多层压合工艺技术

PCB（多层）压合工艺R&D纪成光当前第1页\共有74页\编于星期二\20点本课程培训的思路本课程讲述的不是理论科学知识，而是一门实用工艺技术，是一门在不断发展变化的技术，既然是一门发展变化的技术，那么我今天所讲的，到了明天有了更先进的技术可能就不是这么一回事了。因此，在学习本课程时，希望各位以怀疑的态度、以辨证的眼光看待我今天所讲的，不要死记硬背一些概念，而是要知道产生这些概念的原理。通过本课程的学习，不光知道该怎么做？更要知道为什么这么做？如果不这么做会有什么风险？还有没有更好的方法？

在以后的工作中也是一样，重点要明白为什么这样做？我有没有更好的方法？为达到更好的培训效果，本课程以层压流程为主线，采用“问题导向＋简单例子演绎法”，即在说明一些基本概念的基础上，提出若干问题，然后用实例来说明这些问题中的主要理念、观点和方法。当前第2页\共有74页\编于星期二\20点本课程讲了些什么

什么是PCB？PCB由哪些材料组成？什么是PCB多层压合工艺？PCB压合方式有哪些？层压材料有哪些？层压流程有哪些？为什么对铜面进行氧化处理？铜面氧化处理有几种方式？原理是什么？预排板的作用？预排板对位方式有哪些？预排对位方式的选择原则？排板的作用？排板结构？各构件作用是什么？压合主要参数有哪些？如何制定压合程序？压合主要缺陷有哪些？如何预防？层压主要设备有哪些？当前第3页\共有74页\编于星期二\20点本课程讲了些什么

什么是PCB？PCB由哪些材料组成？当前第4页\共有74页\编于星期二\20点

PCB什么是PCB

PCB(PrintedCircuitBoard)，印制电路板或印刷线路板，用以承载电子器件和元件，是电子元器件电气连接的载体。印制电路板由哪些材料组成？印制电路板由导电图形层（铜）、绝缘材料层（环氧树脂等）和增强材料（玻纤布等）组成。我们通常的所说的多少层PCB板，就是以导电图形层（含铜层）数量来定义的，如16层（16L）板，就是指导电图形层有16层。当前第5页\共有74页\编于星期二\20点

PCB印制电路板的分类？以电路层数分类：单面板（Single-SidedBoard）、双面板（Double-SidedBoard）和多层板（Multi-LayerBoard，三层或三层以上）。以绝缘材料类型分类：刚性板（RigidPCB）、柔性板（FlexiblePCB）和刚挠结合板（刚柔结合板或软硬结合板，R-FPCB）印制电路板还可根据产品工艺特点（如铜/铝基板、背板、HDI板、软硬结合板、埋容/埋阻板、埋铜块板、嵌铜块板、阶梯板、分级分段金手指板等）、产品应用场景（如LED板、通讯板、服务器、光模块、微麦板、高速板等）等进行分类，在此不做一一赘述。当前第6页\共有74页\编于星期二\20点奥地利人保罗·爱斯勒（PaulEisler），1936年（29岁），他首先在收音机里采用了印刷电路板。1943年，美国人多将该技术运用于军用收音机，1948年，美国正式认可此发明可用于商业用途。自20世纪50年代中期起，印刷线路板才开始被广泛运用。在PCB出现之前，电子元器件之间的互连都是依托电线直接连接完成的。PCB在哪一年诞生？由谁发明？当前第7页\共有74页\编于星期二\20点本课程讲了些什么PCB多层压合工艺？PCB压合方式有哪些？层压材料有哪些？当前第8页\共有74页\编于星期二\20点什么是PCB压合工艺

PCB（多层）压合工艺是指将铜箔、半固化片和已制作图形的芯板（覆铜板）按一定顺序叠合，然后在高温高压条件下将其粘结为一体。在高温高压条件下，半固化片中的树脂会熔融流动填充芯板图形并将各层粘结在一起。这个过程是树脂由半固化（B阶）向固化（C阶）状态转变的过程，伴随着树脂熔融再冷却固化将各种材料粘结在一起。注意：只有三层或三层以上的PCB才会用到压合工艺，而单面板和双面板无需压合，不会采用压合工艺。当前第9页\共有74页\编于星期二\20点PCB压合方式（叠层结构）覆铜板（Core）+P片+铜箔以6层板为例，由两张core+P片+铜箔压合而成。当前第10页\共有74页\编于星期二\20点PCB压合方式（叠层结构）覆铜板（Core）+P片+铜箔以6层板为例，由两张core+P片+铜箔压合而成。覆铜板（Core）+P片+覆铜板（Core）以6层板为例，由三张core+P片压合而成。当前第11页\共有74页\编于星期二\20点PCB压合方式（叠层结构）覆铜板（Core）+P片+铜箔以6层板为例，由两张core+P片+铜箔压合而成。覆铜板（Core）+P片+覆铜板（Core）以6层板为例，由三张core+P片压合而成。积层压合（BuildupMultilayer）以6层板为例，由一张core两面叠加P片和铜箔经过两次压合而成。当前第12页\共有74页\编于星期二\20点以10层板为例，该板含有通孔、盲孔和埋孔，盲孔为二阶。一个PCB板是否只需一次压合？如何确定压合次数？盲孔（BlindVia）---仅延伸到PCB一个表面的导通孔。埋孔（Buriedhole）---未延伸到PCB表面的导通孔。三次压合第一次：L3/8层压合；第二次：L4/9层压合；第三次：L1/10层压合。通孔盲孔埋孔当前第13页\共有74页\编于星期二\20点铜箔---用于制作PCB板的导体线路铜箔类型按制作工艺分类：压延铜箔和电解铜箔

