一種應(yīng)用于醫(yī)療殺菌燈的鋁圍壩金屬基印制板制作方法

張飛龍 王 遠(yuǎn)

（景旺電子科技（龍川）有限公司，廣東 河源 517300）

0 前言

由于電子產(chǎn)品的高密度、多功能、大功率以及微電子集成技術(shù)的高速發(fā)展，使得電力電子器件的功率密度和發(fā)熱量大幅度增長(zhǎng)，由此導(dǎo)致電力電子器件的散熱性、耐熱性等問(wèn)題變得越來(lái)越突出，應(yīng)用散熱基板可有效解決上述問(wèn)題[1]。金屬基板具有高導(dǎo)熱性、高耐熱性、高散熱性、高絕緣性等綜合優(yōu)異性能，是目前用途最廣、用量最大的散熱基板之一[1]。應(yīng)用于醫(yī)療紫外線殺菌燈的散熱基板通常在紫外線發(fā)射區(qū)域設(shè)計(jì)圍壩以達(dá)到更好的聚光、出光效果。常用圍壩材質(zhì)為硅膠，長(zhǎng)期使用容易發(fā)生變形、開(kāi)裂等問(wèn)題，采用金屬基做圍壩則可以避免這種問(wèn)題。本文以應(yīng)用于醫(yī)療殺菌燈的鋁圍壩金屬基印制板為研究對(duì)象，重點(diǎn)介紹了鋁圍壩的流程設(shè)計(jì)和關(guān)鍵制造技術(shù)。

1 產(chǎn)品基本信息

1.1 產(chǎn)品信息

產(chǎn)品為單面銅基板，成品板厚1.8 mm，鋁圍壩厚度0.6 mm，寬度0.6 mm如圖1、圖2。

圖1 圍壩位置圖

圖2 圍壩尺寸

1.2 制作難點(diǎn)簡(jiǎn)析

（1）金屬基印制板每單元（PCS）一個(gè)鋁圍壩，厚度0.6 mm，寬度0.6 mm，圍壩成型與加工難度大。

（2）鋁圍壩寬度僅有0.6 mm，為確保結(jié)合力，鋁圍壩與金屬基印制板之間的粘結(jié)材料選用與加工技術(shù)是關(guān)鍵。

（3）鋁圍壩安裝在指定位置，要特別管控金屬基印制板之間的對(duì)準(zhǔn)度。

2 工藝流程和關(guān)鍵工序制作方法

2.1 工藝流程

金屬基印制板：開(kāi)料→線路→阻焊→化學(xué)鍍鎳鈀金→鉆孔→V-cut→測(cè)試；

鋁圍壩：鋁基開(kāi)料→鉆定位孔→銑板→控深銑→V-cut→磨板→絲印導(dǎo)熱樹(shù)脂→固化；

主流程：鋁圍壩與金屬基印制板鉚合→壓合→控深銑→揭掉多余鋁基→銑板→成品清洗→出貨檢驗(yàn)→包裝

2.2 關(guān)鍵工序制作方法

單只金屬基板上的圍壩尺寸太小，圍壩做成個(gè)體之后與金屬基板粘貼會(huì)存在兩方面問(wèn)題：第一是單個(gè)圍壩無(wú)法進(jìn)行銑削，第二是銑削成個(gè)體之后無(wú)法與金屬基板對(duì)位。即便人工能夠?qū)ξ痪炔睿倚实?，因此適合于量產(chǎn)的方式是在銑削成單只前做好圍壩加工。單面金屬基印制板按常規(guī)流程加工至銑外形前。

2.2.1 鋁圍壩初加工

鋁基開(kāi)料后先鉆工具孔（包括定位孔與鉚合孔），然后對(duì)鋁基長(zhǎng)邊與短邊兩個(gè)方向的工作邊，單只與單只之間進(jìn)行V形切割，以降低后續(xù)鋁基與金屬基板壓合時(shí)應(yīng)力釋放而將圍壩拉扯掉等問(wèn)題缺陷率。V形切割后對(duì)圍壩初步銑削，銑削后圍壩外形已基本成形，只保留四角連接位（如圖3）（黑色為鋁基，劃斜線部分為銑空區(qū)域）。圍壩外形基本成形后，對(duì)圍壩四角連接位控深銑，深度0.3±0.1 mm。全部銑削完成之后，對(duì)鋁基進(jìn)行磨刷去除表面臟物和披鋒，便于進(jìn)行下一步加工。

