高厚度铝基板的工艺加工

李江海 强娅莉

（陕西宝鸡市凌云万正电路板有限公司，陕西 宝鸡 721006）

随着电子技术的发展和进步，电子产品向轻、薄、小、个性化、高可靠性、多功能化发展已成为必然趋势，金属基印制板应此趋势而诞生，该产品以优异的散热性，机械加工性，尺寸稳定性及优异的接地性能和电气性能在混合集成电路，大功率电气设备，电源设备等领域得到了广泛的应用。特别是厚度大于4 mm的高厚度铝基印制板，近年来成为金属基印制板发展的一个新亮点，逐渐被应用于军用设备和高科技的民用产品。

高厚度铝基板由于铝基层厚度大于4 mm和外形结构尺寸要求复杂等因素，给印制板的钻孔，外形机械加工等工序的带来较大难度，用普通的金属基印制板加工工艺已不能满足生产的要求。下面就高厚度铝基板工艺加工进行探讨，并对生产加工中出现的问题进行分析和改进。

1 高厚度铝基板的工艺流程

1.1 生产工艺流程

钻外定位孔→磨板→图形转移→蚀刻→表面涂复→钻孔→外形加工

1.2 工艺操作过程

1.2.1 准备

对于铝基层无保护胶带的高厚度铝基板，应先进行手工贴保护胶带，以达到保护铝基层的作用，其具体操作过程如下：

（1）手工贴保护胶带，裁去多余胶带；

（2）放入烘箱（90±5）℃烘烤20 min；

（3）高温下取铝基板并用布头来回用力擦，压紧保护胶带，以提高胶层的附着力，防止加工过程中出现脱胶的问题。

1.2.2 钻定位孔

按要求用数控钻床加工铝基板的4-∮3.0的外定位孔，为了防止钻头断刀，钻孔时钻速应为普通印制板钻速的70%～80%，同时，每次下钻深度不超过1.5 mm，可通过多次加工的方法来完成。

1.2.3 磨板

对于板厚大于4 mm的铝基板，常规的刷光机根本无法进行加工，只有采用手工刷板，可用板刷和去污粉来清洁铜箔层，也可用木炭清洁铜箔层，清洁铜层后，应用自来水冲洗干净表面，并用吸水布吸干水份，并放入烘箱烘干。

1.2.4 图形转移

按印制板的常规工艺进行丝印湿膜、曝光等工序的加工。

1.2.5 蚀刻

用普通透明胶带保护4-∮3.0外定位孔和铝基板的四个侧面，以防止蚀刻时腐蚀孔壁和铝基层。蚀刻最好用碱性蚀刻机，因为酸性蚀刻液对铝基的腐蚀更为严重。

1.2.6 热风整平锡铅焊料

按图把铝基板的三边的阴影部铣到1.8 mm ～2.0 mm的厚度后，去除铝基层的保护胶带，把热风整平机前后风刀间距调大至20 mm ～ 25 mm，浸锡时间增加3 s ～ 5 s，其余按印制板常规的工艺进行热风整平加工（图1）。

图1

1.2.7 钻孔

用4-∮3.0定位孔定位印制板，用数控钻床完成板内钻孔加工。

其注意事项：

（1）1.5 mm以下的钻头每下钻深度小于0.3 mm，1.5 mm以上的钻头每下钻深度不大于0.5 mm。

（2）钻孔过程中可适量用酒精进行冷却。

1.2.8 外形加工

（1）拼板加工的铝基板，可先用普通铣刀按+0.3的公差粗加工外形，每次下刀深度不得超过0.5 mm。

（2）用专用键槽铣刀（或双刃铣刀）加工铝基板到图纸要求尺寸。

（3）对于有特种要求的铝基板，如有盲槽孔和深度要求的台阶孔的铝基板，如图2。应先用键槽铣刀把台面工作处铣平整（保证铝基板加工时的水平度），然后再用键槽铣刀加工板内有特殊要求的盲槽孔和台阶孔。

（4）进行攻丝等其它机械加工。注意事项：所有铣床加工过程中每次下刀深度不能超过0.5 mm，在加工中应用酒精对铣刀进行降温处理。

图2

2 生产中存在问题和解决措施

2.1 批量生产中存在的问题

用以上工艺小批量加工高厚度铝基板数批次，其操作可行，产品质量能满足客户需求，但在批量加工和生产铝基厚度大于5 mm的铝基板时，发现加工工艺的细节中存在不足之处，对产品质量和生产效率造成了一定的影响，主要有以下几点。

2.1.1 厚度≥5 mm的铝基板常规印制板显影等水平线难于加工

普通显影机、蚀刻机只能传送小于4 mm的印制板，当铝基板厚度≥5 mm时，常规显影机、蚀刻机无法顺利完成显影、蚀刻工艺的加工。

2.1.2 钻孔加工速度效率低，并易出现断刀的质量问题

由于小孔径的加工，每次下钻速度仅为0.3 mm，加工速度较慢，不利于批量板的加工。对于厚度≥5 mm的铝基板下钻深度大于4 mm时易出现断刀的质量问题，导致铝基板报废。

2.1.3 热风整平

热风整平时铣印制板周边的台阶比较费工，小批量试制加工还行，但批量加工时工作效率较低，同时，由于板厚等原因，易出现划伤铝基板的质量问题。

2.2 改进措施

针对批量生产中存在的问题进行分析、讨论和长时间的试验，制定出以下可行的措施。

2.2.1 显影、蚀刻

（1）显影可用手工操作的方式。

（2）如传动滚轮可通过板子，则可去掉设备的橡胶压轮后显影、蚀刻。

（3）如设备的传动滚轮不能通过板子，可把铝基板放在上传动滚轮的上面，开启下泵进行显影、蚀刻，采用此方法的进、出板方向与常规加工的方向相反。

2.2.2 数控钻床

（1）对于板厚≤5 mm的板子可采用原工艺进行。

（2）对于板厚≥5 mm板子，先用原工艺钻孔钻至深度超过板厚的3/5左右，然后重新定位，反转印制板，从另一面进行加工，至孔通为止。通过此方法可解决小孔径钻头断刀的质量问题。

（3）对于批量板的加工，也可先采取数控钻床两面点孔定位（深度约0.3 mm），确定钻孔的具体的位置，然后人工用普通台钻完成钻孔工序。

2.2.3 热风整平

铝基板不用先铣台阶，直接采用新的手工热风整平的工艺，即用钳子固定铝基板，打开锡炉搅拌，手工把板子浸入锡槽8 s ～ 10 s，迅速取出铝基板，用布头快速擦掉线路铜层上的粘锡，由于铝板的传热较快，厚铝基的大量热量快速传递到擦过粘锡的铜层，使线路上的少量锡层重新熔合，从而保证锡层的平整度。

3 结语

采用以上工艺进行后，批量加工高厚度铝基板的合格率和工作效率得到明显的提高，产品的质量也有明显的改善，铝基板在客户装配和调试过程反映良好。但高厚度铝基板属于一种特种印制板，不同的高厚度铝基板其技术要求各有不同，我们只有在以上生产工艺的基础上，结合机械加工工艺和不同铝基印制板的特殊性，不断进行改进，才能满足日益发展的特种铝基板的要求。