层压工艺知识培训课件.ppt

1、目目 录录1.层压工序原理、主要工艺流程、环境要求层压工序原理、主要工艺流程、环境要求;2.层压工序主要设备、物料、测试工具层压工序主要设备、物料、测试工具;3.层压控制要点（加工要求、参数、特殊控制等）层压控制要点（加工要求、参数、特殊控制等）;4.层压工序安全生产要求、主要维护和保养；层压工序安全生产要求、主要维护和保养；5.层压工序常见质量缺陷、原因和对策层压工序常见质量缺陷、原因和对策6.交流提问。交流提问。1.层压工序原理、主要工艺流程、环境要求层压工序原理、主要工艺流程、环境要求;1.1层压工序主要原理介绍：层压工序主要原理介绍：棕化的主要原理：利用H202的微蚀作用在铜面形成一个

2、较粗的微观结构，同时沉积上一层薄薄的有机金属膜，由于金属膜的毛绒结构使其与半固化片的结合力提高，并能阻止铜与化片中的氨基发生反应。图1 微蚀的效果（SEM)结合力：0.2N/mm（典型值）图2 棕化的效果（SEM）结合力：0.7N/mm（典型值）通过对微蚀与棕化的效果对比明显可看出：棕化后的微观粗糙度更大；表面生成了一层金属有机膜。二者的共同作用大大提高了内层结合力，这也是层压前选择棕化处理而非微蚀的原因所在。层压的主要原理:在高温高压的条件下用半固化片将内层与内层、内层与铜箔粘结在一起，制成多层线路，是多层线路板制造工艺流程中不可缺少的重要工序。图3 8层板的叠层结构铜箔：用于外层线路制作半

3、固化片（PP片）：起粘结剂、绝缘层的作用,将内层与内层、内层与铜箔粘结在一起内层芯板：作为电地层、信号层起电气连接等作用 半固化处于B-阶段，随温度升高熔融，粘度变小，流动性增大，开始对导线间的空隙进行填充，随着温度的升高，发生交联反应完成粘结。半固化片在高温下的变化见图4 在层压过程中树脂是经历了由B-阶段-粘弹态-粘流态-粘弹态-C-阶段的转变1.层压工序原理、主要工艺流程、环境要求层压工序原理、主要工艺流程、环境要求;1.2主要工艺流程介绍：主要工艺流程介绍：入板 酸洗 水洗 碱洗 水洗 烘干 出板预浸棕化棕化工艺流程：水洗层压工艺流程：主要流程的药水、作用介绍：酸洗（H2SO4NaPS

4、)：去除铜面氧化物，露出新鲜、有一定粗糙度的铜面；碱洗(除油剂ALK)：去除铜面的油污、手指纹；预浸(BondFilm Activator)：使新鲜的铜面生产暗红色的预处理，起活化作用；棕化（H2SO4H2O2MS-100)：形成粗的微观结构并沉积一层有机金属膜；D.I水洗 D.I水洗 铆合或邦定铆合或邦定 棕化内层芯板棕化内层芯板 卸板卸板压机压机预排预排半固化片半固化片铜箔铜箔 叠板叠板6层板4层板 压合压合 注意事项：高Tg、高频、厚铜板棕化后需烘板；棕化后到压板的放置时间不超过24h；各种叠合方法使用的优先级别为：邦定方式 邦定+铆钉方式 铆钉方式铆钉选取原则为：铆钉长度=理论板厚（不

5、加外层PP与铜箔）+（12）mm；理论板厚=半固化片厚度+内层芯板厚度+铜箔厚度铆合后要检查是否层偏；X-Ray钻靶标、测涨缩钻靶标、测涨缩 下工序下工序 锣边锣边锣边机锣边机X-RayX-Ray钻靶机钻靶机1.3 环境要求：环境要求：温度：212；湿度：558%洁净度：1万级 使用中央基准钻靶标；卸板后检查发现有以下严重缺陷的板可以考虑返工处理：严重擦花、厚度偏薄、偏厚、滑板等；锣边必须使用3定位孔，防止上反板2.层压工序主要设备、物料、测试工具层压工序主要设备、物料、测试工具;棕化线、压机、烘箱、铆钉机（邦定机）、X-ray钻靶机、锣边机、板厚测试仪、不锈钢板、托盘压机热压机（包含加热系统

6、，热压机、进料架、出料架及控制系统）真空压机、非真空压机 冷热一体、冷热分开 功能：提供热能将Prepreg熔化，促使Prepreg内的树脂发生固化反应；提供压力将压合材料中的气泡挤出，并促使其流动；提供真空（真空压机）促使Prepreg内的挥发成分蒸发。热源方式 电加热、热煤油加热 程序控制压机内温度与压力的变化，电脑中设定的一个压板cycle，可以输入几个 Step，每个Step中包括以下内容：A、热板温度。B、压机的液压系统提供的压力。C、该Step经历的时间。分类分类2.1主要设备：X-ray钻靶机主要原理：利用基材透光、铜不透光及X-ray的穿透性的原理，通过设计专门的光学靶标，抓取

