PCB覆銅箔層壓板的制作方法
PCB覆銅箔層壓板是制作印制電路板的基板材料,它除了用作支撐各種元器件外,并能實(shí)現(xiàn)它們之間的電氣連接或電絕緣。
PCB覆箔板的制造過(guò)程是把玻璃纖維布、玻璃纖維氈、紙等增強(qiáng)材料浸漬環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等粘合劑,在適當(dāng)溫度下烘干至B一階段,得到預(yù)浸漬材料(簡(jiǎn)稱浸膠料),然后將它們按工藝要求和銅箔疊層,在層壓機(jī)上經(jīng)加熱加壓得到所需要的PCB覆銅箔層壓板。
一、PCB覆銅箔層壓板分類(lèi)
PCB覆銅箔層壓板由銅箔、增強(qiáng)材料、粘合劑三部分組成。板材通常按增強(qiáng)材料類(lèi)別和粘合劑類(lèi)別或板材特性分類(lèi)。
1.按增強(qiáng)材料分類(lèi)PCB覆銅箔層壓板最常用的增強(qiáng)材料為無(wú)堿(堿金屬氧化物含量不超過(guò)0.5%)玻璃纖維制品(如玻璃布、玻璃氈)或紙(如木漿紙、漂白木漿紙、棉絨紙)等。因此,PCB覆銅箔層壓板可分為玻璃布基和紙基兩大類(lèi)。
2.按粘合劑類(lèi)型分類(lèi)PCB覆箔板所用粘合劑主要有酚醛、環(huán)氧、聚酯、聚酰亞胺、聚四氟乙烯樹(shù)脂等,因此,PCB覆箔板也相應(yīng)分成酚醛型、環(huán)氧型、聚酯型、聚酰亞胺型、聚四氟乙烯型PCB覆箔板。
3.按基材特性及用途分類(lèi)根據(jù)基材在火焰中及離開(kāi)火源以后的燃燒程度可分為通用型和自熄型;根據(jù)基材彎曲程度可分為剛性和撓性PCB覆箔板;根據(jù)基材的工作溫度和工作環(huán)境條件可分為耐熱型、抗輻射型、高頻用PCB覆箔板等。此外,還有在特殊場(chǎng)合使用的PCB覆箔板,例如預(yù)制內(nèi)層覆箔板、金屬基覆箔板以及根據(jù)箔材種類(lèi)可分為銅箔、鎳箔、銀箔、鋁箔、康銅箔、鈹銅箔覆箔板。
4.常用PCB覆箔板型號(hào)按GB4721-1984規(guī)定,PCB覆銅箔層壓板一般由五個(gè)英文字母組合表示:第一個(gè)字母C表示覆的銅箔,第二、三兩個(gè)字母表示基材選用的粘合劑樹(shù)脂。例如:PE表示酚醛;EP表示環(huán)氧;uP表示不飽和聚酯;SI表示有機(jī)硅;TF表示聚四氟乙烯;PI表示聚酰亞胺。第四、五個(gè)字母表示基材選用的增強(qiáng)材料。例如:CP表示纖維素纖維紙;GC表示無(wú)堿玻璃纖維布;GM表示無(wú)堿玻璃纖維氈。
如PCB覆箔板的基材內(nèi)芯以纖維紙、纖維素為增強(qiáng)材料,兩面貼附無(wú)堿玻璃布者,可在CP之后加G.型號(hào)中橫線右面的兩位數(shù)字,表示同一類(lèi)型而不同性能的產(chǎn)品編號(hào)。例如覆銅箔酚醛紙層壓板編號(hào)為O1~20,覆銅箔環(huán)氧紙層壓板編號(hào)為21~30;覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板編號(hào)為31~40.如在產(chǎn)品編號(hào)后加有字母F的,則表示該P(yáng)CB覆箔板是自熄性的。
二、PCB覆銅箔層壓板制造方法
PCB覆銅箔層壓板的制造主要有樹(shù)脂溶液配制、增強(qiáng)材料浸膠和壓制成型三個(gè)步驟。
1.制造PCB覆銅箔層壓板的主要原材料制
造覆銅板的主要原材料為樹(shù)脂、紙、玻璃布、銅箔。
(1)樹(shù)脂PCB覆銅箔層壓板用的樹(shù)脂有酚醛、環(huán)氧、聚酯、聚酰亞胺等。其中以酚醛樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂用量最大。
酚醛樹(shù)脂是酚類(lèi)和醛類(lèi)在酸性介質(zhì)或堿性介質(zhì)中縮聚而成的一類(lèi)樹(shù)脂。其中,以苯酚和甲醛在堿性介質(zhì)中縮聚的樹(shù)脂是紙基PCB覆箔板的主要原材料。在紙基PCB覆箔板制造中,為了得到各種性能優(yōu)良的板材,往往需要對(duì)酚醛樹(shù)脂進(jìn)行各種改性,并嚴(yán)格控制樹(shù)脂的游離酚和揮發(fā)物含量,以保證板材在熱沖擊下不分層、不起泡。
環(huán)氧樹(shù)脂是玻璃布基PCB覆箔板的主要原材料,它具有優(yōu)異的粘結(jié)性能和電氣、物理性能。比較常用的有E-20型、E-44型、E-51型及自熄性E-20、E-25型。為了提高PCB覆箔板基材的透明度,以便在印制板生產(chǎn)中檢查圖形缺陷,要求環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)有較淺色澤。
(2)浸漬紙常用的浸漬紙有棉絨紙、木漿紙和漂白木漿紙。棉絨紙是用纖維較短的棉纖維制成,其特點(diǎn)是樹(shù)脂的浸透性較好,制得板材的沖裁性和電性能也較好。木漿紙主要由木纖維制成,一般較棉絨紙價(jià)格低,而機(jī)械強(qiáng)度較高,使用漂白木漿紙可提高板材外觀。
