多層線路板的層壓技術

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1、1 江蘇聯坤 PCB 2 江蘇聯坤 PCB 隨著當今科技的發展需求 ,對線路板的制作提 出了更高的要求，因此為了跟上這些工業發展的要求， 我們將重點放在人 (Man) 的因素上，即作為工藝工 程師、生產監督及操作者都應更加深入了解各工藝的 基本原理及方法，只有掌握了工藝的基本原理及方法， 才能找到解決工藝難點的途徑。 前 言 3 江蘇聯坤 PCB 教材的內容將從以下五個方面分別講解： 工藝原理及方法（ Method） 物料介紹（ Material） 機器設備 （ Machine） 檢測方法 （ Measure） 缺陷分析（ Trouble-shooting） 內 容 簡 介 4 江蘇聯坤 PC

2、B 一、工藝原理 壓板的工藝原理是利用半固化片從 B-stage向 C-stage 的轉換過程 ,將各線路層粘結成一體。半固化片在這一過程中 的轉換過程的狀態變化見下圖： Flow Begin Resin Melt Resin cures Flow end 工藝原理及方法 5 江蘇聯坤 PCB 二、工藝條件及壓板 Cycle的設計方法： 1. 工藝條件： 1.1 升溫速度： 應合理控制樹脂從開始流動到停止流動這段時間范圍內， 對應樹脂的溫度約在 80 130 C，這個溫度段 Resin充分流 動，稱為 flow window。 在這個溫度段，升溫速度將影響樹 脂的粘度變化及凝膠時間，從而影響壓

3、板的品質 板厚均 勻性。 工藝原理及方法 6 江蘇聯坤 PCB 1.1.1 升溫速度與樹脂粘度變化的關系： 慢升溫 快升溫 時間 樹脂的粘度 從上圖可以看出：升溫速度快對應的樹脂粘度較升溫速度慢的 樹脂粘度低，說明快升溫時的樹脂流動性大。升溫速度快的 Flow window較升溫速度慢的要小，說明可以用于控制的時間短，不利于 壓板厚度的控制。 工藝原理及方法 7 江蘇聯坤 PCB 1.1.2 升溫速度、 Flow window及厚度控制的關系： 從上圖可以看出：升溫速度快的 Flow window較升溫速度慢的 要小。流動窗口小，樹脂來不及填充導線之間的間隙，同時也不容 易掌握加壓時機，不利于

4、壓板厚度平均的控制。而升溫速度過慢， 流動窗口太寬時，樹脂處于流態的時間長，在壓力的作用下，流膠 也會過多，而且相應的整個 Cycle time也會加長。 1.1.3 升溫速度的控制范圍： 通過以上分析，應合理控制 Flow window的升溫速度，通常對 于目前公司用到的多數供應商提供的半固化片，升溫速度通?？刂?在 1.5 C 5 C/min。而對于美國有些供應商如： Polyclad等要 求的升溫速度通常會到 4-6 C/min。所以升溫速度的控制應參照 不同膠系樹脂的粘度特性來決定。 工藝原理及方法 8 江蘇聯坤 PCB 1.2 最高加熱溫度： 要確定壓板工藝的最高加熱溫度，首先應了解

5、到使用的半固化片的 樹脂體系，它的固化溫度（ cure temperature)是多少，根據它來決定 一個壓板 cycle中應提供的最高加熱溫度是多少。例如目前公司常用的 FR-4環氧樹脂的 cure temperature是 160 C 170 C。那么應使壓板 時最高料溫達到 170 C。如果對于不同的樹脂體系：如熱加強型（高 Tg） FR-4， BT料等，應根據它們不同的最高料溫要求決定最高加熱溫度。 工藝原理及方法 9 江蘇聯坤 PCB 另外，還應了解一點：壓板 Cycle的最高加熱溫度是指 壓機的最 高熱盤溫度， 所以作為工程師應熟悉壓機加熱盤溫與隔熱層， Lay- up層數，之間的

6、關系及熱損耗情況。 Temp（ C ） Platen Press pad Multilayer + Seperator Platen Press pad 190 C 170 C 工藝原理及方法 10 江蘇聯坤 PCB 1.3 壓力的提供： 1.3.1 壓力的作用： A、要保證樹脂與銅面之間充分接觸與結合 B、提高樹脂流動速度，盡快均勻地填充導線間的空隙。 C、將樹脂反應產生的氣泡擠到板邊。 1.3.2 壓力的設定方法與時機： 1.3.2.1 One stage press cycle（一段壓方式） T（ 0C） 1750C P（ Bar） Pressure Temperature 工藝原理及方

