李江海 強婭莉
(陜西寶雞市凌云萬正電路板有限公司,陜西 寶雞 721006)
隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,高頻應(yīng)用日趨廣泛,因為高頻信號的載體微波具有很多無法比擬的優(yōu)點,其頻帶寬、信息量大、信息傳輸速度快、保密性好,能使電子元件尺寸減少,系統(tǒng)更加緊湊 ,同時能使電子產(chǎn)品的功能更強,體積更小。因此近年來高頻印制板在高科技電子產(chǎn)品中廣泛使用,特別是鋁基高頻印制板,由于其在具有高頻印制板優(yōu)點的同時具有金屬基印制板強度高、散熱好、接地性能好的優(yōu)點,該產(chǎn)品近年來在混合集成電路,大功率電氣設(shè)備,電源設(shè)備等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
孔金屬化高頻鋁基板的生產(chǎn)加工,最大的難點在于孔金屬化,由于基板為鋁基,金屬鋁的活性較大,而沉銅溶液為堿性溶液,溶液內(nèi)含有氫氧化鈉,與鋁基發(fā)生化學反應(yīng),導致沉銅反應(yīng)無法正常工作。
通過近年來大量的摸索和試驗,總結(jié)出以下生產(chǎn)工藝。
下料→鉆孔→浸錫合金→焦磷酸鍍銅→等離子處理→孔金屬化、全板電鍍→圖形轉(zhuǎn)移→圖形電鍍/蝕刻→表面涂覆→外形加工。
2.2.1 下料
高頻鋁基微帶板的基材大多為進口板材,一般尺寸都小于300 mm×300 mm,材料的價格也較高,故建議用整板料進行加工,如需要下料加工,下料過程應(yīng)注意下料質(zhì)量,不能出現(xiàn)影響板材翹曲度的質(zhì)量問題,否則易影響產(chǎn)品的后序加工和產(chǎn)品的裝配、調(diào)試質(zhì)量。
2.2.2 鉆孔
控制進刀量為0.3 mm/rev ~ 0.4 mm/rev,轉(zhuǎn)速4000 rpm ~ 5000 rpm,其余按印制板常規(guī)鉆孔工藝進行。在鉆孔過程中,應(yīng)及時清理鉆屑,并適當用酒精冷卻鉆頭。
2.2.3 浸鋅合金
浸鋅合金工藝流程如下:
刷板→堿洗→熱水洗→二級水洗→酸洗→二級水洗→浸鋅合金→流水洗→浸酸→流水洗→二次浸鋅合金→二級水洗
2.2.4 預鍍銅
用偏中性的磷酸鍍銅工藝進行預鍍銅,電流密度為1.0 A/dm2~ 1.5 A/dm2,電鍍時間40 min ~60 min,鍍銅厚度15 μm以上。
2.2.5 等離子處理
用等離子機處理基板20 min ~ 40 min左右,以激活鉆孔孔壁聚四氟乙烯等高頻介質(zhì)層的活性,提高孔金屬化的合格率。
2.2.6 孔金屬化、全板電鍍
按印制板常規(guī)工藝進行鋁基板的孔金屬化和全板電鍍的加工,此工序刷板過程注意壓力的控制,特別是鋁基層,如壓力過大,由于鋁基層強度較差,孔邊緣的銅層磨損過大,在孔化過程導致孔邊緣鋁基被腐蝕,影響產(chǎn)品質(zhì)量。
2.2.7 圖形轉(zhuǎn)移
圖形轉(zhuǎn)移建議采用濕膜進行加工,如采用貼干膜工藝,應(yīng)注意貼膜速率的控制,因為鋁基板傳熱較快,如貼膜速率過快,會出現(xiàn)貼膜不緊,導致后序工序掉膜的質(zhì)量問題。
2.2.8 圖形電鍍/蝕刻
圖形電鍍和蝕刻、退錫工序的加工和普通雙面板的加工基本相同,如為鍍金板,蝕刻時應(yīng)注意PH值的控制,應(yīng)取工藝要求的上限,其可保證鍍金層的光亮度。
在以上工序操作過程中,應(yīng)注意鋁基層表面的保護,嚴禁操作過程劃傷鋁基(包括鋁基的四個邊緣層),如劃傷銅層露出鋁基層,其在孔化、電鍍過程鋁基會被腐蝕,同時鍍液將會被污染。
2.2.9 表面涂覆
如鋁基板要求涂覆錫鋁合金,可采用熱風整平工藝,操作過程應(yīng)適當延長浸錫時間。
2.2.10 外形加工
鋁基板外形加工建議采用模沖加工,如采用印制板專用銑床加工鋁基板的外形,應(yīng)控制每次下刀深度不超0.5 mm,并采用雙刃銑刀,以利于排鋁屑,同時,在加工過程中,應(yīng)用酒精對銑刀進行冷卻。
采用以上新工藝后,解決了鋁基板難于孔化的質(zhì)量問題,生產(chǎn)加工的高頻鋁基印制板各項技術(shù)指標能滿足IPC標準的相關(guān)要求,加工的產(chǎn)品在高頻發(fā)射機、大功率電源等產(chǎn)品上進行應(yīng)用,受到客戶一致好評。
孔金屬化鋁基板作為一種特種印制板雖然有較好的發(fā)展前景,但其生產(chǎn)加工僅僅剛剛起步,本文就本企業(yè)對孔金屬化鋁基板的生產(chǎn)加工的一些經(jīng)驗和工藝進行論述,進行交流,不妥之處請予以指正。