CN112752447B - 一种埋置元器件电路板制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电路板制作技术领域，特别涉及一种埋置元器件电路板制作工艺。通过对钻孔后的内层芯板进行等离子除胶处理，清除残留胶渣，不会有贴胶等工艺，防止板面污染，再对内层芯板进行板电处理，改善镀层的物理性能同时提高镀铜沉积速率，并且铜面与内层芯板基材表面都有粗化处理，防止分层爆板，增加表面结合力；采用特定的图形电镀工艺参数，确保镀液有较好的分散能力和延展性，保证镀层光亮度;采用钢网正常贴元器件，锡膏通过各焊盘在钢网上对应的开孔，在刮刀的作用下将锡均匀的涂覆在各焊盘上，通过回流焊技术将元器件焊接到焊盘上，后续工序不会有酸碱药水来腐蚀锡膏，提高锡焊稳定性，流程简化并且电路集成化节约空间。

Description

一种埋置元器件电路板制作工艺
技术领域
本发明涉及电路板制作技术领域，特别涉及一种埋置元器件电路板制作工艺。
背景技术
近年来电子产品小型化和高密度、精细化，要求在电路板的一定空间内，集成更多的元器件，因而需要将一部分元器件集成电路板内。在现有的埋置元器件电路板的生产工艺中，需要经过贴胶工艺，贴胶容易造成电路板板面污染，容易分层爆板；并且埋置元器件通过锡焊工艺焊接在电路板后，经过棕化、酸碱药水等湿流程时，锡层容易钝化，需要在电路板上贴一层保护膜，造成流程复杂、生产工艺繁琐，导致埋置元器件制作效率低。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种埋置元器件电路板制作工艺，采用本发明提供的技术方案解决了现有的埋置元器件电路板的生产工艺流程复杂、生产工艺繁琐，导致埋置元器件制作效率低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种埋置元器件电路板制作工艺，包括以下步骤：
S1：在内层芯板上钻孔；
S2：对钻孔后的所述内层芯板进行除胶处理，再对所述内层芯板进行沉铜板电处理；
S3：在所述内层芯板上成像以及蚀刻处理，使得在所述内层芯板上形成线路，在线路制作时将焊盘的外周尺寸加大；
S4：对形成一定线路的所述内层芯板进行图形电镀，加大线路并增加所述内层芯板面铜的厚度；
S5：对所述内层芯板表面棕化处理，粗化铜表面；
S6：采用高精度控深锣控制元器件焊盘位的深度成型，并通过高压水洗将锣板粉尘去除；
S7：回流焊元器件，将元器件与焊盘之间通过机械与电气连接形成电气回路；
S8：采用控深锣将元器件焊盘位周边多余的锡层去除，高压水洗后烘干，在等离子除胶将锣板粉尘去除，同时粗化所述内层芯板面层。
优选的，在步骤S2中，板电的电流参数为10asf*30min。
优选的，在步骤S3中焊盘的外周尺寸加大2mil～4mil。
优选的，在步骤S4中所述内层芯板面铜的厚度增加至45μm以上，
优选的，在步骤S4中图形电镀流程为：进板-除油-水洗-微蚀-水洗-酸浸-电镀铜-水洗-酸浸-电镀锡-水洗-出板；在电镀铜过程中，镀液中包括硫酸铜和硫酸，硫酸铜的浓度为50g-80g/L，硫酸的浓度为100-150ml/L；图形电镀电流参数为13asf*60min。图形电镀参数为13asf*60min。
优选的，在步骤S6中，所述元器件焊盘位深度的加工精度公差为±10μm。
优选的，在步骤S8中控深锣去除多余的锡层加工精度公差为±15μm。
优选的，在步骤S5中棕化的流程为放板-酸洗-水洗-水洗-除油-水洗-活化-棕化-水洗-水洗-出板，棕化线的速度为1.5m/min。
