多層電路板壓合制程術(shù)語手冊
1、Autoclave 壓力鍋
是一種充滿了高溫飽和水蒸氣,又可以施加高氣壓的容器,可將層壓后之基板(Laminates)試樣,置于其中一段時間,強迫使水氣進(jìn)入板材中,然后取出板樣再置于高溫熔錫表面,測量其"耐分層"的特性。此字另有Pressure Cooker 之同義詞,更被業(yè)界所常用。另在多層板壓合制程中有一種以高溫高壓的二氧化碳進(jìn)行的"艙壓法",也類屬此種 Autoclave Press。
2、Cap Lamination 帽式壓合法
是指早期多層板的傳統(tǒng)層壓法,彼時 MLB 的"外層"多采單面銅皮的薄基板進(jìn)行疊合及壓合,直到 1984年末 MLB 的產(chǎn)量大增后,才改用現(xiàn)行銅皮式的大型或大量壓合法(Mss Lam)。這種早期利用單面銅皮薄基板的 MLB 壓合法,稱為Cap Lamination。
3、Caul Plate 隔板
多層板在進(jìn)行壓合時,于壓床的每個開口間(Opening),常疊落許多"冊"待壓板子的散材(如8~10套),其每套"散材"(Book)之間,須以平坦光滑又堅硬的不銹鋼板予以分隔開,這種分隔用的鏡面不銹鋼板稱之 Caul Plate 或Separate Plate,目前常用者有 AISI 430或 AISI 630等。
4、Crease 皺褶
在多層板壓合中,常指銅皮在處理不當(dāng)時所發(fā)生的皺褶而言。0.5 oz以下的薄銅皮在多層壓合時,較易出現(xiàn)此種缺點。
5、Dent 凹陷
指銅面上所呈現(xiàn)緩和均勻的下陷,可能由于壓合所用鋼板其局部有點狀突出所造成,若呈現(xiàn)斷層式邊緣整齊之下降者,稱為 Dish Down。此等缺點若不幸在蝕銅后仍留在線路上時,將造成高速傳輸訊號的阻抗不穩(wěn),而出現(xiàn)噪聲 Noise。故基板銅面上應(yīng)盡量避免此種缺失。
6、Foil Lamination 銅箔壓板法
指量產(chǎn)型多層板,其外層采銅箔與膠片直接與內(nèi)層皮壓合,成為多層板之多排板大型壓板法(Mass Lam),以取代早期之單面薄基板之傳統(tǒng)壓合法。
7、Kiss Pressure 吻壓、低壓
多層板在壓合時,當(dāng)各開口中的板材都放置定位后,即開始加溫并由最下層之熱盤起,以強力之液壓頂柱(Ram)向上舉升,以壓迫各開口(Opening)中的散材進(jìn)行黏合。此時結(jié)合用的膠片(Prepreg)開始逐漸軟化甚至流動,故其頂擠所用的壓力不能太大,避免板材滑動或膠量流出太多。此種起初所采用較低的壓力(15~50 PSI)稱為"吻壓"。但當(dāng)各膠片散材中的樹脂受熱軟化膠化,又將要硬化時,即需提高到全壓力(300~500 PSI),使各散材達(dá)到緊密結(jié)合而組成牢固的多層板。
8、Kraft Paper 牛皮紙
多層板或基材板于壓合(層壓)時,多采牛皮紙做為傳熱緩沖之用。是將之放置在壓合機(jī)的熱板(Platern)與鋼板之間,以緩和最接近散材的升溫曲線。使多張待壓的基板或多層板之間。盡量拉近其各層板材的溫度差異,一般常用的規(guī)格為 90 磅到 150 磅。由于高溫高壓后其紙中纖維已被壓斷,不再具有韌性而難以發(fā)揮功能,故必須設(shè)法換新。此種牛皮紙是將松木與各種強堿之混合液共煮,待其揮發(fā)物逸走及除去酸類后,隨即進(jìn)行水洗及沉淀;待其成為紙漿后,即可再壓制而成為粗糙便宜的紙材。
9、Lay Up 疊合
多層板或基板在壓合前,需將內(nèi)層板、膠片與銅皮等各種散材與鋼板、牛皮紙墊料等,完成上下對準(zhǔn)、落齊,或套準(zhǔn)之工作,以備便能小心送入壓合機(jī)進(jìn)行熱壓。這種事前的準(zhǔn)備工作稱之為 Lay Up。為了提高多層板的品質(zhì),不但此種"疊合"工作要在溫濕控制的無塵室中進(jìn)行,而且為了量產(chǎn)的速度及品質(zhì),一般八層以下者皆采大型壓板法(Mass Lam)施工,甚至還需用到"自動化"的疊合方式,以減少人為的誤失。為了節(jié)省廠房及合用設(shè)備起見,一般工廠多將"疊合"與"折板"二者合并成為一種綜合性處理單位,故其自動化的工程相當(dāng)復(fù)雜。
