局部埋子板PCB的工藝優化研究

2020-12-07 OFweek維科網

埋子板的板面溢膠分析與改善

一、板面溢膠分析

子母板在混壓後板面總有溢膠產生，若壓合過程中出現上述子板偏移的狀況，還將導致局部溢膠過度。

產生過量的溢膠實際處理起來較為麻煩，如下圖8所示的子母板PCB產生了過量溢膠，通過砂帶磨板後並不能完全去除過量的溢膠。

圖8 過量溢膠後磨板不淨

遇上局部溢膠過量這種情況，若生產數量不多通常是採用手工打磨來解決，然而膠層很厚的情況下，手工打磨也不能完全解決問題，而且還會有打磨過度露基材的情況。若廠商有二氧化碳雷射機設備，則考慮用二氧化碳雷射對銅難損傷的特性來除掉溢膠，這種方案通常用於處理數量較大且膠層較厚的子母板溢膠狀況，但加工成本就顯得較大了。

二、板面溢膠改善

當子母板總壓後產生溢膠時，縫隙中間溢出的膠層往往是最厚的，通常就會出現如下圖9所示的溢膠情況。這樣的溢膠情況無論是過度流向母板或者子板，都不容易處理乾淨，顯然降低板面溢膠量才是最理想的方法。

圖9 子母板縫隙處常規溢膠示意圖

圖10 削銅後縫隙處溢膠緩衝示意圖

由於通常溢膠猶如噴泉往板面冒並沿著板面擴散，可以通過添加流膠槽的方式使溢膠得到一定的緩衝，同時也降低縫隙處的板面溢膠厚度。考慮到加工流程的便利性，這裡僅對母板槽孔的邊緣削去一圈銅皮，同樣能起到一定的緩衝作用，如圖10所示。

試板採用母板削銅寬度為0．5mm的方案，子母板壓合後的溢膠厚度大大降低，此時再進行簡單的磨板便能除淨板面的殘膠，並不需要後續手工打磨或雷射除膠如此麻煩的流程，如下圖11所示。

圖11 削銅後的子母板縫隙處溢膠厚度變薄易於處理

埋子板的板翹分析與改善

一、板翹分析

當埋子板PCB是單面開槽的結構時，混壓後開槽面受到的應力通常比不開槽面大［2］，結果往往是母板向著子板產生整板翹曲，如下圖12所示。

圖12 單面開槽結構的埋子板PCB混壓後板面易翹曲

對於這種狀況，有些廠商考慮通過調整壓合後的降溫參數，以改善其板翹問題。但實際上這些做法只能減小很少部分的應力，板翹程度依然嚴重，因此對於這個問題的解決應該再做補充或另尋思路。

二、板翹改善

板翹來自於材料熱脹冷縮的應力，既然開槽面會受到更大的應力導致彎曲，那麼可以考慮對未開槽的一側同樣製造較大的應力來平衡。通常不對稱壓合會出現如下圖13所示的情況，板材變形會偏向有半固化較多且含膠量較大的一側。

圖13 半固化片壓合對翹曲的影響

因此在設計埋子板PCB的疊層結構時，應儘可能在未開槽面的一側布置含膠量多的半固化片，如106、1080等規格。以圖12的疊層結構為例，這裡給出的主要PP規格指示如下圖14所示，開槽面區域添加芯板並輔以1080PP提供子母板縫隙填膠，未開槽面採用含膠量更高的106規格PP，提供更大的應力與開槽面的應力平衡。

圖14 埋子板壓合疊層結構建議

實際測試中，把L5／L6層的PP分別用106、1080、2116規格疊成近似的厚度進行壓合測試，得到整板的板翹狀況如下表1所示，結果呈現出含膠量越高板翹率越低的規律。

表1 不同半固化片規格對板翹的影響

埋子板PCB儘管已經發展了一段時間，但製程穩定性依然不盡如人意，其需要進行工藝改善的地方仍有很多。本文僅針對埋子板PCB製程中難度較高的部分進行分析，並提出了幾點建議供各位參考，為完善埋子板PCB的工藝製程盡一份力。

作者：吳軍權、衛雄、林映生、陳春  

本文首發於《印製電路信息》 2017年  第25卷  總第294期

參考文獻

［1］ 袁繼旺等．多結構互聯PCB製作工藝的開發［J］．印製電路信息，2014，10．

［2］ 華炎生等．局部混壓PCB製作工藝研究［J］．印製電路信息，2011，4．

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