关于层压材料的一些基本概念和理论知识电解铜箔（ED铜）

通过电化学的方法，将硫酸铜溶液中的铜离子电解出来形成箔状。铜箔断面具有纵向生长的柱状结晶。用这种方法制成的铜箔，一面光滑,称为光面(DrumSide),另一面是粗糙的结晶面,称为毛面(MatteSide)。DrumSideMatteSide光面是印制电路的电路表面，毛面是与PCB基材结合的面当前第14页\共有74页\编于星期二\20点

关于层压材料的一些基本概念和理论知识电解生产出的初产品(称为毛箔或原箔)，毛箔还不能直接用于生产，需要在毛面的牙尖上瘤化处理，称为Bondingtreatment。瘤化处理两面需做防锈处理。

瘤化处理的作用增大铜面的比表面积，增加铜面与树脂的接触面积。增大铜与树脂微细胞之间的配位共价键结合力(又称为范德华力)。

瘤化处理的目的增加铜箔与树脂的结合强度，提高PCB板的使用可靠性。压延铜箔是通过碾压锻造的方法加工而成，将铜锭经过多次重复加热辊压，做成箔状。常温下铜箔断面具有横向生长的柱状结晶，退火后结晶体一般会变成无规则排列的块状。其延展性、耐弯折型优于电解铜箔，导电性和表面粗糙度（一般）比电解铜箔（约1.5）低，价格比电解铜箔高。电解铜箔压延铜箔（HTE铜）当前第15页\共有74页\编于星期二\20点关于层压材料的一些基本概念和理论知识电解铜箔类型RTF铜箔（反转铜箔）原箔的光面做粗化处理。VLP（低粗糙度铜箔）STD铜箔HVLP铜箔（超低粗糙度铜箔）VLP铜箔和HVLP铜箔与前两者的区别在于电解原箔上，电解液的添加剂不同，做成的原箔会形成低轮廓或超低轮廓品。经过基本的表面处理后就形成VLP和HVLP箔，性能上主要区别在粗糙度上。铜箔粗糙度毛面RZ光面RASTD

N/A≤0.43umLP≤10.2≤0.43umVLP≤5.1≤0.43umHVLP≤3.0≤0.43umRTF无标准，一般≤5.1um/当前第16页\共有74页\编于星期二\20点关于层压材料的一些基本概念和理论知识铜箔厚度表示方法

铜箔厚度通常有两种表示方法：直接以厚度表示，如18um、35um、70um等。以单位面积的质量表示，如1/2oz/ft2（H）、1oz/ft2、2oz/ft2等，在实际应用中，我们通常直接以1/2oz（或Hoz）、1oz等表示铜箔厚度。两者的等效关系？

1/2oz/ft2等效于多少um？以上两种厚度表示的等效关系是：1oz/ft2≈35.7um，2oz/ft2≈71.4um对于芯板，芯板的两面都有铜箔，我们通常以―/―表示芯板两面铜箔的厚度，如H/H，表示芯板两面铜箔厚度为1/2oz。当前第17页\共有74页\编于星期二\20点关于层压材料的一些基本概念和理论知识半固化片（P片，Prepreg）

半固化片由玻纤布和树脂组成，它是由经过处理的玻纤布浸胶（树脂胶液）后，再经过热处理预烘而成。在这个过程中，树脂由液态（A阶）转变为半固态（B阶）。

半固化片有经纬向之分，且经向与纬向的涨缩系数不同，因此，同一PCB板内的半固化片经纬向必须一致，以确保板面平整，防止PCB板受热后各层涨缩系数差异导致的扭曲变形。一般选取经向(玻璃纤维布卷曲的方向)作为PCB板的短边方向，纬向为PCB板的长边方向。树脂树脂是一种热固性高分子聚合物，在覆铜板和半固化片中的作用是绝缘填充和粘结链接。树脂由液态到固态要经历三个阶段变化：液态（A-Stage）-半固态（B-Stage）-固态（C-Stage）。我们通常所称的FR-4环氧树脂是指溴化的丙二酚制成的耐燃性环氧树脂当前第18页\共有74页\编于星期二\20点关于层压材料的一些基本概念和理论知识玻纤布

