《压板制作工艺流程讲解》丰顶轲日期:2010/04/28
目录第一章:压板工序的基本概念第二章:压板使用的原材料第三章:压板使用的设备第四章:压板工艺原理及方法第五章:压板工序常见缺陷分析第六章:线路板常见测试方法1.压板（PressingProcess）是指在高温高压条件下用半固化片将内层Core与内层Core，以及整个内层与铜箔粘结在一起，制成多层线路板的制作工序。2.Tg(GlassTransitionTemperature)是指“玻璃态转换温度”而言，当逐渐加温下聚合物由常温不定组成的玻璃态Glassstage转换到高温的橡胶态Elastomer时，其组态转移的“温度区“简称为Tg。3.Td(DecompositionTemperature)，当板料持续加温直到板料的重量减小5%时,即把这个温度值称为Td。第一章:压板工序的基本概念（一）、基材：（Coppercladlamination，CCL）基材又称覆铜板，它是通过半固化片在高温高压下将铜箔粘结在一起制成的不同规格厚度的印刷电路板的原材料。
Cu半固化片Cu第二章:压板使用的原材料（一）、基材：（Coppercladlamination，CCL）1.纸基酚醛板包括XPC、XXXPC、FR-1及FR-2，组成为酚醛树脂与纤维纸。2.CEM-1/CEM-3表面均使用玻璃布，CEM-1内芯是纤维纸，CEM-3内芯是玻毡。3.FR-4基材通指玻璃布基含浸环氧树脂的基材。4.高性能基材其他特殊的/非酚醛/非FR-4类树脂基材，也包括Aramid、RCC等新发展的材料。5.无卤素基材使用无卤素树脂体系的基材，目前有应用在CEM-1、CEM-3及FR-4上。第二章:压板使用的原材料（一）、基材：（Coppercladlamination，CCL）1.纸基酚醛板包括XPC、XXXPC、FR-1及FR-2，组成为酚醛树脂与纤维纸。XPC通常应用在低电压/低电流、不会引起火源的消费性电子产品，如玩具，手提收音机，电话，遥控器等。FR-1的电气性、难燃性优于XPC，可达到UL94V-0级，可广泛使用于电压/电流稍高于XPC的电器，如彩电，家庭音响，洗衣机，吸尘机等。XXXPC与FR-2的电气性能相对更好，应用领域则大致相同。纸基板的制作工艺相对较简单，可使用热冲或冷冲的方法加工通孔，并可通过印刷银浆、碳墨的方法实现镀铜。第二章:压板使用的原材料（一）、基材：（Coppercladlamination，CCL）2.CEM-1/CEM-3表面均使用玻璃布，CEM-1内芯是纤维纸，CEM-3内芯是玻璃毡。基材外观呈不透明的白色。应用在一些酚醛纸基板无法满足要求的场合，电气性能优于酚醛纸基板，而差于FR-4基材。例如显示器，低压电源，高级音响，游戏机，部分汽车电路等。CEM-1、CEM-3的制作工艺与FR-4相似，而在要求不高的时候甚至也可以使用冷冲的方法加工。第二章:压板使用的原材料（一）、基材：（Coppercladlamination，CCL）3.FR-4基材通指玻璃布基含浸环氧树脂的基材。白料：Di-functional，Tg约125℃，电气性能、机械性能较弱，正逐渐被淘汰。基材外观呈半透明的白色。黄料：Multi-functional，Tg约135℃，广泛应用在民用电子设备上。由于加入UV遮挡材料，一般呈半透明的黄色。HighTg：Tg超过150℃以上的FR-4一般称为HighTg，其可靠性较普通Tg的材料高。改性FR-4：在常规FR-4树脂的基础上通过改变配方或添加填充剂的方法实现更高的电气性能、机械性能及可靠性。在考虑成本的前提下，可提供用于较高端的产品。第二章:压板使用的原材料（一）、基材：（Coppercladlamination，CCL3.FR-4基材）FR-4是属于商业基材，几乎所有的基材制造商均生产FR-4基材。普通Tg（135℃）:如EMC/22B、Mica/HR33、生益/S0155等，高Tg（170℃）:如Mica/HR01、生益/S1000-2、生益/S0701等，中Tg（150℃）:如Mica/LA02、松下/R-1650、生益/S1000B等。构成FR-4基材的主要是环氧树脂和玻璃布。几乎所有的线路板生产厂商都大量使用FR-4基材，其生产线的设计大多以FR-4为目标，因此许多基材均以FR-4为基准进行比较，来判断其特性、可靠性及加工性。第二章:压板使用的原材料（一）、基材：（Coppercladlamination，CCL）4.高性能基材其他特殊的/非酚醛/非FR-4类树脂基材，也包括Aramid、RCC等新发展的材料。主要指BT、PPO、Polyimide、CyanateEster、Hydrocarbon、Polyester、PTFE等高性能树脂构成的基材，通常此类基材加入Ceramic、Kaolin等填充剂。主要应用在军事或民用的通讯设备上。此类基材具有优异的电气性能、机械性能及高可靠性，但其加工性要比FR-4差。而Aramid及RCC随着HDI技术的发展，被广泛应用在Microvia的构成层上。第二章:压板使用的原材料（一）、、基材：（Coppercladlamination，CCL）目前应用较较广泛的BT基材包包括Polyclad/GI-180、Isola/G200等等。树脂当中的的“B”和和“T”的的比例能够够随意地调调整，当B：T=1：9时，，BT的固固化温度接接近于FR-4；当当其比例大大于1：9时，其Tg将随之之上升，可可达到250C以上上。BT基材一一般呈棕黑黑色，硬度度很高，由由于树脂的的浸润性较较差，因此此基材的席席纹现象比比较明显。。与FR-4基材相相比，BT的优点是是Anti-CAF，具有良良好的抗铜离子迁迁移能力，，制板在恶恶劣的环境境下仍然保保持良好的的电气性能能BT的介电电常数比FR-4低低，BT的的应用主要要是BGA载板，及及部分中低低端通讯基基站。