層壓板厚控制分析報告

劉云潔 張文晗

（西安微電子技術研究所，西安 臨潼 710600）

謝偉力

（伊達斯電子科技有限公司，湖北 武漢 430073）

目前，多層板在層壓前給出層壓模式圖，雖然有效的避免了操作者依靠經(jīng)驗判定使用哪種類型的半固化片、使用幾張等，但由于給定層壓模式圖時考慮不全、方法不科學等問題，在多層板層壓后有時會出現(xiàn)板厚超標現(xiàn)象，導致產(chǎn)品報廢，造成成本浪費、進度拖延等。

為了有效控制層壓板厚，本文從原材料的厚度、半固化片厚度、各層殘銅率、銅箔厚度等各方面經(jīng)過大量實驗準確得出板厚的控制方法。

1 理論研究

一般壓合后多層板理論厚度計算方法如圖1（以四層板為例）。

總板厚H=h-T(1-L2)+ h-T(1-L3)+內(nèi)外層基材厚度+內(nèi)外層銅箔厚度

同理可推出n層板的計算公式：

H=h-T[1-L(n-1)]-hT[1-L(n-2)]+h-T[1-L(n-3)]-hT[1-L(n-4)]+……+內(nèi)外層基材厚度+內(nèi)外層銅箔厚度

h——PP100%殘銅壓合后厚度（mm）；T——內(nèi)層銅厚（mm）；L2——2層殘銅率；L3——3層殘銅率；Ln——n層殘銅率；

從上述理論分析可知：要準確控制多層板厚度，必須知道PP100%殘銅時壓合厚度、基材厚度、各內(nèi)層殘銅率、內(nèi)外層銅箔厚度。

2 實驗內(nèi)容及結(jié)果

2.1 S1141 PP100%殘銅時壓合厚度

2.1.1 實驗方案

將S11411080、2116分別疊1張、2張、3張、4張進行壓合。

2.1.2 實驗測試數(shù)據(jù)及結(jié)果（表1、表2）

表1 S11411080壓合后半固化片的厚度（100%殘銅） 單位：mm

表2 S11412116壓合后半固化片的厚度（100%殘銅） 單位：mm

2.1.3 驗證

為了驗證S11411080、2116100%殘銅時單張薄片壓合厚度，設計將1080與2116進行混壓，結(jié)果見表3。

表3

2.1.4 實驗結(jié)論

100%殘銅時S11411080壓合后單張半固化片的厚度：72 mm；

100%殘銅時S11411080邊緣與中間厚度差值：3 mm。

100%殘銅時S11412116壓合后單張半固化片的厚度：116 mm；

100%殘銅時S11412116邊緣與中間厚度差值：7 mm。

2.2 S1000-2 PP100%殘銅時壓合厚度

2.2.1 實驗方案

將S1000-21141、2116分別疊1張、2張、3張、4張進行壓合。

2.2.2 實驗測試數(shù)據(jù)及結(jié)果（表4、表5）

表4 S1000-21080壓合后半固化片的厚度（100%殘銅） 單位：mm

表5 S1000-22116壓合后半固化片的厚度（100%殘銅）單位：mm

2.2.3 驗證

為了驗證S1000-2 1080、2116100%殘銅時單張薄片壓合厚度，設計將1080與2116進行混壓，結(jié)果見6。

表6

2.2.4 實驗結(jié)論

100%殘銅時S1000-21080壓合后單張半固化片的厚度：73 mm；

100%殘銅時S1000-21080邊緣與中間厚度差值：6 mm。

100%殘銅時S1000-22116壓合后單張半固化片的厚度：123 mm；

100%殘銅時S1000-22116邊緣與中間厚度差值：5 mm。

2.3 基材厚度

表7

對目前使用的各種薄片蝕刻成光板后測量厚度，以統(tǒng)計每種薄片的厚度（表7）。

結(jié)論：（1）使用的薄片厚度，如：0.201/1其厚度0.20 mm指的是基材的厚度，不包括表面銅厚。（2）從上表數(shù)據(jù)平均值可得出，實際測量數(shù)據(jù)與標識數(shù)據(jù)僅相差10微米，在計算板厚時可忽略不計，直接使用標識數(shù)據(jù)即可。

2.4 內(nèi)外層銅箔厚度

內(nèi)層薄片在層壓之前進行了圖形轉(zhuǎn)移和蝕刻，對于銅厚的損失僅有圖形轉(zhuǎn)移噴砂處理，為了得到準確的銅箔厚度數(shù)據(jù)，測量金相圖片，對于生產(chǎn)線常用的幾種銅厚統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表8。

表8

結(jié)論：（1）經(jīng)過噴砂處理后表面銅厚的損失很小。（2）在利用公式計算層壓板厚時，內(nèi)外層銅箔厚度可直接按照下料銅厚進行計算。

2.5 殘銅率

內(nèi)層線路圖形面積使用目前的工程準備多款軟件均可計算；

內(nèi)層薄片完全覆銅面積，目前事業(yè)部內(nèi)層薄片均使用400 mm×500 mm，其面積為20 dm2。

3 總結(jié)

為了使計算方便，設計如下表格。在有顏色的部分輸入相應的數(shù)據(jù)（面積、各層底銅厚度、各層基材厚度、半固化片理論厚度），在最后一欄即顯示最終壓合后的板厚（表9）。

表9 多層板壓合后板厚計算表

結(jié)論：（1）利用此表可計算出層間半固化片壓合后的厚度及總的壓合板厚；（2）標準規(guī)定“多層板成品固化后，相鄰導線層間至少有90 mm的介質(zhì)材料”結(jié)合半固化片邊緣厚度與中間厚度有一定差值。在利用上表計算時，壓合后半固化片實際厚度結(jié)果不得小于97 mm。

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