一款板厚與阻焊厚特別要求的PCB制作工藝

張永謀 李清春 張亞妮

［勝宏科技（惠州）股份有限公司，廣東 惠州 516211］

0 引言

在生產(chǎn)一種系統(tǒng)級(jí)封裝（system in a package，SIP）電池板的印制電路板（printed circuit board，PCB）的過(guò)程中，有兩個(gè)管控難點(diǎn)：①板厚公差要求嚴(yán)格，指定材料生產(chǎn)，壓合后采用12 點(diǎn)測(cè)量確認(rèn)板厚，厚度極差按40 μm 分堆處理；②導(dǎo)線轉(zhuǎn)角阻焊層厚度要求＞6 μm。針對(duì)兩個(gè)難點(diǎn)做重點(diǎn)管控、跟進(jìn)參數(shù)優(yōu)化及數(shù)據(jù)分析總結(jié)。

1 板厚控制

1.1 板厚要求

產(chǎn)品要求指定位置測(cè)量板厚，工藝邊不做阻焊層，測(cè)量點(diǎn)位置均在工藝邊銅皮，具體如圖1所示。

圖1 板厚測(cè)量點(diǎn)位置

1.2 板厚設(shè)計(jì)優(yōu)化方案

（1）內(nèi)層工藝邊設(shè)計(jì)優(yōu)化，改善壓合過(guò)程中因流膠不均造成板厚均勻性不一的情況。工藝邊有常規(guī)設(shè)計(jì)，即條形設(shè)計(jì)，如圖2（a）所示；更改為六邊形形狀設(shè)計(jì)（六邊形間距為0.5 mm），如圖2（b）所示。

圖2 工藝邊的常規(guī)設(shè)計(jì)

（2）板內(nèi)空曠區(qū)域，在不影響產(chǎn)品特性的前提下，做六邊形鋪銅設(shè)計(jì)，確保板厚整體均勻性，如圖3所示。

圖3 板內(nèi)空曠區(qū)增加六邊形鋪銅設(shè)計(jì)

1.3 板厚數(shù)據(jù)收集

1.3.1 壓合板厚測(cè)量數(shù)據(jù)

壓合參數(shù)不做調(diào)整，只進(jìn)行設(shè)計(jì)上的優(yōu)化，產(chǎn)品壓合板厚要求（0.530±0.025）mm，采用12點(diǎn)測(cè)量，壓合板厚能力分析如圖4 所示，數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

圖4 壓合板厚能力分析

由圖4和表1可知：數(shù)據(jù)分析壓合板厚極差的最大差異為30.4 μm，與產(chǎn)品特性要求≤40 μm 對(duì)比符合標(biāo)準(zhǔn)。說(shuō)明通過(guò)優(yōu)化產(chǎn)品工藝邊設(shè)計(jì)及板內(nèi)空曠區(qū)增加鋪銅設(shè)計(jì)可以滿足此產(chǎn)品的板厚要求。

1.3.2 成品板厚測(cè)量數(shù)據(jù)

成品板厚要求（0.7±0.035）mm，測(cè)量數(shù)據(jù)分析見(jiàn)表2，成品板厚能力分析如圖5所示。

表2 成品按客戶要求位置12點(diǎn)測(cè)量板厚 單位：mm

圖5 成品板厚能力分析

由表2和圖5可知：數(shù)據(jù)分析成品板厚的極差最大差異為40 μm，與產(chǎn)品特性要求≤40 μm 對(duì)比，符合標(biāo)準(zhǔn)。

2 阻焊層厚度控制

2.1 PCB阻焊層厚度要求

PCB阻焊（阻焊）層厚度要求如圖6所示。

圖6 油墨厚度及銅厚示意

2.2 阻焊制作工藝全流程

由于銅厚為70 μm（2 oz），阻焊層厚度有要求，阻焊指定連續(xù)2 次網(wǎng)印方案：外檢來(lái)板→阻焊前處理→43T 網(wǎng)印第1 次→預(yù)烤75 ℃/30 min→正常曝光→正常顯影→正常后烤→二次正常阻焊前處理→43T 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。

2.3 切片分析

產(chǎn)品板切片分析兩次網(wǎng)印阻焊層厚度數(shù)據(jù)，如圖7和表3所示。

表3 阻焊層切片測(cè)量數(shù)據(jù) 單位：μm

圖7 阻焊層厚度

由此可知：產(chǎn)品板的阻焊厚度均在要求范圍內(nèi)，符合產(chǎn)品特性要求。

3 結(jié)語(yǔ)

綜合分析制作過(guò)程及數(shù)據(jù)，SIP電池板通過(guò)優(yōu)化內(nèi)層工藝板設(shè)計(jì)，在不影響產(chǎn)品特性的前提下，于內(nèi)層線路空曠區(qū)域增加六邊形鋪銅設(shè)計(jì)，壓合按材料特性使用對(duì)應(yīng)加工參數(shù)生產(chǎn)，成品板厚能使SIP 電池板特性在要求范圍內(nèi)。采用兩次阻焊工藝流程，可以滿足產(chǎn)品阻焊層厚度在管控范圍內(nèi)。通過(guò)跟進(jìn)SIP 電池板生產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)此產(chǎn)品特性對(duì)板厚及阻焊層厚度要求嚴(yán)格，特別是板厚一旦超出特性要求的40 μm 管控范圍需做分堆處理，此操作可行性難點(diǎn)較大。因此，后續(xù)工藝需要不斷改善，通過(guò)優(yōu)化參數(shù)、改良方法，提高產(chǎn)品良率，提升在線生產(chǎn)制程能力和公司的競(jìng)爭(zhēng)力。