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              電路板埋孔厚銅繞線線圈板制作方法

              時間:2024-04-28 人氣:95


                                                                                                             電路板埋孔厚銅繞線線圈板制作方法

               線圈印刷電路板是以電路板蝕刻線路替代傳統銅線線匝變壓器/電感等的電路板,其產品分類較廣泛,例如:平面變壓器、轉換變壓器、多頻變壓器、阻抗變壓器等,目前主要應用于日常消費類電子、工業電源、新能源汽車、馬達與光伏等領域。

              對于線圈印刷電路板的特性需求,主要體現在大電流通過性、高散熱與電感期望值,其設計特點主要包括簡單構造、大線寬、高厚銅、高Tg等,以滿足產品性能需求為前提,實際產品設計時,目前行業99%設計為傳統多層硬板設計。

              本文講述一種應用于馬達領域的埋孔線圈PCB設計與制作,采用多次壓合埋孔方案制作與過程壓合作業方法、成型作業方法等搭配,以達高密度互聯等形開窗任意階同等制作效果。


              圖1 馬達線圈板實物圖

                                                                           圖1.jpg1714290736907336.jpg


              1 技術難點

              1.1 疊層設計

              產品設計:10層板,單張芯板,生益S1000-2M,多次壓合,內外層銅厚完成0.105mm,每層單獨連通。


              產品結構示意圖

               

              1.2 工藝流程設計                                                         2-2.png

              開料→鉆孔→沉銅/VCP電鍍1→內光成像1→內層蝕刻1→壓合1→控深鉆孔1→沉銅/VCP電鍍2→內光成像2→內層蝕刻2→壓合2→控深鉆孔2→沉銅/VCP電鍍3→內光成像3→內層蝕刻3→壓合3→控深鉆孔3→沉銅/VCP電鍍4→內光成像4→內層蝕刻4→壓合4→控深鉆孔4→沉銅/VCP電鍍5→樹脂塞孔→外光成像→線路蝕刻→……后工序制作。

              1.3 流程設計細節說明

              采一張內層高Tg 170芯板鉆通孔金屬化制作,內層芯板蝕刻后,進行壓合,壓合后根據導通需求進行控深鉆孔,然后進行金屬化制作,再經過蝕刻后,通過壓合填充控深孔。此方法一定范圍內不受產品層數與銅厚厚度限制,在生產設備所能生產板厚、銅厚與壓合配方正確的情況下,理論上可多次疊加制作(按目前板廠能力正??蛇_到6.0mm板厚、銅厚35~350μm,可替代高密度互聯等形開窗任意階工藝的同時,且可改善漲縮偏位等品質不良,同時可實現量產化制作。

              具體實施步驟和方法如下:

              步驟1開料:通過開料機將中間芯板(L5-6)層覆銅板裁切成設計尺寸(材料:生益S1000-2M

              步驟2鉆孔:使用高速鉆機按雙面電路板工藝加工出導通孔。

              步驟3孔金屬化1(沉銅、VCP電鍍):

              沉銅:對鉆孔后的板件進行孔金屬化處理,處理的主要目的是使L5-6層導通,其產生的銅層為0.4μm左右;

              VCP電鍍:對沉銅后的板件通過電鍍加厚,厚度在25~40μm左右,L5-6層表面厚度加厚35~50μm左右(具體可根據實際產品要求厚度做調整。

              步驟4內層成像1:

              在一定溫度、壓力下,在板面貼上干膜,再用底片對位,最后在曝光機上利用紫外光的照射,使底片未遮蔽的干膜發生反應。在板面形成所需線路圖形,然后通過顯影段在顯影液的作用下,將沒有被光照射的膜溶解掉,將需要蝕刻的區域露出來。

              步驟5內層蝕刻1:

              通過蝕刻段,在酸性蝕刻液的作用下,將露出的銅蝕掉,最后通過退膜段,在退膜液的作用下,將膜去掉,露出內層線路圖形。

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              圖3 L5-6層完成示意圖

              步驟6層壓1:

