CN113838761A - 物联网工业级卡的制备方法 - Google Patents

物联网工业级卡的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种物联网工业级卡的制备方法，属于电子信息技术领域。所述方法包括以下步骤：（1）表面清洗；（2）压干膜；（3）曝光；（4）显影；（5）蚀刻；（6）电镀；（7）切断；（8）检验；（9）包装。本发明采用铜箔作为基材，然后根据产品图纸设计，利用高精度蚀刻引线框架，激光直写技术根据图纸样式进行蚀刻加工，然后经过曝光、显影，裸铜产品就可以生产出来，再经过电镀工艺，表面电镀镍钯金，切断、检验、包装得产品。采用该方法制备的物联网工业级卡，成本低，耐腐蚀能力强，硬度高，塑封合格率高。

Description

物联网工业级卡的制备方法
技术领域
本发明涉及一种物联网工业级卡的制备方法，属于电子信息技术领域。
背景技术
物联网的英文名称为“The Internet of Things”，由该名称可见，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
目前，主流物联网卡基板基本都是根据PCB板子制作的双层板来实现的，这种方法工艺繁琐，成本高，制备的PCB基板物联网卡，耐腐蚀性差，硬度低，塑封时会因为变形导致合格率降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种基于半蚀刻引线框架封装的物联网工业级卡的制备方法，采用该方法制备的物联网工业级卡，成本低，耐腐蚀能力强，硬度高，塑封合格率高。
本发明所述的物联网工业级卡的制备方法，包括以下步骤：
（1）表面清洗
选择铜箔作为基材，并对基材进行清洗；
（2）压干膜
在清洗后的基材表面热压上感光干膜；
（3）曝光
根据需求的花纹和形状设计CAD图纸，将图纸导入激光直写设备中，将压干膜后的基材放置到直写平台，进行激光写入；
（4）显影
将未曝光的干膜显影，保留已曝光的干膜，显影部分漏铜；
（5）蚀刻
将漏铜部位采用腐蚀液蚀刻掉，得到需求的花纹和形状；
（6）电镀
在物联网工业级卡外露面与打线部位电镀镍钯金；
（7）切断
根据所需要的产品外形尺寸，分切为条状；
（8）检验
用全自动外观检验设备进行产品外观检验；
（9）包装。
其中：
基材优选厚度为203微米的194铜箔。
基材清洗依次采用酸性清洗剂和碱性清洗剂，清洗速度为1-2米/分钟。酸性清洗剂采用弱酸溶液，碱性清洗剂采用弱碱溶液。清洗的目的是除油和去除表面杂质。
压干膜的温度为：110-130℃，优选120℃；压力为0.4-0.8kg，优选0.6kg；传动速度2-3米/分钟。感光干膜采用通用的市售感光干膜。
将图纸导入激光直写设备之前首先将CAD格式图纸转化为CAM格式。
曝光能量为60-80MJ/cm2，优选70MJ/cm2，激光器功率5-8kW。
显影采用的显影液为碳酸钠溶液，浓度为0.5-1.0g/L，优选0.78g/L；喷射压力为15-25PSI，优选20 PSI；显影速度为1.5-2.5米/分钟，优选2米/分钟。
腐蚀液为CuCl2腐蚀液，比重1.3-1.4，优选1.33；含铜量160-180g/L，优选170g/L；HCl：1.1-1.5mol/L，优选HCl：1.3mol/L。
电镀镍钯金的厚度分别为：Ni:0.5-2μm，Pb:0.02-0.15μm，Au:0.005-0.015μm；电镀速度为2-4m/分钟，优选3 m/分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明采用铜基材代替了之前的PCB板，不仅成本低，还增加了产品的硬度，在全自动包封时提高效率和良率。
2、本发明将金手指面由原来的镀金更改为镀镍钯金，增加了产品表面耐腐蚀能力。
3、本发明由PCB板原来的油墨盖孔，内置金线，改为半蚀刻引线框架，降低了生产成本，提高了效率。
附图说明
图1为行业通用的PCB基板物联网卡的CAD图（2FF）；
