层压工艺课件

叠层工艺Chapter1 1棕色原理1概述：棕色工艺是一种新型的表面处理工艺。这是取代水平生产线上现有黑氧化工艺的化学药品，是在多层铜箔表面处理中生产的具有速度快、产量高、操作方便等优点的工艺，主导未来内部铜表面处理，2棕色化原理：褐化不是在内部板洞的铜表面直接产生一层氧化铜，而是在铜表面微腐蚀，产生一层非常薄、均匀的有机金属氧化膜在棕色化液的内层铜表面，H2O2的H2SO4的作用下，微腐蚀，在铜表面形成微小的凹凸表面形状，增加铜和树脂的连接接触触点表面的过程中，棕色化液中的有机添加剂对铜表面做出反应，生成一层有机金属氧化膜，可以有效地嵌入铜表面和树脂之间形成形状的铜表面提高内部铜和树脂结合力的网格结合层，提高了层合板的抗热冲击性和抗分层能力。防止出现粉色环。此外，由内部铜表面生成有机金属层是在金属化等过程中，将有效的化学反应机制描述如下的介质稳定化合物。2Cu H2SO4 H2O2 nACuSO4 2H2O CuAnChapter 2叠层原料层合板使用的原料主要是半固化薄膜和铜箔。其中，半固化片主要由树脂和加强材料组成。加强板可分为玻璃布、纸基、复合材料等多种类型，多层板中使用的半加固板大多以玻璃布为加强板。半固化板材性能简介一块玻璃布： PCB用玻璃布，电性能好的无碱平纹玻璃布，碱含量要求不到2%，一般称为“e”级玻璃布或电子级玻璃布。为了提高玻璃布与环氧树脂粘合，需要在布上涂上特殊的偶联剂，这一过程称为玻璃布表面处理。目前主要使用的偶联剂一般有两种类型：环氧硅烷和氨基硅烷类型。这些偶联剂经过不同的化学处理，性能会发生很大变化，各玻璃布制造商在新偶联剂的研发上投入了大量资金人力、物力、财力。因为这是玻璃布性能的关键。玻璃纤维布的成分：SiO 2:54.3% al2o 3:15.2% Cao:17.3% MgO:4.7% Na2O:0.6% B2 O3:8%玻璃纤维的特性，玻璃纤维作为增强材料与其他常用材料相比具有以下优点。抗拉强度和弹性系数高。小伸长率，良好的尺寸稳定性，没有蠕变现象。不着火，温达550 。抗微生物侵蚀，抗各种化学试剂和溶剂腐蚀，耐蚀性好。不吸收湿气，电气性能好。广泛应用。2环氧树脂：常用于万能粘合剂的环氧树脂具有特别好的粘结特性，用于铜箔层压板的环氧树脂是阻燃性强的溴化环氧树脂，其化学结构如下。Br CH3 Br CH3CH2-ch-CH2-o-c-o 3354 ch 2-ch-CH2-o-c-o-CH2-ch-CH2O Br CH3 Br n OH CH3 O环氧树脂溶解：铜箔层压板用环氧树脂使用之前，其本身是线性体，必须以树脂的环氧基-CH-CH2为固化剂对线性环氧分子进行交联交联，空间网状结构，形成不溶性硬化物，起到环氧树脂在溶剂中一定比例溶解的作用均匀混合。环氧原料粘度太高，生产过程中要达到玻璃布的渗透性，必须降低粘度。3半硬化板材模型：目前使用的四种主要类型为：型号7628#2116#1080#106#厚度0.175mm0.11mm0.07mm0.05mm4半固化片的存在：步骤a:环氧树脂是液态的，可以在室温下自由流动。步骤b:玻璃纤维浸入树脂中，固定到中间阶段，在固体状态下，即从步骤a到b的加热条件下，可以恢复到液体状态。步骤c:树脂再次熔化，浸渍玻璃布后，终于硬化，即从步骤b到c。ABC的三种状态。b和c之间的不可逆，c阶段后固化后不再融化。5半硬化板材特性指标：多层板使用的半固化板材的主要外观要求布必须平整，没有油渍，没有污渍，没有外部杂质或其他缺陷，没有破碎，树脂粉末过多，允许有一些油分裂了。半固化片有四个性能指标：粘合剂含量(RC)、流动性(RF)、凝胶时间(GT)和挥发性物质含量(VC)。树脂含量：在半固化薄膜中树脂所占重量的百分比，一般树脂含量在45%到65%之间，随着玻璃布厚度的增加而减少。