PCB印制板的前定位系統層壓

　　多層印製板的層壓工藝技術按所采用的定位系統的不同，可分爲前定位系統層壓技術(PIN-LAN)和后定位系統層壓技術(MASS-LAM)。前者定位精度高,但效率低、成本高,只適用于高層數、高精度的多層印制板的生產,而后者雖然定位精度較低,但效率高、成本低,因此這種方法是目前內大多數PCB 廠家進行多層板大批量生產普遍采用的工藝方法。

1 前定位系統簡介

電路圖形的定位系統是貫穿于多層底片製作、內外層圖形轉移、層壓和數控鉆孔等工序的一個共性問題。多層印製板中的每一層電路圖形，相對于其他各層都必須精確定位，從而保證多層印製板各層電路間能正確地與金屬化孔連接。這對于高層數、高密度、大板面的多層板顯得尤爲重要。

回顧多層板層壓製作採用過的銷釘定位法，有兩圓孔銷釘定位法、一孔一槽銷釘定位法、叁圓孔或四圓孔定位法，以及本文將作介紹的四槽孔定位法。這種定位方法是美Multiline公司推出的，利用其提供的一系列四槽孔定位設備，在照相模版、內層單片上沖制出四個槽孔。然后利用相應的四個槽形銷來實現圖形轉移、疊片、層壓和數控鉆孔等一系列工序的定位。

2 前定位系統層壓工藝流程

按前定位系統進行的多層印製板的層壓，過去大多採用全單片層壓技術，在整個內層圖形的製作過程中，須對外層之單面進行保護，不但給製作帶來了麻煩，且生産效率低;尤其對于四層板會産生板面翹曲等問題。現普遍採用銅箔的復合層壓技術，每開口可壓制2~3塊，提高了生産效率，也從根本上解決了四層板製作中的板面翹曲問題。(若採用后定位系統進行層壓，儘管還是採用相同的壓機，由于不採用笨重的模具，塬壓機每開口甚至可壓制6塊多層板。)下面僅就採用銅箔的復合層壓技術進行簡單介紹。

(1)半固化片準備

①在清潔無塵的環境，將卷料切成條料，然后用切紙刀裁切成單件，尺寸按單片坯料長寬各放大10mm;

②在定位孔位置，成疊用臺鉆打定位孔，孔徑比定位銷直徑大1.5~2.0mm;

③凡半固化片上出現有纖維折斷、大顆粒膠狀物、雜質等缺陷的應予剔除，操作應戴清潔的細紗手套，嚴禁手汗、油脂污染;

④裁切半固化片時，要戴口罩，以免吸入樹脂粉。宜穿長衫褲，避免樹脂粉粘在皮膚而導致痕癢或過敏。同時，應避免樹脂粉進入眼睛;

⑤裁切加工好的半固化片，應及時放于1×10-1乇以上的真空柜中，排除揮發份及潮濕，禁止放入烘箱或冰箱保存與去濕，防止老化、粘結。在真空存貯柜中排濕應大于48小時;

⑥對新到半固化片應進行性能測定。隨著保管期的增長，材料老化，直接影響流動度和凝膠化時間，它與産品質量密切相關，是工藝參數確定的基礎。有關性能測定方法和計算，詳見質量控制部分。

(2)內層單片的黑化及乾燥

①內層印製板黑化工藝流程

上板→除油→水洗→水洗→微蝕→二級逆流水洗→預浸→黑化→水洗→水洗→還塬→熱水洗→水洗→下板

②採用安美特公司提供之黑化溶液;

③微蝕速率控制範圍：1.0—2.0μm/cycle。

④黑化稱重控制範圍：0.2—0.35mg/cm2。

⑤外觀乾燥后，表面呈黑色，輕擦無黑色粉末落下;

⑥檢驗層壓后作抗剝強度試驗，抗剝強度應在2.0N/mm以上;

⑦黑化后的單片用掛鈎吊掛于電熱恒溫乾燥箱中，90~100℃，烘乾去濕至少60分鐘。

(3)裝模前的其他要求

①新領的壓模應用汽油將保護油脂清洗乾凈，在用的模具應清除表面粘污的樹脂粉塵，清洗過程不得劃傷表面，模具表面不得有凹坑和凸起的顆粒;

