薄板开V槽工艺浅谈

Paper Code: A-100

罗文章 李长生 严来良 安国义

深圳市深联电路有限公司

薄板开V槽工艺浅谈

Paper Code: A-100

罗文章 李长生 严来良 安国义

深圳市深联电路有限公司

文章通过对薄板V槽工艺制作难点的分析，根据本司诸多薄板V槽实际生产经验，总结出了几种薄板另类“V槽”技巧，对薄板V槽品质难以控制的制程难点起到积极改善作用。通过这篇文章，希望能对线路板制造同行有所帮助。

薄板V槽；V槽；显影阻焊层；半蚀刻铜层

1 前言

电子产品产业化发展日新月异，促使线路板产量递增神速，因此，为了提高生产效率及控制成本，企业都会采用拼板方式进行生产，此方式带来的加工便利与材料有效利用实现成本控制的效果是显而易见的，但拼板连片之间在插上元器件完成装配之后仍然是要实现分板成独立单元，所以，线路板生产企业在出货前就要完成分板的辅助工作，常见辅助分板方式有三种，如下：

（1）V-cut，字意为楔形掏槽，又称为V槽，在线路板上下对应各开一个“V”形状楔槽，深度一般为1/3左右。控制好余厚，以至装配好元器件后连片之间能很容易掰断实现分板。一般用于规则图形分离边为直线的拼板中（见图1）；

（2）邮票孔，也称段裂孔，就是在连片间的桥位上连续钻一排小孔，类似于邮票边缘孔，此孔可以减小连片之间分板应力，便于分板，一般用于不规则图形拼板中（见图2）；

（3）桥连，连片间开槽保留一段桥位做为支撑连片间元器件装配时的承载，也方便装配后的分板，一般适用于薄板拼板中（见图3）。

图1 V-cut分板方式

图2 邮票孔分板方式

图3 桥连分板方式

以上三种辅助分板方式各有自身的特点，其优缺点见表1，但对此三种分板方式的优先设计选择不能只从其优缺点的特性判断，还要结合线路板SMT加工之后的最终分板相结合起来考虑，连片装配后最终的分板也有手折、刀模、V槽、Routing等几种分板方式（见图4），如采用辅助V槽、邮票孔分板设计在完成装配后可手折方式分板，采用桥连分板设计则适用于Routing方式等，之间的组合灵活多样，无疑采用操作简单、成本低廉的分板方式是所有客户的最终选择。

表1 三种辅助分板方式优缺点

图4 SMT加工后常见分板方式

2 薄板V槽难点

在以上辅助分板方式中V槽分割方式以其操作简单、效率高、分板边缘整齐、加工成本低等特点，被大多数客户所采用。但其在薄板的制作过程中显得比较困难，尤其是0.4 mm以下的薄板，此种板厚一般建议客户采取如桥连等其他辅助分板方式，但有些客户因其特殊设计及其他原因等此类薄板也要求采用V槽分割方式，此方式就给线路板的加工带来了难度与挑战。

V槽分割方式IPC标准如下：

图5 V槽标准示意图

A：V槽余厚公差±80 mm

B：V槽深度公差±80 mm

C：V槽错位公差±80 mm

D：V槽宽度公差±80 mm

通常V槽是以V割后的余厚控制为主要标准，但“V槽余厚”在IPC里只有公差要求，厚度没有明确定义，实际生产中其余厚控制标准一般以线路板在贴片过程中板面不变形，完成装配后能很好实现掰断分板为宜，习惯性余厚控制在整体的1/3左右，对板面承载物较重的板子余厚可取上限，承载物较轻的板子余厚可取下限，但对于薄板的余厚往往较难控制，如0.4 mm及以下的成品板厚的薄板，其基材厚一般只有0.2 mm ～ 0.1 mm，甚至还会在0.1 mm以下，如此薄的基材在V槽深度公差±80 mm的浮动下及设备的误差、板面的平整度等因素干扰下，基材余厚很容易在生产过程就出现断裂或达不到V割的效果，所以说薄板V槽工艺易出现品质异常，为了达到客户的最终分板要求，除了精确控制余厚外，根据板子的各种不同特性还是有很多其他的方式一样可以达到客户的最终分板效果。

