1 of 62 压板工艺技术压板工艺技术2 of 62 特别声明本教材中提及的工艺控制方法及参数等仅供培训或参考之用，实际生产控制工艺请依具体情况而定！3 of 62 培训目标及内容 培训目标 加深工程技术人员对压板工艺的理解 培训内容 压板材料介绍 排板、层间定位 压板原理及参数控制 压板设备介绍4 of 62 压板材料介绍5 of 62 压板材料?基材?铜箔?半固化片(纤维)6 of 62 基 材7 of 62 Cu半固化片Cu基材又称覆铜板(Copper Clad Laminates)，它是通过半固化片在高温高压下将铜箔粘结在一起制成的不同规格厚度的印刷电路板的原材料基材8 of 62 基材在PCB中的功能 PCB用基材，在整个电路板上，主要功能为：导电绝缘支撑 PCB的性能、质量、制造中的加工性、制造成本及制造水平等，在很大程度上取决于基板材料9 of 62 基材的分类 按板的增强材料不同可分为：纸基、玻璃布基、复合基和特殊材料基(如陶瓷基等)四大类 按板所采用的树脂粘合剂不同可分为：纸基覆铜板常用的树脂有：酚醛树脂(FR2等)、环氧树脂(FR3等)、聚脂树脂等 玻璃布基覆铜板常用的树脂有：环氧树脂(FR4、FR5等)按阻燃性能分为阻燃型和非阻燃型二类 按性能分：一般性能CCL、低介电常数CCL、高耐热型CCL、低热膨胀系数CCL等10 of 62 公司现时接收标准12inchX 12inch30MITSQ010-QA-OI-001MITSQ010-QA-OI-001MITSQ010-QA-OI-001MITSQ010-QA-OI-00111 of 62 铜箔12 of 62 铜 箔按生产方法不同可分为两类：电解铜箔 压延铜箔13 of 62 通过专用的电解机由硫酸铜溶液电解而成。
用这种方法制成的铜箔，一面光滑,称为光面(Drum Side),另一面是粗糙的结晶面,称为毛面(Matte Side)电解铜箔Drum SideMatte Side光面是印制电路的电路表面，毛面是与PCB基材结合的面14 of 62 电解生产出的初产品(称为毛箔)，毛箔还不能直接用于生产，需要在毛面的牙尖上瘤化处理，称为Bonding treatment做瘤化处理的目的：增大铜面的表面积,加强树脂渗入的附着力增大铜与树脂微细胞之间的配位共价键结合力(又称为范得尔力)从而增加铜面附着力电解铜箔15 of 62 压延铜箔 纯铜经过多次机械辊轧制成的铜箔因此，压延铜箔的两面都是光滑的，对基材的附着力较差，必须增加表面粗化处理，制作成本高16 of 62 铜箔的厚度 铜箔的厚度通常以单位面积内铜箔的重量来表示(oz/ft2)milH0.5oz/ft214.2+-1.4g0.7+-10%11oz/ft228.3+-2.8g1.4+-10%22oz/ft256.6+-5.6g2.8+-10%17 of 62 剥离强度(peel strength)定义：铜箔与基材在高温高压压制后，铜箔与基材之间的粘合强度，称为剥离强度 要求(常温下)0.5oz2.0kg/cm 1oz2.0kg/cm 2oz3.0kg/cm 本公司现时要求：4.0LB/IN18 of 62 表面糙度 铜箔的粗化面(M面)的粗化度，有两种表示方法：平均粗化度(Ra)最大粗化度(Rmax)一般普通电解铜Ra 为1.4um左右，Rmax一般约为Ra的9倍 本公司暂无对此项目进行检测。
