CN115334764A - 一种台阶型邦定铜帽pad的pcb制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种台阶型邦定铜帽PAD的PCB制作工艺，通过提供基板、钻孔、第一次沉铜及第一次全板电镀、填孔、第二次沉铜及第二次全板电镀、“T”型铜帽PAD图形转移、镀“T”型铜帽PAD、退膜、涂布湿膜、曝光显影、对外层线路图形进行电镀铜锡、外层蚀刻等工序，实现一种由PCB直接加工法、即直接在PCB板上完成实现一种“T”型台阶铜帽PAD，省去手动植入“T”型帽钉法，即先植入“T”型帽钉后过锡炉焊接再打邦定线等繁琐流程及低效的传统法，实现一种全新的彻底解决下游组装作业效率低下，彻底解决锡垂不良、连锡短路不良、铜铆钉不平齐等不良问题。

Description

一种台阶型邦定铜帽PAD的PCB制作工艺

技术领域

本发明涉及PCB生产领域，特别是关于一种台阶型邦定铜帽PAD的PCB制作工艺。

背景技术

印制电路板是一种重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。在常规PCB焊接PAD中有方形、圆形、半圆形等不同形状设计，这些PCB板上焊接PAD、即焊盘，均为下游工序表面贴装使用，即SMT元器件贴装而设计，通常PCB上的各类型焊接PAD的铜厚度均与表层导线铜的厚完全一致，PAD与线表面平整，没有高低差异，便于表面贴装。但随着电子技术的的不断发展，集成电路设计体积越来越小，其功能确越发强大，单位面积内的布线与孔越来越密集，如插件孔与焊接PAD重合叠加即合二为一HDI板微盲孔设计，即出现盘中孔等设计方式。

现有一种PCB板，下游组装中有一种组装方式为：邦定打线，邦定打线也是芯片生产工艺中一种打线的方式，一般用于封装前将芯片内部电路用金线或铝线与封装管脚或线路板镀金铜箔连接，其中有一种邦定须打在与孔相连并与孔重合的焊盘上（即管脚与孔重合），同时焊接PAD与其它焊盘具有高底差并成凸起状台阶型铜帽：即同一片PCB板上此凸起状台阶焊盘与普通焊盘形成阶梯台阶“T”字型PAD，且此阶梯台阶“T”字型PAD与普通PAD完全不同，其PAD铜厚与其它导线形成有明显高低差，其高底差大于等于75um以上。

现有的台阶型PAD为实现打线工艺一般由组装贴片厂先在待邦定打线的孔中手工植入一种“T”字型的铜帽钉，孔中植入完“T”字型铜帽钉后再过锡炉，将“T”字型铜帽钉与PCB孔先进行焊接，从而使铜帽钉与PCB周边焊盘形成一台阶梯型PAD，手工植入“T”字型的铜帽钉，此类方法存在组装效率低下，铜帽的另一面（不打邦定线的一面）因过完锡炉后有锡垂现象，锡垂凸起造成与板不平齐，PAD与PAD过炉之后因间距太小会出现连锡短路、与组装件不平齐等不良，对成品组装带来其它不利功能性影响。

发明内容

有鉴于此，本发明为解决现有台阶型PAD邦定封装方式所带来的贴片打线效率低下及锡垂问题、连锡、短路等诸多不良问题，提供一种台阶型邦定铜帽PAD的PCB制作工艺。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种台阶型邦定铜帽PAD的PCB制作工艺，包括如下步骤：

