PCB层压制程介绍

酚醛 环氧
3-1-2：纤维布覆铜板
NEMA牌 号 G-10 G-11 FR-4 FR-5 基材 树脂 机械性能 一般 耐热 玻纤布 环氧 阻燃 耐热、阻 燃
3-1-3：复合型覆铜板
CEM-1 树 阻燃型环氧树脂 脂 结 构 CEM-3 阻燃型环氧树脂
3-1-4具有高频特性的基板 具有高频特性的基板
60,10
,
Kiss Pressure 25~35 60~70
,
Cooling 40~50
,
60±10 psi (5kg/cm2)
Time(min)
工艺控制要点
5-5：环境的控制：温湿度、洁净度 5-6：物料的控制：物料的储存时的条件，是 否过期，以及各项性能指标在范围内。 5-7：规范操作.
层压后性能的检测
3-1-4具有高频特性的基板 具有高频特性的基板
3-1-4-2，各种板材特性的对比：
项目 ε（1MHz tanδ 氟树脂 BT板 板 2.6 0.000 8 3.5 PPO板 改性环 氧板 3.5 3.8 FR-4 4.7
0.0016 0.0020 0.0060 0.0180
3-2 半固化片介绍
可以由程序控制，另一方面可以改变缓冲纸 类型、厚度来进行调整，对于不同的树脂体 系有不同的升温速率，过高的升温速率使得 工艺操作范围变窄，工艺控制困难，过慢的 升温速率使得升温时间延长，树脂在升温过 程中流动较慢，填充不完全，容易形成空隙 ，厚薄不均匀，一般控制在80℃-120℃之间 ：1.5min/℃-2.0min/ ℃
2-2-4物料的升温速率与黏度的关系
1000000 100000
1.5℃/min 2℃/min 3℃/min 5℃/min
η (Pas)
10000
1000
100 80 100 120 140 160 180
Temperature (℃)
物料介绍
3-1：覆铜板介绍 3-2：半固化片介绍 3-3：铜箔的介绍
原理介绍
2-1.化学反应机理 2-2.流变学的基础知识
2-1化学反应机理
2-1-1 单体：丙二酚及环氧氯丙烷 2-1-2 催化剂：双氰胺 2-1-3 速化剂：苯二甲基胺及2-甲咪唑 2-1-4 溶剂：二甲胺 2-1-5 稀释剂：丙酮或丁酮 2-1-6 填充剂：碳酸钙或氢氧化铝等
2-1化学反应机理
3-2-2半固化片的型号及厚度
1.按照使用增强材料与树脂含量的不同，将B 片分为不同的型号：7628，2116，1500， 1080等 2.半固化片的厚度跟树脂的含量、板件布线 的密度等有极其密切关系，下图是以2張 P/P片疊合在一起壓合后所測得的單片P/P 片的厚度范圍(即留銅率為100%時的厚度范 圍)实际中会比下面的值偏低
3-1覆铜板的介绍
3-1-1：纸基覆铜板 纸基覆铜板 3-1-2：纤维布覆铜板 3-1-3：复合型覆铜板 3-1-4：具有高频特性的基板 具有高频特性的基板
3-1-1纸基覆铜板 纸基覆铜板
NEMA牌 基材 号 XXXP XXXPC 纸 FR-2 FR-3 树脂 电气性能 机械性能 高绝缘性 热 冲 （1011 以 冷冲 上） 冷冲、阻 燃 冷冲、阻 燃
定位系统的介绍
四槽定位示意图 六孔定位示意图
工艺控制要点
5-1压力：用于挤压多层层间的空气，并通过挤 压促进树脂的流动，填满图形间空隙，可根 据半固化片及覆铜板的性能、结构、形状进 行调整，对于真空压机一般控制在250500PSI，在压板周期一般为：一步加压，二 步加压，三步加压。
工艺控制要点
3-1-4-1 在高频线路中，信号的介质损失(PL)与基板材料有关。 PL＝K·f·（ε的平方根）·t anδ PL：介质损失 K：常数 f：频率 ε：介电常数 tanδ：介质损失角正切 从上式可以看出，频率越高，介质损失越大。介质损失大，则吸收高 频信号、转变为热的作用就越大，导致不能有效的传送信号。为了减少 介质损失，必须降低材料的介电常数和介质损失角正切。 在高频线路中，频率一般超100MHz。一般的环氧玻璃布板，已满足 不了使用要求。目前，通常采用聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺(PI)、BT、 PPO等高频材料。
