CN111757603B - 一种改善小pcs板金面氧化的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改善小PCS板金面氧化的加工方法，包括以下步骤：通过成型工序在生产板的板内锣出板内槽；而后对生产板进行表面处理；而后再次通过成型工序在生产板的板边锣出板外形。本发明方法方法通过优化成型工艺流程，有效缩减表面处理到成型工序完成后的时间，降低金面氧化产生风险，提高了成型工序后的一次良品率和生产效率，达到精益生产目的。

Description

一种改善小PCS板金面氧化的加工方法

技术领域

本发明涉及印制线路板制作技术领域，具体涉及一种改善小PCS板金面氧化的加工方法。

背景技术

PCB(PrintedCircuitBoard)，中文名称为印制电路板，又称印刷线路板。PCB的生产工艺流程一般如下：开料→内层图形→内层蚀刻→内层AOI→棕化→压合→钻孔→沉铜→全板电镀→外层图形→图形电镀→外层蚀刻→外层AOI→丝印阻焊、字符→表面处理→电测试→成型→FQC→包装。

在上述流程中，表面处理后到成型加工完成需要经历电测试、锣内槽和锣外形三个工位，每个工序的加工时间长，且每个工位的加工都会增加一次转运和员工与沉金面板面板接触的机会，容易导致金面产生氧化；尤其是成型工序中还包括锣平台的步骤时，时间进一步加长，更容易导致金面产生氧化，致使成型工序后的品质合格率低至仅有60％左右。

金面氧化是金表面处理产品常见缺陷，常困扰PCB企业，针对此异常情况的一般处理方式包括以下几种：1、手工使用橡皮擦擦拭；2、氧化清洗处理；3、报废处理；但上述处理方式会存在以下问题：第1种方式，手工擦拭效率低，氧化严重的板擦不干净，不适合批量性处理有氧化问题的板和氧化严重的板；第2种方式，在成型工序后制得的小PCS成品板(尺寸＜60mm×60mm)受尺寸小、数量多和取放板便捷性差等因素影响，在成型加工后进行金面氧化清洗中易存在卡板风险；第3种方式，直接报废会增加线路板的生产成本，公司利益受损；但不管是采用上述的何种处理方法均会存在影响生产效率和增加生产成本的问题，不能达到精益生产的目的，因此如何减少和改善金面氧化的问题才是关键。

发明内容

本发明目的在于为克服现有的技术缺陷，提供一种改善小PCS板金面氧化的加工方法，该方法通过优化成型工艺流程，有效缩减表面处理到成型工序完成后的时间，降低金面氧化产生风险，提高了成型工序后的一次良品率和生产效率，达到精益生产目的。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种改善小PCS板金面氧化的加工方法，包括以下步骤：