玻纤布是半固化片的骨架（定型），决定着PCB板的尺寸稳定性和刚性，它在半固化片制作过程中，并不发生本质的变化。

根据玻纤布纺纱中玻璃丝直径和捻线粗细将玻纤布进行分类，常见的玻纤布类型有106、1080、3313、2116、7628等，对于某一覆铜板的半固化片，通常以玻纤布类型表示半固化片类型。一般玻璃丝直径和捻线越粗，刚性越好，抗树脂收缩能力越强，由其组成的PCB板尺寸稳定性越高。

由于在形成玻纤布过程中经线方向受到强力拉展，而纬线方向受拉伸作用较小，同时制作半固化片过程中的一系列处理和浸胶、烘烤等过程中经向也受到强力拉伸，导致玻纤布经纬向涨缩不一致，因而由其和树脂形成的覆铜箔板和半固化片也存在经纬向涨缩不一致，覆铜板和半固化片也有了经纬向之分。

一般来说，经向尺寸收缩比纬向尺寸收缩要大。玻纤布越粗，抗拉伸作用越强，经纬向的尺寸稳定性越好。当前第19页\共有74页\编于星期二\20点关于层压材料的一些基本概念和理论知识玻纤布1061037LD10801078LD76282116当前第20页\共有74页\编于星期二\20点关于层压材料的一些基本概念和理论知识半固化片特性树脂含量RC%（Resincontent)：指半固化片中树脂成分所占的重量百分比。RC%的多少直接影响到树脂填充导线间空隙的能力，同时决定压板后的介电层厚度。树脂流量RF%(Resinflow）：指压板后，流出板外的树脂占原来半固化片总重的百分比。RF%是反映树脂流动性的指标，它也决定压板后的介电层厚度。挥发物含量VC%（volatilecontent）：指半固化片经过干燥后，失去的挥发成分的重量占原来重量的百分比。VC%的多少直接影响压板后的品质凝胶时间GelTime（Geltime）：俗称胶化时间，指B-阶半固化片受高温后软化粘度降低，然后流动，经过一段时间因吸收热量而发生聚合反应，粘度逐渐增大，逐渐固化成C-阶树脂的一段时间。当前第21页\共有74页\编于星期二\20点关于层压材料的一些基本概念和理论知识半固化片特性半固化片的储藏：由于半固化片中的树脂是半固态（B阶）的晶粒状物质，在空气中长时间放置，会发生反应，这样会影响到半固化片应有的性能，所以对半固化片的储藏是有严格要求的（温度、湿度和时间）。GelTime实际上也是RF%的一个体现，GelTime时间越长，表明树脂流动性愈大，不宜凝胶，这样压板时造成树脂流失过多，厚度变薄。GelTime太短，树脂粘度变化太快，时间太短，挥发物产生的气泡不能及时排走导致PCB板内空洞。RF%有一个范围限制：过高，流胶过多，厚度不易控制。过低，树脂的流动性差，无法填充导线间的空隙。半固化片储藏当前第22页\共有74页\编于星期二\20点关于层压材料的一些基本概念和理论知识覆铜板（CCL）覆铜板（覆铜箔层压板，CopperCladLaminate，简称CCL）是在半固化片一面或两面覆以铜箔，经热压固化形成的一种板状材料，它是制作PCB板的基本材料，常称基材或芯板（Core）。覆铜板制作过程中树脂发生了由B阶半固化向C阶固化的转变。覆铜板的尺寸稳定性直接影响PCB板的尺寸稳定性和多层PCB板的层间对准度。当前第23页\共有74页\编于星期二\20点关于层压材料的一些基本概念和理论知识覆铜板（CCL）影响覆铜板尺寸稳定性的因素很多，很复杂，综合起来主要有两点：1）覆铜板中树脂的固化程度。在覆铜板制作过程中，B阶树脂会熔融固化向C阶状态转变，在这个过程中树脂会收缩，玻纤布在高温高压下也会发生收缩，在这个过程中覆铜板尺寸会发生变化；另外由于树脂收缩与玻纤布收缩差异以及玻纤布经纬向方向收缩差异导致覆铜板存在内应力，后续加工时内应力释放也会导致尺寸变化。因此，覆铜板在压合多层板以前必须保证树脂完全固化，以防树脂固化不完全发生二次收缩导致覆铜板尺寸变化；同时可对覆铜板进行烘烤处理，这样有助于树脂的充分固化和内应力的消除，提高覆铜板尺寸稳定性。2）覆铜板中绝缘材料的厚度和结构。即玻纤布类型和厚度、树脂含量。一般，玻纤布越厚，树脂含量越低，覆铜板尺寸稳定性越高。玻纤布越厚、树脂含量越低会存在什么问题？当前第24页\共有74页\编于星期二\20点本课程讲了些什么