优选的，在步骤S1中，钻孔时在所述内层芯板上表面覆盖有一层0.1mm水溶性镀膜铝片，底层采用高密度酚醛树脂垫板；钻孔工艺为：进刀速0.8m/min,退刀速18m/min,转速18万/min，250孔/min。
由上可知，应用本发明提供的可以得到以下有益效果：本发明方案通过对钻孔后的内层芯板进行等离子除胶处理，清除残留胶渣，不会有贴胶等工艺，防止板面污染。再对内层芯板进行10asf*30min的板电处理，改善镀层的物理性能同时提高镀铜沉积速率，并且铜面与内层芯板基材表面都有粗化处理，防止分层爆板，增加表面结合力；采用特定的图形电镀工艺参数，确保镀液有较好的分散能力和延展性，保证镀层光亮度，采用钢网正常贴元器件，锡膏通过各焊盘在钢网上对应的开孔，在刮刀的作用下将锡均匀的涂覆在各焊盘上，通过回流焊技术将元器件焊接到焊盘上，后续工序不会有酸碱药水来腐蚀锡膏，提高锡焊稳定性，流程简化并且电路集成化节约空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例埋置元器件电路板制作工艺流程框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了解决上述技术问题，本实施例提供一种埋置元器件电路板制作工艺，如图1所示，包括以下步骤：
S1：在内层芯板上钻孔。
本实施例中，内层芯板的板厚为0.15mm，通过钻孔设备进行钻孔加工时，先在内层芯板的上表面覆盖有一层0.1mm水溶性镀膜铝片，通过铝片导热实现内层芯板在钻孔加工中散热，保证内层芯板不会变形，同时在内层芯板底面垫一层高密度酚醛树脂垫板，其中，钻孔设备的参数工艺为：钻头进刀速0.8m/min,退刀速18m/min,钻头转速18万/min，钻孔设备钻孔效率为250/min。
S2：对钻孔后的内层芯板进行除胶处理，再对所述内层芯板进行沉铜板电处理。
内层芯板钻孔加工完成后会产生残留胶渣，为此，需先对内层芯板等离子除胶1次，再普通除胶1次，没有贴胶等工艺，有效防止板面污染，实现彻底清除残留胶渣，进而对内层芯板进行沉铜板电处理，沉铜流程为：上板-膨松-水洗-除胶-除油-水洗-微蚀-水洗-酸洗-水洗-沉铜-下板。
其中，膨松过程是通过将内层芯板浸泡在膨松缸上，使孔壁上的胶渣软化，膨松缸内需循环过滤，膨松缸的药水成分为SW-01膨松剂30％、NaOH10g/L；生产每千尺板面需添加8L膨松剂和150gNaOH，浸泡温度60-70℃，时间7-8min。
除胶过程是利用高猛酸钾的强氧化性，使板在此碱性槽中将已被软化的胶渣氧化反应，分解溶去，除胶缸的药水成分为初始量NaOH40g/L，KMnO445-60g/L,生产每千尺板面需添加1.6kgKMnO4和160gNaOH,浸泡温度65-80℃，时间12-18min。
进一步的，板电的目的在于加厚孔内镀铜层使导通良好，板电流程为上板-除油-水洗-酸洗-镀铜-水洗-水洗-下板。其中，镀铜工序中在镀铜缸中添加3ml/L的CB-203酸性铜光光泽剂，电流参数为10asf*30min，改善镀层的物理性能同时提高镀铜沉积速率。
S3：在内层芯板上成像以及蚀刻处理，使得在内层芯板上形成线路，在线路制作时将焊盘的外周尺寸加大。
通过成像以及蚀刻等工艺使得在内层芯板上形成线路，在线路制作时将焊盘的外周尺寸加大2mil-4mil，为回流焊溢出锡膏留出空间。
S4：对形成一定线路的内层芯板进行图形电镀，加大线路并增加内层芯板面铜的厚度。
在平板电镀后，内层芯板经过干膜曝光显影后需要经过图形电镀，图形电镀的目的在于加大线路和孔内铜厚，确保其导电性能和物理性能。
