1017超薄半固化片填膠能力的研究

黃得俊 李應輝 金立奎

（珠海方正科技高密電子有限公司，廣東 珠海 519179）

0 前言

隨著手機終端產(chǎn)品越來越高，對于印制電路板（PCB）的厚度要求也越來越薄，決定PCB厚度的因素主要有基板厚度、半固化片（PP）厚度、各層銅厚度、油墨厚度、以及表面處理鍍層厚度等，其中以半固化片厚度因子影響最為嚴重，其次為基板厚度，各銅層厚度因受產(chǎn)品功能型限制，調(diào)整空間不大，本文主要針對PP厚度影響進行研究。

HDI產(chǎn)品階數(shù)越來越高，厚度卻越來越薄，目前量產(chǎn)應用的Pp主要為1027 PP，1027 PP厚度設計在40 μm左右，12層Anylayer（任意層互連）厚度已經(jīng)達到0.65～0.7 5mm，10層Anylayer厚度已經(jīng)達到0.55～0.65 mm。為了降低整體厚度，采用1017 PP疊構(gòu)設計，1017 PP厚度在30 μm左右，10層Anylayer整體設計厚度在0.45～0.55 mm之間，為終端產(chǎn)品厚度降低起到較大的貢獻。

但是對于1017 PP耐壓狀況、填銅厚度能力、空曠區(qū)域的填膠能力等，目前經(jīng)驗還比較欠缺，本文主要針對1017 PP在設計、加工方面的特殊性進行測試研究，總結(jié)出1017 PP設計規(guī)則，加工方面主要包括填銅厚度能力、填膠空曠區(qū)大小等規(guī)則，以供同行業(yè)內(nèi)參考。

1 1017超薄PP技術(shù)介紹

1.1 PP厚度規(guī)格

1017 PP使用的玻布厚度為14 μm，不同樹脂含量（RC）的厚度在24～40 μm不等，如下列舉了兩款材料的不同規(guī)格厚度狀況（見表1）。

表1 1017 PP不同規(guī)格厚度

1.2 PP樹脂層厚度確認

（1）PP實際厚度初步計算方式如圖1。

圖1 PP厚度計算公式

說明：T為銅厚，H0為PP在100%殘銅時的理論厚度，R為殘銅率。

（2）1027 PP樹脂層（奶油層）厚度要求7 μm以上，以1017厚度35 μm為例，常規(guī)HDI設計殘銅率在70%左右，1017 PP玻璃布厚度為14 μm，則可反推奶油層PP實際厚度需要在28 μm以上（14+7×2），則填銅厚度在23 μm以內(nèi)[（35-28）/（1-0.7）]。因此，測試方案銅厚設計以23 μm為界限，分別上下偏差5 μm，測試驗證1017 PP的填膠能力。

2 測試方案

2.1 測試流程

針對PP填膠能力測試，其反饋最直接的結(jié)果就是壓合后將板子蝕刻掉，觀察外觀是否有缺膠等異常，結(jié)合目前設計狀況，流程設計為三次壓合，圖形制作后檢測外觀缺膠狀況，每次壓合后外觀檢驗發(fā)現(xiàn)有缺膠立即停止該方案測試。實驗板板疊構(gòu)及流程設計（見圖2、圖3）。

圖2 實驗板疊構(gòu)

圖3 實驗板流程

2.2 實驗板資料設計

實驗目的主要為驗證1017 PP填膠能力，圖形分別設計面積大小不同的空曠區(qū)域，如圖4包括900（30 mm×30 mm）、400（2 0mm×20 mm）、100（10 mm×10 mm），且均為通層空曠區(qū)，以匹配產(chǎn)品設計。

圖4 實驗板空曠區(qū)設計

2.3 實驗板方案設計

由于PP的填膠能力處理和PP本身的特性有關(guān)，還與填銅的厚度有關(guān)系，故方案設計中加入PP規(guī)格、銅厚規(guī)格狀況，方案設計（見圖5）。

圖5 填膠銅厚及PP規(guī)格搭配方案設計

2.4 壓合參數(shù)

