多层板压合参数介绍

多层板压合参数介绍
多层板压合参数的控制主要是指温度、时间、压力之间的有机匹配。

以下从这三个方面做简单的叙述。

一、温度
温度大致可分为三个阶段，升温段、恒温段、降温段。

各阶段的作用如下：
a、升温段：以最适当的升温速率控制流胶。

b、恒温段：提供树脂硬化所需的能量及时间。

c、降温段：逐步冷却以降低内应力（Interral stress）
减少板弯（Warp Twist）。

在压板过程中有几个温度参数比较重要。

即树脂的熔融温度、树脂的固化温度、热盘设定温度及升温的速率变化。

熔融温度是指温度升高到70℃时树脂开始熔化。

正是由于温度的进一步
升高，树脂进一步熔化并开始流动。

在温度70℃---140℃这段时间，树脂是易
流体，具有可流动性，因此才能够保证树脂的填胶、湿润。

随着温度的逐步升高，树脂的流动性经历了一个由小变大、再到小最终当温度达到160℃--170℃时，树脂的流动度为零，这时的温度称为固化温度。

为了使树脂能较好的填胶、湿润，控制好升温速率就很重要，升温速率
就是指板料温度在70℃---140℃之间温度与时间的比值。

升温速率是层压温度
的具体变化，即控制何时温度升到多高。

升温速率的快慢关系到树脂在热压过程中的熔融粘度。

升温速度快，板面受热的均匀性差，树脂的熔融粘度低，易出现介质层厚度不均匀、白边、白角等问题。

升温速率一般控制为2--4℃/min。

这与PP的型号，叠层结构等密切相关。

对7628PP升温速率可以快一点即为2---4℃/min、对1080、2116PP升温速率控制在1.5--2℃/min，同时叠层时PP数量多升温速率也不能太快，容易造成滑板。

热盘温度主要取决于钢板、钢盘、牛皮纸等的传热情况，一般为180℃到200℃。

二、压力
多层板层压压力的大小是以树脂能否填充层间空区，排尽层间气体和挥
发物为基本原则。

由于热压机分非真空压机和抽真空压机，因此从压力出发
有一段加压、二段加压和多段加压几种方式。

一般非真空压机采用一段加压
和二段加压。

抽真空压机采用二段加压和多段加压。

对高、精、细多层板通常才用多段加压。

压力大小一般根据PP供应商提供的压力参数确定。

我司采用的是多段加压方式，其阶段划分及各段的作用如下：
a、初压（吻压 Kiss Pressure）：使每层（BOOK）紧密接合传热，驱赶
挥发物及残余气体。

b、第二段压：使熔融的流动的树脂顺利填充并驱赶胶内气泡，同时防止
一次压力过高导致的褶皱及应力。

1PSI=0.07kg/cm2
三、时间
四、压合温度、压力曲线范例
单位换算：1kg/Cm2=14.22PSI
胶太多，造成层压板缺胶、板薄，甚至滑板等不良现象。

若施加主压时间过迟，则会造成层压粘接界面不牢（剥离强度不够）、空洞、或有气泡缺陷。

压力及转压时间的设置主要是促进树脂流动，将板中的挥发性物质、水时间。

具体的转压温度点应根据实际情况的变化来选择。

汽赶出板外，并且使铜箔与树脂在高压下很好的结合在一起。

转压时间应参考树脂在热压中的熔融粘度，理想的转压点总是熔融粘度最低点，但是熔融粘度的测量较麻烦，因此主要以温度作为参考。

因不同开口不同层板料的温度存在差异，其参考点取某一开口的中间层的中间点，主要以这点的温度来评定转压机台上的设定压力强度则与压机的活塞轴有直接的关系。

故先看板面压力强度的规范数值后再去换算成压机要设定的压力，即：
设定压力=K1×A （板子面积）×PNL 数÷压机活塞轴截面积(2122.6cm2) K1为PP 供应商提供的压力参考值。

