CN114245617A - 改善填胶不良的压合方法 - Google Patents

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唐海波
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Abstract

本发明公开了一种改善填胶不良的压合方法,其包括如下步骤:将待压板材置于密闭空腔内,并对所述密闭空腔进行抽真空处理;对所述密闭空腔进行持续加热,并使热压温度以预设升温速率从第一预设温度上升至第二预设温度;在热压温度从第一预设温度上升至第二预设温度的过程中,以预设次数的脉冲式热压工序对所述待压板材持续压合,以使所述待压板材内半固化的树脂呈迂回地填充无铜区域;本发明能够在不增加板材厚度、生产成本的前提下,有效改善传统压合导致的填胶不良、白点及树脂流失等问题。

Description

改善填胶不良的压合方法
技术领域
本发明涉及电路板制造技术领域,尤其涉及一种改善填胶不良的压合方法。
背景技术
电路板制造过程需要对待压板材进行热压工序,该热压工序通过高温高压使板内的半固化片固化成型以实现层压。现有的热压工序为上压力后一直保持加压,这种情况下,待压板材在压力上升行程中,热压作用过程沿热盘→钢板→铜箔→半固化片→芯板1进行,而由于钢板为平面,待压板材的受压位置为芯板1上的图形位置,此时,没有图形位置的半固化片由于上压行程的惯性冲击,会往无图形区域挤压,但随着压力平稳,半固化片会恢复与钢板平行,随着温度上升,半固化片的树脂变为完全流动状态,有图形受压力区域的树脂将流向无图形位置进行填充或往钢板外扩散流失,造成层压空洞、白点等填胶不良问题。
现有技术主要采用如下方式降低层压空洞、白点等填胶不良问题:
1、在钢板和待压板材中间增加如铝片等缓冲材料,其作用是使待填充区域也均匀受压,但是,该方式由于增加了缓冲材料,会造成成本升高;
2、使用更高树脂含量的半固化片进行填充,其作用是使填充效果更好,但是使用更高树脂含量半固化片会使产品厚度增加;
3、增大层压压力,其原理是使半固化片的树脂流动速度加快,作用是提高填充效率,但是,增加层压压力会增大树脂流失量,增加芯板1断裂风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种压合方法,能够在不增加板材厚度、生产成本的前提下,有效改善传统压合导致的填胶不良、白点及树脂流失等问题。
为了实现上有目的,本发明公开了一种改善填胶不良的压合方法,其包括如下步骤:
S1、将待压板材置于密闭空腔内,并对所述密闭空腔进行抽真空处理;
S2、对所述密闭空腔进行持续加热,并使热压温度以预设升温速率从第一预设温度上升至第二预设温度;
S3、在热压温度从第一预设温度上升至第二预设温度的过程中,以预设次数的脉冲式热压工序对所述待压板材持续压合,以使所述待压板材内半固化片的树脂呈迂回地填充无铜区域。
与现有技术相比,本发明将待压板材置于密闭空腔内,并对所述密闭空腔进行抽真空处理,在热压温度从第一预设温度上升至第二预设温度的过程中,以预设次数的脉冲式热压工序对所述待压板材持续压合,以使所述待压板材内半固化片的树脂呈迂回地填充无铜区域,其在升温过程中对待压板材施以呈脉冲式变化的压合,以使树脂的回流的动作未完成便再次受到压力冲击挤压,从而使更多树脂挤往无铜区,能够以在不增加板材厚度、生产成本的前提下,有效改善传统压合导致的填胶不良、白点及树脂流失等问题。
较佳地,所述脉冲式热压工序包括升压阶段和降压阶段,所述升压阶段为压强从初始压强上升至预设升压压强,并以所述预设升压压强对所述待压板材持续压合第一预设时间;所述降压阶段为压强从所述预设升压压强下降至所述初始压强,并以所述初始压强对所述待压板材持续压合第二预设时间。
较佳地,所述步骤S3中,以预设次数的脉冲式热压工序对待压板材持续压合,之后还包括步骤:
S4、在所述热压温度从所述第二预设温度上升至预设固化温度的过程中,将所述初始压强上升至预设固化压强;
S5、以所述预设固化压强对所述待压板材持续压合第三预设时间。
较佳地,所述步骤S5具体包括:
在保持所述预设固化温度下,以所述预设固化压强对所述待压板材持续压合第三预设时间。
较佳地,所述步骤S5之后还包括:
S6、释放所述密闭空腔的真空状态;
S7、控制所述热压温度以预设降温速率从所述预设固化温度下降至第三预设温度;
