高厚度鋁基板的工藝加工

李江海 強(qiáng)婭莉

（陜西寶雞市凌云萬(wàn)正電路板有限公司，陜西 寶雞 721006）

隨著電子技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，電子產(chǎn)品向輕、薄、小、個(gè)性化、高可靠性、多功能化發(fā)展已成為必然趨勢(shì)，金屬基印制板應(yīng)此趨勢(shì)而誕生，該產(chǎn)品以?xún)?yōu)異的散熱性，機(jī)械加工性，尺寸穩(wěn)定性及優(yōu)異的接地性能和電氣性能在混合集成電路，大功率電氣設(shè)備，電源設(shè)備等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。特別是厚度大于4 mm的高厚度鋁基印制板，近年來(lái)成為金屬基印制板發(fā)展的一個(gè)新亮點(diǎn)，逐漸被應(yīng)用于軍用設(shè)備和高科技的民用產(chǎn)品。

高厚度鋁基板由于鋁基層厚度大于4 mm和外形結(jié)構(gòu)尺寸要求復(fù)雜等因素，給印制板的鉆孔，外形機(jī)械加工等工序的帶來(lái)較大難度，用普通的金屬基印制板加工工藝已不能滿(mǎn)足生產(chǎn)的要求。下面就高厚度鋁基板工藝加工進(jìn)行探討，并對(duì)生產(chǎn)加工中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析和改進(jìn)。

1 高厚度鋁基板的工藝流程

1.1 生產(chǎn)工藝流程

鉆外定位孔→磨板→圖形轉(zhuǎn)移→蝕刻→表面涂復(fù)→鉆孔→外形加工

1.2 工藝操作過(guò)程

1.2.1 準(zhǔn)備

對(duì)于鋁基層無(wú)保護(hù)膠帶的高厚度鋁基板，應(yīng)先進(jìn)行手工貼保護(hù)膠帶，以達(dá)到保護(hù)鋁基層的作用，其具體操作過(guò)程如下：

（1）手工貼保護(hù)膠帶，裁去多余膠帶；

（2）放入烘箱（90±5）℃烘烤20 min；

（3）高溫下取鋁基板并用布頭來(lái)回用力擦，壓緊保護(hù)膠帶，以提高膠層的附著力，防止加工過(guò)程中出現(xiàn)脫膠的問(wèn)題。

1.2.2 鉆定位孔

按要求用數(shù)控鉆床加工鋁基板的4-∮3.0的外定位孔，為了防止鉆頭斷刀，鉆孔時(shí)鉆速應(yīng)為普通印制板鉆速的70%～80%，同時(shí)，每次下鉆深度不超過(guò)1.5 mm，可通過(guò)多次加工的方法來(lái)完成。

1.2.3 磨板

對(duì)于板厚大于4 mm的鋁基板，常規(guī)的刷光機(jī)根本無(wú)法進(jìn)行加工，只有采用手工刷板，可用板刷和去污粉來(lái)清潔銅箔層，也可用木炭清潔銅箔層，清潔銅層后，應(yīng)用自來(lái)水沖洗干凈表面，并用吸水布吸干水份，并放入烘箱烘干。

1.2.4 圖形轉(zhuǎn)移

按印制板的常規(guī)工藝進(jìn)行絲印濕膜、曝光等工序的加工。

1.2.5 蝕刻

用普通透明膠帶保護(hù)4-∮3.0外定位孔和鋁基板的四個(gè)側(cè)面，以防止蝕刻時(shí)腐蝕孔壁和鋁基層。蝕刻最好用堿性蝕刻機(jī)，因?yàn)樗嵝晕g刻液對(duì)鋁基的腐蝕更為嚴(yán)重。

1.2.6 熱風(fēng)整平錫鉛焊料

按圖把鋁基板的三邊的陰影部銑到1.8 mm ～2.0 mm的厚度后，去除鋁基層的保護(hù)膠帶，把熱風(fēng)整平機(jī)前后風(fēng)刀間距調(diào)大至20 mm ～ 25 mm，浸錫時(shí)間增加3 s ～ 5 s，其余按印制板常規(guī)的工藝進(jìn)行熱風(fēng)整平加工（圖1）。

圖1

1.2.7 鉆孔

用4-∮3.0定位孔定位印制板，用數(shù)控鉆床完成板內(nèi)鉆孔加工。

其注意事項(xiàng)：

（1）1.5 mm以下的鉆頭每下鉆深度小于0.3 mm，1.5 mm以上的鉆頭每下鉆深度不大于0.5 mm。

（2）鉆孔過(guò)程中可適量用酒精進(jìn)行冷卻。

1.2.8 外形加工

（1）拼板加工的鋁基板，可先用普通銑刀按+0.3的公差粗加工外形，每次下刀深度不得超過(guò)0.5 mm。

（2）用專(zhuān)用鍵槽銑刀（或雙刃銑刀）加工鋁基板到圖紙要求尺寸。

（3）對(duì)于有特種要求的鋁基板，如有盲槽孔和深度要求的臺(tái)階孔的鋁基板，如圖2。應(yīng)先用鍵槽銑刀把臺(tái)面工作處銑平整（保證鋁基板加工時(shí)的水平度），然后再用鍵槽銑刀加工板內(nèi)有特殊要求的盲槽孔和臺(tái)階孔。