圖3 圍壩初步銑切效果圖

2.2.2 圍壩與金屬基印制板之間的粘結(jié)材料選用

鋁基與金屬基印制板的粘結(jié)材料采用純膠膜或者耐高溫雙高膠時(shí)，先對(duì)鋁圍壩進(jìn)行加工，然后在鋁圍壩區(qū)域貼上純膠膜或耐高溫雙高膠，必須按照圍壩形狀進(jìn)行激光切割讓粘結(jié)材料與圍壩外形保持一致，加工難度大而且效率低。為改變這種狀況，特選用金屬基印制板中常用的導(dǎo)熱樹(shù)脂，用絲網(wǎng)（43T）制作擋點(diǎn)網(wǎng)，用普通絲印機(jī)在圍壩上絲印一層導(dǎo)熱樹(shù)脂，厚度10 μm～15 μm，絲印后對(duì)導(dǎo)熱樹(shù)脂進(jìn)行預(yù)固化。

絲印導(dǎo)熱樹(shù)脂的作用是粘結(jié)圍壩與單面金屬基印制板，厚度不能太厚，若太厚會(huì)造成壓合時(shí)流膠過(guò)大，從而污染金屬基印制板。由于圍壩寬度僅有0.6 mm，單個(gè)圍壩的附著力較弱，在壓合受熱、受壓后熱脹冷縮的加工過(guò)程中容易被拉扯掉，因此絲印導(dǎo)熱樹(shù)脂時(shí)鋁基四周工作邊上也要絲印導(dǎo)熱樹(shù)脂。在工作邊上面絲印導(dǎo)熱樹(shù)脂有助于提高鋁基的附著力，增強(qiáng)抗拉伸能力。

2.2.3 圍壩與金屬基板之間的對(duì)位

圍壩初加工并絲印導(dǎo)熱樹(shù)脂之后，需要用鉚釘與金屬基印制板鉚合在一起，然后通過(guò)壓合讓導(dǎo)熱樹(shù)脂完全固化。為了提高圍壩與金屬基板之間的結(jié)合力，金屬基印制板上粘貼圍壩的位置必須設(shè)計(jì)防焊開(kāi)窗，即圍壩上的導(dǎo)熱樹(shù)脂要與銅箔粘貼，防焊開(kāi)窗設(shè)計(jì)0.75 mm，且金屬基印制板在壓合前要過(guò)一次水平噴砂線去除銅箔表面的氧化或異物。

圍壩與金屬基印制板壓合后要揭蓋，因此先對(duì)鉚釘孔位置鉆孔去掉鉚釘，然后對(duì)圍壩四角連接位進(jìn)行第二次控深銑，深度控制在0.3 mm±0.1 mm?？厣钽娚疃仁且糟姶╀X基但不能傷到底層的金屬基印制板為準(zhǔn)，接著可進(jìn)行人工揭蓋，其它多余的鋁基全部（除了圍壩之外）揭掉，然后按常規(guī)單面鋁基板進(jìn)行銑外形加工即為完成成品制作。

3 結(jié)論

通過(guò)以上研究與分析，可以將應(yīng)用于醫(yī)療殺菌燈的鋁圍壩金屬基印制板關(guān)鍵制作技術(shù)總結(jié)如下：

（1）圍壩不能銑削成單體后再與金屬基印制板粘貼，必須在工作板時(shí)先進(jìn)行初步銑削，只保留四角連接位，與金屬基印制板壓合后再進(jìn)行第二次控深銑。

（2）采用導(dǎo)熱樹(shù)脂作為圍壩與金屬基印制板之間的粘結(jié)材料。

（3）用43T絲網(wǎng)在圍壩與工作邊上絲印導(dǎo)熱樹(shù)脂，且在絲印前要對(duì)鋁基進(jìn)行V形切割以減輕壓合時(shí)熱脹冷縮對(duì)圍壩結(jié)合力的影響。

（4）鋁基工作板絲印導(dǎo)熱樹(shù)脂后與金屬基印制板鉚合，避免人工對(duì)位造成圍壩位置偏移，通過(guò)壓合方式讓導(dǎo)熱樹(shù)脂固化，壓合后再鉆掉鉚合孔、人工揭蓋等生產(chǎn)環(huán)節(jié)。