高層厚銅板層壓質(zhì)量改善

石學(xué)兵 陳 春 范思維 唐宏華

（惠州市金百澤電路科技有限公司，廣東 惠州 516083）（深圳市金百澤電子科技股份有限公司，廣東 深圳 518049）

高層厚銅板層壓質(zhì)量改善

石學(xué)兵 陳 春 范思維 唐宏華

（惠州市金百澤電路科技有限公司，廣東 惠州 516083）
（深圳市金百澤電子科技股份有限公司，廣東 深圳 518049）

1 前言

隨著電源產(chǎn)品的不斷開(kāi)發(fā)與發(fā)展，厚銅印制板的生產(chǎn)越來(lái)越受到業(yè)界的關(guān)注和重視；尤其一些大功率產(chǎn)品的進(jìn)一步小型化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，使得銅厚設(shè)計(jì)和加工層數(shù)也越來(lái)越高，這進(jìn)一步加大了其工藝加工難度?，F(xiàn)就厚銅多層板加工過(guò)程中常見(jiàn)的層壓偏移、層壓白斑及板厚均勻性進(jìn)行了分析和改善，極大提高了生產(chǎn)品質(zhì)和一次良率，滿足了批量生產(chǎn)的加工要求。

2 厚銅板層壓偏移改善

2.1 封邊設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1.1 常規(guī)封邊設(shè)計(jì)

普通多層板封邊均采用阻膠點(diǎn)設(shè)計(jì)，如厚銅內(nèi)層也采用此種方法，則內(nèi)層蝕刻后板邊強(qiáng)度不足，易導(dǎo)致板邊基材破損，在壓合時(shí)因鉚釘/銷釘無(wú)法有效固定造成層壓偏移，如圖1、圖2所示。

圖1　阻膠點(diǎn)板邊破損

圖2　層壓后嚴(yán)重偏移

2.1.2 封邊設(shè)計(jì)優(yōu)化

板邊由阻膠點(diǎn)改為流膠槽設(shè)計(jì)，內(nèi)層蝕刻后板邊由銅條支撐，壓合時(shí)鉚釘/銷釘周邊固定強(qiáng)度高，不易破損，可有效控制層壓偏移，如圖3所示。

圖3 板邊阻膠槽設(shè)計(jì)

2.2 層壓定位方式優(yōu)化

對(duì)現(xiàn)有層壓定位方式進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，銷釘定位優(yōu)于鉚釘或熱熔方式，測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

從測(cè)試數(shù)據(jù)看，采用鉚釘或熱熔+鉚釘方式，其壓合后呈斜塔式偏移；采用熱熔+銷釘或熱熔+鉚釘+銷釘方式，其偏移較小，以熱熔+鉚釘+銷釘?shù)男Ч詈谩?/p>

表1 不同層壓定位方式偏移量測(cè)試

2.3 效果驗(yàn)證

圖4　鉚釘壓合（斜塔式偏移）

圖5　銷釘壓合

選取一款內(nèi)層銅厚171.5 μm的12層板進(jìn)行測(cè)試，按新的封邊設(shè)計(jì)和定位方式壓合，測(cè)量層間偏移度小于0.1 mm，符合要求，切片如圖6。

圖6　層壓偏移度切片

3 層壓白斑及板厚均勻性改善

3.1 排版方式優(yōu)化

采用普通排版方式壓合，因銅層較厚（137.2 μm ～205.7 μm），在線路間或無(wú)銅區(qū)的低壓部位易產(chǎn)生白斑，為此特增加硅膠墊輔助壓合，經(jīng)測(cè)試對(duì)層壓白斑有明顯改善，如圖7、圖8所示。

圖7　層壓白斑

圖8　硅膠墊壓合，無(wú)層壓白斑

從增加硅膠墊測(cè)試結(jié)果看，可明顯改善層壓白斑，但板面平整度較差（隨內(nèi)層圖形分布呈現(xiàn)凹凸不平），測(cè)量板厚最大差異0.2 mm，無(wú)法滿足均勻性要求。

