PCB压合铜箔起皱工艺改善方法探讨

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1 前言

' e4 B: ]2 C$ |: ZPCB层压过程中，PP树脂经历“玻璃态－高弹态－粘流态－高弹态－玻璃态”变化，由于图形设计、压机钢板的平整性、温度不均匀性、排板方式等因素影响，树脂在融化状态的流动处于无规则状态，板面受到的压强力的分布也不均匀，当板面局部压力不足时会产生铜箔起皱不良。通过优化设计、排板方式的改变、压合参数的修改等措施，提高板件欠压区分配到的压力，对铜箔起皱的解决，尤其是对“内铜厚＋P片较薄＋外层铜箔薄”类型起皱缺陷的解决，是本文重点探讨的问题。本文重点从机理上探讨了层压铜箔起皱产生的原因，并对铜箔起皱提出了一系列的解决方案，能较大程度的缓解铜箔起皱产生的几率，提高了产品的一次合格率。

2 铜箔起皱的表状
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层压后的铜箔起皱产生于板件层压后的铜箔表面，较常见的是条纹状，叶脉状，直线状，严重时也会出现片状，深度0．05mm－0．5mm，分布通常与次外层无铜区的图案分布对应。产生铜箔起皱后要对照外层线路菲林和成型图，如果起皱落在交货单元内，则要剥掉起皱铜皮返层压。
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3 前言

3．1 层压铜箔起皱的主要原因是板件热压时局部“欠压”
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, S, V" ~3 K0 }6 r8 ?理论上，板件受到的压强力＊排板面积＝液压油压强力＊活塞面积＝输入压强力＊输入面积。即：板面单位面积受到的压强力＝输入的压强力＊（排板面积／输入面积）。

一般板件平均单位面积上受压23kgf就不会起皱，但压力分布极端的特殊类型平均单位面积受压甚至需要30kgf才能避免起皱。

) W1 i! N- D4 x$ E5 p# ?9 U这是因为板件图形分布不均匀、压机均匀性、钢板均匀性、压力传递散失等等因素影响，板面上不可能各处压强力分布均匀。当局部压强力过小，不足以使树脂塑型，板件就会产生白斑空洞或者铜皮起皱。

* u" X! I; m: W3 ~% B# ?" D: K3．2  铜箔起皱常见类型及其成因分析

3．2．1  次外层无铜空白区面积较大，次外层PP片厚度较少，铜箔1／3oz。
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. K4 y( w+ c( E: j+ D3 G. h这是所有起皱不良中最常见的类型，占起皱的一半以上。比如：内铜1OZ＋106＊2＋铜箔1／3ＯＺ或内铜1OZ＋1080＋铜箔1／3ＯＺ结构。


3．2．1．1 这类配本有多个因素不利于起皱的控制

. e1 L0 g+ D# O3．2．1．1．1 内铜1OZ、次外层无铜空白区面积大

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内层无铜空白区受到的压力f﹤内层有铜区受到的压力F，无铜区与有铜区压力分布不均匀，在空白区位置容易出现起皱。
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3．2．1．1．2 外层PP片为106＊2

# {; r: {: Q5 n2 J; v在热压时，树脂经历“固态－高弹态－粘流态－高弹态－固态”变化过程，在料温约80－140的粘流态，树脂流动填充内层间隙。这个过程，树脂越少填充能力越弱；软化的PP片本身作为最好的缓冲材料，厚度越薄缓冲能力越弱。所以，106＊2的PP结构没有很好的缓冲能力和填充能力，对改善无铜区压力分布不均引起的起皱现象没有很多帮助。

; C2 D2 _6 V) m, N& H) I3．2．1．1．3  1／3OZ铜箔

6 s% n! c' O8 ]  A' X树脂粘流态粘度仍高达3000pa＊s以上，其在流动填充间隙时会带动铜箔向无铜区聚集，同时树脂软化－流动的缓冲作用，无铜区分配的压力f及其反作用力f1也在增大，f1作用于铜箔使铜箔向两边延伸。在树脂固化前，铜箔展开速度不能低于聚集速度，否则铜箔会起皱。

3．2．1．2  小结
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ⅰ．厚度越小的铜箔其强度越差，越容易被树脂带动在无铜区聚集打褶，这也是1／3OZ铜箔容易起皱的原因；

ⅱ．无铜区域越大，聚集的铜箔越多；
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. j8 M8 C+ |, L/ x5 ]; eⅲ．在树脂流动时分配到的压力才有利于改善起皱，所以打压时机很重要，如果过早没有必要，反会带来介厚不均等其他异常，过晚则树脂粘度低或已经固化，再大的压力都等同欠压而起皱。一般而言，在开口中间层料温60℃，外层料温90℃左右上高压比较合理。
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: C4 }0 [* b1 A( K# y7 c9 d3．2．2  高层次板，内层空白区叠加厚度比较
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内层无铜区叠加的厚度等于各层铜损厚度的总和，有些高层次板总的铜损厚度叠加起来往往很大，有时甚至高达0．5mm，也就是说无铜区要比有铜区低0．5mm。层压时这些无铜空白区分配到的压力要远远小于有铜区，很容易出现起皱和层压白斑。
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' t1 o& E# J. b/ H3．2．3  开口相互影响导致的“失压”
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一炉板有多个开口组成，其中一个开口由上盖板、下底板、牛皮纸和中间的钢板、层压板件组成，开口与开口间隔热盘。
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2 ?. }6 P1 b! M3 {一般来说，排板要求同一开口内的板件对准不能超过10mm，否则会出现滑板失压，而不同开口因为有牛皮纸、盖底板和热盘阻隔，不考虑每个开口内板件的相对位置，只考虑各个开口的面积。

事实上，开口之间的相互影响确实很小，在实际生产中，板件很少会因为不同开口间的对准度不够出现起皱。但一些特殊情况，比如：同炉的其他不同开口板件对准度很好，对准度不好的开口恰好是3．2．1所描述类似的容易起皱类型，则该开口容易因为压力散失出现失压起皱。


+ [5 S" y/ ^! s" o" Z* m/ G9 P结论

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6 A( [* f3 c7 o层压铜箔起皱改善方案上有优化设计、平衡排板、改良层压参数方面的很多措施，总结为两点就是“提升板件局部欠压区分配到的压力、提高压力有效率”。

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1 I1 [# ^2 y% T9 V+ Z$ `, a( x本文对层压铜箔起皱的各种类型及其起皱原因进行了分析，提出了相对应的解决措施，并通过实际生产验证了措施的有效性，能够对其他板件进行推广，是针对各种铜箔起皱比较全面的解决方案。

谢谢侬

铜箔起皱的表状