T010 层压工艺原理工作指示.doc

标题: 层压工艺原理工作指示 编号: WI-Y1-ME-T010版本: 1 第9页 共10页=工作指示修改表新版本修改摘要修改人日期012006-7-42007-11-21. 目的使新工艺人员了解层压的工艺工作原理。2适用范围负责层压工序的工艺人员3. 内容3.1 层压加工流程3.1.1 前定位方式: 半固化片及铜箔切割 半固化片及铜箔冲定位孔 叠板 热压 冷压 拆板3.1.2 后定位方式:3.1.2.1 四层板 半固化片及铜箔切割 片及内层预叠 叠板（叠放铜箔及装盘） 热压 冷压 拆板3.1.2.2 四层板以上板件 半固化片及铜箔切割 半固化片冲定位孔片及内层预叠 叠板（叠放铜箔及装盘） 热压 冷压 拆板3.2工艺原理介绍3.2.1前定位系统简介 电路图形的定位系统是贯穿于多层底片制作、内外层图形转移、层压和数控钻孔等工序的一个共性问题。多层印制板中的每一层电路图形，相对于其它各层都必须精确定位，从而保证多层印制板各层电路间能正确地与金属化孔连接。这对于高层数、高密度、大板面的多层板显得尤为重要。 回顾多层板层压制作采用过的销钉定位法，有两圆孔销钉定位法、一孔一槽销钉定位法、三圆孔或四圆孔定位法，以及公司应用的四槽孔定位法。这种定位方法是美国Multiline公司推出的，利用其提供的一系列四槽孔定位设备，在内层芯板上冲制出四个槽孔。然后利用相应的四个槽形销来实现图形转移、叠片、层压和数控钻孔等一系列工序的定位。3.2.1.1前定位准备 在清洁无尘的环境，将卷料切成条料，然后用切纸刀裁切成单件，尺寸与内层芯板一致； 在定位孔位置，成叠用台钻打定位孔，孔径比定位销直径大1.52.0mm； 凡半固化片上出现有纤维折断、大颗粒胶状物、杂质等缺陷的应予剔除，操作应戴清洁的细纱手套，严禁手汗、油脂污染； 裁切半固化片时，要戴口罩，以免吸入树脂粉。宜穿长衫裤，避免树脂粉粘在皮肤而导致痕痒或过敏，同时，应避免树脂粉进入眼睛； 裁切加工好的半固化片，应及时在干燥冷库中去湿； 对新到半固化片应进行性能测定。随着保管期的增长，材料老化，直接影响流动度和凝胶化时间，它与产品质量密切相关，是工艺参数确定的基础。有关性能测定方法和计算，详见质量控制部分。 半固化片相关指标料别树脂含量（%）流动度（%）厚度（mm）凝胶化时间（秒）1067033750.0516020（S0401）10806433550.0623135532650.1015020（S0401）21165233050.112116H5633550.1276284332250.187628H5033050.223.2.1.2四槽定位叠板 前定位叠板采用有定位孔的模板及分离板, 用销钉定位, 叠板时, 销钉上应加套垫片, 以防止流胶污染分离板与销钉, 放垫片时应保证手套上没有树脂粉, 以免污染铜箔。 模板在叠放时, 应认清朝里朝外两面, 并应保证销钉准确套入定位孔中, 以免损坏模板定位孔上的衬套。 前定位内层定位孔和销钉如配合不准, 应仔细调整不得强行套入, 应保证定位孔的完整无损。 叠板时应用粘性布仔细清洁每一块板面及分离板面, 若使用盖孔膜应清洁盖孔膜，防止树脂粉尘和其它杂物污染板面； 四槽孔边B片粉容易喷到板内，污染板面，下面铜箔应摊平，紧贴分离板，避免B片粉入板内，上面铜箔放叠好后，应先用粘性布清洁板中间，从内到外清洁，特别对销钉周围板面应单独仔细清洁干净； 每块分离板都应轻放，防止B片粉从销钉空隙溅入板内；3.2.1.3板件层压叠好的板件进入压机层压，通常层压分预压、保压、冷压3个阶段 预压入预压之前，压机应先升温至1602，以保证入机后立即开始层压，预压压力：80-100PSI，时间：78分钟，预压前5分钟抽真空，然后施加预压压力，大小一般由半固化片情况决定。当半固化片流动度降低时，可适当加大预压压力，预压阶段时间受半固化片的特性、层压温度、缓冲纸厚度、印制板层数和印制板的大小影响。如果预压周期太短，即过早地施全压，会造成树脂流失过多，严重时会缺胶、分层；如果预压周期太长，即施全压太晚，层间空气和挥发份排除的不彻底，间隙未被树脂充满，便会在多层板内产生气泡等缺陷。因此，把握压力变动时机很重要。 施全压及保温保压预压结束后，在保持温度不变的前提下，进行转压施全压操作。