PCB層設備壓盤平行度檢測技術(shù)的研究與應用

趙振朋

【摘要】PCB多層板是由若干組芯板通過專用的壓合設備來完成的。目前PCB行業(yè)常用的壓機有二種，一種是常規(guī)層壓機，另一種是真空層壓機。在實際作業(yè)時，不管哪種層壓機，其基本構(gòu)造、功能、原理是一樣的，就是通過時間、溫度、壓力之間的有效配合，使半固化片、樹脂由B階狀態(tài)過度到C階狀態(tài)，即由半固態(tài)至液態(tài)再到固態(tài)的物理變化過程。這個過程要求樹脂流動均勻，能填滿所有線條、銅箔間的空區(qū)，并要求填充牢固、完整、全面，層壓后板邊要干凈、整潔，無明顯樹脂溢出現(xiàn)象，但是由于壓盤自身不平及壓盤間的平行度較差，產(chǎn)生的不均衡外力作用使樹脂流動均勻性變差，從而導到一系列樹脂空洞、分層、樹脂填充不足、板邊樹脂溢出過多等缺陷頻頻發(fā)生。由于壓盤在機器內(nèi)部，具有一定的隱蔽性，存在的問題不容易暴露出來，往往造成嚴重廢品了，才引起工程技術(shù)及管理人員的注意，這時已經(jīng)給公司造成損失。本文針對這一現(xiàn)象，進行深入研究與完善，比較有效的解決了這一問題。

【關(guān)鍵詞】層壓；層間對位；拉伸量；開路；短路

1、前言

PCB作為電子信息產(chǎn)業(yè)鏈中的基礎組件，被譽為“電子產(chǎn)品之母”。跟隨著中國大陸開發(fā)腳步與政策推動，PCB產(chǎn)業(yè)依循同樣腳步進行布局，包括1994年的珠三角開發(fā)區(qū)、2000年長三角開發(fā)區(qū)、2005年環(huán)渤海開發(fā)區(qū)以及2010年中央開始推動大西部開發(fā)的西三角開發(fā)區(qū)；而臺從1994年華通于惠州設立PCB廠開始，臺灣PCB廠商于中國大陸也跟循大開發(fā)政策進行布局，目前主要集中在華南、華東，而從2010年開始也有臺商開始進駐重慶、成都等西部城市。然而從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度，目前中國大陸西部地區(qū)由于電子制造群聚以筆記型計算機為主，PCB板供應鏈已陸續(xù)布局完成，但從成本與人力角度為要適度紓解沿海地區(qū)的經(jīng)營壓力，并考慮到設備與材料之支持，華中地區(qū)已經(jīng)成為沿海廠商的重要備援基地，例如：湖北、湖南、江西等。這充分說明PCB對現(xiàn)在科技文明的重要性，2025智能制造更說明了政府對PCB電子行業(yè)的政策支持為PCB的發(fā)展提供了千載難逢的發(fā)展契機，廣大工程技術(shù)人員要利用好這個機會，加大技術(shù)研發(fā)與投入，為企業(yè)發(fā)展與行業(yè)進步提供有力的技術(shù)支持與保障。

2、壓機平面度及平行度的影響

PCB層壓機的壓盤是由金屬制成的一種密封腔體，內(nèi)部的油為熱傳導介質(zhì)，會在熱源的作用下，將熱量通過外部的金屬罩均勻的傳遞出去，金屬罩不僅起到密閉油的作用，還要承較受較大的機械外力作用，壓盤能將機械泵產(chǎn)生的機械力均勻的傳遞給工件，屬于壓合的執(zhí)行機構(gòu)/部件。作用力的大小、方向、均勻性受到壓盤平行度、平整度的嚴重影響與制約。當壓盤不平時，將直接對加工的產(chǎn)品造成影響，嚴重的可導致產(chǎn)品直接廢棄。壓機的壓板狀態(tài)對層間對位精度的影響不可忽視，由于壓板長期在大載荷作用力下工作，使用壓板的形位精度都發(fā)生了變化，如圖15、16所示，這種狀態(tài)導致層壓時板材受力不均而發(fā)生錯位銅，特別對于高多層生產(chǎn)板來說，影響是很大的，越是層數(shù)高、層間半固化片多的生產(chǎn)板，就容易對層間對位精度造成影響。

