1、PCB層壓制程介紹 層壓制程介紹 PCB層壓制程介紹 內容介紹 v流程介紹 v原理介紹 v物料介紹 v定位系統介紹 v工藝控制要點 v層壓后性能的檢測 v常見品質問題分析與對策 v壓機故障時板件處理方法 v層壓目前的生產條件 PCB層壓制程介紹 流程介紹 1-1.MASSLAM 備料 預疊 疊板 壓板 拆板 1-2.PINLAM 備料 疊板 壓板 拆PIN 拆板 PCB層壓制程介紹 流程介紹 1-3疊合的示意圖 PCB層壓制程介紹 原理介紹 2-1.化學反應機理 2-2.流變學的基礎知識 PCB層壓制程介紹 2-1化學反應機理 v2-1-1 單體：丙二酚及環氧氯丙烷 v2-1-2 催化劑：雙氰

2、胺 v2-1-3 速化劑：苯二甲基胺及2-甲咪唑 v2-1-4 溶劑：二甲胺 v2-1-5 稀釋劑：丙酮或丁酮 v2-1-6 填充劑：碳酸鈣或氫氧化鋁等 PCB層壓制程介紹 2-1化學反應機理 PCB層壓制程介紹 2-2流變學的基礎知識 2-2-1 黏度 2-2-2 Tg值 2-2-3 粘彈性 2-2-4 物料的升溫速率與黏度的關系 PCB層壓制程介紹 2-2-1黏度 v黏度是流體具有粘性現象的基本性質，是當 流體物質受到外界“剪切應力”作用下，所 產生“剪切應變”的情形，黏度數值越大， 表示物質越不易流動，而黏度數值越小，表 示物質越易流動。 vF/A=u(v/l) ;F/A:剪切應力（單位

3、面積上所承 受的力）v/l：剪切速率（流程厚度移動的速 度）u：黏度（比例常數） PCB層壓制程介紹 2-2-1黏度 v黏度為一種物質的特性數值，在一般正常的 情況下，該黏度值為一固定不變的常數 v溫度、分子量的大小、分子的構象對黏度都 有較大的影響,增加溫度將會提高的物質分子 之間的活動能力，會導致黏度降低，提高分 子量，增加交聯程度，都會提高物質的黏度。 PCB層壓制程介紹 2-2-2Tg值 v是指聚合物因溫度之逐漸上升而導致其物料性變化， 在常溫時呈非結晶無定形態，或部分結晶之堅硬狀， 且具有脆性如玻璃一般的物質，于高溫下時將轉變 成為一種位粘滯度非常高，且柔軟如橡皮一般的另 一種轉態。

4、二者在物性的變化是指硬度、脆性、比 熱等都有很大的不同，此一引起巨變的溫度范圍稱 為Tg vTg值高，其耐熱性、抗水性、抗溶劑性、機械強度、 介典性，尺寸穩定性等都有較好的提高 PCB層壓制程介紹 2-2-3粘彈性 v壓合制程所使用的B片中的聚合物，所于一種 熱固型式的樹脂，既具有粘性，又具有彈性， 因此是一種粘彈性的流體。 PCB層壓制程介紹 2-2-4物料的升溫速率與黏度的關系 v升溫速率較快，會使流體物質的流動情形 增加，但是如果過快，則會導致流動現象 過高或不均，且會增加膠體物質的硬化速 率，提前到達固化溫度，使可用的工作時 間減少，反之亦然。 PCB層壓制程介紹 2-2-4物料的升溫

5、速率與黏度的關系 100 1000 10000 100000 1000000 80100120140160180 Temperature () (Pas) 1.5/ m i n 2/ m i n 3/ m i n 5/ m i n PCB層壓制程介紹 物料介紹 3-1：覆銅板介紹 3-2：半固化片介紹 3-3：銅箔的介紹 PCB層壓制程介紹 3-1覆銅板的介紹 3-1-1：紙基覆銅板紙基覆銅板 3-1-2：纖維布覆銅板 3-1-3：復合型覆銅板 3-1-4：具有高頻特性的基板具有高頻特性的基板 PCB層壓制程介紹 3-1-1紙基覆銅板紙基覆銅板 NEMA牌 號 基材樹脂電氣性能 機械性能 XX