7、法 11 江蘇聯坤 PCB 一段壓力的方式是指當壓機開口一經閉合后立即提供全壓力的壓合方式， 它主要用于樹脂流量很小的樹脂體系的壓板。 1.3.2.2 Two stage press cycle（兩段壓方式） 對于高樹脂含量、長 Gel time的樹脂體系通常采用兩段加壓方式。第 一段壓稱為接觸壓力（ Kiss Pressure），主要提供壓力保證先軟化的樹脂 與銅薄充分接觸，咬和。之后當樹脂隨溫度變化后粘度較低時提供第二段 壓力。 T（ 0C） 1750C P（ Bar） Pressure Temperature Kiss pressure Time 工藝原理及方法 12 江蘇聯坤 PCB

8、1.3.2.3 加壓時機 對于兩段加壓的壓板方式，存在一個加壓時機的問題。 A. 加壓過早時，將導致過多的低粘度的樹脂被擠出，導致板厚偏薄，更 嚴重的情況將是缺膠，這部分區域將在后續工藝流程中產生分層。 B. 加壓過晚，將會出現空洞、氣孔缺陷。在沿著內層銅的邊緣出現凹下 去的軌跡。 那么，加壓時機應該怎么確定，才能避免以上缺陷出現呢？ 從以上的討論中可以知道：加壓時機與樹脂粘度有關，所以我們應該掌 握我們所用的樹脂的粘度特性，下面一張圖將粘度、壓力、溫度之間的關系 匯總了一下，以供參考。而掌握正確的加壓時機應根據長期實踐經驗來把握。 工藝原理及方法 13 江蘇聯坤 PCB 圖中虛線表示 One

9、 stage材料的粘度變化，實線表示高流 量樹脂的 Two stage 樹脂的粘度變化情況。 Temperature Pressure Time Pressure Temperature Viscosity Viscosity Solid viscosity too high to flow properly Effective working range Viscosity too low 慢升溫 快升溫 工藝原理及方法 14 江蘇聯坤 PCB TMA DSC H THK Temperature ( C) Time (min) 25 50 75 100 125 150 175 0 1 2 3

10、 4 5 10 6 7 8 9 15 C/min heat input 流動起始點 流動終結點 熔融點 固化點 以上圖為分別用 TMA與 DSC測試儀量度到的一張普通 FR-4半固 化片的熱變化曲線 . 工藝原理及方法 15 江蘇聯坤 PCB 1.3.3 壓力大小的確定： 1.3.3.1 壓力的大小如何確定？ A、針對兩段壓力的加壓方式，首先在升溫初期，樹脂受熱逐漸 開始熔化，粘度下降，仍未到充分流動階段。應提供一個較低的壓力， 保證開始溶化的樹脂與粗化銅面充分接觸，這個壓力通常稱為 kiss pressure 接觸壓力（又稱吻壓）。通常這個壓力設為 5Kg/cm2左右。 B、樹脂開始流動到固

11、化這個階段應提供充分的壓力，幫助樹脂 盡快流動填充導線間的空隙，并產生與各層銅較強的附著力。這 個壓力如何制定呢？根據以前的經驗總結下表提供參考： 工藝原理及方法 16 江蘇聯坤 PCB 長 X 寬 INCH 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 10 215 230 285 11 215 230 285 12 232 245 300 13 245 300 14 260 315 15 285 315 16 300 330 17 315 330 18 330 340 19 330 360 20 340 21 360 22 370 23 385 壓力（

12、 psi ） 工藝原理及方法 17 江蘇聯坤 PCB 1.3.3.2 壓機中壓力的設定方法： 以上表中確定了壓板時板面的承受壓力，實際在壓板機中如 何設定操作壓力值呢？以下將給出計算方法： )s e c t i o n ( c m c r o s s sp i s t o n of a r e a )a r e a ( c m b o n d i n g )p / c mp r e s s u r e ( k s p e c i f i cP 2 22 例如： Bonding area： 48” 26” (121.9 66cm2) Specific pressure:22Kp/cm2(315p

13、si), Piston diameter:35cm(962.1cm2)，那么壓機壓力應該設為： P=(22Kp/cm2 8045.4cm2) 962.1cm2184Kp/cm 2 那么 184Kp/cm2壓機液壓系統的壓力 . 工藝原理及方法 18 江蘇聯坤 PCB 1.4 固化時間：（ Cure time) 1.4.1 固化時間的確定 在制作半固化片的工藝中填加的催化劑與固化劑（ dicy雙氰 胺），加速劑 2-MI（ 2-甲咪唑），影響到樹脂固化反應的速度，應 了解使用的半固化片的這一特性指標 :固化溫度與固化所需的最少 時間， 目前我們經常使用的 Tg135 C的 FR4半固化 Cure