10、Mass Lamination 大型壓板(層壓)
這是多層板壓合制程放棄"對準(zhǔn)梢",及采用同一面上多排板之新式施工法。自 1986 年起當(dāng)四、六層板需求量淚增之下,多層板之壓合方法有了很大的改變。早期的一片待壓的制程板上只排一片出貨板,此種一對一的擺布在新法中已予以突破,可按其尺寸大小改成一對二,或一對四,甚至更多的排板進(jìn)行壓合。新法之二是取消各種散材(如內(nèi)層薄板、膠片、外層單面薄板等)的套準(zhǔn)梢;而將外層改用銅箔,并先在內(nèi)層板上預(yù)做"靶標(biāo)",以待壓合后即"掃"出靶標(biāo),再自其中心鉆出工具孔,即可套在鉆床上進(jìn)行鉆孔。至于六層板或八層板,則可將各內(nèi)層以及夾心的膠片,先用鉚釘予以鉚合,再去進(jìn)行高溫壓合。這種簡化快速又加大面積之壓合,還可按基板式的做法增多"疊數(shù)"(High)及開口數(shù)(Opening),既可減少人工并使產(chǎn)量倍增,甚至還能進(jìn)行自動化。此一新觀念的壓板法特稱為"大量壓板"或"大型壓板"。近年來國內(nèi)已有許多專業(yè)代工壓合的行業(yè)出現(xiàn)。
11、Platen熱盤
為多層板壓合或基板制造所需之壓合機(jī)中,一種可活動升降之平臺。此種厚重的空心金屬臺面,主要是對板材提供壓力及熱源,故必須在高溫中仍能保持平坦、平行才行。通常每一塊熱盤的內(nèi)部皆預(yù)埋有蒸氣管、熱油管或電阻發(fā)熱體,且四周外緣亦需填充絕緣材料,以減少熱量的散失,并備有感溫裝置,使能控制溫度。
12、Press Plate鋼板
是指基板或多層板在進(jìn)行壓合時,所用以隔開每組散冊(指銅板、膠片與內(nèi)層板等所組成的一個Book)。此種高硬度鋼板多為AISI 630(硬度達(dá)420 VPN)或AISI 440C(600 VPN)之合金鋼,其表面不但極為堅硬平坦,且經(jīng)仔細(xì)拋光至鏡面一樣,便能壓出最平坦的基板或電路板。故又稱為鏡板(Mirror Plate),亦稱為載板(Carrier Plate)。這種鋼板的要求很嚴(yán),其表面不可出現(xiàn)任何刮痕、凹陷或附著物,厚度要均勻、硬度要夠,且還要能耐得住高溫壓合時所產(chǎn)生化學(xué)品的浸蝕。每次壓合完成拆板后,還要能耐得住強力的機(jī)械磨刷,因而此種鋼板的價格都很貴。
13、Print Through壓透,過度擠壓
多層板壓合時所采用之壓力強度(PSI)太大,使得許多樹脂被擠出板外,造成銅皮被直接壓在玻璃布上,甚至將玻璃布也壓扁變形,以致板厚不足,尺寸安定性不良,以及內(nèi)層線路被壓走樣等缺失。嚴(yán)重者線路根基常與玻纖布直接接觸,埋下"陽極性玻纖絲"漏電的隱憂 (Conductive Anodic Filament;CAF)。根本解決方法是按比例流量 (Scaled Flow) 的原理,大面積壓合時應(yīng)則使用大的壓力強度,小板面使用小壓力強度;即以1.16PSI/in2或1.16Lb/in4為基準(zhǔn),去計算現(xiàn)場操作的壓力強度(Pressure)與總壓力 (Force)。
14、Relamination(Re-Lam) 多層板壓合
內(nèi)層用的薄基板,是由基板供貨商利用膠片與銅皮所壓合而制成的,電路板廠購入薄基板做成內(nèi)層線路板后,還要用膠片去再壓合成多層板,某些場合常特別強調(diào)而稱之為"再壓合",簡稱Re-Lam。事實上這只是多層板壓合的一種"跩文"說法而已,并無深一層的意義存在。
15、Resin Recession樹脂下陷,樹脂退縮
指多層板在其 B-stage的膠片或薄基板中的樹脂(以前者為甚),可能在壓合后尚未徹底硬化(即聚合程度不足),其通孔在漂錫灌滿錫柱后,當(dāng)進(jìn)行切片檢查時,發(fā)現(xiàn)銅孔壁背后某些聚合不足的樹脂,會自銅壁上退縮而出現(xiàn)空洞的情形,謂之"樹脂下陷"。這種缺點應(yīng)歸類于制程或板材的整體問題,程度上比板面刮傷那種工藝性的不良要來得嚴(yán)重,需仔細(xì)追究原因。
16、Scaled Flow Test比例流量試驗
