覆銅板厚度超差控制

1、覆銅板厚度超差控制1、名詞定義：厚度超差指覆銅板實(shí)際厚度與產(chǎn)品標(biāo)稱厚度之差稱為厚度超差。零偏差是絕對(duì)做不到的，根據(jù)覆銅板生產(chǎn)實(shí)際情況及PCB廠，電子整機(jī)廠對(duì)產(chǎn)品實(shí)際要求，各覆銅板相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都制訂有覆銅板厚度允許偏差范圍及測(cè)試方法。覆銅板產(chǎn)品實(shí)際厚度如果超過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定厚度偏差范圍稱為厚度超差。覆銅板國標(biāo)：GB4723472592“印制電路用覆銅箔層壓板”，由于多年來重新修訂，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)覆銅板標(biāo)稱厚度，單點(diǎn)偏差要求比較松。隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，各用戶對(duì)覆銅板厚度單點(diǎn)偏差要求越來越高，許多CCL廠采用IPC-4101A“剛性及多層印制板用基材總規(guī)范”中的厚度與偏差規(guī)范。該規(guī)范將基板厚度與偏差分為A/K級(jí)

2、（俗稱1級(jí)）、B/L級(jí)（俗稱2級(jí)）、C/M級(jí)（俗稱3級(jí)）、D級(jí)。A、B、C級(jí)的厚度為未覆金屬箔的層壓板的厚度，K、L、M級(jí)的厚度為層壓板覆金屬箔后的厚度，D級(jí)用于顯微剖切法測(cè)量基板最小厚度。層壓板厚度和偏差要求見表1表1 層壓板（覆銅板）厚度和偏差 mm層壓板標(biāo)稱厚度A/K級(jí)B/L級(jí)C/M級(jí)D級(jí)0.025-0.119 ±0.018 ±0.018 ±0.120-0.164 ±0.038 ±0.025 ±0.165-0.299 ±0.050 ±0.038 ±0.300-0.499 ±0.064 &#

3、177;0.050 ±0.500-0.785 ±0.075 ±0.064 ±0.786-1.039±0.165±0.10±0.075不適用1.040-1.674±0.190±0.13±0.075不適用1.675-2.564±0.23±0.18±0.10不適用2.565-3.579±0.30±0.23±0.13不適用3.580-6.35±0.56±0.30±0.15不適用當(dāng)前國內(nèi)不少CCL廠覆銅板厚度偏差尚不

4、能全部達(dá)IPC標(biāo)準(zhǔn)的三級(jí)公差，提高覆銅板厚度精度仍需作不懈的努力。2、              產(chǎn)生原因：半固化片樹脂含量波動(dòng)范圍過大：在正常流膠情況下，半固化片樹脂含量與覆銅板厚度偏差成正比。即半固化片樹脂含量波動(dòng)越大，覆銅板厚度偏差變化范圍也越大。并可能超過標(biāo)準(zhǔn)值允許的變化范圍。熱壓成型時(shí)流膠太多：由于樹脂的流失，使覆銅板厚度偏薄并可能低于標(biāo)準(zhǔn)允許范圍，并極易造成中間厚四周薄情形。基材選用不當(dāng)：對(duì)于某些厚度產(chǎn)品，由于基材標(biāo)重偏低，熱壓成型時(shí)稍為流膠就會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品

5、厚度低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的厚度范圍。如果通過加大樹脂含量辦法來增加基板厚度，由于半固化片樹脂含量越大，熱壓成型時(shí)流膠相應(yīng)會(huì)增多，可能會(huì)增大基板白邊角或造成基板中間厚四周薄，甚至出現(xiàn)“滑板”事故。當(dāng)銅箔厚度有變化時(shí)，沒有及時(shí)變換不同樹脂含量或不同標(biāo)重基材半固化片。因?yàn)?8µ 、35µ 、70µ 銅箔厚度差異已不小，再加上單面覆銅箔與雙面覆銅箔及芯板（沒覆銅箔的基板）的差異，如沒及時(shí)變換半固化片種類，也會(huì)造成覆銅板厚度超差。基材厚度均勻性不好，波動(dòng)范圍過大，導(dǎo)致基板厚度波動(dòng)也大。上膠機(jī)計(jì)量輥加工精度、安裝精度較差，使半固化片樹脂含量分布不均勻，影響基板厚度均勻性。上膠過程中膠

