PCB多层板层压的品质工艺技术解析

由于电子技术的飞速发展，促使了印制电路技术的不断发展。PCB板经由单面-双面一多层发展，并且多层板的比重在逐年增加。多层板表现在向高*精*密*细*大和小二个极端发展。而多层板制造的一个重要工序就是层压，层压品质的控制在多层板制造中显得愈来愈重要。因此要保证多层板层压品质，需要对多层板层压工艺有一个比较好的了解．为此就多年的层压实践，对如何提高多层板层压品质在工艺技术上作如下总结：

一、设计符合层压要求的内层芯板。

由于层压机器技术的逐步发展，热压机由以前的非真空热压机到现在的真空热压机，热压过程处于一个封闭式系统，看不到，摸不着。因此在层压前需对内层板进行合理的设计，在此提供一些参考要求：

1、要根据多层板总厚度要求选择芯板厚度，芯板厚度一致，偏差小，下料经纬方向一致，特别是6层以上多层板，各个内层芯板经纬方向一定要一致，即经方向与经方向重叠，纬方向与纬方向重叠，防止不必要的板弯曲。

2、芯板的外形尺寸与有效单元之间要有一定的间距，也就是有效单元到板边距离要在不浪费材料的前提下尽量留有较大的空间，一般四层板要求间距大于10mm，六层板要求间距大于15mm、层数愈高，间距愈大。

3、定位孔的设计，为减少多层板层与层之间的偏差，因此在多层板定位孔设计方面需注意：4层板仅需设计钻孔用定位孔3个以上即可。6层以上多层板除需设计钻孔用定位孔外还需设计层与层重叠定位铆钉孔5个以上和铆钉用的工具板定位孔5个以上。但设计的定位孔，铆钉孔，工具孔一般是层数愈高，设计的孔的个数相应多一些，并且位置尽量靠边。主要目的是减少层与层之间的对位偏差和给生产制造留有较大的空间。对靶形设计尽量满足打靶机自动识别靶形的要求、一般设计为完整圆或同心圆。

4、内层芯板要求无开、短、断路、无氧化、板面清洁干净、无残留膜。

二、满足PCB用户要求，选择合适的PP、CU箔配置。

客户对PP的要求主要表现在介质层厚度、介电常数、特性阻抗、耐电压、层压板外表光滑程度等方面的要求，因此选择PP时可根据如下方面去选择：

1、层压时Resin能填满印制导线的空隙。

2、能在层压时充分排除叠片间空气和挥发物。

3、能为多层板提供必须的介质层厚度。

4、能保证粘结强度和光滑的外表。

根据多年的生产经验，个人认为4层板层压时PP可用7628、7630或7628+1080、7628+2116等配置。6层以上多层板PP选择主要以1080或2116为主，7628主要作为增加介质层厚度用PP。同时PP要求对称放置，确保镜面效应，防止板弯。

5、CU箔主要根据PCB用户要求分别的配置不同型号，CU箔质量符合IPC标准。

三、内层芯板处理工艺

多层板层压时、需对内层芯板进行处理工艺。内层板的处理工艺有黑氧化处理工艺和棕化处理工艺，氧化处理工艺是在内层铜箔上形成一层黑色氧化膜，黑色氧化膜厚度为0．25-4）．50mg／cm2。棕化处理工艺（水平棕化）是在内层铜箔上形成一层有机膜。内层板处理工艺作用有：

1、 增加内层铜箔与树脂接触的比表面，使二者之间的结合力增强。

2、增加融熔树脂流动时对铜箔的有效湿润性，使流动的树脂有充分的能力伸人氧化膜中，固化后展现强劲的抓地力。

3、 阻绝高温下液态树脂中固化剂双氰胺的分解一水分对铜面的影响。

4、使多层板在湿流程工序中提高抗酸能力、预防粉红圈。四、层压参数的有机匹配多层板层压参数的控制主要系指层压“温度、压力、时间”三者的有机匹配。

1、温度、层压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、材料实际温度及升温的速度变化。熔融温度系温度升高到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℃这段时间内，树脂是易流体，正是由于树脂的可流性，才保证树脂的填胶、湿润。随着温度逐渐升高，树脂的流动性经历了一个由小变大、再到小、最后当温度达到160-170℃时，树脂的流动度为0，这时的温度称为固化温度。为使树脂能较好的填胶、湿润，控制好升温速率就得很重 要，升温速率是层压温度的具体化，即控制何时温度升到多高。升温速率的控制是多层板层压品质的一个重要参数，升温速率一般控制为2-4℃／MIN。升温速率与PP不同型号，数量等密切相关。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PP数量多、升温速率不能太快，因为升温速率过快，PP的湿润性差，树脂流动性大，时间短，容易造成滑板，影响层压品质。热盘温度主要取决于钢盘、钢板、皮牛纸等的传热情况，一般为180-200℃。

2、压力、多层板层压压力大小是以树脂能否填充层间空洞， 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热压机，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般加压和二段加压。抽真空机采用二段加压和多段加压。对高、精、细多层板通常采用多段加压。压力大小一般根据P P供应商提供的压力参数确定，一般为15-35kg／cm2。

3、时间、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，则会造成层压粘结界面不牢、空洞、或有气泡等缺陷。

因此如何确定好层压温度、压力、时间软体参数是多层板层压加工的关键技术，根据多年层压实践经验认为层压软体参数“温度、压力、时间”有机匹配，只有在先试压OK的基础上，才能确定最理想的“温度、压力、时间”软体参数。但“温度、压力、时间”参数可根据不同的PP组合结构、不同的PP供应商、不同的PP型号、以及PP本身特性的不同确定与之相对应的层压参数。
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