CN112752407B - 一种高低差软硬结合板的钻孔工艺及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及印刷线路板制作技术领域，具体涉及一种高低差软硬结合板的钻孔工艺及其生产方法。本发明通过对油墨性能进行改进，并将其高温固化，固化后的油墨金属附着力好，不易脱离，硬度合适，不易发生脆化炸裂。本发明还提供了一种高低差软硬结合板的制备方法，其包括以下步骤：采用多个开槽不同的不流胶PP将软板和外层铜箔压合在一起制备高低差软硬板，采用上述钻孔工艺钻孔，采用该方法制备高低差软硬结合板，产品的合格率高。

Description

一种高低差软硬结合板的钻孔工艺及其生产方法
技术领域
本发明涉及印刷线路板制作技术领域，具体涉及一种高低差软硬结合板的钻孔工艺及其生产方法。
背景技术
软硬结合板是柔性电路与刚性线路板经过压合等工序，按相关工艺要求组合在一起形成的具有FPC特性和PCB特性的线路板。这种软硬结合板可用于一些有特殊要求的产品中，既具有一定的挠性区域，也具有一定的刚性区域，对节省产品内部空间，减少成品体积，提高产品性能有很大的帮助。
由于软硬结合板是柔性线路板与刚性线路板的结合，在组合结构中必然会存在厚薄差异化，从而造成其表层结构高低差，容易引起一些钻孔加工问题，例如产生大量毛刺，在后续工序中会造成如下不良：披锋、孔塞、板材褶皱进药水，孔口咬蚀导致孔无铜等问题。
申请号为201810875722.X的发明专利公开了一种改善软硬结合PCB板高低差钻孔的方法，所述方法包括步骤：采用油墨对软硬结合PCB板待钻孔区域的凹区进行填充并固化；对所述填充并固化有油墨的软硬结合PCB 板进行钻孔后，再对所述软硬结合PCB板面填充的油墨进行退膜处理，得到钻孔的软硬结合PCB板。该申请通过采用油墨有选择性填充软硬结合PCB 板待钻孔区域的凹区，可有效抑制软硬结合PCB板钻孔加工产生的毛刺，改善PCB高低差钻孔加工问题。
周知的，高温处理和UV照射是油墨固化的两种常用方式。但是UV光固化存在着一定的辐射等副作用，人体照射时间过长会出现皮肤灼伤脱皮现象，对操作人员存在着很大的伤害，而常规的高温固化油墨后，在进行后续的钻孔工艺时，要么披锋现象较为严重、金属附着力不好、不便于操作，要么退膜时对铜箔造成损伤，影响最终产品的合格率。因此，对油墨的性能进行研究和改进，减少钻孔毛刺，提高产品合格率对于高低差软硬结合板的大规模生产具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种高低差软硬结合板的钻孔工艺，包括以下步骤：将10-20份丙烯酸甲酯、5-15份丙烯酸正丁酯、15-25份滑石粉、 5-10份四氧化三铁、0.5-1份二氧化硅、0.4-1份消泡剂、40-50份二甘醇-乙醚乙酸按照上述重量份混合制备得到油墨；采用丝网印刷的方式将油墨填充到软硬结合板待钻孔区域的凹区并在100～130℃固化；对所述填充并固化有油墨的软硬结合板进行钻孔后，再对所述软硬结合板填充的油墨进行退膜处理，得到钻孔的软硬结合板。
优选地，固化包括两步，第一面印刷完成后110℃～125℃固化3～8min，第二面印刷完成后110～130℃固化10-20min。
优选地，固化包括两步，第一面印刷完成后120℃固化3～8min，第二面印刷完成后120℃固化10-20min。
优选地，固化包括两步，第一面印刷完成后120℃固化5min，第二面印刷完成后120℃固化15min。
优选地，所述油墨包括以下重量份的原料：丙烯酸甲酯15-18份、丙烯酸正丁酯10-13份、滑石粉17-22份、四氧化三铁6-8份、二氧化硅0.6-0.8 份、消泡剂0.6-0.8份、二甘醇-乙醚乙酸42-46份。
优选地，所述油墨包括以下重量份的原料：丙烯酸甲酯16份、丙烯酸正丁酯12份、滑石粉20份、四氧化三铁7份、二氧化硅0.7份、消泡剂0.7 份、二甘醇-乙醚乙酸45份。
优选地，所述消泡剂为二甲基硅油。
本发明的目的之二在于提供一种高低差软硬结合板的制备方法，包括以下步骤：采用不流胶pp将软板和外层铜箔压合在一起实现软硬板高低差；采用上述钻孔工艺钻孔。
具体地，包括以下步骤：制作软板电路并在软板上固化覆盖膜；冲切出多个开槽各不相同的不流胶pp；将软板和外层铜箔用上述冲切后的多个不流胶pp压合得到软硬结合板；将上述软硬结合板按照所述的钻孔方式进行钻孔；最后通过沉铜、全板电镀、制作外层线路、表面处理、成型、压钢片即得。