14、 time通常為 175 C保持 60min。 而熱加強型 (Tg175 C- 185 C)的 FR4固化時間為 190-200 C 保持 120min以上 . 對于不同的樹脂體系應從制造商處了解到該樹脂的關于這方面 的基本特性與參數制定出合理的固化時間 . 工藝原理及方法 19 江蘇聯坤 PCB 1.4.2 固化時間與壓板后材料的 Tg之間的關系 : 材料的固化時間充分，保證了樹脂 C-stage的充分反應，而 C-stage 的充分反應時，則樹脂中的高分子在硬化反應形成的鏈壯結構更加致密， 材料的穩定性就越好。 而材料固化充分的一個參考指標就是 Tg。材料的 Tg值與材料本身 的特性有關，

15、但也受壓合條件中固化時間的制約，下圖為兩者之間的關 系： 樹脂特性 WET CLOTH B-Stage Cured lamination Tg 工藝原理及方法 20 江蘇聯坤 PCB 1.5 總結： 確定一個壓板 Cycle應首先確定以下四個工藝條件： A.升溫速度 B.最高加熱溫度 C.壓力 D.固化時間 工藝原理及方法 21 江蘇聯坤 PCB 2. 壓板 Cycle的設計方法： 2.1 溫度的 Profile的設計 2.1.1 首先根據確定好的物料的升溫速度，與根據經驗所得的各層 料溫的差異， 確定出壓機熱盤的升溫條件。 2.1.2 然后根據物料的最高溫度要求確定熱盤的 最高加熱溫度 。

16、2.1.3 根據 Cure time的時間 定出在最高加熱溫度需要保持的時間。 2.1.4 根據以上三點可以基本確定出壓板 Cycle中溫度的 Profile。 而具體實際應用時應該插 Thermal couple到不同層的材料中，根據實 際情況與要求的偏差做一些 修正 。 工藝原理及方法 22 江蘇聯坤 PCB 2.2 壓力的 Profile的設計 2.2.1 首先 確定加壓方式 ，是采用一段壓力，兩段壓力 還是多段壓力。 2.2.2 然后 確定加壓時機 即在物料溫度達到多少時進 行換壓。不同物料特性不同，加壓時機也不同。 所以這要根據經驗與對物料升溫速度的掌握來確定。 2.1.3 根據實際

17、的物料溫度的測量結果進行 修正 。 2.1.4 根據修正的結果確定正式使用的壓力 Profile. 工藝原理及方法 23 江蘇聯坤 PCB 2.3 壓板 cycle的一個具體 recipe： Step Item Temperature 135癈 150癈 180癈 190癈 200癈 190癈 150癈 135癈 Pressure 55N/cm 2 55N/cm 2 250N/cm 2 250N/cm 2 250N/cm 2 250N/cm 2 250N/cm 2 250N/cm 2 Time 15min 10min 10min 15min 35min 15min 10min 5min 1 2

18、 3 4 5 6 7 8 壓板溫度曲線 0 50 100 150 200 250 300 11:20:44 11:28:57 11:37:10 11:45:24 11:53:37 12:01:50 12:10:03 12:18:16 12:26:30 12:34:43 12:42:56 12:51:09 12:59:22 1:07:36 1:15:49 時間間隔 溫度壓力 pressure set N/cm2 temperature set platen temperature product temperature 1 product temperature 2 product temper

19、ature 3 加壓溫度點為 100oC 工藝原理及方法 24 江蘇聯坤 PCB 三、壓板的工藝方法： 1. Mass lamination 大量無銷釘層壓方式 : Top Plate Kraft Paper Seperator Kraft Paper Carrier Plate PCB Prepreg Copper foil 工藝原理及方法 25 江蘇聯坤 PCB Mass lamination 大量無銷釘層壓方式 :是指直接用銅箔與板固 化片與內層基板壓合的大批量層壓方式。該方式操作簡單快捷，產 量大的特點。缺點是只對四層板適用。對于高于四層以上的板時， 需要采用內層預先用鉚釘鉚合后與 M

20、ass lamination相結合的方式。 2. Pin lamination 對位銷釘定位的層壓方式 : 當層數增多，用普通的鉚釘無法達到定位效果時，采用這種傳統的 工藝方法。這種方法雖然在層壓后的拆板時的操作繁瑣、困難，但卻是 保證高層板層間對位的唯一較好的方法。 工藝原理及方法 26 江蘇聯坤 PCB Kraft Paper Seperator Kraft Paper Bottom fixture PCB Prepreg Copper foil Top fixture Top Plate Carrier plate Pin 內層板單元大小 27 江蘇聯坤 PCB 從以上圖中可以看出：用

