《壓合制程1完全》PPT課件.ppt

1、,Prepreg物性與壓合條件探討,宏仁電子技術(shù)部,廣州宏仁電子工業(yè)公司,內(nèi)容,1、CCL制程簡介 2、玻纖布簡介 3、半固化片物性及使用相關(guān)注意事項 4、壓合基本知識 5、建議壓合條件 6、熱壓各影響因素探討 7、內(nèi)層板表面狀況與壓合關(guān)系探討 8、常見壓合異常原因分析及解決對策,CCL制程簡介,玻纖布(一),CCL(Copper Clad Laminate)和PCB(Printed Circuit Board)常用的玻纖布，通常使用平織玻纖布。所謂平織即經(jīng)紗從一緯紗上面，再從一緯紗下面通過之紡織方式。平織玻纖布其縱橫方向性能一致性好，易排除氣泡，可織成各種厚度和密度等優(yōu)點。 為使玻纖布與有機

2、樹脂更好地結(jié)合，在織布完成后，玻纖布面必須處理Coupling Agent(偶合劑)，其效用為一邊官能基接無機物的玻纖布，另一邊官能基接有機的Epoxy。目前用Aminosilane. NH2-Si-(OCH3)3 玻纖布品質(zhì)對Prepreg的影響： a.玻纖布織造均勻度、緯紗歪斜、張力大小，對基板的板彎、板翹會造成影響 b.玻纖布毛羽、破絲，會使Prepreg出現(xiàn)樹脂凸粒，嚴(yán)重時會在層壓中造成銅破;玻纖布破絲,會在層壓基板內(nèi)可能出現(xiàn)Void.,玻纖布(二),目前市場上玻纖布使用在CCL和PCB行業(yè)上，等級為E-GRADE即電子級材料。常用的布種有7628、2116、1080等，其為代號，無實

3、質(zhì)數(shù)字意義。詳細(xì)組成如下：,*注：G75 G：單纖直徑9m 75：75100YR/LB,基材物性,基材在PCB界亦稱為膠片(Prepreg)，系由玻纖布含浸樹脂，再將樹脂Semi-cure而成固態(tài)之膠片，亦稱樹脂在B-STAGE。在溫度和壓力作用下，具有流動性并能迅速地固化和完成粘結(jié)過程，并與載體一起構(gòu)成絕緣層 為了確保多層板的層壓質(zhì)量，半固化片應(yīng)有： 1、均勻的樹脂含量 2、較低的揮發(fā)份 3、能很好控制的動粘度 4、均勻適宜的樹脂流量 5、符合規(guī)定的膠化時間 附相關(guān)名詞： 1.樹脂含量(R.C)：樹脂重量/(玻纖布重+樹脂重) 2.樹脂流量(R.F)：樹脂流出量/(玻纖布重+樹脂重) 壓力：

4、15.5KG/CM2 溫度：170壓合時間：9min 3.膠化時間：GT 4.揮發(fā)份(VC)：含在Prepreg中可揮發(fā)的成分。 (烘前重-烘后重)/烘前重 溫度：1632時間：15min,選擇半固化片的原則,1、在層壓時樹脂能填滿印制導(dǎo)線間的空隙 2、能在層壓中排除迭片間空氣及揮發(fā)物 3、能為多層板提供必須的樹脂/玻璃布比率 同時要考慮到層壓板尺寸、布線密度、層數(shù)和厚度等實際情況。 另外半固化片各項特性并不是各自孤立的，而是相互影響地依存著。如基材膠化時間偏長，其樹脂流量就會偏大，動粘度偏小，層壓中樹脂流失就多；如果揮發(fā)物含量高，層壓時樹脂的流失也將增多；同時樹脂含量高，壓合中流膠量也會大。

5、,.基材在壓合前后應(yīng)注意事項(一)：,1.貯存條件：溫度20，相對濕度50%。 2.貯存時間：3個月以內(nèi)，以先進先出為原則。 3.包裝： a.未使用前盡量保持原來包裝。拆封后如果未完全裁完，請回復(fù)原來之包裝 b.裁好之Panel Size Prepreg應(yīng)在良好之空調(diào)狀況下盡速使用。如果未用完，須以PE膜包好封好， 在第1項條件下貯存并記錄裁切日期，于兩星期內(nèi)用完。,.基材在壓合前后應(yīng)注意事項(二)：,裁Panel須注意事項： a.盡量將樹脂屑、玻纖絲剔除，以免影響環(huán)境，污染基板，造成其他異常。 b.避免基材折傷，造成樹脂脫落及壓力點. c.避免其他雜物(如毛發(fā)等)侵入。 5.基材(Prepr