层压流程有哪些？为什么对芯板铜面进行氧化处理？当前第25页\共有74页\编于星期二\20点层压流程氧化→氧化氧化（Oxide）是对已制作图形的芯板表面进行清洁，并对芯板表面铜粗化处理。氧化流程：除油（酸洗+碱洗）→水洗→微蚀→水洗→预浸→氧化→水洗→DI水洗→烘干

芯板层压前必须经过氧化处理，氧化处理的作用是：为什么氧化处理1）在光滑的铜面形成微观蜂窝状结构，增大铜面微观粗糙度（比表面积增加），从而增大铜面与树脂的接触面积；同时树脂扩散流动渗入铜面的蜂窝结构内，实现与铜面的啮合连接，增强树脂与铜面的结合强度；预排板→排板→层压→拆板→X-RAY→铣板边→磨边当前第26页\共有74页\编于星期二\20点

为什么氧化处理2）通过化学处理，使表面非极性的铜变成极性CuO和Cu2O,增加铜面与树脂极性键结合力，增强树脂与铜面的结合强度。思考：为什么需采用氧化处理提高铜面与树脂的结合强度？若不做氧化处理会有什么问题？铜与树脂热膨胀系数不一致，受热时，两者结合力不强会导致两者界面处分层思考：铜箔是否需要氧化处理？为什么？当前第27页\共有74页\编于星期二\20点本课程讲了些什么

芯板铜面氧化处理有几种方式？原理是什么？当前第28页\共有74页\编于星期二\20点氧化处理方式目前常用的氧化处理方式有棕化和黑化。棕化棕化（BrownOxide）是在芯板表面铜层形成一层棕色的有机氧化膜，同时粗化处理铜面形成微观蜂窝状结构。

H2O2微蚀铜面形成CuO，光滑的铜面形成微观蜂窝状结构Cu+H2O2→CuO+H2O工艺原理H2O2H2SO4H2O2H2O2H2O2H2SO4H2SO4H2SO4H2O2H2O2Cu1+Cu1+Cu1+Cu1+Cu1+Cu1+Cu1+Cu1+Cu1+Cu1+Cu1+当前第29页\共有74页\编于星期二\20点氧化处理方式目前常用的氧化处理方式有棕化和黑化。棕化棕化（BrownOxide）是在芯板表面铜层形成一层棕色的有机氧化膜，同时粗化处理铜面形成微观蜂窝状结构。

H2O2微蚀铜面形成CuO，光滑的铜面形成微观蜂窝状结构Cu+H2O2→CuO+H2O工艺原理

H2SO4和有机反应剂与氧化铜反应形成有机沉积层CuO+H2SO4→CuSO4+H2OCuSO4+2[R,R′]n→Cu[R,R′]nSO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4R,R'R,R'R,R'R,R'R,R'R,R'R,R'R,R'Cu1+CuRCu1+Cu1+CuRCuRCuRCuRCuRCuRCuR当前第30页\共有74页\编于星期二\20点氧化处理方式目前常用的氧化处理方式有棕化和黑化。黑化黑化（BrownOxide）是在芯板表面铜层形成一层由氧化铜和氧化亚铜组成的黑色氧化膜，表观为须状（绒毛状）结构。

强氧化剂NaClO2与铜反应生成氧化铜和氧化亚铜3Cu+NaClO2→CuO+Cu2O+NaCl工艺原理氧化处理质量要求板面外观颜色均匀一致，无斑纹、无杂质、无水迹等现象；板面不能有划痕，板面星点露铜点数不应超过4点，且每点最大直径不能超过0.75mm。其它还有剥离强度、耐热可靠性等要求，在此不做一一赘述。当前第31页\共有74页\编于星期二\20点本课程讲了些什么

预排板的作用？预排板对位方式有哪些？预排对位方式的选择原则？

排板的作用？排板结构？各构件作用是什么？当前第32页\共有74页\编于星期二\20点预排板和排板层间对准度问题？当前第33页\共有74页\编于星期二\20点层间对准度PCB是通过孔壁镀铜的通孔、盲孔或埋孔实现特定层或特定位置电气性能的互联互通，同时，某些层或某些位置的电路是断开的，不能连通。因此，PCB必须经过通断路测试确认电气性能满足设计要求时方可贴装元器件。

