厚铜线路板(Thick copper circuit board)

厚铜线路板 图

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印刷电路板(PCB)通常在玻璃环氧基板上粘合一层铜箔,铜箔的厚度通常有18μm、35μm、55μm和70μm4种。最常用的铜箔厚度是35μm。国内采用的铜箔厚度一般为35~50μm,也有比这薄的如10μm、18μm;和比这厚的如70μm。


l~3mm厚的基板上复合铜箔的厚度约为35μm;小于lmm厚的基板上复合铜箔的厚度约为18μm,5mm以上厚的基板上复台铜箔的厚度约为55μm。


如果PCB上铜箔厚度是35μm,印制线宽1mm,则每10mm长,其电阻值为5mΩ左右,其电感量为4nH左右。当PCB上数字集成电路芯片工作的di/dt为6mA/ns、工作电流为30mA时,每10mm长的印制线所含电阻值和电感值来估算电路各部分所产生的噪声电压分别为0.15mV和24mV。


 目录 

  1. 铜厚单位的换算

  2. 厚铜线路板的焊接方法

  3. 厚铜线路板的产品介绍

  4. 厚铜线路板工艺技术介绍



 1  铜厚单位的换算


PCB板的铜厚都是用oz来计算,1oz意思是1平方英尺的面积上平均铜箔的重量在28.35g,oz是单位ounce的缩写,音译为“盎司”,它是英制计量单位,作为重量单位时也称为英两。

它是用单位面积的重量来表示铜箔的平均厚度。用公式来表示即,1OZ=28.35g/ FT2。


重量单位:

1oz=28.35g(克) 1盎司=16打兰(dram) 16盎司=1磅(pound)


换算方法介绍:


铜箔的重量除以铜的密度和表面积即为铜箔厚度

1平方英尺=929.0304平方厘米,铜密度=8.9kg/dm^3

设Copper厚为X,解方程:

X*929.0304平方厘米*8.9克/立方厘米=1oz=28.35克 X=0.0034287厘米=34.287um

所以1oz=34.287um


1OZ铜箔的厚度约为35um或者1.35mil。



 2  厚铜线路板的焊接方法


铜的焊接方法有很多种,不同的铜产品焊接方法也存在差异。一般常用的方法有气焊、手工碳弧焊、手工电弧焊和手工氩弧焊等四种方法,大型结构也可采用自动焊。现在我们就用紫铜和黄铜做为例子,简单说明以上四种焊接方法的差异,希望可以帮助您加深对相关铜艺的了解。


(1)气焊

紫铜的气焊 焊接紫铜(即一般所称的工业纯铜)最常用的是对接接头。气焊可采用焊丝,一种是含有脱氧元素的焊丝,如丝201、202;另一种是一般的紫铜丝和母材的切条,采用气剂301作助熔剂。

黄铜的气焊 由于气焊火焰的温度低,焊接时黄铜中锌的蒸发比采用电焊时少,所以在黄铜焊接中,气焊是最常用的方法。 黄铜气焊采用的焊丝有:丝221、丝222和丝224等,这些焊丝中含有硅、锡、铁等元素,能够防止和减少熔池中锌的蒸发和烧损,有利于保证焊缝的性能和防止气孔产生。气焊黄铜常用的熔剂有固体粉末和气体熔剂两类,气体熔剂由硼酸甲脂及甲醇组成;熔剂如气剂301。


(2)碳弧焊

紫铜的碳弧焊碳弧焊使用的电极有碳精电极和石墨电极。紫铜碳弧焊所用的焊丝和气焊时一样,也可用母材剪条,可用气焊紫铜的助熔剂,如气剂301等。(

黄铜碳弧焊黄铜碳弧焊时,根据母材的成分选用丝221、丝222、丝224等焊丝,也可用自制的黄铜焊丝施焊。焊接可以采用气剂301等作熔剂。焊接应短弧操作,这样就可以减少锌的蒸发和烧损。


(3)手工电弧焊

紫铜的手工电弧焊采用紫铜焊条铜107,焊芯为紫铜(T2、T3)。电源应采用直流反接。焊接时应当用短弧,焊条不宜作横向摆动。焊条作往复的直线运动,可以改善焊缝的成形。长焊缝应采用逐步退焊法。焊接速度应尽量快些。多层焊时,必须彻底清除层间的熔渣。焊接应在通风良好的场所进行,以防止铜中毒现象。焊后应用平头锤敲击焊缝 ,消除应力和改善焊缝质量。焊件厚度大于4毫米时,焊前必须预热,预热温度一般在400~500℃左右。

黄铜的手工电弧焊 焊接黄铜除了用铜227及铜237外,也可以采用自制的焊条。 采用直流电源正接法,焊条接负极。焊前焊件表面应作仔细清理。坡口角度一般不应小于60~70o,因为要改善焊缝成形,所以焊件要预热150~250℃。



 3  厚铜线路板的产品介绍


产品类型:单面、双面及多层印制线路板( PCB ),柔(软)性线路板 ,埋盲孔板。

最大加工尺寸:单面板,双面板: 1000mm * 600mm  多层板: 600mm * 600mm

最高层数: 20层

加工板厚度:刚性板 0.4mm -4.0mm 柔性板 0.025mm---0.15mm

基材铜箔厚度: 刚性板 18μ(1/ 2OZ ),35μ( 1OZ ),70μ( 2OZ ) 柔性板 0.009MM 0.018mm 0.035mm 0.070mm 0.010mm