第二章:压压板使用的的原材料（一）、、基材：（Coppercladlamination，CCL）5.无卤素素基材（HalogenFree））目前使用的的绝大部分分基材使用用的FlameRetardant是含卤素素的（主要要是溴和氯氯），而这这些有机物物基团在燃燃烧时起阻阻燃的作用用，但是有有一个很大大的害处是是同时释放放出剧毒的的Dioxin，对对人体有很很大的危害害。因此HalogenFree基材应应运而生，，通过添加加Phosphorous、、AluminumHydroxide或无无机填料达达到阻燃的的要求（UL94V0），，而去除含含卤素的物物质。目前主要是是提供无卤卤素FR4板料、半半固化片及及RCC。。目前提供无无卤素基材材的供应商商主要包括括Matsushita、Hitachi、Polyclad、、Isola等著名名厂商，另另外很多台台湾供应商商也声称可可以量产无无卤素基材材。第二章:压压板使用的的原材料（一）、、基材：（Coppercladlamination，CCL）一般性能:目测：在300×300mm面积内金金属凹坑、、皱折、划划痕、次表面缺陷（（蚀铜后的的内表面））接受标准准等应按IPC-4101标标准接受。。尺寸：长、、宽、厚度度检查公差差按IPC-4101标准接接受。弓曲、扭曲曲度：按IPC-4101标标准接受。。物理性能:剥离强度：：有分热应应力后、高高温下、化化学溶剂处处理后三种种。尺寸稳定性性：弯曲强度：：分常温下下、高温下下两种。第二章:压压板使用的的原材料化学性能燃烧性：热应力：分分蚀刻后与与不蚀刻两两种按IPC-4101标准准接受。可焊性：按按IPC-4101标准接受受。耐化学性：：金属表面可可清洁性：：Tg测试：：ΔTg测试试：平均X、Y轴CTE测试（））：第二章:压压板使用的的原材料第二章:压压板使用的的原材料（（二）、铜铜箔：PCB行业业中使用的的铜箔主要要有两类：：1、电镀铜铜箔（ElectrodepositedCopperFoilORE.DFoil））该铜箔是是在电解槽槽中由一个个作为阴极极的柱状不不锈钢空心筒筒体在电流流的作用下下高速旋转转镀铜得生生箔，再经经三次表面处处理而得的的。其一面面光滑称为为光面（DrumSide)另一面是粗粗糙的结晶晶面，称为为毛面（MatteSide)。DrumSideMatteSide第二章:压压板使用的的原材料1、电镀铜铜箔表面处理为为：1、毛面上上增强附着着力之电镀镀铜瘤。2、毛面用用之电镀锌锌或镀黄铜铜。3、两面镀镀薄铬。作用有：A、增大了了表面积，，加强树脂脂渗入的附附着力。B、避免纯纯铜与高温温树脂中Dicy接接触产生水水份而爆板板。C、防污防防锈。第二章:压压板使用的的原材料2.压延延铜箔：是纯铜经过过多次机械械辊轧制成成的铜箔m。因此，，压延铜箔的两两面都是光光滑的，对对基材的附附着力较差差，必须增加表面粗粗化处理，，制作成本本高。应用用在对弯曲曲、拉伸强度有高要要求的制板板上，主要要是挠性板板（Flexible）。电解铜箔压延铜箔价格便宜成本高多种尺寸与厚度宽度受限制表面棱线较高，不适用于超精细线表路面棱线低，有利于信号完整性与基材的附着力强结合力差延展性差延展性佳内应力高，难以挠曲，容易折断可抵受挠曲而不折断第二章:压压板使用的的原材料3.铜箔箔的品质：：纯度(Purity)：A.电镀铜铜箔纯度为为99.98%，，B.压延延铜箔纯度度为99.99%以以上1oz铜箔箔即表示1平方英尺尺铜箔的重重量(oz/ft2)即基重重(Weight)，铜箔通常常以重量来来表示厚度度的。第二章:压压板使用的的原材料惯用表示单位重量(g/m2)标称厚度(um)标称厚度(mil)5um45.15.10.209um75.98.50.3412um106.812.00.471/2oz152.517.10.683/4oz228.825.71.011oz305.034.31.352oz610.062.72.703oz915.0102.94.053.铜箔箔的品质：：抗拉强度与与拉伸比:(TensileStrengthandElongation)室温下,1/2oz铜箔抗拉拉强度应大大于15000lb/in2,拉拉伸比应大于2%.1oz以上则则应大于30,000lb/in2,拉伸比应大于3%.针孔(Pin-hole):1/2oz以下的铜铜箔不可有有大于0.1m/m大小的针针孔,且针针孔数不可可多于10点/ft2.1oz以上上的铜箔针针孔数不可可多于5点点/ft2,且在任任何5ft2内,不得有大大于0.125mm的针孔.第二章:压压板使用的的原材料第二章:压压板使用的的原材料3.铜箔箔的品质：：外观(Surfaceappearance):表面面不得有任任何凹点和和凸起(pitsanddents)、、折皱、刮刮痕、粗粒粒、油脂、、指印及任任何杂质。。抗氧化性(Tarnishresistant):存存放其间不不许有表面面氧化变色色现象.抗热性(Heatresistance):热压后后表面不许许氧化变色色.锡焊性(solderability):焊焊锡可以均均匀分布在在铜箔表面面,不能有有无法浸润润与浸润不不均的现象象.表面粗粗糙度(Roughness):平均均需在0.2-0.3μRa3.铜箔箔的品质：：抗撕强度(Peelstrength):又又称线拉拉力.由双双方自行制制定.通常常如下规定定:常温温下，0.5oz>2.0kg/cm1oz>2.0kg/cm2oz>3.0kg/cm抗化学药品品性:在在浸渍化学学药品后不不可有氧化化及剥离强强度减弱的的缺点。抗焊性:(Solderresistance):经经过焊锡锡漂浮后,抗撕强度度不可有显显著下降。。