19 of 62 铜箔外观 要求 无异物、无变色、无铜粉；无凹坑,凸起；无皱纹,刮痕；本公司现时要求：尺寸12inch X 12inch工作区内针孔、凹点评分小于30分20 of 62 纤 维21 of 62 半固化片 半固化片（Prepreg是Pre-pregnant的英文缩写，即通常所讲的纤维）是树脂与载体合成的一种片状粘结材料；是玻璃布经机器(Treater)含浸在配置好的varnish中，经烘干后部分聚合反应形成的B-stage胶片树脂是一种热固型材料，为高分子聚合物，目前常用的为环氧树脂它具有三个生命周期满足压板的要求：A-StageB-StageC-Stage22 of 62 A-Stage：是溴化丙二酚+环氧氯丙烷液体环氧树脂称为A-Stage的树脂，又称为凡立水(Varnish）B-Stage：是用玻璃纤维浸润于A阶的树脂中，经过热风，或者红外线烘干，部分聚合反应，成为固体胶片，称为B-stage C-Stage：在压板过程中，B-阶树脂经过高温熔化成为液体，然后发生高分子聚合反应，成为固体聚合物，将铜箔与基材粘结在一起，成为固体的树脂叫做C-Stage树脂 由溴化的丙二酚制成的耐燃性环氧树脂称为FR-4环氧树脂。
半固化片23 of 62 半固化片的特性 树脂含量RC%（Resin content)：指半固化片中树脂成分所占的重量百分比RC%的多少直接影响到树脂填充导线间空隙的能力，同时决定压板后的介电层厚度树脂流量RF%(Resin flow）：指压板后，流出板外的树脂占原来半固化片总重的百分比RF%是反映树脂流动性的指标，它也决定压板后 的介电层厚度24 of 62 挥发物含量VC%（volatile content）：指半固化片经过干燥后，失去的挥发成分的重量占原来重量的百分比VC%的多少直接影响压板后的品质 凝胶时间Gel Time（Gel time）：俗称胶化时间，指B-阶半固化片受高温后软化粘度降低，然后流动，经过一段时间因吸收热量而发生聚合反应，粘度逐渐增大，逐渐固化成C-阶树脂的一段时间半固化片的特性25 of 62 半固化特性对压板的影响 Gel Time实际上也是RF%的一个体现，Gel Time时间越长，表明树脂流动性愈大，不宜凝胶，这样压板时造成树脂流失过多，厚度变薄Gel Time太短，树脂粘度变化太快，时间太短，以至出现气泡未被及时赶走的现象RF%有一个范围限制：过高，流胶过多，厚度不易控制。
过低，树脂的流动性差，无法填充导线间的空隙26 of 62 半固化片的存放 环境对半固化片的影响 温度过高，加快树脂的聚合反应，B-阶半固化片常温下较稳定温度过低，容易吸收水份进入半固化片中，吸附水加快固化反应，通常半固化片贮存的温度范围为18 22OC 湿度：湿度 较大导致 VC%变大，RF%变大，不利于固化反应，同时易出现分层起泡等品质缺陷因此，贮存的湿度范围为：50%-70%本公司的存放条件：温度：213oC 湿度：60%27 of 62 以上为公司目前的接收标准(参考TSQ010-QA-OI-001)公司常用半固化片108021162116(HR)76287628(HR)(%)62+-553+-557+-343+-551+-3(%)37+-528+-530+-323+-530+-5(S)140+-20140+-20140+-20140+-20140+-20(%)0.70.60.5RC=57RC=51 外观要求：无裂纹、无起皱、无潮湿、无其它异物 特性参数要求28 of 62 选择半固化片的原则 根据多层板的绝缘层厚度要求选择半固化片的种类 考虑压板时树脂填充导线间的空隙 应考虑内层的板面设计，铜面密度，铜箔厚度等因果，决定RC%的合理范围 根据板面的图形分布，决定RF%应选用高流动性的还是低流动性的树脂，从而定出RF%的范围。
29 of 62 排 板30 of 62 排 板 将基材(内层线路板)、纤维及铜箔按要求叠在一起为压板作准备铜箔纤维基材纤维基材纤维铜箔31 of 62 排 板将排好的板放入钢盘中钢 盘牛油纸钢 板铜 箔内层板铜 箔铜 箔钢 板牛油纸钢 盘32 of 62 4层板只有一张基材，排板时，直接将2/3面的内层板放在两个纤维层之间，外加两层铜箔即可；压板后，再钻出定位孔，以它定位制作外层线路，实现内外层的对位2面及3面的对位是在制作内层线路时决定的，2面及3面菲林上预先设计有定位孔，曝光时，依菲林定位孔调整2及3面对位情况层间对位(4层板)板边定位孔33 