多層印製板的層壓工藝技術(shù)按所采用的定位系統(tǒng)的不同，可分爲(wèi)前定位系統(tǒng)層壓技術(shù)(PIN-LAN)和后定位系統(tǒng)層壓技術(shù)(MASS-LAM)。前者定位精度高,但效率低、成本高,只適用于高層數(shù)、高精度的多層印制板的生產(chǎn),而后者雖然定位精度較低,但效率高、成本低,因此這種方法是目前國內(nèi)大多數(shù)PCB 廠家進(jìn)行多層板大批量生產(chǎn)普遍采用的工藝方法。
1 前定位系統(tǒng)簡介
電路圖形的定位系統(tǒng)是貫穿于多層底片製作、內(nèi)外層圖形轉(zhuǎn)移、層壓和數(shù)控鉆孔等工序的一個共性問題。多層印製板中的每一層電路圖形，相對于其他各層都必須精確定位，從而保證多層印製板各層電路間能正確地與金屬化孔連接。這對于高層數(shù)、高密度、大板面的多層板顯得尤爲(wèi)重要。
回顧多層板層壓製作採用過的銷釘定位法，有兩圓孔銷釘定位法、一孔一槽銷釘定位法、叁圓孔或四圓孔定位法，以及本文將作介紹的四槽孔定位法。這種定位方法是美國Multiline公司推出的，利用其提供的一系列四槽孔定位設(shè)備，在照相模版、內(nèi)層單片上沖制出四個槽孔。然后利用相應(yīng)的四個槽形銷來實現(xiàn)圖形轉(zhuǎn)移、疊片、層壓和數(shù)控鉆孔等一系列工序的定位。
2 前定位系統(tǒng)層壓工藝流程
按前定位系統(tǒng)進(jìn)行的多層印製板的層壓，過去大多採用全單片層壓技術(shù)，在整個內(nèi)層圖形的製作過程中，須對外層之單面進(jìn)行保護，不但給製作帶來了麻煩，且生産效率低;尤其對于四層板會産生板面翹曲等問題。現(xiàn)普遍採用銅箔的復(fù)合層壓技術(shù)，每開口可壓制2~3塊，提高了生産效率，也從根本上解決了四層板製作中的板面翹曲問題。(若採用后定位系統(tǒng)進(jìn)行層壓，儘管還是採用相同的壓機，由于不採用笨重的模具，塬壓機每開口甚至可壓制6塊多層板。)下面僅就採用銅箔的復(fù)合層壓技術(shù)進(jìn)行簡單介紹。
(1)半固化片準(zhǔn)備
①在清潔無塵的環(huán)境，將卷料切成條料，然后用切紙刀裁切成單件，尺寸按單片坯料長寬各放大10mm;
②在定位孔位置，成疊用臺鉆打定位孔，孔徑比定位銷直徑大1.5~2.0mm;
③凡半固化片上出現(xiàn)有纖維折斷、大顆粒膠狀物、雜質(zhì)等缺陷的應(yīng)予剔除，操作應(yīng)戴清潔的細(xì)紗手套，嚴(yán)禁手汗、油脂污染;
④裁切半固化片時，要戴口罩，以免吸入樹脂粉。宜穿長衫褲，避免樹脂粉粘在皮膚而導(dǎo)致痕癢或過敏。同時，應(yīng)避免樹脂粉進(jìn)入眼睛;
⑤裁切加工好的半固化片，應(yīng)及時放于1×10-1乇以上的真空柜中，排除揮發(fā)份及潮濕，禁止放入烘箱或冰箱保存與去濕，防止老化、粘結(jié)。在真空存貯柜中排濕應(yīng)大于48小時;
⑥對新到半固化片應(yīng)進(jìn)行性能測定。隨著保管期的增長，材料老化，直接影響流動度和凝膠化時間，它與産品質(zhì)量密切相關(guān)，是工藝參數(shù)確定的基礎(chǔ)。有關(guān)性能測定方法和計算，詳見質(zhì)量控制部分。
(2)內(nèi)層單片的黑化及乾燥
①內(nèi)層印製板黑化工藝流程
上板→除油→水洗→水洗→微蝕→二級逆流水洗→預(yù)浸→黑化→水洗→水洗→還塬→熱水洗→水洗→下板
②採用安美特公司提供之黑化溶液;
③微蝕速率控制範(fàn)圍：1.0—2.0μm/cycle。
④黑化稱重控制範(fàn)圍：0.2—0.35mg/cm2。
⑤外觀乾燥后，表面呈黑色，輕擦無黑色粉末落下;
⑥檢驗層壓后作抗剝強度試驗，抗剝強度應(yīng)在2.0N/mm以上;
⑦黑化后的單片用掛鈎吊掛于電熱恒溫乾燥箱中，90~100℃，烘乾去濕至少60分鐘。
(3)裝模前的其他要求
①新領(lǐng)的壓模應(yīng)用汽油將保護油脂清洗乾凈，在用的模具應(yīng)清除表面粘污的樹脂粉塵，清洗過程不得劃傷表面，模具表面不得有凹坑和凸起的顆粒;
②用0.05mm聚酯薄膜作脫膜料，防止流出的環(huán)氧樹脂與壓模粘結(jié)，切料尺寸約大于壓模15~20mm，在定位銷部位沖孔或鉆孔，孔徑大于定位銷2mm;