第二章:压压板使用的的原材料4.铜箔的的发展趋势势对现有铜箔箔品质的持持续改善.发展高品质质的PCB所需的铜铜箔:1)软性层层压板所需需的低温高高抗拉强度度的铜箔.2)高温高高抗张强度度的铜箔.3)高密度度细线路制制作所需的的薄铜箔.4)直接镭镭射钻孔所所需的超薄薄铜箔.(如日本MITSUI的UTC-Foil,最薄可以以做到3-5μm.(5μm的重量为45g/m2,9μm的重重量为80g/m2(1/4oz)。。第二章:压压板使用的的原材料半固化片在在制作过程程中的变化化如下图所所示:Resin——树脂脂Varnish———胶液Glassfabric---玻璃璃纤维布Prepreg———半固化片片Laminate———层压板板第二章:压压板使用的的原材料树脂的功能能及特性:A.具有有电气绝缘缘性，为介介电材料B.可以以作为铜箔箔与加固物物(玻璃纤纤维布)之之间的粘合合剂（BondingAgent））C.特性性:抗电气气性、耐热热性、耐化化学性、抗抗水性。树脂分为热热固性(Thermosets)及热热塑性(Thermoplastics)两种种。热固性树脂脂提供优良良的可操作作性，而应应用不同的的树脂可获获得不同的的电气性能能。制造线线路板主要要使用的是是热固性树树脂。热塑性树脂脂具有优异异的电气性性能，但处处理热塑性性材料需要要特别的设设备与参数数，因此许许多厂商均均开发新的的热固性材材料用于代代替热塑性性材料。第二章:压压板使用的的原材料树脂的种类类：由于树脂种种类有多种种，所以决决定了我们们材料的多多样性。PCB行业业中常用的的树脂体系系有以下几几种：A.酚醛树树脂(PhenolicResin)B.环氧树树脂(EpoxylResin)C.聚酰亚亚胺树脂(Polyimide)D.聚四氟氟乙烯(Polytetrafluorethylene,简称称PTFE,或称Teflon)E.BT/EpoxyResinF.氰酸酯酯树脂(CyanateEster)G.聚酰胺胺(Aramid)第二章:压压板使用的的原材料树脂的种类类对比：第二章:压压板使用的的原材料树脂类型优点缺点EpoxyResin环氧树脂便宜、耐用、容易加工耐热性不好，不利于高密度的线路的元件的焊接BTTg高达180C以上，耐热性好钻污少,可达到UL94V-0的要求介电常数与损耗因子较小，绝缘性佳容易爆板树脂的浸润性较差CyanateEster氰酸酯树脂Tg高达250C热膨胀系数小介电常数与损耗因子非常低脆性大，对湿气很敏感Polyimide聚酰亚胺Tg高达260C,钻污少热膨胀系数小弯曲性与抗挠性极佳不易达到UL94V-0的要求树脂的流动性差结合力较低成本昂贵PTFE聚四氟乙烯介电常数非常稳定，介电损耗低抗化性极强Tg低，常温下易弯曲与增强材的结合力低，成本高聚酰胺(Aramid耐热性好、韧性强，介电常数低，应适的温度范围广机械加工性差、吸水性高、价格高压玻板璃纤纤使维用布布的(Gl原ass材f料abric)：是一种无机机物经过高高温融合后后冷却成为为一种非结结晶态的坚硬的，然后由经经纱，纬纱纱纵横交织织形成的补补强材料。。可以作为补强材料料有四个等等级：A级级高碱性、、C级为抗抗化性、E级为电子用途、、S级为高高强度。常常用的E-玻璃布规规格有以下下几种：第二章:压压板使用的的原材料Glasfabricspecification规格厚度(mm)基重(g/cm2)结构经纱纬纱76280.1821044±231±221160.110660±258±210800.064860±247±21060.042556±256±2半固化片的的特性：半固化片的的特性包括括压板前的的特性和压压板后的特特性。层压前特性性：A.RC%（Resincontent)：指胶片片中除了玻玻璃布以外外，树脂成成分所占的的重量百分分比。RC%的多少少直接影响响到树脂填充充导线间空空谷的能力力，同时决决定压板后后的介电层层厚度。B.RF%（Resinflow）：指指压板后，，流出板外外的树脂占占原来半固固化片总重重的百分比比。RF%是反映树树脂流动性性的指标，，它也决定定压板后的的介电层厚厚度。C.VC%（volatilecontent））：指半固固化片经过过干燥后，，失去的挥挥发成分的的重量占原原来重量的的百合比。。VC%的的多少直接接影响压板板后的品质质。第二章:压压板使用的的原材料D.GelTime（Geltime））：是凝胶胶时间，指指B-阶半半固化片受受高温后软软化粘度降低低，然后流流动，经过过一段时间间因吸收热热量而发生生聚合反应应，粘度逐渐增大大，逐渐固固化成C-阶的一段段树脂可以以流动的时时间。粘度第二章:压压板使用的的原材料溫度/粘度PP的粘度隨溫溫度變化趨趨勢圖材料溫度粘度曲線時間60度120～130度140度分析：GelTime实实际上也是是RF%的的一个体现现，GelTime时间越越长，表明明树脂流动动性愈大，，不宜凝胶胶，这样压压板时造成成树脂流失失过多，厚厚度变薄。。GelTime太太短，树脂脂粘度变化化太快，时时间太短，，以至出现现气泡未被被既及时赶赶走的现象象。RF%有一一个范围限限制：过高高，流胶过过多，厚度度不易控制制。过低，，树脂的流流动性差，，无法填充充导线间的的空隙。第二章:压压板使用的的原材料(四）、RCC材料（Resincoatedcopper—背胶铜箔箔）铜箔树脂该材料的开开发是基于于加工microvia板在在镭射钻孔孔工艺中无无增强材料料容易打孔而而出现的，，该材料与与半固化片片不同在于于它无增强强材料（玻玻璃纤维布），它它的载体就就是铜箔，，它所用的的树脂与半半固化片一一样，有多多种形式，因此压压合条件根根据所用树树脂特性参参数来制定定。