3.2 輔助環(huán)氧墊板壓合

采用硅膠墊壓合，板面平整度較差，影響后序貼膜質(zhì)量，并對(duì)外觀也有明顯影響。對(duì)板面平整度進(jìn)行分析，主要為外層銅箔材質(zhì)較軟，在硅膠墊擠壓下隨內(nèi)層圖形分布呈現(xiàn)凹凸不平，為此在層壓排版時(shí)，特在外層銅箔表面輔助0.5 mm的環(huán)氧墊板，以增強(qiáng)其抗壓能力。經(jīng)測(cè)試，在均衡壓力的同時(shí)，不僅能改善層壓白斑，對(duì)板面平整度也有明顯改善。如9、圖10所示。

圖9 有銅區(qū)與無(wú)銅區(qū)厚度差異0.16mm

3.3 板厚均勻性測(cè)試

采用優(yōu)化后的排版方式生產(chǎn)一款12層4 oz厚銅板（M104225），壓合后測(cè)量板厚數(shù)據(jù)如表2。

表2 不同壓合方式板厚測(cè)量數(shù)據(jù)

3.4 改善小結(jié)

（1）厚銅多層板采用常規(guī)排版方式壓合，蝕刻后發(fā)現(xiàn)線路間或無(wú)銅低壓區(qū)易產(chǎn)生白斑，增加硅膠墊輔助壓合，對(duì)層壓白斑有明顯改善，但壓合后板面平整度較差，其板面隨內(nèi)層圖形分布呈現(xiàn)凹凸不平，無(wú)法滿足均勻性要求。

（2）采用新排版方式—硅膠墊+環(huán)氧墊板壓合，銅面相對(duì)平整，測(cè)量有銅區(qū)與無(wú)銅區(qū)板厚差異在0.053 mm以內(nèi)，無(wú)明顯凹凸，對(duì)線路貼膜質(zhì)量無(wú)影響；同時(shí)輔助環(huán)氧墊板，還能均衡部分壓力，對(duì)控制板厚及層壓偏移均有一定幫助，整體效果良好。

4 結(jié)論

多層厚銅板層壓質(zhì)量改善方法諸多，現(xiàn)提供了一種厚銅多層板控制層壓偏移、層壓白斑和板厚不均的改善方法：

（1）板邊由阻膠點(diǎn)改為流膠槽設(shè)計(jì)，層壓定位采用熱熔+鉚釘+銷釘方式，可有效改善層壓偏移；

（2）層壓排板時(shí)增加硅膠墊并輔助環(huán)氧墊板，可均衡壓力，在改善層壓白斑的同時(shí)有效控制板厚均勻性。

［1］韋延平，冉彥祥. 論厚銅層壓板的厚度均勻性控制［J］. 印制電路信息，2010（S1）.

石學(xué)兵，技術(shù)研發(fā)工程師14年P(guān)CB工藝研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

The quality improvement of heavy copper multilayer PCB in laminate process

針對(duì)多層厚銅板層壓工藝中常見(jiàn)的層間偏移、層壓白斑及板厚均勻性差等問(wèn)題進(jìn)行分析。采用板邊流膠槽替代阻膠點(diǎn)，有效預(yù)防層間錯(cuò)位；層壓時(shí)增加硅膠墊并在銅箔表面輔助環(huán)氧墊板，改善層壓白斑，提高板面的平整度和均勻性，為批量生產(chǎn)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

層間對(duì)準(zhǔn)度；層壓白斑；板厚均勻性；流膠槽；硅膠墊；環(huán)氧墊板

SHI Xue-bing CHEN Chun FAN Si-wei TANG Hong-hua

Aiming at the common problem in laminate process of heavy copper multilayer PCB， such as interlayer offset， laminate measles and poor uniformity of thickness etc.. This paper puts forward to replace the conventional choked-flow piece. It could effectively prevent interlayer mis-registration. In addition， a method that adds silicone pad and auxiliary epoxy plate on the copper foil when laminating is proposed， which effective improves the laminate measles and improve the flatness and uniformity of PCB. This technology lays a foundation for the batch production of heavy copper multilayer PCB.

Interlayer Alignment； Laminate Measles； Thickness Uniformity； Resin Recession Groove； Silicone Pad； Epoxy Plate

TN41

A

1009-0096（2015）11-0059-03