21、Pin Lamination的方式，需要在內層板、 銅箔、半固化片上開出同樣形狀的工具孔，而且在所有相關工具上開孔： 上下夾具板、所有分割鋼板。而多種多樣的 Project會產生板尺寸的多樣 性，決定了工具的多樣性、復雜性。 另外，銷釘所起到的作用只是減少層與層之間的滑移而產生的對位不 準，而對于板材本身經過壓合過程中的應力變化產生的漲縮變化仍舊不能 完全避免。 而 Pin-lamination與鉚釘固定所采用的對位原理都是一樣的： PEP （ OPE的 Post-Etch-Punch) 工藝原理及方法 28 江蘇聯坤 PCB 3. 壓合過程中的對位方法：（ PEP） PEP（蝕刻后沖孔方式）

22、的基本做法如下： 3.1 內層板各層菲林上設置兩個光學標靶 (Optical Target):如 圖所示 : 工藝原理及方法 29 江蘇聯坤 PCB 3.2 根據菲林做出內層圖形 . 3.3 將蝕刻后的內層板放在具有 CCD對位系統的沖孔機上 (如 :Multiline 的 OPE機 ),根據以上的兩個標靶由機器中固定的模 具沖出壓板對位用的所有工具孔 ,入圖所示 : 工藝原理及方法 30 江蘇聯坤 PCB 3.4 從上圖中我們知道：中間的四個腰型孔為 Pin-lamination所需要 的對位孔，其它圓形孔作為其它鉚合方式用的對位孔。因此，我們可以看 出： Pin-lamination與結合

23、鉚釘的 Mass-lamination的層間對位方法一樣。 3.5 4-Slot的對位方式的優點： 壓合后的變形有規律 ,層間偏差小 . 4個銷釘在沖出的腰型孔中的位移變化 情況入圖所示 : PIN Hole 工藝原理及方法 31 江蘇聯坤 PCB 四、介電層厚度的計算方法： 1. 單張半固化片層壓厚度 X：指單張半固化片壓制敷銅板后的 平均厚度。通常該值與樹脂含量具有一定的關系。 20 30 40 50 60 70 80 0.05 0.1 0.15 0.2 樹 脂 含 量% 層壓板厚度 mm 106 1080 2112 2116 7628 工藝原理及方法 32 江蘇聯坤 PCB 各類半固化片

24、單張壓制敷銅板的厚度指引 :(單位 mil) Modle RC% Average THK Range of THK 106 75?% 2.3 2.1-2.8 1080 62?% 2.9 2.6-3.4 2116 50?% 4.6 4.2-5 7628L 43?% 7.7 7.1-8.2 7628S 47?% 8.4 7.8-9.1 7628HRC 52?% 9.6 8.8-10.5 工藝原理及方法 33 江蘇聯坤 PCB 2. PCB壓板厚度計算方法指引： 2.1 對于圖一的情況，用公式一計算： 公式一： %)1( ahXH 其中： H 表示壓板后介電層厚度估計值。 X 表示所用半固化片壓制敷

25、銅板的層壓厚度的平均值。 h 表示基材的底銅厚度。 0.5oz: 0.6-0.7mil 1oz: 1.2-1.414mil 2oz: 2.5-2.8mil a% 表示對應面的銅面密度。 H H h 線路 工藝原理及方法 34 江蘇聯坤 PCB 2.2 對于圖二的情況，用公式二計算： 公式二： %)1(%)1( 211 bhahXH 其中： H1 表示壓板后中間介電層厚度估計值。 X 表示所用半固化片壓制敷銅板的層壓厚度的平均值。 h1 表示基材一個面的底銅厚度。 h2 表示基材另一個面的底銅厚度。 a% 表示對應于 h1面的銅面密度。 b% 表示對應于 h2面的銅面密度。 注：兩邊介電層厚度的

26、計算方法用公式一。 H H1 h H h1 h2 工藝原理及方法 35 江蘇聯坤 PCB 一、基本原材料 : 1. 銅箔 1.1 銅箔的種類：按照制造方法分為壓延銅箔（ Wrought Foil）與電解銅箔（ ED-Foil）。 1.2 電解銅箔的特點 : 雙面粗糙度不同 ,較粗的一面處理 后可以和樹脂產生較強的接合力 . Drum Side Matte Side 物料介紹 36 江蘇聯坤 PCB 1.3 銅箔的量度方法：由于銅箔厚度的測量受到儀器 操作方法 及操作環境的限制 ,所以通常銅箔的量度方法是按照單位面積的銅箔 重量來衡量 . 代碼 意義 意義 E 0.146oz/ft 2 (1/8