6、液的固體含量發(fā)生變化：對(duì)于沒有粘度控制裝置的上膠機(jī)，隨著溶劑揮發(fā)，膠液固體含量逐漸加大，在固定了計(jì)量輥間隙條件下，半固化片樹脂含量變大，導(dǎo)致基板偏厚。有些工廠是采用定時(shí)往膠罐里補(bǔ)充定量溶劑的辦法，這種做法使膠液的固體含量呈時(shí)濃時(shí)稀狀態(tài)，一致性不太好；由于膠液的固體含量與膠液的粘度呈線性關(guān)系，而膠液的粘度變化又與溫度呈線性關(guān)系。所以必須在恒定溫度下控制膠液的粘度，才能達(dá)到有效地控制膠液固體含量的目的。此外，膠槽供膠結(jié)構(gòu)也很關(guān)鍵，半固化片樹脂含量不均勻如：中間厚、兩側(cè)?。恢虚g薄、兩側(cè)厚或一側(cè)厚一側(cè)薄等狀況多數(shù)與膠槽及供膠結(jié)構(gòu)有關(guān)系。也有些工廠在生產(chǎn)過程中視半固化片樹脂含量的大小調(diào)節(jié)計(jì)量輥的間隙，這

7、一種做法，由于實(shí)際生產(chǎn)中每隔12個(gè)小時(shí)甚至更長時(shí)間才檢測(cè)一次半固化片的技術(shù)參數(shù)，所以這一做法難以使半固化片的質(zhì)量達(dá)到一致性（包括樹脂含量一致性）。層壓機(jī)熱壓板平行性、平坦性精度不夠，造成基板厚度不均。熱壓板壓力分布均勻性不夠，也會(huì)影響基板厚度均勻性。熱壓板溫度分布不均勻，溫度高的地方半固化片樹脂固化進(jìn)程快；溫度低的地方樹脂固化進(jìn)程慢。固化進(jìn)程不同造成基板流膠不同，也導(dǎo)致基板厚度均勻性不好。3、基板超差危害基板厚度超差,特別是較常見的中間厚四周薄，或一側(cè)厚、一側(cè)薄等狀況，將影響PCB加工進(jìn)程，加工質(zhì)量(如當(dāng)要在PCB板上開V型槽時(shí),基板厚度不均將影響開槽深度、基板對(duì)折性等)及電子元器件表面貼裝等

8、。對(duì)于精密印制電路板及有鍍金接插頭(俗稱金手指)的PCB板，厚度超差會(huì)造成整機(jī)時(shí)接插頭松緊不一，形成接觸不良，影響電子裝置性能。對(duì)于多層印制電路板，厚度超差累積可能造成整塊多層板厚度超差而產(chǎn)生廢品。 3.4 基板的介電常數(shù)與基板厚度相關(guān)，在對(duì)某些基板作介電常數(shù)測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，基板厚度每變動(dòng)10%，介電常數(shù)值變動(dòng)約。因此基板厚度偏差大，基板介電常數(shù)穩(wěn)定性也就差。4、防止措施 厚度超差既與設(shè)備狀況有關(guān)系，也與生產(chǎn)工藝及原材料有關(guān)系。好些中小型CCL廠覆銅板厚度公差都控制得不太好，并且很容易出現(xiàn)產(chǎn)品中間厚，四周薄狀況。覆銅板厚度問題也是一個(gè)綜合性問題，需從設(shè)備、工藝技術(shù)、基材等多方面進(jìn)行綜合治理。防止半

