CN110337201A - 一种改善混压板压合空洞的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电路板生产制造技术领域，具体为一种改善混压板压合空洞的方法。本发明通过调整优化压合过程中各阶段的压合温度及压合压力，尤其是结合一定的升降温速率及升降压速率，提高压合过程中半固化片的填充能力，克服压合过程中产生的少量气体及半固化片的流动性造成的空洞问题，从而改善及解决混压板生产中因压合空洞导致报废的问题。

Description

一种改善混压板压合空洞的方法
技术领域
本发明涉及电路板生产制造技术领域，尤其涉及一种改善混压板压合空洞的方法。
背景技术
压合是多层印制电路板生产中的必经工序，压合是指通过高温高压及半固化片等粘结片将内层芯板与外层铜箔/外层芯板压合为一体，以形成多层板材。然后再在多层板材上继续制作外层线路并根据导通要求在相应的线路层间制作导通孔，如金属化的盲孔、埋孔和通孔等。压合质量对于产品中各线路层间的稳定性极为重要，尤其是线路层多的产品。混压板是指经过多次压合形成的多层线路板，生产中，先将部分内层芯板与铜箔压合形成不同的子板，在各子板外层的铜箔上完成线路制作后，再将各子板、其它内层芯板及铜箔压合成多层生产板，然后在多层生产板上继续完成外层线路制作等后工序。由于混压板的线路层较多，对于普通线路板能够接受的压合瑕疵，如轻微的压合空洞在普通线路板中不至于造成板报废问题，但在混压板中，轻微的压合空洞引起的问题会因线路层的增加而放大，参考普通线路板的压合参数进行压合，因压合空洞导致板报废的报废率明显增加。因此，对于混压板，需通过调整优化压合工序中的各工艺参数以改善压合空洞，提高压合质量，满足混压板对压合质量的更高要求。
发明内容
本发明针对现有混压板制作中因压合空洞导致板报废的问题，提供一种改善混压板压合空洞的方法，以降低因压合空洞导致板报废的报废率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
一种改善混压板压合空洞的方法，包括以下步骤：
通过半固化片及压合工艺将部分内层芯板和铜箔压合为一体，分别制作形成不同的子板；然后对各子板进行钻孔加工、沉铜、全板电镀、子板外层线路加工；
通过半固化片及压合工艺将各子板和铜箔压合为一体，制作形成多层生产板，然后对多层生产板进行钻孔加工、沉铜、全板电镀、外层线路加工、制作阻焊层、表明处理、成型加工，完成混压板的制作；
所述压合工艺中，压合温度的控制如下：按时序进行，在以下温度下140℃、190℃、220℃、235℃、210℃、180℃、140℃的保温时间依次为3min、11min、12min、18min、135min、40min、35min；
压合压力的控制如下：按时序进行，在以下压力下100PSI/cm2、350PSI/cm2、400PSI/cm2、200PSI/cm2、100PSI/cm2的保压时间依次为18min、12min、110min、45min、98min。
优选的，所述压合温度的控制中，温度由235℃降至210℃的过程是先以3℃/min的速率降温至220℃，然后以2℃/min的速率降温至210℃。
更优选的，所述压合温度的控制中，温度由140℃升温至190℃的升温速率是12.5℃/min；温度由190℃升温至220℃的升温速率是10℃/min；温度由220℃升温至235℃的升温速率是5℃/min。
更优选的，所述压合温度的控制中，温度由210℃降温至180℃的降温速率是3℃/min；温度由180℃降温至140℃的降温速率是2.7℃/min。
优选的，所述压合压力的控制中：压力由100PSI/cm2升压至350PSI/cm2的升压速率是83.3PSI/cm2·min；压力由350PSI/cm2升压至400PSI/cm2的升压速率是16.7PSI/cm2·min。
更优选的，所述压合压力的控制中：压力由400PSI/cm2降压至200PSI/cm2的降压速率是40PSI/cm2·min；压力由200PSI/cm2降压至100PSI/cm2的降压速率是20PSI/cm2·min。
优选的，通过半固化片及压合工艺将部分内层芯板和铜箔压合为一体前，先将半固化片、内层芯板及铜箔按产品设计要求预叠在一起，形成预叠结构；所述内层芯板的温度小于等于35℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过调整优化压合过程中各阶段的压合温度及压合压力，尤其是结合一定的升降温速率及升降压速率，提高压合过程中半固化片的填充能力，克服压合过程中产生的少量气体及半固化片的流动性造成的空洞问题，从而改善及解决混压板生产中因压合空洞导致报废的问题。