6、eg)貯存兩大異常： a.溫度：溫度太高，會造成樹脂Bonding(粘結(jié))，以致壓合后基板有白點、白化等情形。 b.水氣：貯存濕度太高使Prepreg吸收Moisture(水汽)，在壓合過程中會導(dǎo)致流膠過大，白邊白角大等異常；嚴(yán)重時，可導(dǎo)致基板白化等異常。 1.LAY-UP注意事項： a.LAY-UP時Core和Prepreg對齊差，易導(dǎo)致白邊白角。 b.Core和Prepreg經(jīng)緯方向要一致，否則，易導(dǎo)致基板Twist。,壓合基本知識,壓合是借助于B-Stage粘結(jié)片把各層線路薄板粘結(jié)成整本的手段，根據(jù)擴散理論，這種粘結(jié)是通過界面上大分子之間的相互擴散、滲透，進而產(chǎn)生交織來實現(xiàn)，影響因素如下

7、： 1、界面接觸時間。其長短直接影響界面上粘結(jié)劑大分子的擴散和滲透程度， 足夠的接觸時間是實現(xiàn)牢固粘結(jié)的必要條件。 2、粘結(jié)溫度。提高溫度會產(chǎn)生兩種結(jié)果，第一是粘結(jié)劑的大分子或鏈段運動加強，有利于擴散、滲透，提高結(jié)合力；第二是加快了粘結(jié)片由B-階向C-階轉(zhuǎn)化，不利于擴散和滲透，從而影響結(jié)合力 3、粘結(jié)劑分子(B-階程度)。其分子量較大時其粘結(jié)力完全取決于大分子的端基團的擴散和滲透；當(dāng)分子量繼續(xù)加大時，粘結(jié)力就取決于中間基團的擴散程度；繼續(xù)過渡到C-階，擴散消失，粘結(jié)力由界面上分子間引力決定。因此只有采用中等分子量的粘結(jié)劑，才能既有很好的擴散能力又有一定的內(nèi)聚力，從而獲得良好的粘結(jié)效果。 4、潛

8、伏性或后效性促進劑能保證大分子的擴散，使大分子的深度擴散和滲透有充分的時間，有利于粘結(jié)。 此外還有分子極性，壓力，分子結(jié)構(gòu)，填充物，存放期，表面處理及溶劑等因素對粘結(jié)力有一定的影響。,建議熱壓條件,建議壓合條件：2T2P二段溫二段壓,Temperature,Pressure,2T2P,715,2535,6070,4050,Cooling,Time(min),40050 psi (2528kg/cm2),4010 psi (5kg/cm2),180,140,Kiss Pressure,a二段壓時機：內(nèi)層板料溫達(dá)約5060。b二段溫時機：外層料溫達(dá)約115120。 c 90130料溫升溫速率1.5

9、2.5/min d CURE溫度：內(nèi)層料溫須達(dá)16530min or 16050min e Kiss pressure:4010psi(5gk/cm2). f 2nd pressure:40050psi(2528gk/cm2).,熱壓狀況探討,(1)熱壓狀況： a.升溫速率：90-130時1.52.5/min較佳。 b.CURE溫度：16530min or 16050min以上。 c.壓力：第一段在料溫達(dá)5055之間使用低壓5KG/CM2，第二段壓力可試2030 KG/CM2。 d.一般熱壓條件須與基材物性相配合，如遇異常能適當(dāng)調(diào)整壓合條件加以克服，一般使用兩段溫度的概念如下： 第一段溫度 第

10、二段溫度 (a)溫度90130 (a)溫度90130+16530 (b)樹脂MELT，并趕走氣泡(b)迅速升溫并使樹脂完全CURE (C)局部CURE,升溫速率不同對樹脂粘度的影響：,最高可 操作粘度,5/min,Work window 1,Work window 2,2/min,Viscosity,試驗表明，隨著加熱速率的增加，樹脂粘度會變小。其關(guān)系如下圖： Temp./time 從圖中可以看出，升溫速率越快，樹脂流動度大，樹脂中氣泡越易趕出，且其對玻布剪切力也越小，使基板壓合后板彎板翹減小，但升溫速率過快，會導(dǎo)致板厚不均，白邊白角過大等不良影響。因此料溫升溫速率的快慢，要依實際壓合狀況而定

