大尺寸插頭PCB加工研究

黃 銳 王立峰

（廣東生益科技股份有限公司，廣東 東莞 523039）

0 引言

隨著顯示屏技術(shù)的不斷提升，對(duì)顯示屏的先進(jìn)性、穩(wěn)定性的要求將越來(lái)越高，這對(duì)覆銅板（copper clad laminate，CCL）和印制電路板（printed circuit board，PCB）的生產(chǎn)都是一種挑戰(zhàn)。電子設(shè)備無(wú)論內(nèi)核如何優(yōu)秀，都需要一塊性能優(yōu)異的屏幕來(lái)呈現(xiàn)。

某PCB 工廠從2021 年開(kāi)始，陸續(xù)使用生益CCL（A 型）生產(chǎn)光電顯示屏PCB。該P(yáng)CB 插頭位密集、間距小、厚度較薄且呈長(zhǎng)條形，這對(duì)材料的漲縮控制是個(gè)較大的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)對(duì)400 mm長(zhǎng)度的大尺寸長(zhǎng)條形插頭板進(jìn)行了加工，經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)驗(yàn)證，最終通過(guò)一些控制手段基本上滿足了產(chǎn)品的要求。在此過(guò)程中積累的一些技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，可為加工類似產(chǎn)品提供較好的依據(jù)。

1 設(shè)計(jì)思路與方案

1.1 設(shè)計(jì)思路

多段、超長(zhǎng)插頭板漲縮管控非常困難，插頭長(zhǎng)度主要在100～400 mm 范圍內(nèi)。經(jīng)過(guò)對(duì)PCB 重要工序進(jìn)行嚴(yán)格管控，使得整體漲縮及整體厚度均勻性得到了有效控制。某PCB 針對(duì)不同類型產(chǎn)品，分別使用多種中Tg及高Tg材料進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證其漲縮效果、厚度極差及插頭段差等。本文對(duì)中Tg材料進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證評(píng)估，其基本能夠滿足客戶的產(chǎn)品需求（目前批量使用的主要是A 型），漲縮管控要求詳見(jiàn)表1。

表1 漲縮管控要求

現(xiàn)產(chǎn)品需求為，插頭長(zhǎng)度300 mm，公差0.05 mm，從而漲縮要求為0.05/300=1.67?。按表1 中參數(shù)選擇對(duì)應(yīng)的材料及類型，漲縮要求≤1.5?，在工程提出評(píng)審后制樣。

1.2 試驗(yàn)方案

選用生益A 型和B 型材料，對(duì)比評(píng)價(jià)插頭段厚度、插頭尺寸公差及插頭區(qū)域漲縮極差表現(xiàn)。

（1）選用四層通孔板結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估，產(chǎn)品信息見(jiàn)表2。表2中，ACF 是指接合玻璃顯示屏的插頭，其為非拔插的硬金插頭。

表2 產(chǎn)品信息

（2）插頭位采用對(duì)拼設(shè)計(jì)，可減少因介質(zhì)厚度差異而導(dǎo)致的插頭段差差異。

（3）插頭排版方向優(yōu)先排在生產(chǎn)每塊板的短方向或緯向，以減小極差。

2 過(guò)程控制

2.1 CCL原材料控制

針對(duì)大尺寸長(zhǎng)條形插頭顯示板的特殊性，對(duì)該類產(chǎn)品的CCL 進(jìn)行指定用銅、用布的管控，以減小材料差異帶來(lái)的品質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 PCB加工制程管控

（1）PCB 插頭位置補(bǔ)償規(guī)則如圖1 所示。圖1中：A 的左右各補(bǔ)償0.010 mm，A 的上下各補(bǔ)償0.030 mm，B 整體補(bǔ)償0.025 mm；光標(biāo)補(bǔ)償（補(bǔ)償后需保證a＞0.060 mm）。當(dāng)a≤0.090 mm 時(shí)，C邊補(bǔ)償0.013 mm，D 邊補(bǔ)償0.038 mm，其他位置整體補(bǔ)償0.076 mm；當(dāng)a＞0.090 mm 時(shí)，光標(biāo)整體補(bǔ)償0.060 mm，板內(nèi)空曠區(qū)域光標(biāo)需多補(bǔ)0.025～0.038 mm。

圖1 插頭位置補(bǔ)償規(guī)則

（2）鉆孔及外層補(bǔ)償系數(shù)控制：多層板根據(jù)X 射線實(shí)際測(cè)量?jī)?nèi)層標(biāo)靶數(shù)據(jù)確認(rèn)鉆孔系數(shù)；鉆孔系數(shù)需在0.5?～1.5?之間，如超出區(qū)間需單獨(dú)調(diào)整系數(shù)分堆處理；外層固定激光曝光機(jī)生產(chǎn)，根據(jù)電鍍后實(shí)際量測(cè)漲縮系數(shù)，需滿足1?～2?要求，超出部分需單獨(dú)調(diào)整分堆處理。

