同曉龍 何 淼 尋瑞平 吳家培 李林超

（江門崇達電路技術有限公司，廣東 江門 529000）

0 前言

隨著汽車智能網(wǎng)聯(lián)化時代的來臨，汽車的智能化程度不斷提高，車載攝像頭廣泛應用于汽車傳感系統(tǒng)，其需求從傳統(tǒng)的倒車后視向多方位全場景拓展，由單攝向多攝邁進，從人眼視覺應用向機械視覺高級自動駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）應用并行發(fā)展。車載攝像頭作為智能汽車獲取外界信息的主要窗口，其發(fā)展很大程度上決定了ADAS的發(fā)展進程，ADAS技術帶來汽車行業(yè)的變革，也為車載攝像頭市場規(guī)模（業(yè)內(nèi)ADAS系統(tǒng)需1個前視，1個后視，4個環(huán)視攝像頭）的增長提供了動力[1]。

車載攝像頭出貨量主要受汽車產(chǎn)銷量、車載攝像頭滲透率、汽車平均搭載攝像頭數(shù)量三個維度的影響。新能源汽車及自動駕駛技術的發(fā)展，加速了攝像頭在汽車行業(yè)中的滲透，2020年ADAS攝像頭滲透率為15%，更多的新車將ADAS列入標配。根據(jù)TSR統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，2020年全球車載攝像頭出貨量達1.65億顆，單車搭載攝像頭數(shù)量達2.1顆，預測2025年單車搭載攝像頭數(shù)量將達5.5顆，顯示了巨大的市場前景[2]。

車載攝像頭具有巨大的發(fā)展?jié)摿褪袌鲈鲩L空間，布局車載攝像頭模組PCB產(chǎn)品兼具高成長、好格局的投資機會。文章選取了一款用于車載攝像頭的6層剛撓結合板，就其制作工藝流程及技術難點做詳細的講述，以供業(yè)界參考。

1 試制部分

1.1 產(chǎn)品結構特點

本產(chǎn)品為一款6層剛撓結合印制板，應用于車載攝像頭模組，文章研究探討其相關制作難點及改善辦法。產(chǎn)品主要參數(shù)見表1所示，產(chǎn)品壓合結構示意圖如圖1所示。

表1 車載攝像頭模組剛撓結合印制電路板產(chǎn)品主要參數(shù)表

圖1 車載攝像頭模組剛撓結印制電路板合壓合結構示意圖

1.2 制作工藝流程

本6層剛撓結合板產(chǎn)品，先分別制作撓性層和剛性層，再壓合制作成品層，工藝流程長，需要對鋼片補強對位精度、銑平臺控深加工、阻焊塞孔不良等技術難點進行管控，產(chǎn)品具體工藝流程設計如下：

軟板層生產(chǎn)流程：開料→內(nèi)層鉆孔→內(nèi)層沉銅→內(nèi)層鍍孔圖形→鍍孔→退膜→[切片分析]→內(nèi)層圖形（2）→內(nèi)層蝕刻（2）→內(nèi)層AOI（2）→撓性板棕化→貼覆蓋膜→快速壓合→貼補強→快速壓合（2）→撓性板打鉚釘孔→絲印字符（2）→激光切割→內(nèi)層微蝕→貼保護膠帶→快速壓合（4）→撓性板棕化（2）→棕化

剛性板層生產(chǎn)流程：開料→內(nèi)層圖形→OPE沖孔→內(nèi)層AOI→激光切割→棕化

主流程：層壓→除流膠→陶瓷磨板→打靶位孔（3）→外層鉆孔→外層沉銅→全板電鍍→[切片分析（2）]→外層圖形→外層真空蝕刻→蝕刻后阻抗測試→外層AOI→四線式測試→阻焊前塞孔→網(wǎng)印阻焊→阻焊后烤板→阻抗測試→二次鉆孔→銑單元外形→成型前銑平臺→退保護膠帶→退膜→退保護膠帶（2）→沉鎳金→激光切割→等離子體處理→貼補強片→快速壓合→貼補強片（2）→快速壓合（2）→成型前測試→成型→FQC→FQA→包裝。

2 難點與措施

2.1 撓性板選鍍

制作難點：常規(guī)工藝中當某些區(qū)域需要鍍銅時，常用整板電鍍的方式，這對撓性板會使其彎折能力下降，不能滿足撓性板超薄、高撓曲的要求，在這種情況下出現(xiàn)了一種選鍍工藝。選鍍工藝要求選鍍開窗一般預大0.1～0.15 mm，在外層圖形制作時由于孔口階梯差，貼干膜后容易產(chǎn)生氣泡，造成干膜貼合不緊，蝕刻液流入板面，導致開路。

