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pcb多層板的壓合制程

2019-11-22 23:10:31 918博天堂官方注册電路科技 1991

1:壓力鍋

       一种充满了高温饱和水蒸气,又可以施加高气压的容器,可将层压后之基板(Laminates)试样,置于其中一段时间,强迫使水气进入pcb板板材中,然后取出板样再置于高温熔锡表面,测量其”耐分层”的特性 。此字另有PressureCooker之同义词,更被业界所常用 。另在pcb多层板压合制程中有一种以高温高压的二氧化碳进行的”舱压法”,也类属此种AutoclavePress 。


2:帽式壓合法

是指早期pcb多層板的傳統層壓法,彼時MLB的”外層”多采單面銅皮的薄基板進行疊合及壓合,直到1984年末MLB的産量大增後,才改用現行銅皮式的大型或大量壓合法(MssLam) 。這種早期利用單面銅皮薄基板的MLB壓合法,稱爲CapLamination 。


3:皺褶

       在pcb多层板压合中,常指铜皮在处理不当时所发生的皱褶而言 。0.5oz以下的薄铜皮在多层压合时,较易出现此种缺点 。


4:凹陷

       指铜面上所呈现缓和均匀的下陷,可能由于压合所用钢板其局部有点状突出所造成,若呈现断层式边缘整齐之下降者,称为DishDown 。此等缺点若不幸在蚀铜后仍留在线路上时,将造成高速传输讯號的阻抗不稳,而出现噪声Noise 。故基板铜面上应尽量避免此种缺失 。


5:隔板

       pcb多层板在进行压合时,于压床的每个开口间(Opening),常叠落许多”册”待压板子的散材(如8~10套),其每套”散材”(Book)之间,须以平坦光滑又坚硬的不锈钢板予以分隔开,这种分隔用的镜面不锈钢板称之CaulPlate或SeparatePlate,目前常用者有AISI430或AISI630等 。


6:銅箔壓板法

       指量产型pcb多层板,其外层采铜箔与胶片直接与内层皮压合,成为多层板之多排板大型压板法(MassLam),以取代早期之单面薄基板之传统压合法 。


7L枺皮紙

       pcb多层板或基材板于压合(层压)时,多采牛皮纸做为传热缓冲之用 。是将之放置在压合机的热板(Platern)与钢板之间,以缓和最接近散材的升温曲线 。使多张待压的pcb板基板或pcb多层板之间 。尽量拉近其各层板材的温度差异,一般常用的规格为90磅到150磅 。由于高温高压后其纸中纤维已被压断,不再具有韧性而难以发挥功能,故必须设法换新 。此种牛皮纸是将松木与各种强碱之混合液共煮,待其挥发物逸走及除去酸类后,随即进行水洗及沉淀;待其成为纸浆后,即可再压制而成为粗糙便宜的纸材 。


8:吻壓、低壓

       pcb多层板在压合时,当各开口中的板材都放置定位后,即开始加温并由最下层之热盘起,以强力之液压顶柱(Ram)向上举升,以压迫各开口(Opening)中的散材进行黏合 。此时结合用的胶片(Prepreg)开始逐渐软化甚至流动,故其顶挤所用的压力不能太大,避免板材滑动或胶量流出太多 。此种起初所采用较低的压力(15~50PSI)称为”吻压” 。但当各胶片散材中的树脂受热软化胶化,又将要硬化时,即需提高到全压力(300~500PSI),使各散材达到紧密结合而组成牢固的多层板 。


9:疊合

       pcb多层板或電路板基板在压合前,需将内层板、胶片与铜皮等各种散材与钢板、牛皮纸垫料等,完成上下对准、落齐,或套准之工作,以备便能小心送入压合机进行热压 。这种事前的准备工作称之为LayUp 。为了提高多层板的品质,不但此种”叠合”工作要在温湿控制的无尘室中进行,而且为了量产的速度及品质,一般八层以下者皆采大型压板法(MassLam)施工,甚至还需用到”自动化”的叠合方式,以减少人为的误失 。为了节省厂房及合用设备起见,一般電路板工厂多将”叠合”与”折板”二者合并成为一种综合性处理单位,故其自动化的工程相当复杂 。


