PCB压合制程基础知识教学课件.ppt
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- PCB 压合制程 基础知识 教学 课件
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1、 Press process introduction压合制程介绍 工序简介q 压合是利用高温高压使半固化片受热融化,并使其流 动,再转变为固化片。从而将一块或多块内层蚀刻后板(经黑化或棕化处理)以及铜箔粘合成一块多层板的制程q 本制程还包括将压合前的排版,压合后的多层板进行 钻定位孔及外形加工 工艺流程简介 拆板拆板压合压合黑棕化黑棕化内层基板内层基板排板排板铜箔铜箔半固化片半固化片 定位定位 工艺流程 钻定位孔钻定位孔外形加工外形加工外层制作外层制作 定位制程简介o 对于6层及以上层数板,必须对两个内层或多个内层板进行预定位,使不同层的孔及线路有良好的对位关系 定位方式o 柳钉定位:将预先
2、钻好定位孔的内层板及半固化片按排版 顺序套在装有柳钉的模板上,再用冲钉器冲压 柳钉使其定位o 焊点定位:将预先钻好定位孔的内层板及半固化片按排版 顺序套在装有定位销的模板上,再通过加热几 个固定点,利用半固化片受热融化凝固定位我们目前使用的是焊点定位-RBM 定位孔模式o 对于内层板上预先冲的定位孔模式,目前我们使用的方式如下图:在板四 边上冲4个slot孔,两个为一组,分别定位X/Y方向,其中一组为不对称设计,目的是启动防止放反作用 A=7.1120.0254MM B=4.762 0.0254MMAB RBM 参数控制厚度40mil40milT60MIL温度300 300 300 时间0.3
3、0.5分0.60.8分0.81.0分 v 层间偏移:RBM定位不良或加热点凝结不好,造 成压合后层间shift,在drill后由于 各层线路错位而导致产生open或shortv 内层core放反:在RBM时放错内层core顺序,影响客户组装后板品质RBM后品质管制-潜在问题 品质管制-层间偏移:o 可能原因:内层冲孔偏 内层板涨缩相差很大 RBM人员放偏 RBM参数不匹配凝结效果不好 RBM加热头磨损凝结效果不好 Lay up人员放板不当使加热点脱落 品质管制-层间偏移:q 问题改善:人员:1.RBM人员在放内层板时,必须先对准中间两定位孔,再把 两边的定位孔压进定位销,然后把中间两定位孔压进
4、定位销 2.Lay up人员在放板时,必须双手拿板,一片一放 机器:1.RBM加热头每生产50000片必须更换 2.OPE机器每换冲模或3个月必须做精度校正,品质管制-层间偏移:q 问题改善:方法:1.不同OPE机器生产的板不允许配对生产 2.控制OPE涨缩允许范围在3mil 3.每换料号生产必须检查第一片板的凝固效果,并取前2 片定位好的板子,照X-RAY,确保无SHIFT 4.每生产96取1片定位好的板子,照X-RAY,确保无RBM SHIFT 品质管制-层间偏移:o 各层间对准度:v同心圆概念:1.利用辅助同心圆,可check內层上、下的对位度 2.同心圆设计,其间距一般为4mil,若超
5、出同心圆以外,则此片可 能不良。v设计原则:品质管制-内层core放反:o 原因:RBM人员放错顺序o 问题改善:在板角设计生产序号,RBM人员按照生产序号放板在RBM机器上增加防错装置,并在所有料号上添加防错块 排版制程简介:排版过程是根据结构要求,把内层core,半固化片及铜箔用铝板分隔排好,并达到压合所需要的高度 Cedal 排版方式CEDAL排版作业的方式按照右图可分四个主要布置 半固化片简介o 半固化片是指玻璃纤维或其他纤维含浸树脂,并经过部分聚合,树脂分子间轻微交联,可受热软化,但不能完全融熔 半固化片规格10675565624.412.50.375550.514561604746
6、.822.80.361360.514563604746.823.00.363400.514565604746.823.20.365430.51451500454844164.156.30.545250.5145150648484416457.00.548300.51451652485252138.355.80.548270.514521135660567824.00.456350.5145486058103.834.50.448250.5145536058103.835.00.453320.5145576058103.835.50.457380.5145434432203.457.50.543
