CN111148375A - 一种刚挠结合印制板挠区开盖的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刚挠结合印制板挠区开盖的加工方法，包括如下步骤：步骤一、工程文件处理：根据用户来料文件编辑生产工艺流程及各工序生产所需的文件，对于顶、底需要控深开槽的内层刚板分别编辑内侧控深铣削程序；步骤二、刚板内层成像：将刚性板内层通过内层清洗机清洗后，先在刚性板表面贴附一层光致抗蚀干膜，然后在板面上贴附已经制作好图形的底片，再送入曝光机内进行曝光，曝光能量为70‑100mj/cm²，将底片上的图形转移至刚性内层芯板上；步骤三、酸蚀；步骤四、刚板内侧控深开槽：将需要开槽的外层刚板送至外形工序进行加工，分别对顶、底层刚性内层进行控深铣削，控深铣削深度为内层板厚的三分之二。

Description

一种刚挠结合印制板挠区开盖的加工方法

技术领域

本发明涉及刚挠结合印制板制造技术领域，特别是涉及一种刚挠结合印制板挠区开盖的加工方法。

背景技术

随着电子设备的不断发展，印制电路板逐渐往轻、薄、短、小的趋势发展，刚挠结合印制板则有效地利用了安装空间，降低了安装成本，并可代替插件，同时保证了印制板的可靠性。但其制作难度相对较高，工艺流程复杂，加工周期长、外观问题一直制约着刚挠结合印制板的进一步发展。

现有技术中，刚挠结合印制板刚挠交界处的主要加工方式为层压前对刚性内层进行开窗处理，具体做法是根据pcb叠层结构将刚性内层使用相应的外形铣削程序进行开窗口铣削。经过贯穿性铣削的内层在后工序的加工中由于外层开窗为穿透性窗口，因此在沉铜、电镀、外层蚀刻、丝印、热风整平等工序均需通过贴覆胶带的方式将裸露的窗口封住，防止在加工过程中因为溶液渗漏进挠性区域而腐蚀有效图形。但是采用手工贴附胶带的方式进行保护存在较多弊端：第一，操作繁琐，耗时长，严重制约了生产效率，且胶带自身防护能力有限，难以起到很好的保护作用；第二，刚挠交界处刚板位置因蚀刻前贴保护胶带导致部分铜箔未蚀刻干净，出现残铜，手工去除残铜后基材表面轻微受损影响了外观；第三，挠性区域在加工过程中如果胶带贴覆不完整，挠性区域受溶液污染，挠板清洁不净后会出现发黑现象，影响产品外观质量。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种刚挠结合印制板挠区开盖的加工方法。

本发明所采用的技术方案是：一种刚挠结合印制板挠区开盖的加工方法，包括如下步骤：

步骤一、工程文件处理：

根据用户来料文件编辑生产工艺流程及各工序生产所需的文件，对于顶、底需要控深开槽的内层刚板分别编辑内侧控深铣削程序；

步骤二、刚板内层成像：

将刚性板内层通过内层清洗机清洗后，先在刚性板表面贴附一层光致抗蚀干膜，然后在板面上贴附已经制作好图形的底片，再送入曝光机内进行曝光，曝光能量为70-100mj/cm²，将底片上的图形转移至刚性内层芯板上；

步骤三、酸蚀：

完成图形转移的刚性内层芯板通过酸蚀线，板面上裸露出来的铜面被酸蚀液蚀刻掉，完成酸蚀的挠板在45-55℃的3.5-5.5％的氢氧化钠中进行清洗，使板面残留的光致抗蚀干膜受碱液的侵蚀被全部褪去，至此刚性部分图形转移完成；

步骤四、刚板内侧控深开槽：

将需要开槽的外层刚板送至外形工序进行加工，分别对顶、底层刚性内层进行控深铣削，控深铣削深度为内层板厚的三分之二。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

采用本发明方法制作的刚挠结合印制板，能够更好的保护挠性区域不受加工过程中溶液的污染，避免了贴附胶带导致的刚挠结合处残铜问题，改善刚挠板的外观质量；同时减少了生产过程中采用胶带保护挠性区域的操作流程，大大提高了湿处理工序的生产效率，适用于批量生产。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是现有的刚挠结合印制板开槽流程示意图；

