壓合緩沖墊在PCB層壓制程中的應(yīng)用研究

管術(shù)春 朱貽軍 王正坤

（江西景旺精密電路有限公司，江西 吉安 343000）

（江西省高端印制電路板工程技術(shù)研究中心，江西 吉安 343000）

0 前言

印制電路板（PCB）的層壓工藝通常采用傳統(tǒng)的熱壓成型方式，制程中將銅箔、半固化片、內(nèi)層基板按設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)疊合成一張板，每張板之間用鏡面不銹鋼板隔離，每十幾張到二十幾張板和間隔的鏡面鋼板組合成一個(gè)開口（open），一個(gè)openN上下的最外鋼板用牛皮紙等緩沖材料加以緩沖，整個(gè)open放置在一張承托板上，推入熱壓機(jī)中進(jìn)行加熱加壓，最終將板固化成型。這其中緩沖材料是必不可少的，而且至關(guān)重要，緩沖材料不僅要有適宜的導(dǎo)熱性，而且要有良好的壓力緩沖性。目前PCB層壓用緩沖材料通常采用牛皮紙，它起的作用一是緩沖層壓壓力，二是緩沖溫度，使溫度和壓力更均勻地傳遞到預(yù)壓板的表面，保證板整個(gè)幅面受熱受壓均勻。

隨著PCB朝高可靠性、高精密化方向發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的要求也越來越高，牛皮紙等傳統(tǒng)緩沖材料已經(jīng)無法完全滿足其層壓制程中對(duì)溫度和壓力緩沖性的要求。同時(shí)出于材料成本考慮，壓合墊憑其優(yōu)異的耐熱性和其它物理及化學(xué)方面的性能，賦予此種材料優(yōu)異的耐久性和可重復(fù)使用特性，可以取代牛皮紙作為層壓時(shí)的緩沖材料。本文基于上述原理，研究壓合墊替代牛皮紙?jiān)趯?shí)際應(yīng)用過程中的產(chǎn)品品質(zhì)狀況，并做相應(yīng)的分析和總結(jié)。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備

材料：PCB、壓合墊、牛皮紙，材料規(guī)格如表1所列。

設(shè)備：活全壓機(jī)、陽程回流線、料溫線、激光測厚儀。（見表1、圖1、圖2）。

表1 緩沖材料規(guī)格

圖1 壓合墊

圖2 牛皮紙

1.2 試驗(yàn)原理及方法

1.2.1 試驗(yàn)原理

壓合是在高溫高壓下作業(yè)，緩沖材料可以將壓力分布均勻并做適當(dāng)?shù)臒峋彌_以致于能均勻?qū)醾髦敛牧希ㄈ鐖D3）。

圖3 壓合原理示意圖

1.2.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)方法見表2所示。

2 結(jié)果與討論

試驗(yàn)分別對(duì)兩種緩沖材料（牛皮紙和壓合墊）在壓合工藝中的升溫速率、固化時(shí)間以及板厚均勻性三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析對(duì)比，最后總結(jié)討論壓合墊替代牛皮紙的可行性。

2.1 升溫速率對(duì)比

根據(jù)壓合過程中數(shù)據(jù)顯示，升溫速率的對(duì)比狀況（見表3、圖4）。

2.2 固化時(shí)間對(duì)比

根據(jù)壓合過程中數(shù)據(jù)顯示，固化時(shí)間保持越長壓合效果越好，固化時(shí)間的對(duì)比狀況（見表4、圖5）。

2.3 板厚均勻性對(duì)比

壓合后，用激光測厚儀對(duì)每塊板按九點(diǎn)法進(jìn)行板厚測量，并收集數(shù)據(jù)分析（如圖6）。

表2 試驗(yàn)方法

表3 升溫速率對(duì)比數(shù)據(jù)

圖4 升溫速率對(duì)比圖

表4 固化時(shí)間對(duì)比數(shù)據(jù)

圖5 固化時(shí)間對(duì)比圖

圖6 板厚均勻性對(duì)比圖

表5 試驗(yàn)結(jié)果匯總

圖7 兩種緩沖材料試用結(jié)果

2.4 結(jié)果討論

通過對(duì)比兩種緩沖材料在試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析（見表5），壓合墊完全可以替代牛皮紙，且壓合工藝的制作性能更優(yōu)，但具體批量效果，需要做進(jìn)一步的小批量驗(yàn)證。

3 批量試用驗(yàn)證

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，綜合所有對(duì)比參數(shù)進(jìn)行批量生產(chǎn)驗(yàn)證，共生產(chǎn)3種類型工作板，達(dá)到200 panel，總體兩種緩沖材料基材白點(diǎn)不良率無差異。具體情況（見圖7）。

4 結(jié)語

綜上所述，經(jīng)試用的特殊緩沖材料，可以滿足PCB壓合工藝對(duì)溫度和壓力緩沖性的要求，完全可以替代傳統(tǒng)牛皮紙，從而降低或消除PCB因壓力引起基材白點(diǎn)等品質(zhì)缺陷，同時(shí)這種特殊緩沖材料還可以解決單純通過增加牛皮紙搭配，難于兼顧滿足壓力和溫度緩沖的問題。