11、，通常在料溫90130段，以1.52.5/min為宜。,Moisture對樹脂粘度的影響：,試驗表明，對同一種配方生產(chǎn)之同一種Prepreg，經(jīng)溫度相同，濕度不同環(huán)境下放置同樣一段時間后，在同一升溫速率下，樹脂粘度變化如下： Temp./Time 從圖中可以看出，在高濕變環(huán)境下放置的Prepreg，在同樣壓合條件下，其粘度較低，會出現(xiàn)白角白邊大、流膠大等現(xiàn)象，嚴(yán)重時會出現(xiàn)板面白化、Void等現(xiàn)象。,Normal,High Relative Humidity,Viscosity,配方對膠化時間和樹脂粘度的影響：,配方的改變(同一料號中各物料比例的改變)，往往也會導(dǎo)致膠化時間的改變，從而導(dǎo)致樹脂在

12、壓合過程中其粘度亦有所不同： 不同配方對膠化時間和樹脂粘度的影響 Temp./Time 從圖中可以看出，配方不同，膠化時間亦往往不同。在同樣壓合條件下，膠化時間長，其樹脂粘度也低。因此，對于不同配方的Prepreg，在壓合過程中要視配方的不同，對壓合條件要做不同的調(diào)整，以使二者相匹配，從而達(dá)到最佳的壓合質(zhì)量。,內(nèi)層電路板的表面處理與壓合之關(guān)系,為防止多層板受到高溫?zé)釠_擊時分層起泡，多層板的內(nèi)層粘結(jié)面必須進行表面處理，主要包括以下幾種處理方式： 1、表面潔凈處理 機械或堿性化學(xué)清潔化處理 2、化學(xué)微蝕或化學(xué)粗化 目的是獲得較大的比表面，給粘結(jié)創(chuàng)造更有利的條件，實驗表明只要微蝕深度達(dá)到1.3810

13、-4mm以上，銅表面氧化層與樹脂垂直方向的結(jié)合力才趨于穩(wěn)定狀態(tài)。 3、化學(xué)氧化或黑化 對銅表面進行化學(xué)氧化或黑化，使其表面生成一 層氧化物(黑色的氧化銅或紅色的氧化亞銅或二者的混合物)以進一步加比表面提高粘結(jié)力。,內(nèi)層印制線路表面與半固化片的粘結(jié)強度與氧化層的結(jié)構(gòu)和厚度有關(guān)，但并非黑色氧化層愈厚，粘結(jié)強度愈高，黑化層厚度與剝離強度之間關(guān)系請參閱下圖。,黑色氧化物厚度,黑色氧化層厚度與粘結(jié)強度關(guān)系,內(nèi)層薄板吸濕及干燥處理,一般一塊在溫度為30、相對濕度為6070%環(huán)境下存放的印制線路薄板，其表面吸濕量為(38) 10-5g/cm2,這極少量的水會嚴(yán)重影響多層板的耐高溫?zé)釠_擊性能，請參閱以下對比表

14、：,壓合疵病原因分析及解決對策(一),壓合疵病原因分析及解決對策(二),壓合疵病原因分析及解決對策(三),壓合疵病原因分析及解決對策(四),壓合疵病原因分析及解決對策(五),Tg的定義及測定:,Tg的定義:,玻璃態(tài)與高彈態(tài)之間的轉(zhuǎn)變,稱為玻璃化轉(zhuǎn)變,對應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度, 即玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg.,取一塊非晶高聚物試樣,對他施加一恒定的力,觀察試樣發(fā)生的形變,可以得到如下圖的曲線;,樣品溫度 (Sample Temperature),Tg的測量:,Q Series Cell Cooling Devices,The cooler sits on the Ni ring. (Finned air cooler shown),Ni Ring,Faster Cooling Lower Temperature Quicker Response Better cooling / subambient performance Wider MDSC conditions,DSC: Cell Schematic Diagram,Triac Board,Main CPU Board,Controller,Tempera