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一種盲通孔鋁基板制作技術(shù)探討

發(fā)布時間：2016-05-20 08:07:13 分類：資料中心

【摘要】文章通過對一種結(jié)構(gòu)中有盲孔設(shè)計，且單PCS FR-4尺寸比鋁基要小的單面三層鋁基板進行制作研究，通過分析設(shè)計與工藝制作難點，重點對流程設(shè)計、板厚控制、層壓對位工具與方式等工藝制作難點進行研究，找出了工藝難點的有效設(shè)計與解決方法；成功開發(fā)出了此款產(chǎn)品，各項品質(zhì)指標與信賴度均滿足客戶要求。

【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、汽車等行業(yè)中的應(yīng)用日趨廣泛，其結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，以前很少有導(dǎo)通孔設(shè)計，現(xiàn)在不僅有導(dǎo)通孔，更有些設(shè)計了盲埋孔;這些都要求從業(yè)者及時變革作業(yè)方式，調(diào)整方法，本文闡述的就是一款應(yīng)用于汽車板中的單面三層盲孔鋁基板制作工藝，供業(yè)內(nèi)同行交流探討。

二、產(chǎn)品設(shè)計信息

2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

2.2 重難點描述

1） L1-L2層之間設(shè)計有盲孔，厚度10um，此設(shè)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(shè)計，必須走電鍍流程，因此開料時的銅厚選擇，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(dǎo)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，無法鉚合及用普通銷釘定位法壓合，須開發(fā)合適的工具；

6）有沉頭孔設(shè)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法直接測量與監(jiān)控深度，如圖3、圖4所示。

三、制作及技術(shù)攻關(guān)過程

3.1流程設(shè)計

3.1.1 L2-3層采用用1OZ底銅芯板，如圖5，完成L2層線路后，選1/3 OZ銅箔進行壓合，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：開料→L2/3層內(nèi)層線路→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→外層線路→酸性蝕刻→外層AOI→阻焊→字符→沉金→假貼導(dǎo)電膠

鋁基：開料→鉆孔→線路→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(diào)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）一次試做時鋁板按1：1鉆孔，壓合后NPTH孔到孔距離測量數(shù)據(jù)。

從圖7、圖8的測量數(shù)據(jù)來看，不論是長邊還是短邊，隨著尺寸加大，漲縮越明顯，需調(diào)整補償系數(shù)。

3）鋁板鉆孔時長邊預(yù)補+4.5%%，短邊+4%%，壓合后NPTH孔到孔距離測量數(shù)據(jù)，見圖9。

調(diào)整補償系數(shù)前板子呈縮的趨勢，此時無論如何調(diào)整鉆孔程式和鉆機精度都無法滿足客戶的公差要求，而在調(diào)整后，減去了板材漲縮的影響，只要做好鉆機的日常保養(yǎng)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足公差要求。

3.4 層壓對位方式

1）設(shè)計專用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，制作成一個專用對位釘床。