PCB多层板压合制程

PCB多层板压合制程

1、Autoclave 压力锅
是一种充满了高温饱和水蒸气，又可以施加高气压的容器，可将层压后之基板(Laminates)试样，置于其中一段时间，强迫使水气进入板材中，然后取出板样再置于高温熔锡表面，测量其"耐分层"的特性。此字另有Pressure Cooker 之同义词，更被业界所常用。另在多层板压合制程中有一种以高温高压的二氧化碳进行的"舱压法"，也类属此种 Autoclave Press。

2、Cap Lamination 帽式压合法
是指早期多层板的传统层压法，彼时 MLB 的"外层"多采单面铜皮的薄基板进行叠合及压合，直到 1984年末 MLB 的产量大增后，才改用现行铜皮式的大型或大量压合法(Mss Lam)。这种早期利用单面铜皮薄基板的 MLB 压合法，称为Cap Lamination。

3、Caul Plate 隔板
多层板在进行压合时，于压床的每个开口间(Opening)，常叠落许多"册"待压板子的散材(如8~10套)，其每套"散材"(Book)之间，须以平坦光滑又坚硬的不锈钢板予以分隔开，这种分隔用的镜面不锈钢板称之 Caul Plate 或Separate Plate，目前常用者有 AISI 430或 AISI 630等。

4、Crease 皱褶
在多层板压合中，常指铜皮在处理不当时所发生的皱褶而言。0.5 oz以下的薄铜皮在多层压合时，较易出现此种缺点。

5、Dent 凹陷
指铜面上所呈现缓和均匀的下陷，可能由于压合所用钢板其局部有点状突出所造成，若呈现断层式边缘整齐之下降者，称为 Dish Down。此等缺点若不幸在蚀铜后仍留在线路上时，将造成高速传输讯号的阻抗不稳，而出现噪声 Noise。故基板铜面上应尽量避免此种缺失。

6、Foil Lamination 铜箔压板法
指量产型多层板，其外层采铜箔与胶片直接与内层皮压合，成为多层板之多排板大型压板法(Mass Lam)，以取代早期之单面薄基板之传统压合法。

7、Kiss Pressure 吻压、低压
多层板在压合时，当各开口中的板材都放置定位后，即开始加温并由最下层之热盘起，以强力之液压顶柱(Ram)向上举升，以压迫各开口(Opening)中的散材进行黏合。此时结合用的胶片(Prepreg)开始逐渐软化甚至流动，故其顶挤所用的压力不能太大，避免板材滑动或胶量流出太多。此种起初所采用较低的压力(15～50 PSI)称为"吻压"。但当各胶片散材中的树脂受热软化胶化，又将要硬化时，即需提高到全压力(300～500 PSI)，使各散材达到紧密结合而组成牢固的多层板。

8、Kraft Paper 牛皮纸
多层板或基材板于压合(层压)时，多采牛皮纸做为传热缓冲之用。是将之放置在压合机的热板(Platern)与钢板之间,以缓和最接近散材的升温曲线。使多张待压的基板或多层板之间。尽量拉近其各层板材的温度差异，一般常用的规格为 90 磅到 150 磅。由于高温高压后其纸中纤维已被压断,不再具有韧性而难以发挥功能，故必须设法换新。此种牛皮纸是将松木与各种强碱之混合液共煮，待其挥发物逸走及除去酸类后，随即进行水洗及沉淀；待其成为纸浆后，即可再压制而成为粗糙便宜的纸材。

9、Lay Up 叠合
多层板或基板在压合前，需将内层板、胶片与铜皮等各种散材与钢板、牛皮纸垫料等，完成上下对准、落齐，或套准之工作，以备便能小心送入压合机进行热压。这种事前的准备工作称之为 Lay Up。为了提高多层板的品质,不但此种"叠合"工作要在温湿控制的无尘室中进行，而且为了量产的速度及品质，一般八层以下者皆采大型压板法(Mass Lam)施工，甚至还需用到"自动化"的叠合方式，以减少人为的误失。为了节省厂房及合用设备起见，一般工厂多将"叠合"与"折板"二者合并成为一种综合性处理单位，故其自动化的工程相当复杂。