第二章:压压板使用的的原材料(四）、RCC材料（Resincoatedcopper—背胶铜箔箔）1.RCC分类：：以下是MISTUI提供的RCC产品品种类：MR-500(Tg138oC)30μ3EC-VLP9μMR-600(Tg185oC)50μforHDIboard12μμMR-700(Tg220oC)65μ3EC-ⅢⅢ18μμ由以上分类类可以看出出，RCC的种类由由树脂种类类、厚度，，铜箔种类类及厚度决决定。另外外，其它供供应商的分分类也是如如此，例如如：HITACHI的MCF系列（MCF1000，MCF4000，MCF6000）就就是根据树树脂种类不不同来划分分的。第二章:压压板使用的的原材料(四）、RCC材料（Resincoatedcopper—背胶铜箔箔）RCC测试试项目：外观目测：：包括表面面的胶渍点点数，铜皱皱，划痕，，树脂表面，次表面面（压板后后蚀刻掉铜铜后的树脂脂表面），，厚度公差，尺寸公公差等项目目。IPC-CF-148A接收标准准验收。RCC的可可加工工艺艺性能：包包括可蚀刻刻性(IPC-TM-650-2.3.6)，，可焊性测试，测测试方法参参照IPC-CF-148A-4.3.2。RCC的物物理性能测测试：包括括Peelstrength，Volatilecontent，，FlowPercent测试。前前两项的测测试方法参参照IPC-TM650-2.4.8,与2.3.19.而而FlowPercent的测试方方法暂无标标准可依据据，由材料料的购买双双方协商达达成协议。。第二章:压压板使用的的原材料加热方式：：热盘加热热方式的不不同决定压压机的结构构与性能的的差异。加加热方式通通常有以下下三种：蒸气加热方方式：在热热盘中埋入入回旋的蒸蒸气管道，，通入高温温的水蒸气气加热。A.优点点：加热迅迅速，从20℃升到到180℃约10min或或更更快快。。温温度度分分布布均均匀匀。。B.缺缺点点：：设设备备较较贵贵，，需需要要另另附附高高压压锅锅炉炉用用来来加加热热蒸蒸气气，，同同时时还还要要定定期期保保养养以以防防水水垢垢积积累累堵堵塞塞，，同同时时所所有有管管路路必必须须采采用用高高压压水水管管。。最最高高温温度度限限制制在在180℃。第三三章章:压压板板使使用用的的设设备备油热热法法：：在在热热盘盘中中加加设设油油管管，，先先将将加加热热油油在在机机外外的的加加热热交交换换器器内内进进行行加加热热，，然然后后将将热热油油通通入入热热盘盘内内。。A.优优点点：：升升温温较较快快，，升升温温速速度度通通常常可可以以达达到到6-10℃/min。。温温度度分分布均均匀匀，，通通常常可可以以达达到到±±2℃最高高加加热热温温度度可可以以达达到到250℃，满满足足一一些些高高温温材材料料的的压压板板需需要要。。管管道道无无高高压压要要求，，制制造造成成本本低低于于蒸蒸气气式式压压机机。。B.缺缺点点：：运运行行成成本本较较高高，，高高温温油油的的价价格格较较高高，，而而且且具具有有一一定定使使用用寿寿命命，，同同时时高高温温油油使使用用较较长长时时间间后后会会发发生生碳碳化化反反应应，，积积累累到到管管路路中中。。第三三章章:压压板板使使用用的的设设备备C.热热油油的的加加热热方方式式：：1.电电加加热热方方式式2.柴柴油油加加热热方方式式(需需要要一一台台小小型型的的柴柴油油锅锅炉炉.)3.煤煤气气加加热热方方式式以上上加加热热方方式式的的成成本本以以电电加加热热式式最最高高，，柴柴油油其其次次，，煤煤气气最最低低。。第三三章章:压压板板使使用用的的设设备备(一一)、、工工艺艺原原理理压板板的的原原理理是是利利用用半半固固化化片片中中的的环环氧氧树树脂脂从从B-stage向向Cstage的转转换换过过程程,将将各各线线路路层层粘粘结结成成一一体体。。环环氧氧树树脂脂在在这这一一过过程程中中的的转转换换过过程程的的状状态态变变化化见见下下图图：：第四四章章:压压板板工工艺艺原原理理及及方方法法FlowBeginFlowendResincuresResinMelt(二二)、、工工艺艺条条件件及及压压板板Cycle的的设设计计方方法法：：1.工工艺艺条条件件决决定定压压板板的的工工艺艺条条件件的的因因素素：：加热热速速度度（（升升温温速速度度））最高高加加热热温温度度提供的压压力硬化时间间压力与时时间的配配合第四章:压板工工艺原理理及方法法升温速度度：应合理控控制树脂脂从开始始流动到到停止流流动这段段时间范范围内，，对应树树脂的温温度约在在80°°—130°C，这个个温度段段Resin充充分流动动，称为为flowwindow。。在这个温温度段，，升温速速度将影影响树脂脂的粘度度变化及及凝胶时时间，从从而影响响压板的的品质———板厚厚均匀性性。第四章:压板工工艺原理理及方法法升温速度度与树脂脂粘度变变化的关关系：从上图可可以看出出：升温温速度快快对应的的树脂粘粘度较升升温速度度慢的树树脂粘度度低，说说明快升升温时的的树脂流流动性大大。升温温速度快快的Flowwindow较升温温速度慢慢的要小小，说明明可以用用于控制制的时间间短，利利于压板板厚度的的控制。。第四章:压板工工艺原理理及方法法慢升温快升温时间树脂的粘粘度升温速度度、Flowwindow及厚度度控制的的关系：：从上图可可以看出出：升温温速度快快的Flowwindow较升温温速度慢慢的要小小。流动动窗口小小，树脂脂来不及及填充导导线之间间的间隙隙，同时时也不容容易掌握握加压时时机，不不利于压压板厚度度平均的的控制。。而升温温速度过过慢，流流动窗口口太宽时时，树脂脂处于流流态的时时间长，，在压力力的作用用下，流流胶也会会过多，，而且相相应的整整个Cycletime也也会加长长。