【摘 要】文章通過(guò)對一種結構中有盲孔設計，且單PCS FR-4尺寸比鋁基要小的單面三層鋁基板進(jìn)行制作研究，通過(guò)分析設計與工藝制作難點(diǎn)，重點(diǎn)對流程設計、板厚控制、層壓對位工具與方式等工藝制作難點(diǎn)進(jìn)行研究，找出了工藝難點(diǎn)的有效設計與解決方法；成功開(kāi)發(fā)出了此款產(chǎn)品，各項品質(zhì)指標與信賴(lài)度均滿(mǎn)足客戶(hù)要求。

    【關(guān)鍵詞】單面三層鋁基板;埋孔;單PCS FR-4比鋁基小

    一、前言

    鋁基板因為具備良好的散熱性能，在LED照明、電器、汽車(chē)等行業(yè)中的應用日趨廣泛，其結構也由早期的單面板，發(fā)展出了單面雙層、單面多層、雙面夾芯、多層夾芯、硬板+鋁基板、軟板+鋁基板等多種結構，以前很少有導通孔設計，現在不僅有導通孔，更有些設計了盲埋孔;這些都要求從業(yè)者及時(shí)變革作業(yè)方式，調整方法，本文闡述的就是一款應用于汽車(chē)板中的單面三層盲孔鋁基板制作工藝，供業(yè)內同行交流探討。

    二、產(chǎn)品設計信息

    2.1 產(chǎn)品結構

    2.2 重難點(diǎn)描述

    1） L1-L2層之間設計有盲孔，厚度10um，此設計限制了FR-4的流程只能先做L2-3層，然后再壓PP與銅箔后做L1層；

    2）L1/L2/L3層銅厚35-40um，而該板有通孔及盲孔設計，必須走電鍍流程，因此開(kāi)料時(shí)的銅厚選擇，及減銅條件須做好控制；

    3）L1-L2層介質(zhì)層要求64-100um，L2-3層間介質(zhì)層要求50um，L3層與鋁之間為導電膠，總板厚1.8+/-0.05mm，必須選擇合適厚度的介質(zhì)層；

    4）出貨SET上NPTH孔到孔距離公差+/-0.05mm，對鉆機精度要求較高，且壓合前后的漲縮須控制非常精準；

    5）出貨SET的FR-4單PCS間無(wú)連接位，且NPTH孔也與鋁基上的不等大，單PCS與鋁基壓合，對位公差+/-0.1mm，無(wú)法鉚合及用普通銷(xiāo)釘定位法壓合，須開(kāi)發(fā)合適的工具；

    6）有沉頭孔設計，上下直徑差異較小，需測試找出合適的切削角度，而在NPTH孔上再沉頭，且對深度有要求，在不做破壞性測試的情況下無(wú)法直接測量與監控深度，如圖3、圖4所示。

    三、制作及技術(shù)攻關(guān)過(guò)程

    3.1流程設計

    3.1.1  L2-3層采用用1OZ底銅芯板，如圖5，完成L2層線(xiàn)路后，選1/3 OZ銅箔進(jìn)行壓合，壓合后先將L1層的1/3 OZ減銅至6-8um，然后用干膜保護L1層，再將L3層由1OZ減銅至6-8um。

    3.1.2 生產(chǎn)流程

    FR-4：開(kāi)料→L2/3層內層線(xiàn)路→酸性蝕刻→AOI→壓合→銑邊→L1層減銅→貼干膜L1層→減銅L3層→激光鉆孔→機械鉆孔→沉銅板電→加厚銅→外層線(xiàn)路→酸性蝕刻→外層AOI→阻焊→字符→沉金→假貼導電膠

    鋁基：開(kāi)料→鉆孔→線(xiàn)路→蝕刻鋁面字符→貼保護膜→沉頭→鑼外形→撕保護膜

    主流程：壓合→測試→FQC→FQA→包裝

    3.2  L1-L2層一次試壓采用1080 65%的PP壓合，壓合后切片量測厚度只有61.24-63.14um，調整為1080 69%后厚度74-79 um。

    3.3  NPTH孔到孔距離

    1）客人要求如圖6。

    2）一次試做時(shí)鋁板按1：1鉆孔，壓合后NPTH孔到孔距離測量數據。

    從圖7、圖8的測量數據來(lái)看，不論是長(cháng)邊還是短邊，隨著(zhù)尺寸加大，漲縮越明顯，需調整補償系數。

    3）鋁板鉆孔時(shí)長(cháng)邊預補+4.5%%，短邊+4%%，壓合后NPTH孔到孔距離測量數據，見(jiàn)圖9。

    調整補償系數前板子呈縮的趨勢，此時(shí)無(wú)論如何調整鉆孔程式和鉆機精度都無(wú)法滿(mǎn)足客戶(hù)的公差要求，而在調整后，減去了板材漲縮的影響，只要做好鉆機的日常保養和維護，在機器RUN OUT符合要求(一般≤15um)的情況下，NPTH孔到孔距離就可以滿(mǎn)足公差要求。

    3.4 層壓對位方式

    1）設計專(zhuān)用PIN釘如下圖10，先取一塊0.3mm的FR-4板，按此料號的孔位只鉆2.45mm的孔，然后將PIN釘用雙面前固定在板上，制作成一個(gè)專(zhuān)用對位釘床。

    2）將假貼了純膠膜且鑼成單PCS的FR-4板套在PIN上，一片板套完后再把鋁板套在PIN上。

    3）三者套好后一起過(guò)假貼機，當FR-4與鋁基假貼完成后，專(zhuān)用對位釘床即可取出用于下一片板的FR-4與鋁基對位。

    3.5 客人對沉頭孔深度有要求，而在孔上再沉頭無(wú)法測深度，為改善此問(wèn)題，程式設計時(shí)在板邊先做8個(gè)沉頭孔(未鉆孔，直徑同板內設計)，待板邊沉頭孔深度，直徑確認OK后再沉板內的孔。

    四、過(guò)程中異常處理情況

    成品清洗時(shí)盲孔區域金面氧化問(wèn)題。

    1）成品板在水平線(xiàn)以正常速度3m/min清洗后，盲孔區域的金面氧化嚴重，將速度降至1.5m/min仍無(wú)法克服。

    2）烘烤120℃/30min后以1.5m/min過(guò)水平線(xiàn)，金面氧化。

    3）用氨水擦拭金面后以1.5m/min過(guò)水平線(xiàn)，金面氧化。

    4） 修改作業(yè)流程，FR-4壓合前正常過(guò)前處理，壓合后不過(guò)任何水平線(xiàn)，所生產(chǎn)的板無(wú)氧化。

    通過(guò)上述層別試驗得知，在未改流程前，因成品板厚達1.8mm，板子吸收的熱量多，普通水平線(xiàn)的吹烘干無(wú)法去除盲孔內的水份，而在壓合前，板厚只有約0.3mm，過(guò)水平線(xiàn)時(shí)盲孔內的水份可以烘干，后制程在不接觸水的情況下不會(huì )發(fā)生氧化問(wèn)題。

    五、結束語(yǔ)

    有盲孔設計、且單PCS FR-4尺寸比鋁基要小的單面三層階梯鋁基板作為一種新的結構，能滿(mǎn)足客戶(hù)布線(xiàn)、散熱、絕緣等各方面的要求，本文結合金屬基板的一些流程特性，通過(guò)不斷優(yōu)化和探索，總結了此類(lèi)板的制作方法，供行業(yè)同仁參考。

來(lái)源：一種盲通孔鋁基板制作技術(shù)探討