PCB多層板壓合制程

PCB多層板壓合制程

1、Autoclave 壓力鍋
是一種充滿了高溫飽和水蒸氣，又可以施加高氣壓的容器，可將層壓后之基板(Laminates)試樣，置于其中一段時間，強迫使水氣進入板材中，然后取出板樣再置于高溫熔錫表面，測量其"耐分層"的特性。此字另有Pressure Cooker 之同義詞，更被業(yè)界所常用。另在多層板壓合制程中有一種以高溫高壓的二氧化碳進行的"艙壓法"，也類屬此種 Autoclave Press。

2、Cap Lamination 帽式壓合法
是指早期多層板的傳統(tǒng)層壓法，彼時 MLB 的"外層"多采單面銅皮的薄基板進行疊合及壓合，直到 1984年末 MLB 的產(chǎn)量大增后，才改用現(xiàn)行銅皮式的大型或大量壓合法(Mss Lam)。這種早期利用單面銅皮薄基板的 MLB 壓合法，稱為Cap Lamination。

3、Caul Plate 隔板
多層板在進行壓合時，于壓床的每個開口間(Opening)，常疊落許多"冊"待壓板子的散材(如8~10套)，其每套"散材"(Book)之間，須以平坦光滑又堅硬的不銹鋼板予以分隔開，這種分隔用的鏡面不銹鋼板稱之 Caul Plate 或Separate Plate，目前常用者有 AISI 430或 AISI 630等。

4、Crease 皺褶
在多層板壓合中，常指銅皮在處理不當時所發(fā)生的皺褶而言。0.5 oz以下的薄銅皮在多層壓合時，較易出現(xiàn)此種缺點。

5、Dent 凹陷
指銅面上所呈現(xiàn)緩和均勻的下陷，可能由于壓合所用鋼板其局部有點狀突出所造成，若呈現(xiàn)斷層式邊緣整齊之下降者，稱為 Dish Down。此等缺點若不幸在蝕銅后仍留在線路上時，將造成高速傳輸訊號的阻抗不穩(wěn)，而出現(xiàn)噪聲 Noise。故基板銅面上應盡量避免此種缺失。

6、Foil Lamination 銅箔壓板法
指量產(chǎn)型多層板，其外層采銅箔與膠片直接與內(nèi)層皮壓合，成為多層板之多排板大型壓板法(Mass Lam)，以取代早期之單面薄基板之傳統(tǒng)壓合法。

7、Kiss Pressure 吻壓、低壓
多層板在壓合時，當各開口中的板材都放置定位后，即開始加溫并由最下層之熱盤起，以強力之液壓頂柱(Ram)向上舉升，以壓迫各開口(Opening)中的散材進行黏合。此時結合用的膠片(Prepreg)開始逐漸軟化甚至流動，故其頂擠所用的壓力不能太大，避免板材滑動或膠量流出太多。此種起初所采用較低的壓力(15～50 PSI)稱為"吻壓"。但當各膠片散材中的樹脂受熱軟化膠化，又將要硬化時，即需提高到全壓力(300～500 PSI)，使各散材達到緊密結合而組成牢固的多層板。

8、Kraft Paper 牛皮紙
多層板或基材板于壓合(層壓)時，多采牛皮紙做為傳熱緩沖之用。是將之放置在壓合機的熱板(Platern)與鋼板之間,以緩和最接近散材的升溫曲線。使多張待壓的基板或多層板之間。盡量拉近其各層板材的溫度差異，一般常用的規(guī)格為 90 磅到 150 磅。由于高溫高壓后其紙中纖維已被壓斷,不再具有韌性而難以發(fā)揮功能，故必須設法換新。此種牛皮紙是將松木與各種強堿之混合液共煮，待其揮發(fā)物逸走及除去酸類后，隨即進行水洗及沉淀；待其成為紙漿后，即可再壓制而成為粗糙便宜的紙材。

9、Lay Up 疊合
多層板或基板在壓合前，需將內(nèi)層板、膠片與銅皮等各種散材與鋼板、牛皮紙墊料等，完成上下對準、落齊，或套準之工作，以備便能小心送入壓合機進行熱壓。這種事前的準備工作稱之為 Lay Up。為了提高多層板的品質,不但此種"疊合"工作要在溫濕控制的無塵室中進行，而且為了量產(chǎn)的速度及品質，一般八層以下者皆采大型壓板法(Mass Lam)施工，甚至還需用到"自動化"的疊合方式，以減少人為的誤失。為了節(jié)省廠房及合用設備起見，一般工廠多將"疊合"與"折板"二者合并成為一種綜合性處理單位，故其自動化的工程相當復雜。