具体实施方式
为了更充分的理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。
实施例1
本实施例提供一种混压板的制备方法，尤其是混压板制作中改善混压板压合空洞的方法。本实施例的混压板是由2块八层的子板及3块内层芯板形成的预叠结构经压合、外层钻孔等后工序制作而成。子板中，内层芯板内的粘结层及压合用的粘结片是型号为TU883的半固化片；其它内层芯板内的粘结层及其与子板压合时用的粘结片是型号为TU865的半固化片；成品板的板厚为3.15±0.25mm，子板的最小孔径为0.175mm，内层孔到铜的距离最小距离是0.175mm。
具体包括以下步骤：
一、内层芯板的加工
(1)开料：按设计要求的拼板尺寸开出作为内层芯板的双面覆铜板。
(2)制作内层线路：采用负片工艺在内层芯板上制作内层线路，得到制作好内层线路的内层芯板。按常规工序依次进行POE冲孔和内层AOI。
二、子板的制作加工
(1)压合：对内层芯板进行压合前处理后，包括对内层芯板进行棕化处理及棕化后烤板，棕化烤板后将内层芯板冷却至35℃以下，然后再将部分内层芯板、半固化片、外层铜箔按产品设计预叠在一起，并通过熔合和/或铆合的方式进行预固定，将各层预固定在一起，形成预叠结构，然后将预叠结构压合为一体，分别制作形成不同的子板。
压合温度及压合压力的控制如下：
如上表所示，压合工艺中，阶段2的温度是由140℃以12.4℃/min的速率升温至190℃后，在190℃下保温11min，按上表以此类推其它各阶段的变温过程；阶段3的压力是由100PSI/cm2以83.3PSI/cm2的速率升压至350PSI/cm2后，在350PSI/cm2下保压12min，按上表以此类推其它各阶段的变压过程。
(2)钻孔：按钻带资料在子板上钻孔，形成非金属化的通孔。
(3)沉铜和全板电镀：用化学的方法在多层生产板上沉积一层铜，然后进行电镀使铜层增厚，以此使通孔金属化。
(4)外层线路：根据负片工艺，在子板外层的铜箔层上制作线路。
(5)外层AOI：使用自动光学检测系统，通过与CAM资料的对比，检测外层线路是否有开路、缺口、蚀刻不净、短路等缺陷。
三、多层生产板的制作加工
对剩余的内层芯板进行压合前处理后，包括对内层芯板进行棕化处理及棕化后烤板，棕化烤板后将内层芯板冷却至35℃以下，然后再将该部分内层芯板、半固化片、外层铜箔按产品设计预叠在一起，并通过熔合和/或铆合的方式进行预固定，将各层预固定在一起，形成预叠结构，然后将预叠结构压合为一体，制作形成多层生产板。
压合温度及压合压力的控制与子板制作加工中压合过程的控制一致，如上文表中所示。
四、后工序
(1)外层钻孔：按钻带资料在多层生产板上钻孔，形成非金属化的通孔。
(2)沉铜和全板电镀：用化学的方法在多层生产板上沉积一层铜，然后进行电镀使铜层增厚，以此使通孔初步金属化。
(3)外层线路：根据正片工艺，在多层生产板上依次进行外层图形转移、图形电镀、退膜、碱性蚀刻、退锡，完成外层线路的制作，在该过程中同时完成通孔的金属化。
(4)外层AOI：使用自动光学检测系统，通过与CAM资料的对比，检测外层线路是否有开路、缺口、蚀刻不净、短路等缺陷。
(5)阻焊、丝印字符：通过在多层生产板外层制作绿油层并丝印字符，绿油厚度为：10-50μm，从而可以使多层生产板在后续的使用过程中可以减少环境变化对其的影响。
(6)表面处理(有铅喷锡)：将多层生产板浸入熔融状态的焊料，再通过热风将表面及金属化孔内多余的焊料吹掉，从而得到一个平滑的、均匀的、光亮的焊料层。表面锡层的厚度为1μm，孔内锡厚为10μm。
(7)成型：根据现有技术并按设计要求锣外形，外型公差+/-0.05mm，制得混压板。
(8)电测试：测试成品板的电气导通性能，此板使用测试方法为：飞针测试。
(9)FQC：检查成品板的外观、孔壁铜厚、介质层厚度、绿油厚度、内层铜厚等是否符合客户的要求。
(10)包装：按照客户要求的包装方式以及包装数量，对成品板进行密封包装，并放干燥剂及湿度卡，然后出货。
由本实施例制备的1000块混压板，未出现因压合空洞导致报废的问题。
实施例2