              L5-6層通過層壓前棕化,L5與L6層外各增加兩張1080型號RC64%PP與一張106型號RC64%PP,通過高溫熔合固定,進高溫壓機后在一定溫度與壓力作用下,半固化片的樹脂流動,填充L5-6層導通孔、線路與基材,當溫度到一定程度時,發生固化,將層間粘合在一起,最終形成L4-7層(4層板),每層壓合結構相同,殘銅率62%,單面填膠理論40μm左右,理論介質124.2μm±18.63μm。

              步驟7控深鉆孔1:使用高速鉆機分別對L4-5層與L6-7層鉆出控深連接孔,孔徑0.4mm。

              步驟8孔金屬化2(沉銅、VCP電):

              沉銅:對鉆孔后的板件進行孔金屬化處理,處理的主要目的是使L4-7層和L4-5層、L6-7層導通,其產生的銅層為0.4μm左右;

              VCP電鍍:對沉銅后的板件通過電鍍的方式進行沉銅層的加厚,厚度在25~40μm左右,L4-7層表面厚度加厚35~50μm左右(具體可根據實際產品要求厚度做調整)。

              步驟9內層成像2:重復步驟4。

              步驟10內層蝕刻2:重復步驟5。


              圖4 L4-7層完成示意圖

              步驟11層壓2:重復步驟6,壓合出L3-8層。

              步驟12控深鉆孔2:重復步驟7,鉆出L3-4層與L7-8層的控深孔,孔徑0.4mm。

              步驟13孔金屬化3(沉銅、VCP電鍍):重復步驟8,對L3-8層導通孔和L3-4、L7-8層盲孔金屬化;

              步驟14內層成像3:重復步驟4。

              步驟15內層蝕刻3:重復步驟5。


              圖5 L3-8層完成示意圖

              步驟16層壓3:重復步驟6,壓合出L2-9層。

              步驟17控深鉆孔3:重復步驟7,鉆出L2-3層與L8-9層控深孔,孔徑0.4mm。

              步驟18孔金屬化4(沉銅、VCP電):重復步驟8,對L2-9層導通孔和L2-3、L8-9層盲孔金屬化。

              步驟19內層成像4:重復步驟4。

              步驟20內層蝕刻4:重復步驟5。


              圖6 L2-9層完成示意圖

              步驟21層壓4:重復步驟6;壓合出L1-10層(10層)。

              L2-9層通過層壓前棕化,L2與L9層外各增加兩張1080型號RC64%PP與一張106型號RC64%PP,通過高溫熔合固定,進高溫壓機后在一定溫度與壓力作用下,半固化片的樹脂流動,填充L2-9層控深導通孔、線路與基材,當溫度到一定程度時,發生固化,將層間粘合在一起,最終形成L1-10層(10層板)。

              步驟22控深鉆孔4:重復步驟7,鉆出L1-2層與L9-10層控深孔,孔徑0.4mm。

              步驟23孔金屬化5(沉銅、VCP電鍍):重復步驟8,對L1-10層導通孔和L1-2、L9-10層盲孔金屬化。

              步驟24樹脂塞孔:

              通過真空樹脂塞孔機,將L1-2層與L9-10層控深通孔樹脂填充,在經過高溫固化后,使用陶瓷磨板機去除表面凸起樹脂。

              步驟25外層成像:

              在一定溫度、壓力下,在板面貼上干膜,再用底片對位,最后在曝光機上利用紫外光的照射,使底片未遮蔽的干膜發生反應。在板面形成所需線路圖形,然后通過顯影段在顯影液的作用下,將沒有被光照射的膜溶解掉,將需要蝕刻的區域露出來。

              步驟26外層酸性蝕刻:重復步驟5。

              步驟27外層AOI:開短路檢測檢修。

              步驟28印阻焊:

              采用兩次印刷阻焊,印刷完成后靜置>30min后進行烘烤固化。

              步驟29阻焊成像:

              在曝光機上利用紫外光的照射,使底片未遮蔽的部分與光發生反應。然后通過顯影段在顯影液的作用下,將未發生光反應阻焊進行溶解剝離,然后經過高溫阻焊固化。

              步驟30電測:開短路測試。

              步驟31鑼板:根據產品需求鑼出所需外形尺寸(交貨單元);

              步驟32 OSP:將產品線路銅裸露部位上沉積一層抗氧化膜。

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