升温速度度的控制制范围：：通过以以上分析析，应合合理控制制Flowwindow的的升温速速度，通通常对于于目前公公司用到到的多数数供应商商提供的的半固化化片，升升温速度度通常控控制在1.5℃±5℃/min。而对对于美国国有些供供应商如如：Polyclad等要求求的升温温速度通通常会到到4-6℃/min。所以以升温速速度的控控制应参参照不同同胶系树树脂的粘粘度特性性来决定定。第四章:压板工工艺原理理及方法法最高加热热温度：：要确定压压板工艺艺的最高高加热温温度，首首先应了了解到使使用的半半固化片片的树脂脂体系，，它的固固化温度度（curetemperature)是多少少，根据据它来决决定一个个压板cycle中应应提供的的最高加加热温度度是多少少。例如如目前公公司常用用的FR-4环环氧树脂脂的curetemperature是是160℃—170℃。那么应应使压板板时最高高料温达达到170℃。如果对对于不同同的树脂脂体系：：如热加加强型（（高Tg）FR-4，，BT料料等，应应根据它它们不同同的最高高料温要要求决定定最高加加热温度度。第四章:压板工工艺原理理及方法法压力的作作用：A、要保保证树脂脂与铜面面之间充充分接触触与结合合B、提高高树脂流流动速度度，尽快快均匀地地填充导导线间的的空隙。。C、将树树脂反应应产生的的气泡挤挤到板边边。压力的设设定方法法与时机机：Onestagepresscycle（一一段压方方式）一一段压力力的方式式是指当当压机开开口一经经闭合后后立即提提供全压压力的压压合方式式，它主主要用于于树脂流流量很小小的树脂脂体系的的压板。。第四章:压板工工艺原理理及方法法T（0C）175℃℃P（Bar）PressureTemperature175℃℃TemperatureP（Bar）PressureT℃第四章:压板工工艺原理理及方法法Twostagepresscycle（（两段压压方式））对于高树树脂含量量、长Geltime的树树脂体系系通常采采用两段段加压方方式。第一段压压称为接接触压力力（KissPressure）），主要要提供压压力保证证先软化化的树脂脂与铜薄薄充分接接触，咬咬和。之之后当树树脂随温温度化后后粘度较较低时提提供第二二段压力力。KisspressureKisspressure加压时机机对于两段段加压的的压板方方式，存存在一个个加压时时机的问问题。A.加加压过早早时，将将导致过过多的低低粘度的的树脂被被挤出，，导致板板厚偏薄薄，更严严重的情情况将是是缺胶，，这部分分区域将将在后续续工艺流流程中产产生分层层。B.加加压过晚晚，将会会出现空空洞、气气孔缺陷陷。在沿沿着内层层铜的边边缘出现现凹下去去的轨迹迹。那么，加加压时机机应该怎怎么确定定，才能能避免以以上缺陷陷出现呢呢？A、首先先在升温温初期，，树脂受受热逐渐渐开始熔熔化，粘粘度下降降，仍未未到充分分流动阶阶段。应应提供一一个较低低的压力力，保证证开始溶溶化的树树脂与粗粗化铜面面充分接接触，这这个压力力通常称称为kisspressure——接触压压力（又又称吻压压）。这这个压力力多大合合适呢？？第四章:压板工工艺原理理及方法法接触压力力通常为为5KG左右，，这个压压力不可可过大，，因为Resin未充充分流动动，压力力过大，，将对半半固化片片中的glassfabric的的弹性纤纤维布产产生较大大剪应力力，压力力太小，，不能使使树脂充充分填满满铜面(毛面））的空隙隙。B、树脂脂开始流流动到固固化这个个阶段应应提供充充分的压压力，帮帮助树脂脂尽快流流动填充充导线间间的空隙隙。并产产生与各各层铜较较强的附附着力。。这个压压力如何何制定呢呢？根据据以前的的经验总总结下表表提供参参考：第四章:压板工工艺原理理及方法法固化时间间（Curetime)固化时间间的确定定在制作半半固化片片的工艺艺中填加加的催化化剂与固固化剂（（dicy双氰氰胺），，加速剂剂2-MI（2-甲咪咪唑），，影响到到树脂固固化反应应的速度度，应了了解使用用的半固固化片的的这一特特性指标标:固化化温度与与固化所所需的最最少时间间，目前前我们经经常使用用的Tg135°C的的FR4半固化化Curetime通常为为175°C保持60min。而热加强强型(Tg175°C-185°°C)的的FR4固化时时间为190-200°C保保持120min以上上.对于于不同的的树脂体体系应从从制造商商处了解解到该树树脂的关关于这方方面的基基本特性性与参数数制定出出合理的的固化时时间.第四章章:压压板工工艺原原理及及方法法固化时时间与与压板板后材材料的的Tg之间间的关关系:材料的的固化化时间间充分分，保保证了了树脂脂C-stage的的充分分反应应，而而C-stage的的充分分反应应时，，则树树脂中中的高高分子子在硬硬化反反应形形成的的链壮壮结构构更加加致密密，材材料的的稳定定性就就越好好。而材料料固化化充分分的一一个参参考指指标就就是Tg，，材料料的Tg值值与材材料本本身的的特性性有关关，但但也受受压合合条件件中固固化时时间的的制约约，下下图为为两者者之间间的关关系：：第四章章:压压板工工艺原原理及及方法法Tg树脂特特性WETCLOTHB-StageCuredlamination压板工工艺条条件总总结：：1、laminationwindow的的升温温速度度在1—2OC/min。2、最最高加加热温温度制制定。。3、硬硬化时时间的的确定定。4、压压力的的确定定。5、压压力与与时间间的配配合。。第四章章:压压板工工艺原原理及及方法法2、压压板Cycle的设设计方方法：：温度的的Profile的的设计计首先先根据据确定定好的的物料料的升升温速速度，，与根根据经经验所所得的的各层层料温温的差差异，，确定定出压压机热热盘的的升温温条件件。然后根根据物物料的的最高高温度度要求求确定定热盘盘的最最高加加热温温度。。根据Curetime的时时间定定出在在最高高加热热温度度需要要保持持的时时间。。