10、Mass Lamination 大型壓板(層壓)
這是多層板壓合制程放棄"對準梢"，及采用同一面上多排板之新式施工法。自 1986 年起當四、六層板需求量淚增之下，多層板之壓合方法有了很大的改變。早期的一片待壓的制程板上只排一片出貨板，此種一對一的擺布在新法中已予以突破，可按其尺寸大小改成一對二，或一對四，甚至更多的排板進行壓合。新法之二是取消各種散材(如內(nèi)層薄板、膠片、外層單面薄板等)的套準梢；而將外層改用銅箔，并先在內(nèi)層板上預做"靶標"，以待壓合后即"掃"出靶標，再自其中心鉆出工具孔，即可套在鉆床上進行鉆孔。至于六層板或八層板，則可將各內(nèi)層以及夾心的膠片，先用鉚釘予以鉚合，再去進行高溫壓合。這種簡化快速又加大面積之壓合，還可按基板式的做法增多"疊數(shù)"(High)及開口數(shù)(Opening),既可減少人工并使產(chǎn)量倍增，甚至還能進行自動化。此一新觀念的壓板法特稱為"大量壓板"或"大型壓板"。近年來國內(nèi)已有許多專業(yè)代工壓合的行業(yè)出現(xiàn)。

11、Platen熱盤
為多層板壓合或基板制造所需之壓合機中，一種可活動升降之平臺。此種厚重的空心金屬臺面，主要是對板材提供壓力及熱源，故必須在高溫中仍能保持平坦、平行才行。通常每一塊熱盤的內(nèi)部皆預埋有蒸氣管、熱油管或電阻發(fā)熱體，且四周外緣亦需填充絕緣材料，以減少熱量的散失，并備有感溫裝置，使能控制溫度。

12、Press Plate鋼板
是指基板或多層板在進行壓合時，所用以隔開每組散冊(指銅板、膠片與內(nèi)層板等所組成的一個Book)。此種高硬度鋼板多為AISI 630(硬度達420 VPN)或AISI 440C(600 VPN)之合金鋼，其表面不但極為堅硬平坦，且經(jīng)仔細拋光至鏡面一樣，便能壓出最平坦的基板或電路板。故又稱為鏡板(Mirror Plate)，亦稱為載板(Carrier Plate)。這種鋼板的要求很嚴，其表面不可出現(xiàn)任何刮痕、凹陷或附著物，厚度要均勻、硬度要夠，且還要能耐得住高溫壓合時所產(chǎn)生化學品的浸蝕。每次壓合完成拆板后，還要能耐得住強力的機械磨刷，因而此種鋼板的價格都很貴。

13、Print Through壓透，過度擠壓
多層板壓合時所采用之壓力強度(PSI)太大，使得許多樹脂被擠出板外，造成銅皮被直接壓在玻璃布上，甚至將玻璃布也壓扁變形，以致板厚不足，尺寸安定性不良，以及內(nèi)層線路被壓走樣等缺失。嚴重者線路根基常與玻纖布直接接觸，埋下"陽極性玻纖絲"漏電的隱憂 (Conductive Anodic Filament；CAF)。根本解決方法是按比例流量 (Scaled Flow) 的原理，大面積壓合時應則使用大的壓力強度，小板面使用小壓力強度；即以1.16PSI／in2或1.16Lb／in4為基準，去計算現(xiàn)場操作的壓力強度(Pressure)與總壓力 (Force)。

14、Relamination(Re-Lam) 多層板壓合
內(nèi)層用的薄基板，是由基板供貨商利用膠片與銅皮所壓合而制成的，電路板廠購入薄基板做成內(nèi)層線路板后，還要用膠片去再壓合成多層板，某些場合常特別強調(diào)而稱之為"再壓合"，簡稱Re-Lam。事實上這只是多層板壓合的一種"跩文"說法而已，并無深一層的意義存在。

15、Resin Recession樹脂下陷,樹脂退縮
指多層板在其 B-stage的膠片或薄基板中的樹脂(以前者為甚)，可能在壓合后尚未徹底硬化(即聚合程度不足)，其通孔在漂錫灌滿錫柱后，當進行切片檢查時，發(fā)現(xiàn)銅孔壁背后某些聚合不足的樹脂，會自銅壁上退縮而出現(xiàn)空洞的情形，謂之"樹脂下陷"。這種缺點應歸類于制程或板材的整體問題，程度上比板面刮傷那種工藝性的不良要來得嚴重，需仔細追究原因。