步骤1：提供经过压合后的基板；

步骤2：对所述基板进行钻孔，在所述基板上钻出外层通孔的同时钻出台阶型PAD孔；

步骤3：第一次沉铜及第一次全板电镀；

步骤4：填孔，对镀铜的所述台阶型PAD孔进行树脂胶充填，然后烘干打磨；

步骤5：第二次沉铜及第二次全板电镀，对装填有树脂的所述台阶型PAD孔的表面进行沉铜和镀铜，进一步加厚所述外层通孔及所述基板表面的铜层；

步骤6：“T”型铜帽PAD图形转移，在所述基板上贴上感光干膜，并将原始铜帽PAD图形显影转移至所述基板上；

步骤7：镀“T”型铜帽PAD，对所述基板露出的“T”型铜帽PAD进行镀铜加厚；

步骤8：退膜，退去所述基板上的感光干膜；

步骤9：涂布湿膜，在所述基板上涂上湿膜，然后烘烤；

步骤10：曝光显影，将外层线路图形转移至所述基板上；

步骤11：对外层线路图形进行电镀铜锡；

步骤12：外层蚀刻，退除湿膜后蚀刻掉多余的铜层并退锡。

进一步的，所述步骤3中第一次全板电镀时，对所述外层通孔和基板表面的铜层进行加厚，加厚的铜层厚度为20-25um。

进一步的，所述步骤4中，在烘干打磨后，通过AOI进行扫孔，检验是否漏塞或者塞孔不饱满。

进一步的，所述步骤5中第二次沉铜时，不做除胶处理，在所述基板的表面沉上一层20-40微英寸的铜层。

进一步的，所述步骤5中第二次全板电镀时，在填胶的所述台阶型PAD孔的表面初步镀上一层5-10um的铜层，并加厚所述外层通孔及基板表面的铜层。

进一步的，所述步骤6中，在菲林上设计出与原始铜帽PAD尺寸大小相同的铜PAD点镀菲林图形或直接用LDI曝光机转换资料直接在基板上曝光，通过曝光将原始铜帽PAD图形显影转移至基板上。

进一步的，所述感光干膜选用的厚度为75um或者38um，当采用38um厚度的感光干膜时，需贴两次。

进一步的，所述步骤7中，所述“T”型铜帽PAD镀出的厚度大于等于75um。

进一步的，所述步骤9中，涂布湿膜进行两次，在第一次涂布湿膜并烘干后再进行第二次涂布湿膜，两次涂布湿膜的厚度均为8-12um。

进一步的，所述步骤12中在完成外层蚀刻后，通过AOI进行产品的功能性检验，然后进行阻焊印刷及文字喷印。

本发明相较于现有技术的有益效果是：

本发明的PCB制作工艺，实现一种由PCB直接加工法、即直接在PCB板上完成实现一种“T”型台阶铜帽PAD，借助于真空树脂填孔、湿膜与干膜特殊性能、两次图形转移工艺等，以制作出符合一种台阶状“T”字型的邦定铜帽PAD，以及邦定打线工艺设计要求的PCB，省去手动植入“T”型帽钉法，即先植入“T”型帽钉后过锡炉焊接再打邦定线等繁琐流程及低效的传统法，实现一种全新的彻底解决下游组装作业效率低下，彻底解决锡垂不良、连锡短路不良、铜铆钉不平齐等不良问题。

具体实施方式

本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。本发明一较佳实施例如下。

一种台阶型邦定铜帽PAD的PCB制作工艺，包括如下步骤：

步骤1：提供经过压合后的基板。其中，经过压合后的基板的制作方法如下。

步骤1.1：开料，裁切基板，有盲孔的可以先钻出盲孔、埋孔层及镀厚盲、埋孔孔铜。

步骤1.2：内层线路，根据设计图在基板上作出内层线路图形，将菲林片上的原始线路图显影至基板上，在板中以及板边设计阻流PAD；

步骤1.3：棕化及压合，利用棕化剂现在铜表面生成一层棕化膜，使PP与内层更易结合，根据所需制作的PCB板层素，将芯板与PP叠合，然后送入压合机中进行抽真空、加压压合，从而得到压合后的基板。

步骤2：对基板进行钻孔，在基板上钻出外层通孔的同时钻出台阶型PAD孔；其中，台阶型PAD孔的孔径比原始铜帽PAD单边小1.5-2mil。其中，若台阶型PAD孔的孔径与原始铜帽PAD等大会发生对位偏孔导致产生崩孔的风险。

步骤3：第一次沉铜及第一次全板电镀；进行孔内除胶及第一次化学沉铜，清除外层通孔及台阶型PAD孔孔内的钻污，利用氧化还原的化学反应原理在外层通孔及台阶型PAD孔的孔内沉上可导电的铜层；然后进行第一次全板电镀，对外层通孔及基板表面的铜层一次性加厚铜，其中，加厚的铜层厚度为20-25um。

步骤4：填孔，对镀铜的台阶型PAD孔进行树脂胶充填，然后烘干打磨；对台阶型PAD孔填胶后进行烘干，烘干后将外溢出多余的树脂胶用陶瓷研磨机进行研磨打平。其中，在研磨打平后进行步骤4.1：通过AOI进行扫孔，检验是否漏塞或者塞孔不饱满；用AOI对通过树脂塞孔的基板进行扫描，以检验是否漏塞及塞孔不饱满，并剔除不良品，提高产品质量。