改善措施：為了滿足電路銅薄和高彎折次數(shù)，使用軟板選鍍的方法，進行以下工藝改善及管控：（1）減少孔口毛刺：使用撓性板專用新鉆頭，鉆頭壽命控制在2 000～3 000孔，并且對刀速進行管控，進刀速為110 mm/s，回刀速為130 mm/s；（2）選鍍孔口開窗由原來的預大0.1～0.15 mm，改為預大0.2～0.25 mm，增大干膜貼合面積；（3）孔口區(qū)域貼干膜，其他區(qū)域使用濕膜貼合或者整板使用干膜貼合，貼合時使用真空貼膜機。

通過以上工藝的改善及過程管控可以有效解決干膜貼合不緊引起的制作外層圖形時孔口開路的問題。

2.2 鋼片補強

本產(chǎn)品為車載攝像頭模組，攝像頭測試需要在水中浸泡數(shù)天，以及1 000 h以上的溫度測試，為保證其穩(wěn)定性、可靠性和散熱性，采用鋼片補強。使用鋼片補強除了對金屬零部件起到較好的散熱效果外，還兼具高穩(wěn)定性、防靜電的特點。

制作難點：針對剛撓結合板中導電熱固膠貼合厚度≥500μm的鋼片補強主要有人工貼合和機貼兩種方式，人工貼合又分為熨斗熱壓貼合和烙鐵工藝貼合，這兩種工藝溫度和時間難以控制。導電熱固膠有最佳的熱壓貼合溫度，溫度過高或過低都會降低貼合力，使得鋼片貼合不牢，造成脫落。烙鐵工藝還存在容易局部溫度過高導致導電熱固膠失效的問題。另一方面，人工貼合生產(chǎn)效率低，對位精度差，還有安全隱患。隨著自動化的發(fā)展，引入了機貼工藝，此工藝對于普通的鋼片貼合有優(yōu)勢，但是由于導電膠鋼片需要冷藏的原因，直接機貼，導電熱固膠升溫很難達到最佳貼合溫度，仍然面臨貼合不緊，鋼片脫落的問題；如果加大貼合時間，則會降低生產(chǎn)效率，尤其是本產(chǎn)品的鋼片補強片比軟板區(qū)大且有的鋼片補強貼在硬板區(qū)，大大增加了制作難度。而且不管是人工貼合還是機貼，貼合完成后，沒有對應的檢測設備快速檢測其精度，貼合對位公差不佳，影響器件的組裝精度。

改善方案：針對貼合對位不佳造成報廢等問題，經(jīng)研究在每片板中設計定位點，在鋼片補強位置增加補強對位線，以及使用貼合機器貼合的方法去控制對位精度，達到客戶0.05 mm的精度要求。具體方法如下描述：

（1）電路板外層線路設計定位點，由于此板的鋼片對位精度為0.05 mm，在對位孔基礎上增加對位補強線輔助，根據(jù)補強片形狀設計對位線；

（2）在圖形制作時，選用激光直接成像（LDI）消除底片成像技術產(chǎn)生的偏差問題，保證良好的對位精準度和避免層間偏移引起的對接不良；

（3）在外層線路蝕刻工藝時，把定位孔和對位線蝕刻出來；

（4）在機貼前增加加熱臺，把需要貼合的導電膠鋼片放置于加熱臺預加熱100 ℃ ，使得冷藏的導電熱固膠得到充分預熱，而且還有除濕功效，也節(jié)省后續(xù)壓合時間；

（5）在貼合時使用貼合機器，把平臺溫度設置為135 ℃，讓剛撓結合板充分預熱；

（6）使用蝕刻的定位點抓取鋼片貼合位置，真空吸頭的溫度在100～150 ℃之間，壓合時間為3 s～15 s，可以使厚鋼片導電熱固膠充分溶解，壓片固化后更加牢固；

（7）采用對位線進一步檢查對位精度，確保貼合對位公差；

（8）使用真空壓機進行快速壓合，壓合時間3 min，溫度160 ℃。

2.3 揭蓋

制作難點：揭蓋是采用機械或激光控深銑的方式將窗口位置的剛性層去掉，露出撓性層?，F(xiàn)有壓合工藝“不流膠半固化＋保護膠帶”，此類半固化片（PP）流膠性高，壓合時流膠大，PP開窗后覆蓋膜上PP粉嚴重，增加了揭蓋難度。對于薄PP揭蓋，傳統(tǒng)上使用激光揭蓋，此工藝成本相對較高，且效率偏低。文章所述印制板由于揭蓋位的硬板較?。ǎ?.25 mm），若使用機械銑盲槽，盲槽過寬，層壓時膠體會流入盲槽內(nèi)，影響表面平整度，外層圖形制作時易產(chǎn)生貼干膜空洞問題，且機械控深銑揭蓋容易銑穿且精度不佳。