27、) 44.57g/m 2 Q 0.26oz/ft 2 (1/4) 80.18g/m 2 T 0.35oz/ft 2 (3/8) 106.9g/m 2 H 0.5oz/ft 2 (1/2) 153g/m 2 M 0.75oz/ft 2 (3/4) 229g/m 2 1 1oz/ft 2 305g/m 2 2 2oz/ft 2 610g/m 2 3 3oz/ft 2 915g/m 2 0.0014 0.035 厚度（ inch ） 厚度（ mm ） 0.0004 0.009 0.0002 0.005 0.042 0.106 0.0005 0.012 0.001 0.025 0.0028 0.071

28、 0.0007 0.018 表一 : 物料介紹 37 江蘇聯坤 PCB 1.4 銅箔的品質要求： 1.4.1 純度：（ Purity）電解銅箔需高于 99.8%,壓延銅箔需高 于 99.9%. 1.4.2 電阻 : 20 C時不高于以下要求 : 1/8oz: 0.1782ohm-gram/m2. 1/4oz: 0.169ohm-gram/m2. 3/8oz: 0.1671ohm-gram/m2. 1/2oz: 0.16359ohm-gram/m2. 3/4oz: 0.162ohm-gram/m2. 1oz: 0.1594ohm-gram/m2. 物料介紹 38 江蘇聯坤 PCB 1.4.3 抗

29、拉強度與拉伸比 :(Tensile Strength and Elongation) 室溫下 ,1/2oz銅箔抗拉強度應大于 15000 lb/in2, 拉伸 比應大于 2%.1oz以上則應大于 30,000 lb/in2,及 3%. 1.4.4 針孔 :(Pin-hole): 1/2oz以下的銅箔不可有大于 0.1m/m大小的針孔 ,且針孔 數不可多于 10點 /ft2. 1oz以上的銅箔針孔數不可多于 5點 /ft2,且在任何 5 ft2 內 ,不得有大于 0.125mm的針孔 . 1.4.5 基重 :(Weight):如前面表一所示 . 物料介紹 39 江蘇聯坤 PCB 1.4.6 外觀

30、 (Surface appearance):表面不得有任何凹點、折 皺、刮痕、粗粒、油脂、指印及任何雜質。 1.4.7 抗氧化性 (Tarnish resistant):存放其間不許有表面氧 化變色現象 . 1.4.8 抗熱性 (Heat resistance): 熱壓后表面不許氧化變色 . 1.4.9 錫焊性 (solderability): 焊錫可以均勻分布在銅箔表 面 ,不能有無法浸潤與浸潤不均的現象 . 1.4.10 表面粗糙度 (Roughness):平均需在 0.2-0.3 Ra 物料介紹 40 江蘇聯坤 PCB 1.4.11 抗撕強度 (Peel strength): 又稱線拉力

31、 .由雙方自行 制定 .通常如下規定 : 常溫下， 0.5oz2.0kg/cm 1oz2.0kg/cm 2oz3.0kg/cm 1.4.12 抗化學藥品性 : 在浸漬化學藥品后不可有氧化及剝離 強度減弱的缺點 . 1.4.13 抗焊性 :(Solder resistance): 經過焊錫漂浮后 ,抗撕 強度不可有顯著下降 . 物料介紹 41 江蘇聯坤 PCB 1.5 銅箔的發展趨勢： 1.5.1 對現有銅箔品質的持續改善 . 1.5.2 發展高品質的 PCB所需的銅箔 : 1.軟性層壓板所需的低溫高抗拉強度的銅箔 . 2.高溫高抗張強度的銅箔 . 3.高密度細線路制作所需的薄銅箔 . 4.直接

32、鐳射鉆孔所需的超薄銅箔 .(如日本 MITSUI的 UTC-Foil,最薄可以做到 3-5 m.(5 m的重量 為 45g/m2,9 m的重量為 80g/m2(1/4oz).) 物料介紹 42 江蘇聯坤 PCB 2. 半固化片 : 2.1 Prepreg 是 Pre-pregnant的英文縮寫 ,是樹脂與載體合成的一種片 狀粘結材料 .它在制作過程中的變化如下圖所示 : Resin樹脂 Varnish膠液 Prepreg半固化片 Laminate層壓板 Structur e 物料介紹 43 江蘇聯坤 PCB 2.2 玻璃纖維布： 是一種經過高溫融合后冷卻成一種非結晶態的堅硬的無機物，然 后由經

