覆铜板基板的制造流程

覆铜板基板的制造流程

覆铜板是通过在加热和加压条件下把浸渍树脂的填充材料层和铜箔压合在一起而制成的，通常使用液压机来完成这项操作。下面将详细讨论关于工业标准的FR -4 (覆铜箔环氧玻璃布层压板)材料的加工过程，该过程可以被推广到包括今天所有可用的基板类型。

一，材料

基板制造所需要的材料是玻璃纤维(填充物)、环氧玻璃布极(树脂)、溶剂和铜箔。

1 玻璃纤维布

玻璃纤维布在大多数基板中起主要的增强结构的作用。玻璃纤维提供的刚性和强度与环氧树脂的粘接、密封和绝缘性能相辅相成。这些单股的玻璃纤维细线是构成玻璃纤维布的基本要素。线状的纤维被放到一起形成纱线或纱束，接着像编织其他任何类型的织物一样，大量的纱线在布料制造厂中被编织到一起。不同的细线和纱束直径的组合、细线支数和编织密度以及其他参数等的控制将制成多种厚度和重量的玻璃纤维布。最后，玻璃纤维布还要用设备涂覆树脂进行整理，使树脂浸渍和附着到织物上。

2 环氧树脂

树脂的作用是像"胶水"一样使基板粘接在一起。环氧树脂可以在不同的生产阶段从不同的厂家购买。可以购买液态的环氧树脂，这样可以使用私有配

方和工艺流程把它调和成适用的树脂;也可以购买进一步加工或调和好的固态树脂，它已经完成固化和催化，可以直接投入使用。

3 铜箔

大多数用FR-4制造的铜箔是电镀类型的铜箔，这些铜箔通过把铜电镀到部分浸到电镀溶液中的缓慢旋转的滚筒状的阴极上而制成。当滚筒旋转时，电镀沉积的铜以持续的速度被从阴极滚筒上剥离。不同的滚筒转速和电流强度可以改变铜沉积的速度，从而改变所得铜箔的厚度。在这个阶段得到了"原始"铜箔，然后要进行不同的预先设计好的加工，以增加毛面的表面粗糙度，从而增加它与基底的机械粘接力。另外，铜箔要被涂上一层很薄的保护涂层薄膜，以防止在成层和贮存期间铜的氧化。

二，制造流程

三种主要的原材料一一玻璃纤维布、树脂、铜箔在层合机的压合下得到完全处理好的最终产品，它在印制电路板的制造过程中具有空间稳定性以及抗湿气、抗化学制剂和抗热偏移性能。制造流程就是把主要的原材料薄片结合在一起，如图6-2 所示。

1 处理

处理指的是将液态树脂被应用到玻璃纤维布上的过程，通常经由浸渍和计量滚筒的组合作用。接着，处理过的玻璃纤维布要通过一种可控热源使树脂半固化，这种热源是一种干燥炉，它是空气循环或红外线类型的，可以长达40m 。大多数的被浸渍到玻璃纤维布中的挥发物此时已经干燥，这个阶段通常被称作预浸料坯阶段或"8" 阶段。

由于浸渍和测量过程很关键在处理中必须进行严格的过程控制。既要使玻璃纤维布被树脂完全浸润，又要精确控制树脂的吸收量，这对保证基板的一

致性和质量是极为重要的。实际上，树脂与基材的比率、最后的半固化胶片的厚度和树脂聚合的程度需要被监控。

2 叠合

叠合是把处理好的半固化胶片和铜箔组合好以便压合。在这步操作中，铜箔首先被放置在一块大的抛光的不锈钢板上，接着，一些半固化胶片被放在铜馅上。叠放层数的多少取决于需要的基板厚度。如果需要材料两面都有铜箔的话，应把最后一张铜箔放在半固化胶片之上。倘若只要求一面有铜箔，那么用一层隔离膜来取代一面的铜箔。

3 压合

压合是把热量和压力同时加到叠合好的板堆或叠板(即半固化胶片、铜箔以及可能有的隔离膜)上，生产出完全处理好的基板的过程。这步操作是通过液压机完成的，能够把压强提高

到1000psi8 英寸( psi) 。蒸汽是典型的热源。板堆或叠板每次压合时，典型的操作是压制80 张36in x 48in 或250 张48in x144in , 1 /l 6in 厚的基板。

在压合过程中，半固化环氧树脂会液化及流动，从而逐步排出侵入基板中的空气或其他气体。这种流动可以起到密封铜锚的处理面、促进铜筒粘接，并且使树脂在每层中均匀分布的作用。一段时间之后，在液化树脂中的环氧树脂群组开始形成交联，逐步使树脂固化。热电偶被放进一些基板中以监察和控制温度，在这期间定时器对按照预先设定的固化周期自动记录时间。当固化完成时，蒸汽被自动切断，压力减小到开始的状态，压合的叠板被冷却到可以处理的温房(80°F) 。从液压机中取出后，基板的边缘会被修剪，以去除不规则的过量槛出的树脂。在这个阶段，基板被裁剪成为所希望的板件或面板尺寸。

在制造流程中，需要进行一些质量控制检查，以保证基板厚度的一致性、层压结构的完整性(对极端温度、恶劣的机械及化学条件的耐受性)、不产生板弯和板翘、表面质量和介质的变化。基板制造流程的知识对设计、制作和装配人员了解印制电路板生产中关键的建构块的性能和层压结构是有帮助的。

4 质量控制

基板在制造完成后要经历各种测试。它们要被进行下列检验:

1 )洁净度;

2) 板弯和板翘;

3) 边缘;

4) 耐燃性;

5) 划痕;

6) 空间稳定性;

7) 厚度;

8) 树脂含量;

9) 吸水性;

10 )挥发物含量;

11) 漂锡测试(焊料阻力)

12) 树脂流动和胶化时间;

13 )粘接强度;

14 )印制适应性;

15 )抗弯强度;

16) 可钻性;

17 )剥离测试;

18 )冲孔和剪切性能。