S1、通过成型工序在生产板的板内锣出板内槽；

S2、而后对生产板进行表面处理；

S3、而后再次通过成型工序在生产板的板边锣出板外形。

进一步的，步骤S1之前还包括以下步骤：

S0、在生产板上对应阶梯平台的位置处通过控深锣槽的方式制作出阶梯平台。

进一步的，步骤S2和S3之间还包括以下步骤：

S21、对生产板进行电气性能测试，检测合格的成品板进入下一个加工环节。

进一步的，步骤S21和S3之间还包括以下步骤：

S22、对生产板进行清洗处理，而后烘干，以去除金面氧化物。

进一步的，所述清洗处理依次包括除胶渣处理、水洗、预中和处理、水洗、中和处理和酸洗。

进一步的，所述除胶渣处理为将生产板置于除胶渣溶液清洗5-10min，所述除胶渣溶液包括浓度为55-65g/L的高锰酸钾和浓度为30-40g/L的氢氧化钠。

进一步的，除胶渣处理过程中，除胶量控制在0.1-0.5mg/cm²。

进一步的，所述酸洗为将生产板置于浓度为2-4％且室温的草酸溶液中清洗10-20s。

进一步的，所述生产板为芯板或由半固化片将芯板和外层铜箔压合为一体的多层板。

进一步的，当所述生产板为芯板时，芯板在步骤S1中的成型工序前，先依次进行了钻孔、沉铜、全板电镀、制作外层线路和制作阻焊层。

进一步的，当所述生产板为多层板时，芯板在压合前已先制作了内层线路，且在步骤S1中的成型工序前，多层板先依次进行了钻孔、沉铜、全板电镀、制作外层线路和制作阻焊层。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过优化成型工艺流程，将成型工序中的锣内槽放在表面处理前，这样在表面处理后的成型工序中只需锣出板的外形即可，从而有效缩减了表面处理到成型工序完成后的时间，降低金面氧化产生风险，提高了成型工序后的一次良品率和生产效率，减少金面氧化后需手工擦拭的人力成本，缓解FQC手工修板压力，达到精益生产目的；另外将锣平台工序也放在了锣内槽前，进一步减少了表面处理到成型工序完成后的时间，进一步降低金面氧化产生风险；因表面处理到成型工序之间还存在电测试工序，该工序在批量处理生产板时的时长也比较长，也易导致出现金面氧化，因此本发明在成型锣外形前增加清洗步骤，用于去除在金面上产生的氧化物，使生产板上的金面暴露在空气中的时间降低至仅为锣外形的处理时间，有效降低了金面氧化的风险。

具体实施方式

为了更充分的理解本发明的技术内容，下面将结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。

实施例1

本实施例所示的一种线路板的制作方法，该方法可有效改善小PCS板金面氧化的问题，依次包括以下处理工序：

(1)、开料：按拼板尺寸320mm×420mm开出芯板，芯板板厚为0.5mm，芯板的外层铜面厚度为0.5OZ。

(2)、制作内层线路(负片工艺)：在芯板上用垂直涂布机涂布感光膜，感光膜的膜厚控制8μm，采用全自动曝光机，以5-6格曝光尺(21格曝光尺)完成内层线路曝光；内层蚀刻，在曝光显影后的芯板上蚀刻出内层线路，内层线宽量测为3mil；内层AOI，然后检查内层线路的开短路、线路缺口、线路针孔等缺陷,有缺陷报废处理，无缺陷的产品出到下一流程。

(3)、压合：棕化速度按照底铜铜厚棕化，将外层铜箔、半固化片、内层芯板、半固化片、外层铜箔依次叠合后，根据板料的特性选用适当的层压条件进行压合，形成生产板。

(4)、外层钻孔:根据钻孔资料，使用机械钻孔的方式，在生产板上钻孔。

(5)、沉铜:在孔壁上通过化学反应的方式沉积一层薄铜，使生产板上的孔金属化，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm。

(6)、全板电镀：根据电化学反应的原理，在沉铜的基础上电镀上一层铜。

(7)、制作外层线路(正片工艺)：外层图形转移，采用全自动曝光机和正片线路菲林，以5-7格曝光尺(21格曝光尺)完成外层线路曝光，经显影，在生产板上形成外层线路图形；外层图形电镀，然后在生产板上分别镀铜和镀锡，镀铜是以1.8ASD的电流密度全板电镀60min，镀锡是以1.2ASD的电流密度电镀10min，锡厚3-5μm，然后再依次退膜、蚀刻和退锡，在生产板上蚀刻出外层线路，外层AOI，然后检查外层线路的开短路、线路缺口、线路针孔等缺陷,有缺陷报废处理，无缺陷的产品出到下一流程。

(8)、阻焊、丝印字符：根据现有技术并按设计要求在生产板上制作阻焊层并丝印字符。

(9)锣平台：在生产板上对应阶梯平台的位置处通过控深锣槽的方式揭盖后制作出阶梯平台。

(10)、一次成型：根据现有技术并按设计要求在生产板的板内锣出板内槽，从而先将板内中需锣槽的部分去除掉。

(11)、表面处理：根据现有技术并按设计要求在阻焊开窗位(焊盘)的铜面通化学原理，均匀沉积一定要求厚度的镍金。

(12)、电气性能测试：检测成品板的电气性能，检测合格的成品板进入下一个加工环节。

(13)、清洗：加工后的芯板依次通过除胶渣处理、水洗、预中和处理、水洗、中和处理和酸洗，最后在烘干，以去除金面氧化物。

上述中，除胶渣处理为将生产板置于除胶渣溶液清洗5-10min，用于除去线路板上的胶渣，除胶渣溶液包括浓度为55-65g/L的高锰酸钾和浓度为30-40g/L的氢氧化钠，且除胶渣处理过程中，除胶量控制在0.1-0.5mg/cm²；而后对除胶渣后的线路板依次进行浸泡水洗和高位水洗，除去线路板上的除胶渣药水。

预中和处理为将线路板置于浓度为1％且室温的稀硫酸溶液中进行中和反应15-30s；在中和前进行预中和可以起到保护后期中和缸的作用，并且可以初步除去线路板板面和孔内的二氧化锰残余物质，使板面和孔内清洁；而后对线路板进行高位水洗，除去线路板上的稀硫酸溶液。

