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1、多层印制板层压工艺技术及品质控制（二）3 层压过程之品质控制简介 31 前定位系统层压过程品质控制 311 半固化片来料品质控制 凡新购进的1080型或2116型半固化片，为掌握压制的具体工艺方案和检验材料是否符合要求，应对材料性能进行测定。在材料入库保存期超过三个月后，由于材料随着存放期延长产生老化现象，也应进行测试以判定材料是否适合生产需要。具体性能测试有树脂含量测试、树脂流动度测试、挥发物含量测试和凝胶化时间测试。 (1)树脂含量测试 取样 试样为正方形，其对角线平行于经纱斜切而成，尺寸为44英寸，共计三组，每组重量大于7克。其中一组切自半固化片的中央部位，另两组分别切自半固化片的两侧，
2、但到边缘的距离不得小于1英寸。 测试 把试样放入坩埚中(坩埚应先称重)一起称重，精确至1mg，连同坩埚放入马福炉中加温至500600，灼烧时间不少于30分钟，从炉中取出坩埚和残渣，放入干燥器里，冷却至室温，称重量精确至1mg。 注：炉温应控制在不造成玻璃布有熔融现象，而且树脂应完全灼烧呈全白状态，否则应延长时间或调整温度重新制作。 计算 G()(m1m2)/m1100 式中：G半固化片树脂含量百分数；m1试样重量；m2失去树脂后玻璃布重量。 记录 将测试的三组试样，分别记录结果。 说明：如果没有马福炉，可作一般精度的测试。样品用浓硫酸将树脂彻底溶解后，用水洗涤干净，100110烘干，取样品原重
3、与失去树脂后重量，按上述公式计算。 (2)树脂流动度测试 取样 试样为正方形，边长44英寸，精确至0.01英寸，切割方向为对角线平行于经纱斜切，样品总重20克为一组，共3组。重量精确至0005克。 测试 每组以布纹方向一至叠合在一起，放于两平板模具内，压机预热至1705，入模立即施压力(11.5)106Pa/cm2，压力升至最大值约为5秒钟，保温保压20分钟，开机取件冷却至室温。 切取一个正方形，其边与试样对角线平行，边长为2倍的2的平方根0.01英寸，或切成3192001英寸的圆，圆心为试样对角线交点。 用分析天平称取小方块重量，精确至0005克。 计算 n()(m12m2)m1100 式中
4、：n树脂流动度；m1试样切片初始重量(20)；m2小块取样的重量。 (3)挥发物含量测试 取样 试样为正方形半固化片，尺寸为44英寸，裁切方向为对角线平行于经纱，每个试样的一个角冲上一个直径18英寸(3175mm)孔，每种半固化片切取三块试样，切取试样时，两边离半固化片边缘距离不小于1英寸。 测试 用分析天平称试样重量，精确至1mg。然后用金属小钩把试样挂在1632的恒温鼓风干燥箱内15分钟。从烘箱中取出试样置于干燥器里冷却至室温。用分析天平对试样称重时，环境相对湿度应低于65，快速称重，精确至1mg。 计算 W()(m1m2)m1100 式中：W挥发份百分数；m1干燥前试样重量，g；m2干燥
5、后试样重量，g。 (4)凝胶化时间测试 测定用设备 凝胶化时间测试仪。 取样 按前同样方法裁切200mm200mm试样三张。 测定 取一张半固化片试样，从中取出树脂粉约015克，放入已加热恒温在1703的钢板平底孔中，用不锈钢或玻璃棒搅拌，从熔融状态直至拉起树脂能成为不断的丝状物，即为已固化。记录树脂粉由熔融状态至能拉起树脂间的时间，即为凝胶化时间。三件试样分三次测试，取三次时间的算术平均值为准。(在每做完一次测试后，应立即消除废胶，清洁平底孔。) 31.2 内层单片黑化质量控制 3121 微蚀速率控制范围及方法 (1)控制范围：10-2.0mcycle (2)测试方法： a.FR4双面无钻孔
6、基板，并清洁其表面； b.切成10cm10cm试片，并钻一小孔； c.100下烘10min，并在干燥器中冷却至室温； d.称重W1； e微蚀液中处理，清洗并在100下干燥10min； f在干燥器中冷却至室温； g称重W2； h微蚀速率(W1-W2)5.6（mcycle） 3122 黑化称重控制范围及方法 (1)控制范围：0.2035mg/cm2 (2)测试方法： a.FR-4双面无钻孔基板，切成72cm72cm试面； b随生产板挂入缸内，黑化水洗后取出； c100下烘10min，并在干燥器中冷却至室温； d称重W1； e用10H2SO4溶掉黑膜，水洗净； f：100下烘10min，并在干燥皿中
7、冷却至室温； g称重W2； h黑化称重(W1-W2)mg100cm2。 3123 内层单片黑化操作过程控制记录(参见下表4)表 4 多层印制板内层黑化操作过程控制表令 号图 号数 量图形面积总图形面积：操作参数控制温 度除 油微 蚀预 浸黑 化还 原备 注：操作者： 监控者：年 月 日 3124 增加内层结合力、减少楔形空洞及粉红圈缺陷的产生 在制造多层印制板的制程中，许多年以来，铜表面的氧化(或黑氧化)工艺是内层板铜表面处理所普遍采用的标准。由于处理后的表面状况，铜的氧化层表面对于内层单片与半固化片间提供了较高的结合力。但随着印制电路技术的发展（如更高的层数、更细的线宽及间距、更小的孔径和盲
