管術(shù)春 朱貽軍 王正坤
(江西景旺精密電路有限公司,江西 吉安 343000)
(江西省高端印制電路板工程技術(shù)研究中心,江西 吉安 343000)
印制電路板(PCB)的層壓工藝通常采用傳統(tǒng)的熱壓成型方式,制程中將銅箔、半固化片、內(nèi)層基板按設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)疊合成一張板,每張板之間用鏡面不銹鋼板隔離,每十幾張到二十幾張板和間隔的鏡面鋼板組合成一個(gè)開口(open),一個(gè)openN上下的最外鋼板用牛皮紙等緩沖材料加以緩沖,整個(gè)open放置在一張承托板上,推入熱壓機(jī)中進(jìn)行加熱加壓,最終將板固化成型。這其中緩沖材料是必不可少的,而且至關(guān)重要,緩沖材料不僅要有適宜的導(dǎo)熱性,而且要有良好的壓力緩沖性。目前PCB層壓用緩沖材料通常采用牛皮紙,它起的作用一是緩沖層壓壓力,二是緩沖溫度,使溫度和壓力更均勻地傳遞到預(yù)壓板的表面,保證板整個(gè)幅面受熱受壓均勻。
隨著PCB朝高可靠性、高精密化方向發(fā)展,對(duì)產(chǎn)品的要求也越來越高,牛皮紙等傳統(tǒng)緩沖材料已經(jīng)無法完全滿足其層壓制程中對(duì)溫度和壓力緩沖性的要求。同時(shí)出于材料成本考慮,壓合墊憑其優(yōu)異的耐熱性和其它物理及化學(xué)方面的性能,賦予此種材料優(yōu)異的耐久性和可重復(fù)使用特性,可以取代牛皮紙作為層壓時(shí)的緩沖材料。本文基于上述原理,研究壓合墊替代牛皮紙?jiān)趯?shí)際應(yīng)用過程中的產(chǎn)品品質(zhì)狀況,并做相應(yīng)的分析和總結(jié)。
材料:PCB、壓合墊、牛皮紙,材料規(guī)格如表1所列。
設(shè)備:活全壓機(jī)、陽(yáng)程回流線、料溫線、激光測(cè)厚儀。(見表1、圖1、圖2)。
表1 緩沖材料規(guī)格
圖1 壓合墊
圖2 牛皮紙
1.2.1 試驗(yàn)原理
壓合是在高溫高壓下作業(yè),緩沖材料可以將壓力分布均勻并做適當(dāng)?shù)臒峋彌_以致于能均勻?qū)醾髦敛牧希ㄈ鐖D3)。
圖3 壓合原理示意圖
1.2.2 試驗(yàn)方法
試驗(yàn)方法見表2所示。
試驗(yàn)分別對(duì)兩種緩沖材料(牛皮紙和壓合墊)在壓合工藝中的升溫速率、固化時(shí)間以及板厚均勻性三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析對(duì)比,最后總結(jié)討論壓合墊替代牛皮紙的可行性。
根據(jù)壓合過程中數(shù)據(jù)顯示,升溫速率的對(duì)比狀況(見表3、圖4)。
根據(jù)壓合過程中數(shù)據(jù)顯示,固化時(shí)間保持越長(zhǎng)壓合效果越好,固化時(shí)間的對(duì)比狀況(見表4、圖5)。
壓合后,用激光測(cè)厚儀對(duì)每塊板按九點(diǎn)法進(jìn)行板厚測(cè)量,并收集數(shù)據(jù)分析(如圖6)。
表2 試驗(yàn)方法
表3 升溫速率對(duì)比數(shù)據(jù)
圖4 升溫速率對(duì)比圖
表4 固化時(shí)間對(duì)比數(shù)據(jù)
圖5 固化時(shí)間對(duì)比圖
圖6 板厚均勻性對(duì)比圖
表5 試驗(yàn)結(jié)果匯總
圖7 兩種緩沖材料試用結(jié)果
通過對(duì)比兩種緩沖材料在試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析(見表5),壓合墊完全可以替代牛皮紙,且壓合工藝的制作性能更優(yōu),但具體批量效果,需要做進(jìn)一步的小批量驗(yàn)證。
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,綜合所有對(duì)比參數(shù)進(jìn)行批量生產(chǎn)驗(yàn)證,共生產(chǎn)3種類型工作板,達(dá)到200 panel,總體兩種緩沖材料基材白點(diǎn)不良率無差異。具體情況(見圖7)。
綜上所述,經(jīng)試用的特殊緩沖材料,可以滿足PCB壓合工藝對(duì)溫度和壓力緩沖性的要求,完全可以替代傳統(tǒng)牛皮紙,從而降低或消除PCB因壓力引起基材白點(diǎn)等品質(zhì)缺陷,同時(shí)這種特殊緩沖材料還可以解決單純通過增加牛皮紙搭配,難于兼顧滿足壓力和溫度緩沖的問題。