本实施例提供一种混压板的制备方法。本实施例的混压板的叠构与实施例1的混压板的叠构一致，由2块八层的子板及3块内层芯板形成的预叠结构经压合、外层钻孔等后工序制作而成。子板中，内层芯板内的粘结层及压合用的粘结片是型号为TU883的半固化片；其它内层芯板内的粘结层及其与子板压合时用的粘结片是型号为TU865的半固化片；成品板的板厚为3.15±0.25mm，子板的最小孔径为0.175mm，内层孔到铜的距离最小距离是0.175mm。本实施例制备混压板的具体步骤与实施例1的基本相同，不同之处在于压合过程中对温度及压力的控制。本实施例在子板的制作加工及多层生产板的加工制作中，压合过程，压合温度及压合压力的控制如下表所示：
本实施例在压合过程中相对实施例1，温度的降温速率有所不同，出现了轻微的压合空洞问题，由本实施例制备的1000块混压板，因压合空洞导致的报废率为1.5％。
实施例3
本实施例提供一种混压板的制备方法。本实施例的混压板的叠构与实施例1的混压板的叠构一致，由2块八层的子板及3块内层芯板形成的预叠结构经压合、外层钻孔等后工序制作而成。子板中，内层芯板内的粘结层及压合用的粘结片是型号为TU883的半固化片；其它内层芯板内的粘结层及其与子板压合时用的粘结片是型号为TU865的半固化片；成品板的板厚为3.15±0.25mm，子板的最小孔径为0.175mm，内层孔到铜的距离最小距离是0.175mm。本实施例制备混压板的具体步骤与实施例1的基本相同，不同之处在于压合过程中对温度及压力的控制。本实施例在子板的制作加工及多层生产板的加工制作中，压合过程，压合温度及压合压力的控制如下表所示：
本实施例在压合过程中相对实施例1，温度的升温速率和降温速率及压力的升压速率有所不同，出现了相对较明显的压合空洞问题，由本实施例制备的100块混压板，因压合空洞导致的报废率为4％。
以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。

Claims (7)

1.一种改善混压板压合空洞的方法，包括以下步骤：
通过半固化片及压合工艺将部分内层芯板和铜箔压合为一体，分别制作形成不同的子板；然后对各子板进行钻孔加工、沉铜、全板电镀、子板外层线路加工；
通过半固化片及压合工艺将各子板和铜箔压合为一体，制作形成多层生产板，然后对多层生产板进行钻孔加工、沉铜、全板电镀、外层线路加工、制作阻焊层、表明处理、成型加工，完成混压板的制作；
其特征在于：所述压合工艺中，
压合温度的控制如下：按时序进行，在以下温度下140℃、190℃、220℃、235℃、210℃、180℃、140℃的保温时间依次为3min、11min、12min、18min、135min、40min、35min；
压合压力的控制如下：按时序进行，在以下压力下100PSI/cm2、350PSI/cm2、400PSI/cm2、200PSI/cm2、100PSI/cm2的保压时间依次为18min、12min、110min、45min、98min。
2.根据权利要求1所述的改善混压板压合空洞的方法，其特征在于，所述压合温度的控制中，温度由235℃降至210℃的过程是先以3℃/min的速率降温至220℃，然后以2℃/min的速率降温至210℃。
3.根据权利要求2所述的改善混压板压合空洞的方法，其特征在于，所述压合温度的控制中，温度由140℃升温至190℃的升温速率是12.5℃/min；温度由190℃升温至220℃的升温速率是10℃/min；温度由220℃升温至235℃的升温速率是5℃/min。
4.根据权利要求3所述的改善混压板压合空洞的方法，其特征在于，所述压合温度的控制中，温度由210℃降温至180℃的降温速率是3℃/min；温度由180℃降温至140℃的降温速率是2.7℃/min。
5.根据权利要求1所述的改善混压板压合空洞的方法，其特征在于，所述压合压力的控制中：压力由100PSI/cm2升压至350PSI/cm2的升压速率是83.3PSI/cm2·min；压力由350PSI/cm2升压至400PSI/cm2的升压速率是16.7PSI/cm2·min。
6.根据权利要求5所述的改善混压板压合空洞的方法，其特征在于，所述压合压力的控制中：压力由400PSI/cm2降压至200PSI/cm2的降压速率是40PSI/cm2·min；压力由200PSI/cm2降压至100PSI/cm2的降压速率是20PSI/cm2·min。
7.根据权利要求1所述的改善混压板压合空洞的方法，其特征在于，通过半固化片及压合工艺将部分内层芯板和铜箔压合为一体前，先将半固化片、内层芯板及铜箔按产品设计要求预叠在一起，形成预叠结构；所述内层芯板的温度小于等于35℃。
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