3-2-1半固化片的定义 3-2-2半固化片的型号及厚度 3-2-3性能指标及储存条件
3-2-1半固化片的定义
半固化片是由树脂和增强材料（玻纤）构成的一种 预浸材料，其中树脂是处于B阶段结构，在温度和 压力作用下具有可流动性能很快固化和完成粘结过 程。 按照树脂的固化程度不同可将其分为A、B、C阶， 其中A阶为在室温下，能够完全流动的液态的树脂， B阶为 环氧树脂部分处于交联，在加热的条件下， 具有一定的流动性，C阶为树脂全部交联，在加热 的条件下不具有流动性。
挥发物含量VC：浸渍玻璃布时，树脂所用的一 些小分子溶剂，挥发物在半固化片的百分比。 一般应在：≤0.3%，含量过高时在层压中容 易形成气泡。
3-2-3-5 B片储存条件及切割
温度、湿度对半固化片的性能有较大的影响， 溫度太高， 溫度太高， 會造成樹脂Bonding(粘結 ，以致壓合后基板有白點、白化 粘結)， 會造成樹脂 粘結 以致壓合后基板有白點、 等情形。水气：貯存濕度太高使Prepreg吸收 吸收Moisture(水 等情形。水气：貯存濕度太高使 吸收 水 汽)，在壓合過程中會導致流膠過大，白邊白角大等异常； ，在壓合過程中會導致流膠過大，白邊白角大等异常； 嚴重時，可導致基板白化等异常。 嚴重時，可導致基板白化等异常。 湿度越低愈好，存放在温度≤5℃，存放时间可达6个月；存 放在温度≤21℃，相对湿度：30-50%存放3个月。 B片的切割：B片在切割过程中须特别注意B片的经纬向，必 须严格按照经纬向要求进行切割，一般为卷轴方向为纬向
2-2流变学的基础知识
2-2-1 黏度 2-2-2 Tg值 2-2-3 粘弹性 2-2-4 物料的升温速率与黏度的关系
2-2-1黏度
黏度是流体具有粘性现象的基本性质，是当 流体物质受到外界“剪切应力”作用下，所 产生“剪切应变”的情形，黏度数值越大， 表示物质越不易流动，而黏度数值越小，表 示物质越易流动。 F/A=u(v/l) ;F/A:剪切应力（单位面积上所承 受的力）v/l：剪切速率（流程厚度移动的速 度）u：黏度（比例常数）
3-2-3-1：含胶量 RC（resin content）
含胶量 RC：在半固化片中所占的重量百分 数，计算公式为：樹脂重量 玻纖布重 + 樹 樹脂重量/(玻纖布重 樹脂重量 脂重) 脂重 对于同一体系的半固化片，其含量大小直接 影响半固化片的介电常数，尺寸稳定性等， 一般树脂含量越高，介电常数越低，尺寸稳 定性差，厚度越厚。
工艺控制要点
5-4压板周期：根据压力的变化可将压力分为 预压和高压两阶段，预压主要的作用是使熔 融树脂润湿，挤出内层图形间的气体并用树 脂填充图形间隙及逐渐提高树脂的动态黏度， 一般施高压时的温度在90℃左右。下面是压 力温度曲线图
工艺控制要点
温度压力曲线示意图
2T2P Pressure Temperature 400±50 psi 400± (25~28kg/cm2)
P/P壓合厚度 P/P壓合厚度
P/P類別
RC% 公制(mm)
壓合后的厚度 英制(in) 7.6±0.8 8.6±0.8 9.0±0.8 4.5±0.6 4.9±0.6 2.8±0.4
7628 7628HR48
43±3
0.192±0.02 0.218±0.02 0.228±0.02
48±3 50±3 50±3 53±3
2-2-1黏度
黏度为一种物质的特性数值，在一般正常的 情况下，该黏度值为一固定不变的常数 温度、分子量的大小、分子的构象对黏度都 有较大的影响,增加温度将会提高的物质分子 之间的活动能力，会导致黏度降低，提高分 子量，增加交联程度，都会提高物质的黏度。
2-2-2 Tg值
是指聚合物因温度之逐渐上升而导致其物料性变化， 在常温时呈非结晶无定形态，或部分结晶之坚硬状， 且具有脆性如玻璃一般的物质，于高温下时将转变 成为一种位粘滞度非常高，且柔软如橡皮一般的另 一种转态。二者在物性的变化是指硬度、脆性、比 热等都有很大的不同，此一引起巨变的温度范围称 为Tg Tg值高，其耐热性、抗水性、抗溶剂性、机械强度、 介典性，尺寸稳定性等都有较好的提高