本发明通过对油墨性能进行改进，并将其高温固化，固化后的油墨金属附着力可以达到2B，油墨固化后不易脱落，方便操作；软硬合适，不易发生脆化炸裂，进行钻孔时，钻孔时的毛刺普遍低于5um，其中，最好可以低至1um。本发明提供的高低差软硬结合板，采用多个开槽不同的不流胶pp 将软板和外层铜箔压合在一起实现软硬结合板高低差并采用上述钻孔工艺进行钻孔，产品合格率高。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语均属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
原料来源
丙烯酸甲酯购自济南澳辰化工有限公司；
丙烯酸正丁酯购自上海东土化工进出口有限公司；
滑石粉购自常州德朔化工科技有限公司；
二甘醇-乙醚乙酸购自广州洁露华生物科技有限公司。
实施例1
将16份丙烯酸甲酯、12份丙烯酸正丁酯、20份滑石粉、7份四氧化三铁、0.7份二氧化硅粉末、0.7份二甲基硅油、45份二甘醇-乙醚乙酸按照上述重量份的比例混合搅拌均匀制备得到油墨。
采用丝网印刷的方式将油墨填充到软硬结合板待钻孔区域的凹区，油墨印刷时印刷网版的目数为18T，印油刀压力为5kg/cm2，回墨刀压力为5 kg/cm2，印油刮刀角度为55°，回墨刀角度为5°，印刷油墨后的凹区与其他临近区域平齐，第一面印刷完成后在120℃固化5min，然后再印刷第二面，同样保证印刷油墨后的凹区与其临近区域平齐，第二面印刷完成后在120℃固化15min，其中软硬结合板的高低差为60um，且其是由多个开槽不同的不流胶pp将软板和外层铜箔压合在一起实现的。
将上述填充并固化有油墨的软硬结合板进行钻孔加工测试，检测毛刺结果，最后做退膜处理，退膜时的速度为2.0m/min，压力为2kg/cm2。
实施例2
将15份丙烯酸甲酯、12份丙烯酸正丁酯、22份滑石粉、6份四氧化三铁、0.8份二氧化硅粉末、0.7份二甲基硅油、43份二甘醇-乙醚乙酸按照上述重量份的比例混合搅拌均匀制备得到油墨。
采用丝网印刷的方式将油墨填充到软硬结合板待钻孔区域的凹区，油墨印刷时印刷网版的目数为18T，印油刀压力为5kg/cm2，回墨刀压力为5 kg/cm2，印油刮刀角度为55°，回墨刀角度为5°，印刷油墨后的凹区与其他临近区域平齐，第一面印刷完成后在120℃固化5min，然后再印刷第二面，同样保证印刷油墨后的凹区与其临近区域平齐，第二面印刷完成后在120℃固化15min。其中软硬结合板的高低差为60um，且其是由多个开槽不同的不流胶pp将软板和外层铜箔压合在一起实现的。
将上述填充并固化有油墨的软硬结合板进行钻孔加工测试，检测毛刺结果，最后做退膜处理，退膜时的速度为2.0m/min，压力为2kg/cm2。
实施例3
将18份丙烯酸酯、11份丙烯酸正丁酯、18份滑石粉、7份四氧化三铁、0.7份二氧化硅粉末、0.6份二甲基硅油、45份二甘醇-乙醚乙酸按照上述重量份的比例混合搅拌均匀制备得到油墨。
采用丝网印刷的方式将油墨填充到软硬结合板待钻孔区域的凹区，油墨印刷时印刷网版的目数为18T，印油刀压力为5kg/cm2，回墨刀压力为5 kg/cm2，印油刮刀角度为55°，回墨刀角度为5°，印刷油墨后的凹区与其他临近区域平齐，第一面印刷完成后在120℃固化5min，然后再印刷第二面，同样保证印刷油墨后的凹区与其临近区域平齐，第二面印刷完成后在120℃固化15min。其中软硬结合板的高低差为60um，且其是由多个开槽不同的不流胶pp将软板和外层铜箔压合在一起实现的。
将上述填充并固化有油墨的软硬结合板进行钻孔加工测试，检测毛刺结果，最后做退膜处理，退膜时的速度为2.0m/min，压力为2kg/cm2。
实施例4
将18份丙烯酸酯、11份丙烯酸正丁酯、18份滑石粉、7份四氧化三铁、0.7份二氧化硅粉末、0.6份聚二甲基硅氧烷、45份二甘醇-乙醚乙酸按照上述重量份的比例混合搅拌均匀制备得到油墨。
采用丝网印刷的方式将油墨填充到软硬结合板待钻孔区域的凹区，油墨印刷时印刷网版的目数为18T，印油刀压力为5kg/cm2，回墨刀压力为 5kg/cm2，印油刮刀角度为55°，回墨刀角度为5°，印刷油墨后的凹区与其他临近区域平齐，第一面印刷完成后在120℃固化5min，然后再印刷第二面，同样保证印刷油墨后的凹区与其临近区域平齐，第二面印刷完成后在 115℃固化15min。其中软硬结合板的高低差为60um，且其是由多个开槽不同的不流胶pp将软板和外层铜箔压合在一起实现的。