并按工艺参数要求进行保温保压。采用真空压机(TMP公司)：全压压力最大可达到250t，通常压板高压压强一般为390PSI，个别程序压强会超过400PSI，当半固化片流动度降低时，可适当加大全压压力，彻底完成排泡、填隙，保证厚度和最佳树脂含量，压力转换采用高温转换方式，即当半固化片温度升到95110时，由预压转为全压。根据板件材料的特性，进行保温保压，通常Normal Tg板件要求在170以上固化20分钟以上，High Tg板料要求180固化60分钟以上，具体要参照不同板料的固化要求而定。 冷压全压及保温保压操作结束后，可将层压板转至冷压机，进行冷压操作，冷却降温速度一般控制在3/min左右3.2.2后定位系统简介3.2.2.1后定位系统简介后定位系统即使用热熔合、铆钉方式的系统，普通四层板无需定位，装好B片直接层压即可，下面主要对六层及以上板件进行介绍。 六层及以上层数之多层板需进行该项操作，公司目前采用热熔方式将各板件进行预叠，热熔的原理是将内层定位在销钉上，然后B片加热到融化使内层芯板能完全粘合在一起，为防止层压错位，这里有3点要注意 层间对位要准，保证销钉大小合适，板件水平度好，无弯曲； 热粘效果要好，保证热粘的树脂已经固化； 热粘后的热粘点完整未被破坏3.2.2.2后定位叠板后定位一般用masslam叠板，将经棕化处理的四层板或经预叠后之六层及以上板，按工艺规定之排板方式和外层铜箔之要求，排成一BOOK。 将托盘和规定数量之牛皮纸，运至专用叠板台上； 按工艺要求使用合适规格和尺寸铜箔； 用专用除尘棍清洁钢板，并置于牛皮纸上； 将铜箔放在钢板上，注意光面朝下，然后用除尘棍将钢板及铜箔间再次清洁一次： 将预叠好的板件置于铜箔上(由于采用拼板操作，需按工艺要求进行内层板之排列)； 将所需之铜箔放在板件的半固化片上，铜箔光面朝上； 用除尘棍清洁铜箔表面，同时将清洁好一面之钢板置于铜箔上； 再次清洁钢板另一表面； 重复进行至操作，直至完成工艺规定之每BOOK层压多层板之数量； 将所需数量之牛皮纸放在钢板上，然后将上盖板放在牛皮纸上，此BOOK叠板便完成。3.2.3压板程序3.2.3.1 程序的选择程序号适用范围（1）普通材料N+M板件的二次层压（2）普通材料厚度小于1.0mm薄板的压制（3）普通材料防流胶程序（8）适用于普通材料多层板压制（9）内层敷铜量为2OZ的板件压制（11）S1000、S1170材料N+M板件二次层压（12）S1000、S1170材料厚度小于1.0mm薄板的压制（17）用于日立GEA-67N材料的压制（18）适用于 S1000、S1170材料多层板的压制（19）S1000、S1170材料防流胶程序(20)适用于松下脱卤素材料根据使用材料的差异及板件叠层结构的不同，设定不同的压板程序，常用压板程序共11个程序，各个程序的适用范围如上表所示。3.2.3.2 板件合压的控制不同编号的板件使用相同程序，一般可进行合压，压板尺寸按拼板尺寸较大的输入；对于使用不同程序的板件，某些程序可进行合压，下图为高Tg和普通Tg材料的不同程序的合压结构图：3.3半固化片品质控制层压很多缺陷与半固化片质量有关，这里做详细介绍，凡新购进的型半固化片，为掌握压制的具体工艺方案和检验材料是否符合要求，应对材料性能进行测定。在材料入库保存期超过三个月后，由于材料随着存放期延长产生老化现象，也应进行测试以判定材料是否适合生产需要。具体性能测试有树脂含量测试、树脂流动度测试、挥发物含量测试和凝胶化时间测试。3.3.1树脂含量测试 取样 试样为正方形，其对角线平行于经纱斜切而成，尺寸为44英寸，共计三组，每组重量大于7克。其中一组切自半固化片的中央部位，另两组分别切自半固化片的两侧，但到边缘的距离不得小于1英寸。 测试 把试样放入坩埚中(坩埚应先称重)一起称重，精确至1mg，连同坩埚放入马福炉中加温至500600，灼烧时间不少于30分钟，从炉中取出坩埚和残渣，放入干燥器里，冷却至室温，称重量精确至1mg。 注：炉温应控制在不造成玻璃布有熔融现象，而且树脂应完全灼烧呈全白状态，否则应延长时间或调整温度重新制作。 计算 G()(m1m2)/m1100 式中：G半固化片树脂含量百分数；m1试样重量；m2失去树脂后玻璃布重量。 