多层印制板层压工艺技术及品质控制二_精品文档.doc

多层印制板层压工艺技术及品质控制二_精品文档.doc

《多层印制板层压工艺技术及品质控制二_精品文档.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多层印制板层压工艺技术及品质控制二_精品文档.doc（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

多层印制板层压工艺技术及品质控制

（二）

3层压过程之品质控制简介

   3．1前定位系统层压过程品质控制

   3．1．1半固化片来料品质控制

   凡新购进的1080型或2116型半固化片，为掌握压制的具体工艺方案和检验材料是否符合要求，应对材料性能进行测定。

在材料入库保存期超过三个月后，由于材料随着存放期延长产生老化现象，也应进行测试以判定材料是否适合生产需要。

具体性能测试有树脂含量测试、树脂流动度测试、挥发物含量测试和凝胶化时间测试。

（1）树脂含量测试

   ①取样

   试样为正方形，其对角线平行于经纱斜切而成，尺寸为4×4英寸，共计三组，每组重量大于7克。

其中一组切自半固化片的中央部位，另两组分别切自半固化片的两侧，但到边缘的距离不得小于1英寸。

   ②测试

   把试样放入坩埚中（坩埚应先称重）一起称重，精确至1mg，连同坩埚放入马福炉中加温至500~600℃，灼烧时间不少于30分钟，从炉中取出坩埚和残渣，放入干燥器里，冷却至室温，称重量精确至1mg。

   注：

炉温应控制在不造成玻璃布有熔融现象，而且树脂应完全灼烧呈全白状态，否则应延长时间或调整温度重新制作。

   ③计算

   G（％）＝（m1—m2）/m1×100

   式中：

G——半固化片树脂含量百分数；m1—试样重量；m2—失去树脂后玻璃布重量。

   ④记录

   将测试的三组试样，分别记录结果。

   说明：

如果没有马福炉，可作一般精度的测试。

样品用浓硫酸将树脂彻底溶解后，用水洗涤干净，100~110℃烘干，取样品原重与失去树脂后重量，按上述公式计算。

（2）树脂流动度测试

   ①取样

   试样为正方形，边长4×4英寸，精确至0.01英寸，切割方向为对角线平行于经纱斜切，样品总重20克为一组，共3组。

重量精确至0．005克。

   ②测试

   每组以布纹方向一至叠合在一起，放于两平板模具内，压机预热至170±5℃，入模立即施压力（1—1.5）×106Pa/cm2，压力升至最大值约为5秒钟，保温保压20分钟，开机取件冷却至室温。

   切取一个正方形，其边与试样对角线平行，边长为2倍的2的平方根±0.01英寸，或切成3．192±0．01英寸的圆，圆心为试样对角线交点。

   用分析天平称取小方块重量，精确至0．005克。

   ③计算

   n（％）＝（m1—2m2）／m1×100 

   式中：

n——树脂流动度；m1——试样切片初始重量（20）；m2——小块取样的重量。

   （3）挥发物含量测试

   ①取样

   试样为正方形半固化片，尺寸为4×4英寸，裁切方向为对角线平行于经纱，每个试样的一个角冲上一个直径1／8英寸（3．175mm）孔，每种半固化片切取三块试样，切取试样时，两边离半固化片边缘距离不小于1英寸。

   ②测试

   用分析天平称试样重量，精确至1mg。

然后用金属小钩把试样挂在163±2℃的恒温鼓风干燥箱内15分钟。

从烘箱中取出试样置于干燥器里冷却至室温。

用分析天平对试样称重时，环境相对湿度应低于65％，快速称重，精确至1mg。

   ③计算

   W（％）＝（m1—m2）／m1×100

   式中：

W——挥发份百分数；m1——干燥前试样重量，g；m2——干燥后试样重量，g。

   （4）凝胶化时间测试

   ①测定用设备

   凝胶化时间测试仪。

   ②取样

   按前同样方法裁切200mm×200mm试样三张。

   ③测定 

   取一张半固化片试样，从中取出树脂粉约0．15克，放入已加热恒温在170±3℃的钢板平底孔中，用不锈钢或玻璃棒搅拌，从熔融状态直至拉起树脂能成为不断的丝状物，即为已固化。

