蔣 華 郭 宇 謝易松 張亞鋒 沈水紅

（勝宏科技（惠州）股份有限公司，廣東 惠州 516211）

0 前言

隨著高頻射頻（RF）和功放（PA）等大功率電子元件對(duì)PCB散熱的要求越來(lái)越高，在印制板內(nèi)部埋置銅塊的應(yīng)用增多。一般埋置銅塊印制板制作是在上壓前，預(yù)疊時(shí)或疊板時(shí)埋銅塊，即將完成線路的基板開出銅塊對(duì)應(yīng)大小的槽，再在壓合預(yù)疊時(shí)或疊板時(shí)將銅塊塞入槽內(nèi)壓合完成嵌埋銅。現(xiàn)周密論述連片板制作流程，此類型埋置銅板制作流程與普通的嵌埋置銅板制作流程有很大的區(qū)別，文章通過(guò)對(duì)不同的流程可行性進(jìn)行驗(yàn)證。

1 產(chǎn)品基本信息

產(chǎn)品基本信息見表1所示。

表1 基本信息表

產(chǎn)品疊構(gòu)圖見圖1所示。

圖1 產(chǎn)品疊構(gòu)圖

2 流程設(shè)計(jì)

2.1 方案一：在對(duì)應(yīng)的埋置銅層開槽，塞入銅塊壓合的方式生產(chǎn)

（1）采用先完成內(nèi)層線路，再將對(duì)應(yīng)的嵌埋層開出銅塊大小的槽，再在壓合預(yù)疊時(shí)將銅塊塞入槽內(nèi)壓合的方式生產(chǎn)，疊構(gòu)見圖2所示。

圖2 方案一疊構(gòu)圖

（2）制作流程：開料→鉆孔→外層線路→外檢→開槽壓合鉆孔機(jī)械盲孔→電鍍至后制程

（3）流程說(shuō)明：

①根據(jù)客戶的尺寸要求制作好需嵌埋的銅塊；

②第一次鉆孔只鉆外層CCD對(duì)位孔，鉆孔系數(shù)根據(jù)材料壓合漲縮特性設(shè)定；

③正常生產(chǎn)L2/L3層線路，曝光使用LDI曝光機(jī)生產(chǎn)，PE（圖形對(duì)位誤差）值設(shè)定為±50 μm內(nèi)；

④使用外層曝光系數(shù)將L2/L3層對(duì)應(yīng)的鑲嵌銅塊位置銑空，見圖3所示；

圖3 銑空后埋置銅位置實(shí)物圖

⑤避免移動(dòng)導(dǎo)致銅塊移位，壓合棕化后禁止預(yù)疊壓合，需直接到疊板，在承載盤上一次完成，如在鋼板依次放入銅箔、PP、L2/L3層，再在槽內(nèi)塞入銅塊，再依次放入PP、銅箔、鋼板正常壓合。

⑥其他工序正常生產(chǎn)；

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：因銅塊較厚，PP流膠不足導(dǎo)致銅塊埋置位置，缺膠、褶皺異常等品質(zhì)異常，驗(yàn)證失敗。

2.2 方案二：基板+光板+基板的壓合方式生產(chǎn)

（1）采用先完成L2，L3內(nèi)層線路；再將對(duì)應(yīng)位置埋置層的光板及需開槽的PP開出銅塊大小的槽，再依疊構(gòu)塞銅塊，鉚合，壓合的方式生產(chǎn)，疊構(gòu)見圖4所示。

圖4 方案二疊構(gòu)圖

（2）制作流程：

①L1/L2線路：開料→鉆孔→外層線路→外檢→開槽；

②PP：開料→鉆孔開槽；

③銅塊：開料；

④光板：開料→鉆孔→蝕刻光板→開槽；

⑤L3/L4線路：開料→鉆孔→外層線路→外檢→開槽

然后，（a+b+c+d+b+e）壓合→鉆孔→機(jī)械盲孔→控深鉆→電鍍至后制程

（3）流程說(shuō)明：

①根據(jù)客戶的尺寸要求制作好要埋置的銅塊；

②第一次鉆孔只鉆外層CCD對(duì)位孔，鉆孔系數(shù)根據(jù)材料壓合漲縮特性設(shè)定；

③L1/L2基板只生產(chǎn)L2層線路，L1層做輔助，L3/L4基板只生產(chǎn)L3層線路，L4層做輔助，曝光使用LDI曝光機(jī)生產(chǎn)，PE值設(shè)定為±50 μm內(nèi)，兩張基板使用同一曝光系數(shù)生產(chǎn)，防止兩張基板間層間錯(cuò)位；

④使用L1/L2，L3/L4層曝光系數(shù)將光板及需開槽PP對(duì)應(yīng)的埋置銅塊位置銑空，槽尺寸較銅塊大0.1 mm；

⑤避免移動(dòng)導(dǎo)致銅塊移位，鉚合無(wú)問(wèn)題后，直接疊板生產(chǎn)，運(yùn)送過(guò)程中禁止手動(dòng)抱板，疊板過(guò)程中疊完一層，檢查銅塊無(wú)位移后，方可蓋鋼板疊下一層正常壓合；

⑥其他工序正常生產(chǎn)。

⑦產(chǎn)品可靠性測(cè)試，埋置銅塊位置壓合可靠性測(cè)試符合標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果如表2所示。