6、XP 紙酚 醛 高絕緣性 （1011以 上） 熱 沖 XXXPC冷沖 FR-2冷沖、阻 燃 FR-3環氧冷沖、阻 燃 PCB層壓制程介紹 3-1-2：纖維布覆銅板 NEMA牌 號 基材樹脂機械性能 G-10 玻纖布環氧 一般 G-11耐熱 FR-4阻燃 FR-5耐熱、阻 燃 PCB層壓制程介紹 3-1-3：復合型覆銅板 CEM-1CEM-3 樹 脂 阻燃型環氧樹脂阻燃型環氧樹脂 結 構 PCB層壓制程介紹 3-1-4具有高頻特性的基板具有高頻特性的基板 3-1-4-1 在高頻線路中，信號的介質損失(PL)與基板材料有關。 PLKf（的平方根）t an PL：介質損失 K：常數 f：頻率 ：介電

7、常數 tan：介質損失角正切 從上式可以看出，頻率越高，介質損失越大。介質損失大，則吸收高 頻信號、轉變為熱的作用就越大，導致不能有效的傳送信號。為了減少 介質損失，必須降低材料的介電常數和介質損失角正切。 在高頻線路中，頻率一般超100MHz。一般的環氧玻璃布板，已滿足 不了使用要求。目前，通常采用聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亞胺(PI)、BT、 PPO等高頻材料。 PCB層壓制程介紹 3-1-4具有高頻特性的基板具有高頻特性的基板 3-1-4-2，各種板材特性的對比： 項目 氟樹脂 板 BT板PPO板改性環 氧板 FR-4 （1MHz 2.63.53.53.84.7 tan 0.000 8

8、 0.00160.00200.00600.0180 PCB層壓制程介紹 3-2 半固化片介紹 v3-2-1半固化片的定義 v3-2-2半固化片的型號及厚度 v3-2-3性能指標及儲存條件 PCB層壓制程介紹 3-2-1半固化片的定義 v半固化片是由樹脂和增強材料（玻纖）構成的一種 預浸材料，其中樹脂是處于B階段結構，在溫度和 壓力作用下具有可流動性能很快固化和完成粘結過 程。 v按照樹脂的固化程度不同可將其分為A、B、C階， 其中A階為在室溫下，能夠完全流動的液態的樹脂， B階為 環氧樹脂部分處于交聯，在加熱的條件下， 具有一定的流動性，C階為樹脂全部交聯，在加熱 的條件下不具有流動性。 PC

9、B層壓制程介紹 3-2-2半固化片的型號及厚度 1.按照使用增強材料與樹脂含量的不同，將B 片分為不同的型號：7628，2116，1500， 1080等 2.半固化片的厚度跟樹脂的含量、板件布線 的密度等有極其密切關系，下圖是以2張 P/P片疊合在一起壓合后所測得的單片P/P 片的厚度范圍(即留銅率為100%時的厚度范 圍)實際中會比下面的值偏低 PCB層壓制程介紹 P/PP/P壓合厚度壓合厚度 P/P類別 RC% 壓合后的厚度 公制(mm)英制(in) 7628 433 0.1920.027.60.8 7628HR48 483 0.2180.02 8.60.8 7628HR50503 0.2

10、280.02 9.00.8 2116 5030.1150.0154.50.6 2116HR53 5330.1250.015 4.90.6 1080613 0.0700.01 2.80.4 PCB層壓制程介紹 3-2-3性能指標及儲存條件 3-2-3-1：含膠量 RC（resin content） 3-2-3-2：流動度 RF (resin flow ) 3-2-3-3：凝膠時間GT (gel time ) 3-2-3-4：揮發物含量VC (volatite content) 3-2-3-5 B片儲存條件及切割 PCB層壓制程介紹 3-2-3-1：含膠量 RC（resin content） v含

