油印刷→阻焊预烤→阻焊图形转移→阻焊显影→文字印刷→后固化→选择性 图形→化镍/金→褪膜→电镀镍/金→成型→电测→终检→清洗→贴高温胶→ 出货；采用将电源接触点的焊盘在图形电镀蚀刻后电镀镍/金的方式可以将整 个通孔壁镀上镍金，但由于该类电源芯板客户要求外观非常严格，镀镍/金焊 盘表面不能有凹陷、刮伤，因此在阻焊前电镀镍/金会导致：金面容易擦花； 阻焊前处理由于不能开磨刷和喷砂，只能用酸洗的方式清楚铜面氧化，由于 少了磨板喷砂的粗化作用，会导致油墨结合力较差；采用选镀金流程需要增 加选化流程，流程较长，成本有所增加；因此选镀金流程并不可取。

正常流程+化镍/金和电镍/金时增加震动和摇摆：开料→内层→压合→钻 孔→整板电镀→影像转移→图形电镀铜/锡→褪膜蚀刻→阻焊塞孔印刷→阻 焊面油印刷→阻焊预烤→阻焊图形转移→阻焊显影→文字印刷→后固化→化 镍/金→电镀镍/金→成型→电测→终检→清洗→贴高温胶→出货；0.3mm通孔 经过阻焊半塞制程所形成的深盲孔，设想将活化和镍槽的震动通过修改提靶 程式增加中途一次提靶的方式加强抖动，减少塞孔导致的气泡和药水交换困 难，同时将气顶频率调大，增加每分钟气顶升起的次数，镍厚按＞4微米进行 生产，但连续VCP电镀镍/金生产线则较难实现，唯有调整喷流的方式做微调 整，测试深盲孔底部并无改善。

正常流程+清洗后贴高温胶前采用加烤除水气的方式：开料→内层→压合 →钻孔→整板电镀→影像转移→图形电镀铜/锡→褪膜蚀刻→阻焊塞孔印刷 →阻焊面油印刷→阻焊预烤→阻焊图形转移→阻焊显影→文字印刷→后固化 →化镍/金→电镀镍/金→成型→电测→终检→清洗→加烤→贴高温胶→出 货；在贴高温胶前采用加烤的方式处理，125摄氏度温度下加烤45分钟，目 的是将半塞孔内部的水汽彻底消除，使其无法满足高温高湿的条件，在回流 焊后不会出现铜离子迁移造成红斑迹象，但此方法只能应对半塞孔藏水汽的 异常在第一次回流焊接未撕掉高温胶前不会显现出红斑迹象，若完成焊接的 生产板长期在高温高湿的环境中工作则仍会再次出现离子迁移现象。

同时阻焊半塞孔制程所形成的深盲孔在化镍/金或电镀镍/金工艺中，由 于深盲孔底部容易藏气泡和药水交换困难，最终深盲孔底部的孔壁会出现露 铜的现象，在满足高温高湿的条件后会产生孔内铜离子迁移至孔口金面上， 针对不同的产品设计和使用场景，可以适当的变更制作工艺流程以达到满足 品质的需求，而为什么不采用阻焊流程时先印面油的方式呢？经过后工序化 镍/金或电镀镍/金后再做阻焊半塞孔的目的是，首先在完成化镍/金或电镀镍 /金后再去制作阻焊半塞孔，第一容易污染金面，第二由于在第一次制作阻焊 面油印刷时采用空网印刷，容易出现小孔积油的问题，在后续再返工塞孔时 容易出现塞孔不良，若采用挡点网印刷则对操作工的调网和印刷都有一定的 技术考验，故未采取此方案。

最终经过不同流程的试验，证明树脂塞孔流程和镀孔流程更适合代替阻 焊半塞孔制程，从而根本的解决了因孔内孔壁有露铜现象，在满足高温高湿 的条件后产生离子迁移的现象；又可根据产品的制程难点进一步的选择是采 用树脂塞孔流程还是镀孔流程，若不想增加树脂塞孔的流程和成本，则可选 用更为低廉的加烤方式处理，将半塞孔内的水汽彻底烤干，使其无法满足高 温高湿的条件，在回流焊后不会出现铜离子迁移造成红斑迹象，但仍存在露 铜的现象，在高温高湿的环境下持续工作，仍旧会再次出现铜离子迁移至孔 口金面上，造成红斑迹象，并非是根本之计。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、 “顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、 “前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的 方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示 所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不 能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的， 而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数 量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明 示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、 “连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连 接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接； 可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连 通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技 术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。

Claims (8)

1.一种新能源汽车电源芯板的制作方法，其特征在于，包括树脂塞孔流程与镀孔流程，所述树脂塞孔流程包括以下步骤：

开料→内层→压合→钻孔→整板电镀→树脂塞孔→研磨→影像转移→蚀刻褪膜→阻焊面油印刷→阻焊预烤→阻焊图形转移→阻焊显影→文字印刷→后固化→化镍/金→电镀镍/金→成型→电测→终检→清洗→贴高温胶→出货；

所述镀孔流程包括以下步骤：

开料→内层→压合→钻孔→整板电镀→镀孔图形制作→图形电镀铜→褪膜→树脂塞孔→研磨→影像转移→图形电镀铜/锡→褪膜蚀刻→阻焊面油印刷→阻焊预烤→阻焊图形转移→阻焊显影→文字印刷→后固化→化镍/金→电镀镍/金→成型→电测→终检→清洗→贴高温胶→出货。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电源芯板的制作方法，其特征在于：所述树脂塞孔流程与镀孔流程中整板电镀需电镀至铜厚度比要求的厚度大2-4微米。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电源芯板的制作方法，其特征在于：所述镀孔流程中需按照镀孔的孔径加大0.15mm。

4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电源芯板的制作方法，其特征在于：所述树脂塞孔流程与镀孔流程中阻焊面油印刷采用阻焊油墨通过68T的聚酯网版分别对电路板的两面进行印刷。

5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电源芯板的制作方法，其特征在于：所述树脂塞孔流程与镀孔流程中阻焊显影采用显影机对双面铜箔基板进行显影处理。

6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电源芯板的制作方法，其特征在于：所述树脂塞孔流程中铝片尺寸要比生产板单边大80mm以上。

7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电源芯板的制作方法，其特征在于：所述树脂塞孔流程中垫板可采用除纸板外的任意材质，垫板厚度应大于1.6mm，且垫板尺寸比生产板单边大20mm及以上，同时垫板采用3.0mm的钻咀钻穿。

8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电源芯板的制作方法，其特征在于：所述树脂塞孔流程与镀孔流程中后固化采用UV光固化。