图2是本发明的刚挠结合印制板开槽流程示意图；

图3是刚板开槽方式示意图，其中：

(a)为同平面两次控深开槽示意图；(b)为错位两次控深开槽示意图；

图4为改进前的外形铣削成品示意图；

图5为改进后的外形铣削成品示意图。

具体实施方式

一种刚挠结合印制板挠区开盖的加工方法，包括如下内容：

一、刚挠结合印制板开槽流程设计

传统的刚挠结合印制板采用层压前先开槽的方式制作，即在层压前先将内层刚板刚挠结合区开穿，便于成品铣削时将外层保护的刚板基材与挠性板分离，具体工艺流程如图1所示。

上述工艺流程中，层压后刚挠交界区域挠性板暴露，在后续加工过程中沉铜、成像、电镀、蚀刻以及丝印阻焊等工序均涉及到湿处理过程，因此在加工前需贴附胶带对挠区进行保护。受刚挠交界区图形分布等因素影响，胶带贴附宽度会直接影响其防护效果，以及蚀刻后刚挠交界区的残铜量。因此，改善刚挠结合印制板外观质量的关键在于挠性区的防护。

本发明设计了刚挠结合印制板层压前、后两次开槽的工艺制作方案，改进后的工艺流程如图2所示。

以下将对本发明的主要工艺流程详细说明如下：

一种刚挠结合印制板挠区开盖的加工方法，主要工艺流程包括：

(一)工程文件处理

对用户来料文件进行相应的处理，编辑生产工艺流程及各工序生产所需的相应文件，改进前的工程文件只需编辑一个对所有刚性内层贯穿性开槽的程序即可，一个程序就能满足所有刚性内层的开槽需求，铣削方式如图3(a)中所示；由于改进后的工艺方法是从内侧对刚性内层进行槽孔的控深铣削，因此对于顶、底需要控深开槽的内层刚板需分别编辑内侧控深铣削程序，由于开槽位置、图形均相同，因此两种程序编辑采用程序镜像的方法即可完成。

(二)刚板内层成像

前工序制作完成的刚性板内层通过内层清洗机后首先在刚性板表面贴附一层光致抗蚀干膜，然后在板面上贴附已经制作好图形的底片后送入曝光机内进行曝光，曝光能量设置为70-100mj/cm²，干膜上部分区域通过底片上透光部分受到曝光机内紫外光照射完成光固化，在后续显影过程中能够抵抗显影液的侵蚀进而留存在板面，而未受到紫外光照射的干膜部分则在显影过程中通过显影液去除。由此将底片上的图形转移至刚性内层芯板上。

(三)酸蚀

酸蚀线酸蚀液配制时在干净的工作槽内加入一半体积的去离子水，加入 375kg氯化铜，搅拌溶解，加入80L盐酸，加入30L过氧化氢。加水至液位，搅拌均匀即可。完成图形转移的刚性内层芯板通过酸蚀线，板面覆盖有光致抗蚀干膜的地方能够抵抗酸蚀液的侵蚀，而裸露出来的铜面则被酸蚀液蚀刻掉。完成酸蚀的挠板通过45-55℃的3.5-5.5％的氢氧化钠中清洗，板面残留的光致抗蚀干膜受碱液的侵蚀被全部褪去，至此刚性部分图形转移完成。

(四)刚板内侧控深开槽

前工序加工完成的需要开槽的外层刚板送至外形工序进行加工，外形铣削时调用相应的文件对刚性内层进行槽孔的铣削，改进前的外形铣削只需将顶、底层刚性内层背对重叠放置，使用贯穿性铣削程序即可加工完毕，具体铣削成品如图4所示。

改进后的外形铣削需分别对顶、底层刚性内层进行控深铣削，调用各层对应的铣削程序进行加工，并根据内层厚度决定相应的控深铣削深度，控深铣削深度一般为内层板厚的三分之二，刚性内层要求不能铣穿，具体铣削成品如图 5所示。