9、固化片樹脂含量波動(dòng)過大，特別是半固化片任何位置樹脂含量波動(dòng)要小，像基板中間厚四周薄情況與壓板時(shí)流膠多有關(guān)，但更多地與半固化片中間部位樹脂含量高于兩側(cè)樹脂含量。要控制好半固化片樹脂含量需作好如下幾個(gè)方面工作：上膠機(jī)計(jì)量輥要有足夠高的精度：計(jì)量輥的精度分靜態(tài)精度（即加工精度），通常為，較高級(jí)上膠機(jī)達(dá)和動(dòng)態(tài)精度(即安裝精度)，通常為，此時(shí)一定要采用高精度軸承及輥?zhàn)虞S承位高精度加工與精確安裝相配合。當(dāng)代較為高級(jí)上膠機(jī)尚在計(jì)量輥兩端裝有計(jì)量輥間隙動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)裝置，使計(jì)量輥在生產(chǎn)過程中其間隙一直保持在范圍內(nèi)，充分保證了半固化片樹脂分布均勻性。上膠樹脂溶液（俗稱“膠水”）要保持穩(wěn)定的固體含量，它是在連續(xù)生產(chǎn)半固

10、化片樹脂含量一致性的重要條件。由于在生產(chǎn)過程中，“膠水”中的溶劑很容易揮發(fā)，造成“膠水”濃度逐漸增大，在計(jì)量輥間隙不變情形下，隨著“膠水”的濃度增大，半固化片的樹脂的固體含量也增大。所以，要穩(wěn)定半固化片的樹脂含量，必須先穩(wěn)定“膠水”的固體含量。由于“膠水“的固體含量與膠水的粘度呈對(duì)應(yīng)關(guān)系，膠水的固體含量越高，膠水的粘度也越大，通常用控制膠水粘度的方法來控制膠水的固體含量。其作法是在上膠機(jī)跟前裝一個(gè)膠水粘度調(diào)節(jié)罐，裝有一個(gè)粘度計(jì)和攪拌器，當(dāng)粘度計(jì)檢測(cè)出膠液粘度超過設(shè)定值時(shí)，溶劑補(bǔ)給閥門自動(dòng)打開，補(bǔ)入溶劑，并不停地?cái)嚢枋鼓z水混合均勻。膠水粘度調(diào)節(jié)罐與浸膠槽及膠水補(bǔ)給罐連成一個(gè)系統(tǒng)。上膠槽膠水經(jīng)由循

11、環(huán)泵打至膠水粘度調(diào)節(jié)罐，調(diào)節(jié)好粘度的膠水再廻流至上膠槽。膠水補(bǔ)給罐補(bǔ)充上膠過程消耗了的膠水。但在實(shí)際生產(chǎn)中，僅有這一套粘度調(diào)節(jié)控制裝置還是不夠的，因?yàn)椤澳z水”粘度雖然與膠水中的固體含量成正比，但也與溫度成正比。當(dāng)溫度比較高時(shí)，同一固體含量的膠水所顯示的粘度值會(huì)較低。而一年四季溫差是相當(dāng)大的，就連氣候暖和的南產(chǎn)地區(qū)，一年四季溫差也可達(dá)三、四十?dāng)z氏度，而且在同一天里，早晚的溫差變化也會(huì)達(dá)十幾攝氏度。因此，要獲得穩(wěn)定固體含量的膠水，尚需加有一套膠水溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。通常作法是將上膠槽及各膠罐均做成夾層，備一溫水罐，使其溫度恒定在某一溫度上（通常取40），讓溫水在上膠槽，粘度調(diào)節(jié)罐，貯膠罐間循環(huán)，使其溫度