步骤5：第二次沉铜及第二次全板电镀，对装填有树脂的台阶型PAD孔的表面进行沉铜和镀铜，进一步加厚外层通孔及基板表面的铜层；此时是为了使得塞有树脂的台阶型PAD孔沉铜导电，此处不做除胶处理，直接采用化学沉铜工艺，在外层，特别是树脂填孔即在树脂胶表面沉上一层20-40微英寸的薄铜；然后进行第二次全板电镀，主要针对树脂封胶的台阶型PAD孔的孔表面镀上一层5-10um的铜，并对外层通孔及基板表面的铜层进行进一步的加厚。

步骤6：“T”型铜帽PAD图形转移，在基板上贴上感光干膜，并将原始铜帽PAD图形显影转移至基板上；具体的，在基板上贴上专用高感光性干膜：FD1740-610，选择厚度为75um或者38um，其中，选择75um的感光干膜时，可以只贴一次，选择38um的感光干膜时则需要贴两次，如贴第二次感光干膜时应撕去第一次的膜层再贴第二次。

在菲林上设计出与原始铜帽PAD尺寸大小相同的铜PAD点镀菲林图形或直接用LDI曝光机转换资料直接在基板上曝光，通过曝光将原始铜帽PAD图形显影转移至基板上，此时曝光能量参数设置成7格。此处辅助菲林设计时，只在基板上露出“T”型铜帽PAD点镀辅助工具，基板上其余部分用干膜全覆盖保护，曝光后静置15-30min再显影，显影浓度0.8-1.2％，显影点控制在45-90％，根据显影点调整显影速度。

步骤7：镀“T”型铜帽PAD，对基板露出的“T”型铜帽PAD进行镀铜加厚；利用电化学原理即常规电铜缸加厚基板露出的“T”型铜PAD的铜厚度，使其厚度大于或等于75um的铜帽PAD，此铜厚不包括底铜，此时只镀“T”型铜帽PAD厚度而不须镀锡。

因镀铜面积过小，其电流密度控制在15-18ASF，利用小电流密度长时间进行加厚，不可超出20ASF的电流密度，以避免铜PAD烧焦或长铜瘤不良。另外，可根据设备实际电镀效率先行理论计算得出电镀时间以便得到相应的铜帽厚度，具体计算公式为：镀铜厚度（um）=基板总面积*铜帽占总面积的百分比*电流密度（ASF）*电镀时间（min)*电镀设备的效率）/39.375。

步骤8：退膜，退去基板上的感光干膜；将已电镀好“T” 型铜帽PAD的基板利用碱性溶液退除表面的感光干膜。

步骤9：涂布湿膜，在基板上涂上湿膜，然后烘烤；将已电镀好“T” 型铜帽PAD且退膜后的基板进行磨刷以去除表面氧化物，然后在基板上涂上湿膜，湿膜的厚度为8-12um，然后再温度为75摄氏度的条件下烘烤15-25min，烘干后再在基板上进行第二次涂上湿膜，湿膜的厚度同样为8-12um。

需要说明的是，此时必须采用湿膜进行涂布，主要是利用湿膜的流动性特性，已镀上铜帽的基板因PAD与PAD之间已经形成了台阶状的高低差，如采用贴干膜的方式会产生空洞，从而造成渗镀不良，因此，为了避免产生空洞，本实施例利用湿膜的流动特性，能使基板上台阶式的PAD与PAD均匀涂上湿膜，即不可用干膜，因铜帽PAD已经形成台阶式凸起状，干膜无法与基板贴紧而会造成基板空泡无法进行下一步流程。

步骤10：曝光显影，将外层线路图形转移至基板上；将根据要求设计的原始线路图利用LDI曝光机，曝光能量控制在8格，将线路图形转移到基板上，其中，曝光后静置10-15min后进行显影。需要说明的是，此处不能用传统菲林进行曝光，因为铜帽PAD已形成凸起状，菲林会被顶起而无法进行图形转移。另外，此处菲林上的“T”型铜帽PAD设计时比步骤6中“T”型铜帽PAD图形转移时的PAD单边大0.5-1.20mil，以补偿蚀刻的损失。