图2为行业通用的PCB基板物联网卡的CAD图（3FF）；
图3为本发明的铜基材物联网卡的CAD图（3FF）；
图4为本发明的铜基材物联网卡的CAD图（2FF）；
图5为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下结合对比例、实施例对本发明做进一步描述。
在实施例中采用的原料或设备，如果没有特别限定，那么均是可以直接购买获得或者根据现有公开技术制备得到。
实施例中所有原材料型号均为市售统一型号。
实施例1
所述的物联网工业级卡的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）表面清洗
选择厚度为203微米的194铜箔作为基材，并对基材进行清洗，除油和去除表面杂质。清洗依次采用酸性清洗剂和碱性清洗剂，清洗速度为1.5米/分钟。酸性清洗剂采用醋酸水溶液，碱性清洗剂采用碳酸氢钠水溶液。
（2）压干膜
在清洗后的基材表面热压上感光干膜；压干膜的温度为：120℃，压力为0.6kg，传动速度2.5米/分钟。
（3）曝光
根据需求的花纹和形状设计CAD图纸，将图纸导入激光直写设备中，将压干膜后的基材放置到直写平台，进行激光写入；曝光能量为70MJ/cm2，激光器功率6kW。
（4）显影
将未曝光的干膜显影，保留已曝光的干膜，显影部分漏铜；显影采用的显影液为碳酸钠溶液，浓度为0.78g/L，喷射压力为20 PSI，显影速度为2米/分钟。
（5）蚀刻
将漏铜部位采用腐蚀液蚀刻掉，得到需求的花纹和形状；腐蚀液为CuCl2腐蚀液，比重1.33，含铜量170g/L，HCl：1.3mol/L。
（6）电镀
在物联网工业级卡外露面与打线部位电镀镍钯金；电镀镍钯金的厚度分别为：Ni:1.2μm，Pb:0.09μm，Au:0.01μm；电镀速度为3 m/分钟。
（7）切断
根据所需要的产品外形尺寸，由卷式料分切为条状；
（8）检验
用全自动外观检验设备进行产品外观检验；
（9）包装。
实施例2
所述的物联网工业级卡的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）表面清洗
选择厚度为203微米的194铜箔作为基材，并对基材进行清洗，除油和去除表面杂质。清洗依次采用酸性清洗剂和碱性清洗剂，清洗速度为1米/分钟。酸性清洗剂采用醋酸水溶液，碱性清洗剂采用碳酸氢钠水溶液。
（2）压干膜
在清洗后的基材表面热压上感光干膜；压干膜的温度为：110℃，压力为0.8kg，传动速度2米/分钟。
（3）曝光
根据需求的花纹和形状设计CAD图纸，将图纸导入激光直写设备中，将压干膜后的基材放置到直写平台，进行激光写入；曝光能量为60MJ/cm2，激光器功率5kW。
（4）显影
将未曝光的干膜显影，保留已曝光的干膜，显影部分漏铜；显影采用的显影液为碳酸钠溶液，浓度为0.5g/L，喷射压力为25PSI，显影速度为1.5米/分钟。
（5）蚀刻
将漏铜部位采用腐蚀液蚀刻掉，得到需求的花纹和形状；腐蚀液为CuCl2腐蚀液，比重1.3，含铜量160g/L，HCl：1.1mol/L。
（6）电镀
在物联网工业级卡外露面与打线部位电镀镍钯金；电镀镍钯金的厚度分别为：Ni:0.5m，Pb:0.02μm，Au:0.005μm；电镀速度为2m/分钟。
（7）切断
根据所需要的产品外形尺寸，由卷式料分切为条状；
（8）检验
用全自动外观检验设备进行产品外观检验；
（9）包装。
实施例3
所述的物联网工业级卡的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）表面清洗
选择厚度为203微米的194铜箔作为基材，并对基材进行清洗，除油和去除表面杂质。清洗依次采用酸性清洗剂和碱性清洗剂，清洗速度为2米/分钟。酸性清洗剂采用醋酸水溶液，碱性清洗剂采用碳酸氢钠水溶液。
（2）压干膜
在清洗后的基材表面热压上感光干膜；压干膜的温度为：130℃，压力为0.4kg，传动速度3米/分钟。