12、恒定在相同溫度下，這樣就可以保證膠水固體含量穩(wěn)定。 當(dāng)前國內(nèi)有不少CCL廠的上膠槽，粘度調(diào)節(jié)罐，貯膠罐沒有夾層裝置，對(duì)于這些已應(yīng)用在生產(chǎn)上的設(shè)備要改加裝夾層有一定的難度，但隨著高精密印制電路板用覆銅板及超薄型覆銅板市場需求增大及質(zhì)量要求提升，不解決上述問題已難以生產(chǎn)出高品質(zhì)，高厚度精度的覆銅板。因而加裝粘度控制系統(tǒng)及溫水系統(tǒng)是非做不可的。對(duì)于原設(shè)備上膠系統(tǒng)沒有夾層的CCL廠，可以采用如下作法：在上膠槽之前或膠水粘度調(diào)節(jié)罐之前加裝12套熱交器，讓進(jìn)入上膠槽及膠水粘度調(diào)節(jié)罐的膠水的溫度恒定在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，這一作法的優(yōu)點(diǎn)是既簡單、投資也少，效果也很不錯(cuò)。浸膠槽左、中、右各處膠水固體含量要一致，它

13、是避免基板中間厚四周薄的重要條件。這一點(diǎn)既非常重要，而又最容易被忽略掉。生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，如果上膠槽進(jìn)出膠水管路結(jié)構(gòu)及分布不合理，那么半固化片的樹脂含量分布的均勻性仍不是很理想，最常見的基板中間厚度偏厚多數(shù)與此相關(guān)。至于供膠管路結(jié)構(gòu)與分布方式也是五花八門，如有下進(jìn)式、淋膠式、夾縫式、管孔式等等，究竟采取哪種形式，怎么分布為好，很多高技術(shù)層次CCL廠對(duì)此諱言莫深，因此各CCL廠只有八仙過海，各顯神通，只能依據(jù)不同膠槽結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。計(jì)量輥開合機(jī)構(gòu)復(fù)位準(zhǔn)確性：有些上膠機(jī)為了使基材連接頭經(jīng)過計(jì)量輥時(shí)不會(huì)被計(jì)量輥擠斷，而采取讓計(jì)量輥在接頭經(jīng)過時(shí)暫時(shí)分開（自動(dòng)分開或手動(dòng)分開），待接頭通過后再復(fù)位。操

14、作中應(yīng)考察計(jì)量輥復(fù)位后計(jì)量輥間隙復(fù)位精度（要保證計(jì)量輥被動(dòng)輥頂緊機(jī)構(gòu)有足夠壓力）。計(jì)量輥復(fù)位精確才能保證連續(xù)生產(chǎn)中半固化片的樹脂含量的一致性。熱壓機(jī)熱壓板厚度，平行度、平坦度要有足夠高的精度。對(duì)于使用時(shí)間比較長，熱壓板已產(chǎn)生明顯變形之時(shí)，應(yīng)當(dāng)修磨。選擇合適的基材:由于基板厚度與基材標(biāo)重及基材樹脂含量成正比，而不同材質(zhì)、不同標(biāo)重的基材又有一個(gè)比較佳的樹脂含量范圍。樹脂含量過少，基板表層干澀、電性能、耐化學(xué)品性能下降，基板易起花。如樹脂含量過大，熱壓時(shí)流膠較多，基板白邊角偏大，并易出現(xiàn)基板中間厚四周薄等品質(zhì)問題，熱壓成型中易產(chǎn)生“滑板事故”（不銹鋼板移位），在成本方面也不合算。由于紙基覆銅板是用于