③電爐板應(yīng)墊以10層左右的牛皮紙，一方面爲(wèi)傳熱緩衝層，同時保護爐板不致拉傷。對于不平整的模具、銷釘高出上模、模具尺寸小于200mm×200mm者，應(yīng)有相應(yīng)措施，否則不允許直接施壓，防止造成局部變形，損傷爐板平整度;
④半固化片填入的張數(shù)應(yīng)根據(jù)內(nèi)層單片的總厚度、産品設(shè)計厚度要求或工藝卡片標(biāo)注的工藝要求、壓制時所實際採用的半固化片型號、實際性能和試壓后的實際厚度來決定(填入的半固化片，1080不得少于2張，防止因膠量不足引起的微氣泡現(xiàn)象);
⑥對于重量較大的模具，進(jìn)出模時防止砸傷。
(4)入模預(yù)壓
入模預(yù)壓之前，壓機應(yīng)先升溫至175±2℃，以保證入模后立即開始層壓。
①100T PHI壓機：
預(yù)壓壓力：0.8~1.5Mpa(8~15公斤/平方釐米)，時間：4~8分鐘;
②140T真空壓機(OEM公司)：
預(yù)壓壓力：0.56~0.7Mpa(80~100磅/平方英寸)，時間：7~8分鐘;
預(yù)壓后擠氣1分鐘;
③入模后施加的預(yù)壓壓力，大小一般由半固化片情況決定。當(dāng)半固化片流動度降低時，可適當(dāng)加大預(yù)壓壓力。
④預(yù)壓階段時間受半固化片的特性、層壓溫度、緩衝紙厚度、印製板層數(shù)和印製板的大小影響。
如果預(yù)壓周期太短，即過早地施全壓，會造成樹脂流失過多，嚴(yán)重時會缺膠、分層;如果預(yù)壓周期太長，即施全壓太晚，層間空氣和揮發(fā)份排除的不徹底，間隙未被樹脂充滿，便會在多層板內(nèi)産生氣泡等缺陷。因此，把握壓力變動時機很重要。
當(dāng)半固化片流動指標(biāo)低于30%時，應(yīng)縮短預(yù)壓時間，甚至直接進(jìn)行全壓操作。
總之，由于預(yù)壓周期與半固化片的特性關(guān)係甚密，預(yù)壓周期并非是一層不變的，必須通過試壓后，在對層壓好的多層板進(jìn)行全面質(zhì)檢的基礎(chǔ)上，對預(yù)壓周期進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，方可正式投入生産。
(5)施全壓及保溫保壓
預(yù)壓結(jié)束后，在保持溫度不變的前提下，進(jìn)行轉(zhuǎn)壓施全壓操作。并按工藝參數(shù)要求進(jìn)行保溫保壓。
①100T PHI壓機：
全壓壓力：1.5~3.0Mpa(15~30公斤/平方釐米)，時間：90分鐘;
②140T真空壓機(OEM公司)：
全壓壓力：1.12~1.4Mpa(160~200磅/平方英寸)，時間：80分鐘;
③當(dāng)半固化片流動度降低時，可適當(dāng)加大全壓壓力。徹底完成排泡、填隙，保證厚度和最佳樹脂含量。
④壓力轉(zhuǎn)換採用高溫轉(zhuǎn)換方式。即當(dāng)半固化片溫度升到115~125℃時，由預(yù)壓轉(zhuǎn)爲(wèi)全壓。
(6)降溫保全壓(冷壓)
全壓及保溫保壓操作結(jié)束后，可採用以下方式進(jìn)行冷壓操作：
①停止壓機加熱，在保持壓力不變的條件下，使層壓板冷卻至室溫;
②將層壓板轉(zhuǎn)至冷壓機，進(jìn)行冷壓操作。
(7)出模，脫模
①當(dāng)層壓板溫度降至室溫后，打開壓機，取出模具;
②在脫模專用工作臺上，去除模具銷釘，取出層壓板。
(8)切除流膠廢邊
①層壓排出的余膠，呈不規(guī)則流涎的狀態(tài)，厚度也不一致，爲(wèi)保證后道打孔，應(yīng)用剪床切去廢邊，切至坯料邊緣，但不能破壞定位孔;
②當(dāng)板面出現(xiàn)扭曲或弓曲的不平整現(xiàn)象，應(yīng)校平處理，使翹曲量控制在對角線的0.5%範(fàn)圍之內(nèi)。
(9)列印編號
經(jīng)壓制后的多層印製板半成品，兩外層爲(wèi)銅箔，爲(wèi)防止混淆，應(yīng)及時用鋼印字元在産品輪廓之外的坯料上列印出圖號和壓制記錄編號，字跡必須清楚，不致造成錯號。
(10)后固化處理
將板放入電熱恒溫乾燥箱中，加熱到140℃并保持4小時。
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