采用博克壓機，壓合程式（見圖6）。

3 實驗結(jié)果

3.1 銅厚中值18 μm測試結(jié)果

RC73%：一壓無缺膠異常；二壓900 mm2大空曠區(qū)域有2 pcs缺膠；三壓900 mm2空曠區(qū)域缺膠現(xiàn)象較多，對應大板區(qū)域位置如圖7。RC 75%、77%、79%膠系搭配18 μm銅厚測試，不同空曠區(qū)大小均未發(fā)現(xiàn)缺膠異常（見圖7）。

3.2 銅厚中值23 μm測試結(jié)果

（1）RC73%：一壓900 mm2空曠區(qū)靠近板邊有4 pcs缺膠；二壓900 mm2空曠區(qū)大部分缺膠；三壓900 mm2空曠區(qū)大部分缺膠，400 mm2空曠區(qū)域有部分缺膠（見圖8）。

（2）RC75%：一壓無缺膠現(xiàn)象；二壓900 mm2空曠區(qū)靠近板邊均有缺膠現(xiàn)象；三壓900 mm2空曠區(qū)、400 mm2空曠區(qū)均有不同程度缺膠現(xiàn)象（見圖9）。

圖6 壓合參數(shù)

圖7 18 μm銅厚&RC73%Pp的二壓、三壓缺膠（黑色）

圖8 23 μm銅厚&RC73%Pp一二二壓缺膠

（3）RC77%：一壓無缺膠；二壓900 mm2空曠區(qū)有2 pcs有缺膠；三壓 900 mm2空曠大部分缺膠，400 mm2空曠區(qū)極個別缺膠（見圖10）。

（4）RC79%：一壓無缺膠現(xiàn)象；二壓900 mm2空曠區(qū)有2 pcs缺膠；三壓900 mm2空曠區(qū)均有缺膠現(xiàn)象（見圖11）。

3.3 銅厚中值28 μm測試結(jié)果

（1）RC73%：一壓900 mm2空曠區(qū)靠近板邊pcs均有缺膠；二壓900 mm2空曠區(qū)全部缺膠，400 mm2空曠區(qū)大部分缺膠；三壓900 mm2空曠區(qū)全部缺膠，400 mm2空曠區(qū)大部分缺膠，100 mm2空曠區(qū)部分缺膠，對應整板位置（見圖12）。

（2）RC 75%：一壓900 mm2空曠區(qū)大部分缺膠；二壓900 mm2空曠區(qū)全部缺膠，400 mm2空曠區(qū)部分缺膠；三壓90 mm2空曠區(qū)全部缺膠，400 mm2空曠區(qū)大部分缺膠，100 mm2空曠區(qū)少部分缺膠；板內(nèi)對應位置（見圖13）。

（3）RC 77%：一壓900 mm2空曠區(qū)靠近板邊部分缺膠；二壓900 mm2空曠區(qū)大部分缺膠，400 mm2空曠區(qū)個別缺膠；三壓900 mm2空曠區(qū)全部缺膠，400 mm2空曠區(qū)大部分缺膠；板內(nèi)對應位置（見圖14）。

圖9 23 μm銅厚&RC75%PP二二壓缺膠

圖10 23 μm銅厚&RC77%PP二壓三壓缺膠

圖11 23 μm銅厚&RC79%PP二壓三壓缺膠

圖12 28μm銅厚&RC79%PP一二三壓缺膠圖

圖13 28 μm銅厚&RC75%PP一二三壓缺膠

圖14 28 μm銅厚&RC77%PP一二三壓缺膠

圖15 28 μm銅厚&RC79%PP一二三壓缺膠

圖16 填膠銅厚及PP規(guī)格搭配方案設計

（4）RC 79%：一壓900 mm2空曠區(qū)靠近板邊部分缺膠；二壓900 mm2空曠區(qū)大部分缺膠；三壓900 mm2空曠區(qū)全部缺膠，400 mm2空曠區(qū)部分缺膠；板內(nèi)對應位置（見圖15）。

3.4 測試結(jié)果匯總

測試結(jié)果匯總（見圖16）。

4 結(jié)論

（1）1017 PP填銅能力很弱，銅厚設計中值在18 μm左右，不建議使用低膠；（2）1017 PP填膠空曠區(qū)域范圍能力普遍在400 mm2以內(nèi)，超過此面積易發(fā)生缺膠風險；（3）針對1017 PP不同規(guī)格RC%能夠搭配的銅厚、壓合次數(shù)可參考圖16。