表2 可靠性測(cè)試數(shù)據(jù)表

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

采用基板+光板+基板，中間加光板及PP開槽塞銅塊的壓合方式生產(chǎn)，壓合后有無(wú)缺膠、褶皺異常、線路圖形與銅塊錯(cuò)位等問(wèn)題，生產(chǎn)品質(zhì)無(wú)異常可滿足要求，埋置銅塊位置壓合可靠性測(cè)試符合標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)證無(wú)問(wèn)題，但工藝煩瑣，不適合批量生產(chǎn)。

2.3 方案三：制作1 mm銅厚陰陽(yáng)銅厚基板，蝕刻銅塊圖形加PP開槽壓合的方式生產(chǎn)

（1）采用了先將銅板與L4層壓合制作成一面1 mm的銅厚，一面105 μm銅厚的雙面板，再將銅板面蝕刻成所需要的銅塊，再將制作好的L2/3基板及PP開槽的方式生產(chǎn)，疊構(gòu)見圖5所示。

圖5 方案三疊構(gòu)圖

（2）制作流程：

①銅板：開料→鉆孔→壓合→鉆孔→外層圖形→外檢

②PP（L4/銅塊與L3間PP）：開料→鉆孔→成型→開槽

③L2/L3；開料→鉆孔→外層圖形→外檢成型→開槽然后，（a+b+c）壓合鉆孔至后制程

（3）流程說(shuō)明：

1 mm厚銅基板制作：

①先將銅板上鉆3個(gè)直徑2.0 mm的定位孔，用于壓合鉆靶；

②正常過(guò)棕化，根據(jù)疊構(gòu)銅板至L4層的介厚使用PP，銅箔正常壓合；

③使用銅板上3個(gè)孔，正常鉆靶，再銑邊；

④使用3個(gè)孔定位，曝光對(duì)位孔及鉚釘孔；

⑤正常壓膜，曝光，1 mm銅塊面只保留銅塊圖形（入圖6所示），其他所有輔助均除掉；L4銅面為輔助層，保留銅箔，只制作板邊靶標(biāo)。

圖6 1 mm銅板面圖形設(shè)計(jì)圖

⑥正常顯影，1 mm銅塊面朝下蝕刻，將蝕刻壓力調(diào)整到最大，速度調(diào)整為1 m/min過(guò)多次蝕刻生產(chǎn)，蝕刻無(wú)問(wèn)題后再正常去膜，目視，蝕刻后，如圖7所示。

圖7 蝕刻后實(shí)物圖

L2/L3基板制作：

①先將基板上鉆上曝光對(duì)位孔及鉚釘孔，除曝光防呆孔外，其他與1 mm銅板孔位一致；

②常規(guī)壓膜、曝光、曝光顯影、蝕刻及內(nèi)檢；

③將L2/L3層對(duì)應(yīng)埋置銅塊的位置銑空，撈槽開窗大小較蝕刻后的銅塊大0.5 mm，銑完后實(shí)物圖，如圖8所示。

圖8 L2/L3開槽后實(shí)物圖

L4/銅塊與L3間PP制作：

①開槽PP與L2/L3基板一起鉆孔及撈槽；

②用L2/L3基板將PP夾在中間生產(chǎn)，防止PP破損及鉆偏、銑偏；銑完如圖9所示。

圖9 PP開槽后實(shí)物圖

壓合制作：

①銅塊基板與開槽后的L2/L3正常進(jìn)行棕化；

②再依次將銅塊基板，開槽PP，開槽基板的順序鉚好，鉚好后銅塊露在外面，鉚合中，銅塊基板與PP的實(shí)物圖如圖10所示。

圖10 鉚合后銅塊基板與PP的實(shí)物圖

①鉚合好后在L2層上面加上高膠PP預(yù)疊好，再在鋼板上加上一張反扣銅箔，防止壓合中PP膠流到鋼板上，再將預(yù)疊好的板在銅箔上排好，再在L2上正常蓋上銅箔上正常壓合；

②壓合后，后工序正常生產(chǎn)；

③產(chǎn)品可靠性測(cè)試，埋置銑銅塊位置壓合可靠性測(cè)試符合標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果如表3所示。

表3 可靠性測(cè)試數(shù)據(jù)表

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：采用制作銅厚1 mm陰陽(yáng)基板，蝕刻銅塊圖形加PP開槽壓合的方式生產(chǎn)，壓合后無(wú)缺膠、皺折異常、線路圖形與銅塊錯(cuò)位等問(wèn)題，生產(chǎn)品質(zhì)可滿足要求，埋置銅塊位置測(cè)試符合標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)證無(wú)問(wèn)題，可以進(jìn)行連片板生產(chǎn)。

4 結(jié)論

方案一，采用在對(duì)應(yīng)的埋置銅層開槽，疊板時(shí)再塞銅塊壓合的方式生產(chǎn)，因銅板較厚、PP流膠填充不足，導(dǎo)致壓合后品質(zhì)無(wú)法滿足要求，驗(yàn)證失??；方案二，采用基板+光板+基板，中間加光板及PP開槽塞入銅塊的壓合方式生產(chǎn)，壓合后品質(zhì)無(wú)異常，可滿足要求，埋置銅塊位置測(cè)試符合標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)證無(wú)問(wèn)題，但工藝煩瑣，不適應(yīng)批量生產(chǎn)；方案三，采用制作銅厚1 mm陰陽(yáng)基板，蝕刻銅塊圖形加PP開槽壓合的方式生產(chǎn)，壓合后無(wú)品質(zhì)異常，可滿足要求，埋置銅塊位置測(cè)試符合標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)證OK，可以進(jìn)行連片板生產(chǎn)，適應(yīng)批量生產(chǎn)。