一种不锈钢基覆铜板的开发

蔡旭峰 林 晨 吴 鹏

（广东全宝科技股份有限公司，广东 珠海 519100）

0 前言

随着电子产品快速发展，智能手机厂商的竞争已经不再只是手机本身，围绕手机建立的强关联属性可穿戴配件成为智能手机厂商下一轮竞争的焦点。手机的功能部分被转移到智能手表/无线耳机等上，优秀的无线耳机产品能够强化手机的竞争力，拓宽品牌的护城河。无线耳机在消费者中的渗透在于三点：稳定性、声学质量、功能性，目前均已逐步成熟，具备爆发的基础。

据耳机行业市场调查分析报告显示，耳机产品定位越细分，越能创造用户需求，产品更换节奏越快，由此耳机呈现出多形式、多功能化，耳机市场迅速形成规模，以生产不同类型耳机为主的企业共同构成了快速增长的耳机产业。其中高声学质量的无线静电式耳机成了耳机行业更新的方向之—，静电式耳机又称静电平面振膜，它依靠电场对电荷的作用力工作，由极薄的振动膜上的边缘电导层 捕捉电荷，使振动膜产生振动发声。这种发声方式的优点是：两电极之间的电场绝对相等，使施加在振动膜上的驱动力与其位置无关，从而达到了放音呈线性关系的要求；由于振动膜的驱动力是均匀的，其驱动的空气负载也是均匀的，所以振动膜就可以做得非常薄，又不至于损坏，把机械效率做得很高。静电式耳机的频率响应很宽，高频延展性、失真率等指标均优于动圈耳机很多，音质、音色极佳。静电式耳机是将导电金属线圈直接电镀或印刷在很薄的塑料膜上，将其置于强静电场中（通常由直流高压发生器和固定金属片（网）组成），信号通过线圈的时候切割电场，带动振膜振动发声。静电式耳机需要专门的驱动电源电路和静电发生器，因其线性好、失真小（电场比磁场均匀）、瞬态响应好（振膜质量轻）、高频响应好获得了良好的市场应用前景。

静电式耳机是目前音响器材中高技术产品，能够制造的厂家极少，其价格比较贵属于高端市场，而且耳机是属于身上外露佩戴的小电子产品，面临本身电源的发热、日晒雨淋的外界环境和跌落震荡的风险以及浸泡酸性电解液的电池电源内部等问题，所以要求较高的质量、性能和稳定、耐用的配套电路电源。目前应用于静电式耳机电源的不锈钢覆铜板应具备耐酸碱高温恶劣环境、高尺寸稳定性、高耐压强度、超薄小尺寸、导热和防腐防锈等优势，具有良好的发展先机和未来庞大的市场，其符合性、迫切性、可靠性成了我司新项目的研究和开发课题。

1 技术背景

目前行业中散热型金属基覆铜板主要是铝基覆铜板，但铝在常用的金属材料中电极电位最低，是一种很活泼的金属，在全部的pH值范围内都可发生析氢腐蚀，在酸性溶液中腐蚀生成AL3+，在碱性溶液中生成ALO2-，传统铝基和铜基导热覆铜板长期在潮湿的酸碱环境下，容易产生微电池效应，从而极易腐蚀元器件，极大地缩短了元器件的使用寿命，而不锈钢因抗腐蚀就能适应酸碱高湿环境。此项目静电式耳机电源用不锈钢316型覆铜板，其主要材料为不锈钢基板（316型主要是降低Cr含量提高Ni含量，并增加了Mo 2%～3%，从而其抗腐蚀能力要比304型强）、导热绝缘层和塞孔树脂，具备高导热、高尺寸稳定性、高耐压强度、超薄小尺寸等诸多优势，是市面上普通的金属基覆铜板材料无法比拟的。静电式耳机电源用不锈钢覆铜板需浸泡在pH2～5的酸性电解液的电池电源内,具备长期在微酸环境，60℃～150 ℃温度状况下抗pH2～14酸碱腐蚀的功能。本项目拟通过对不锈钢材料激光切割成型技术、不锈钢绝缘孔制作技术、不锈钢涂布导热树脂压合技术、不锈钢电路通导孔电铜填平技术等的研究，开发出高品质的静电式耳机电源用不锈钢基覆铜板及适用于其大规模生产的加工制造技术。