3 两种薄板V槽生产案例

以下为本司生产的两款薄板V槽案例，希望对大家能有所帮助。

3.1 V槽阻焊层或显影出V槽线实现分板

客户下单一款双面板，基本信息见表2。

表2 薄板设计信息

从设计信息中可看出按V槽余厚≤0.12 mm的要求，0.17 mm厚的基材还需V割0.05 mm，按此方案试板，最终结果很不理想，V割基材使其承载应力大大降低，生产过程中出现大量断板，不符合客户要求。断板根源是基材完整性遭到破坏，设想如果不V割基材保持基材的整体，这样基材是不是不会断裂呢？在此思路上重新试板，让基材的厚度直接成为V槽余厚，与客户协商将成品板厚下调0.05 mm由0.4 mm±0.1 mm改为0.35 mm±0.1 mm，开料用0.25 mm 2 oz/2 oz基板，这样去除铜厚其基材厚在0.12 mm左右，刚好符合客户V槽余厚≤0.12 mm的要求，再直接V槽基材位上的阻焊层，控制好深度不伤及基材（见图6），此时阻焊与基材已成为一个整体，使整个线路板板平面硬度增大，在客户端最终分板时，应力会沿V槽位间隙向下直接作用于基材上，使基材断裂整齐，同样达到V槽的目的，试板分板效果良好（见图7）。按此设计客户非常满意，也赢来了客户的批量订单。

图6 V槽阻焊层切片图

图7 V槽阻焊层分板图示

按此V槽技巧设计思路，可以延伸到其他很多的薄板V槽工艺中，此思路有两个关键项要注意，一是要有足够厚及硬（阻焊可延时烤板增强硬度）的阻焊层，上款薄板外层铜厚为3 oz，基材位阻焊油厚达到0.12 mm以上，同基材的0.12 mm厚度整体上也刚好同V槽余厚控制在整体的1/3的常规标准一致；另一个要注意的关键项是连片间的相连桥位在保证连片间的焊件支撑作用前提下其设计不宜过长，以便分板时减小分板应力（见图7）。

上款薄板有镀金引线设计，V槽另一个目的是V断引线，如没引线，此类薄板设计上完全可以在基材位上采用显影出V槽线的方式进行 “V槽”，此思路流程更简单、更节省成本，更实用于薄板V槽工艺。

3.2 半蚀刻铜层实现分板

本司生产的另一款薄板（双面板），基本信息见表3：

表3 薄板设计信息

客户提供的板材为导热硅胶填充料，其材质脆、基材薄只有0.07 mm（见图8），生产过程中极易出现折板。首先进行试板，考虑到板薄、材质脆的特点，结合上款薄板生产思路，试想用蚀刻的方式形成V槽线实现分板的可行性，但结果不尽人意，板子蚀刻后基材没有了铜层的支撑，过高压水洗全部以V槽线部位断开整批报废，基材脆弱的超乎想象（见图9）。此方案无法达到预想目的，回到常规流程思路，此板材质极脆，生产时需要完整的铜层做支撑，如按传统V槽工艺在铜面上V割一小坑不破坏铜面整体连接，使其既能做为基材支撑又能使应力顺V坑向下折断残铜与基材实现分板，此思路是否可行呢？再次试板，结果成功一半，分板效果与设想一致，但在V槽过程中由于是单面V槽铜层，单面作用在较厚的铜层上（2 oz）使板材上翘（见图10），在V槽设备中造成卡板报废。结合这个半成功的经验试想用半蚀刻的方式在2 oz的铜层上做出V槽线向下蚀刻一半或三分之二（见图11）取代上方案中失败的部分，进行试板，最终试板成功，分板效果良好（见图12），得到了客户的肯定。

图8 导热硅胶基材极脆轻轻就可折断

图9 蚀刻V槽线高压水洗冲断基材图

图10 单面V槽铜层引起板翘

图11 半蚀刻铜层

图12 分板正反面图片，效果良好

4 结论

以上薄板V槽工艺中所使用的技巧也正式利用了板薄本身就可轻松折断的特性， V槽或显影阻焊层也好，V槽或蚀刻铜层也罢，原理都是在按设计图形引导好折板时的应力点，使薄板在客户端能按设计的图形太小、形状等达到分板目的。

[1] IPC-2222.

A brief discussion about the V-cut technology of thin PCB

LUO Wen zhang LI Chang-sheng YAN Lai-liang AN Guo-yi

Through the analysis of the difficulties in V-cut technology of thin PCB and based on our factory's previous mass production experience in V-cut, this paper summarizes some special V-cut technics for thin PCB which will take positive effect in improving the quality of V-cut. Through reading this article, we hope the information can be helpful to our peers in PCB manufacturing industry.

V-cut technology of thin PCB; V-cut; exposing solder mask layer; half-etching copper layer

TN41 < class="emphasis_bold">文献标识码：A文章编号：

1009-0096（2012）增刊-0229-05

罗文章，研发部工程师，从事新技术、新产品的研发。