莫雪生 鄭偉生

（廣州杰賽科技有限公司電子電路分公司，廣東 廣州 510000）

0 前言

印制電路板（PCB）含有盲槽，存在階梯線路層，使PCB呈現(xiàn)立體化，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化裝配空間，性能更強(qiáng)，在許多領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。對(duì)于使用環(huán)境溫度較高的盲槽類板，很多設(shè)計(jì)都會(huì)設(shè)計(jì)更大的接觸面的盲槽保證散熱，或者采用埋銅的方式保證散熱。

埋銅塊式線路板與盲槽線路板在PCB行業(yè)中是分別屬于不同的制作工藝，彼此的結(jié)構(gòu)的實(shí)際方法都大為不同，關(guān)鍵工序在于壓合方式的不同及實(shí)現(xiàn)埋銅方式的不一。

埋銅的工藝按照銅塊在PCB所處位置分為貫穿銅塊和半埋銅塊，根據(jù)與盲槽的結(jié)合可分為三種情況：貫穿型與盲槽結(jié)構(gòu)；半埋型與盲槽結(jié)構(gòu)；盲槽和銅塊相交的半埋型與盲槽結(jié)構(gòu)。

筆者以上述不同PCB結(jié)構(gòu)，介紹實(shí)現(xiàn)埋銅+盲槽的PCB工藝。

1 貫穿型與盲槽結(jié)構(gòu)和制作方法

1.1 貫穿型與盲槽結(jié)構(gòu)

以圖1所示結(jié)構(gòu)，盲槽板為單階盲槽或?yàn)槎嚯A盲槽，銅塊直接貫穿整個(gè)線路板。

圖1 帶貫穿銅塊與盲槽板簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)圖

1.2 制作方法

以圖1所示結(jié)構(gòu)，按外層正片工藝為例，不考慮鉆孔的情況下制作流程：

芯板1：開(kāi)料→內(nèi)光成像→沖孔→內(nèi)層蝕刻檢驗(yàn)→銑孔（銑盲槽位置）→銑孔1（銑銅塊位置）→配套中心→黑化

芯板2：開(kāi)料→內(nèi)光成像→沖孔→內(nèi)層蝕刻檢驗(yàn)→外光成像→鍍厚金（進(jìn)行盲槽底部鍍厚金保護(hù)圖形）→堿性蝕刻→銑孔1（銑銅塊位置）→配套中心→黑化

半固化片：開(kāi)料→銑孔（需保證膠能填好銅塊嵌套所需，根據(jù)銅塊尺寸決定）→配套中心

注：銅塊相對(duì)應(yīng)的銑孔1，銑孔的尺寸需比銅塊單邊大0.1 mm（4 mil）。

外層：層壓→陶瓷磨板→……→外光成像→鍍銅錫→堿性蝕刻……

1.3 工藝解析

層壓：疊板采用阻膠材料（可塑性低膨脹系數(shù)耐高溫）進(jìn)行盲槽阻半固化片流膠，避免溢膠上盲槽底部；壓合需采用雙面鋁片進(jìn)行覆型。由于此種結(jié)構(gòu)同時(shí)壓合盲槽和銅塊，需保證銅塊壓合后能與板厚度相符，且同時(shí)保證盲槽內(nèi)可塑性材料不會(huì)因熱膨脹導(dǎo)致板面凸起不造成失壓；采用兼具塑性和剛性的覆型材料鋁片進(jìn)行覆型。

陶瓷磨板：壓銅塊需保證P片能填好銅塊嵌套所需，宜溢膠微過(guò)量，壓合后進(jìn)行銅塊位置膠打磨，保證壓合牢固。

圖2 帶貫穿銅塊與盲槽板加工流程

2 半埋型與盲槽結(jié)構(gòu)和制作方法

2.1 半埋型與盲槽結(jié)構(gòu)

如圖3所示結(jié)構(gòu)，為銅塊半埋的盲槽PCB，由于此種結(jié)構(gòu)的組合多種，筆者兩種實(shí)現(xiàn)方法分別進(jìn)行描述。

