Paper Code: A-100

羅文章 李長(zhǎng)生 嚴(yán)來(lái)良 安國(guó)義

深圳市深聯(lián)電路有限公司

薄板開(kāi)V槽工藝淺談

Paper Code: A-100

羅文章 李長(zhǎng)生 嚴(yán)來(lái)良 安國(guó)義

深圳市深聯(lián)電路有限公司

文章通過(guò)對(duì)薄板V槽工藝制作難點(diǎn)的分析，根據(jù)本司諸多薄板V槽實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出了幾種薄板另類(lèi)“V槽”技巧，對(duì)薄板V槽品質(zhì)難以控制的制程難點(diǎn)起到積極改善作用。通過(guò)這篇文章，希望能對(duì)線路板制造同行有所幫助。

薄板V槽；V槽；顯影阻焊層；半蝕刻銅層

1 前言

電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化發(fā)展日新月異，促使線路板產(chǎn)量遞增神速，因此，為了提高生產(chǎn)效率及控制成本，企業(yè)都會(huì)采用拼板方式進(jìn)行生產(chǎn)，此方式帶來(lái)的加工便利與材料有效利用實(shí)現(xiàn)成本控制的效果是顯而易見(jiàn)的，但拼板連片之間在插上元器件完成裝配之后仍然是要實(shí)現(xiàn)分板成獨(dú)立單元，所以，線路板生產(chǎn)企業(yè)在出貨前就要完成分板的輔助工作，常見(jiàn)輔助分板方式有三種，如下：

（1）V-cut，字意為楔形掏槽，又稱(chēng)為V槽，在線路板上下對(duì)應(yīng)各開(kāi)一個(gè)“V”形狀楔槽，深度一般為1/3左右?？刂坪糜嗪瘢灾裂b配好元器件后連片之間能很容易掰斷實(shí)現(xiàn)分板。一般用于規(guī)則圖形分離邊為直線的拼板中（見(jiàn)圖1）；

（2）郵票孔，也稱(chēng)段裂孔，就是在連片間的橋位上連續(xù)鉆一排小孔，類(lèi)似于郵票邊緣孔，此孔可以減小連片之間分板應(yīng)力，便于分板，一般用于不規(guī)則圖形拼板中（見(jiàn)圖2）；

（3）橋連，連片間開(kāi)槽保留一段橋位做為支撐連片間元器件裝配時(shí)的承載，也方便裝配后的分板，一般適用于薄板拼板中（見(jiàn)圖3）。

圖1 V-cut分板方式

圖2 郵票孔分板方式

圖3 橋連分板方式

以上三種輔助分板方式各有自身的特點(diǎn)，其優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表1，但對(duì)此三種分板方式的優(yōu)先設(shè)計(jì)選擇不能只從其優(yōu)缺點(diǎn)的特性判斷，還要結(jié)合線路板SMT加工之后的最終分板相結(jié)合起來(lái)考慮，連片裝配后最終的分板也有手折、刀模、V槽、Routing等幾種分板方式（見(jiàn)圖4），如采用輔助V槽、郵票孔分板設(shè)計(jì)在完成裝配后可手折方式分板，采用橋連分板設(shè)計(jì)則適用于Routing方式等，之間的組合靈活多樣，無(wú)疑采用操作簡(jiǎn)單、成本低廉的分板方式是所有客戶(hù)的最終選擇。

表1 三種輔助分板方式優(yōu)缺點(diǎn)

圖4 SMT加工后常見(jiàn)分板方式

2 薄板V槽難點(diǎn)

在以上輔助分板方式中V槽分割方式以其操作簡(jiǎn)單、效率高、分板邊緣整齊、加工成本低等特點(diǎn)，被大多數(shù)客戶(hù)所采用。但其在薄板的制作過(guò)程中顯得比較困難，尤其是0.4 mm以下的薄板，此種板厚一般建議客戶(hù)采取如橋連等其他輔助分板方式，但有些客戶(hù)因其特殊設(shè)計(jì)及其他原因等此類(lèi)薄板也要求采用V槽分割方式，此方式就給線路板的加工帶來(lái)了難度與挑戰(zhàn)。

