厚銅板薄阻焊生產(chǎn)工藝優(yōu)化

郝永春 楊 勇 李 鋒

（勝宏科技（惠州）股份有限公司，廣東 惠州 516211）

0 引言

印制電路板（printed circuit board，PCB）為電子元器件和零件提供互連接，組成一個(gè)具有特定功能的模塊或成品。PCB 種類(lèi)及制法在材料、層次和生產(chǎn)流程上具有多樣化，可適合不同電子產(chǎn)品及特殊需求。其中外觀大項(xiàng)防焊（阻焊）也可根據(jù)客戶的不同需求，從防焊硬度、防焊厚度、抗鍍抗蝕等方面靈活調(diào)整，制作出合格的產(chǎn)品。

針對(duì)服務(wù)器中電源背板的厚銅板，在線路上增加薄防焊，設(shè)計(jì)出本款產(chǎn)品?；诔Ｒ?guī)工藝的2 次防焊制作法，優(yōu)化第1 次防焊的下油量與曝光資料，對(duì)非銅區(qū)域進(jìn)行油墨填充后烤的參數(shù)優(yōu)化縮短，提升在線效率；第2 次防焊前，通過(guò)處理降低掉油風(fēng)險(xiǎn)。采取以上工藝方法，可精簡(jiǎn)步驟、縮短工時(shí)、節(jié)約成本。

在線方案制作防焊的工藝方法，主要從工藝流程、生產(chǎn)工具、曝光資料、二次防焊前處理時(shí)長(zhǎng)等方面制定了一套可行的技術(shù)方案。

1 PCB防焊層厚度要求

PCB 防焊層厚度要求如圖1所示。油墨厚度為：7.6 μm＜H≤H1＜17.8 μm；面銅厚度為：50.8 μm＜H3＜76.2 μm。

圖1 外層銅與防焊油墨厚度關(guān)系

2 厚銅板阻焊工藝流程

2.1 驗(yàn)證板制作工藝全流程

開(kāi)料→內(nèi)層→壓合→鉆孔→孔金屬化→板電→控深鉆→樹(shù)脂塞孔→外層→防焊→文字→成型。

2.2 防焊流程優(yōu)化方案展示

2.2.1 連續(xù)2次網(wǎng)印阻焊

外檢來(lái)板→防焊前處理→36 T 網(wǎng)印2 次→預(yù)烤75 ℃/45 min→正常曝光→顯影→文字→后烤→出板。

此流程采用2 次36 T，預(yù)烤完成后需留意板面是否烤干，防止粘上照相底片、出現(xiàn)品質(zhì)問(wèn)題。

2.2.2 分步2次網(wǎng)印阻焊

外檢來(lái)板→防焊前處理→36 T 網(wǎng)印第1 次→預(yù)烤75 ℃/30 min→正常曝光→正常顯影→正常后烤→2 次正常防焊前處理→36 T 網(wǎng)印第2 次→預(yù)烤75 ℃/30 min→正常曝光→正常顯影→正常文字→正常后烤→出板。

2次正常防焊36 T網(wǎng)版印刷線路和銅面上的防焊油墨厚度超標(biāo)，如圖2所示，影響在線產(chǎn)品進(jìn)度。

圖2 2次防焊后線面線角油墨厚度厚度

2.2.3 分步2次網(wǎng)印與不同爆光阻焊

外檢來(lái)板→防焊前處理→36 T 網(wǎng)印1 次→預(yù)烤75 ℃/30min→基材面曝光→正常顯影→立式烤箱后烤→2 次正常防焊前處理→36 T 網(wǎng)印1 次→預(yù)烤75 ℃/30min→正常曝光→正常顯影→正常文字→正常后烤→出板。

（1）第1 次防焊曝光時(shí)，僅對(duì)板面基材上面部分進(jìn)行曝光，對(duì)線路和銅面上面部分不曝光，顯影后出現(xiàn)露銅。

（2）2 次正常防焊36 T 網(wǎng)版印刷線路和銅面上面的防焊油墨厚度超標(biāo)，如圖3所示。

圖3 36 T網(wǎng)版銅面1次防焊線面線角厚度

（3）第1次后烤參數(shù)優(yōu)化：由隧道烤17段5 h生產(chǎn)模式改為立式烤箱75 ℃/15 min+100 ℃/15 min+120 ℃/1.5 h生產(chǎn)模式，提升生產(chǎn)效率。

2.2.4 分步2次不同網(wǎng)目的網(wǎng)印與不同爆光阻焊

外檢來(lái)板→防焊前處理→36 T 網(wǎng)印1 次→預(yù)烤75 ℃/30 min→基材面曝光→正常顯影→立式烤箱后烤→二次防焊前處理（不開(kāi)磨刷）→48 T 網(wǎng)印1 次→預(yù)烤75 ℃/30 min→正常曝光→正常顯影→正常文字→正常后烤→出板。

（1）1次防焊印刷采用正常36 T印刷。

（2）曝光資料采用優(yōu)化后資料：僅對(duì)基材區(qū)進(jìn)行曝光，銅面和線面部分不曝光，確保顯影后露出銅面。

（3）立式烤箱縮短生產(chǎn)周期：隧道爐后烤改為立式烤箱由原來(lái)的5 h 降低到2 h，提升在線產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度。