15、家用電器產(chǎn)品中，極少有高檔用途，對(duì)產(chǎn)品的厚度偏差要求沒有玻纖布基覆銅板那么嚴(yán)格，所以用于紙基覆銅板的基材（絕緣紙）沒有形成系列化產(chǎn)品，較常用的是標(biāo)重為126g/m2(或127g/m2)這一規(guī)格產(chǎn)品。有的CCL廠為了調(diào)節(jié)產(chǎn)品厚度及降低生產(chǎn)成本的需要，而采用標(biāo)重為130 g/m2、150 g/m2（適于用7張料作厚度產(chǎn)品）等產(chǎn)品，這些都得向造紙廠專門定制。在玻纖布基覆銅板方面，不少CCL廠習(xí)慣于采用7628、2116、1080型玻纖布。對(duì)于通用產(chǎn)品用7628布，用調(diào)節(jié)樹脂含量方法來調(diào)節(jié)產(chǎn)品厚度，當(dāng)只用7628布調(diào)節(jié)不過來時(shí)，再混入2116或1080型半固化片。這一作法弊端除上面已述及之外，這三種布

16、的單絲結(jié)構(gòu)，布的織造結(jié)構(gòu)差異很大，混用后產(chǎn)品存在較大內(nèi)應(yīng)力，影響產(chǎn)品平整度，所以這一作法缺陷較多。隨著印制電路板制造技術(shù)的進(jìn)一步提高，對(duì)覆銅板的厚度偏差要求及平整度要求越來越高。此外，客戶訂單中經(jīng)常出現(xiàn)芯板（沒有銅箔）及不同厚度銅箔的產(chǎn)品如：芯板、½盎司銅箔、1盎司銅箔、2盎司銅箔甚至3盎司銅箔的單面覆銅板，及 ½盎司銅箔、1盎司銅箔、2盎司銅箔的雙面覆銅板等產(chǎn)品。對(duì)于這些產(chǎn)品，顯然用同一規(guī)格型號(hào)基材，只靠調(diào)節(jié)樹脂含量作法制造出來的產(chǎn)品厚度偏差是達(dá)不到客戶要求的。只有選用合適基材，配合樹脂含量的調(diào)節(jié)，才能精確控制好產(chǎn)品厚度以滿足客戶的要求。由于基材型號(hào)選擇涉及產(chǎn)品厚度精確控

17、制并與產(chǎn)品平整度，產(chǎn)品成本等相關(guān)連，在選用時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析。如最常用的7628布，目前已有三個(gè)不同標(biāo)重產(chǎn)品：203 g/m2、210 g/m2、220 g/m2。對(duì)這三個(gè)產(chǎn)品有的玻纖布織造廠將其命名為：7628、7629、7630；也有的織造廠將其命名為：7628L、7628M、7628H（如德宏工業(yè)股份）。 在選用時(shí)要仔細(xì)查看玻纖布織造廠的產(chǎn)品說明，對(duì)于其它規(guī)格型號(hào)玻纖布情況與此類同，選用時(shí)除了標(biāo)重之外，尚需注意該布的經(jīng)緯密結(jié)構(gòu)及單絲結(jié)構(gòu)，以防止選用不當(dāng)，影響產(chǎn)品的平整度和加大生產(chǎn)成本。為適應(yīng)玻纖布基覆銅板使用要求，現(xiàn)在覆銅板專用玻纖布已有數(shù)十個(gè)規(guī)格型號(hào)產(chǎn)品可供選擇（見表2）。表2 覆銅板常用后

18、處理玻纖布規(guī)格表代號(hào) 密度 紗 代 號(hào) 公稱厚度 單位面積質(zhì)量 單位面積質(zhì)量精度（g/m2）（根/英時(shí)） （US制） (mm) 經(jīng)*緯 經(jīng) *緯 僅 供 參 考 （g/m2） 第一級(jí) 第二級(jí)10175×75D18001/0×10460×52D9001/0×10656×56D9001/0×10860×47D9001/2×108060×47D4501/0×108170×60D4501/0×150049×42E1101/0×150146×45E1101/0×150460×50DE1501/0×165252×52G1501/0×167440×32G1501/0×167540×32DE1501/0×167840×40G1501/0×211360×56E2251/0×211660×58E2251/0×211766