10、Mass Lamination 大型压板(层压)
这是多层板压合制程放弃"对准梢"，及采用同一面上多排板之新式施工法。自 1986 年起当四、六层板需求量泪增之下，多层板之压合方法有了很大的改变。早期的一片待压的制程板上只排一片出货板，此种一对一的摆布在新法中已予以突破，可按其尺寸大小改成一对二，或一对四，甚至更多的排板进行压合。新法之二是取消各种散材(如内层薄板、胶片、外层单面薄板等)的套准梢；而将外层改用铜箔，并先在内层板上预做"靶标"，以待压合后即"扫"出靶标，再自其中心钻出工具孔，即可套在钻床上进行钻孔。至于六层板或八层板，则可将各内层以及夹心的胶片，先用铆钉予以铆合，再去进行高温压合。这种简化快速又加大面积之压合，还可按基板式的做法增多"叠数"(High)及开口数(Opening),既可减少人工并使产量倍增，甚至还能进行自动化。此一新观念的压板法特称为"大量压板"或"大型压板"。近年来国内已有许多专业代工压合的行业出现。

11、Platen热盘
为多层板压合或基板制造所需之压合机中，一种可活动升降之平台。此种厚重的空心金属台面，主要是对板材提供压力及热源，故必须在高温中仍能保持平坦、平行才行。通常每一块热盘的内部皆预埋有蒸气管、热油管或电阻发热体，且四周外缘亦需填充绝缘材料，以减少热量的散失，并备有感温装置，使能控制温度。

12、Press Plate钢板
是指基板或多层板在进行压合时，所用以隔开每组散册(指铜板、胶片与内层板等所组成的一个Book)。此种高硬度钢板多为AISI 630(硬度达420 VPN)或AISI 440C(600 VPN)之合金钢，其表面不但极为坚硬平坦，且经仔细拋光至镜面一样，便能压出最平坦的基板或电路板。故又称为镜板(Mirror Plate)，亦称为载板(Carrier Plate)。这种钢板的要求很严，其表面不可出现任何刮痕、凹陷或附着物，厚度要均匀、硬度要够，且还要能耐得住高温压合时所产生化学品的浸蚀。每次压合完成拆板后，还要能耐得住强力的机械磨刷，因而此种钢板的价格都很贵。

13、Print Through压透，过度挤压
多层板压合时所采用之压力强度(PSI)太大，使得许多树脂被挤出板外，造成铜皮被直接压在玻璃布上，甚至将玻璃布也压扁变形，以致板厚不足，尺寸安定性不良，以及内层线路被压走样等缺失。严重者线路根基常与玻纤布直接接触，埋下"阳极性玻纤丝"漏电的隐忧 (Conductive Anodic Filament；CAF)。根本解决方法是按比例流量 (Scaled Flow) 的原理，大面积压合时应则使用大的压力强度，小板面使用小压力强度；即以1.16PSI／in2或1.16Lb／in4为基准，去计算现场操作的压力强度(Pressure)与总压力 (Force)。

14、Relamination(Re-Lam) 多层板压合
内层用的薄基板，是由基板供货商利用胶片与铜皮所压合而制成的，电路板厂购入薄基板做成内层线路板后，还要用胶片去再压合成多层板，某些场合常特别强调而称之为"再压合"，简称Re-Lam。事实上这只是多层板压合的一种"跩文"说法而已，并无深一层的意义存在。

15、Resin Recession树脂下陷,树脂退缩
指多层板在其 B-stage的胶片或薄基板中的树脂(以前者为甚)，可能在压合后尚未彻底硬化(即聚合程度不足)，其通孔在漂锡灌满锡柱后，当进行切片检查时，发现铜孔壁背后某些聚合不足的树脂，会自铜壁上退缩而出现空洞的情形，谓之"树脂下陷"。这种缺点应归类于制程或板材的整体问题，程度上比板面刮伤那种工艺性的不良要来得严重，需仔细追究原因。