7、靶标的中心，来钻钻孔用定位孔及测试涨缩。光学靶标2.2主要物料铜箔铜箔的种类：按照制造方法分为压延铜箔（Wrought Foil）与电解铜箔（ED-Foil）。刚性板一般使用电解铜箔，软板使用压延铜箔。代码意义厚度/umT0.33 OZ/ft212H0.5OZ/ft21811 OZ/ft23522 OZ/ft27033 OZ/ft2105铜箔规格品质指标电阻、抗拉强度、外观、抗氧化性、抗热性、焊锡性、表面粗糙度、剥离强度、耐酸性、抗焊性主要物料：铜箔、半固化片、铆钉、牛皮纸 半固化片是树脂与载体合成的一种片状粘接材料，主要成分为树脂及其添加剂和玻璃纤维布。C-Stage：在压板过程中，B-阶树

8、脂经过高温熔化成为液体，然后发生高分子聚合反应，成为固体聚合物，将铜箔与基材粘结在一起，此种无法回头的全硬化树脂状态则称为 C-Stage。半固化片树脂 树脂是热固性材料，应用到PCB业的有酚醛树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯、聚酰亚胺等，目前常用的是环氧树脂。树脂有三个阶段：A-Stage：是溴化丙二酚+环氧氯丙烷液体环氧树脂，又称为凡立水 （Varnish）。由溴化的丙二酚制成的耐燃性环氧树脂称为FR-4环氧树脂。B-Stage：是用玻璃纤维浸润于A阶的树脂中，经过热风，或者红外线烘干，部分聚合反应，成为固体胶片，称为B-Stage。单体单体：双酚A、环氧氯丙烷 与固化剂发生交联反应,成为固体聚

9、合物.固化剂固化剂：双氰胺（dicy）潜伏型固化剂，在有促进剂下60开始缓慢和树脂发生固化反应，到达120后，反应速率开始加快，160左右反应达到高峰。促进剂促进剂：2-甲基咪唑,加快单体与固化剂的交联反应。溶剂溶剂：二甲基甲酰胺、丙酮等 填充物填充物：碳酸钙、氢氧化铝 增加阻燃效果、调整Tg和CET值。玻璃纤维布玻璃纤维布规格厚度（mm）基重(g/cm2)经纱纬线76280.173203.4443121160.094103.8605833130.08184.8606210800.05346.860471060.03324.45656环氧树脂的组成成分及作用环氧树脂的组成成分及作用 玻璃纤维布

10、是一种无机物经过高温融合后冷却成为一种非结晶态的坚硬物，然后由经纱，纬纱纵横交织形成的补强材料。常用的玻璃布规格有：106、1080、3313、2116、7628。半固化片的特性指标：半固化片的特性指标：特性指标意义 作用树脂含量（RC）指胶片中除了玻璃布以外，树脂成分所占的重量百分比直接影响到树脂填充导线间空谷的能力，同时决定压板后的介电层厚度流动度（RF）指压板后，流出板外的树脂占原来半固化片 总重的百分比反映树脂流动性的指标，它也决定压板后的介电层厚度凝胶时间（GT）指B-阶半固化片受高温后软化粘度降低，然后流动，经过一段时间因吸收热量而发生聚合反应，粘度逐渐增大，逐渐固化成C-阶 的一

11、段树脂可以流动的时间。反映树脂在不同温度时的固化速度，直接影响压板后的品质挥发物含量（VC）指半固化片经过干燥后，失去的挥发成分的重量占原来重量的百合比直接影响压板后的品质 半固化片的特性参数，是设定压板工艺条件的参考，RF%大时，应通过控制升温速度来降低。凝胶时间反映树脂在不同温度时的固化速度。所有这四个指标将决定压板后C-阶树脂的特性：A.厚度平均值 B.厚度分布及偏差 C.附着力 D.绝缘性特性指标1061080331321167628RC%70-7460-6652-5850-5641-47RF%32-4230-4021-3121-3115-25GT160+/-20150+/-20150

12、+/-20150+/-20150+/-20VC%0.50.50.50.530min高Tg 180-190反应45min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，对于多段加压来说，确定好打高压时间是控制好层压产品好坏的关键；施高压太早，流胶太多，造成缺胶、板薄，甚至滑板等不良现象，太迟，则会造成层压黏结面不牢，空洞、气泡缺陷。最高加热温度时间 温度过高，板内应力大，树脂固化过度，耐热性能下降，后工序易发生爆板分层；温度过低，树脂固化不完全，结合力低，易吸湿，钻孔孔壁质量差，耐热性能不佳，后工序易发生爆板分层 温度、压力、时间的有机匹配 压力和转压时间的设置主要是促进树脂流动，