7、230.5145484432203.458.70.548300.5145ThreadWarp 3Count Fill32116VolatileContent(Max.%)Gel Time20sec10807628WHT/SQYD(g/m2)pressthickness(mil/ply)ResinContent3.0%ResinFlow 5%Glass Style R/C type 半固化片主要性能指标o 胶含量(R/C)o 树脂流动度(R/F)o 凝胶时间(G/T)o 挥发成分量(V/C)指标测试含胶量o胶含量(RC)n胶含量定义:半固化中树脂重量占半固化片重量的百分数;n计算公式:RC=(T
8、W-DW)TW 100%;RC:含胶量;TW:半固化片重量;DW:烧完后玻璃布重量.n当玻璃布基重一定时TW可以作为控制指标o仪器:电子天平,精度:0.001克o样品:4”X 4”X 4片 指标测试树脂流动度o 树脂流动度(RF)n 树脂流动度定义:在受热和受压状态下,半固化中浸渍的B阶段树脂流出的百分含量.n 计算公式:RF=(TW-2 TW0)TW100%RF:树脂流动度;TW:半固化片浸渍重量;TW0:压制冲压后圆片重量;o 仪器:小压机、电子天平o 样品:4”X 4”n 样品数量半固化片样品 4 张n 3.192 直径的圆(压制后的板)o 测试条件:n 温度:171n 压力:200ps
9、i 指标测试比例流动度o 比例流动度(SF)n 比例流动度定义:在一定温度和压力作用下,半固化片的压制厚度.o 仪器:小压机、千分尺o 样品:5.5 X 7 X10(或18片)所使用半固片张数:1080 以下半固化片 18张;2313以上半固化片10张;o 测试条件n 压制温度:150n 压力:840 磅 指标测试凝胶化时间o 凝胶化时间(Gel time)定义n 从半固化片树脂粉末加入热盘起至不再流动完全胶化时所持续的时间.o 仪器:凝胶测试仪o 样品:20020 毫克树脂粉末o 测试条件:171 指标描述-Resin content含胶量半固化片含胶量(RC)n RC主要与层压板的厚度有关
10、。n RC偏低,板的厚度偏薄;n 如果RC的左中右偏差较大,就会造成板的厚度均一致性差。n 控制好半固化片的RC,压合后就可以得到需要的厚度,并提高厚度的Cpk值。含胶量与PP厚度对照表WeightRCThicknessWeightRCThicknessWeightRCThicknessWeightRCThickness(g/5.5x7x18inch2)(%)Mil(g/5.5x7x18inch2)(%)Mil(g/5.5x7x10inch2)(%)Mil(g/5.5x7x10inch2)(%)Mil2556.41.284047.51.955444.84.78037.06.612658.11.
11、354148.82.025545.84.818137.86.732759.61.414250.02.085646.84.938238.56.852861.11.484351.22.155747.75.058339.36.972962.41.544452.32.215848.65.178440.07.083063.71.614553.32.285949.55.288540.77.23164.81.684654.32.346050.35.48641.47.323265.91.744755.32.416151.15.528742.17.443367.01.814856.32.476251.95.63
12、8842.77.553467.91.874957.12.546352.75.758943.47.673568.91.945058.02.66453.45.879044.07.793669.725158.82.676554.25.999144.67.913770.52.075259.62.736654.86.19245.28.023871.32.135360.42.86755.56.229345.88.143972.12.25461.12.866856.26.349446.48.264072.82.265561.82.936956.86.469546.98.374173.42.335662.52
13、.997057.46.579647.58.494274.02.395763.23.067158.06.699748.08.614374.72.465863.83.137258.66.819848.68.734475.22.525964.43.197359.26.939949.18.854575.82.596065.03.267459.77.0410049.68.964676.32.656165.63.327560.37.1610150.19.084776.82.726266.13.397660.87.2810250.69.24877.32.786366.73.457761.37.410351.