步骤11：对外层线路图形进行电镀铜锡；利用电化学原理加厚基板上表面及铜帽PAD上的铜层，并对所有线路上铜上锡进行保护。

步骤12：外层蚀刻，退除湿膜后蚀刻掉多余的铜层并退锡。利用体积比为5-8%浓度的碱性化学液先退除湿膜，再利用蚀刻液咬蚀多余的铜层，退锡处理，从而做出具有完整功能的“T”字型台阶铜帽PAD电路板线路图形。

步骤13：通过AOI对产品进行功能性检验，通过自动光学检测，利用光学原理检查线路图型号的完整性，剔除不良产品，提高产品质量。

步骤14：进行阻焊印刷及文字喷印，其中，曝光时同样只利用LDI曝光机。

步骤15：对成品PCB板进行表面处理，如沉金、沉银等及其它工序。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语诸如 “上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种台阶型邦定铜帽PAD的PCB制作工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：提供经过压合后的基板；

步骤2：对所述基板进行钻孔，在所述基板上钻出外层通孔的同时钻出台阶型PAD孔；

步骤3：第一次沉铜及第一次全板电镀；

步骤4：填孔，对镀铜的所述台阶型PAD孔进行树脂胶充填，然后烘干打磨；

步骤5：第二次沉铜及第二次全板电镀，对装填有树脂的所述台阶型PAD孔的表面进行沉铜和镀铜，进一步加厚所述外层通孔及所述基板表面的铜层；

步骤6：“T”型铜帽PAD图形转移，在所述基板上贴上感光干膜，并将原始铜帽PAD图形显影转移至所述基板上；

步骤7：镀“T”型铜帽PAD，对所述基板露出的“T”型铜帽PAD进行镀铜加厚；

步骤8：退膜，退去所述基板上的感光干膜；

步骤9：涂布湿膜，在所述基板上涂上湿膜，然后烘烤；

步骤10：曝光显影，将外层线路图形转移至所述基板上；

步骤11：对外层线路图形进行电镀铜锡；

步骤12：外层蚀刻，退除湿膜后蚀刻掉多余的铜层并退锡。

2.根据权利要求1所述的台阶型邦定铜帽PAD的PCB制作工艺，其特征在于，所述步骤3中第一次全板电镀时，对所述外层通孔和基板表面的铜层进行加厚，加厚的铜层厚度为20-25um。

3.根据权利要求1所述的台阶型邦定铜帽PAD的PCB制作工艺，其特征在于，所述步骤4中，在烘干打磨后，通过AOI进行扫孔，检验是否漏塞或者塞孔不饱满。

4.根据权利要求1所述的台阶型邦定铜帽PAD的PCB制作工艺，其特征在于，所述步骤5中第二次沉铜时，不做除胶处理，在所述基板的表面沉上一层20-40微英寸的铜层。

5.根据权利要求4所述的台阶型邦定铜帽PAD的PCB制作工艺，其特征在于，所述步骤5中第二次全板电镀时，在填胶的所述台阶型PAD孔的表面初步镀上一层5-10um的铜层，并加厚所述外层通孔及基板表面的铜层。

6.根据权利要求1所述的台阶型邦定铜帽PAD的PCB制作工艺，其特征在于，所述步骤6中，在菲林上设计出与原始铜帽PAD尺寸大小相同的铜PAD点镀菲林图形或直接用LDI曝光机转换资料直接在基板上曝光，通过曝光将原始铜帽PAD图形显影转移至基板上。

7.根据权利要求6所述的台阶型邦定铜帽PAD的PCB制作工艺，其特征在于，所述感光干膜选用的厚度为75um或者38um，当采用38um厚度的感光干膜时，需贴两次。

8.根据权利要求1所述的台阶型邦定铜帽PAD的PCB制作工艺，其特征在于，所述步骤7中，所述“T”型铜帽PAD镀出的厚度大于等于75um。

9.根据权利要求1所述的台阶型邦定铜帽PAD的PCB制作工艺，其特征在于，所述步骤9中，涂布湿膜进行两次，在第一次涂布湿膜并烘干后再进行第二次涂布湿膜，两次涂布湿膜的厚度均为8-12um。

10.根据权利要求1所述的台阶型邦定铜帽PAD的PCB制作工艺，其特征在于，所述步骤12中在完成外层蚀刻后，通过AOI进行产品的功能性检验，然后进行阻焊印刷及文字喷印。