记录树脂粉由熔融状态至能拉起树脂间的时间，即为凝胶化时间。

三件试样分三次测试，取三次时间的算术平均值为准。

（在每做完一次测试后，应立即消除废胶，清洁平底孔。

）

   3．1.2内层单片黑化质量控制

   3．1．2．1微蚀速率控制范围及方法

（1）控制范围：

1．0-2.0μm／cycle

（2）测试方法：

   a.FR—4双面无钻孔基板，并清洁其表面；

   b.切成10cm×10cm试片，并钻一小孔；

   c.100℃下烘10min，并在干燥器中冷却至室温；

   d.称重W1；

   e．微蚀液中处理，清洗并在100℃下干燥10min；

   f．在干燥器中冷却至室温；

   g．称重W2；

   h．微蚀速率＝（W1-W2）／5.6（μm／cycle）

   3．1．2．2黑化称重控制范围及方法

（1）控制范围：

0.2—0．35mg/cm2

（2）测试方法：

   a.FR-4双面无钻孔基板，切成7．2cm×7．2cm试面；

   b．随生产板挂入缸内，黑化水洗后取出；

   c．100℃下烘10min，并在干燥器中冷却至室温；

   d．称重W1；

   e．用10％H2SO4溶掉黑膜，水洗净；

   f：

100℃下烘10min，并在干燥皿中冷却至室温；

   g．称重W2；

   h．黑化称重＝（W1-W2）mg／100cm2。

   3．1．2．3内层单片黑化操作过程控制记录（参见下表4）

表4多层印制板内层黑化操作过程控制表

令 号

图 号

数 量

图形面积

总图形面积：

操作参数控制

温度

除油

微蚀

预浸

黑化

还 原

备注：

操作者：

                     监控者：

年  月   日

   3．1．2．4增加内层结合力、减少楔形空洞及粉红圈缺陷的产生

   在制造多层印制板的制程中，许多年以来，铜表面的氧化（或黑氧化）工艺是内层板铜表面处理所普遍采用的标准。

由于处理后的表面状况，铜的氧化层表面对于内层单片与半固化片间提供了较高的结合力。

但随着印制电路技术的发展（如更高的层数、更细的线宽及间距、更小的孔径和盲孔的出现），传统的黑氧化技术竭尽所能而难再上一层楼。

   此外，新的印制板制造工艺技术的出现，如直接电镀技术的迅猛发展，对黑氧化提出了更高的要求。

在传统的多层印制板PTH制程中，多层板内层孔环之黑化层侧缘，常受到各种强酸槽液的横向攻击，其微切片截面上会出现三角形的楔形缺口，称为楔形空洞（WedgeVoid）。

若黑化层被侵蚀得较深入时，甚至会出现板外也可见到的粉红圈（PinkRing）。

对于这种WedgeVoid发生的比例，“直接电镀”要比传统的“化学沉铜”发生的更多，原因是化学沉铜槽液为碱性，较不易攻击黑化膜，而直接电镀流程（含钯系、高分子系或碳粉系等）多由酸槽组成，在既无化学沉铜层之迅速沉积层，又无电镀铜之及时保护下，一旦黑化层被攻击成破口时，将会出现WedgeVoid，直至出现PinkRing。