14、19.324977.82.856467.23.527861.87.5110451.59.435078.22.916567.73.587962.37.6310552.09.55216521657628762810610610801080 树脂填胶后厚度计算:PP压合后厚度n厚度=单张PP理论厚度 填胶损失n填胶损失=(1-A面铜箔残铜率)x铜箔厚度+(1-B面铜箔残铜率)x铜箔厚度+0.4*(D2)2*H(內层板厚度)*N(孔数)/整板面积AB無埋孔有埋孔 指标描述-树脂流动性半固化片特性参数与树脂流动性关系:凝胶时间(PG)大,树脂流动性强;流动度(RF)大,树脂流动性强;最低粘度(MV)小,
15、树脂流动性强;流动窗口(FW)大,树脂流动性强;Mv&FwTime with stable temp.(sec)Viscosity(Pa.s)MvFwMv:指半固化片粉末在一定的高温下,熔融所达到的最低黏度,亦称动态黏度。它表征B-STAGE树脂在受高温后的流动性能。Fw:指树脂在熔融状态下的时间,这里特指在半固化片粉末开始受热熔融到固化状态(256Pa.s)所需时间,以秒计。树脂流动性对板材品质的影响o当PG长,RF高,MV低或FW长,压合后可能有以下情况出现:1.流胶多,板厚度均匀性差(容易中间厚边缘薄)2.板边缘因树脂含量少而出现白边。3.容易发生滑板 4.容易产生织纹显露。5.板树脂含
16、量降低,影响介电性能和绝缘性能,抗CAF性能差 6.板内应力提高,压制后易扭曲变形o当PG短,RF低,MV高或FW短,压制后可能有以下情况出现:1.干板,干线,干点。2.气泡。3.芯材层间粘结力减弱,易发生爆板。4.树脂与铜箔间剥离强度减弱。PP储藏条件:储存温度:212 或5 以下 储存湿度:60%以下 储存时间:90天 六个月 排版控制要点-沿镭射线放板o 我们目前的lay up是两排版方式,控制好排版的一致性可以保证压合时受力均匀,避免由于失压产生白边:此要求在排版做准备工作时,调整好镭射线的位置并固定,在排版生产中沿镭射光线放板左右上下对称产生失压区 排版控制要点-高度控制 o 在排版
17、时控制好高度可以保证压合的顺利进行,并能达到最大产能机器最低高度最高高度48#160mm170mm73#220mm260mm 排版控制要点-合lay要求 不同尺寸的板不可以一起排版 板厚度相差大于15mil的板不可以一起排版 不同厚度的板一起排版,热电偶须放在薄板的中间,并通知ADARA人员加长固化时间10分钟 不同铜箔厚度的小量板(10片以下),可以用切铜箔的方法一起做lay up,生产时必须在生产板与导电铜箔之间垫PE离型膜 排版控制要点-单独排版要求 将板排版在整个cycle的中间 在生产板的上下加排版dummy,并达到最低高度加 lay dummy加 lay dummy生产板 排版控制
18、要点-棕黑化板存放时间o 经过棕黑化后的板长时间存放在环境中,容易吸收水分,造成压合后产生分层o 控制要求:process存放时间B/F72hrs(3天)B/O24hrs(1天)排版品质管制-潜在问题v 多放或少放PPv 铜箔起皱v dentv 失压产生白边 品质管制-多放或少放PPo 原因:排版人员放错 o 问题改善:放板人员在生产前要对照工单准备材料,每片放板后要再确认PP数量排版人员在放板前要确认PP数量与工单是否一致压合后每片板测厚度:先测10片板的厚度,用平均值设置标准厚度,设置厚度公差为1.5mil 品质管制-铜箔起皱o 原因:n lay up机器两轴不平行n 使用没有冷却铝板,底
19、盘及tablen 排版打底时底盘放偏n 排版生产中铜箔没有收紧o 问题改善:在生产前检查lay up机器两轴的平行状况,有问题及时维修铝板,底盘及table必须冷却后才可以拿到排版室生产在排版打底时必须确保底盘和table水平在排版中发现铜箔没有收紧,必须手动收紧铜箔后才可以放板或铝板 品质管制-dento 原因:n 铝板上有残胶或脏东西n 铝板本身有凹点造成压合后板上有凸点n 排版室环境比较脏o 问题改善:铝板在生产前必须经过CM5及粘布清洁每生产1cycle,必须更换粘布每星期用百洁布清洁铝板并检查,对有划伤或超过5个凹点的铝板挑出报废排版生产必须确保除尘装置打开,每星期清洁除尘过滤网 品
