原创 技术分享:高导热铝基板铝基面防护技术研究

2019-1-27 09:24 880 2 2 分类: PCB 文集: 技术分享

1 前言

印制线路板工作时线路与表面器件会产生热量,为了让热量能够较快的释放,防止芯片等烧毁,部分产品选用了高导热的铝基板材料进行加工(由铜面、高导热绝缘层、铝基、防护膜构成),当这种铝基产品表面处理工艺选择焊接可靠性能较好的喷锡表面处理时,喷锡加工温度为260℃高温,原始铝基板防护膜高温下会聚合破坏,粘附铝基,难以撕掉,所以行业内普遍做法为喷锡前将保护膜撕掉,铝基面暴露出来后无法保证客户对铝基面的无擦花、无氧化的要求,本文介绍一种通过特殊防护方式,保证喷锡表面的铝基面出货时达到与来料状态一致的无氧化、无擦花的状态。 

2 传统加工说明

通常行业内的普遍做法:一种是在铝基板喷锡处理之前,撕掉不耐高温的铝基保护膜,喷锡时铝基在没有保护的条件下进行,因为铝材质较软,撕掉原始铝基防护膜后,铝基板表面会多次暴露出来,表面容易形成氧化膜,在撕掉原始铝基板防护膜的操作过程中使得板与板容易接触,容易造成铝基板表面被擦花,影响外观;另一种做法是撕掉不耐高温的铝基保护膜后,增加耐高温的兰胶用以保护铝基面,当铝基板喷锡后,铝基板表面上的兰胶容易脱落,需要在成型前再重新印兰胶,铝基板在成型的过程中受力,使得兰胶会再次脱落,因此在出货前又需要印兰胶保护,预防运输过程中铝基面被擦花,铝基面在加工过程中虽然多次印兰胶保护,但也无法完全避免铝基板表面出现擦花现象,所以产品到客户端使用前撕掉兰胶后,擦花的铝基面会暴露在表面,严重影响外观,所以铝基板表面被擦花预防问题一致困扰整个行业。

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铝基板来料截面结构示意图

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常规客户铝基板出货状态截面结构示意图(铝基面兰胶保护)

行业普遍采用的喷锡前和过程中采用兰胶保护的一种加工工艺,按无擦花的标准,良率约70%。

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优化后的工艺流程

3 工艺优化评估

常规工艺喷锡时铝基面无保护或者过程中撕掉铝基面自带的保护膜再印兰胶的工艺无法保证产品过程中不磨擦划伤,铝基面最好的状态是来料的自带保护膜下面的铝基状态,是一种无氧化、无擦花的清洁的状态。因为铝基自带保护膜不耐喷锡,难以保留到最后,喷锡前在铝基面自带保护膜上面贴上一层耐高温保护层,是否可以降低高温对铝基自带保护膜的冲击?能否保证外形等后工序加工工艺保护层不脱落?客户使用时是否容易撕掉保护膜,保证铝基面的品质呢?

经过验证,得到了肯定的答案。通过将铝基板喷锡前采用在原始铝基防护膜表面贴上一层常用的耐喷锡红胶带,喷锡高温时,铝基保护膜受到热冲击减小,原始铝基膜在喷锡工艺时受到表面耐高温红胶带的保护,没有破坏与铝基的结合力,受热后与红胶带接触的更为紧密,后工段加工过程不容易脱落,可以一直保留到客户端,客户端可在使用时可以轻松撕掉红胶同时带掉了原始铝基保护膜,铝基面可以保证没有擦花与氧化缺陷。

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优化后铝基板出货状态截面结构示意图(铝基面采用自带保护膜+耐高温红胶带保护)

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优化前的工艺流程

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 铝基线路板加工过程中线路面

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喷锡后成型前耐高温红胶带保护的铝基面

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 出货前线路面

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出货前铝基面

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优化前工艺铝基面擦花成品

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优化后铝基面防护良好无擦花成品

4.结论

通过喷锡前在铝基板自带的保护膜上面添加耐高温红胶带,铝基自带保护膜喷锡后耐高温红胶带保护膜与耐高温红胶带粘合,会保持原有对铝基面的粘性不会脱落,且不会发生聚合破坏,铝基自带保护膜PCB整个加工过程能够得以保留,一直到客户端,客户使用时可轻松将红胶带与保护膜一起撕掉,可保证铝基面无残胶等不良,不仅可以杜绝铝基表面的擦花和氧化,而且可以简化线路板的生产加工流程、提高加工效率、降低加工成本。

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