圖3 半埋型銅塊與盲槽結(jié)構(gòu)

2.2 制作方法

以圖3所示結(jié)構(gòu)為例，不考慮鉆孔情況的制作流程：

芯板1-1：開(kāi)料→貼膠帶→銑孔→棕化

芯板1：層壓→撕膠帶→陶瓷磨板→工具配套→內(nèi)光成像→沖孔→內(nèi)層蝕刻檢驗(yàn)→銑孔（銑盲槽位置）→銑孔1（銑銅塊位置）→配套中心→黑化

注：銅塊相對(duì)應(yīng)的銑孔1，銑孔的尺寸需比銅塊單邊大0.1 mm；

圖4 半埋銅塊的芯板制作

2.3 工藝解析

貼膠帶：對(duì)芯板兩面貼PI耐高溫膠帶，再進(jìn)行銑孔減少毛刺；

層壓：壓合需采用雙面鋁片進(jìn)行覆型，（由于此種結(jié)構(gòu)壓合將銅塊嵌入芯板內(nèi)，需保證銅塊壓合后能與板厚度盡可能相符，采用兼具塑性和剛性的覆型材料鋁片進(jìn)行覆型），壓合為以芯板1-1雙面壓合銅箔制作芯板1；

撕膠帶：需將雙面膠帶撕下，銅箔會(huì)一同除下；

陶瓷磨板：雙面半固化片片不開(kāi)窗壓銅塊存在溢膠上板面，壓合后進(jìn)行銅塊位置膠打磨，保證壓合牢固；

以上方法為先制作出埋銅芯板再實(shí)現(xiàn)盲槽做法，后續(xù)做法參考正常盲槽做法。這種方法可用于制作多層盲槽+埋銅，應(yīng)用范圍廣，但過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)，不適合進(jìn)行批量生產(chǎn)。

2.4 拓展

以上方法可實(shí)現(xiàn)盲槽與銅塊相鄰結(jié)構(gòu)的制作，實(shí)現(xiàn)方法如下：

對(duì)壓完銅塊的芯板1進(jìn)行銑孔再制作，銑孔（銑盲槽）位置，銑靠近銅塊一邊位置需改為小刀銑，并減少銑刀移速。

芯板2進(jìn)行盲槽底部鍍厚金，以保護(hù)圖形；PP銑孔需保證膠能填好銅塊嵌套所需，根據(jù)銅塊尺寸決定，銅塊對(duì)應(yīng)P片位置不進(jìn)行銑孔處理，以保證銅塊底下填膠充足。層壓時(shí)疊板采用阻膠材料，需與常規(guī)盲槽制作相區(qū)別，需盡可能接近盲槽深度，不宜太厚；盲槽面采用單面大硅膠進(jìn)行覆型。

圖5 半埋型銅塊與盲槽板加工流程

2.5 銅塊與盲槽板同時(shí)壓合方法

以圖2所示結(jié)構(gòu)，按外層正片工藝為例，不考慮鉆孔情況的制作方法（圖6）。

分別制作芯板1和芯板2，完成黑化后待壓合。半固化片開(kāi)料，銑孔需保證膠能填好銅塊嵌套所需；銅塊相對(duì)應(yīng)的銑孔1，銑孔的尺寸需比銅塊單邊大0.1 mm。

層壓：疊板采用阻膠材料（可塑性低膨脹系數(shù)耐高溫）進(jìn)行盲槽阻PP流膠，避免溢膠上盲槽底部。由于此種結(jié)構(gòu)同時(shí)壓合盲槽和銅塊，需保證銅塊壓合后能與板厚度相符，且同時(shí)保證盲槽內(nèi)可塑性材料不會(huì)因熱膨脹導(dǎo)致板面凸起不造成失壓；采用兼具塑性和剛性的覆型材料鋁片進(jìn)行覆型。若為盲槽與銅塊為不同面，層壓時(shí)盲槽面大硅膠覆型，銅塊面鋁片覆型