16、Scaled Flow Test比例流量試驗
是多層板壓合時對膠片 (Prepreg) 中流膠量的檢測法。亦即對樹脂在高溫高壓下所呈現(xiàn)之"流動量"(Resin Flow)，所做的一種試驗方法。詳細做法請見IPC-TM-650 中的 2.3.18 節(jié)，其理論及內(nèi)容的說明，則請見電路板信息雜志第14期 P.42

17、Separator Plate隔板，鋼板，鏡板
基材板或多層板進行壓合時，壓機每個開口(Opening， Daylight)中用以分隔各板冊(Books)的硬質不銹鋼板(如 410，420等)即是。為防止沾膠起見，特將其 表面處理到非常平坦光亮，故又稱為鏡板(Mirror Plate)。

18、Sequential Lamination接續(xù)性壓合法
是指多層板的特殊壓合過程并非一次完成，而是分成數(shù)次逐漸壓合而累增其層次，并利用盲孔或埋孔方式，以達到部份層次間的"互連"(Interconnection)功能。此法能節(jié)省板子上外表上所必須鉆出的全通孔。連帶可騰讓出更多的板面，以增加布線及貼裝SMD的數(shù)目，但制程卻被拖得很長。

19、Starvation缺膠
此字在電路板工業(yè)中，一向常用在多層板壓合中"缺膠"Resin Starvation問題的表達。系指樹脂流動不良，或壓合條件配合不當，造成多層板完成后，其板體內(nèi)出現(xiàn)局部缺膠的情形。

20、Swimming線路滑離
指多層板在壓合中，常造成內(nèi)層板面線路的少許滑動移位，稱為Swimming。此與所采用膠片的"膠化時間" (Gel Time)長短很有關系，目前業(yè)界已多趨向使用膠化時間較短者，故問題已減少很多了。

21、Telegraphing浮印，隱印
早期多層板壓合時，為防止溢膠之煩惱，在已疊點散材之銅箔外或薄基板外，多加一張耐熱的薄膜(如 Tedlar)，以方便壓后脫?；螂x型之用途。不過當外層板所用的膠片較薄，而銅箔又僅為 0.5 oz 時，則該內(nèi)層板的線路圖案，可能在高壓下會轉印在脫模紙上。當此脫模紙又重用在對一批板子上時，則很可能又將原來的圖案浮印在新的板子銅面上，此種現(xiàn)象稱為Telegraphing。

22、Temperature Profile溫度曲線
在電路板工業(yè)中的壓合制程，或下游組裝的紅外線或熱風熔焊 (Reflow)等制程，皆需尋求溫度(縱軸)與時間(橫軸)所匹配組成的最佳"溫度曲線"，以提升焊錫性的在量產(chǎn)中的良品率。

23、Vacuum Lamination真空壓合
此詞在電路板工業(yè)中常出現(xiàn)于多層板的壓合與干膜的貼合中。多層板的真空壓合又分為真空外框式(Vacuum Frame)，即為配合原有液壓式壓機的"抽壓法"，及真空艙式(Autoclave)，也就是利用高溫高壓的二氧化碳進行壓合的"氣壓法"。前者抽壓法(Hydralic Vacuum Pressing)的設備較簡單，價格便宜操作又很方便，故占有九成以上的市場。后者則因設備與操作都很復雜，且所占體積也很大，加上所需耗材之費用又較貴，故采用者不多。

24、Wrinkle皺折，皺紋
常指壓合時由于流膠量太大。造成外層強度與硬度稍差,如0.5oz銅箔常發(fā)生的皺紋或折紋，謂之Wrinkle。此詞亦用于其它領域。

25、Zero Centering中心不變(疊合法)
多層板各散材于疊合套準時，采用一種特殊的工具槽口，此等類似長方形槽口的兩短邊呈圓弧形，兩長直邊的寬距可匹配對準梢的插入 (稱為挫圓梢Flated Round Pin) 。此種槽口可分布于散材的四邊中央，并將長邊槽口之一刻意的偏一點，做為防呆用途。如此可令板材在高溫中能分別向外膨脹。冷卻時又可自由縮回，但其中央板區(qū)卻可穩(wěn)定不變，避免固定孔與插梢之間產(chǎn)生拉扯應力，謂之中心不變式疊合。實用機組以美商Multiline之產(chǎn)品最受歡迎。

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