那么，问题来了：如何保证连通的层次或位置连通、断开的层次或位置断开？这一问题就是层间对准度问题，要保证各层图形对准。孔到线距离孔环基材圈换句话说，层间对准度也就是各层导体图形的位置错位程度。当前第34页\共有74页\编于星期二\20点层间对准度影响层间对准度的主要因素有哪些？层间对准度影响因素？图形制作精度（重合度）芯板板材尺寸稳定性定位系统精度预排板和排板铆合熔合PIN定位当前第35页\共有74页\编于星期二\20点预排板和排板预排板预排板是对已制作图形的芯板和P片按一定顺序叠合固定在一起（预叠合预固定）。预排板对位固定方式有铆合和熔合两种方式。铆合是采用铆钉将芯板和P片按一定顺序叠合机械固定在一起，芯板和P片板边预先制作铆钉孔。芯板铆钉孔是采用冲孔机冲制或钻孔机钻铣而成，P片铆钉孔是采用钻孔机钻铣而成。铆合铆合预排时，按一定顺序将板边已制作铆钉孔的芯板和P片套放在铆钉机下模针上，然后手按铆钉机气压按钮，铆钉由滑道中滑落套在下模针上，上模针下压冲制铆钉开花铆合固定芯板和P片。当前第36页\共有74页\编于星期二\20点预排板和排板铆钉孔可通过冲孔机冲制和钻孔机钻铣而成。我司采用的是冲孔机制作，冲孔机冲制铆钉孔有PE-PUNCH冲孔和CCD冲孔两种方式。铆钉孔制作