（4）進(jìn)行攻絲等其它機(jī)械加工。注意事項(xiàng)：所有銑床加工過(guò)程中每次下刀深度不能超過(guò)0.5 mm，在加工中應(yīng)用酒精對(duì)銑刀進(jìn)行降溫處理。

圖2

2 生產(chǎn)中存在問(wèn)題和解決措施

2.1 批量生產(chǎn)中存在的問(wèn)題

用以上工藝小批量加工高厚度鋁基板數(shù)批次，其操作可行，產(chǎn)品質(zhì)量能滿(mǎn)足客戶(hù)需求，但在批量加工和生產(chǎn)鋁基厚度大于5 mm的鋁基板時(shí)，發(fā)現(xiàn)加工工藝的細(xì)節(jié)中存在不足之處，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率造成了一定的影響，主要有以下幾點(diǎn)。

2.1.1 厚度≥5 mm的鋁基板常規(guī)印制板顯影等水平線(xiàn)難于加工

普通顯影機(jī)、蝕刻機(jī)只能傳送小于4 mm的印制板，當(dāng)鋁基板厚度≥5 mm時(shí)，常規(guī)顯影機(jī)、蝕刻機(jī)無(wú)法順利完成顯影、蝕刻工藝的加工。

2.1.2 鉆孔加工速度效率低，并易出現(xiàn)斷刀的質(zhì)量問(wèn)題

由于小孔徑的加工，每次下鉆速度僅為0.3 mm，加工速度較慢，不利于批量板的加工。對(duì)于厚度≥5 mm的鋁基板下鉆深度大于4 mm時(shí)易出現(xiàn)斷刀的質(zhì)量問(wèn)題，導(dǎo)致鋁基板報(bào)廢。

2.1.3 熱風(fēng)整平

熱風(fēng)整平時(shí)銑印制板周邊的臺(tái)階比較費(fèi)工，小批量試制加工還行，但批量加工時(shí)工作效率較低，同時(shí)，由于板厚等原因，易出現(xiàn)劃傷鋁基板的質(zhì)量問(wèn)題。

2.2 改進(jìn)措施

針對(duì)批量生產(chǎn)中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析、討論和長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)，制定出以下可行的措施。

2.2.1 顯影、蝕刻

（1）顯影可用手工操作的方式。

（2）如傳動(dòng)滾輪可通過(guò)板子，則可去掉設(shè)備的橡膠壓輪后顯影、蝕刻。

（3）如設(shè)備的傳動(dòng)滾輪不能通過(guò)板子，可把鋁基板放在上傳動(dòng)滾輪的上面，開(kāi)啟下泵進(jìn)行顯影、蝕刻，采用此方法的進(jìn)、出板方向與常規(guī)加工的方向相反。

2.2.2 數(shù)控鉆床

（1）對(duì)于板厚≤5 mm的板子可采用原工藝進(jìn)行。

（2）對(duì)于板厚≥5 mm板子，先用原工藝鉆孔鉆至深度超過(guò)板厚的3/5左右，然后重新定位，反轉(zhuǎn)印制板，從另一面進(jìn)行加工，至孔通為止。通過(guò)此方法可解決小孔徑鉆頭斷刀的質(zhì)量問(wèn)題。

（3）對(duì)于批量板的加工，也可先采取數(shù)控鉆床兩面點(diǎn)孔定位（深度約0.3 mm），確定鉆孔的具體的位置，然后人工用普通臺(tái)鉆完成鉆孔工序。

2.2.3 熱風(fēng)整平

鋁基板不用先銑臺(tái)階，直接采用新的手工熱風(fēng)整平的工藝，即用鉗子固定鋁基板，打開(kāi)錫爐攪拌，手工把板子浸入錫槽8 s ～ 10 s，迅速取出鋁基板，用布頭快速擦掉線(xiàn)路銅層上的粘錫，由于鋁板的傳熱較快，厚鋁基的大量熱量快速傳遞到擦過(guò)粘錫的銅層，使線(xiàn)路上的少量錫層重新熔合，從而保證錫層的平整度。

3 結(jié)語(yǔ)

采用以上工藝進(jìn)行后，批量加工高厚度鋁基板的合格率和工作效率得到明顯的提高，產(chǎn)品的質(zhì)量也有明顯的改善，鋁基板在客戶(hù)裝配和調(diào)試過(guò)程反映良好。但高厚度鋁基板屬于一種特種印制板，不同的高厚度鋁基板其技術(shù)要求各有不同，我們只有在以上生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合機(jī)械加工工藝和不同鋁基印制板的特殊性，不斷進(jìn)行改進(jìn)，才能滿(mǎn)足日益發(fā)展的特種鋁基板的要求。