内层芯板经过贴膜曝光显影形成一定的线路，图形电镀针对干膜没有覆盖的铜面进行选择性加厚。图形主要流程如下：进板-除油-水洗-微蚀-水洗-酸浸-电镀铜-水洗-酸浸-电镀锡-水洗-出板。令内层芯板面铜的厚度增加至45μm以上，图形电镀的电流密度13asf*60min，防止夹膜产生。其中，在除油过程中采用酸性环境除油，为了避免碱性物质对有机干膜腐蚀，在微蚀过程中采用过硫酸钠和硫酸，在微蚀药水中需保持3-15g/L的铜离子浓度，以保证微蚀速率控制在0.5-1.5μm/min。在电镀铜过程中硫酸铜为镀液中的主液，硫酸铜浓度控制在50g-80g/L，这个浓度的硫酸铜可以实现提高允许的电流密度。镀液中硫酸的浓度控制在100-150ml/L，确保镀液有较好的分散能力和延展性，保证镀层光亮度。
S5：对所述内层芯板表面棕化处理。
棕化的流程为放板-酸洗-水洗-水洗-除油-水洗-活化-棕化-水洗-水洗-出板，通过棕化处粗化铜表面、增大结合面积，增加表面结合力。
其中，酸洗槽药液含有SPS 、H2S04 ,主要作用是除去板子表面的氧化物及異物。SPS药液浓度为5-40g/L,H2S04 浓度为5-40m/L。
棕化槽内药液含有:A-plus、H202、H2SO4，A-plus的药液浓度为90-120ml/L,硫酸的药液浓度为45- 55ml/L,双氧水的药液浓度为 33-40m1/L。棕化线的速度为1.5m/min，实现颜色均匀，没有擦花等不良现象产生，增强内层芯板与PP的结合力，避免压合分层爆板的问题。
S6：采用高精度控深锣控制元器件焊盘位的深度成型，并通过高压水洗将锣板粉尘去除。
通过高精度控深锣加工元器件焊盘位成型，一片板对应通过一个轴加工完成，元器件焊盘位深度的加工精度公差为±10μm。再通过高压水洗将锣板粉尘去除，再次不步骤中不使用酸洗。
S7：回流焊元器件，将元器件与焊盘之间通过机械与电气连接形成电气回路。
采用钢网正常贴元器件，锡膏通过各焊盘在钢网上对应的开孔，在刮刀的作用下将锡均匀的涂覆在各焊盘上，通过回流焊技术将元器件焊接到焊盘上，其中在步骤S3中线路制作时将焊盘的外周尺寸加大2mil-4mil，就是为回流焊溢出的锡膏留出空间，保证元器件与焊盘之间具备稳固的机械与电气性能，且后续工序不会有酸碱药水来腐蚀锡膏，提高锡焊稳定性。
S8：采用控深锣将元器件焊盘位周边多余的锡层去除，高压水洗后烘干，在等离子除胶将锣板粉尘去除，同时粗化所述内层芯板面层。
元器件通过回流锡焊在焊盘位上后，在焊盘位周边形成余锡，为了防止余锡刮伤到元器件，通过控深锣将元器件焊盘位周边多余的锡层去除，控深锣的加工公差控制±15微米，将周边焊盘加大圈去除，使得元器件留有2mil空间，防止伤元器件。控深锣去除多余的锡层后，通过高压水洗后烘干，水洗速度为1m/min，烘干时注意将元器件下水汽烘干完整，防止微短路，再通过等离子除胶将锣板上的粉尘去除，同时将板面层粗化，增加芯板与PP结合力，防止压合爆板，再将之前钻完孔的PP板压合形成电路板。
本发明方案通过对钻孔后的内层芯板进行等离子除胶处理，清除残留胶渣，不会有贴胶等工艺，防止板面污染。再对内层芯板进行10asf*30min的板电处理，改善镀层的物理性能同时提高镀铜沉积速率，并且铜面与内层芯板基材表面都有粗化处理，防止分层爆板，增加表面结合力；采用特定的图形电镀工艺参数，确保镀液有较好的分散能力和延展性，保证镀层光亮度，采用钢网正常贴元器件，锡膏通过各焊盘在钢网上对应的开孔，在刮刀的作用下将锡均匀的涂覆在各焊盘上，通过回流焊技术将元器件焊接到焊盘上，后续工序不会有酸碱药水来腐蚀锡膏，提高锡焊稳定性，流程简化并且电路集成化节约空间。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种埋置元器件电路板制作工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：在内层芯板上钻孔，钻孔时在所述内层芯板上表面覆盖有一层0.1-0.15mm水溶性镀膜铝片，底层采用高密度酚醛树脂垫板；