②用0.05mm聚酯薄膜作脫膜料，防止流出的環氧樹脂與壓模粘結，切料尺寸約大于壓模15~20mm，在定位銷部位沖孔或鉆孔，孔徑大于定位銷2mm;

③電爐板應墊以10層左右的牛皮紙，一方面爲傳熱緩衝層，同時保護爐板不致拉傷。對于不平整的模具、銷釘高出上模、模具尺寸小于200mm×200mm者，應有相應措施，否則不允許直接施壓，防止造成局部變形，損傷爐板平整度;

④半固化片填入的張數應根據內層單片的總厚度、産品設計厚度要求或工藝卡片標注的工藝要求、壓制時所實際採用的半固化片型號、實際性能和試壓后的實際厚度來決定(填入的半固化片，1080不得少于2張，防止因膠量不足引起的微氣泡現象);

⑥對于重量較大的模具，進出模時防止砸傷。

(4)入模預壓

入模預壓之前，壓機應先升溫至175±2℃，以保證入模后立即開始層壓。

①100T PHI壓機：

預壓壓力：0.8~1.5Mpa(8~15公斤/平方釐米)，時間：4~8分鐘;

②140T真空壓機(OEM公司)：

預壓壓力：0.56~0.7Mpa(80~100磅/平方英寸)，時間：7~8分鐘;

預壓后擠氣1分鐘;

③入模后施加的預壓壓力，大小一般由半固化片情況決定。當半固化片流動度降低時，可適當加大預壓壓力。

④預壓階段時間受半固化片的特性、層壓溫度、緩衝紙厚度、印製板層數和印製板的大小影響。

如果預壓周期太短，即過早地施全壓，會造成樹脂流失過多，嚴重時會缺膠、分層;如果預壓周期太長，即施全壓太晚，層間空氣和揮發份排除的不徹底，間隙未被樹脂充滿，便會在多層板內産生氣泡等缺陷。因此，把握壓力變動時機很重要。

當半固化片流動指標低于30%時，應縮短預壓時間，甚至直接進行全壓操作。

總之，由于預壓周期與半固化片的特性關係甚密，預壓周期并非是一層不變的，必須通過試壓后，在對層壓好的多層板進行全面質檢的基礎上，對預壓周期進行適當的調整，方可正式投入生産。

(5)施全壓及保溫保壓

預壓結束后，在保持溫度不變的前提下，進行轉壓施全壓操作。并按工藝參數要求進行保溫保壓。

①100T PHI壓機：

全壓壓力：1.5~3.0Mpa(15~30公斤/平方釐米)，時間：90分鐘;

②140T真空壓機(OEM公司)：

全壓壓力：1.12~1.4Mpa(160~200磅/平方英寸)，時間：80分鐘;

③當半固化片流動度降低時，可適當加大全壓壓力。徹底完成排泡、填隙，保證厚度和佳樹脂含量。

④壓力轉換採用高溫轉換方式。即當半固化片溫度升到115~125℃時，由預壓轉爲全壓。

(6)降溫保全壓(冷壓)

全壓及保溫保壓操作結束后，可採用以下方式進行冷壓操作：

①停止壓機加熱，在保持壓力不變的條件下，使層壓板冷卻至室溫;

②將層壓板轉至冷壓機，進行冷壓操作。

(7)出模，脫模

①當層壓板溫度降至室溫后，打開壓機，取出模具;

②在脫模專用工作臺上，去除模具銷釘，取出層壓板。

(8)切除流膠廢邊

①層壓排出的余膠，呈不規則流涎的狀態，厚度也不一致，爲保證后道打孔，應用剪床切去廢邊，切至坯料邊緣，但不能破壞定位孔;

②當板面出現扭曲或弓曲的不平整現象，應校平處理，使翹曲量控制在對角線的0.5%範圍之內。

(9)列印編號

經壓制后的多層印製板半成品，兩外層爲銅箔，爲防止混淆，應及時用鋼印字元在産品輪廓之外的坯料上列印出圖號和壓制記錄編號，字跡必須清楚，不致造成錯號。

(10)后固化處理

將板放入電熱恒溫乾燥箱中，加熱到140℃并保持4小時。