中和处理为将线路板置于35-45℃的中和剂中进行中和反应0.5-1.5min；其中，该中和剂的成分包含4％EDTA、26％二乙烯三胺，其余为纯水；应用强还原酸性水溶液除去板面和孔内的二氧化锰残余物质，使板面和孔内清洁，防止对后续工序污染。

酸洗为将线路板置于浓度为3％且室温的草酸溶液中清洗10-20s，去除线路板上的中和剂并清洗掉板面上的氧化物、脏物等污染和清洗掉板面上的手指印，保证产品外观洁净；最后将线路板置于80-90℃下烘烤25-40s，将线路板烘干，通过控制烘烤的温度和时间，避免线路板上的阻焊层等出现品质问题。

本发明的其它实施例中，除胶渣药水中高锰酸钾的浓度还可以为50-60g/L，氢氧化钠的浓度为40-50g/L；稀硫酸溶液中硫酸的浓度还可以为0.5-1.5％；草酸溶液中草酸的浓度还可以为2-4％。

本发明的其它实施例中，中和处理时还可以在中和剂中加入浓度为0.5-1.5％(优选为1％)的双氧水。

(14)、二次成型：根据现有技术并按设计要求在生产板的板边锣出板外形，制得小PCS成品板。

(15)、FQC：根据客户验收标准及我司检验标准，对成品板外观进行检查，如有缺陷及时修理，保证为客户提供优良的品质控制。

(16)、FQA：再次抽测成品板的外观、孔铜厚度、介质层厚度、绿油厚度、内层铜厚等是否符合客户的要求。

(17)、包装：按照客户要求的包装方式以及包装数量，对成品板进行密封包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。

在一具体的实际加工案例中，以加工生产板(40mm*40mm)100PNL板，使用1台四轴机为例。

核算加工数据如下：成品板排版利用率＞85％；合计数量16800PCS；合计锣程9365米(内槽4241米，外形5124米)。

加工周期：测试加工6小时，锣平台加工15小时，成型加工33小时(锣内槽19小时+锣外形14小时)，各工序间的周转时间共1小时，合计55小时；按现有的加工方法进行制作，沉金后的生产板需要周转三个工序，测试工序、锣平台工序、成型工序，加工周期55小时，才能到FQC进行检板，在此加工过程中生产板的存放时间长，金面板极易因环境和周转次数多导致出现氧化的问题；按实施例1中优化后的加工方法进行制作，使得生产板在在沉金后的存放时间仅为二次成型时锣外形的14小时，从而工序存放时间缩减了74.5％，有效降低了金面氧化的风险；即使在电测试后不加清洗的步骤，沉金后的存放时间为电测试时的6小时加上二次成型时锣外形的14小时，合计20小时，从而工序存放时间也缩减了63.6％，也可有效降低金面氧化的风险。

实施例2

本实施例所示的一种线路板的制作方法，该方法可有效改善小PCS板金面氧化的问题，依次包括以下处理工序：

(1)、开料：按拼板尺寸320mm×420mm开出芯板，芯板板厚为0.5mm，芯板的外层铜面厚度为0.5OZ。

(2)、外层钻孔:根据钻孔资料，使用机械钻孔的方式，在芯板上钻孔。

(3)、沉铜:在孔壁上通过化学反应的方式沉积一层薄铜，使芯板上的孔金属化，背光测试10级，孔中的沉铜厚度为0.5μm。

(4)、全板电镀：根据电化学反应的原理，在沉铜的基础上电镀上一层铜。

(5)、制作外层线路(负片工艺)：在芯板上用垂直涂布机涂布感光膜，感光膜的膜厚控制8μm，采用全自动曝光机，以5-6格曝光尺(21格曝光尺)完成内层线路曝光；内层蚀刻，在曝光显影后的芯板上蚀刻出内层线路，内层线宽量测为3mil；内层AOI，然后检查内层线路的开短路、线路缺口、线路针孔等缺陷,有缺陷报废处理，无缺陷的产品出到下一流程。

(6)、阻焊、丝印字符：根据现有技术并按设计要求在芯板上制作阻焊层并丝印字符。

(7)、一次成型：根据现有技术并按设计要求在芯板的板内锣出板内槽，从而先将板内中需锣槽的部分去除掉。

(8)、表面处理：根据现有技术并按设计要求在阻焊开窗位(焊盘)的铜面通化学原理，均匀沉积一定要求厚度的镍金。

(9)、电气性能测试：检测成品板的电气性能，检测合格的成品板进入下一个加工环节。

(10)、清洗：加工后的芯板依次通过除胶渣处理、水洗、预中和处理、水洗、中和处理和酸洗，最后在烘干，以去除金面氧化物。

上述中，除胶渣处理为将芯板置于除胶渣溶液清洗5-10min，用于除去线路板上的胶渣，除胶渣溶液包括浓度为55-65g/L的高锰酸钾和浓度为30-40g/L的氢氧化钠，且除胶渣处理过程中，除胶量控制在0.1-0.5mg/cm²；而后对除胶渣后的线路板依次进行浸泡水洗和高位水洗，除去线路板上的除胶渣药水。

