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PCB層壓工藝詳解2025

發(fā)布時間：

2025-04-18 10:56

        PCB層壓工藝是多層印制電路板制造中的核心與關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到電路板的質(zhì)量與性能。這一工藝主要涉及將多層材料，如銅箔、半固化片以及芯板等，通過一系列精密的操作步驟，利用高溫高壓的環(huán)境將其壓合成一個緊密的整體。  在具體操作過程中，首先需要對這些多層材料進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)處理，確保它們的表面干凈、平整，并且尺寸精確無誤。隨后，將這些預(yù)處理好的材料按照特定的順序進(jìn)行疊加，形成多層結(jié)構(gòu)。這一步驟對于后續(xù)壓合的效果至關(guān)重要，因為不同的疊加順序可能會影響到電路板的電氣性能和機(jī)械強度。  接著，將這些疊加好的多層結(jié)構(gòu)送入層壓機(jī)中。在高溫高壓的作用下，這些材料會經(jīng)歷一系列的物理和化學(xué)變化，最終緊密結(jié)合在一起，形成一個堅固且穩(wěn)定的整體。這一過程中，溫度和壓力的控制至關(guān)重要，因為過高的溫度或壓力可能會導(dǎo)致材料變形或損壞，而過低的溫度或壓力則可能無法使材料充分結(jié)合。  此外，PCB層壓工藝還需要注意材料的選擇與匹配。不同的材料具有不同的性能和特點，因此在選擇時需要充分考慮電路板的應(yīng)用場景和需求。同時，不同材料之間的相容性也是一個重要的考慮因素，以確保它們在高溫高壓環(huán)境下能夠緊密結(jié)合而不產(chǎn)生分層或剝離現(xiàn)象。  綜上所述，PCB層壓工藝是一項復(fù)雜而精細(xì)的工藝過程，它涉及到多個環(huán)節(jié)和因素。只有嚴(yán)格控制每一個環(huán)節(jié)和因素，才能確保最終生產(chǎn)出的多層印制電路板具有優(yōu)良的質(zhì)量和性能。

1. 材料準(zhǔn)備
芯板（Core）：雙面覆銅的剛性基板，已完成內(nèi)層圖形制作。
半固化片（Prepreg）：由玻璃纖維布浸漬環(huán)氧樹脂制成，作為層間粘合介質(zhì)。
-銅箔：用于外層電路，厚度通常為1/2 oz至2 oz（如HOZ、1OZ）。
2. 疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計
對稱性：避免翹曲，層壓結(jié)構(gòu)需對稱（如6層板典型疊構(gòu)：銅箔-半固化片-芯板-半固化片-銅箔）。
材料匹配：半固化片的樹脂含量（RC%）和流動度需與芯板的熱膨脹系數(shù)（CTE）匹配。
3. 層壓前處理
內(nèi)層處理：
氧化處理：通過化學(xué)氧化（黑化）或棕化處理增加銅面粗糙度，提升結(jié)合力。
微蝕刻：去除氧化層雜質(zhì)，確保表面清潔。
定位系統(tǒng)：
鉚合：使用鉚釘固定多層板。
PIN定位：高精度PCB采用光學(xué)對位孔（靶孔）。
4. 層壓流程
疊板（Lay-up）：
按疊層順序放置材料（如銅箔→半固化片→芯板→半固化片→銅箔）。
環(huán)境要求：無塵、溫濕度控制（通常22±2°C，濕度40-60%）。
預(yù)壓（Pre-press）：
低溫（80-120°C）下輕壓（5-10 psi）使樹脂初步流動，排出氣泡。
熱壓（Hot Press）：
升溫階段**：逐步升溫至樹脂固化溫度（170-190°C）。
高壓階段**：施加高壓（200-300 psi），使樹脂完全填充空隙。
保溫保壓**：維持30-60分鐘（取決于板厚和材料）。
冷卻：
緩慢降溫（2-5°C/min）至室溫，避免應(yīng)力集中導(dǎo)致變形。
5. 關(guān)鍵工藝參數(shù)
| 參數(shù)          | 典型范圍                | 作用                      |
|---------------|-------------------------|---------------------------|
| 溫度          | 170-190°C               | 樹脂固化                  |
| 壓力          | 200-300 psi             | 排除氣泡，確保結(jié)合力       |
| 時間          | 30-90分鐘               | 固化完全                  |
| 真空層壓      | 部分工藝采用真空環(huán)境     | 減少殘留氣泡              |
6. 后處理
去除流膠：清除邊緣溢出的樹脂（如打磨或切割）。
X-ray檢查：檢測層間對準(zhǔn)度（通過靶標(biāo)確認(rèn)偏差）。
翹曲校正：熱壓矯平或機(jī)械壓平（針對變形板）。
7. 常見問題與對策
層間氣泡：
原因：樹脂流動不足或壓力不均。
解決：優(yōu)化半固化片排布，增加預(yù)壓時間。
翹曲：
原因：CTE不匹配或冷卻過快。
解決：調(diào)整疊層對稱性，控制降溫速率。
樹脂空洞：
原因：揮發(fā)物未排出或污染。
解決：預(yù)烘烤材料，加強清潔。
8. 特殊工藝
HDI板層壓：
使用超薄芯板（≤0.1mm）和低流動度半固化片。
可能需要多次壓合（如順序?qū)訅悍ǎ?br>高頻板層壓：
選用低Dk/Df材料（如PTFE），需精確控制壓力和溫度以避免填料分布不均。
9. 質(zhì)量控制
介電厚度測試：確保層間厚度符合設(shè)計。
切片分析：觀察層間結(jié)合狀況和樹脂填充。
-熱應(yīng)力測試：288°C浸錫評估分層風(fēng)險。
 

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