3、采取相應措施改善

層壓機是對多層PCB進行壓合的一種機械設備，該設備主要由若干組壓盤組成，每個壓盤內(nèi)部有供油系統(tǒng)管路，能通過熱傳導方式使壓盤產(chǎn)生一定熱量。壓合作業(yè)時，生產(chǎn)板就是在這種高溫高壓作用下，通過一定的時間轉(zhuǎn)化完成壓合任務的。層壓機的每個壓盤表面要求具有較高的平面度，相鄰壓盤之間要具有較高的平行度，這2種行位狀態(tài)對產(chǎn)品質(zhì)量會造成直接影響。但是，由于實際生產(chǎn)過程中，受設備結(jié)構(gòu)狀態(tài)的限制，一直沒有較好的技術(shù)手段能進行有效檢測，雖然隨著科學技術(shù)的高速發(fā)展，對于壓盤平速度、平行度等這種機械部件行位公差的檢測已不是什么難題，特別是各種先進儀器的出現(xiàn)，能達到很高的檢測標準，但是這種儀器一般均較貴，少則幾萬，多則幾十萬，對于實力不是很強的中小型企業(yè)而言，壓力是很大的。

第1步，將“3”、“4”裝配在一起，裝配后的效果如圖5所示；然后將“3”與“2”裝配在一起，裝配之前用游標卡尺或千分尺記錄高度規(guī)的高度，每一個高度規(guī)在記錄具體編號與位置；第2步，將裝配了高度規(guī)的卡盤平放大壓盤上，然后將上壓盤緩慢下降，使上壓盤與高度規(guī)剛后接觸后再下降2-3mm即可；第3步，抬起上壓盤，將卡盤取出，再用卡就或千分尺檢測每下個高度規(guī)的高度，然后與之前的數(shù)據(jù)進行對比；第4步，每一個高度規(guī)對應的位置都是不同的，將所有高度規(guī)的前后高度差狀態(tài)連在一起，就是兩個面之間的狀態(tài)，理想狀態(tài)下，這個數(shù)值應為0，在實際生產(chǎn)過程中，可根據(jù)企業(yè)的產(chǎn)品精度自行管控。這個數(shù)值能直接影響高多層板的層間對位效果。

壓盤平面度及平行度狀態(tài)直接影響層壓板厚均勻性及層間對位精度狀態(tài)。我們通過上圖所示的方法，定期（1次/3月）對壓盤的平面度、平行度進行檢測，方法是首先在下壓盤上安放若干個鉛條，長度50mm，間距50mm，按陣列方式均勻排布，然后將上壓盤加壓，使上下壓盤與所有鉛條緊密接觸，并最終使鉛條達到上右圖所示效果，然后將壓盤分開取出鉛條（記錄鉛條位置），然后使用游標卡尺或千分尺對所有鉛條的厚度進行檢測記錄、整理、分析，如果鉛條厚度極差超過50um，就應采取相應措施進行處理（可對壓盤表面進行打磨或更換），直到滿足要求止，以免對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。

4、結(jié)論下一步計劃或方向

通過上面的這種專用檢測工具，能夠客觀、真實、準確的檢測出壓盤的狀態(tài)，能夠及時的發(fā)現(xiàn)問題，能為后序的維修維護以及對設備的合理使用提供有效支持與保障。該方法同時具有操作簡單、成本低、使用維修維護方便靈活的特點，是廣大工程技術(shù)人員努力鉆頭的成果，很好的解決了長期以來一直困繞著生產(chǎn)及廣大工程技術(shù)人員的難題。作為工程技術(shù)人員，將在以后的工作中繼續(xù)發(fā)揚這種精神，以生產(chǎn)為中心，以市場為導向，以理論基礎為平臺，將更多的理論技術(shù)應用到實際生產(chǎn)當中。

參考文獻

[1]林金堵，龔永林.『現(xiàn)代印制電路信息』中國印制電路年協(xié)會出版社