预中和处理为将线路板置于浓度为1％且室温的稀硫酸溶液中进行中和反应15-30s；在中和前进行预中和可以起到保护后期中和缸的作用，并且可以初步除去线路板板面和孔内的二氧化锰残余物质，使板面和孔内清洁；而后对线路板进行高位水洗，除去线路板上的稀硫酸溶液。

中和处理为将线路板置于35-45℃的中和剂中进行中和反应0.5-1.5min；其中，该中和剂的成分包含4％EDTA、26％二乙烯三胺，其余为纯水；应用强还原酸性水溶液除去板面和孔内的二氧化锰残余物质，使板面和孔内清洁，防止对后续工序污染。

酸洗为将线路板置于浓度为3％且室温的草酸溶液中清洗10-20s，去除线路板上的中和剂并清洗掉板面上的氧化物、脏物等污染和清洗掉板面上的手指印，保证产品外观洁净；最后将线路板置于80-90℃下烘烤25-40s，将线路板烘干，通过控制烘烤的温度和时间，避免线路板上的阻焊层等出现品质问题。

本发明的其它实施例中，除胶渣药水中高锰酸钾的浓度还可以为50-60g/L，氢氧化钠的浓度为40-50g/L；稀硫酸溶液中硫酸的浓度还可以为0.5-1.5％；草酸溶液中草酸的浓度还可以为2-4％。

本发明的其它实施例中，中和处理时还可以在中和剂中加入浓度为0.5-1.5％(优选为1％)的双氧水。

(11)、二次成型：根据现有技术并按设计要求在芯板的板边锣出板外形，制得小PCS成品板。

(12)、FQC：根据客户验收标准及我司检验标准，对成品板外观进行检查，如有缺陷及时修理，保证为客户提供优良的品质控制。

(13)、FQA：再次抽测成品板的外观、孔铜厚度、介质层厚度、绿油厚度、内层铜厚等是否符合客户的要求。

(14)、包装：按照客户要求的包装方式以及包装数量，对成品板进行密封包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种改善小PCS板金面氧化的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S0、在生产板上对应阶梯平台的位置处通过控深锣槽的方式制作出阶梯平台；

S1、通过成型工序在生产板的板内锣出板内槽；

S2、而后对生产板进行表面处理，即在焊盘的铜面通过化学原理，均匀沉积一定厚度的镍金；

S21、对生产板进行电气性能测试，检测合格的成品板进入下一个加工环节；

S22、对生产板进行清洗处理，而后烘干，以去除金面氧化物；

S3、而后再次通过成型工序在生产板的板边锣出板外形。

2.根据权利要求1所述的改善小PCS板金面氧化的加工方法，其特征在于，所述清洗处理依次包括除胶渣处理、水洗、预中和处理、水洗、中和处理和酸洗。

3.根据权利要求2所述的改善小PCS板金面氧化的加工方法，其特征在于，所述除胶渣处理为将生产板置于除胶渣溶液清洗5-10min，所述除胶渣溶液包括浓度为55-65g/L的高锰酸钾和浓度为30-40g/L的氢氧化钠。

4.根据权利要求3所述的改善小PCS板金面氧化的加工方法，其特征在于，除胶渣处理过程中，除胶量控制在0.1-0.5mg/cm^2。

5.根据权利要求2所述的改善小PCS板金面氧化的加工方法，其特征在于，所述酸洗为将生产板置于浓度为2-4％且室温的草酸溶液中清洗10-20s。

6.根据权利要求1所述的改善小PCS板金面氧化的加工方法，其特征在于，所述生产板为芯板或由半固化片将芯板和外层铜箔压合为一体的多层板。

7.根据权利要求6所述的改善小PCS板金面氧化的加工方法，其特征在于，当所述生产板为芯板时，芯板在步骤S1中的成型工序前，先依次进行了钻孔、沉铜、全板电镀、制作外层线路和制作阻焊层；当所述生产板为多层板时，芯板在压合前已先制作了内层线路，且在步骤S1中的成型工序前，多层板先依次进行了钻孔、沉铜、全板电镀、制作外层线路和制作阻焊层。