2 技术方案

2.1 产品构成

采用激光切割技术在0.1 mm～0.2 mm厚度不锈钢基板上铣出产品外形尺寸所需的镂空盲槽及钻通孔，盲槽用于连接；在不锈钢板双面涂布导热树脂镇平及通导孔树脂塞孔填平,再双面贴导热胶膜和35 μm（1 oz）铜箔压合成双面不锈钢基板。自主研发的导热树脂做绝缘层，该树脂组合物包含有：双酚A型环氧树脂5～35份，联苯环氧树脂0～10份，萘环环氧树脂5～30份，橡胶5～35份，填料50～80份，胺类固化剂1～10份，促进剂0.1～2份，该树脂组合物作为导热绝缘层的金属基覆铜板。不锈钢、导热胶膜树脂材料均具有良好的导热性能，为静电式耳机电源提供了非常优良的导热通道，同时产品具备耐酸碱高温恶劣环境、高尺寸稳定性、高耐压强度、超薄小尺寸，完全满足了耳机的各种需求。

2.2 工艺路线

不锈钢基覆铜板（如图1所示）的制作流程为：不锈钢开料—激光切割—表面处理—铝网加工—树脂塞孔—涂布导热树脂—压合—二次钻孔—刨边—沉铜板电—树脂塞孔—二次沉铜板电—外层干膜线路—外层线路AOI—图形电镀—蚀刻—蚀刻AOI—磨边—修理毛刺—ET测试—外形分板—自动外观检验—FQC检验—FQA实验室功能性测试—包装。

图1 不锈钢基覆铜板图

常规的静电式耳机电源用覆铜板采用FR4材料，不具备长期在微酸环境高温（60 ℃～150 ℃温度）状况下抗酸碱腐蚀的功能，同时不具备导热效果；本项目通过对静电式耳机电源用不锈钢覆铜板的产品结构、工艺路线、可靠性等因素进行研究，经过样品制作客户产品应用及功能性测试通过，获得具备长期在微酸高温环境（60 ℃～150 ℃温度）状况下，抗酸碱腐蚀功能的高品质静电式耳机电源，用不锈钢覆铜板及适用于其大规模生产的加工制造技术。

3 技术效果

不锈钢基覆铜板的技术效果有以下几种：

（1）用0.2 mm厚度优质316型不锈钢，激光切割出产品所需的盲槽，使用激光技术保证了产品外形尺寸稳定性好，公差精准度≤0.025 mm；

（2）采用抽真空塞孔网印机对1.20 mm直径通孔树脂塞孔和陶瓷研磨，塞孔位树脂和不锈钢水平面高度差≤±0.02 mm。

（3）在板双面涂布厚度≤0.1 mm厚度自主研发的导热绝缘树脂,双面再叠加1张35 μm厚镀铜箔压合制作,确保产品的剥离强度、满足产品耐热性不分层、不起泡和导热性。

（4）压合不锈钢基板后，在1.20 mm绝缘孔同—中心位钻出0.20 mm直径 PTH（镀层孔），PTH孔树脂绝缘层厚度≥0.5 mm，再电镀铜填平PTH孔完成不锈钢基板双面通导及散热效果。

（5）不锈钢基板的双面线路设计，比单面线路增加了线路分布面积，从而缩小产品体积，降低硬件及装配成本。

4 产品性能

不锈钢基覆铜板的性能见表1所示。

表1 不锈钢基覆铜板性能表

5 总结

该项目产品的各项性能按国家标准《GB-T 36476—2018印制电路用金属基覆铜箔层压板通用规范》检验，数据均优于或等同行业标准水平，满足客户要求，此项目《一种不锈钢基覆铜板的研究和开发》可以正常验收结案，且该技术已获专利授权，从而有效提升公司市场竞争力，丰富了金属基覆铜板行业的产品应用。