S2：对钻孔后的所述内层芯板进行除胶处理，再对所述内层芯板进行沉铜板电处理；其中，除胶过程中的除胶缸的药水成分为初始量NaOH40g/L，KMnO445-60g/L,生产每千尺板面需添加1.6kg的KMnO4和160g的NaOH,浸泡温度65-80℃，时间12-18min；
沉铜流程为：上板-膨松-水洗-除胶-除油-水洗-微蚀-水洗-酸洗-水洗-沉铜-下板，其中，膨松过程是通过将内层芯板浸泡在膨松缸上，使孔壁上的胶渣软化，膨松缸的药水成分为SW-01膨松剂30％、NaOH10g/L；生产每千尺板面需添加8L膨松剂和150gNaOH，浸泡温度60-70℃，时间7-8min；
S3：在所述内层芯板上成像以及蚀刻处理，使得在所述内层芯板上形成线路，在线路制作时将焊盘的外周尺寸加大，焊盘的外周尺寸加大2mil～4mil；
S4：对形成一定线路的所述内层芯板进行图形电镀，加大线路并增加所述内层芯板面铜的厚度；
S5：对所述内层芯板表面棕化处理，粗化铜表面，
S6：采用高精度控深锣控制元器件焊盘位的深度成型，并通过高压水洗将锣板粉尘去除；
S7：回流焊元器件，将元器件与焊盘之间通过机械与电气连接形成电气回路；
S8：采用控深锣将元器件焊盘位周边多余的锡层去除，控深锣的加工公差控制±15微米，并将周边焊盘加大圈去除，使得元器件留有2mil空间，高压水洗后烘干，再等离子除胶将锣板粉尘去除，同时粗化所述内层芯板面层。
2.根据权利要求1所述的埋置元器件电路板制作工艺，其特征在于：在步骤S2中，板电流程为上板-除油-水洗-酸洗-镀铜-水洗-水洗-下板；在镀铜液中添加3～4ml/L的CB-203酸性铜光光泽剂，温度18～30℃，电流参数为10～12asf*30min。
3.根据权利要求2所述的埋置元器件电路板制作工艺，其特征在于：在步骤S4中所述内层芯板面铜的厚度增加至45μm以上。
4.根据权利要求3所述的埋置元器件电路板制作工艺，其特征在于：在步骤S4中图形电镀流程为：进板-除油-水洗-微蚀-水洗-酸浸-电镀铜-水洗-酸浸-电镀锡-水洗-出板；在电镀铜过程中，镀液中包括硫酸铜和硫酸，硫酸铜的浓度为50g～80g/L，硫酸的浓度为100～150ml/L；图形电镀电流参数为13～15asf*60min。
5.根据权利要求4所述的埋置元器件电路板制作工艺，其特征在于：在步骤S6中，所述元器件焊盘位深度的加工精度公差为±10μm。
6.根据权利要求1所述的埋置元器件电路板制作工艺，其特征在于：在步骤S5中棕化的流程为放板-酸洗-水洗-水洗-除油-水洗-活化-棕化-水洗-水洗-出板，棕化线的速度为1.5-1.8m/min，其中，棕化槽内药液含有:A-plus、H202、H2SO4，A-plus的药液浓度为90-120ml/L,硫酸的药液浓度为45- 55ml/L,双氧水的药液浓度为 33-40ml/L，棕化线的速度为1.5m/min。
7.根据权利要求1所述的埋置元器件电路板制作工艺，其特征在于：在步骤S1中，钻孔工艺为：进刀速0.8m-1m/min,退刀速18m-20m/min,钻头转速18-20万/min，加工速度250-260孔/min。
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