33、紗，緯紗縱橫交織形成的 補強材料 . 2.2.1 可以作為補強材料的有：纖維素紙、 E-玻璃纖維布、聚芳 酰胺纖維紙、 S-纖維布等。 2.2.2 E-玻璃纖維布的成分 1MHz 6.6 SiO 2 Wt% 5256 10GHz 6.6 CaO Wt% 1625 1MHz 0.0012 Al 2 O 3 Wt% 1216 10GHz 0.0066 B 2 O 3 Wt% 510 體積電阻 10 15 MgO Wt% 05 表面電阻 10 15 Na 2 O K 2 O Wt% 01 膨脹系數 ppm/癈 5.5 TiO 2 Wt% 0 比重 g/cm 3 2.54 Tan 特性成分 E-gla

34、ss 的成分及特性 物料介紹 44 江蘇聯坤 PCB 2.2.3 E-玻璃纖維布的常用結構 : 經紗 緯紗 7628 0.18 210 44 32 2116 0.1 106 60 58 2113 0.08 82 60 56 1080 0.06 48 60 47 106 0.04 25 56 56 結構 (Yarn/cm) Glas fabric specification 規格 厚度 ( mm) 基重 ( g/cm 2 ) 物料介紹 45 江蘇聯坤 PCB 2.3 樹脂：是一種熱固型材料，可以發生高分子聚合反應。 2.3.1 樹脂的功能及特性 : A. 具有電氣絕緣性 B. 可以作為銅箔與加固

35、物 (玻璃纖維布 )之間的粘合劑 C. 特性 :抗電氣性、耐熱性、耐化學性、抗水性。 2.3.2 樹脂的種類：由于樹脂種類有多種，所以決定了我 們材料的多樣性。 PCB行業中常用的樹脂體系有以 下幾種： A.酚醛樹脂 B.環氧樹脂 C.聚酰亞胺樹脂 D.三嗪和 /或雙馬來酰亞胺樹脂 物料介紹 46 江蘇聯坤 PCB 2.4 膠液： (Varnish) 2.4.1 膠液的組成：樹脂、固化劑（ Dicy）、固化劑溶劑、 膠液溶劑（針對環氧樹脂常用丙酮）、固化劑加速 劑（ 2-MI）。 2.4.2 膠液的功能 : A.降低樹脂粘度 ,引導樹脂與固化劑 浸入玻璃纖維中 . B. 溶解樹脂、固化劑與催化

36、劑。 C. 提供一個化學性穩定的混合物。 2.4.3 膠液的一致性：膠液的一致性對半固化片有相當重 要的影響。保證一致性的幾個因素： A.配方的比例準確性。 B.測試膠液的凝膠時間、粘度、比重。 C.膠液的壽命：最好 2天內使用，最長不能超過 2 星期。存放其間溶劑的蒸發影響樹脂的粘度及比重。 D.新舊膠液不可混合使用。 物料介紹 47 江蘇聯坤 PCB 2.5 半固化片及其特性、存放條件： 2.5.1 半固化片的制程簡介 : 上膠 (Coat glass with varnish) 蒸發溶劑 (Evaporate solvent) 局部反應固化 (Partially react and cu

37、ring) 物料介紹 48 江蘇聯坤 PCB 2.5.2 半固化片的特性參數 : A. RC%（ Resin content)：指膠片中除了玻璃布以外，樹脂 成分所占 的重量百分比 。 RC%的多少直接影響到樹脂填充導線間空谷的能力，同時決定壓板后 的介電層厚度。 B. RF%（ Resin flow）：指壓板后，流出板外的樹脂占原 來半固化片總重的百分比。 RF%是反映樹脂流動性的指標，它也決定壓板后的介電層厚度 C . VC%（ volatile content）：指半固化片經過干燥后，失 去的揮發成分的重量占原來重量的百合比。 VC%的多少直接影響壓板后的品質。 物料介紹 49 江蘇聯坤

38、 PCB D. Gel Time（ Gel time）：是凝膠時間，指 B-階半固化 片受高溫后軟化粘度降低，然后流動，經過一段時間 因吸收熱量而發生聚合反應，粘度逐漸增大，逐漸 固化成 C-階的一段樹脂可以流動的時間。 凝膠時間與溶融粘度及樹脂流量的關系 : RF% + Gel time + 物料介紹 50 江蘇聯坤 PCB 凝膠時間與溶融粘度及樹脂流量的關系 : 在相同的半固化片流動下： 一個低粘度系統需要較少的時間流動（快的反應性） 一個高粘度系統需要較多的時間流動（慢的反應性） 不同樹脂 可能需要 不同的凝膠時間 來 達到相同的流動 。 凝膠時間 流動的關系： 較低的凝膠時間提供較低的