20、质管制-失压产生白边o 原因:v 镭射光线在排版生产中有偏移v table在排版生产中有偏移v 没有沿镭射光线放板o 问题改善:n在排版生产前必须固定镭射光线和tablen在底盘上做标记,可及时发现在生产过程中镭射光线或table偏移情况n在排版生产中必须沿镭射光线放板 排版设计准则-内层板设计要求o内层板板边用dummy pad 填充,要求pad直径为4.0mm,间距要求为1.5mm,o在内层板相对应的两层dummy pad,要求错开半个pad距离,以平衡压合时压力 o相邻行的dummy pad要错开设计,改善流胶4.0mm1.5mm 排版设计准则-内层板设计要求o在板内设计时,若在被Rou
21、t去掉区域比较大时,要求在Rout 区域内加上dummy pad,以增加残铜率,减少填胶,要求pad直径为4.0mm,间距要求为1.5mm无用区域使用dummy pad.排版设计准则-内层板设计要求o在Array内设计时,若被Rout去掉区域比较大时,在Rout 区域内加上dummy pad,以增加残铜率,减少填胶,要求pad直径为1.5mm,间距要求为1.0mm 排版设计准则-内层板设计要求o对于掰断边设计,要求用dummy pad填充,pad直径为1.5mm,间距为1.0mmo在内层板相对应的两层dummy pad,要求错开半个pad距离,以平衡压合时压力 排版设计准则-PP设计要求o 必
22、须使用以中心对称的结构:中心对称的结构可以避免存在结构应力而造成板弯现象 Cu H ozBS 7628*1BS 7628*1LAM 0.008 1/1BS 7628*1BS 7628*1Cu H ozCu H ozBS 7628*1BS 7628*1LAM 0.008 1/1BS 7628H*1BS 7628*1BS 1506*1Cu H oz 排版设计准则-PP设计要求o 高R/C、薄织物在外层n同一种玻璃布组合,高胶含量放置于外层。n不同种玻璃布组合,在依据对称原则基础上,薄织物放置于外层。o 经对经、纬对纬n玻璃布纱的经纬向含纱数不同,造成两方向含胶量不同,两方向热膨胀差异。o 每层半固
23、化片具有合理的厚度n厚度大、含膠量大、厚度不宜控制n厚度小、含膠量小、黏结性小o 最少的层数n层数多、成本高n层数多、不宜工艺控制 压合制程简介q 压合是利用高温高压使半固化片受热融化,并使其流 动,再转变为固化从而将一块或多块内层蚀刻后板(经黑化或棕化处理)以及铜箔粘合成一块多层板的制程温度温度/压力压力温度温度/压力压力铜箔铜箔铜箔铜箔PPAB 压合方式-舱压式压合机o 舱压式压合机 压合机的构造为密封舱体,外舱加压,内袋抽真空收热压合成型,各层板材所承受的热力及压力,来自四面八方加压加温的惰性气体 优点:由于压力和热力来自于四面 八方,板厚均匀性好,适合高层板缺点:设备复杂,成本高,产量
24、少 压合方式-液压式压合机o 液压式压合机 液压式压合机的构造有真空式与常压式,其各层开口之间的板材夹于上下两热盘间,压力由下往上压,热力由上下热盘加热传到板材上优点:设备简单,成本低,产量大缺点:流胶量大,板厚均匀性差 压合方式-ADARA SYSTEM Cedal o ADARA SYSTEM Cedal 压合机 Cedal为一革命性压合机,其作动原理为在一密闭真空舱体中,利用连续卷状铜箔叠板,在两端通电流,因其电阻使铜箔产生高温,加热Prepreg,压力由上方的气囊施加压力,达到压合效果 压合方式-ADARA SYSTEM Cedalo 优点:n利用上下夹层之铜箔通电加热,省能源,操作成
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