（3）曝光
根据需求的花纹和形状设计CAD图纸，将图纸导入激光直写设备中，将压干膜后的基材放置到直写平台，进行激光写入；曝光能量为80MJ/cm2，激光器功率8kW。
（4）显影
将未曝光的干膜显影，保留已曝光的干膜，显影部分漏铜；显影采用的显影液为碳酸钠溶液，浓度为0.5-1.0g/L，喷射压力为15-25PSI，显影速度为1.5-2.5米/分钟。
（5）蚀刻
将漏铜部位采用腐蚀液蚀刻掉，得到需求的花纹和形状；腐蚀液为CuCl2腐蚀液，比重1.4，含铜量180g/L，HCl：1.5mol/L。
（6）电镀
在物联网工业级卡外露面与打线部位电镀镍钯金；电镀镍钯金的厚度分别为：Ni:2μm，Pb:0.15μm，Au: 0.015μm；电镀速度为4m/分钟。
（7）切断
根据所需要的产品外形尺寸，由卷式料分切为条状；
（8）检验
用全自动外观检验设备进行产品外观检验；
（9）包装。
1、成本核算：
以实施例1为例进行成本核算。
目前行业内通用的PCB板产品售价为1.8元/颗，每条36颗，折合售价64.8元/条。
实施例1的铜基材每条32颗，每条成本20元，折合每颗0.72元，与行业内相比节省60%。
2、抗腐蚀能力：
腐蚀条件：氯化钠溶液，质量分数：4-6%；pH值：6.5-7.2；喷雾量1-2ml/h；温度35±2℃。
行业内镀金层PCB基板抗腐蚀能力为24h；
实施例1的铜基板产品，表面镀镍钯金，抗腐蚀能力为240h。
3、变形率（塑封合格率）：
PCB基板比较软，在进行塑封时会因为变形导致合格率降低，封装合格率在85%；
实施例1的铜基材产品，完全避免了这个问题，塑封合格率在99.8%。
以上所述，仅是本发明的最佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种物联网工业级卡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）表面清洗
选择铜箔作为基材，并对基材进行清洗；
（2）压干膜
在清洗后的基材表面热压上感光膜；
（3）曝光
根据需求的花纹和形状设计CAD图纸，将图纸导入激光直写设备中，将压干膜后的基材放置到直写平台，进行激光写入；
（4）显影
将未曝光的干膜显影，保留已曝光的干膜，显影部分漏铜；
（5）蚀刻
将漏铜部位采用腐蚀液蚀刻掉，得到需求的花纹和形状；
（6）电镀
在物联网工业级卡外露面与打线部位电镀镍钯金；
（7）切断
根据所需要的产品外形尺寸，分切为条状；
（8）检验
用全自动外观检验设备进行产品外观检验；
（9）包装。
2.根据权利要求1所述的物联网工业级卡的制备方法，其特征在于，基材为194铜箔。
3.根据权利要求1所述的物联网工业级卡的制备方法，其特征在于，基材清洗依次采用酸性清洗剂和碱性清洗剂，清洗速度为1-2米/分钟。
4.根据权利要求1所述的物联网工业级卡的制备方法，其特征在于，压干膜的温度为：110-130℃，压力为0.4-0.8kg，传动速度2-3米/分钟。
5.根据权利要求1所述的物联网工业级卡的制备方法，其特征在于，曝光能量为60-80MJ/cm2，激光器功率5-8kW。
6.根据权利要求1所述的物联网工业级卡的制备方法，其特征在于，显影采用的显影液为碳酸钠溶液，浓度为0.5-1.0g/L，喷射压力为15-25PSI，显影速度为1.5-2.5米/分钟。
7.根据权利要求1所述的物联网工业级卡的制备方法，其特征在于，腐蚀液为CuCl2腐蚀液，比重1.3-1.4，含铜量160-180g/L，HCl：1.1-1.5mol/L。
8.根据权利要求1所述的物联网工业级卡的制备方法，其特征在于，电镀镍钯金的厚度分别为：Ni:0.5-2μm，Pb:0.02-0.15μm，Au:0.005-0.015μm。
9.根据权利要求1所述的物联网工业级卡的制备方法，其特征在于，电镀速度为2-4m/分钟。
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