PCB多層板層壓的品質(zhì)工藝技術(shù)解析

由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展，促使了印制電路技術(shù)的不斷發(fā)展。PCB板經(jīng)由單面-雙面一多層發(fā)展，并且多層板的比重在逐年增加。多層板表現(xiàn)在向高*精*密*細(xì)*大和小二個(gè)極端發(fā)展。而多層板制造的一個(gè)重要工序就是層壓，層壓品質(zhì)的控制在多層板制造中顯得愈來(lái)愈重要。因此要保證多層板層壓品質(zhì)，需要對(duì)多層板層壓工藝有一個(gè)比較好的了解．為此就多年的層壓實(shí)踐，對(duì)如何提高多層板層壓品質(zhì)在工藝技術(shù)上作如下總結(jié)：

一、設(shè)計(jì)符合層壓要求的內(nèi)層芯板。

由于層壓機(jī)器技術(shù)的逐步發(fā)展，熱壓機(jī)由以前的非真空熱壓機(jī)到現(xiàn)在的真空熱壓機(jī)，熱壓過(guò)程處于一個(gè)封閉式系統(tǒng)，看不到，摸不著。因此在層壓前需對(duì)內(nèi)層板進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，在此提供一些參考要求：

1、要根據(jù)多層板總厚度要求選擇芯板厚度，芯板厚度一致，偏差小，下料經(jīng)緯方向一致，特別是6層以上多層板，各個(gè)內(nèi)層芯板經(jīng)緯方向一定要一致，即經(jīng)方向與經(jīng)方向重疊，緯方向與緯方向重疊，防止不必要的板彎曲。

2、芯板的外形尺寸與有效單元之間要有一定的間距，也就是有效單元到板邊距離要在不浪費(fèi)材料的前提下盡量留有較大的空間，一般四層板要求間距大于10mm，六層板要求間距大于15mm、層數(shù)愈高，間距愈大。

3、定位孔的設(shè)計(jì)，為減少多層板層與層之間的偏差，因此在多層板定位孔設(shè)計(jì)方面需注意：4層板僅需設(shè)計(jì)鉆孔用定位孔3個(gè)以上即可。6層以上多層板除需設(shè)計(jì)鉆孔用定位孔外還需設(shè)計(jì)層與層重疊定位鉚釘孔5個(gè)以上和鉚釘用的工具板定位孔5個(gè)以上。但設(shè)計(jì)的定位孔，鉚釘孔，工具孔一般是層數(shù)愈高，設(shè)計(jì)的孔的個(gè)數(shù)相應(yīng)多一些，并且位置盡量靠邊。主要目的是減少層與層之間的對(duì)位偏差和給生產(chǎn)制造留有較大的空間。對(duì)靶形設(shè)計(jì)盡量滿足打靶機(jī)自動(dòng)識(shí)別靶形的要求、一般設(shè)計(jì)為完整圓或同心圓。

4、內(nèi)層芯板要求無(wú)開、短、斷路、無(wú)氧化、板面清潔干凈、無(wú)殘留膜。

二、滿足PCB用戶要求，選擇合適的PP、CU箔配置。

客戶對(duì)PP的要求主要表現(xiàn)在介質(zhì)層厚度、介電常數(shù)、特性阻抗、耐電壓、層壓板外表光滑程度等方面的要求，因此選擇PP時(shí)可根據(jù)如下方面去選擇：

1、層壓時(shí)Resin能填滿印制導(dǎo)線的空隙。

2、能在層壓時(shí)充分排除疊片間空氣和揮發(fā)物。

3、能為多層板提供必須的介質(zhì)層厚度。

4、能保證粘結(jié)強(qiáng)度和光滑的外表。

根據(jù)多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，個(gè)人認(rèn)為4層板層壓時(shí)PP可用7628、7630或7628+1080、7628+2116等配置。6層以上多層板PP選擇主要以1080或2116為主，7628主要作為增加介質(zhì)層厚度用PP。同時(shí)PP要求對(duì)稱放置，確保鏡面效應(yīng)，防止板彎。

5、CU箔主要根據(jù)PCB用戶要求分別的配置不同型號(hào)，CU箔質(zhì)量符合IPC標(biāo)準(zhǔn)。

三、內(nèi)層芯板處理工藝

多層板層壓時(shí)、需對(duì)內(nèi)層芯板進(jìn)行處理工藝。內(nèi)層板的處理工藝有黑氧化處理工藝和棕化處理工藝，氧化處理工藝是在內(nèi)層銅箔上形成一層黑色氧化膜，黑色氧化膜厚度為0．25-4）．50mg／cm2。棕化處理工藝（水平棕化）是在內(nèi)層銅箔上形成一層有機(jī)膜。內(nèi)層板處理工藝作用有：