将上述填充并固化有油墨的软硬结合板进行钻孔加工测试，检测毛刺结果，最后做退膜处理，退膜时的速度为2.0m/min，压力为2kg/cm2。
实施例5
将12份丙烯酸酯、13份丙烯酸正丁酯、17份滑石粉、6份四氧化三铁、0.9份二氧化硅粉末、0.5份二甲基硅油、49份二甘醇-乙醚乙酸按照上述重量份的比例混合搅拌均匀制备得到油墨。
采用丝网印刷的方式将油墨填充到软硬结合板待钻孔区域的凹区，油墨印刷时印刷网版的目数为18T，印油刀压力为5kg/cm2，回墨刀压力为5 kg/cm2，印油刮刀角度为55°，回墨刀角度为5°，印刷油墨后的凹区与其他临近区域平齐，第一面印刷完成后在110℃固化5min，然后再印刷第二面，同样保证印刷油墨后的凹区与其临近区域平齐，第二面印刷完成后在125℃固化15min。其中软硬结合板的高低差为60um，且其是由多个开槽不同的不流胶pp将软板和外层铜箔压合在一起实现的。
将上述填充并固化有油墨的软硬结合板进行钻孔加工测试，检测毛刺结果，最后做退膜处理，退膜时的速度为2.0m/min，压力为2kg/cm2。
实施例6
本实施例提供一种高低差软硬结合板的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)开料：按拼板尺寸250mm×400mm开出软板和外层铜箔；软板包括软板内层和贴附在软板内层两侧的软板层铜箔，软板内层厚度为49um，软板层铜箔厚度为1/3OZ，软板包括软板区域和软硬结合区域；外层铜箔的厚度为1/3OZ。
(2)内层线路制作(负片工艺)：内层图形转移，用压膜机贴合感光膜，感光膜厚度为25um，采用全自动曝光机，以5-6格曝光尺在软板上完成内层线路曝光；内层蚀刻，将曝光显影后的软板内层蚀刻出内层线路，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)棕化：通过化学反应的方式，在软板内层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：在软板内层上对位贴合覆盖膜(PI材料)。
其中，贴合前，根据软板区域的需求，在软板区域对应的覆盖膜上进行开窗处理。
(5)快速压合：通过高温高压的方式，短时间内将覆盖膜的胶层(环氧树脂)与软板内层完全粘合，达到保护软板区域的效果；快速压合的参数为：温度180℃，压力120KG，压合时间2min。
(6)烤板：软板内层在160℃下烘烤1h，使覆盖膜完全固化。
(7)冲孔：在软板内层的相应位置处冲出工具孔,用于基材复合。
(8)等离子清洗：通过气体反应的方式，清洁在软板内层表面的异物, 增加洁净度、粗化PI表面，增强压合时与PP的结合力。
(9)冲切PP：通过模具冲切的方式在不流胶双层PP上对应区域进行开窗。
(10)基材复合：通过基材复合热熔的方式，将软板内层和外层铜箔用不流胶PP预叠合在一起后(具体排板顺序由上到下为外层铜箔、不流胶PP、软板内层、不流胶PP、外层铜箔)，通过假贴或热熔的方式进行复合。
(11)压合：通过高温高压的方式压合成生产板，压合后外层铜箔无铜面与不流胶PP接触。
(12)钻靶：通过钻靶机识别内层专用靶标孔，钻出油墨印刷定位及二钻定位孔。
(13)分别按照实施例1-5的方式进行钻孔和退膜。
(14)除胶：电镀沉铜前对产品进行等离子除胶处理，清洁孔壁。
(15)沉铜：在孔壁上通过化学反应的方式沉积一层薄铜，为后面的全板电镀提供基础，背光测试＞9级，孔中的沉铜厚度为0.5um。
(16)全板电镀：根据电化学反应的机理，在沉铜的基础上电镀上一层铜，保证孔铜厚度达到产品要求，根据成品要求的孔铜厚度设定电镀参数。
(17)制作外层线路(负片工艺)：外层图形转移，采用全自动曝光机和负片线路菲林，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；然后再依次蚀刻、退膜和烘干，在生产板上蚀刻出外层线路；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。
(18)阻焊、丝印字符：通过在生产板外层制作黑油层并丝印字符，黑油厚度为：20-30μm，从而可以使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。
(19)表面处理(镍钯金)：阻焊开窗位的焊盘铜面通化学原理，均匀沉积一定要求厚度的镍层、钯层和金层，镍层厚度为：5-8um；钯层厚度为：＞0.05um金层厚度为：＞0.05um。
(20)锣形成型：根据现有技术，按设计要求锣硬板区外形，外型公差 +/-0.05mm。
