采用流胶型半固化片的0.2mm台阶槽板加工方法研究

黄先广 张可权 周 飞 钟岳松

（深圳市牧泰莱电路技术有限公司，广东 深圳 518103）

0 前言

近年来，随着5G高频高速材料板在通信行业的应用迅速发展，对印制电路板（PCB）的设计制作要求越来越高，也有着多功能化需求。为了满足客户对信号完整性以及信号接收与屏蔽匹配性等要求，在PCB设计上经常涉及高频盲槽，高频高速等特殊性能要求的台阶板也朝着微小精密化发展。盲槽设计，用于安装元器件或固定产品，提高产品总体集成度或达到信号的屏蔽作用。

目前常规制作阶梯槽工艺，采用不流胶/低流动半固化片（PP），内层控深铣，压合后控深铣开盖工艺；或者采用流胶PP，内层芯板和PP开槽，压合前内层填充硅胶等缓冲材料的工艺。但两种工艺都有一定的限制，PP只能用不流胶/低流动系列，高频高速设计要求用指定Dk/Df的流胶型的PP；开槽揭盖填充硅胶材料需要有一定板厚要求，对于薄板介质厚0.2 mm的台阶则不能使用上述方法。

激光切割和激光钻孔是PCB加工制造广泛使用的一种激光加工技术，UV激光切割是指激光波长超过400 nm的高能量光子起作用进行光化学烧蚀，这种高能量的光子能破坏有机材料的长分子链，成为更小的微粒分子，从表面基材中逸出，在外力的抽吸情况下，使基板材料被快速除去切割掉。因此种类型的方法不含有热烧，也就不会产生炭化现象。所以，孔化前清理就非常简单。

针对0.2 mm介厚的台阶槽，溢胶量小于0.1 mm的板，利用传统方法、高温胶和激光切割等工艺进行结合，探索研究了4种加工方法，进行对比测试，最后选择合适的满足要求的加工方法：（1）将PP开槽，使用高温胶填充压合；（2）将高温胶贴芯板上，激光揭盖；（3）将高温胶贴PP片上，激光揭盖；（4）直接激光控深切割铣槽。

1 产品结构介绍

客户设计资料如下：4层板结构，L1-L2层有盲孔，孔径要求≤0.2 mm，L2-L4层有控深PTH（金属化孔）孔，L2-L4有控深NPTH（非金属化孔）槽3×60 mm，槽与槽间距3 mm，槽深度0.2 mm，槽面积区域占比大，要求溢胶量≤0.1 mm，槽边缘要求非常整齐。结构如图1所示。

图1 产品结构图

主要加工难点：（1）应用流胶PP，槽与槽间距3mm，槽深度0.2 mm，不能使用常规方法制作；（2）溢胶量≤0.1mm，常规方法制作一般溢胶量≤0.5 mm。

2 产品加工解决方案

2.1 方案1 PP开槽高温胶做垫片

L3层槽区域设计铜皮单边比槽小0.075 mm（3 mil），再贴二层高温胶，高温胶厚0.05 mm，设计单边比槽小0.05 mm（2 mil），然后激光切割，将槽以外的高温胶撕掉。将PP进行激光切割，开窗设计单边比槽大0.05 mm。这样二层高温胶＋0.018 mm铜厚＝0.12 mm基本与PP一样厚作为垫片。压合等相关流程制作完后，进行激光开盖。

主要流程：相关内层流程制作完→贴高温胶（L3层贴高温胶）→激光切割（切割L3层高温胶）→PP切割（PP片进行激光切割）→棕化→压合→相关流程→激光揭盖→后工序。揭盖清洗后效果图如图2所示。

图2 方案1揭盖清洗后效果图

揭盖清洗后，发现底部槽边铜面上有一层很薄溢胶，PP胶在高压下沿着底部铜面与高温胶之间有浸溢过来，溢胶量≤0.5 mm，故此种方法不满足制作要求。

2.2 方案2 PP贴高温胶

L2-L3层之间的PP，在靠L2层PP上贴一层高温胶，设计单边比槽小0.05 mm，然后激光切割，只切割高温胶不切PP，铆钉孔设计3.2 mm一起激光烧出，将槽以外的高温胶撕掉（如图3所示）。压合等相关流程制作完后，进行激光开盖。主要流程：相关内层流程制作完→贴高温胶（PP贴高温胶）→激光切割（切割PP上高温胶）→棕化→压合→相关流程→激光揭盖→后工序。揭盖清洗后效果图如图4所示。

图3 PP上贴高温胶，激光切割后将多余的高温胶撕掉

图4 方案2揭盖清洗后效果图

揭盖清洗后，槽边缘切割非常整齐，底部没有胶浸溢过来，残胶量≤0.1 mm，铜面也非常干净，（如图4A）故此种方法满足制作要求。

但是当叠板时，PP与芯板有层偏偏位时，槽会有一边底部没有高温胶的保护，树脂胶与底部结合，揭盖后底部会有一道残胶（如图4B），这样一边槽边缘切割非常整齐，另一边有残胶，残胶量≤0.5 mm，故此种方法对叠板压合层偏有一定要求，要求层偏≤0.075 mm。

2.3 方案3 L2贴高温胶

L2 层贴一层高温胶，设计单边比槽小0.05mm，然后激光切割，只切割高温胶不切芯板，将槽以外的高温胶撕掉。压合等相关流程制作完后，进行激光开盖。

主要流程：相关内层流程制作完→贴高温胶（L2层贴高温胶）→激光切割（切割L2层上高温胶）→棕化→压合→相关流程→激光揭盖→后工序。

揭盖清洗后，槽边缘切割比较整齐，底部没有胶浸溢过来，残胶量≤0.1 mm，但铜面不干净，有很多星点状的残胶，为高温胶上的胶在高温下脱落粘在铜面上，后续还需要进行除胶/等离子除胶等流程进行除胶，故此种方法暂时不满足制作要求。

2.4 方案4 激光切割烧槽

直接按正常叠构进行压合，压合等相关流程制作完后，进行激光切割烧槽，将槽区域的介质直接激光烧掉。主要流程：相关内层流程制作完→棕化→压合→相关流程→激光切割→后工序。激光切割清洗后效果图如图5所示。

图5 方案4激光切割清洗后效果图

激光切割清洗后，边缘非常整齐，底部看不到残胶，满足残胶量≤0.1 mm要求，铜面也非常干净，是所有加工方法效果最好的一种，此种方法满足制作要求。但此方法因槽区域面积大，激光切割效率非常低，一天1台设备只可制作2～3块，成本比较高。

3 结论

台阶高0.2 mm的盲槽板进行了4种加工方法测试，测试结果如表1所示。针对客户对台阶槽的特殊要求：槽深度0.2 mm，溢胶/残胶量≤0.1 mm，槽边缘要求非常整齐。

表1 台阶槽四种加工方法测试结果对比表

进行了四种加工方法测试对比实验，采用激光切割方法制作，效果最佳，满足客户要求，但效率低成本高。其次使用PP贴高温胶的方法制作也能满足要求，对叠板压合层偏要求较高。