记录 将测试的三组试样，分别记录结果。 说明：如果没有马福炉，可作一般精度的测试。样品用浓硫酸将树脂彻底溶解后，用水洗涤干净，100110烘干，取样品原重与失去树脂后重量，按上述公式计算。3.3.2树脂流动度测试 取样 试样为正方形，边长44英寸，精确至0.01英寸，切割方向为对角线平行于经纱斜切，样品总重20克为一组，共3组。重量精确至0005克。 测试 每组以布纹方向一至叠合在一起，放于两平板模具内，压机预热至1705，入模立即施压力(11.5)106Pa/cm2，压力升至最大值约为5秒钟，保温保压20分钟，开机取件冷却至室温。 切取一个正方形，其边与试样对角线平行，边长为2倍的2的平方根0.01英寸，或切成3.1920.01英寸的圆，圆心为试样对角线交点。 用分析天平称取小方块重量，精确至0.005克。 计算 n()(m12m2)m1100 式中：n树脂流动度；m1试样切片初始重量(20)；m2小块取样的重量。3.3.3挥发物含量测试 取样 试样为正方形半固化片，尺寸为44英寸，裁切方向为对角线平行于经纱，每个试样的一个角冲上一个直径1/8英寸(3.175mm)孔，每种半固化片切取三块试样，切取试样时，两边离半固化片边缘距离不小于1英寸。 测试 用分析天平称试样重量，精确至1mg。然后用金属小钩把试样挂在1632的恒温鼓风干燥箱内15分钟。从烘箱中取出试样置于干燥器里冷却至室温。用分析天平对试样称重时，环境相对湿度应低于65，快速称重，精确至1mg。 计算 W()(m1m2)m1100 式中：W挥发份百分数；m1干燥前试样重量，g；m2干燥后试样重量，g。3.3.4凝胶化时间测试 测定用设备 凝胶化时间测试仪。 取样 按前同样方法裁切200mm200mm试样三张。 测定 取一张半固化片试样，从中取出树脂粉约0.15克，放入已加热恒温在1703的钢板平底孔中，用不锈钢或玻璃棒搅拌，从熔融状态直至拉起树脂能成为不断的丝状物，即为已固化。记录树脂粉由熔融状态至能拉起树脂间的时间，即为凝胶化时间。三件试样分三次测试，取三次时间的算术平均值为准。(在每做完一次测试后，应立即消除废胶，清洁平底孔。3.4.5常用半固化片的温湿度控制 半固化片的贮存条件，将直接影响到其使用寿命，各类半固化片贮存条件见下表。半固化片种类108021167628贮存温度4.5214.5214.521贮存湿度RH 3050%RH 3050%RH 3050%有效保质期3个月3个月3个月备注：若收货时距生产时间已超过3个月，则贮存期为6个月扣除由生产至收货这段时间。3.4层压板件品质控制3.4.1层压板之质量控制要点 层压后板面铜箔与绝缘基材的粘接强度测试； 将外层铜蚀刻掉，检查多层板内层应无肉眼可见的分层、起泡、显露布纹、露纤维和起白斑； 耐热冲击：288的焊锡炉中浸渍10秒钟、3循环，无分层起泡现象； 内层图形相对位置和各层连接盘的同心度必须符合设计要求； 压制后的多层板厚度应符合设计的厚度要求； 板面应平整，其扭曲或弓曲最大量为对角线的0.5； 外层铜箔上应无环氧树脂、脱模剂或其他油脂污染，铜箔表面应无划伤的痕迹，无杂质造成的压坑； 粘结层内应无灰尘、外来物等异物； 废边切除不得损坏定位孔，外边与孔口距离不少于3mm。压制的流胶也不得损坏定位孔，孔口无流胶引起的凸起现象；3.4.2层压板之铜箔剥离强度测试 选取层压后之4层板和6层板分别进行表面铜箔与半固化片之结合强度测试，参照外层线路剥离强度方式。3.4.3层压板玻璃化转变温度(Tg)测试 通过DSC(扫描差热分析法)进行层压板玻璃化转变温度的测定，参见下图 Tg玻璃转化温度曲线3.4.4洁净房洁净度的的控制预叠间、叠板间的净化对多层印制板的制作质量有很大影响。要求10000级净化程度，也即每立方英尺范围内，直径大于或等于5m的灰尘颗粒数65。可通过专用仪器“LASER PARTICLE COUNTER(Model No227A”进行度量，要求每周读取一次。 3.4.5多层印制板定位孔重合度的测定判定多层印制板之层间重合度将直接影响多层印制板的制作质量，它是衡量层压制作水平高低的一项重要指标。一般可通过以下几种方法来测定或判定： (1)通过选取附联板图形，制作金相切片，利用金相显微镜读取有关数据，计算