39、流動 較高的凝膠時間提供較高的流動 在較低的凝膠時間里 ,凝膠時間對流動的影響較小 因此 ,凝膠時間是半固化片制程中需要控制的關鍵參數 ,也是后面 壓板工藝需要參考的重要指標，它是提供樹脂流動的特性指標。 物料介紹 51 江蘇聯坤 PCB 二、 基材 1. 結構： Copper 半固化片固化后形 成的介電層 Copper 基材又稱 覆銅板 ，它是通過半固化片在高溫高壓下與 銅箔粘結在一起制成的 不同規格厚度 的印刷電路板的原材 料。 物料介紹 52 江蘇聯坤 PCB 1.1 常用厚度基材的結構： Glass fabric type (inch) (mm) (inch) (mm) 0.002 0

40、.05 ?.0007 ?.019 1?080 0.0025 0.063 ?.0007 ?.019 1?080 0.003 0.075 ?.0007 ?.019 1?080 0.004 0.1 ?.0007 ?.019 1?116 or 2?080 or 2?06 0.005 0.125 ?.001 ?.025 1?116 or 2?080 0.006 0.15 ?.001 ?.025 2?080 0.007 0.178 ?.0015 ?.038 2?112 0.008 0.203 ?.0015 ?.038 1?628 or 2?113 or 2?116 0.009 0.23 ?.0015 ?.

41、038 2 ? 2116 0.01 0.254 ?.0015 ?.038 2 ? 2116 0.012 0.3 ?.0015 ?.038 2?080+1?628 0.014 0.356 ?.002 ?.051 2?628 0.016 0.406 ?.002 ?.051 1?080+2?628 0.018 0.457 ?.002 ?.051 1?112+2?628 0.02 0.508 ?.0025 ?.063 3?628 0.024 0.61 ?.0025 ?.063 2?116+2?628 0.028 0.71 ?.0025 ?.063 4?628 0.03 0.76 ?.0025 ?.06

42、3 2?116+3?628 0.032 0.81 ?.004 ?.106 4?628 0.04 1 ?.004 ?.106 5?628 laminate thickness MIL tolerance class 物料介紹 53 江蘇聯坤 PCB 2. 基材分類：（按 IPC4101分類） 2.1 紙基敷銅板 :(IPC-4101中有 5種 ) 詳細規范號 名稱 阻燃劑及添加劑 Tg ANSI型號 NEMA型號 IPC4101/00 酚醛樹脂紙 層壓板 XPC/00 XPC IPC4101/01 改性酚醛樹 脂紙層壓板 XXXPC/01 XXXPC IPC4101/02 阻燃酚醛樹 脂紙層壓板

43、 溴 氯阻燃劑 FR-1/02 FR-1 IPC4101/03 阻燃改性酚 醛樹脂紙層 壓板 溴 氯阻燃劑 FR-2/03 FR-2 IPC4101/04 阻燃環氧樹 脂紙層壓板 溴 氯阻燃劑 , 氧 化銻為添加劑 FR-3/04 FR-3 物料介紹 54 江蘇聯坤 PCB 2.2 復合基材敷銅板 :(IPC-4101中有 3種 ) 詳細規范號 名稱 阻燃劑及添加劑 Tg ANSI型號 NEMA型 號 IPC4101/10 阻燃改性 不改性 環氧玻璃布 + 紙芯 復合層壓板 溴氧化銻阻燃劑, 100癈 CEM-1/10 CEM-1 IPC4101/11 阻燃 環氧玻璃布 + 紙芯復合層壓板 溴

44、阻燃劑,高嶺土 阻燃劑 CEM-5/11 IPC4101/12 阻燃環氧玻璃布 + 玻纖紙芯復合層 壓板 溴阻燃劑 CEM-3/12 CEM-3 物料介紹 55 江蘇聯坤 PCB 2.3 FR-4環氧玻璃布敷銅板 :(IPC-4101中有 9種 ) 詳細規范號 名稱 阻燃劑及添加劑 Tg ANSI型號 NEMA型號 IPC4101/20 環氧玻璃布層壓板 G-10/20 G-10 IPC4101/21 阻燃改性 不改性多官 能團環氧玻璃布層壓 板 溴阻燃劑 110- 150癈 FR-4/21 FR-4 IPC4101/22 環氧玻璃布熱強度保 留層壓板 135- 175癈 FR-4/22 G-