PE-PUNCH冲孔和CCD冲孔均是采用CCD抓取板面标靶定位，两者区别是：①PE-PUNCH冲孔可一次冲制多个孔，可同时冲制出Slot槽孔和圆形孔；而CCD冲孔一次只能冲制一个孔。②PE-PUNCH冲孔采用模具冲孔，在X方向上模具间距固定，冲孔精度比CCD冲孔高。③PE-PUNCH冲孔只能冲制要求尺寸的芯板，而CCD冲孔可冲任意尺寸的芯板。当前第37页\共有74页\编于星期二\20点预排板和排板①铆合前，需检查调节保证上下模针对准、下模在一条直线上；②按指示要求更换所需高度的铆钉，并调节下模空打铆钉保证开花后的铆钉高度满足指示要求（调钉高度），一般要求3轴调钉高度极差≤0.1mm；③芯板和P片按设计顺序叠合，不能多/少放芯板或P片，不能混板、混层次；④检查铆钉开花状态，需保证铆钉钉帽平整无凸起，开花成均匀花瓣状，无一边大一边小的状况；⑤保证各层对位环（3mil宽度、3mil间距圆环）不相切/相交。铆合注意事项思考：为什么上下模针必须对准以及有调钉高度要求？铆合前需做开工检查（气压压力、吸尘效果等），铆合时还需注意戴手套、指套并用干净腊布清洁台面、清洁铆钉碎、小心操作不能擦花板面等等注意事项在此不做一一赘述，后续可根据工作中遇到的情况做相应监控。当前第38页\共有74页\编于星期二\20点预排板和排板熔合是通过热熔头产生的高温（200-500度，PCB熔合用250-300度））将P片熔融并结合一定的压力将芯板和P片粘结固定在一起。芯板板边制作热熔PAD。熔合熔合设备有PIN对位热熔机和CCD对位热熔机，PIN对位热熔机是利用芯板和P片上预冲出的Slot孔或圆形孔，人工将各层芯板和P片按叠合顺序放入热熔机的PIN钉上预叠合定位；CCD对位热熔机是采用CCD镜头自动抓取芯板板边对位标靶对位，芯板和半固化片上不需冲制Slot槽孔和圆形孔。我司采用的是PIN对位热熔机，该设备由排板区和熔合区两部分组成，通过台面移动实现叠合在一起的芯板和P片在排板区和熔合区间转移。排板区用以将芯板和P片按要求顺序叠放在一起，熔合区将叠合好的芯板和P片热熔固定在一起。当前第39页\共有74页\编于星期二\20点预排板和排板熔合启动热熔机使热熔头升温，热熔头升到需要温度时，按一定顺序将芯板和P片套放在热熔机熔合台面的定位PIN上，然后启动熔合按钮，台面承载叠合好的芯板和P片移动至热熔区，高温热熔头下压接触板面热熔PAD加热P片（热熔PAD区），P片熔融固化将芯板和P片粘结固定在一起。当前第40页\共有74页\编于星期二\20点预排板和排板铆合与熔合优缺点对比设备铆合设备熔合设备PIN对位热熔合机CCD对位热熔合机优点可加工高多层板①不需铆钉，节省铆钉成本；②消除铆钉铆合冲击造成的层间偏移；③消除铆钉凸出板面对钢板表面的损坏；④消除铆钉金属碎导致的内层短路等缺陷。①不需对内层芯板和半固化片制作定位孔，直接采用内层标靶对位，消除钻孔精度对层间对位精度的影响；②不需铆钉，节省铆钉成本；③消除铆钉铆合冲击造成的层间偏移；④消除铆钉凸出板面对钢板表面的损坏；⑤消除铆钉金属碎导致的内层短路等缺陷；⑥不需冲孔作业，且熔合精度高，适合生产超薄板（最薄0.06mm含铜）和超高对位精度要求的产品。当前第41页\共有74页\编于星期二\20点预排板和排板铆合与熔合优缺点对比设备铆合设备熔合设备PIN对位热熔合机CCD对位热熔合机缺点①芯板需预先制作铆钉孔，芯板压合后对准度受铆钉孔精度影响；②采用铆钉铆合，需消耗金属材料，并易产生金属碎；③铆合时上下模冲击易导致铆钉变形，进而引起板层间偏位。①芯板需预先制作PIN定位孔，熔合精度受PIN定位孔精度影响；②完成板厚受限制，电加热熔合一般在3.0mm以下；③对工具边宽度要求高，影响板料利用率；④热熔PAD位置P片熔融固化形成的树脂颗粒带入板内造成板内压伤。①成本较高，是普通铆钉机成本的10倍，是PIN对位熔合机的4-6倍；②完成板厚受限制，电加热熔合一般在3.0mm以下；③对工具边宽度要求高，影响板料利用率；④热熔PAD位置P片熔融固化形成的树脂颗粒带入板内造成板内压伤当前第42页\共有74页\编于星期二\20点预排板和排板排板排板是将底板、牛皮纸、分离钢板、铜箔、P片、预排完成的板和盖板按顺序和布局放置，叠合成待压合的形式。panel几个关键概念③叠板层数：1个BOOK中的Sheet数量；①Sheet：由分离钢板-铜箔-P片-预排板-P片-铜箔-分离钢板组合而成的整体，仅含有一层PCB板；④排板数量：1个Sheet中可放置的PCB板数量，它由PCB拼板尺寸、分离钢板尺寸、排板间距和PCB板到钢板边距离而定。②BOOK：由底板-牛皮纸-分离钢板-铜箔-P片-预排板-P片-铜箔-分离钢板-铜箔-P片……-铜箔-分离钢板-牛皮纸-盖板组合而成的整体，该组合体会整体放入压机开口（上下热盘间）中压合；当前第43页\共有74页\编于星期二\20点预排板和排板排板流程-“覆铜板（Core）+P片+铜箔”叠层结构①将带有防滑夹的底板置于排板台面上；②将缓冲材料（一般为牛皮纸）放在底板上；③将分离钢板放在牛皮纸上；④将铜箔放在分离钢板上，铜箔光面贴紧分离钢板；⑤将P片放在铜箔上，P片贴紧铜箔毛面；⑥将预排板放在P片上；⑦将P片放在预排板上；⑧将铜箔放在P片上，铜箔毛面贴紧P片；⑨将分离钢板放在铜箔上，分离钢板贴紧铜箔光面；sheet⑩重复④―⑨，直至规定的叠板层数；BOOK⒒将缓冲材料（一般为牛皮纸）放在分离钢板上；⒓将盖板置于缓冲材料上；叠板层数：4层；排板数量：1层排4块当前第44页\共有74页\编于星期二\20点预排板和排板排板流程-“覆铜板（Core）+P片+覆铜板（Core）”叠层结构①将带有防滑夹的底板置于排板台面上；②将缓冲材料（一般为牛皮纸）放在底板上；③将分离钢板放在牛皮纸上；④将离型纸（离型膜）放在分离钢板上；⑤将预排板放在离型纸（离型膜）上；⑥将离型纸（离型膜）放在预排板上；⑦将分离钢板放在离型纸（离型膜）上；⑧重复④―⑦，直至规定的叠板层数；；⑨将缓冲材料（一般为牛皮纸）放在分离钢板上；sheet⑩将盖板置于缓冲材料上；BOOK思考：为什么在分离钢板和预排板之间放置离型纸？当前第45页\共有74页\编于星期二\20点预排板和排板各构件作用①底板：用于承载牛皮纸-分离钢板-铜箔-P片-预排板组合体，底板厚度一般为10mm；排板操作用到的构件（部件或物料）有：排板台、底板、防滑夹、分离钢板、缓冲材料（牛皮纸）、离型纸（离型膜）、盖板以及激光头。②防滑夹：固定上述组合体的位置，防止压合P片熔融流动后滑板；底板防滑夹当前第46页\共有74页\编于星期二\20点预排板和排板各构件作用③缓冲材料：缓冲材料类型有很多，一般业内常用的是牛皮纸，其主要作用是降低传热速率，缩小多层板内层与外层和BOOK内层与外层板的温差；保障热量在整面PCB板上的均匀传递，缩小板面不同位置、BOOK同一层不同位置板的温差；均匀压力传递；④激光头：激光头发射红外线用于标定预排板排放的位置，