常用基材: FR-4 , CEM-3 , CEM-1, 94HB,94VO,聚四氯乙烯 , 聚脂、聚酰亚铵。


工艺能力:

( 1 ) 钻孔:最小孔径 0.15MM

( 2 ) 孔金属化:最小孔径 0.15mm ,板厚 / 孔径比 4 : 1

( 3 ) 导线宽度:最小线宽:金板 0.075mm ,锡板 0.10mm

( 4 ) 导线间距:最小间距:金板 0.075mm ,锡板 0.10mm

( 5 ) 镀金板:镍层厚度:〉或 =2.5μ   金层厚度: 0.05-0.1μm 或按客户要求

( 6 ) 喷锡板:锡层厚度: > 或 =2.5-5μ

( 7 ) 铣板:线到边最小距离: 0.15mm  孔到边最小距离: 0.2mm  最小外形公差: ± 0.12mm

( 8 ) 插座倒角:角度: 30 度、 45 度、 60 度 深度: 1 -3mm

( 9 ) V 割:角度: 30 度、 35 度、 45 度 深度:板厚 2/3  最小尺寸: 80mm * 80mm

( 10 )通断测试:

耐焊性 :85---105℃ / 280℃---360℃

柔性板的耐绕曲性/耐化学性:完全符合国际标准



 4  厚铜线路板工艺技术介绍


       一、镀前准备和电镀处理

  加厚镀铜主要目的是保证孔内有足够厚的铜镀层,确保电阻值在工艺要求的范围以内。作为插装件是固定位置及确保连接强度;作为表面封装的器件,有些孔只作为导通孔,起到两面导电的作用。


  (一)检查项目

  1.主要检查孔金属化质量状态,应保证孔内无多余物、毛刺、黑孔、孔洞等;

  2.检查基板表面是否有污物及其它多余物;

  3.检查基板的编号、图号、工艺文件及工艺说明;

  4.搞清装挂部位、装挂要求及镀槽所能承受的镀覆面积;

  5.镀覆面积、工艺参数要明确、保证电镀工艺参数的稳定性和可行性;

  6.导电部位的清理和准备、先通电处理使溶液呈现激活状态;

  7.认定槽液成份是否合格、极板表面积状态;如采用栏装球形阳极,还必须检查消耗情况;

  8.检查接触部位的牢固情况及电压、电流波动范围。


  (二)加厚镀铜质量的控制

  1.准确的计算镀覆面积和参考实际生产过程对电流的影响,正确的确定电流所需数值,掌握电镀过程电流的变化,确保电镀工艺参数稳定性;

  2.在未进行电镀前,首先采用调试板进行试镀,致使槽液处在激活状态;

  3.确定总电流流动方向,再确定挂板的先后秩序, 原则上应采用由远到近;确保电流对任何表面分布的均匀性;

  4.确保孔内镀层的均匀性和镀层厚度的一致性,除采用搅拌过滤的工艺措施外,还需采用冲击电流;

  5.经常监控电镀过程中电流的变化,确保电流数值的可靠性和稳定性;

  6.检测孔镀铜层厚度是否符合技术要求。


  二、镀铜工艺


  在加厚镀铜工艺过程中,必须经常性的对工艺参数进行监控,往往由于主客观原因造成不必要的损失。要做好加厚镀铜工序,就必须做到如下几个方面:

  1.根据计算机计算的面积数值,结合生产实际积累的经验常数,增加一定的数值;

  2.根据计算的电流数值,为确保孔内镀层的完整性,就必须在原有电流量的数值上增加一定数值即冲击电流,然后在短的时间内回至原有数值;

  3.电路板电镀达到5分钟时,取出基板观察表面与孔内壁的铜层是否完整,全部孔内呈金属光泽为佳;

  4.基板与基板之间必须保持一定的距离;

  5.当加厚镀铜达到所需要的电镀时间时,在取出基板期间,要保持一定的电流数量,确保后续基板表面与孔内不会产生发黑或发暗。


  注意事项:

  1.检查工艺文件,阅读工艺要求和熟悉基板机械加工兰图;

  2.检查基板表面有无划伤、压痕、露铜部位等现象;

  3.根据机械加工软盘进行试加工,进行首件预检,符合工艺要求再进行全部工件的加工;

  4.准备所采用用来监测基板几何尺寸的量具及其它工具;

  5.根据加工基板的原材料性质,选择合适的铣加工工具(铣刀)。


  三、质量控制


  1.严格执行首件检验制度,确保产品尺寸符合设计要求;

  2.根据电路板的原材料,合理选择铣加工工艺参数;

  3.固定电路板位置时,要仔细装夹,以免损伤电路板表面焊料层和阻焊层;

  4.在确保基板外形尺寸的一致性,必须严格控制位置精度;

  5.在进行拆装时,要特别注意基板的垒层时要垫纸,以避免损伤电路板表面镀涂覆层。   


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