时间参数主要是层压加压时机的控制、升温时机的控制、凝胶时间等方刻是控制好层压质量好坏的关键。

若施加主压时间过早，会导致挤出树脂、流面。

对二段层压和多段层压，控制好主压的时机，确定好初压到主压的转换时 设定低压时K1可参考范围为100PSI---150PSI(150PSI)，
第二段压力设定时K1可参考200PSI---300PSI(250PSI)，
高压设定时K1参考350PSI---450PSI 。

c 、第三段压：产生聚合反应，使材料硬化而达到C-stage 。

d 、第四段压：降温段仍保持适当的压力，减少因冷却伴随而来的内应力。

2、压力计算：
传统式的初压及全压，大量法的低压及高压都是对板面面积而言的。

Time （min ）140
180±50PS 20--30min 80--90min 10--15min
注：左图为热压温度压力曲线，多段加压热压后冷压，我司冷压95PSI ，1H 。

在范例中最初只会使用小压力来贴近电路板，这样的压合状态就是吻压（Kiss Pressure），当PP温度及状态达成某种程度时，就会开始升温加热进行第二、三、四阶段的压合，部分厂会采用第二段全压直接完成树脂硬化，这被称为一段压的压法，但是多数厂家会选择两段温两段压的方式进行压合。

我司采用的是多段方式压合，并在树脂硬化的后期略为降压降温，减少压合板的内应力。

树脂胶化与硬化的过程
以热力传输的观念而言，愈靠近叠层中心的电路板升温会愈慢，因此升
温曲线的斜率相对也会愈低。

以时间与粘度关系而言，升温速率快代表单体
会快速产生，因此可达到的最低粘度也会比较低，但相对的粘度回升时间也短。

相反的如果升温速率低，单体产生也慢，因此可达到的最低粘度也比不上高的升温速率，而且粘度提升到无法流动的状态时间也长。

一般从树脂可流动的时间开始计算，经过低粘度的过程重新回到不可流动的时间，这个时间长度就是所谓的胶化时间也叫凝胶时间（Gel Time）也就是树脂可以填充电路板空区的时间。

一般油压式的压合设备因为整叠的电路板会从两面获得热源，因此温度变化呈对称现象。

以一个开口的1层和10层为例，第1层和第10层的电路板大致上呈相同的温度变化，其它的依次类推。

由这样的状态可以想到，油压式的热压机设计各单层板的升温速率并不相同，但是压力却是由上下两放所提供的，所以流胶状态在这样的设备中是无法一致的。

但是在真空舱式，但是在真空舱式的压机中因为压力来自于各个的方向，因此均匀度表现会较好一些。

基本上如果将堆叠的层数减少，理论上树脂流动均匀性会改善，相对的板厚的控制就可能较好，但是会影响到产能。

对于材料的特性而言，在热压时就已经决定了，冷压不致对树脂材料的特性有太大的影响。

一般希望改善电路板的平整性，可以在树脂硬化不流动后降低一点压力，同时降温时减缓温度变化的速率，对于某些产品确实有结构稳定于平整度改善的作用。

但是这些工作最好都在树脂高于TG值时是第一次聚
合时就能进行控制，否则应力积蓄并冷却到TG值以下再改变就有困难了。

树
脂硬化后降温至玻璃转化点以下之后转入冷压将电路板冷却至常温，可以提
高压机的运转效率。

五、小结
影响多层板压合品质的因素很多，以上只是从压合的参数方面作简单的叙述。

从以上叙述中可以了解到，合理设置压合程式的关键是对PP特性的了解。

因为多层板在设计时为满足客户对成品板厚、阻抗的要求，必须对不同的料号选用不同厂商、不同型号、相同型号不同含胶量、数量的PP，所以压合参数设置的变数很大。

因此在多层板制程运作的初期，最保险的做法就是每一个新的多层板料号先在试压OK的基础上进行量产，然后收集整理不同料号的程式。