Paper Code: A-100

羅文章 李長生 嚴來良 安國義

深圳市深聯(lián)電路有限公司

薄板開V槽工藝淺談

Paper Code: A-100

羅文章 李長生 嚴來良 安國義

深圳市深聯(lián)電路有限公司

文章通過對薄板V槽工藝制作難點的分析，根據(jù)本司諸多薄板V槽實際生產(chǎn)經(jīng)驗，總結出了幾種薄板另類“V槽”技巧，對薄板V槽品質(zhì)難以控制的制程難點起到積極改善作用。通過這篇文章，希望能對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)都會采用拼板方式進行生產(chǎn)，此方式帶來的加工便利與材料有效利用實現(xiàn)成本控制的效果是顯而易見的，但拼板連片之間在插上元器件完成裝配之后仍然是要實現(xiàn)分板成獨立單元，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，常見輔助分板方式有三種，如下：

（1）V-cut，字意為楔形掏槽，又稱為V槽，在線路板上下對應各開一個“V”形狀楔槽，深度一般為1/3左右。控制好余厚，以至裝配好元器件后連片之間能很容易掰斷實現(xiàn)分板。一般用于規(guī)則圖形分離邊為直線的拼板中（見圖1）；

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

（3）橋連，連片間開槽保留一段橋位做為支撐連片間元器件裝配時的承載，也方便裝配后的分板，一般適用于薄板拼板中（見圖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，其優(yōu)缺點見表1，但對此三種分板方式的優(yōu)先設計選擇不能只從其優(yōu)缺點的特性判斷，還要結合線路板SMT加工之后的最終分板相結合起來考慮，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（見圖4），如采用輔助V槽、郵票孔分板設計在完成裝配后可手折方式分板，采用橋連分板設計則適用于Routing方式等，之間的組合靈活多樣，無疑采用操作簡單、成本低廉的分板方式是所有客戶的最終選擇。

表1 三種輔助分板方式優(yōu)缺點

圖4 SMT加工后常見分板方式

2 薄板V槽難點

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

V槽分割方式IPC標準如下：

圖5 V槽標準示意圖

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準，但“V槽余厚”在IPC里只有公差要求，厚度沒有明確定義，實際生產(chǎn)中其余厚控制標準一般以線路板在貼片過程中板面不變形，完成裝配后能很好實現(xiàn)掰斷分板為宜，習慣性余厚控制在整體的1/3左右，對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，甚至還會在0.1 mm以下，如此薄的基材在V槽深度公差±80 mm的浮動下及設備的誤差、板面的平整度等因素干擾下，基材余厚很容易在生產(chǎn)過程就出現(xiàn)斷裂或達不到V割的效果，所以說薄板V槽工藝易出現(xiàn)品質(zhì)異常，為了達到客戶的最終分板要求，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到客戶的最終分板效果。

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，希望對大家能有所幫助。

3.1 V槽阻焊層或顯影出V槽線實現(xiàn)分板

客戶下單一款雙面板，基本信息見表2。

表2 薄板設計信息

從設計信息中可看出按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，最終結果很不理想，V割基材使其承載應力大大降低，生產(chǎn)過程中出現(xiàn)大量斷板，不符合客戶要求。斷板根源是基材完整性遭到破壞，設想如果不V割基材保持基材的整體，這樣基材是不是不會斷裂呢？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（見圖6），此時阻焊與基材已成為一個整體，使整個線路板板平面硬度增大，在客戶端最終分板時，應力會沿V槽位間隙向下直接作用于基材上，使基材斷裂整齊，同樣達到V槽的目的，試板分板效果良好（見圖7）。按此設計客戶非常滿意，也贏來了客戶的批量訂單。

圖6 V槽阻焊層切片圖

圖7 V槽阻焊層分板圖示

按此V槽技巧設計思路，可以延伸到其他很多的薄板V槽工藝中，此思路有兩個關鍵項要注意，一是要有足夠厚及硬（阻焊可延時烤板增強硬度）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)標準一致；另一個要注意的關鍵項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計不宜過長，以便分板時減小分板應力（見圖7）。

上款薄板有鍍金引線設計，V槽另一個目的是V斷引線，如沒引線，此類薄板設計上完全可以在基材位上采用顯影出V槽線的方式進行 “V槽”，此思路流程更簡單、更節(jié)省成本，更實用于薄板V槽工藝。

3.2 半蝕刻銅層實現(xiàn)分板

本司生產(chǎn)的另一款薄板（雙面板），基本信息見表3：

表3 薄板設計信息

客戶提供的板材為導熱硅膠填充料，其材質(zhì)脆、基材薄只有0.07 mm（見圖8），生產(chǎn)過程中極易出現(xiàn)折板。首先進行試板，考慮到板薄、材質(zhì)脆的特點，結合上款薄板生產(chǎn)思路，試想用蝕刻的方式形成V槽線實現(xiàn)分板的可行性，但結果不盡人意，板子蝕刻后基材沒有了銅層的支撐，過高壓水洗全部以V槽線部位斷開整批報廢，基材脆弱的超乎想象（見圖9）。此方案無法達到預想目的，回到常規(guī)流程思路，此板材質(zhì)極脆，生產(chǎn)時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力順V坑向下折斷殘銅與基材實現(xiàn)分板，此思路是否可行呢？再次試板，結果成功一半，分板效果與設想一致，但在V槽過程中由于是單面V槽銅層，單面作用在較厚的銅層上（2 oz）使板材上翹（見圖10），在V槽設備中造成卡板報廢。結合這個半成功的經(jīng)驗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（見圖11）取代上方案中失敗的部分，進行試板，最終試板成功，分板效果良好（見圖12），得到了客戶的肯定。

圖8 導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，原理都是在按設計圖形引導好折板時的應力點，使薄板在客戶端能按設計的圖形太小、形狀等達到分板目的。

[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">文獻標識碼：A文章編號：

1009-0096（2012）增刊-0229-05

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