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PCB漲縮的原因分析與改善

文章出處:網(wǎng)責(zé)任編輯:作者:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2017-08-21 17:33:00

漲縮產(chǎn)生的根源由材料的特性所決定,要解決剛撓結(jié)合板漲縮的問(wèn)題,必須先對(duì)撓性板的材料聚酰亞胺 (Polyimide)做個(gè)介紹: 

 

 

 

(1)聚酰亞胺具有優(yōu)良的散熱性能,可承受無(wú)鉛焊接高溫處理時(shí)的熱沖擊; 

 

    (2)對(duì)于需要更強(qiáng)調(diào)訊號(hào)完整性的小型裝置,大部份設(shè)備制造商都趨向于使用撓性電路; 

 

    (3)聚酰亞胺具有較高的玻璃轉(zhuǎn)移溫度與高熔點(diǎn)的特性,一般情況下要在350℃以上進(jìn)行加工; 

 

    (4)在有機(jī)溶解方面,聚酰亞胺不溶解于一般的有機(jī)溶劑。 

 

    撓性板材料的漲縮主要跟基體材料PI和膠有關(guān)系,也就是與PI的亞胺化有很大關(guān)系,亞胺化程度越高,漲縮的可控性就越強(qiáng)。按照正常的生產(chǎn)規(guī)律,撓性板在開(kāi)料后,在圖形線路形成,以及剛撓結(jié)合壓合的過(guò)程中均會(huì)產(chǎn)生不同程度的漲縮,在圖形線路蝕刻后,線路的密集程度與走向,會(huì)導(dǎo)致整個(gè)板面應(yīng)力重新取向,最終導(dǎo)致板面出現(xiàn)一般規(guī)律性的漲縮變化;在剛撓結(jié)合壓合的過(guò)程中,由于表面覆蓋膜與基體材料PI的漲縮系數(shù)不一致,也會(huì)在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生一定程度的漲縮。 

 

    從本質(zhì)原因上說(shuō),任何材料的漲縮都是受溫度的影響所導(dǎo)致的,在PCB冗長(zhǎng)的制作過(guò)程中,材料經(jīng)過(guò)諸多熱濕制程后,漲縮值都會(huì)有不同程度的細(xì)微變化,但就長(zhǎng)期的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,變化還是有規(guī)律的。 

 

    如何控制與改善? 

 

    從嚴(yán)格意義上說(shuō),每一卷材料的內(nèi)應(yīng)力都是不同的,每一批生產(chǎn)板的過(guò)程控制也不會(huì)是完全相同的,因此,材料漲縮系數(shù)的把握是建立在大量的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上的,過(guò)程管控與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析就顯得尤為重要了。具體到實(shí)際操作中,撓性板的漲縮是分階段的: 

 

    首先是從開(kāi)料到烘烤板,此階段漲縮主要是受溫度影響所引起的: 

 

    要保證烘烤板所引起的漲縮穩(wěn)定,首先要過(guò)程控制的一致性,在材料統(tǒng)一的前提下,每次烘烤板升溫與降溫的操作必須一致化,不可因?yàn)橐晃兜淖非笮剩鴮⒖就甑陌宸旁诳諝庵羞M(jìn)行散熱。只有這樣,才能最大程度的消除材料的內(nèi)部應(yīng)力引起的漲縮。 

 

    第二個(gè)階段發(fā)生在圖形轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,此階段的漲縮主要是受材料內(nèi)部應(yīng)力取向改變所引起的。 

 

    要保證線路轉(zhuǎn)移過(guò)程的漲縮穩(wěn)定,所有烘烤好的板就不能進(jìn)行磨板操作,直接通過(guò)化學(xué)清洗線進(jìn)行表面前處理,壓膜后表面須平整,曝光前后板面靜置時(shí)間須充分,在完成線路轉(zhuǎn)移以后,由于應(yīng)力取向的改變,撓性板都會(huì)呈現(xiàn)出不同程度的卷曲與收縮,因此線路菲林補(bǔ)償?shù)目刂脐P(guān)系到剛撓結(jié)合精度的控制,同時(shí),撓性板的漲縮值范圍的確定,是生產(chǎn)其配套剛性板的數(shù)據(jù)依據(jù)。 

 

    第三個(gè)階段的漲縮發(fā)生在剛撓板壓合的過(guò)程中,此階段的漲縮主要壓合參數(shù)和材料特性所決定。 

 

    此階段的漲縮影響因素包含壓合的升溫速率,壓力參數(shù)設(shè)置以及芯板的殘銅率和厚度幾個(gè)方面。總的來(lái)說(shuō),殘銅率越小,漲縮值越大;芯板越薄,漲縮值越大。但是,從大到小,是一個(gè)逐漸變化的過(guò)程,因此,菲林補(bǔ)償就顯得尤為重要。另外,由于撓性板和剛性板材料本質(zhì)的不同,其補(bǔ)償是需要額外考慮的一個(gè)因素。

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