据以上上三点点可以以基本本确定定出压压板Cycle中温温度的的Profile。。而具具体实实际应应用时时应该该插Thermalcouple到到不同同层的的材料料中，，根据据实际际情况况与要要求的的偏差差做一一些修修正。。第四章章:压压板工工艺原原理及及方法法压板cycle的一一个具具体recipe：：第四章章:压压板工工艺原原理及及方法法（三））、工工艺流流程介介绍：：1、工工艺：：mass-lamination———无无销制制定位位的大大量层层压方方法第四章章:压压板工工艺原原理及及方法法第四章章:压压板工工艺原原理及及方法法Layup叠合示意图图拿板过程程需要要绝对对清洁，因因为压压板后后板面面的一点凹凹凸不不平缺缺陷都都会导致外外层线线路缺缺口，，引起开短短路，，因此此，排排板过程需需要无无尘环环境。。Maslamination方大量法无销钉钉层压压方式式:是是指直直接用用铜箔箔与板板固化化片与与内层层基板板压合合的大大批量量层压压方式式。该该方式式操作作简单单快捷捷，产产量大大的特特点。。缺点是是只对对四层层板适适用。。对于于高于于四层层以上上的板板时，，需要要采用用内层层预先先用铆铆钉铆铆合后后与Masslamination相结结合的的方式式。2.Pinlamination对位销销钉定位的的层压方式式:当层数数增多，用用普通的铆铆钉无法达达到定位效效果时，采采用这种传传统的工艺艺方法。这这种方法虽虽然在层压压后的拆板板时的操作作繁琐、困困难，但却却是保证高高层板层间间对位的唯唯一较好的的方法。第四章:压压板工艺原原理及方法法用Pin——Lamination的方方式，需要要在内层板板、铜箔、、半固化片片上开出同同样形状的的工具孔，，而且在所所有相关工工具上开孔孔：上下夹夹具板、所所有分割钢钢板。而多多种多样的的Project会会产生板尺尺寸的多样样性，决定定了工具的的多样性、、复杂性。。另外，销钉钉所起到的的作用只是是减少层与与层之间的的滑移而产产生的对位位不准，而而对于板材材本身经过过压合过程程中的应力力变化产生生的涨缩变变化仍旧不不能完全避避免。而Pin-lamination与铆铆钉固定所所采用的对对位原理都都是一样的的：PEP（OPE的Post-Etch-Punch)第四章:压压板工艺原原理及方法法3.压合合过程中的的对位方法法：（PEP）PEP（蚀蚀刻后冲孔孔方式）的的基本做法法如下：内层板各层层菲林上设设置两个光光学标靶(OpticalTarget):根据菲林林做出内层层图形.将蚀刻后的的内层板放放在具有CCD对位位系统的冲冲孔机上(如:Multiline的的OPE机),根据据以上的两两个标靶由由机器中固固定的模具具冲出压板板对位用的的所有工具具孔,入图所所示:第四章:压压板工艺原原理及方法法中间的四个个腰型孔为为Pin-lamination所需需要的对位位孔，其它它圆形孔作作为其它铆铆合方式用用的对位孔孔。因此，，我们可以以看出：Pin-lamination与结合合铆钉的Mass-lamination的层层间对位方方法一样。。4-Slot的对位位方式的优优点：压合后的变变形有规律律,层间偏偏差小.4个销钉钉在冲出的的腰型孔中中的位移变变化第四章:压压板工艺原原理及方法法2.PCB压板厚厚度计算方方法指引：：对于图一的的情况，用用公式一计计算：公式一：H=X-h´(1-a%)其中：H——表示示压板后介介电层厚度度估计值。。X—表示所所用半固化化片压制敷敷铜板的层层压厚度的的平均值。。h—表示基基材的底铜铜厚度。0.5oz:0.6-0.7mil1oz:1.2-1.414mil2oz:2.5-2.8mila%—表表示对应面面的铜面密密度。第四章:压压板工艺原原理及方法法Pin内层板单元元大小第四章:压压板工艺原原理及方法法从以上图中中可以看出出：用Pin—Lamination的方式，，需要在内内层板、铜铜箔、半固固化片上开开出同样形形状的工具具孔，而且且在所有相相关工具上上开孔：上上下夹具板板、所有分分割钢板。。而多种多多样的Project会产生生板尺寸的的多样性，，决定了工工具的多样样性、复杂杂性。另外，销钉钉所起到的的作用只是是减少层与与层之间的的滑移而产产生的对位位不准，而而对于板材材本身经过过压合过程程中的应力力变化产生生的涨缩变变化仍旧不不能完全避避免。而Pin-lamination与铆铆钉固定所所采用的对对位原理都都是一样的的：PEP（OPE的Post-Etch-Punch)第四章:压压板工艺原原理及方法法从上图中我我们知道：：中间的四四个腰型孔孔为Pin-lamination所所需要的对对位孔，其它圆圆形孔作为为其它铆合合方式用的的对位孔。。因此，我我们可以看看出：Pin-lamination与结合合铆钉的Mass-lamination的层层间对位方方法一样。。4-Slot的对位位方式的优优点：压合后的变变形有规律律,层间偏偏差小.4个销钉钉在冲出的的腰型孔中中的位移变变化情况入图所所示:第四章:压压板工艺原原理及方法法（四）、介介电层厚度度的计算方方法：1.单张张半固化片片层压厚度度X：指单单张半固化化片压制敷敷铜板后的的平均厚度度。通常该该值与树脂脂含量具有有一定的关关系。第四章:压压板工艺原原理及方法法各类半固化化片单张压压制敷铜板板的厚度指指引:(单单位mil)第四章:压压板工艺原原理及方法法2.PCB压板厚厚度计算方方法指引：：对于图一的的情况，用用公式一计计算：公式一：H=X-h´(1-a%)其中：H——表示示压板后介介电层厚度度估计值。。X—表示所所用半固化化片压制敷敷铜板的层层压厚度的的平均值。。h—表示基基材的底铜铜厚度。