11、膠量 RC：在半固化片中所占的重量百分數， 計算公式為：樹脂重量樹脂重量/(玻纖布重玻纖布重 + 樹脂重樹脂重) v對于同一體系的半固化片，其含量大小直接 影響半固化片的介電常數，尺寸穩定性等， 一般樹脂含量越高，介電常數越低，尺寸穩 定性差，厚度越厚。 PCB層壓制程介紹 3-2-3-2：流動度 RF (resin flow ) 流動度 RF：樹脂中能夠流動的樹脂占樹脂總 量的百分數，計算公式為：樹脂流出量樹脂流出量/(玻纖玻纖 布重布重 + 樹脂重樹脂重)，一般在25-40%之間，其含 量隨玻璃布厚度的增加而減少；流動度過高， 在層壓過程中樹脂流失太多，易產生缺膠， 流動度過低，容易造成填

12、充圖形間隙困難， 產生氣泡、空洞因此在層壓過程中易選擇流 動度適中的半固化片。 PCB層壓制程介紹 3-2-3-3：凝膠時間GT (gel time ) v凝膠時間GT：樹脂在加熱情況下，處于流動 態的總時間，一般凝膠時間為：140-190s , 凝膠時間長，樹脂有充分的時間來潤濕圖形， 并能有效的充滿圖形，有利于壓制參數的控 制。 PCB層壓制程介紹 3-2-3-4：揮發物含量VC (volatite content) 揮發物含量VC：浸漬玻璃布時，樹脂所用的一 些小分子溶劑，揮發物在半固化片的百分比。 一般應在：0.3%，含量過高時在層壓中容 易形成氣泡。 PCB層壓制程介紹 3-2-3-

13、5 B片儲存條件及切割 v溫度、濕度對半固化片的性能有較大的影響， 溫度太高，溫度太高， 會造成樹脂會造成樹脂Bonding(粘結粘結)，以致壓合后基板有白點、白化，以致壓合后基板有白點、白化 等情形。水氣：貯存濕度太高使等情形。水氣：貯存濕度太高使Prepreg吸收吸收Moisture(水水 汽汽)，在壓合過程中會導致流膠過大，白邊白角大等異常；，在壓合過程中會導致流膠過大，白邊白角大等異常； 嚴重時，可導致基板白化等異常。嚴重時，可導致基板白化等異常。 v濕度越低愈好，存放在溫度5，存放時間可達6個月；存 放在溫度21，相對濕度：30-50%存放3個月。 vB片的切割：B片在切割過程中須特

14、別注意B片的經緯向，必 須嚴格按照經緯向要求進行切割，一般為卷軸方向為緯向 PCB層壓制程介紹 3-3銅箔的介紹 3-3-1電解銅箔（ED）：是通過專用電階級在圓形的 陽極滾筒上連續生產出來的毛箔經過粗化層處理、 耐熱層處理、純化處理，主要用與PCB中。 3-3-2壓延銅箔（RA）：是將銅板經過反復輥扎而制 成，在毛箔生產完成后，還要進行粗化處理，壓延 銅箔耐折性、彈性系數大于電解銅箔，主要用于繞 性覆銅板（FPC)上。 3-3-3銅箔的型號及廠家：型號：1/3OZ； 0.5OZ;1OZ;2OZ等， 廠家：盧森堡、三井 PCB層壓制程介紹 3-3銅箔的介紹 v3-3-4 ：RCC （RESIN

15、E COATED COPPER） 銅箔： 一邊為：銅箔，另一邊為：樹脂（沒有玻纖增 強）主要用于激光鉆孔。 3-3-5：RCC型號及廠家： 0.33OZ,80um;0.330z,60um;0.5oz,80um等 廠家：LG 日立化成等 PCB層壓制程介紹 定位系統的介紹 在多層板層壓的過程中，定位系統主要有銷釘定位和 無銷釘定位兩種。 v4-1:MASSLAM:沒有銷釘，層間對準度低，生產效 率高，主要用于生產四層板，生產高多層時，須先 熱熔或鉚釘鉚合。 v4-2:PINLAM：有銷釘定位，主要有四槽定位，四孔 定位、六孔定位等，此種定位方式，層間對準度高， 但生產效率較低，然而我司采用六孔定