保证各层预排板对准；当前第47页\共有74页\编于星期二\20点预排板和排板各构件作用⑤离型纸(离型膜）：防止棕化后的芯板铜面直接接触污染分离钢板，防止P片树脂粉掉落污染分离钢板，防止板内树脂流到钢板上导致钢板难以清洁；⑦盖板：提供PCB板压合刚性，保证压板平整性；⑥分离钢板：用于分隔PCB板，提供PCB压合刚性，保证压板平整性；当前第48页\共有74页\编于星期二\20点预排板和排板①按规定数量取放牛皮纸；②分离钢板需进行清洁，去除钢板表面杂物和树脂点；③排板前需采用腊布清洁分离钢板表面，去除分离钢板表面杂物、灰尘等；④排板数量≥2块板时，需注意按排板间距（板与板之间的距离）要求排板；⑤PCB板不可与分离钢板板边对齐，需预留一定空间流胶；⑥采用激光头红外线标定排板位置，保证上下层PCB板对准。排板注意事项思考：排板时板与板之间为什么需拉开一定间距？上下层PCB板为什么要对准？当前第49页\共有74页\编于星期二\20点预排板和排板有一些板无需预排直接排板一般情况下，有以下两种状况无需预排（铆合和熔合）：1）4层板，采用“铜箔+P片+core”叠层结构压合，只有一张芯板，无需铆合和熔合；2）采用PIN定位压合的板。PIN定位压合无需对芯板和P片进行铆合或熔合的预固定，它是在底板（Slot）槽孔上植入PIN钉，然后将牛皮纸、分离钢板、铜箔、芯板、P片和盖板套入PIN钉内，实现芯板和P片的对准定位。当前第50页\共有74页\编于星期二\20点预排板和排板为什么采用PIN定位排板？

我司的PIN定位采用的是4槽孔定位，它是在芯板工具边的中心处冲制出4个Slot槽孔，并利用槽型销钉（PIN钉）来做排板定位和对位。4槽孔定位是以槽孔的中心线为定位基准，X向的两个槽孔套入槽型销钉时，Y向紧配合、X向留有空间；Y向的两个槽孔套入槽型销钉时，X向紧配合、Y向留有空间。即，以X向中心线分半，在Y向自由涨缩；以Y向中心线分半，在X向自由涨缩。这样，压合时，芯板以图形中心为基准，向四面自由均匀的涨缩，即“中心置零”。

因此，PIN定位相较铆合、熔合定位优势和劣势如下：

优势：定位精度高，层间对准度高。

劣势：拼板尺寸固定，不能自由拼板；排板效率低。当前第51页\共有74页\编于星期二\20点预排板和排板MASSLAMINATEPINLAMINATE当前第52页\共有74页\编于星期二\20点本课程讲了些什么

压合主要参数有哪些？如何制定压合程序？

层压主要设备有哪些？当前第53页\共有74页\编于星期二\20点层压层压是利用半固化片（P片）从半固化（B阶）向固化（C阶）状态转变的过程，通过树脂的熔融流动固化并辅助一定压力将铜箔、半固化片和已制作图形的芯板粘结为一体。FlowBeginResinMeltResincuresFlowend层压的主要参数是温度、压力、时间和真空度。树脂粘度变化曲线（粘度与温度或时间的关系）当前第54页\共有74页\编于星期二\20点层压

提供树脂熔融固化所需的热量。温度

压合温度分为三个阶段：升温段（升温速率）、恒温段（固化温度）、降温段（逐步冷却降低板内应力，减少板翘）。升温速率慢升温快升温时间粘度升温速率过快，树脂凝胶时间变短，树脂流动填充效果较差:①树脂来不及填充芯板板面导体线路之间的间隙,板内易产生空洞；②树脂内挥发物不能及时排出，板内易产生空洞，可靠性测试易分层；③板厚均匀性较差；

④加压时机不容易掌握，压板程序较难设定。升温速率是指温度由某一指定温度升至另一指定温度所需的时间。当前第55页\共有74页\编于星期二\20点层压升温速率慢升温快升温时间粘度升温速率过慢，树脂熔融固化时间较长，但树脂粘度变化较小:①树脂粘度高，树脂流动填充效果较差,板内易产生空洞；②加压时间拖后，压合Cycletime时间较长，生产效率较低。升温速率该如何设定？升温速率根据树脂的熔融流动曲线（粘度变化曲线或流变曲线）而定，依据树脂在不同升温速率下的粘度变化状况选择合适的升温速率，保证充裕的树脂流动时间和挥发物排出时间。