改善方案：針對硬板部分板厚為＜0.25 mm的揭蓋工藝，為防止銑穿、凹槽等問題，進行了工藝流程改進：

（1）采用不流膠半固化，將不流膠半固化開通窗設計；

（2）在揭蓋區(qū)域貼保膠帶，防止刮花軟板板面；

（3）硬板芯板使用激光預切，可以對所銑盲槽進行控深，盲槽控深0.1±0.015 mm，保證控深精度；

（4）揭蓋時使用機械揭蓋，可以提高生產(chǎn)效率以及降低生產(chǎn)成本。

具體流程如下：開料→內(nèi)層圖形→OPE沖孔→內(nèi)層AOI→激光切割內(nèi)槽→棕化→層壓除流膠→陶瓷磨板→打靶位孔（3）→外層鉆孔→外層沉銅→全板電鍍→[切片分析（2）]→外層圖形→外層真空蝕刻→蝕刻后阻抗測試→外層AOI→四線式測試→阻焊前塞孔→網(wǎng)印阻焊→阻焊后烤板→阻抗測試→二次鉆孔→銑單元外形→成型前銑平臺

將原外形后揭蓋工藝優(yōu)化為壓合前預銑槽，即將頂層和底層的剛性板在壓合前激光切割內(nèi)槽，成型后二次激光進行開蓋，可以有效解決開蓋的控深問題，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

2.4 成型

此板的成型尺寸公差要求是0.05 mm，成型工藝精度要求高。剛撓結合區(qū)域的連接過渡處只有1 mm，成型時控深不佳，容易出現(xiàn)發(fā)白、斷裂等品質(zhì)問題，且撓性板區(qū)域面積大，孔到板邊的距離小，僅僅0.8 mm，大幅增加了成型的難度。

改善方案：針對本研究的成型精度要求，進行了工藝流程改進。確保板的漲縮一致性，在圖形工藝的前處理及快壓和壓合工藝時，管控板的方向都是MD（縱向）向；為了圖形更加精準，偏差更小，使用LDI（激光直接成像）曝光機進行圖形制作；成型時使用CCD銑機，銑機精度控制在0.03 mm，可以確保產(chǎn)品尺寸達到0.05 mm的公差要求。

2.5 阻焊塞孔

制作難點：PCB做阻焊塞孔時由于塞孔油墨黏度較高孔內(nèi)易產(chǎn)生氣泡，同時過烤板時（預烤、后烤）油墨內(nèi)溶劑揮發(fā)，油墨產(chǎn)生收縮現(xiàn)象容易造成阻焊塞孔形成空隙。貼鋼片補強時經(jīng)過高溫高壓，導電膠進入油墨縫隙接觸大銅皮導致短路（如圖2所示），出現(xiàn)報廢。

圖2 改善前后油墨塞孔對比圖

改善方案：經(jīng)分析是油墨層網(wǎng)印一次，產(chǎn)生縫隙和氣泡的概率較高，導電膠會通過縫隙氣泡導通不同網(wǎng)絡，因此進行以下方法從而改善。

（1）阻焊更改為2次網(wǎng)印，在第一次網(wǎng)印油墨后再印一次，降低產(chǎn)生縫隙和氣泡的概率；

（2）兩次網(wǎng)印阻焊完成后，靜置15 min，通過重力作用使油墨充分填充，可以有效地降低油墨產(chǎn)生氣泡和縫隙；

（3）將測試工序放于貼合鋼片、快速壓合之后，對基板進行電性能測試檢查，防止出現(xiàn)短路現(xiàn)象。

2.6 可靠性測試

文章對成品進行了一系列測試，測試結果如表2所示。結果表明，此PCB成品各方面達到客戶要求，說明文章克服了制作車載攝像頭PCB的技術難點，可以進行小批量導入生產(chǎn)。

表2 可靠性測試結果表

3 結論

隨著新能源汽車及自動駕駛技術的發(fā)展,車載攝像頭電路板產(chǎn)品的需求量也隨之增加。文章以一款6層用于車載攝像頭模組的6層剛撓結合板為例，針對其常見制作難點采取相應解決方案，使產(chǎn)品達到客戶要求。