二、改进刚挠结合印制板刚板开槽方法涉及的主要难点

2.1刚板开槽文件处理要求

由于原刚挠结合印制板工艺中刚板开槽往往是顶层与底层开槽位置完全对称，且是通过一次开槽将外层刚板开穿，因此仅仅只需制作一个开槽程序即可。而采用层压后开槽工艺是将外层刚板开槽分两步进行，即第一步先对刚板内层一侧刚挠交界区域进行预开槽处理，在成品时再从外层向内开槽，两次开槽后即可将挠性区刚板去除。

在实际处理文件过程中，由于层压前开槽时内层刚板的定位点与成品的定位点不一致，无法采用同一定位制作相同的开槽程序。在编制刚板内侧开槽程序时，以内层PE冲孔的点作为定位点，根据刚挠交界区相对位置进行刚板内侧开槽程序编写；而当成品铣削时，由于原内层PE冲孔的点已被外形铣边框去除，因此只能采用板内孔或丝印孔作为铣削定位点，也需要根据相应的定位点编制相应铣削程序。

编制内侧刚槽铣削程序时，采用内层靶标点作为定位点，根据铣刀直径设置下刀位置，下刀位置处于挠性板一侧，原则上铣刀外径离刚挠交界区距离为 0.5mm～1.0mm，优选0.8mm。

编制外侧刚槽铣削程序时，采用丝印孔或板内孔作为定位点，根据铣刀直径设置下刀位置，下刀位置处于挠性板一侧，铣刀外径离刚挠交界区相切。

2.2刚板开槽方式确定

层压后开槽工艺是在刚挠交界区通过层压前后两次控深开槽的方式将刚板内外侧开穿以去除挠性区上方多余的刚板。因此，层压前刚板内层的开槽深度与成品时的开槽深度之和应大于等于外层刚板板厚。

刚板开槽方式有两种方案：第一种方案，刚板内侧与外侧开槽中心线处于同一平面上(如图3a所示)；第二种方案，刚板内侧与外侧开槽不在同一平面上，两次开槽位置的中心线错开(如图3b所示)。

采用第一种方案时，由于刚板内侧已控深铣削一部分，从刚板外层向内控深铣削，铣刀铣至靠近内侧铣削槽时，受板厚均匀性及翘曲等因素影响，内层挠性板可能直接接触到铣刀，导致挠性板受损。而采用第二种方案时，刚板内侧铣削朝挠性板一侧偏移，由刚板外侧向内铣削时铣刀的一部分会压在内侧未开槽部分，防止挠性板因翘曲等原因回弹接触铣刀而损伤。

采用第二种开槽方式制作时，会导致刚挠交界区域部分挠性区被刚板覆盖的现象。为避免刚板覆盖过多导致挠性区长度减少，因此必须严格控制第一次内层开槽向挠性区偏移的量。

由于在成品后会对刚挠交界区域进行过渡处理，在交界区域涂覆一层宽度约为2mm～3mm的硅胶以保护刚挠交界区域。因此，当第一次刚板内侧开槽向挠性区的偏移量控制在0.5mm～1.0mm时，过渡处理能够将刚挠交界区域裸露的刚板完全覆盖，起到良好的保护作用，且与现有工艺相比也不会减少挠性部分尺寸。

2.3二次开槽深度控制要求

刚板内侧、外侧开槽控深精度的影响因素有以下两个方面：一方面是铣床设备及激光设备自身的控深精度能力；另一方面则受待加工品的平整一致性影响。两次开槽需分开进行控制，具体控制方法如下：

2.3.1刚板内侧控深开槽

外层刚板图形酸蚀后，先采用X-RAY将靶标点钻出，再送至铣削工序进行开槽。开槽时，采用2.0mm铣刀，根据铣刀长度，调整Z轴高度，制作首件，开槽深度控制在刚板厚度-0.2mm左右(以不损伤外层铜箔为宜)，现有的铣床无法进行精确的控深铣削，需手动调节铣削的控制深度，精度控制相对较差，只能达到±0.15mm左右。为确保能够对刚板进行有效的控深开槽，开槽刚板的板厚需大于等于0.53mm；板厚小于0.53mm的刚板需采用激光加工的方法进行深度控制铣削。