13、将板中挥发份、空气排除板外，并使铜箔与树脂在高压下很好地结合在一起。转压时间应参考树脂在层压中的熔融粘度，理想的转压点在最低粘度点，而粘度的变化是受温度影响的我们可以利用温度与黏度的变化关系，实现温度、压力、时间的有机匹配。当详细了解到半固化片的特性后，制定出以上5个条件，那么就可以编写一个层压程序。常规测试项目及测试方法、标准测试项目测试方法标准涨缩以X-ray测试板两端的光学靶标，得到的距离与设计距离的差值。控制在0.1mm内为佳，超出则需拉伸钻带板厚板厚测试仪选5点进行测试取平均值：板边（距板边2inch)4点，中心1点。板厚0.5-1.675mm，公差要求0.075mm板厚1.675-

14、2.564mm，公差要求0.1mm层间偏位X-ray检查机查看同心圆层间同心圆不相切外观压痕、划伤、铜皮起皱、起泡/内层剥离强度取1OZ铜箔棕化，以1080+7628*3+1080压合，制作3.175mm的线，以剥离强度测试仪进行测试。普通Tg：0.7N/mm高Tg：0.45N/mm外层剥离强度取1OZ铜箔，以1080+7628*3+1080压合，制作3.175mm的线，以剥离强度测试仪进行测试。普通Tg：1.8N/mm高Tg：1.4N/mmTg以DSC进行测试普通Tg：Tg3高Tg：Tg5微蚀量取10*10cm覆铜板120 烘30min，称重m1，棕化后120 烘30min，称重m21.1-

15、1.7m4.4.层压工序安全生产要求、主要维护和保养；层压工序安全生产要求、主要维护和保养；所有油炉的阀门，未经设备部许可，不得随意旋动；严禁生产时触摸锅炉油管；严禁生产时站立于料架旁边及行车轨道上；控制室内应留有一名操作员，监控现场生产情况，发生紧急事故时按下紧急开关及时通知维修人员处理；除非紧急状况或特殊要求，严禁手动控制，应保证设备自动运行 注意按规范操作，戴好相应的防护用具以免受到药水伤害。安全生产要求主要维护、保养详见层压主要设备的操作与保养规范5.层压工序常见质量缺陷、原因和对策层压工序常见质量缺陷、原因和对策 层压的主要缺陷有：压痕、偏位、层压杂物、层压白斑、棕化不良、异常不合格

16、，下面将对这些缺陷进行原因分析。层压偏位层压偏位 原因:A.压板时,树脂流动过大造成内层板滑移；B.内层PE冲孔不良；C.铆合倾斜用力、开花不均；D.板材涨缩不一致。对策:A.调节升温速率和增大树脂黏度降低其流动性，避免因为流动性过大带来的滑动。B.内层冲孔时，对薄板的精度重点控制，防止破孔；C.注意铆合操作的打钉方向垂直向下,不能倾斜用力,造成钉歪板D.薄板及高层板使用邦定定位E.优化内层预防系数B.压力过大或升温速率过快造成玻纱“峰部”胶流往“谷部”或填补低洼蚀刻区。而造成“峰部”严重缺胶，蚀去铜箔后出现白点等；白斑 板面玻璃纤维交织点处，树脂与纤维分开，成白色斑点状情况；此种情况出自基材

17、表面内部的白点或十字形相连而成。A.白斑往往出现在热冲击或热处理后。是由于不当的热应力破坏了玻璃纤维与树脂的结合；原因：对策：A.热冲击前，对板料进行烘烤处理；B.合理选择半固化片、优化压合参数，防止局部缺胶C.半固化片吸湿或存放过久，粘结力变差。C.对半固化片的存放环境、时间严格控制。分层起泡 由于气泡未排尽，其对光散射，看起来呈白色，对策：对策：A 控制好升温速率、减少温差（温差会对树脂的流动造成影响）B 选择合适大小的压力，分段打压，在最低黏度点上高压，提供瞬时变压 C 内层图形的优化（主要针对无铜区）D 化片的选取，根据填充面积和铜厚选择合适含胶量和流动度的化片原因：原因：A 升温速率过快和过慢，都会导致排气不良；B 上高压太迟；C 内层图形含大面积的无铜区，该区域易欠压；D 半固化吸湿。原因：钢板没打磨好：有粘污、杂物、凹坑、划伤等，铜箔上有杂物。对策：按规定打磨好钢板原因：压合过程中带入杂质，导致外观可见内层有杂物的现象，外层蚀刻后发现有可视杂 物存在，主要层压过程中清洁不到位或者静电吸附导致。对策：对烘干设备定期清洁检查，控制好无尘室的环境，进风口、出风口安装过滤网等吸尘系统。对员工实行宣导，保持良好工作状态，按规范操作。压痕层压杂物 交流提问