S8、在所述热压温度从所述预设固化温度下降至第三预设温度的过程中,保持对所述待压板材持续压合,并在持续压合过程中将所述预设固化压强逐步下降至所述初始压强;
S9、停止对所述密闭空腔加热,并取出所述待压板材。
较佳地,所述预设降温速率小于或等于3℃/min。
较佳地,所述预设升压压强为预设固化压强的1/2至2/3。
较佳地,所述步骤S3中,所述热压温度从第一预设温度上升至第二预设温度,之前还包括:
在所述热压温度从初始温度上升至所述第一预设温度的过程中,将压盘的温度加热至第三预设温度并对所述待压板材进行持续压合。
较佳地,所述预设升温速率介于2.0℃/min至5.0℃/min之间,根据材料特性差异材料升温速率的需求有所差异。
较佳地,所述第一预设时间和第二预设时间相等。
具体地,第一预设时间和第二预设时间均介于2min至3min之间。
附图说明
图1是本发明的改善填胶不良的压合方法的流程框图;
图2是本发明的待压板材的结构示意图;
图3是本发明的待压板材在步骤S3中升压阶段时的结构示意图;
图4是本发明的待压板材在步骤S3中降压阶段时的结构示意图;
图5是本发明的待压板材在步骤S3中第n次升压阶段时的结构示意图;
图6是本发明的待压板材在步骤S3中第n次降压阶段时的结构示意图;
图7是本发明的待压板材在步骤S4时的结构示意图;
图8是本发明的待压板材在步骤S5时的结构示意图;
图9是本发明的待压板材在在保持预设固化温度下以预设固化压强对待压板材持续压合第三预设时间时的结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1-图9所示,本实施例的改善填胶不良的压合方法包括如下步骤:
S1、将待压板材置于密闭空腔内,并对所述密闭空腔进行抽真空处理。
可以理解的是,这里的密闭空腔为压机提供的供进行热压工序的可抽真空的密闭空间,该压机设有压盘、钢板、加热装置、温度传感器和压力传感器,加热装置可以分别对压盘和密闭空腔加热至设定温度,压机控制压盘通过钢板对待压板材进行压合,温度传感器可以分别采集压盘、密闭空间和待压板材的温度,压力传感器可以采集压盘通过钢板对待压板材压合的压力值。压机的结构和运行方式为本领域技术人员所熟知的,在此不做赘述。
另外,这里的待压板材如图2所示的由至少两层芯板1叠置而成,相邻芯板1之间叠置有半固化片2,压合前的芯板1、半固化片2之间存在间隙,且半固化片2存在气泡,气泡内会积存有空气。这里的半固化片2主要由树脂和增强材料组成,半固化片2受高温高压后,其内树脂在挤压作用下会流动至周围空隙并对空隙进行填充,半固化片2保持高温状态一定的时间后,流动变形的树脂固化,从而实现填充、粘结作用。将待压板材置于真空环境内,一方面,可以除掉气泡和间隙内积存的空气,另一方面,可以最大限度地降低外部环境对待压板材及压合过程的各项压合指标的干扰,为待压板材提供最佳的压合环境。
S2、对所述密闭空腔进行持续加热,并使热压温度以预设升温速率从第一预设温度上升至第二预设温度。
较佳地,所述预设升温速率介于2.0℃/min至5.0℃/min之间,以保证待压板材缓慢升温。
可以理解的是,这里的热压温度以预设升温速率从第一预设温度上升至第二预设温度在没有其他控制因素下,其升温速率是恒定的,采用恒定升温速率进行加热的好处是时间可控,通过控制恒定升温速率以量化到达指定温度的时间节点,以便于在压合前预估各项压合指标及压合时根据各项实际压合指标与预估指标的差异评判压合程度。而在密闭空腔从初始温度上升至第一预设温度、从第二预设温度上升至预设固化温度的过程,可以不强制对升温速率进行控制。
S3、在热压温度从第一预设温度上升至第二预设温度的过程中,以预设次数的脉冲式热压工序对所述待压板材持续压合,以使所述待压板材内半固化片2的树脂呈迂回地填充无铜区域。较佳者,这里的预设次数一般为三至五次。
可以理解的是,这里的热压温度指半固化片2的树脂温度,也可以理解为半固化片2温度或待压板材温度。对所述密闭空腔进行持续加热过程中,半固化片2的树脂温度也在持续上升并依次达到第一预设温度、第二预设温度和第三预设温度。
所谓的半固化片2的树脂呈迂回地填充无铜区域,是指半固化片2在高温状态下受到预设次数的脉冲式热压工序作用下,树脂在高温和压力作用下呈部分被挤压至无铜区域,又在半固化片2的形变和树脂的回流的动作未完成便再次受到压力冲击挤压,从而使更多树脂挤往无铜区。