V槽分割方式IPC標(biāo)準(zhǔn)如下：

圖5 V槽標(biāo)準(zhǔn)示意圖

A：V槽余厚公差±80 mm

B：V槽深度公差±80 mm

C：V槽錯(cuò)位公差±80 mm

D：V槽寬度公差±80 mm

通常V槽是以V割后的余厚控制為主要標(biāo)準(zhǔn)，但“V槽余厚”在IPC里只有公差要求，厚度沒(méi)有明確定義，實(shí)際生產(chǎn)中其余厚控制標(biāo)準(zhǔn)一般以線路板在貼片過(guò)程中板面不變形，完成裝配后能很好實(shí)現(xiàn)掰斷分板為宜，習(xí)慣性余厚控制在整體的1/3左右，對(duì)板面承載物較重的板子余厚可取上限，承載物較輕的板子余厚可取下限，但對(duì)于薄板的余厚往往較難控制，如0.4 mm及以下的成品板厚的薄板，其基材厚一般只有0.2 mm ～ 0.1 mm，甚至還會(huì)在0.1 mm以下，如此薄的基材在V槽深度公差±80 mm的浮動(dòng)下及設(shè)備的誤差、板面的平整度等因素干擾下，基材余厚很容易在生產(chǎn)過(guò)程就出現(xiàn)斷裂或達(dá)不到V割的效果，所以說(shuō)薄板V槽工藝易出現(xiàn)品質(zhì)異常，為了達(dá)到客戶(hù)的最終分板要求，除了精確控制余厚外，根據(jù)板子的各種不同特性還是有很多其他的方式一樣可以達(dá)到客戶(hù)的最終分板效果。

3 兩種薄板V槽生產(chǎn)案例

以下為本司生產(chǎn)的兩款薄板V槽案例，希望對(duì)大家能有所幫助。

3.1 V槽阻焊層或顯影出V槽線實(shí)現(xiàn)分板

客戶(hù)下單一款雙面板，基本信息見(jiàn)表2。

表2 薄板設(shè)計(jì)信息

從設(shè)計(jì)信息中可看出按V槽余厚≤0.12 mm的要求，0.17 mm厚的基材還需V割0.05 mm，按此方案試板，最終結(jié)果很不理想，V割基材使其承載應(yīng)力大大降低，生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)大量斷板，不符合客戶(hù)要求。斷板根源是基材完整性遭到破壞，設(shè)想如果不V割基材保持基材的整體，這樣基材是不是不會(huì)斷裂呢？在此思路上重新試板，讓基材的厚度直接成為V槽余厚，與客戶(hù)協(xié)商將成品板厚下調(diào)0.05 mm由0.4 mm±0.1 mm改為0.35 mm±0.1 mm，開(kāi)料用0.25 mm 2 oz/2 oz基板，這樣去除銅厚其基材厚在0.12 mm左右，剛好符合客戶(hù)V槽余厚≤0.12 mm的要求，再直接V槽基材位上的阻焊層，控制好深度不傷及基材（見(jiàn)圖6），此時(shí)阻焊與基材已成為一個(gè)整體，使整個(gè)線路板板平面硬度增大，在客戶(hù)端最終分板時(shí)，應(yīng)力會(huì)沿V槽位間隙向下直接作用于基材上，使基材斷裂整齊，同樣達(dá)到V槽的目的，試板分板效果良好（見(jiàn)圖7）。按此設(shè)計(jì)客戶(hù)非常滿(mǎn)意，也贏來(lái)了客戶(hù)的批量訂單。

圖6 V槽阻焊層切片圖

圖7 V槽阻焊層分板圖示

按此V槽技巧設(shè)計(jì)思路，可以延伸到其他很多的薄板V槽工藝中，此思路有兩個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)要注意，一是要有足夠厚及硬（阻焊可延時(shí)烤板增強(qiáng)硬度）的阻焊層，上款薄板外層銅厚為3 oz，基材位阻焊油厚達(dá)到0.12 mm以上，同基材的0.12 mm厚度整體上也剛好同V槽余厚控制在整體的1/3的常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)一致；另一個(gè)要注意的關(guān)鍵項(xiàng)是連片間的相連橋位在保證連片間的焊件支撐作用前提下其設(shè)計(jì)不宜過(guò)長(zhǎng)，以便分板時(shí)減小分板應(yīng)力（見(jiàn)圖7）。