对于半径化片，其含量大小直接影响半径化片的介电常数、击穿电压等电气特性和尺寸稳定性，一般含量高，介电常数低，故障电压高，但尺寸稳定成绩下降，挥发性物质含量高。树脂流动性：树脂中可流动的树脂占总树脂的百分比。树脂流动度一般在25%到40%之间，玻璃布厚度增加时减少，用高流动性层压过程中树脂的损失多，容易发生胶粘剂不足、胶粘剂不足的现象。流量低，填充图形间距困难，容易产生气泡、空洞等。凝胶时间：树脂从加热状态流向液体状态的总时间，凝胶时间一般在140 190s之间，凝胶时间长，树脂有足够的时间润湿图形，并且很有效用图形填充地面有助于控制抑制参数。挥发性物质含量：挥发性物质通常指浸渍玻璃布时树脂使用的一些小分子溶剂在预固化时残留，挥发性物质和半固化片的重量通常称为挥发性物质挥发性物质含量0.3%。挥发性物质的含量高，叠层时容易形成气泡，因此树脂泡沫流动。6半硬化板材性能简介：树脂材料：高玻璃化温度(Tg)的树脂在固化前的熔体状态粘度大，在固化阶段收缩较大，但固化完成后整体尺寸稳定性好。易于控制。树脂在铜箔层压板和b阶段粘结板材之间填充为隔热材料，这意味着树脂用玻璃纤维填充并结合留在玻璃纤维布上，只进行层间粘合的主格接缝，在这种情况下，即使树脂大小收缩很大，也会被玻璃布机械切断玻璃纤维拉伸优先，因此叠层材料的尺寸稳定性在很大程度上取决于玻璃纤维布。玻璃布材料：玻璃纱的直径和捻线越粗，刚度越好，树脂弹性越强，叠层基板的尺寸稳定性越高。玻璃布的尺寸稳定性取决于硬度和纬纱方向，纱线方向在玻璃布形成过程中经线方向强烈扩展，尺寸要长，纱线长度要更小很多，经线方向尺寸收缩比纬线方向收缩大30%到50%。7半固化膜的选择原则和规则：半固化片的使用原则：叠层时，树脂可以填充印刷电线之间的间隙。可以排除层压中叠层之间的空气和挥发性物质。可提供多层板所需的树脂/玻璃布比率。树脂的预硬化程度低(凝胶时间长)，叠层时树脂的损失大，树脂的挥发性物质含量高，叠层时树脂的含量高，树脂的损失也大。树脂含量高，层合板的损失也很大。预硬化程度低的树脂原来的粘度也很小，压缩后容易流出。叠层时，挥发性物质受热，从树脂中逸出，同时推进树脂流出。叠层时的树脂损失(B%)与半径化板材的原始树脂净厚度(ho)以及叠层时特定时刻的树脂净厚度h相关。b=(1-h/ho)x 100%b弧增加时增加。预防不同半固化片对生产问题的影响。选择树脂含量高的半固化膜可以预防基板白斑。选择树脂含量高的半固化膜，可以防止出现板材凹痕。选择树脂含量、流动性小的半固化膜，可以防止层间滑动。8半硬化板材存档：温度的影响：目前使用的半固化膜由潜伏固化剂和固化促进剂的树脂系统组成，室温比较稳定。温度太低的话，空气中的水分会凝聚在半固化片上吸附水。这种吸附水促进了储存的半固化片的进一步聚合，使叠层或热风平整产生分层泡沫。实践确认10 21有内存放置一个多月，半固化胶片没有明显的特性变化。湿度变化：封存环境中的湿度会大大改变半径化板材的特性。半固化膜显然有吸湿性。半固化膜经过高低温度循环，无法去除水分，证明半固化膜上存在物理、化学吸附水，吸附水首先受到抑制固化后，加速树脂固化。水主要侵入树脂系统中各种物质之间的界面，水对界面的影响。湿度对半固化片各特性的影响如下：对挥发性物质含量的影响，如果保存在大气环境中，半径化片剂挥发性物质含量会增加。对流动性的影响：相对湿度为20% 40%，保管时流动性有所增加。相对湿度为40% 70%的保管时流动性大幅增加。相对湿度为70 90%的保管时，流动性只有轻微增加的趋势。半固化片的相对湿度为90%时，15分钟左右的流量会明显增加，如果长时间持续保管的话，增长就不明显了。另外，粘性时间短(b级高)的径向化薄膜流动性对湿度的敏感度高，粘性时间长的径向化薄片湿度对此的影响也小。在半固化薄膜中，树脂的b级程度越高，玻璃布的编织密度越高，流动性越受湿度的影响。因为界面的水分起“润滑剂”的作用，流动性增加。对凝胶时间的影响。