含埋銅塊與盲槽的印制板制作工藝

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，實現(xiàn)優(yōu)化裝配空間，性能更強，在許多領域都得到廣泛的應用。對于使用環(huán)境溫度較高的盲槽類板，很多設計都會設計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，彼此的結構的實際方法都大為不同，關鍵工序在于壓合方式的不同及實現(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)與盲槽的結合可分為三種情況：貫穿型與盲槽結構；半埋型與盲槽結構；盲槽和銅塊相交的半埋型與盲槽結構。

筆者以上述不同PCB結構，介紹實現(xiàn)埋銅+盲槽的PCB工藝。

1 貫穿型與盲槽結構和制作方法

1.1 貫穿型與盲槽結構

以圖1所示結構，盲槽板為單階盲槽或為多階盲槽，銅塊直接貫穿整個線路板。

圖1 帶貫穿銅塊與盲槽板簡易設計圖

1.2 制作方法

以圖1所示結構，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：開料→內光成像→沖孔→內層蝕刻檢驗→銑孔（銑盲槽位置）→銑孔1（銑銅塊位置）→配套中心→黑化

芯板2：開料→內光成像→沖孔→內層蝕刻檢驗→外光成像→鍍厚金（進行盲槽底部鍍厚金保護圖形）→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：銅塊相對應的銑孔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行覆型。由于此種結構同時壓合盲槽和銅塊，需保證銅塊壓合后能與板厚度相符，且同時保證盲槽內可塑性材料不會因熱膨脹導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，宜溢膠微過量，壓合后進行銅塊位置膠打磨，保證壓合牢固。

圖2 帶貫穿銅塊與盲槽板加工流程

2 半埋型與盲槽結構和制作方法

2.1 半埋型與盲槽結構

如圖3所示結構，為銅塊半埋的盲槽PCB，由于此種結構的組合多種，筆者兩種實現(xiàn)方法分別進行描述。

圖3 半埋型銅塊與盲槽結構

2.2 制作方法

以圖3所示結構為例，不考慮鉆孔情況的制作流程：

芯板1-1：開料→貼膠帶→銑孔→棕化

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

注：銅塊相對應的銑孔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：對芯板兩面貼PI耐高溫膠帶，再進行銑孔減少毛刺；

層壓：壓合需采用雙面鋁片進行覆型，（由于此種結構壓合將銅塊嵌入芯板內，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，銅箔會一同除下；

陶瓷磨板：雙面半固化片片不開窗壓銅塊存在溢膠上板面，壓合后進行銅塊位置膠打磨，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，應用范圍廣，但過程耗時長，不適合進行批量生產(chǎn)。

2.4 拓展

以上方法可實現(xiàn)盲槽與銅塊相鄰結構的制作，實現(xiàn)方法如下：

對壓完銅塊的芯板1進行銑孔再制作，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進行盲槽底部鍍厚金，以保護圖形；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，銅塊對應P片位置不進行銑孔處理，以保證銅塊底下填膠充足。層壓時疊板采用阻膠材料，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 銅塊與盲槽板同時壓合方法

以圖2所示結構，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。半固化片開料，銑孔需保證膠能填好銅塊嵌套所需；銅塊相對應的銑孔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）進行盲槽阻PP流膠，避免溢膠上盲槽底部。由于此種結構同時壓合盲槽和銅塊，需保證銅塊壓合后能與板厚度相符，且同時保證盲槽內可塑性材料不會因熱膨脹導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行覆型。若為盲槽與銅塊為不同面，層壓時盲槽面大硅膠覆型，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，宜溢膠微過量，壓合后進行銅塊位位置膠打磨，保證壓合牢固；

針對盲槽要求非金屬化需過外光成像（2）和堿性蝕刻（1），外光成像（2）：只開窗盲槽位置，其它位置不開窗；堿性蝕刻（1）：只進行退錫不進行蝕刻，退除盲槽內的錫；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實現(xiàn)，可用于制作批量板，一次壓合過程耗時短，此方法不可用于盲槽與銅塊相鄰的多層板，引用需結合實際設計進行結合工藝使用。

圖6 半埋銅塊與盲槽同時壓合流程

3 盲槽和銅塊相交的結構和制作方法

3.1 盲槽與銅塊相交結構

圖7所示結構為例，盲槽直接實現(xiàn)于銅塊上。

圖7 帶貫穿銅塊與盲槽板簡易設計圖

3.2 制作方法

以圖7所示結構，按外層正片工藝為例，不考慮鉆孔情況的制作流程：

芯板1：開料→內光成像→沖孔→內層蝕刻檢驗→銑孔1（銑銅塊位置）→配套中心→黑化

芯板2：開料→內光成像→沖孔→內層蝕刻檢驗→配套中心→黑化

半固化片：開料→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：銅塊相對應的銑孔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，宜溢膠微過量，壓合后進行銅塊位置膠打磨，保證壓合牢固；

銑盲槽：按控深銑進行盲槽制作，嚴控公差，對銅塊時行銑盲槽；需進行線路制作后再進行銑盲槽，保證深度。

圖8 盲槽直接于銅塊上制作流程

4 總結

埋銅+盲槽結構類板種類復雜，針對不同的結構的埋銅盲槽板，采取不同的工藝制作方法，不同工藝方法可根據(jù)實現(xiàn)結構進行優(yōu)化組合以實現(xiàn)。本文僅以簡單四層板為例進行不同工藝方法解析說明。對于埋銅+盲槽結構類板的制作，從制作工藝，實現(xiàn)產(chǎn)品結構為基點，需對埋銅和盲槽兩種特殊結構分別進行設置實現(xiàn)方法再進行組合。本文僅以簡單四層板為例，進行不同工藝方法解析說明；從最簡單的案例入手，但不局限于簡單板，為更復雜類型的埋銅盲槽板提供基礎支持，希望能對同行業(yè)制作埋銅盲槽板能有指導作用。