1、 增加內(nèi)層銅箔與樹脂接觸的比表面，使二者之間的結(jié)合力增強(qiáng)。

2、增加融熔樹脂流動(dòng)時(shí)對(duì)銅箔的有效濕潤(rùn)性，使流動(dòng)的樹脂有充分的能力伸人氧化膜中，固化后展現(xiàn)強(qiáng)勁的抓地力。

3、 阻絕高溫下液態(tài)樹脂中固化劑雙氰胺的分解一水分對(duì)銅面的影響。

4、使多層板在濕流程工序中提高抗酸能力、預(yù)防粉紅圈。四、層壓參數(shù)的有機(jī)匹配多層板層壓參數(shù)的控制主要系指層壓“溫度、壓力、時(shí)間”三者的有機(jī)匹配。

1、溫度、層壓過(guò)程中有幾個(gè)溫度參數(shù)比較重要。即樹脂的熔融溫度、樹脂的固化溫度、熱盤設(shè)定溫度、材料實(shí)際溫度及升溫的速度變化。熔融溫度系溫度升高到70℃時(shí)樹脂開始熔化。正是由于溫度的進(jìn)一步升高，樹脂進(jìn)一步熔化并開始流動(dòng)。在溫度70-140℃這段時(shí)間內(nèi)，樹脂是易流體，正是由于樹脂的可流性，才保證樹脂的填膠、濕潤(rùn)。隨著溫度逐漸升高，樹脂的流動(dòng)性經(jīng)歷了一個(gè)由小變大、再到小、最后當(dāng)溫度達(dá)到160-170℃時(shí)，樹脂的流動(dòng)度為0，這時(shí)的溫度稱為固化溫度。為使樹脂能較好的填膠、濕潤(rùn)，控制好升溫速率就得很重 要，升溫速率是層壓溫度的具體化，即控制何時(shí)溫度升到多高。升溫速率的控制是多層板層壓品質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)，升溫速率一般控制為2-4℃／MIN。升溫速率與PP不同型號(hào)，數(shù)量等密切相關(guān)。對(duì)7628PP升溫速率可以快一點(diǎn)即為2-4℃／min、對(duì)1080、2116PP升溫速率控制在1．5-2℃／MIN同時(shí)PP數(shù)量多、升溫速率不能太快，因?yàn)樯郎厮俾蔬^(guò)快，PP的濕潤(rùn)性差，樹脂流動(dòng)性大，時(shí)間短，容易造成滑板，影響層壓品質(zhì)。熱盤溫度主要取決于鋼盤、鋼板、皮牛紙等的傳熱情況，一般為180-200℃。

2、壓力、多層板層壓壓力大小是以樹脂能否填充層間空洞， 排盡層間氣體和揮發(fā)物為基本原則。由于熱壓機(jī)分非真空壓機(jī)和抽真空熱壓機(jī)，因此從壓力出發(fā)有一段加壓。二段加壓和多段加壓幾種方式。一般非真空壓機(jī)采用一般加壓和二段加壓。抽真空機(jī)采用二段加壓和多段加壓。對(duì)高、精、細(xì)多層板通常采用多段加壓。壓力大小一般根據(jù)P P供應(yīng)商提供的壓力參數(shù)確定，一般為15-35kg／cm2。

3、時(shí)間、時(shí)間參數(shù)主要是層壓加壓時(shí)機(jī)的控制、升溫時(shí)機(jī)的控制、凝膠時(shí)間等方面。對(duì)二段層壓和多段層壓，控制好主壓的時(shí)機(jī)，確定好初壓到主壓的轉(zhuǎn)換時(shí)刻是控制好層壓質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。若施加主壓時(shí)間過(guò)早，會(huì)導(dǎo)致擠出樹脂、流膠太多，造成層壓板缺膠、板薄，甚至滑板等不良現(xiàn)象。若施加主壓時(shí)間過(guò)遲，則會(huì)造成層壓粘結(jié)界面不牢、空洞、或有氣泡等缺陷。

因此如何確定好層壓溫度、壓力、時(shí)間軟體參數(shù)是多層板層壓加工的關(guān)鍵技術(shù)，根據(jù)多年層壓實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為層壓軟體參數(shù)“溫度、壓力、時(shí)間”有機(jī)匹配，只有在先試壓OK的基礎(chǔ)上，才能確定最理想的“溫度、壓力、時(shí)間”軟體參數(shù)。但“溫度、壓力、時(shí)間”參數(shù)可根據(jù)不同的PP組合結(jié)構(gòu)、不同的PP供應(yīng)商、不同的PP型號(hào)、以及PP本身特性的不同確定與之相對(duì)應(yīng)的層壓參數(shù)。
責(zé)任編輯；zl