（4）第2次防焊前處理優(yōu)化：不開(kāi)針?biāo)?，保護(hù)銅面和線面的銅厚，防止出現(xiàn)面銅偏薄的異常品質(zhì)。

（5）第2 次防焊采用48 T 網(wǎng)版正常生產(chǎn)1 次，在已有防焊層上再生產(chǎn)1 層薄防焊層，確保銅面和線路面上的防焊厚度在7.6 μm～17.8 μm 公差范圍內(nèi)，如圖4所示。

圖4 分步2次不同網(wǎng)目網(wǎng)印與不同爆光以后線面與線角防焊厚度

3 厚銅板防焊制作工藝流程

正常生產(chǎn)的對(duì)應(yīng)參數(shù)如下。

（1）第1次防焊前處理：正常開(kāi)啟針?biāo)?火山灰生產(chǎn)，磨痕管控為（10±2）mm，確認(rèn)板面是否清潔粗化良好。

（2）第1 次防焊印刷：采用36 T 擋點(diǎn)網(wǎng)版，油墨黏度管控為120 dPa·s，生產(chǎn)出板確認(rèn)濕厚度在45 um 以內(nèi)，直接放入預(yù)烤隧道爐，預(yù)烤溫度75 ℃/30 min，確保板面烘烤無(wú)誤。

（3）第1 次曝光：將印刷后的板放在曝光機(jī)臺(tái)面上，放上底片，使用紫外線光照射。通過(guò)底片將圖形轉(zhuǎn)移到板面的防焊層上使用紫外線曝光機(jī)直接激光作業(yè)，無(wú)需底片）。生產(chǎn)制作參數(shù)為曝光能量900～1 500 mJ，曝光能量尺（10±1）格。曝光資料選用M1，僅對(duì)基材部分曝光，線路和銅面不曝光。

（4）顯影：曝光完后板，靜置30 min 后，放進(jìn)顯影機(jī)，利用顯影劑藥水（碳酸鉀）把未曝光的干膜沖洗掉，留下曝光過(guò)的防焊覆蓋圖形。生產(chǎn)制作參數(shù)為線速3.5～4.5 m/min，碳酸鉀濃度8～13 g/L。經(jīng)確認(rèn)，顯影出的板的銅面和線路上無(wú)防焊層。

（5）第1 次后烤：將顯影板插進(jìn)框架，放置在箱式烤箱內(nèi)，設(shè)定溫度為120 ℃，時(shí)間為120 min。其目的是使防焊層更牢固，預(yù)防第2 防焊前處理?yè)p傷和第2 防焊油墨軟化出現(xiàn)分層起泡，導(dǎo)致不良品。

（6）第2 次防焊前處理：關(guān)閉針?biāo)ⅲ瑑H開(kāi)啟火山灰生產(chǎn)，確認(rèn)板面品質(zhì)，是否清潔粗化良好。

（7）第2 次防焊印刷：采用48 T 擋點(diǎn)網(wǎng)版，油墨黏度管控在90 dPa·s，生產(chǎn)出板確認(rèn)濕厚度在30 um以內(nèi)，直接進(jìn)預(yù)烤隧道爐，預(yù)烤溫度管控在75 ℃/30 min，確保板面烘烤無(wú)誤。

（8）第2次曝光：將印刷后的板放到曝光機(jī)臺(tái)面上，放上底片，使用UV光照射。其作用是通過(guò)底片將圖形轉(zhuǎn)移到板面的防焊層上。生產(chǎn)制作參數(shù)為曝光能量900～1 500 mJ，曝光能量尺（10±1）格。曝光資料選用M2，正常整板進(jìn)行曝光。

（9）顯影：曝光完后板，靜置30 min 后，放進(jìn)顯影機(jī)，利用顯影劑藥水（碳酸鉀）將未曝光的干膜沖洗掉，留下曝光過(guò)的防焊覆蓋圖形。生產(chǎn)制作參數(shù)為線速3.5～4.5 m/min，碳酸鉀濃度8～13 g/L。顯影出的板全檢板面品質(zhì)。

（10）文字及以后面流程正常生產(chǎn)。

產(chǎn)品板對(duì)應(yīng)切片分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

由表1可知，產(chǎn)品板的電鍍銅厚度和防焊厚度均在范圍內(nèi)，符合生產(chǎn)要求。采用銅厚測(cè)量?jī)x測(cè)得，板內(nèi)線面和銅面防焊層的厚度均控制在7.6～17.8 μm 公差范圍內(nèi)，油墨厚度過(guò)程能力管控系數(shù)為2.05（要求大于1.33），如圖5所示。

表1 防焊切片測(cè)量數(shù)據(jù) 單位：μm

圖5 驗(yàn)證結(jié)果展示

4 結(jié)語(yǔ)

綜合分析以上改善案程，可以全面達(dá)到厚銅板的防焊生產(chǎn)要求，滿足50 μm 以上厚銅板的正常生產(chǎn)，確保在線角沒(méi)有假性露銅和油墨偏厚等問(wèn)題出現(xiàn)。不同的工藝制作方法生產(chǎn)良率存在差異，后續(xù)工藝參數(shù)將不斷改善優(yōu)化，不斷改良方法，不斷提高產(chǎn)品良率，提升在線生產(chǎn)制程能力和企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。