(21)冲切成型：通过模具冲切的方式去除揭盖后软板区域的废料，保证边缘整齐无毛边，保证软硬交接处无撕裂不良，制得完整外形的软硬结合板。
(22)贴钢片：使用钢片贴合机将固定尺寸带有导电胶的钢片补强，贴合在要求的位置。
(23)压钢片：通过高温高压的方式使钢片补强通过导电胶与板材完全粘合，压合使用参数：温度180℃，压力80KG，压合时间5min。
(24)烘烤：压完钢片补强的板在160℃下烘烤1h，使钢片导电胶完全固化。
(25)成品电测：测试成品板的电气导通性能，此板使用测试方法为： YAMAHA四线测试机测试。
(26)整平：使用高温低压的方式，对成品板进行应力释放，增加板面平整性。
(27)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。
(28)等离子：通过气体反应的方式，清洁板面氧化，增加板面达因值。
(29)包装：按照客户要求的包装方式以及包装数量，对成品板进行真空包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。
性能检测：
(1)按照相应的国标检测方法对实施例1-5中固化后的油墨及钻孔毛刺进行检测，检测结果如下表所示：
Figure BDA0002808762310000091
Figure BDA0002808762310000101
(2)分别按照实施例6中的方法生产100件高低差软硬结合板，对产品合格率进行统计。
组别 6-1 6-2 6-3 6-4 6-5
合格率(％) 100％ 97％ 92％ 72％ 84％
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高低差软硬结合板的钻孔工艺，其特征在于，包括以下步骤:
将10-20份丙烯酸甲酯、5-15份丙烯酸正丁酯、15-25份滑石粉、5-10份四氧化三铁、0.5-1份二氧化硅、0.4-1份消泡剂、40-50份二甘醇-乙醚乙酸按照上述重量份混合制备得到油墨；
采用丝网印刷的方式将油墨填充到软硬结合板待钻孔区域的凹区并在100～130℃固化；
对所述填充并固化有油墨的软硬结合板进行钻孔后，再对所述软硬结合板填充的油墨进行退膜处理，得到钻孔的软硬结合板。
2.根据权利要求1所述的高低差软硬结合板的钻孔工艺，其特征在于，固化包括两步，第一面印刷完成后110℃～125℃固化3～8min，第二面印刷完成后110～130℃固化10-20min。
3.根据权利要求2所述的高低差软硬结合板的钻孔工艺，其特征在于，固化包括两步，第一面印刷完成后120℃固化3～8min，第二面印刷完成后120℃固化10-20min。
4.根据权利要求3所述的高低差软硬结合板的钻孔工艺，其特征在于，固化包括两步，第一面印刷完成后120℃固化5min，第二面印刷完成后120℃固化15min。
5.根据权利要求1～4任一项所述的高低差软硬结合板的钻孔工艺，其特征在于，所述油墨由以下重量份的原料组成：丙烯酸甲酯15-18份、丙烯酸正丁酯10-13份、滑石粉17-22份、四氧化三铁6-8份、二氧化硅0.6-0.8份、消泡剂0.6-0.8份、二甘醇-乙醚乙酸42-46份。
6.根据权利要求1～4任一项所述的高低差软硬结合板的钻孔工艺，其特征在于，所述油墨由以下重量份的原料组成：丙烯酸甲酯16份、丙烯酸正丁酯12份、滑石粉20份、四氧化三铁7份、二氧化硅0.7份、消泡剂0.7份、二甘醇-乙醚乙酸45份。
7.根据权利要求1～4任一项所述的高低差软硬结合板的钻孔工艺，其特征在于，所述消泡剂为二甲基硅油或聚二甲基硅氧烷。
8.一种高低差软硬结合板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用不流胶PP将软板和外层铜箔压合在一起制备高低差软硬板；
采用权利要求1所述的钻孔工艺钻孔。
9.根据权利要求8所述的高低差软硬结合板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制作软板电路并在软板上固化覆盖膜；
冲切出多个开槽各不相同的不流胶pp；
将软板和外层铜箔用上述冲切后的多个不流胶pp压合得到软硬结合板；
将上述软硬结合板按照权利要求1所述的钻孔方式进行钻孔；
最后通过沉铜、全板电镀、制作外层线路、表面处理、成型、压钢片即得。
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