of 62 六层及六层以上板有二张或多张基材，除了上面所讲到的2/3面对位外，还有两张(多张)基材间的对位情况，较4层板的对位复杂多了以下以六层板为例讲述多层板的对位情况首先，同四层板一样，应先保证同一基材的两面(即2/3面及4/5面)对正，同时保证2/3及4/5四个面的定位孔距一致层间对位(六层及六层以上板)34 of 62 然后，在排板前，先将两张内层板用铆钉(或融合等)将钉在一起，保证2、3、4、5层的定位孔对准，然后同四层板一样，在排板时将钉好的六层板排在两层纤维之间，外面加两层铜箔。
压板完后，钻出定位孔，以它定位，制作外层线路，实现内外层的对位层间对位(六层及六层以上板)35 of 62 从前面所讲内容知，六层及六层以上板排板层定位时，必需先将两张或多张内层板钉在一起，以确保两张或多张基材间对位准确目前本公司钉板有三种方式：打铆钉手动打铆钉自动打铆钉 融合 打铆钉+融合钉 板36 of 62 自动打铆钉 由打铆钉机自动在铆钉位打上铆钉，将两张或多张基材固定在一起铆钉位已在制作内层时打好定位孔)下面为公司的自动打铆钉机37 of 62 融 合 采用融合方式生产的板，在板面设计有一组融合区(此区域内的为无铜区)，融合时，融合机上的融合头到达所需温度后，融合区内的纤维在高温下处于胶化状态，纤维.铜箔及基材紧紧粘叠在一起，从而达到将两张或多张的基材固定在一起的目的38 of 62 压板39 of 62 压板方式MASS LAMINATEPIN-LAMINATE40 of 62 MASS LAMINATEPIN LAMINATE41 of 62 Flow BeginResin MeltResin curesFlow end压板原理 利用半固化片从B阶向C-阶的转换过程将各线路层粘结成一体。
42 of 62 影响压板条件的因素 加热速度（升温速度）最高加热温度 提供的压力 硬化时间 压力与时间的配合 纤维的特性(树脂流量、树脂含量、胶化时间)多层板的规格(内层铜箔厚度、内层回路面积、导线间隔、绝缘层厚度等)43 of 62 升温速度合理控制树脂从开始流动到固化这段时间的范围，对压板的品质起至关重要的作用；这段时间内树脂的温度约在80OC 130OC之间，这个温度段Resin充分流动，称为Lamination window（or flow window）在这个温度段，加热速度将直接决定流胶时间A.升温速度快，胶化时间较短，树脂有效粘度范围小，流动不均匀，压板厚度不均匀B.升温速度慢，胶化时间较长，有效粘度范围较宽，树脂较容易流动均匀，从而压板厚度分布均匀44 of 62 但是流胶时间太长、太短也不好：太短树脂来不及导线之间的空隙太长将会流胶过多因此应合理控制这个温度段的升温速度，根据经验通常应控制80OC 130OC的升温速度在1.5OC+0.5OC/min 而在 80OC之前，130OC之后的Heat-up speed对压板的影响不大，应考虑到生产效率的问题，提高升温速度。
升温速度45 of 62 最高加热温度 要确定压板工艺的最高加热温度，首先应从半固化片供应商处了解到使用的半固化片的树脂体系，它的固化温度（cure temperature)是多少，根据它来决定一个压板cycle中应提供的最高加热温度是多少目前常用的环氧树脂的 cure temperature是1600C-1700C46 of 62 压板压力初压保证树脂与铜面之间充分接触高压提高树脂流动速度，尽快均匀地填充导线间的空隙冷压消除内应力提供缓慢冷却条件整个压板过程中由热压和冷压二部分组成，其中热压包括初压和高压两个阶段47 of 62 压板压力 压力的设定应根据树脂在不同温度段的变化来确定 首先在升温初期，树脂受热逐渐开始熔化，粘度下降，仍未到充分流动阶段应提供一个较低的压力，保证开始溶化的树脂与粗化铜面充分接触，这个压力通常称为kiss pressure 接。