湿度对凝胶时间影响不大，经常被5s测量误差掩盖。9使用半径化板材的注意事项：做层压板的时候，工人要戴干净的棉纱手套或尼龙手套，以免污染粘合面。如果在操作过程中半径化的树脂层上发现白色毛状裂纹，这种裂纹一般发生在运输和操作中，在层压时树脂融化，在流动过程中自然消失，因此不会影响产品质量。折叠，痕迹玻璃布没有破裂或损坏的话，折叠的痕迹也随着树脂融化而流走，完全消失。折叠处，玻璃布破碎后，中间半固化膜从树脂高压损坏的部分开始完全撕裂，这一区域成为只有树脂而不是玻璃布的隐藏区域，这种半固化膜禁止使用。通常，除非具有相同的预硬化流动特性，否则不能混合批量不同的半径化板材。但是，如果压力机零件厚，加热板大，可以在叠层时插入预先选择的半径化片使用。铜箔铜箔可以分为日历铜箔和电解铜箔两类。1轧制铜箔：铜板多次用重复辊轧制，一般箔生产完成后也要进行粗处理，轧制铜箔在刚性铜箔板中很少使用，这一优点是。耐折性和弹性系数大于电解铜箔，适用于铜纯度(99)的柔性铜箔层压板。9%高于电解铜箔(98%)，在母面上比电解铜箔更光滑，对电信号的快速传递有好处。2电解铜箔：电解同胞通过专用电解机器在图形阴极辊上生产。电解铜箔的情况主要有厚度、拉伸强度、剥离强度、高温氧化电阻、铜箔的电阻系数等技术性能要求。其他要求：延伸率、折痕、硬度、弹性系数、高温扩展、表面粗糙度、蚀刻、可焊性、UV墨水附着等。常用的铜箔标准厚度为18um、35um、70um三种。3张牛皮纸：牛皮纸在叠层过程中起到缓冲作用，以确保温度传递压力分布的均匀性。牛皮纸放在上下加热板和上下成型板之间通过常热释放，一次，两次各8张，每层8张，新鲜牛皮纸接近模具钢板。Chapter3堆叠对齐定位原理1概述：电路图形的对齐系统是通过多层照相底稿制作、图形传输、叠层、钻孔等过程步骤而常见的问题。影响多层层间定位精度的因素包括：照相底版的尺寸稳定性。基板的尺寸稳定性。定位系统的准确度。加法设备精度、操作条件(温度、压力)和生产环境(温度和湿度)。电路设计结构，布局的合理性。叠层模板和基板的热特性匹配。参考资料：FR-4的热膨胀系数为13 15 ppm/c。不锈钢A1S1300或A1S2400热膨胀系数为11 16pp m/c。42CrMo4不锈钢的热膨胀系数为20 300到12。9ppm/C2定位原理：也就是说，两点线性、三点可固定面、多层板的位置为接脚位置和无接脚位置。3接脚定位方式：两孔定位方法：使用每个单层PCB上预先制作的两个圆孔，插入用于图形传输、堆叠、钻孔等过程的销，以最终完成多层板位置。此方法通常在x方向受到限制，在y方向发生尺寸“漂移”，并且层间对齐会产生大误差，因此，对于厚板基础、层数少、基板面积小、等级低的多层板来说，这是首选方法。孔槽位置：针对两个孔位置的缺点，提出了孔槽位置方法。此方法通过在x方向的一端留出间隙，使铜箔基板在此方向上有小的伸缩馀量，防止y方向上大小不对齐的“漂移”。对于品格不高的多层板，这是比两孔定位更可取的定位方法。 3孔或4孔位置：为了防止在生产过程中x和y方向上的尺寸更改，引入了3孔(分布在三角网中)和4孔(十字型)定位。但是，由于销和孔的紧密结合，芯片基板在“锁定”状态下成型，内部应力可能会导致多层锅底变形。 4插槽孔位置：在照相板、铜箔基板的四个周围中心内创建四个槽孔，并使用这四个槽销进行图像传输、叠层、叠层和钻孔等一系列工艺布置。4槽孔定位以槽孔的中心线为基准，因此各种因素引起的位置误差不会在一个方向上积累，而是均匀分布在中心线的两侧，这是更合理的方法，也是当今世界多层板生产企业中广泛使用的方法。4槽孔定位过程可概括为：使用打孔设备，将4个攻牙孔分别冲向连接板和内部板及照相底板。“4针桌面板的图形传输”“蚀刻”“黑色”“堆叠的4针”，用于将内层、粘结片、剥离膜(异型纸)根据设计要求安装到堆叠模板中“堆叠”“销”“修剪边缘”“多层堆叠”，以放置在CNC钻头的4槽