16、Scaled Flow Test比例流量试验
是多层板压合时对胶片 (Prepreg) 中流胶量的检测法。亦即对树脂在高温高压下所呈现之"流动量"(Resin Flow)，所做的一种试验方法。详细做法请见IPC-TM-650 中的 2.3.18 节，其理论及内容的说明，则请见电路板信息杂志第14期 P.42

17、Separator Plate隔板，钢板，镜板
基材板或多层板进行压合时，压机每个开口(Opening， Daylight)中用以分隔各板册(Books)的硬质不锈钢板(如 410，420等)即是。为防止沾胶起见，特将其 表面处理到非常平坦光亮，故又称为镜板(Mirror Plate)。

18、Sequential Lamination接续性压合法
是指多层板的特殊压合过程并非一次完成，而是分成数次逐渐压合而累增其层次，并利用盲孔或埋孔方式，以达到部份层次间的"互连"(Interconnection)功能。此法能节省板子上外表上所必须钻出的全通孔。连带可腾让出更多的板面，以增加布线及贴装SMD的数目，但制程却被拖得很长。

19、Starvation缺胶
此字在电路板工业中，一向常用在多层板压合中"缺胶"Resin Starvation问题的表达。系指树脂流动不良，或压合条件配合不当，造成多层板完成后，其板体内出现局部缺胶的情形。

20、Swimming线路滑离
指多层板在压合中，常造成内层板面线路的少许滑动移位，称为Swimming。此与所采用胶片的"胶化时间" (Gel Time)长短很有关系，目前业界已多趋向使用胶化时间较短者，故问题已减少很多了。

21、Telegraphing浮印，隐印
早期多层板压合时，为防止溢胶之烦恼，在已叠点散材之铜箔外或薄基板外，多加一张耐热的薄膜(如 Tedlar)，以方便压后脱模或离型之用途。不过当外层板所用的胶片较薄，而铜箔又仅为 0.5 oz 时，则该内层板的线路图案，可能在高压下会转印在脱模纸上。当此脱模纸又重用在对一批板子上时，则很可能又将原来的图案浮印在新的板子铜面上，此种现象称为Telegraphing。

22、Temperature Profile温度曲线
在电路板工业中的压合制程，或下游组装的红外线或热风熔焊 (Reflow)等制程，皆需寻求温度(纵轴)与时间(横轴)所匹配组成的最佳"温度曲线"，以提升焊锡性的在量产中的良品率。

23、Vacuum Lamination真空压合
此词在电路板工业中常出现于多层板的压合与干膜的贴合中。多层板的真空压合又分为真空外框式(Vacuum Frame)，即为配合原有液压式压机的"抽压法"，及真空舱式(Autoclave)，也就是利用高温高压的二氧化碳进行压合的"气压法"。前者抽压法(Hydralic Vacuum Pressing)的设备较简单，价格便宜操作又很方便，故占有九成以上的市场。后者则因设备与操作都很复杂，且所占体积也很大，加上所需耗材之费用又较贵，故采用者不多。

24、Wrinkle皱折，皱纹
常指压合时由于流胶量太大。造成外层强度与硬度稍差,如0.5oz铜箔常发生的皱纹或折纹，谓之Wrinkle。此词亦用于其它领域。

25、Zero Centering中心不变(叠合法)
多层板各散材于叠合套准时，采用一种特殊的工具槽口，此等类似长方形槽口的两短边呈圆弧形，两长直边的宽距可匹配对准梢的插入 (称为挫圆梢Flated Round Pin) 。此种槽口可分布于散材的四边中央，并将长边槽口之一刻意的偏一点，做为防呆用途。如此可令板材在高温中能分别向外膨胀。冷却时又可自由缩回，但其中央板区却可稳定不变，避免固定孔与插梢之间产生拉扯应力，谓之中心不变式叠合。实用机组以美商Multiline之产品最受欢迎。