0.5oz:0.6-0.7mil1oz:1.2-1.414mil2oz:2.5-2.8mila%—表表示对应面面的铜面密密度。第四章:压压板工艺原原理及方法法对于图二的的情况，用用公式二计计算：公式二：H1=X-h1´(1-a%)-h2´(1-b%)其中：H1—表表示压板后后中间介电电层厚度估估计值。X—表示所所用半固化化片压制敷敷铜板的层层压厚度的的平均值。。h1—表示示基材一个个面的底铜铜厚度。h2—表示示基材另一一个面的底底铜厚度。。a%—表表示对应于于h1面的的铜面密度度。b%—表表示对应于于h2面的的铜面密度度。注：两边介介电层厚度度的计算方方法用公式式一。第四章:压压板工艺原原理及方法法第五章:压压板工序常常见缺陷分分析第五章:压压板工序常常见缺陷分析第五章:压压板工序常常见第五章:压压板工序常常见缺陷分析第五章:压压板工序常常见缺陷分析第五章:压压板工序常常见缺陷分析第五章:压压板工序常常见缺陷分析第五章:压压板工序常常见缺陷分析第五章:压压板工序常常见缺陷分析第五章:压压板工序常常见缺陷分分析压板中的一一个主要缺缺陷：高层层板对位不不正（misregistration）压板为何会会出现对位位不正?造成对位不不正主要有有2个大的的方面:(一)、测测试标准：：1.印刷刷线路板的的材料测试试所遵循的的标准主要要源于IPC（InstituteforInterconnectingandackagingElectronicCircuits)所制定的的一系列标标准。2.板料料及半固化化片的检测测接收标准准依据IPC-4101中各各种材料料的参参数。3.IPC-4101中各各参数的测测试方法按按照IPC-TM650的检检测标准方法执执行。4.IPC-A-600C提供了印印刷线路板板的一些接接受标准。。第六章:线线路板常见见测试方法法(二)、Prepreg的测测试方法：：1.测试试项目:RC%（Resincontent)：指胶胶片中除了了玻璃布以以外，树树脂成分所所占的重量量百分比。。RC%的的多少直接接影响到树树脂填充导导线间空谷的能力力，同时决决定压板后后的介电层层厚度。可可用烧完法法(BurnOut)和处处理重量法法RF%（（Resinflow））：指压板板后，流出出板外的树树脂占原来来半固化片片总重的百百分比。RF%是反反映树脂流流动性的指指标，它也也决定压板板后的介电电层厚度，，可用流量量试验法。。第六章:线线路板常见见测试方法法VC%（volatilecontent））：指半固固化片经过过干燥后，，失去的挥挥发成分的的重量占原原来重量的的百分比（（取样称重重，放入163±2.8℃通通风良好的的烤箱中15±1分分钟,然后后放入干燥燥器中冷却却到室温,再称重,其失重与与原重的比比为VC%),VC%的多少少直接影响响压板后的的品质。GelTime（（Geltime）：是凝凝胶时间，，指B-阶阶半固化片片受高温后后软化粘度度降低，然然后流动，，经过一段段时间因吸吸收热量而而发生聚合合反应，粘粘度逐渐增增大，逐渐渐固化成C-阶的一一段树脂可以流流动的时间间。Scaleflow：比例例流量，是是根据层压压板的厚度度确定多张张半固化片片，以一个个较小尺寸寸下相对较较小的压力力，压板后后厚度的变变化作为树树脂流动的的参考。第六章:线线路板常见见测试方法法2.测试试方法：树脂含量:按照IPC-TM650-2.3.16.的灼烧烧法。树脂流量:按照IPC-TM650-2.3.17方方法测量挥发物含量量:按照照IPC-TM650-2.3.19方法测量量凝胶时间:按照IPC-TM650-2.3.18测测量比例流量:按照IPC-TM650-2.4.38测测量第六章:线线路板常见见测试方法法(三)、基基材的测试试方法：1.测试试项目:机械测试:包括基基材结构、、经纬方向向判别、厚厚度测试、、铜厚、尺尺寸稳定性性测试、热热应力测试试、铜箔的的剥离强度度测试等。。目测：包括括板凹\板板凸、黑点点等表面缺缺陷、化学学测试:包包括吸水率率等。物理性能测测试：Tg测试、△△Tg测试试、X/Y/ZCTE测试试。电性能测试试:表面面电阻、体体积电阻、、介电常数数、耗因数数测试。第六章:线线路板常见见测试方法法2.测试试方法：机械测试:基材结构、、经纬方向向的判别：：A.切片片可以观察察到基材的的不同厚度度玻璃纤维维布结构。。B.然后后通过用灼灼烧的方法法或用浓硫硫酸浸泡若若干小时后后去掉树脂脂后的玻璃璃纤维,通通过观察它它的结构,数出经纬纬方向的纱纱的股数,然后根据据P42的的表判断出出玻璃布的的种类及经经纬方向.例如:7628玻玻璃纤维布布在1inch内的的经向(Weft)股数为44±2股股,纬向(Warp)固数数为31±±2股.第六章:线线路板常见见测试方法法基材厚度及及铜厚测试试：层压板厚度度及铜厚的的精确测试试是用切片片方式测量量，厚度的测量量按照以下下图进行评评核：第六章:线线路板常见见测试方法法切片法测绝绝缘层材料的最最小厚度（D级级）切片测量基基材总厚度（K、L、M级））切片测量绝绝缘层材料的最最大厚度（A、、B、C、级）基材厚度与与偏差标准准：第六章:线线路板常见见测试方法法基材尺寸稳稳定性测试试：PCB制程程中，经过过压板后板板料的经纬纬方向会有有尺寸的变变化，从而而影响到PCB后工工序制作的的对位精度度，所以基基材的尺寸寸稳定性测测试结果将将作为一个个制程稳定定性因素。。基材尺寸稳稳定性测试试方法参考考IPC-TM650-2.4.39，IQC应定定期进行来来料的尺寸寸稳定性测测试作为参参考。基材的热应应力测试:基材的热应应力测试是是检查材料料的耐热性性，因为PCB板的的后续制作作PCBA的制程可可靠性将要要求材料必必须具备良良好的耐热热性能，因因此对材料料进行该项项测试。测测试方法参参考IPCTM650-2.4.13.1。