10:大型壓板(層壓)

       这是pcb多层板压合制程放弃”对准梢”,及采用同一面上多排板之新式施工法 。自1986年起当四、六层線路板需求量淚增之下,pcb多層板之壓合方法有了很大的改變 。早期的一片待壓的制程板上只排一片出貨板,此種一對一的擺布在新法中已予以突破,可按其尺寸大小改成一對二,或一對四,甚至更多的排板進行壓合 。


       新法之二是取消各种散材(如内层薄板、胶片、外层单面薄板等)的套准梢;而将外层改用铜箔,并先在内层板上预做”靶标”,以待压合后即”扫”出靶标,再自其中心钻出工具孔,即可套在钻床上进行钻孔 。至于六层電路板或八层線路板,则可将各内层以及夹心的胶片,先用铆钉予以铆合,再去进行高温压合 。这种简化快速又加大面积之压合,还可按基板式的做法增多”叠数”(High)及开口数(Opening),既可减少人工并使产量倍增,甚至还能进行自动化 。此一新观念的压板法特称为”大量压板”或”大型压板” 。

近年來國內已有許多專業代工壓合的行業出現 。


11:熱盤

      pcb多层板压合或基板制造所需之压合机中,一种可活动升降之平台 。此种厚重的空心金属台面,主要是对板材提供压力及热源,故必须在高温中仍能保持平坦、平行才行 。通常每一块热盘的内部皆预埋有蒸气管、热油管或电阻发热体,且四周外缘亦需填充绝缘材料,以减少热量的散失,并备有感温装置,使能控制温度 。


12:鋼板

       是指基板或pcb多层板在进行压合时,所用以隔开每组散册(指铜板、胶片与内层板等所组成的一个Book) 。此种高硬度钢板多为AISI630(硬度达420VPN)或AISI440C(600VPN)之合金钢,其表面不但极为坚硬平坦,且经仔细抛光至镜面一样,便能压出最平坦的基板或pcb板 。故又称为镜板(MirrorPlate),亦称为载板(CarrierPlate) 。这种钢板的要求很严,其表面不可出现任何刮痕、凹陷或附着物,厚度要均匀、硬度要够,且还要能耐得住高温压合时所产生化学品的浸蚀 。每次压合完成拆板后,还要能耐得住强力的机械磨刷,因而此种钢板的价格都很贵 。


13:壓透,過度擠壓

       pcb多层板压合时所采用之压力强度(PSI)太大,使得许多树脂被挤出板外,造成铜皮被直接压在玻璃布上,甚至将玻璃布也压扁变形,以致板厚不足,尺寸安定性不良,以及pcb板的内层线路被压走样等缺失 。严重者线路根基常与玻纤布直接接触,埋下”阳极性玻纤丝”漏电的隐忧(ConductiveAnodicFilament;CAF) 。根本解决方法是按比例流量(ScaledFlow)的原理,大面积压合时应则使用大的压力强度,小板面使用小压力强度;即以1.16PSI/in2或1.16Lb/in4为基准,去计算现场操作的压力强度(Pressure)与总压力(Force) 。


14:多層板壓合

       内层用的薄基板,是由基板供货商利用胶片与铜皮所压合而制成的,pcb板厂购入薄基板做成内层pcb板后,还要用胶片去再压合成pcb多层板,某些场合常特别强调而称之为”再压合”,简称Re-Lam 。事实上这只是pcb多层板压合的一种”跩文”说法而已,并无深一层的意义存在 。


15:樹脂下陷,樹脂退縮

       指pcb多层板在其B-stage的胶片或薄基板中的树脂(以前者为甚),可能在压合后尚未彻底硬化(即聚合程度不足),其通孔在漂锡灌满锡柱后,当进行切片检查时,发现铜孔壁背后某些聚合不足的树脂,会自铜壁上退缩而出现空洞的情形,谓之”树脂下陷” 。这种缺点应归类于制程或板材的整体问题,程度上比板面刮伤那种工艺性的不良要来得严重,需仔细追究原因 。


