专业PCB多层板压合制程说明2014年11月25日 18:16:03来源：华强PCB作者：Levi1、Autoclave 压力锅是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Pressure Cooker 之同义词，更被业界所常用。另在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 Autoclave Press。2、Cap Lamination 帽式压合法是指早期多层板的传统层压法，彼时 MLB 的"外层"多采单面铜皮的薄基板进行叠合及压合，直到 1984年末 MLB 的产量大增后，才改用现行铜皮式的大型或大量压合法(Mss Lam)。这种早期利用单面铜皮薄基板的 MLB 压合法，称为Cap Lamination。3、Crease 皱褶在多层板压合中，常指铜皮在处理不当时所发生的皱褶而言。0.5 oz以下的薄铜皮在多层压合时，较易出现此种缺点。4、Dent 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 Dish Down。此等缺点若不幸在蚀铜后仍留在线路上时，将造成高速传输讯号的阻抗不稳，而出现噪声 Noise。故基板铜面上应尽量避免此种缺失。5、Caul Plate 隔板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 Caul Plate 或Separate Plate，目前常用者有 AISI 430或 AISI 630等。6、Foil Lamination 铜箔压板法指量产型多层板，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(Mass Lam)，以取代早期之单面薄基板之传统压合法。7、Kraft Paper 牛皮纸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。使多张待压的基板或多层板之间。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、Kiss Pressure 吻压、低压多层板在压合时，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(15～50 PSI)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(300～500 PSI)，使各散材达到紧密结合而组成牢固的多层板。9、Lay Up 叠合多层板或基板在压合前，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 Lay Up。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(Mass Lam)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、Mass Lamination 大型压板(层压)这是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、六层板需求量泪增之下，多层板之压合方法有了很大的改变。早期的一片待压的制程板上只排一片出货板，此种一对一的摆布在新法中已予以突破，可按其尺寸大小改成一对二，或一对四，甚至更多的排板进行压合。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。至于六层板或八层板，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"。近年来国内已有许多专业代工压合的行业出现。11、Platen热盘为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、Press Plate钢板是指基板或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AISI 630(硬度达420 VPN)或AISI 440C(600 VPN)之合金钢，其表面不但极为坚硬平坦，且经仔细拋光至镜面一样，便能压出最平坦的基板或电路板。故又称为镜板(Mirror Plate)，亦称为载板(Carrier Plate)。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、Print Through压透，过度挤压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 (Conductive Anodic Filament；CAF)。根本解决方法是按比例流量 (Scaled Flow) 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、Relamination(Re-Lam) 多层板压合内层用的薄基板，是由基板供货商利用胶片与铜皮所压合而制成的，电路板厂购入薄基板做成内层线路板后，还要用胶片去再压合成多层板，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、Resin Recession树脂下陷,树脂退缩指多层板在其 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、Scaled Flow Test比例流量试验是多层板压合时对胶片 (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"(Resin Flow)，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，则请见电路板信息杂志第14期 P.4217、Temperature Profile温度曲线在电路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、Separator Plate隔板，钢板，镜板基材板或多层板进行压合时，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(Mirror Plate)。19、Sequential Lamination接续性压合法是指多层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、Starvation缺胶此字在电路板工业中，一向常用在多层板压合中"缺胶"Resin Starvation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、Swimming线路滑离指多层板在压合中，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" (Gel Time)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、Telegraphing浮印，隐印早期多层板压合时，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)，以方便压后脱模或离型之用途。不过当外层板所用的胶片较薄，而铜箔又仅为 0.5 oz 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、Vacuum Lamination真空压合此词在电路板工业中常出现于多层板的压合与干膜的贴合中。多层板的真空压合又分为真空外框式(Vacuum Frame)，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(Hydralic Vacuum Pressing)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、Wrinkle皱折，皱纹常指压合时由于流胶量太大。造成外层强度与硬度稍差,如0.5oz铜箔常发生的皱纹或折纹，谓之Wrinkle。此词亦用于其它领域。25、Zero Centering中心不变(叠合法)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Flated Round Pin) 。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。( 编辑：Levi )相关技术文章?CAD图纸批量打印SmartPlot For A?Mentor Pads2004 转Mentor ?cad绘制二维码工具cad_qrcode v1.?SmartMark CAD审图标记软件 v2.0?关于≤0.50mm的插件孔设计事宜