是多層板壓合時對膠片 (Prepreg) 中流膠量的檢測法。亦即對樹脂在高溫高壓下所呈現(xiàn)之"流動量"(Resin Flow),所做的一種試驗方法。詳細(xì)做法請見IPC-TM-650 中的 2.3.18 節(jié),其理論及內(nèi)容的說明,則請見電路板信息雜志第14期 P.42
17、Separator Plate隔板,鋼板,鏡板
基材板或多層板進(jìn)行壓合時,壓機(jī)每個開口(Opening, Daylight)中用以分隔各板冊(Books)的硬質(zhì)不銹鋼板(如 410,420等)即是。為防止沾膠起見,特將其 表面處理到非常平坦光亮,故又稱為鏡板(Mirror Plate)。
18、Sequential Lamination接續(xù)性壓合法
是指多層板的特殊壓合過程并非一次完成,而是分成數(shù)次逐漸壓合而累增其層次,并利用盲孔或埋孔方式,以達(dá)到部份層次間的"互連"(Interconnection)功能。此法能節(jié)省板子上外表上所必須鉆出的全通孔。連帶可騰讓出更多的板面,以增加布線及貼裝SMD的數(shù)目,但制程卻被拖得很長。
19、Starvation缺膠
此字在電路板工業(yè)中,一向常用在多層板壓合中"缺膠"Resin Starvation問題的表達(dá)。系指樹脂流動不良,或壓合條件配合不當(dāng),造成多層板完成后,其板體內(nèi)出現(xiàn)局部缺膠的情形。
20、Swimming線路滑離
指多層板在壓合中,常造成內(nèi)層板面線路的少許滑動移位,稱為Swimming。此與所采用膠片的"膠化時間" (Gel Time)長短很有關(guān)系,目前業(yè)界已多趨向使用膠化時間較短者,故問題已減少很多了。
21、Telegraphing浮印,隱印
早期多層板壓合時,為防止溢膠之煩惱,在已疊點散材之銅箔外或薄基板外,多加一張耐熱的薄膜(如 Tedlar),以方便壓后脫?;螂x型之用途。不過當(dāng)外層板所用的膠片較薄,而銅箔又僅為 0.5 oz 時,則該內(nèi)層板的線路圖案,可能在高壓下會轉(zhuǎn)印在脫模紙上。當(dāng)此脫模紙又重用在對一批板子上時,則很可能又將原來的圖案浮印在新的板子銅面上,此種現(xiàn)象稱為Telegraphing。
22、Temperature Profile溫度曲線
在電路板工業(yè)中的壓合制程,或下游組裝的紅外線或熱風(fēng)熔焊 (Reflow)等制程,皆需尋求溫度(縱軸)與時間(橫軸)所匹配組成的最佳"溫度曲線",以提升焊錫性的在量產(chǎn)中的良品率。
23、Vacuum Lamination真空壓合
此詞在電路板工業(yè)中常出現(xiàn)于多層板的壓合與干膜的貼合中。多層板的真空壓合又分為真空外框式(Vacuum Frame),即為配合原有液壓式壓機(jī)的"抽壓法",及真空艙式(Autoclave),也就是利用高溫高壓的二氧化碳進(jìn)行壓合的"氣壓法"。前者抽壓法(Hydralic Vacuum Pressing)的設(shè)備較簡單,價格便宜操作又很方便,故占有九成以上的市場。后者則因設(shè)備與操作都很復(fù)雜,且所占體積也很大,加上所需耗材之費用又較貴,故采用者不多。
24、Wrinkle皺折,皺紋
常指壓合時由于流膠量太大。造成外層強度與硬度稍差,如0.5oz銅箔常發(fā)生的皺紋或折紋,謂之Wrinkle。此詞亦用于其它領(lǐng)域。
25、Zero Centering中心不變(疊合法)
多層板各散材于疊合套準(zhǔn)時,采用一種特殊的工具槽口,此等類似長方形槽口的兩短邊呈圓弧形,兩長直邊的寬距可匹配對準(zhǔn)梢的插入 (稱為挫圓梢Flated Round Pin) 。此種槽口可分布于散材的四邊中央,并將長邊槽口之一刻意的偏一點,做為防呆用途。如此可令板材在高溫中能分別向外膨脹。冷卻時又可自由縮回,但其中央板區(qū)卻可穩(wěn)定不變,避免固定孔與插梢之間產(chǎn)生拉扯應(yīng)力,謂之中心不變式疊合。實用機(jī)組以美商Multiline之產(chǎn)品最受歡迎。
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