一种综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法技术

本发明专利技术提供了一种综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，对于全板涂覆并固化阻焊剂的在制电路板，用激光去除焊接区上的阻焊剂制造阻焊图案的同时，对焊接区进行可焊性处理、按钎焊需求向焊接区上添加焊料、加热使焊料重熔、往电路板上置放元器件、加热使焊料重熔形成焊接点。本发明专利技术在裸板制造阶段涂覆的焊料，既起对焊接区的保护作用，又起连接元器件与电路板的钎焊焊料作用，一物两用，减少大量制造过程消耗，大幅度降低成本；省掉了电路板组装时的漏印焊膏流程，减少了流程，提高生产效率；可在同一块电路板上，实现不同元器件对焊料成份和数量不同的需求，环境负担小，制造过程更清洁，环境更友好。环境更友好。

【技术实现步骤摘要】
一种综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法


[0001]本专利技术涉及电路板制作工艺，尤其是涉及一种综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法。

技术介绍

[0002]当今世界，电子信息产品无所不在。其中，最重要的部件之一就是电路板。电路板不通用，要根据具体的产品专门设计和制造。作为实现电子产品功能的主要载体，电路板从概念到成品一般要经历设计、备料和组装三个阶段，构成了电子产品开发与生产的主线。在设计阶段，要从创意、概念出发，规划出元器件间逻辑关系、电路板物理实现的设计方案；在备料阶段，要根据设计方案，做出工程实施方案，并制造出裸电路板和其它元器件；在组装阶段，要把元器件放置在裸电路板上，通过焊接，实现各个元器件的固定和之间对应的电气连接。
[0003]裸电路板，简称裸板、光板，指尚未安装元器件的电路板，也称印制电路板、印刷电路板、印刷线路板、印制板、电路板、线路板、印刷板。裸电路板一般由专业制造印制电路板的厂家按需定制，这些厂家通常被归类为线路板行业。以多层电路板为例，裸电路板制造的工艺流程大致为：制造内层导电图案
‑
层压
‑
在多层覆铜箔绝缘基板上钻孔
‑
进行孔金属化
‑
制作外层导电图案并退除金属抗蚀膜或有机抗蚀膜
‑
涂覆阻焊剂
‑
制作阻焊图案及生成焊接区
‑
对焊接区表面进行可焊性涂覆处理
‑
制作标记符号
‑
出货给组装阶段的厂家。上述制造过程程涉及的技术，从功能上分，可以归纳为以下六类，即：导电图案制作技术、用于钻孔与成型的机加工技术、层压技术、孔金属化技术、阻焊图案制作技术、涂覆可焊性保护层的表面处理技术。
[0004]广义上的电路板，既指裸电路板，也指组装元器件后的电路板，还指在制的电路板。狭义上，电路板指组装元器件后或正在组装元器件中的电路板，为了区别，也称组装板。电路板的组装一般在专业的组装厂进行，这些厂家通常被归类为SMT行业或组装行业。以SMT元器件为主的电路板为例，电路板制造工艺流程大致为：漏印焊锡膏
‑
贴装元器件
‑
回流焊接。
[0005]由上述制程可见，裸电路板生产的重要环节之一是制得阻焊图案后，往非阻焊剂覆盖的表面
‑
焊接区上涂覆可焊性保护层，而组装板生产的所有环节都与可焊性保护层有关，元器件与电路板焊接的过程很大程度上受可焊性涂覆层质量的影响，因此，可焊性涂覆层的种类、制程、质量历来是影响电子产品可靠性的关键因素之一。
[0006]元件引线与印制板进行钎焊时，形成的焊点质量与印制板表面被熔融焊料的润湿特性，即可焊性有关。为了获得良好的可焊性，在裸板制造阶段，在涂覆阻焊剂制得阻焊图案后，要对印制板的上没有阻焊图形的部分，即焊接区进行表面处理，通常是在连接盘的导电材料层上，以及元件插装孔内的导电材料层上再涂覆一层材料，这层材料既能在印制板储存期间保护焊接区表面不受环境作用而变质，又能在焊接时起助焊功能，称为可焊性涂覆层。
[0007]可焊性涂覆层有金属和有机物两类材料。有机物助焊保护膜的缩写为OSP(Organic Solderability Preservatives)，这种材料的涂覆技术相比涂覆金属的技术要简单，成本也较低，但由于OSP形成的保护膜极薄，对其覆盖表面有效的保护期较短，且在电路板的储存、运输过程中，易于被划伤、擦伤。涂覆OSP的流程为：除油
‑
水洗
‑
微蚀
‑
水洗
‑
酸洗
‑
水洗
‑
成膜
‑
水洗
‑
干燥。
[0008]有助于提高可焊性的金属材料较多，包括锡、锡铅合金、银、金等，涂覆的方法也很多，常用的有热浸、化学镀、电镀等等技术，但大多数方法都比较复杂，成本也较高。电镀锡铅，热熔的方法曾经广泛流行。首先，用锡铅合金作为金属抗蚀剂，经电镀沉积一定厚度覆盖于要保留的铜箔区域的表面上，形成导电图案，并将非导电图案区域上将被去除的铜箔表面裸露在外；然后，用不蚀刻锡铅合金的碱性蚀刻剂选择性地只把裸露在外铜箔去除，制得导电图形；再后，将锡铅合金加热到熔点以上，使其熔化、流动，促使因电镀过程夹杂于镀层中的有机物逸出，消除镀层中的针孔并使镀层变得光亮、细致，并使锡铅合金漫流至铜箔导线、焊盘等结构的侧面，对导电结构的侧壁提供覆盖性保护，还促使锡铅合金层与其下的基体铜层之间更快地生成金属间化合物。对电路板加热，实现锡铅合金热熔的方法有两种：甘油热熔和红外线热熔。因为热熔对电路板热冲击大，线路上的锡铅合金在元器件焊接时重熔导致其上的阻焊剂受损，出现橘皮现象，以及电镀方法涂覆于焊盘上的锡铅合金成份复杂、质量差，影响焊接质量等等负面因素，现在热熔技术应用很少。