较佳地,所述脉冲式热压工序包括升压阶段和降压阶段,所述升压阶段为压强从初始压强上升至预设升压压强,并以所述预设升压压强对所述待压板材持续压合第一预设时间。如图3所示,此时,由于半固化片2的树脂从初始压强快速上升至预设升压压强,此时的半固化片2受热变软且未完全流动时,半固化片2会按照线路图形发生形变,软化熔融的树脂也会因突然受到的压力如箭头所示方向往无铜区流动。
相应地,所述降压阶段为压强从所述预设升压压强下降至所述初始压强,并以所述初始压强对所述待压板材持续压合第二预设时间。如图4所示,此时,由于半固化片2的树脂从预设升压压强快速下降至初始压强,半固化片2的形变会有恢复的趋势,树脂也会因压力瞬间减少往回流动。
在预设次数的脉冲式热压工序对所述待压板材持续压合下,即待压板材在升压阶段→降压阶段→升压阶段→降压阶段→……→升压阶段→降压阶段的脉冲压合下,半固化片2/树脂经历形变/流动→恢复/回流→形变/流动→恢复/回流→……→形变/流动→恢复/回流,以将树脂最大限度地挤往无铜区,即通过本实施例提供的脉冲式热压工序最大限度地避免填胶不良、白点及树脂流失等问题。图5和图6分别示出了待压板材经历了第n次的升压阶段和降压阶段时的结构示意图,从图中可以看出,图5和图6中无铜区的树脂量大于图3和图4中无铜区的树脂量,在待压板材经历足够次数的升压阶段和降压阶段后,能使无铜区最大限度填充树脂。
较佳地,所述第一预设时间和第二预设时间相等,且第一预设时间和第二预设时间均介于2min至3min之间,以确保半固化片2/树脂的形变/流动、恢复/回流状态临界点完成切换,以提升压合效率及最大限度将树脂挤往无铜区。
较佳地,所述预设升压压强为预设固化压强的1/2至2/3,以避免因预设升压压强过大而直接导致树脂外流。优选地,这里的预设固化压强为400psi。
较佳地,所述步骤S3中,以预设次数的脉冲式热压工序对待压板材持续压合,之后还包括步骤:
S4、在所述热压温度从所述第二预设温度上升至预设固化温度的过程中,将所述初始压强上升至预设固化压强。值得注意的是,压强上升过程仍然要保持对待压板材的持续压合,此时,树脂在急剧升高的压力下沿图7箭头所示方向流动,部分树脂进一步被挤压进入无铜区,从而填满无铜区。
S5、以所述预设固化压强对所述待压板材持续压合第三预设时间,此时,待压板材的无铜区如图8所示的已被树脂完全填满,而以所述预设固化压强对所述待压板材持续压合第三预设时间是为了实现树脂的完全固化。
较佳地,所述步骤S5具体包括:
在保持所述预设固化温度下,以所述预设固化压强对所述待压板材持续压合第三预设时间,以实现待压板材的完全压合。
较佳地,所述步骤S5之后还包括:
S6、释放所述密闭空腔的真空状态;
S7、控制所述热压温度以预设降温速率从所述预设固化温度下降至第三预设温度。较佳地,所述预设降温速率小于或等于3℃/min,以防止待压板材因降温速率过快而导致待压板材严重收缩变形。
S8、在所述热压温度从所述预设固化温度下降至第三预设温度的过程中,保持对所述待压板材持续压合,并在持续压合过程中将所述预设固化压强逐步下降至所述初始压强,以防止待压板材因降压速率过快而导致待压板材严重收缩变形。
S9、停止对所述密闭空腔加热,并取出所述待压板材,从而结束本实施例的改善填胶不良的压合方法。
较佳地,所述步骤S3中,所述热压温度从第一预设温度上升至第二预设温度,之前还包括:
在所述热压温度从初始温度上升至所述第一预设温度的过程中,将压盘的温度加热至第三预设温度并对所述待压板材进行持续压合,避免待压板材因移位而造成压合偏差,此时,待压板材如图9所示的间隙变小,以为进行脉冲式热压工序做准备。这里的初始温度为对密闭空腔加热前半固化片2的树脂温度。
值得注意的是,这里所述的热压温度、第一预设温度、第二预设温度和第三预设温度均指半固化片2的树脂温度,当然,为了降低对半固化片2的树脂温度的难度,在其他实施方式中,可以将密闭空腔内的温度作为热压温度、第一预设温度、第二预设温度和第三预设温度,在此不做赘述。
下面以待压板材中半固化片2的树脂材料类型为FR4为例,对本实施例的改善填胶不良的压合方法的各项控制参数进行简要说明:
1、将待压板材置入压机的密闭空间内;
2、对密闭空间抽真空约5min,以使密闭空间呈真空状态;
3、以初压50-100psi、初始热盘温度130℃-140℃对压机进行设定;
4、设定程序让待压板材持续加热,并在持续加热中,将半固化片2的树脂温度从80℃上升至140℃过程中的升温速率控制在2.0℃-5.0℃;