升温速率不是一个单点值，它是一个范围，比如升温速率设定2.5℃-4.0℃.固化温度固化温度是指树脂固化（C阶）所需要的最低温度，一般情况下固化温度需大于树脂玻璃化转变温度（Tg）10-20℃。时间粘度当前第56页\共有74页\编于星期二\20点层压固化时间固化时间是指树脂充分固化（C阶）所需要的最短时间，它是压板程序中在固化温度以上的最短时间。真空度真空度是压合时压机内舱的真空程度，压机内舱抽真空有利于多层板层间空气和树脂中挥发物的排出。压力芯板和P片压合形成多层板除需要一定的温度保证树脂熔融外，还需配合一定的压力：①提供外力，增强多层板间芯板和P片的粘结强度，提高多层板耐热可靠性；②用于挤压多层板层间空气和树脂中的挥发物，促进其排出，防止多层板内气泡空洞的产生；③促进熔融的树脂流动填充，填满导线图形间的空隙；④保证多层板固化后板面平整、厚度均匀一致。当前第57页\共有74页\编于星期二\20点层压压力压合程序中压力设定一般分为四个阶段：①预压（吻压）：接触多层板板面，去除多层板层间的空气；②中压：树脂熔融、粘度变小起始阶段施加的压力，促进树脂流动润湿粘结面并填充间隙，驱赶P片熔融时产生的挥发物，防止起始阶段压力过大导致的芯板皱折；③全压：树脂熔融、粘度较低时施加的压力，保证树脂完全流动填充、P片挥发物完全排出，直至树脂固化进入C阶完成芯板和P片的粘结为一体；④降压：树脂完全固化后，在降温阶段施加一定的压力，防止多层板冷却过程中内应力急剧释放产生的板弯板翘缺陷。TP（PSI）PressureTemperatureTP（PSI）PressureTemperatureKisspressure当前第58页\共有74页\编于星期二\20点层压压力如果上全压时间过早：什么时候上全压？粘性体易流体凝胶体如果上全压时间过晚：

P片中的树脂还未开始熔融或刚刚开始熔融，这时P片还处于刚性状态，施加过大的力，容易造成芯板和铜箔皱折；P片中的树脂熔融流动后，树脂会流失过多，导致PCB板板内缺胶/分层，PCB板板厚偏薄，甚至表观导体线路图形凸起。

P片中的树脂粘性已变大，流动性降低，P片树脂中的挥发物排出不彻底，导体线路间隙未被树脂填满，PCB板内容易产生气泡空洞缺陷，PCB板板厚偏厚。什么时候下全压？当前第59页\共有74页\编于星期二\20点层压压合程序当前第60页\共有74页\编于星期二\20点层压层压主要设备芯板铜面棕化芯板和P片预排棕化线（水平线）铆钉机或熔合机排板手动排板台或自动排板台将板输送至压机内叠合回流线压合压机当前第61页\共有74页\编于星期二\20点层压层压主要设备-压机舱压式压机根据工作原理分为舱压式压机、液压式压机和Cedal压机三类。

压机构造为密闭舱体，外舱加压、内袋抽真空受热压合成型，PCB板压合所需的热量和压力来自四面八方的经过加热加压的惰性气体。

该压机优点是压力和热量均匀，压合后的PCB板板厚均匀；缺点是设备构造复杂，成本高，产量小。增压热气入口抽气出口当前第62页\共有74页\编于星期二\20点层压层压主要设备-压机我司采用的是Burkle和Lauffer的液压式压机。

压机构造有真空式和常压式，PCB板压合所需的热量由热盘（HeatingPlaten）盘管内的热媒油提供，PCB板压合所需的压力由液压系统提供，液压柱塞施压于热盘上，热盘闭合加压于PCB板上。

该压机优点是产量大，附带真空设备，有利于排气和流胶；缺点是设备构造复杂，需要热媒油系统加热。液压式压机当前第63页\共有74页\编于星期二\20点层压层压主要设备-压机我司采用的是Burkle和Lauffer的液压式压机。Cedal压机为电加热式密闭真空压机，利用连续卷状铜箔包覆PCB板叠板，在两端热盘通电流使铜箔产生高温加热熔融P片粘结各层芯板。

该压机优点是受热受压均匀，内外层温差小，节省能源，占地面积小；缺点是产量小，叠板操作效率低。Cedal压机热盘热盘

根据压机热源方式分为电热式、水热式和油热式压机，根据真空状态分为非真空式、真空式和非真空-真空结合式，在此不做一一赘述。当前第64页\共有74页\编于星期二\