同时，为避免因控深精度设置不当造成挠性区损伤，在满足设备自身精度的前提下，将刚板内侧、外侧开槽深度进行控制，通过提高刚板内侧控深铣削量，减少外层铣削的控深深度，能够进一步降低外层铣削时损伤挠性板的风险。

2.3.2刚板外侧控深开槽

按常规刚挠板制作流程加工至成品铣削时，在成品外形前，需进行外层控深开槽，将挠性区域上的刚板去除。开槽时，采用2.0mm铣刀，根据铣刀长度，调整Z轴高度，制作首件，采用现有铣床进行铣削时，成品外侧控深为 0.2mm～0.3mm，刚板内层控深为内层刚板厚度-0.2mm。由于减少了成品铣削深度，使得铣削时挠板与铣刀的间距更大，因此对待加工品板面一致性要求也相对降低，提高了可加工性。板厚小于0.53mm的刚板需采用激光加工的方法进行深度控制铣削。

Claims (8)

1.一种刚挠结合印制板挠区开盖的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、工程文件处理：

根据用户来料文件编辑生产工艺流程及各工序生产所需的文件，对于顶、底需要控深开槽的内层刚板分别编辑内侧控深铣削程序；

步骤二、刚板内层成像：

将刚性板内层通过内层清洗机清洗后，先在刚性板表面贴附一层光致抗蚀干膜，然后在板面上贴附已经制作好图形的底片，再送入曝光机内进行曝光，曝光能量为70-100mj/cm²，将底片上的图形转移至刚性内层芯板上；

步骤三、酸蚀：

完成图形转移的刚性内层芯板通过酸蚀线，板面上裸露出来的铜面被酸蚀液蚀刻掉，完成酸蚀的挠板在45-55℃的3.5-5.5％的氢氧化钠中进行清洗，使板面残留的光致抗蚀干膜受碱液的侵蚀被全部褪去，至此刚性部分图形转移完成；

步骤四、刚板内侧控深开槽：

将需要开槽的外层刚板送至外形工序进行加工，分别对顶、底层刚性内层进行控深铣削，控深铣削深度为内层板厚的三分之二。

2.根据权利要求1所述的一种刚挠结合印制板挠区开盖的加工方法，其特征在于：配制酸蚀线的酸蚀液的方法为：在干净的工作槽内加入一半体积的去离子水，加入375kg氯化铜，搅拌溶解，加入80L盐酸，加入30L过氧化氢；加水至工作槽液位，搅拌均匀即可。

3.根据权利要求1所述的一种刚挠结合印制板挠区开盖的加工方法，其特征在于：对外层刚板进行开槽的方法为：先对刚板内层一侧刚挠交界区域进行预开槽处理，在成品时再从外层向内开槽，两次开槽后即可将挠性区刚板去除。

4.根据权利要求3所述的一种刚挠结合印制板挠区开盖的加工方法，其特征在于：在进行预开槽处理时，采用内层靶标点作为定位点，下刀位置处于挠性板一侧，铣刀外径离刚挠交界区距离为0.5mm～1.0mm。

5.根据权利要求4所述的一种刚挠结合印制板挠区开盖的加工方法，其特征在于：铣刀外径离刚挠交界区距离为0.8mm。

6.根据权利要求3所述的一种刚挠结合印制板挠区开盖的加工方法，其特征在于：在对成品从外层向内开槽时，采用板内孔或丝印孔作为铣削定位点，下刀位置处于挠性板一侧，铣刀外径与刚挠交界区相切。

7.根据权利要求3所述的一种刚挠结合印制板挠区开盖的加工方法，其特征在于：对刚板开槽时，刚板内侧与外侧开槽不在同一平面上，两次开槽位置的中心线错开。

8.根据权利要求3所述的一种刚挠结合印制板挠区开盖的加工方法，其特征在于：在成品后对刚挠交界区域进行过渡处理：在交界区域涂覆一层宽度为2mm～3mm的硅胶。

Images