陶瓷磨板：壓銅塊需保證P片能填好銅塊嵌套所需，宜溢膠微過(guò)量，壓合后進(jìn)行銅塊位位置膠打磨，保證壓合牢固；

針對(duì)盲槽要求非金屬化需過(guò)外光成像（2）和堿性蝕刻（1），外光成像（2）：只開(kāi)窗盲槽位置，其它位置不開(kāi)窗；堿性蝕刻（1）：只進(jìn)行退錫不進(jìn)行蝕刻，退除盲槽內(nèi)的錫；若盲槽為金屬化盲槽則按正常直接退膜蝕刻；.

此方法為半埋銅塊與盲槽同時(shí)實(shí)現(xiàn)，可用于制作批量板，一次壓合過(guò)程耗時(shí)短，此方法不可用于盲槽與銅塊相鄰的多層板，引用需結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)進(jìn)行結(jié)合工藝使用。

圖6 半埋銅塊與盲槽同時(shí)壓合流程

3 盲槽和銅塊相交的結(jié)構(gòu)和制作方法

3.1 盲槽與銅塊相交結(jié)構(gòu)

圖7所示結(jié)構(gòu)為例，盲槽直接實(shí)現(xiàn)于銅塊上。

圖7 帶貫穿銅塊與盲槽板簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)圖

3.2 制作方法

以圖7所示結(jié)構(gòu)，按外層正片工藝為例，不考慮鉆孔情況的制作流程：

芯板1：開(kāi)料→內(nèi)光成像→沖孔→內(nèi)層蝕刻檢驗(yàn)→銑孔1（銑銅塊位置）→配套中心→黑化

芯板2：開(kāi)料→內(nèi)光成像→沖孔→內(nèi)層蝕刻檢驗(yàn)→配套中心→黑化

半固化片：開(kāi)料→銑孔（需保證膠能填好銅塊嵌套所需，根據(jù)銅塊尺寸決定）→配套中心

注：銅塊相對(duì)應(yīng)的銑孔1，銑孔的尺寸需比銅塊單邊大4 mil。

外層：層壓→陶瓷磨板→內(nèi)光成像→…→外光成像→鍍銅錫→銑盲槽→堿性蝕刻→AOI→銑盲槽→…

3.3 工藝解析

層壓：壓合需采用鋁片進(jìn)行覆型，壓合銅塊；

陶瓷磨板：壓銅塊需保證半固化片片能填好銅塊嵌套所需，宜溢膠微過(guò)量，壓合后進(jìn)行銅塊位置膠打磨，保證壓合牢固；

銑盲槽：按控深銑進(jìn)行盲槽制作，嚴(yán)控公差，對(duì)銅塊時(shí)行銑盲槽；需進(jìn)行線路制作后再進(jìn)行銑盲槽，保證深度。

圖8 盲槽直接于銅塊上制作流程

4 總結(jié)

埋銅+盲槽結(jié)構(gòu)類板種類復(fù)雜，針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)的埋銅盲槽板，采取不同的工藝制作方法，不同工藝方法可根據(jù)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化組合以實(shí)現(xiàn)。本文僅以簡(jiǎn)單四層板為例進(jìn)行不同工藝方法解析說(shuō)明。對(duì)于埋銅+盲槽結(jié)構(gòu)類板的制作，從制作工藝，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為基點(diǎn)，需對(duì)埋銅和盲槽兩種特殊結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行設(shè)置實(shí)現(xiàn)方法再進(jìn)行組合。本文僅以簡(jiǎn)單四層板為例，進(jìn)行不同工藝方法解析說(shuō)明；從最簡(jiǎn)單的案例入手，但不局限于簡(jiǎn)單板，為更復(fù)雜類型的埋銅盲槽板提供基礎(chǔ)支持，希望能對(duì)同行業(yè)制作埋銅盲槽板能有指導(dǎo)作用。