压合工艺及改善向的探讨论文.doc

1 引言 随着电子产品制造技术的迅速高水平化、电子产品的小型化、轻量化、高功能化、以及表面贴装技术的猛速发展，要求印刷电路板本身的弯曲翘曲度、PCB焊接时连接热盘和焊接的共面性与平坦度也非常严格；因此在电子产品中起重要角色的PCB也必须随着向高精度、高密度、高层次、小型化方向发展。压合工艺在电路板向多层化中发展起着至关重要的作用。压合的本质便是实现芯板与芯板、芯板与铜箔之间的有效粘结并保证其绝缘性能和整板的电气性能。为了提高结合力，在压板之前先要对内层芯板进行表面处理；层压工序是多层印制电路板制造中比较重要的一环，通常情况下压合参数的设定是关系到压合品质好坏的关键一步。本论文主要介绍了内层芯板表面棕化机理和层压参数的匹配性，并对铜皱产生的原因和解决方法进行了探讨，文章结尾还对压合的优化方向提出了一些我的想法。 2 压合流程 图2.1压合流程图 其中蚀后冲孔是在板子边缘冲出铆钉孔，供叠板时打铆钉，防止内层板层压时发生层间错位；叠板是预先将待内层芯板、PP、铜箔等按一定顺序叠放，为层压做准备；拆板、打靶、锣边是压合的后处理工作，主要用来钻出定位孔，方便后续工序定位，并对板边进行处理。这些工序原理简单，在此不作多介绍。 3 层压材料 在层压的过程中用主要到的原料有内层芯板、PP、铜箔。除此之外，层压时还会用到分隔钢板和牛皮纸作为辅料。 其中铜箔是层压时主要的加工对象之一，用于制作外层线路；分隔钢板在层压时平衡板面压力，使整个板面受力均匀。鉴于此，分隔钢板要有足够的硬度来保证他的功能；而层压过程中在压盆上下加垫的牛皮纸，是为了缓冲压力分布，使层压机的压力能够均匀的分布在整个板面。半固化片作为在层压时，起到粘结上下层，并提供机械性能的重要作用将在下面做重点介绍。 半固化片由玻璃纤维布和树脂组成。树脂成分主要为环氧树脂，环氧树脂是泛指分子中有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物。正是由于活泼环氧基团的存在，才可使环氧树脂与固化剂在一定的条件下发生固化反应，生成立体网状结构的产物，从而显现出各种优良的性能。固化剂在环氧树脂的应用中是必不可少的，有些固化剂不同于催化剂，它在固化反应中既起到催化作用，又与树脂相互交联生成交联聚合物。因此固化剂在某种程度上对固化反应起着决定性作用，它决定了固化反应历程和所生成的交联聚合物的性质。半固化片中所添加的固化剂都是潜伏型固化剂，即在室温条件下可与环氧树脂较长期稳定地存在，而在高温高压或者光照等特殊条件下才具有反应活性，使环氧树脂固化。 半固化片影响层压时各层粘结度和压合后电气性能的主要性能指标包括：含胶量、流动度、凝胶时间、挥发物含量四项。 树脂含量 指树脂在半固化片中所占的质量分数，一般树脂含量为45％～65％，其含量随玻纤布厚度增加而减小。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、击穿电压等电气性能及尺寸稳定性。一般地：含量高，介电常数低，击穿电压高，但尺寸稳定性差，挥发物含量高。 (2)树脂流动 指树脂中能流动的树脂占树脂总量的分数，树脂流动度一般在25 %～40％之间，其含量随玻纤布厚度增加而减小。流动度高，在层压过程中树脂流失多，容易产生缺胶或贫胶现象；流动度低，容易造成填充图形间隙困难，产生气泡、空洞等现象。因此在多层板生产过程中，宜选择中流动度的半固化片。不过，目前半固化生产厂家通常提供比例流动度来代替流动度和凝胶时间，比例流动度数据能够较好地预测成品板的最终厚度，在多层板生产过程中是重要参数之一。 (3)凝胶时间 胶片中的树脂为半硬化的B-stage材料，在受到高温后即会软化及流动，经过一段软化而流动的时间后，又逐渐吸收能量而发生聚合反应使得粘度增大再真正的硬化为C-stage材料。上述在压力下可以流动的时间，或称为可以做赶气及填隙工作的时间，称为胶化时间。当此时段太长时会造成板中应有的胶流出太多，不但厚度变薄浪费成本而且造成铜箔直接压到玻璃上使结构强度及抗化性不良。但此时间太短时则又无法在赶完板藏气之前因粘度太大无法流动而形成气泡现象。 (4)挥发物含量 指浸渍玻纤布时树脂所用的一些小分子溶剂在预固化时的残余物，挥发物占半固化片的百分质量称挥发物含量，一般挥发物含量小于等于O．3％。挥发物高，在层压中容易形成气泡，造成树脂泡沫流动。 4内层芯板表面处理 4.1内层芯板处理方式 在压合制造过程中为了防止压合后板铜与胶之间出现分层，增强内层之间的结合力，而采取的方法有黑氧化和水平棕化工艺。棕化技术克服了黑氧化所不能避免的缺点（产生粉红圈），并能够促进铜面与聚合物树脂这一无机/有机界面的粘结，为多层印制线路板在后续的线路生产、电子元件的表面焊接、贴装，提供可靠层间结合力，且由于其操作简单、条件温和、生产效率高等优点，