為了提高板材性能,浸漬紙的厚度偏差、標(biāo)重、斷裂強(qiáng)度和吸水性等指標(biāo)需要得到保證。
(3)無(wú)堿玻璃布無(wú)堿玻璃布是玻璃布基PCB覆箔板的增強(qiáng)材料,對(duì)于特殊的高頻用途,可使用石英玻璃布。
對(duì)無(wú)堿玻璃布的含堿量(以Na20表示),IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不超過(guò)1%,JIS標(biāo)準(zhǔn)R3413-1978規(guī)定不超過(guò)0.8%,前蘇聯(lián)TOCT5937-68標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不大于0.5%,我國(guó)建工部標(biāo)準(zhǔn)JC-170-80規(guī)定不大于0.5%。
為了適應(yīng)通用型、薄型及多層印制板的需要,國(guó)外PCB覆箔板用的玻璃布型號(hào)已系列化。其厚度范圍為0.025~0.234mm.專(zhuān)門(mén)需要的玻璃布又都用偶聯(lián)進(jìn)行后處理。為了提高環(huán)氧玻璃布基PCB覆箔板的機(jī)械加工性能及降低板材成本,近年來(lái)又發(fā)展了無(wú)紡玻璃纖維(亦稱玻璃氈)。
(4)銅箔PCB覆箔板的箔材可用銅、鎳、鋁等多種金屬箔。但從金屬箔的導(dǎo)電率、可焊性、延伸率、對(duì)基材的粘附能力及價(jià)格等因素出發(fā),除特種用途外,以銅箔最為合適。
銅箔可分壓延銅箔和電解銅箔,壓延銅箔主要用在撓性印制電路及其他一些特殊用途上。在PCB覆箔板生產(chǎn)上,大量應(yīng)用的是電解銅箔。對(duì)銅的純度,IEC-249-34和我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定不得低于99.8%。
當(dāng)前,國(guó)內(nèi)印制板用銅箔厚度多為35um,50um的銅箔作為過(guò)渡產(chǎn)品,在高精度的孔金屬化雙面或多層板制造中,希望采用比35um更薄的銅箔,如18um、9um和5um.有些多層板內(nèi)層PCB覆箔板采用較厚的銅箔,如70um.為了提高銅箔對(duì)基材的粘合強(qiáng)度,通常使用氧化銅箔(即經(jīng)氧化處理,使銅箔表面生成一層氧化銅或氧化亞銅,由于極性作用,提高了銅箔和基材的粘合強(qiáng)度)或粗化銅箔(采用電化學(xué)方法使銅箔表面生成一層粗化層,增加了銅箔表面積,因粗化層對(duì)基材的拋錨效應(yīng)而提高了銅箔和基材的粘合強(qiáng)度)。
為了避免因銅氧化物粉末脫落而移到基材上去,銅箔表面的處理方法也不斷改進(jìn)。例如,TW型銅箔是在銅箔粗化面上鍍一薄層鋅,這時(shí)銅箔表面呈灰色;TC型銅箔是在銅箔粗化面上鍍上一薄層銅鋅合金,這時(shí)銅箔表面呈金$.經(jīng)過(guò)特殊處理,銅箔的抗熱變色性、抗氧化性及在印制電路板制造中的耐氰化物能力都相應(yīng)提高。
銅箔的表面應(yīng)光潔,不得有明顯的皺折、氧化斑、劃痕、麻點(diǎn)、凹坑和玷污。305g/m2及以上銅箔的孔隙率要求在300ram×300mm面積內(nèi)滲透點(diǎn)不超過(guò)8個(gè);在0.5m2面積上銅箔的孔隙總面積不超過(guò)直徑為0.125mm的圓面積。305g/m2以下銅箔的孔隙率和孔尺寸由供需雙方商定。
銅箔在投入使用前,必要時(shí)取樣作壓制試驗(yàn)。壓制試驗(yàn)可顯示出它的抗剝強(qiáng)度和一般表面質(zhì)量。
2.PCB覆銅箔層壓板制造工藝
PCB覆銅箔層壓板生產(chǎn)工藝流程如下:樹(shù)脂合成與膠液配制-增強(qiáng)材料浸膠與烘干-浸膠料剪切與檢驗(yàn)-浸膠料與銅箔疊層-熱壓成型-裁剪-檢驗(yàn)包裝。
樹(shù)脂溶液的合成與配制都是在反應(yīng)釜中進(jìn)行的。紙基PCB覆箔板用的酚醛樹(shù)脂大多是由PCB覆箔板廠合成。
玻璃布基PCB覆箔板的生產(chǎn)是將原料廠提供的環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑混合溶解于丙酮或二甲基甲酰胺、乙二醇甲醚中,經(jīng)過(guò)攪拌使其成為均勻的樹(shù)脂溶液。樹(shù)脂溶液經(jīng)熟化8~24h后就可用于浸膠。
浸膠是在浸膠機(jī)上進(jìn)行的。浸膠機(jī)分臥式和立式兩種。臥式浸膠主要用于浸漬紙,立式浸膠機(jī)主要用于浸漬強(qiáng)度較高的玻璃布。浸漬樹(shù)脂液的紙或玻璃布主,經(jīng)過(guò)擠膠輥進(jìn)入烘道烘干后,剪切成一定的尺寸,經(jīng)檢驗(yàn)合格后備用。
評(píng)論