（3）水平線體統(tǒng)一進(jìn)板方向及面次，插頭平行于入板口進(jìn)板，盡量減少使用機(jī)械方式磨板。

（4）插頭位置容易產(chǎn)生凹痕及氧化印跡，如圖2 所示，化金前增加等離子清洗可有效解決此問(wèn)題，確保銅面的潔凈度。

圖2 插頭位置缺陷

（5）插頭段差厚度遵循以下原則：如客戶提供測(cè)量方法，則按照客戶要求測(cè)量；如客戶沒(méi)有明確測(cè)量方法，則按如圖3 所示測(cè)量要求進(jìn)行測(cè)量。圖3 中，邦定區(qū)域（COF）指插頭接合顯示屏區(qū)域的劃分。要求COF1-1、COF1-2、COF1-3 的段差（最大值-最小值）≤0.05 mm。要求COFn-1、COFn-2、COFn-3 的段差（最大值-最小值）≤0.05 mm。要求所有測(cè)試點(diǎn)的整體段差（最大值-最小值）≤0.06 mm。以上所有測(cè)試位置為插頭，假插頭不需要測(cè)量。

圖3 插頭區(qū)域厚度極差要求及測(cè)量方法

真插頭、假插頭的辨別方法：插頭位置通過(guò)引線連接其他位置的為真插頭，沒(méi)有引線連接的為假插頭，連接大銅皮的為假插頭。

（6）A 型和B型2支材料插頭位置尺寸數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。由表3 測(cè)試數(shù)據(jù)可見(jiàn)，A 型厚度均勻性優(yōu)于B型，二者均滿足產(chǎn)品要求。

表3 插頭位置尺寸數(shù)據(jù)

（7）A 型和B型2支材料光學(xué)點(diǎn)漲縮極差數(shù)據(jù)見(jiàn)表4 和圖4（內(nèi)控±0.025 4 mm）。由表4 數(shù)據(jù)可見(jiàn)，光學(xué)點(diǎn)區(qū)域漲縮極差數(shù)據(jù)A 型略優(yōu)于B 型，均滿足產(chǎn)品要求。

圖4 光學(xué)點(diǎn)位置測(cè)量示意

表4 光學(xué)點(diǎn)漲縮極差數(shù)據(jù)

3 試驗(yàn)結(jié)論

大尺寸插頭顯示屏PCB 無(wú)論是對(duì)CCL 還是PCB 都是挑戰(zhàn)。本文通過(guò)對(duì)CCL 材料及PCB 加工的嚴(yán)格控制，使得整板漲縮、插頭尺寸以及厚度均勻性得到了良好控制?，F(xiàn)對(duì)實(shí)際的案例進(jìn)行分析總結(jié)，尋找出適合加工此類大尺寸插頭PCB 板的加工經(jīng)驗(yàn)，用于指導(dǎo)PCB設(shè)計(jì)評(píng)估。

（1）對(duì)長(zhǎng)條型插頭顯示屏訂單進(jìn)行用銅、用布的限定，以減少或避免批次間差異。

（2）插頭位置進(jìn)行對(duì)拼設(shè)計(jì)，以減小插頭位厚度段差的差異，插頭設(shè)計(jì)在板的短方向或者緯向，以減小漲縮極差。

（3）在設(shè)計(jì)階段規(guī)范插頭位置補(bǔ)償規(guī)則。

（4）插頭段差厚度對(duì)比、插頭尺寸數(shù)據(jù)對(duì)比、插頭區(qū)域光學(xué)點(diǎn)極差對(duì)比，結(jié)果都顯示出基材A型優(yōu)于B型。

4 結(jié)語(yǔ)

不同客戶對(duì)于PCB 的特殊要求越來(lái)越多。為滿足客戶的產(chǎn)品要求，需要開(kāi)發(fā)各種PCB 加工技術(shù)，針對(duì)不同材料采取各種特殊管控。只有這樣，才能滿足未來(lái)高清化、大屏化、多屏化顯示屏產(chǎn)品的品質(zhì)要求。這無(wú)疑也將增加PCB的特殊流程。CCL 廠家的原材料特殊管控不利于大批量制作。希望廣大終端在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上多考慮PCB 的加工難度，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，以在減少特殊要求的同時(shí)達(dá)到同樣的產(chǎn)品效果。