上款薄板有鍍金引線設(shè)計(jì)，V槽另一個(gè)目的是V斷引線，如沒(méi)引線，此類(lèi)薄板設(shè)計(jì)上完全可以在基材位上采用顯影出V槽線的方式進(jìn)行 “V槽”，此思路流程更簡(jiǎn)單、更節(jié)省成本，更實(shí)用于薄板V槽工藝。

3.2 半蝕刻銅層實(shí)現(xiàn)分板

本司生產(chǎn)的另一款薄板（雙面板），基本信息見(jiàn)表3：

表3 薄板設(shè)計(jì)信息

客戶(hù)提供的板材為導(dǎo)熱硅膠填充料，其材質(zhì)脆、基材薄只有0.07 mm（見(jiàn)圖8），生產(chǎn)過(guò)程中極易出現(xiàn)折板。首先進(jìn)行試板，考慮到板薄、材質(zhì)脆的特點(diǎn)，結(jié)合上款薄板生產(chǎn)思路，試想用蝕刻的方式形成V槽線實(shí)現(xiàn)分板的可行性，但結(jié)果不盡人意，板子蝕刻后基材沒(méi)有了銅層的支撐，過(guò)高壓水洗全部以V槽線部位斷開(kāi)整批報(bào)廢，基材脆弱的超乎想象（見(jiàn)圖9）。此方案無(wú)法達(dá)到預(yù)想目的，回到常規(guī)流程思路，此板材質(zhì)極脆，生產(chǎn)時(shí)需要完整的銅層做支撐，如按傳統(tǒng)V槽工藝在銅面上V割一小坑不破壞銅面整體連接，使其既能做為基材支撐又能使應(yīng)力順V坑向下折斷殘銅與基材實(shí)現(xiàn)分板，此思路是否可行呢？再次試板，結(jié)果成功一半，分板效果與設(shè)想一致，但在V槽過(guò)程中由于是單面V槽銅層，單面作用在較厚的銅層上（2 oz）使板材上翹（見(jiàn)圖10），在V槽設(shè)備中造成卡板報(bào)廢。結(jié)合這個(gè)半成功的經(jīng)驗(yàn)試想用半蝕刻的方式在2 oz的銅層上做出V槽線向下蝕刻一半或三分之二（見(jiàn)圖11）取代上方案中失敗的部分，進(jìn)行試板，最終試板成功，分板效果良好（見(jiàn)圖12），得到了客戶(hù)的肯定。

圖8 導(dǎo)熱硅膠基材極脆輕輕就可折斷

圖9 蝕刻V槽線高壓水洗沖斷基材圖

圖10 單面V槽銅層引起板翹

圖11 半蝕刻銅層

圖12 分板正反面圖片，效果良好

4 結(jié)論

以上薄板V槽工藝中所使用的技巧也正式利用了板薄本身就可輕松折斷的特性， V槽或顯影阻焊層也好，V槽或蝕刻銅層也罷，原理都是在按設(shè)計(jì)圖形引導(dǎo)好折板時(shí)的應(yīng)力點(diǎn)，使薄板在客戶(hù)端能按設(shè)計(jì)的圖形太小、形狀等達(dá)到分板目的。

[1] IPC-2222.

A brief discussion about the V-cut technology of thin PCB

LUO Wen zhang LI Chang-sheng YAN Lai-liang AN Guo-yi

Through the analysis of the difficulties in V-cut technology of thin PCB and based on our factory's previous mass production experience in V-cut, this paper summarizes some special V-cut technics for thin PCB which will take positive effect in improving the quality of V-cut. Through reading this article, we hope the information can be helpful to our peers in PCB manufacturing industry.

V-cut technology of thin PCB; V-cut; exposing solder mask layer; half-etching copper layer

TN41 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

1009-0096（2012）增刊-0229-05

羅文章，研發(fā)部工程師，從事新技術(shù)、新產(chǎn)品的研發(fā)。