第六章:线线路板常见见测试方法法目前针对基基材的最严严格的可靠靠性测试之之一是耐热热性能测试试，包括：：1.Reflow2.ThermalShock/Stress3.ATC(AcceleratedThermalCycling)以及及绝绝缘缘电电阻阻测测试试：：1.THB(ThermalHumidityBiasTest)2.ATC(AcceleratedThermalCycling)第六六章章:线线路路板板常常见见测测试试方方法法ReflowTestReflow测测试试的的条条件件一一般般是是由由客客户户指指定定，，例例如如Motorola的的eflow条条件件：：ConditionExposurePeakTemp.200-235℃℃(leadFree)PeakTemp.235--260℃Reflowcycle10cycles事实实上上，，仅仅有有少少数数几几种种基基材材能能够够抵抵受受10次次以以上上的的Reflow测测试试而而无无分分层层、、白白斑斑等等缺缺陷陷，，例例如如Polyclad的的Turbo370、、MatsushitaEW的的R1755、、Hitachi-Chemical的的MCLBE-679。。其其他他的的基基材材（（PolycladFR370、、NelcoN4000-6、、MicaEG150TII等等））均均无无法法完完成成10次次Reflow。。第六六章章:线线路路板板常常见见测测试试方方法法SThermalShock/Stress&ThermalCyclingTest热热冲冲击击/热热应应力力测测试试及及热热循循环环测测试试同同样样对对基基材材有有非非常常高高的的要要求求，，而而且且测测试试的的条条件件非非常常多多，，不不同同的的标标准准组组织织、、不不同同的的客客户户有有不不同同的的要要求求。。1.260C,10sec,5cycles,solderfloat2.288C,10sec,1cycle,solderfloat3.288C,10sec,6cycles,solderfloat4.AirtoAir,-55C~125C,30min,100cycles5.LiquidtoLiquid,-55C~125C,10mindwell/5minpeak/15sectransition,500cycles基基材材的的性性能能优优劣劣在在完完成成测测试试后后就就能能得得到到明明显显区区分分。。因此此，，针针对对不不同同的的产产品品设设计计/客客户户要要求求应应该该选选择择不不同同的的物物料料。。当当然然，，性性能能越越高高的的物物料料其其价价格格就就越越高高。。第六六章章:线线路路板板常常见见测测试试方方法法低Z-AxisCTE(CoefficientofThermalExpansion)基基材材Reflow测测试试及及热热应应力力测测试试考考验验的的是是基基材材的的耐耐热热能能力力，，在在经经历历多多次次冷冷热热变变化化的的过过程程中中，，基基材材不不断断地地膨膨胀胀与与收收缩缩(Z方方向向)，，使使孔孔壁壁铜铜层层或或基基材材本本身身无无法法承承受受其其拉拉扯扯而而断断裂裂或或分分层层。。第六六章章:线线路路板板常常见见测测试试方方法法THBTest(ThermalHumidityBiasTest)严格格的的THB测测试试对对基基材材和和制制程程均均是是一一个个严严峻峻的的挑挑战战，，其其测测试试原原理理是是在在高高温温/高高湿湿的的环环境境下下，，给给制制板板加加一一定定的的直直流流偏偏压压Bias，，若若基基材材性性能能无无法法达达到到要要求求及及制制程程存存在在问问题题的的话话，，通通常常在在100到到500小小时时后后就就会会被被判判断断为为失失败败(绝绝缘缘电电阻阻低低于于00Mohm)，，即即认认为为已已发发生生CAF(ConductiveAnodicFilament)现现象象。。第六章章:线线路板板常见见测试试方法法第六章章:线线路板板常见见测试试方法法基材铜铜箔剥剥离强强度测测试：：测试基基材铜铜箔的的剥离离强度度是掌掌握铜铜箔与与树脂脂的粘粘结强强度，，也是是作为为材料料的可可靠性性的一一个参参考因因素。。而剥剥离强强度的的测试试条件件分为为：常常态下下、热热应力力后、、暴露露与工工艺药药水后后、热热空气气下等等不同同条件件下的的剥离离强度度，方方法参参考IPC-TM650-2.4.8，2.4.8.1，2.4.8.2，2.4.8.3。目测方方法:目测的的检查查抽样样方法法及检检查方方法在在IPC-4101-3.8.3中有有详细细的说说明.吸水水性测测试:这一项项也是是作为为材料料可靠靠性的的参考考，方方法见见IPC-2.6.2.1第六章章:线线路板板常见见测试试方法法物理性性能测测试方方法：：Tg测测试：：Tg的的物理理意义义：指指材料料的玻玻璃态态转化化温度度。即即当材材料的的温度度达到到该转转化温温度时时，呈呈固态态的材材料将将变成成软的的玻璃璃、橡橡胶态态。因因此该该指标标作为为材料料的耐耐热性性指标标及检检查材材料是是否固固化充充分的的参考考。Tg的的测试试方法法简介介：A.DSC测测量：：（Differentialscanningcalorimetry)差差热扫描分分析仪仪。主主要测测试材材料的的热能能量。。测试方方法详详见IPC-TM650-2.4.25。。DSC测测量出出的图图样见见下图图：第六章章:线线路板板常见见测试试方法法第六章章:线线路板板常见见测试试方法法B.TMA法法测量量：（（Thermalmechanicalanalysis)热机机械性性能分析析仪。。主要要测试试材料料在Tg温温度点点附近近的尺尺寸膨膨胀变变化，，从而而测量量出Tg值值。同同时用用TMA可可以测测Z轴轴热膨膨胀系系数，，该参参数将将对材材料的的耐