[0009]应用较广的是用热风整平(Hot Air Solder Leveling)涂覆锡铅合金，这是一种热浸方法，涂覆阻焊和可焊性保护层的流程为：退金属抗蚀膜或有机抗蚀膜
→
清洁处理
→
全板涂覆液态感光阻焊油墨
→
预干燥
→
曝光
→
显影
→
后固化
→
清洁与微蚀处理
→
预涂助焊剂
→
热风整平涂覆锡铅合金。热风整平操作需要先对印制板进行清洁和微蚀，然后浸上焊剂，随后浸入于熔融的焊料中，停留几秒种从熔融的焊料中提出，经过风刀，用热压缩空气吹去多余的焊料。但SMT技术对电路板要求更高，除了堵孔、桥接等问题外，电路板浸入焊料时受到热冲击，可能导致电路板变形，电路板在热风整平从焊料槽向上提升过程中，焊料本身的重力和表面张力，使焊盘表面焊料上薄下厚，不平整，是焊接缺陷的来源。一般认为，热风整平技术不适合间距小于0.5mm的SMT。此外，热风整平要在高温下工作，设备需要不锈钢、钛或其它合金，设备投资大，工艺复杂，操作环境恶劣，改变焊料成份困难，不适合精细节距电路板。
[0010]精细节距SMD元件和无铅工艺的印制板，采用化学镍浸镀金工艺制作可焊性涂覆层。其英文全称是Electroless Nickel/Immersion Gold，简写ENIG，中文叫做化学镍金、化镍金或者沉镍金，是PCB表面处理工艺的一种。ENIG技术的简要过程为：进板
→
除油
→
三水洗
→
酸洗
→
双水洗
→
微蚀
→
双水洗
→
预浸
→
活化
→
双水洗
→
化学镍
→
双水洗
→
化学金
→
金回收
→
双水洗
→
出板。这种技术，在裸板制造阶段常见的问题有漏镀、渗镀、渗漏镀、金层脱落、镍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：制造裸板时，在完成阻焊图案制程后，按照元器件与电路板钎焊连接所需要的焊料品种和焊料量，往焊接区漏印膏状焊料，加热使其重熔并铺展在焊接区表面，起保护层作用；组装时，直接往电路板上置放元器件，再次加热重熔焊料，使其浸润元器件的端电极，并在电路板焊接区和端电极表面形成焊接点，实现元器件往电路板上的焊接连接；具体加工步骤如下：(1)用激光去除焊接区上的阻焊剂制造阻焊图案的同时，对焊接区进行可焊性处理；(2)按照元器件与电路板钎焊连接所需要的焊料品种和焊料量，往焊接区漏印膏状焊料；(3)加热工件，使焊料重熔并铺展在焊接区表面；(4)往电路板上置放元器件，使元器件的端电极定位于对应的焊接区上，并与焊料接触；(5)加热工件，使焊料浸润元器件的端电极，在电路板焊接区和端电极表面形成焊接点。2.根据权利要求1所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：所述步骤(1)还可以用图形转移方法制造阻焊图案，之后用化学方法或激光对焊接区进行清洁和可焊性处理。3.根据权利要求1所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：包括使用非光敏的液态、膏体材料制作的阻焊剂；包括使用非光敏的薄膜材料、复合薄膜材料制作的阻焊剂。4.根据权利要求3所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：所述阻焊剂采用漏印、喷印、帘涂、静电喷涂、贴膜、蒸镀、气相沉积等方法依次或同时涂覆在工件需要保护的表面上，并依次或同时将阻焊剂加工至固化状态。5.根据权利要求1所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：所述焊料包括含银、铋、金、铜、锌、锑、镉、铟等金属成分的焊锡膏，或纳米金属导电材料。6.根据权利要求5所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：包括用同一漏印模版上不同区域厚度不同的阶梯漏印模版向不同的焊接区添加厚度不同的焊料；而且包括在真空环境下用漏印的方法向焊接区添加焊料；而且包括将电路板非漏印面放置在真空吸附台边抽真空边漏印的方法向焊接区添加焊料；而且包括用和电路板需漏印的孔的孔位置相同，但孔径大于、相同于或小于电路板上需要漏印的孔的膜、板作为垫膜、隔膜、垫板、隔板后，将电路板非漏印面放置在真空吸附台边抽真空边漏印的方法向焊接区添加焊料。7.根据权利要求5或6所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：包括用转移印刷方法、移印方法，按照元器件与电路板钎焊连接所需要的焊料品种和焊料量，往焊接区添加膏状焊料；包括用喷印、打印的方法，按照元器件与电路板钎焊连接所需要的焊料品种和焊料量，往焊接区添加膏状焊料；...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡宏宇，宋金月，方伟，
申请(专利权)人：德中天津技术发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：