8、孔的出现），传统的黑氧化技术竭尽所能而难再上一层楼。 此外，新的印制板制造工艺技术的出现，如直接电镀技术的迅猛发展，对黑氧化提出了更高的要求。在传统的多层印制板PTH制程中，多层板内层孔环之黑化层侧缘，常受到各种强酸槽液的横向攻击，其微切片截面上会出现三角形的楔形缺口，称为楔形空洞(Wedge Void)。若黑化层被侵蚀得较深入时，甚至会出现板外也可见到的粉红圈(Pink Ring)。对于这种Wedge Void发生的比例，“直接电镀”要比传统的“化学沉铜”发生的更多，原因是化学沉铜槽液为碱性，较不易攻击黑化膜，而直接电镀流程(含钯系、高分子系或碳粉系等)多由酸槽组成，在既无化学沉铜层之迅速沉
9、积层，又无电镀铜之及时保护下，一旦黑化层被攻击成破口时，将会出现Wedge Void，直至出现Pink Ring。 (1)鉴于上述原因，安美特公司推出了旨在提高多层板层间结合力的“Multibond体系”。具体流程如下： 除油微蚀活化黑氧化还原(Multibond SR)增强(Multibond Enhancer) 通过使用Multibond SR和Multibond Enhancer改进并发展了Multibond处理工艺，可有效增加对酸侵蚀的抵抗力。 Multibond SR作为还原液能将在氧化浴中形成的氧化铜(或氧化亚铜)还原成金属铜： Cu2+十2e-Cu Cu+十le-Cu 试验证明，
10、氧化表面未经还原处理，则有粉红圈现象；而氧化表面经Multibond SR还原处理后，则没有粉红圈现象产生。 当还原处理后的板处于湿、热环境下时，再次被氧化的可能性很大。Multibond Enhancer专门被用来阻止经Multibond SR还原处理后的表面再次被氧化。其结果是，经Multibond Enhancer处理后，抵抗酸侵蚀的能力得到了进一步的提高、黑化处理后板直至层压这一段的存放时间得以延长、消灭了粉红圈现象、在随后进行的制程中无楔形空洞出现。 (2)宝利得科技有限公司(Polyclad Technologies)针对粉红圈现象的产生，也提出了相应的对策。在传统的黑氧化制程上，
11、增加黑氧化后处理，采用黑氧化还原剂(Enbond Xtra)进行，也达到了提高结合力，消灭了粉红圈现象的出现。 (3)为进一步解决多层板内层之黑化膜易受酸液攻击，而出现楔形空洞与粉红圈；黑氧化结晶之厚度不易掌控，细密线路中容易出现短路，内层板厚度小于02mm，造成制作上持取的难题。安美特公司新近推出了水平棕化的Bondfilm制程，并开发了薄板输送与槽液喷流技术。它具有以下特点： 仅需三站、数分钟内即可完成全部处理，省水、省电； 除油(BondFilmTM Cleaner) 活化(BondFilmTM Activator)BondFilm(BondFilmTM Part A十B) 可高速稳定的
12、进行超薄板(50)的制作； 具有最佳的有机金属膜之耐酸性，见下表5；表 5 有机金属膜之耐酸性对比Non Reduced OxideReduced OxideBondFilmAcid resistance（secs）357080400 可提高内层的固着力； 增长压合前所需的等待时间； 操作范围宽广，药液寿命长。 31.3 正式生产前之试压 为保证多层印制板的层压质量，每批半固化片投产压制前，应拟订具体压制的工艺方案进行试压，试件进行厚度测量、耐焊性能试验、分层起泡状态的评定及抗弯强度测量，符合产品性能要求后，方可正式进行产品压制。(试压用的内层单片可用同批产品中有断线、图形精度超差等废品板，但
13、其它处理工艺完全符合成品单片要求。) 3.14 层压板之质量控制要数 (1)层压后板面铜箔与绝缘基材的粘接强度测试； (2)将外层铜蚀刻掉，检查多层板内层应无肉眼可见的分层、起泡、显露布纹、露纤维和起白斑； (3)耐浸焊性：2606的焊锡或硅油中浸渍20秒钟，无分层起泡现象； (4)压制件应保留足够的胶量，板子的静抗弯强度不低于1.6108Pa； (5)内层图形相对位置和各层连接盘的同心度必须符合设计要求； (6)压制后的多层板厚度应符合设计图纸或工艺卡的具体规定； (7)板面应平整，其扭曲或弓曲最大量为对角线的05； (8)外层铜箔上应无环氧树脂、脱模剂或其他油脂污染，铜箔表面应无划伤的痕迹，无杂质造成的压坑； (9)粘结层内应无灰尘、外来物等异物； (10)废边切除不得损坏定位孔，外边与孔口距离不少于3mm。压制的流胶也不得损坏定位孔，孔口无流胶引起的凸起现象； (11)凡因装模引起的位置颠倒、层间错位不重合，在后道工序(蚀刻后)可观测到时，均属压制废品。 315 多层板层压操作过程控制记录（参见下表6）表 6 多层印制板层压过程控制表操作者_监控者 _工作令号制造时间层 数生产数量面 积叠板数半固化片代号半固化片张数压板机号牛