16、位，我司的 疊板傳送帶根據我司的特點量身定做，生產效率很 高。 PCB層壓制程介紹 定位系統的介紹 四槽定位示意圖 六孔定位示意圖 PCB層壓制程介紹 工藝控制要點 5-1壓力：用于擠壓多層層間的空氣，并通過擠 壓促進樹脂的流動，填滿圖形間空隙，可根 據半固化片及覆銅板的性能、結構、形狀進 行調整，對于真空壓機一般控制在250- 500PSI，在壓板周期一般為：一步加壓，二 步加壓，三步加壓。 PCB層壓制程介紹 工藝控制要點 5-2：溫度：提供熱量促使樹脂融化，從而充分 潤濕內層圖形達到與銅箔很好的結合，對于 不同樹脂體系采用不同的交聯劑，因此固化 溫度也有差別，環氧樹脂中采用雙氰胺作固 化

17、劑，其交聯溫度在160-170，因此通常物 料的溫度在此溫度下保持30分鐘以上 PCB層壓制程介紹 工藝控制要點 v5-3升溫速率：是一個重要參數，其大小方向 可以由程序控制，另一方面可以改變緩沖紙 類型、厚度來進行調整，對于不同的樹脂體 系有不同的升溫速率，過高的升溫速率使得 工藝操作范圍變窄，工藝控制困難，過慢的 升溫速率使得升溫時間延長，樹脂在升溫過 程中流動較慢，填充不完全，容易形成空隙， 厚薄不均勻，一般控制在80-120之間： 1.5min/-2.0min/ PCB層壓制程介紹 工藝控制要點 v5-4壓板周期：根據壓力的變化可將壓力分為 預壓和高壓兩階段，預壓主要的作用是使熔 融樹

18、脂潤濕，擠出內層圖形間的氣體并用樹 脂填充圖形間隙及逐漸提高樹脂的動態黏度， 一般施高壓時的溫度在90左右。下面是壓 力溫度曲線圖 PCB層壓制程介紹 工藝控制要點 溫度壓力曲線示意圖 40040050 psi50 psi (2528kg/cm2) Kiss Kiss PressurePressure TemperatureTemperature PressurePressure 2T2P2T2P 6060, ,10 10 253253 5 5, 607607 0 0, , 405405 0 0, CoolingCooling Time(min)Time(min) 6 60 010 10 ps

19、ipsi (5kg/cm2) PCB層壓制程介紹 工藝控制要點 v5-5：環境的控制：溫濕度、潔凈度 v5-6：物料的控制：物料的儲存時的條件，是 否過期，以及各項性能指標在范圍內。 v5-7：規范操作. PCB層壓制程介紹 層壓后性能的檢測 v外觀的檢測：板件表面的凹點、褶皺、凸點、擦花 等形象。 v板厚公差：四周及中間厚度的偏差，及板件是否出 現便薄或偏厚的形象。 v熱沖擊：在280錫爐、3Cycle 10s是否出現氣泡、 分層等現象。 v測量Tg值：利用DSC或TMA測量Tg值，檢測板件 是否完全固化，一般Tg為：3時認為完全固化 PCB層壓制程介紹 常見品質問題分析與對策 缺點名稱原因

20、分析對策 凹點1.環境潔凈度不夠。 2.操作不規范 3分離板不干凈 1.加強環境、分離板的控制 2.規范操作 板件翹曲1.經緯向不對齊 2.板件與b片不同廠家， CTE值不一樣 3.程序不合適 4.疊層結構不對稱或板件不 對稱。 5.層數不對稱 1.保證經緯相一致 2.使用同一廠家 3.調整程序 4.盡量保證疊層結構與板件的對稱。 5.通過調整程序改善。 褶皺1.操作不適當 2程序不適當 3.圖形設計不適當 1.改善壓合程序 2.規范操作 3.適當的改善圖形的設計 PCB層壓制程介紹 常見品質問題分析與對策 缺點名稱原因分析對策 白角、白邊1.B片的流膠量偏高，或吸收 水氣 2.升溫速率過快，流膠量不 均。 1.調整壓合條件 2