16:比例流量試驗

       多层pcb板压合时对胶片(Prepreg)中流胶量的检测法 。亦即对树脂在高温高压下所呈现之”流动量”(ResinFlow),所做的一种试验方法 。详细做法请见IPC-TM-650中的2.3.18节,其理论及内容的说明,则请见pcb板信息杂志第14期P.42


17:溫度曲線

       在pcb板工业中的压合制程,或下游组装的红外线或热风熔焊(Reflow)等制程,皆需寻求温度(纵轴)与时间(横轴)所匹配组成的最佳”温度曲线”,以提升焊锡性的在量产中的良品率 。


18:隔板,鋼板,鏡板

       基材板或多层pcb板进行压合时,压机每个开口(Opening,Daylight)中用以分隔各板册(Books)的硬质不锈钢板(如410,420等)即是 。为防止沾胶起见,特将其表面处理到非常平坦光亮,故又称为镜板(MirrorPlate) 。


19:接續性壓合法

       是指多层pcb板的特殊压合过程并非一次完成,而是分成数次逐渐压合而累增其层次,并利用盲孔或埋孔方式,以达到部份层次间的”互连”(Interconnection)功能 。此法能节省板子上外表上所必须钻出的全通孔 。连带可腾让出更多的板面,以增加布线及贴装SMD的数目,但制程却被拖得很长 。


20:缺膠

       此词在pcb板工业中,一向常用在pcb多层板压合中”缺胶”ResinStarvation问题的表达 。系指树脂流动不良,或压合条件配合不当,造成多层板完成后,其板体内出现局部缺胶的情形 。


21:線路滑離

       指多层pcb板在压合中,常造成内层板面线路的少许滑动移位,称为Swimming 。此与所采用胶片的”胶化时间”(GelTime)长短很有关系,目前业界已多趋向使用胶化时间较短者,故问题已减少很多了 。


22:浮印,隱印

       早期pcb多层板压合时,为防止溢胶之烦恼,在已叠点散材之铜箔外或薄基板外,多加一张耐热的薄膜(如Tedlar),以方便压后脱;蚶胄椭猛 。不过当外层板所用的胶片较薄,而铜箔又仅为0.5oz时,则该内层板的线路图案,可能在高压下会转印在脱模纸上 。当此脱模纸又重用在对一批板子上时,则很可能又将原来的图案浮印在新的板子铜面上,此种现象称为Telegraphing 。


23:真空壓合

       此词在pcb板工业中常出现于多层板的压合与干膜的贴合中 。pcb多层板的真空压合又分为真空外框式(VacuumFrame),即为配合原有液压式压机的”抽压法”,及真空舱式(Autoclave),也就是利用高温高压的二氧化碳进行压合的”气压法” 。前者抽压法(HydralicVacuumPressing)的设备较简单,价格便宜操作又很方便,故占有九成以上的市场 。后者则因设备与操作都很复杂,且所占体积也很大,加上所需耗材之费用又较贵,故采用者不多 。


24:皺折,皺紋

常指壓合時由于流膠量太大 。造成外層強度與硬度稍差,如0.5oz銅箔常發生的皺紋或折紋,謂之Wrinkle 。此詞亦用于其它領域 。


25:中心不變(疊合法)

       pcb多层板各散材于叠合套准时,采用一种特殊的工具槽口,此等类似长方形槽口的两短边呈圆弧形,两长直边的宽距可匹配对准梢的插入(称为挫圆梢FlatedRoundPin) 。此种槽口可分布于散材的四边中央,并将长边槽口之一刻意的偏一点,做为防呆用途 。如此可令板材在高温中能分别向外膨胀 。冷却时又可自由缩回,但其中央板区却可稳定不变,避免固定孔与插梢之间产生拉扯应力,谓之中心不变式叠合 。实用机组以美商Multiline之产品最受欢迎 。


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