5、在半固化片2的树脂温度达到第一预设温度时,开始对待压板材施加压力200psi-250psi的压力并维持2-3分钟的持续压合,再释放压力至80psi并维持2min-3min的持续压合,重复本步骤3-5次,这里的第一预设温度优选为50℃-90℃,优选取值为80℃;
6、在半固化片2的树脂温度达到第二预设温度时,将压力增加到预设固化压强并维持该压力的持续压合,这里的第二预设温度介于100℃-120℃,优选取值为110℃,预设固化压强取值为320psi-400psi;
7、在半固化片2的树脂材料温度达到预设固化温度时进入固化阶段,这里的预设固化温度取值为190℃,保持固化阶段温度,要求固化阶段温度>190℃的时间不少于60min;
8、随后进入降温段,释放真空状态,压强分步降至80psi,温度降温速率<3℃/min,降至100-150℃;
9、取出待压板材,完成压合操作。
结合图1-图9,本发明将待压板材置于密闭空腔内,并对所述密闭空腔进行抽真空处理,在热压温度从第一预设温度上升至第二预设温度的过程中,以预设次数的脉冲式热压工序对所述待压板材持续压合,以使所述待压板材内半固化片2的树脂呈迂回地填充无铜区域,其在升温过程中对待压板材施以呈脉冲式变化的压合,以使树脂的回流的动作未完成便再次受到压力冲击挤压,从而使更多树脂挤往无铜区,能够以在不增加板材厚度、生产成本的前提下,有效改善传统压合导致的填胶不良、白点及树脂流失等问题。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明申请专利范围所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种改善填胶不良的压合方法,其特征在于,包括如下步骤:
将待压板材置于密闭空腔内,并对所述密闭空腔进行抽真空处理;
对所述密闭空腔进行持续加热,并使热压温度以预设升温速率从第一预设温度上升至第二预设温度;
在热压温度从第一预设温度上升至第二预设温度的过程中,以预设次数的脉冲式热压工序对所述待压板材持续压合,以使所述待压板材内半固化的树脂呈迂回地填充无铜区域。
2.如权利要求1所述的改善填胶不良的压合方法,其特征在于:所述脉冲式热压工序包括升压阶段和降压阶段,所述升压阶段为压强从初始压强上升至预设升压压强,并以所述预设升压压强对所述待压板材持续压合第一预设时间;所述降压阶段为压强从所述预设升压压强下降至所述初始压强,并以所述初始压强对所述待压板材持续压合第二预设时间。
3.如权利要求2所述的改善填胶不良的压合方法,其特征在于:所述以预设次数的脉冲式热压工序对待压板材持续压合,之后还包括步骤:
在所述热压温度从所述第二预设温度上升至预设固化温度的过程中,将所述初始压强上升至预设固化压强;
以所述预设固化压强对所述待压板材持续压合第三预设时间。
4.如权利要求3所述的改善填胶不良的压合方法,其特征在于:所述以所述预设固化压强对所述待压板材持续压合第三预设时间,具体包括:
在保持所述预设固化温度下,以所述预设固化压强对所述待压板材持续压合第三预设时间。
5.如权利要求4所述的改善填胶不良的压合方法,其特征在于:所述以所述以预设固化压强对所述待压板材持续压合第三预设时间,之后还包括:
释放所述密闭空腔的真空状态;
控制所述热压温度以预设降温速率从所述预设固化温度下降至第三预设温度;
在所述热压温度从所述预设固化温度下降至第三预设温度的过程中,保持对所述待压板材持续压合,并在持续压合过程中将所述预设固化压强逐步下降至所述初始压强;
停止对所述密闭空腔加热,并取出所述待压板材。
6.如权利要求5所述的改善填胶不良的压合方法,其特征在于:所述预设降温速率小于或等于3℃/min。
7.如权利要求3所述的改善填胶不良的压合方法,其特征在于:所述预设升压压强为预设固化压强的1/2至2/3。
8.如权利要求1所述的改善填胶不良的压合方法,其特征在于:所述热压温度从第一预设温度上升至第二预设温度,之前还包括:
在所述热压温度从初始温度上升至所述第一预设温度的过程中,将压盘的温度加热至第三预设温度并对所述待压板材进行持续压合。
9.如权利要求1所述的改善填胶不良的压合方法,其特征在于:所述预设升温速率介于2.0℃/min至5.0℃/min之间。
10.如权利要求2所述的改善填胶不良的压合方法,其特征在于:所述第一预设时间和第二预设时间相等。
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