（1）鉴于上述原因，安美特公司推出了旨在提高多层板层间结合力的“Multibond体系”。

具体流程如下：

   除油→微蚀→活化→黑氧化→还原（MultibondSR）→增强（MultibondEnhancer）

   通过使用MultibondSR和MultibondEnhancer改进并发展了Multibond处理工艺，可有效增加对酸侵蚀的抵抗力。

   MultibondSR作为还原液能将在氧化浴中形成的氧化铜（或氧化亚铜）还原成金属铜：

   Cu2+十2e-→Cu°

   Cu+十le-→Cu°

   试验证明，氧化表面未经还原处理，则有粉红圈现象；而氧化表面经MultibondSR还原处理后，则没有粉红圈现象产生。

   当还原处理后的板处于湿、热环境下时，再次被氧化的可能性很大。

MultibondEnhancer专门被用来阻止经MultibondSR还原处理后的表面再次被氧化。

其结果是，经MultibondEnhancer处理后，抵抗酸侵蚀的能力得到了进一步的提高、黑化处理后板直至层压这一段的存放时间得以延长、消灭了粉红圈现象、在随后进行的制程中无楔形空洞出现。

（2）宝利得科技有限公司（PolycladTechnologies）针对粉红圈现象的产生，也提出了相应的对策。

在传统的黑氧化制程上，增加黑氧化后处理，采用黑氧化还原剂（EnbondXtra）进行，也达到了提高结合力，消灭了粉红圈现象的出现。

   （3）为进一步解决多层板内层之黑化膜易受酸液攻击，而出现楔形空洞与粉红圈；黑氧化结晶之厚度不易掌控，细密线路中容易出现短路，内层板厚度小于0．2mm，造成制作上持取的难题。

安美特公司新近推出了水平棕化的Bondfilm制程，并开发了薄板输送与槽液喷流技术。

它具有以下特点：

   ①仅需三站、数分钟内即可完成全部处理，省水、省电；

   除油（BondFilmTMCleaner）→活化（BondFilmTMActivator）→BondFilm（BondFilmTMPartA十B）

   ②可高速稳定的进行超薄板（50μ）的制作；

   ②具有最佳的有机金属膜之耐酸性，见下表5；

表5有机金属膜之耐酸性对比

NonReducedOxide

ReducedOxide

BondFilm

Acidresistance（secs）

3~5

70~80

>400

   ④可提高内层的固着力；

   ⑤增长压合前所需的等待时间；

   ⑧操作范围宽广，药液寿命长。

   3．1.3正式生产前之试压

   为保证多层印制板的层压质量，每批半固化片投产压制前，应拟订具体压制的工艺方案进行试压，试件进行厚度测量、耐焊性能试验、分层起泡状态的评定及抗弯强度测量，符合产品性能要求后，方可正式进行产品压制。

（试压用的内层单片可用同批产品中有断线、图形精度超差等废品板，但其它处理工艺完全符合成品单片要求。

）

   3.1．4层压板之质量控制要数

（1）层压后板面铜箔与绝缘基材的粘接强度测试；

（2）将外层铜蚀刻掉，检查多层板内层应无肉眼可见的分层、起泡、显露布纹、露纤维和起白斑；

   （3）耐浸焊性：

260±6℃的焊锡或硅油中浸渍20秒钟，无分层起泡现象；

   （4）压制件应保留足够的胶量，板子的静抗弯强度不低于1.6×108Pa；

   （5）内层图形相对位置和各层连接盘的同心度必须符合设计要求；

   （6）压制后的多层板厚度应符合设计图纸或工艺卡的具体规定；

   （7）板面应平整，其扭曲或弓曲最大量为对角线的0．5％；

   （8）外层铜箔上应无环氧树脂、脱模剂或其他油脂污染，铜箔表面应无划伤的痕迹，无杂质造成的压坑；

   （9）粘结层内应无灰尘、外来物等异物；

   （10）废边切除不得损坏定位孔，外边与孔口距离不少于3mm。

压制的流胶也不得损坏定位孔，孔口无流胶引起的凸起现象；

   （11）凡因装模引起的位置颠倒、层间错位不重合，在后道工序（蚀刻后）可观测到时，均属压制废品。

   3．1．5多层板层压操作过程控制记录（参见下表6）

表6多层印制板层压过程控制表

操作者_____________________

监控者__________________

工作令号

制造时间

层 数

生产数量

面 积

叠板数

半固化片代号

半固化片张数

压板机号

牛