45、11 IPC4101/23 阻燃 熱強度保留環氧 玻璃布層壓板 溴氯阻燃劑 135- 175癈 FR-5/23 FR-5 IPC4101/24 阻燃 多官能團熱強度 保留環氧玻璃布層壓 板 溴氯阻燃劑 150- 200癈 FR-4/24 FR-4 IPC4101/25 阻燃改性環氧 (PPO) 玻 璃布層壓板 溴氯阻燃劑 150- 200癈 FR-4/25 FR-4 IPC4101/26A 阻燃改性 不改性非布 層壓板 溴氯阻燃劑 170- 220癈 FR-4/26A FR-4 IPC4101/26B 阻燃改性 環氧玻璃布 層壓板 溴氯阻燃劑 170- 220癈 FR-4/26B FR-4 I

46、PC4101/27 阻燃改性 不改性環氧 單向玻纖交叉層壓板 溴氯阻燃劑 Min 110癈 FR-4/27 FR-4 物料介紹 56 江蘇聯坤 PCB 2.4 聚酰亞胺玻璃布敷銅板 :(IPC-4101中有 4種 ) 詳細規范號 名稱 阻燃劑及添加劑 Tg ANSI型號 NEMA型號 IPC4101/30 阻燃三嗪 / 雙馬 來酰亞胺 / 環氧 玻璃布層壓板 溴阻燃劑 170- 220癈 GPY/30 IPC4101/40 阻燃聚酰亞胺玻 璃布層壓板 Min 200癈 GPY/40 IPC4101/41 阻燃聚酰亞胺玻 璃布層壓板 Min 250癈 GPY/41 IPC4101/42 阻燃改性

47、 不改 性聚酰亞胺玻璃 布層壓板 200- 250癈 GPY/42 物料介紹 57 江蘇聯坤 PCB 3. 基材特性參數： 3.1 一般性能 : 3.1.1 目測：在 300 300mm面積內金屬凹坑、皺折、劃痕、次 表面缺陷（蝕銅后的內表面）接受標準等應按 IPC-4101標準接受。 3.1.2 尺寸：長、寬、厚度檢查公差按 IPC-4101標準接受。 3.1.3 弓曲、扭曲度：按 IPC-4101標準接受。 3.2 物理性能 : 3.2.1 剝離強度：有分熱應力后、高溫下、化學溶劑處理后三種。 3.2.2 尺寸穩定性： 3.2.3 彎曲強度：分常溫下、高溫下兩種。 物料介紹 58 江蘇聯坤

48、 PCB 3.3 化學性能 : 3.3.1 燃燒性： 3.3.2 熱應力：分蝕刻后與不蝕刻兩種按 IPC-4101標準接受。 3.3.3 可焊性：按 IPC-4101標準接受。 3.3.4 耐化學性： 3.3.5 金屬表面可清潔性： 3.3.6 Tg測試： 3.3.7Tg測試： 3.3.8 平均 X、 Y軸 CTE測試： 物料介紹 59 江蘇聯坤 PCB 3.4 電氣性能 : 3.4.1 介電常數： Dk 3.4.2 損耗因數： Df 3.4.3 體積電阻率：按 IPC-4101標準接受。 3.4.4 表面電阻率：按 IPC-4101標準接受。 3.4.5 耐電?。?3.4.6 擊穿電壓： 3

49、.4.7 電氣強度： 3.5 環境性能： 3.5.1 吸水性： 3.5.2 耐霉性： 3.5.3 壓力容器測試： 物料介紹 60 江蘇聯坤 PCB 3.6 特性參數的意義 ： 3.6.1 材料的一般特性指標用于 IQC進行來料檢查。 3.6.2 材料的物理、化學特性、環境性能參數用于對材料的制 程適應性、可加工性及對成品板性能影響的參考。 3.6.3 材料的電性能由敷銅板所用的樹脂、補強材料的特性決 定它的各指標。而材料的電性能將決定材料的最終用途。 所以，應該了解不同材料的電氣性能參數的差異 ,針對 不同的產品選擇不同的材料 . 物料介紹 61 江蘇聯坤 PCB 4. 材料介紹及其未來發展趨

50、勢 4.1 材料介紹 : 4.1.1 環氧玻璃材料 (Epoxy glass FR-4) A. 優點 : 便宜、耐用、容易加工 B. 缺點 : 耐熱性不好，不利于高密度的線路的元件 的焊接。 4.1.2 聚酰亞胺玻璃材料 (Polyimide glass PI) A.優點 : 耐熱性突出 , 電性能也好 . B.缺點 : 吸水性高 , 價格為 FR-4的兩倍 . 物料介紹 62 江蘇聯坤 PCB 4.1.3 氰酸酯樹脂 : (Cyanate Ester) A. 優點 : 吸水性小 , 膨脹系數低 ,尤其是 Z方向 ,介電 常數低 ,有利于高頻信號的傳輸 , 加工性好 . B. 缺點 : 價格較