2-2-3粘弹性
压合制程所使用的B片中的聚合物，所于一种 热固型式的树脂，既具有粘性，又具有弹性， 因此是一种粘弹性的流体。
2-2-4物料的升温速率与黏度的关系
升温速率较快，会使流体物质的流动情形 增加，但是如果过快，则会导致流动现象 过高或不均，且会增加胶体物质的硬化速 率，提前到达固化温度，使可用的工作时 间减少，反之亦然。
3-3铜箔的介绍
3-3-1电解铜箔（ED）：是通过专用电阶级在圆形的 阳极滚筒上连续生产出来的毛箔经过粗化层处理、 耐热层处理、纯化处理，主要用与PCB中。 3-3-2压延铜箔（RA）：是将铜板经过反复辊扎而制 成，在毛箔生产完成后，还要进行粗化处理，压延 铜箔耐折性、弹性系数大于电解铜箔，主要用于绕 性覆铜板（FPC)上。 3-3-3铜箔的型号及厂家：型号：1/3OZ； 0.5OZ;1OZ;2OZ等， 厂家：卢森堡、三井
7628HR50 2116
0.115±0.015 0.125±0.015
2116HR53 1080
61±3
0.070±0.01
3-2-3性能指标及储存条件
3-2-3-1：含胶量 RC（resin content） 3-2-3-2：流动度 RF (resin flow ) 3-2-3-3：凝胶时间GT (gel time ) 3-2-3-4：挥发物含量VC (volatite content) 3-2-3-5 B片储存条件及切割
3-3铜箔的介绍
3-3-4 ：RCC （RESINE COATED COPPER）铜箔： 一边为：铜箔，另一边为：树脂（没有玻纤增 强）主要用于激光钻孔。 3-3-5：RCC型号及厂家： 0.33OZ,80um;0.330z,60um;0.5oz,80um等 厂家：LG 日立化成等
定位系统的介绍
5-2：温度：提供热量促使树脂融化，从而充分 润湿内层图形达到与铜箔很好的结合，对于 不同树脂体系采用不同的交联剂，因此固化 温度也有差别，环氧树脂中采用双氰胺作固 化剂，其交联温度在160-170℃，因此通常物 料的温度在此温度下保持30分钟以上
工艺控制要点
5-3升温速率：是一个重要参数，其大小方向
3-2-3-3：凝胶时间GT (gel time )
凝胶时间GT：树脂在加热情况下，处于流动 态的总时间，一般凝胶时间为：140-190s ,凝 胶时间长，树脂有充分的时间来润湿图形， 并能有效的充满图形，有利于压制参数的控 制。
3-2-3-4：挥发物含量VC (volatite content)
3-2-3-2：流动度 RF (resin flow )
流动度 RF：树脂中能够流动的树脂占树脂总 量的百分数，计算公式为：樹脂流出量 玻纖 樹脂流出量/(玻纖 樹脂流出量 樹脂重)， 布重 + 樹脂重 ，一般在25-40%之间，其含 量随玻璃布厚度的增加而减少；流动度过高， 在层压过程中树脂流失太多，易产生缺胶， 流动度过低，容易造成填充图形间隙困难， 产生气泡、空洞因此在层压过程中易选择流 动度适中的半固化片。
层压制程介绍
内容介绍
流程介绍 原理介绍 物料介绍 定位系统介绍 工艺控制要点
层压后性能的检测
常见品质问题分析与对策 压机故障时板件处理方法 层压目前的生产条件
流程介绍
1-1.MASSLAM 备料 预叠 拆板 1-2.PINLAM 备料 叠板 拆板 叠板 压板
Fra Baidu bibliotek
压板
拆PIN
流程介绍
1-3叠合的示意图
在多层板层压的过程中，定位系统主要有销钉定位和 无销钉定位两种。 4-1:MASSLAM:没有销钉，层间对准度低，生产效 率高，主要用于生产四层板，生产高多层时，须先 热熔或铆钉铆合。 4-2:PINLAM：有销钉定位，主要有四槽定位，四孔 定位、六孔定位等，此种定位方式，层间对准度高， 但生产效率较低，然而我司采用六孔定位，我司的 叠板传送带根据我司的特点量身定做，生产效率很 高。