浅谈多层板涨缩控制

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1、浅谈多层板涨缩控制深圳市爱升精密电路科技有限公司袁斌作者简介：袁斌：2000年至今一直从事PCB干流程、机加工制程方面研究，在线路、阻焊、层压及机加工方面有着丰富的经验及独特的见解。现任深圳市爱升精密电路科技有限公司工艺部主管Tel：0755-27335951-1028Fax：0755-27335779E-mail：yuanbin16888@126.com一、前言随着PCB行业日新月异的发展，我国多层板生产量呈稳步增长，其生产产值已远远超过双面板及其他类型板，占生产总值的首位。呈多层化、轻薄化及HDI方面发展。下图为2008年3月份CPCA进行的市场推测图表：但多层板压合后

2、涨缩、层间偏位，由此造成的内开、内短、尺寸超差等问题却一直困扰着业界。虽然各厂家均有一定的内层补偿系数来维护多层板的尺寸稳定，但对于尺寸失真的真正原因，业界的分析可谓少之又少。笔者一直从事多层板的生产制作于工艺维护，在多层涨缩问题上进行较长时间的研究，总结出如下经验，仅供业界参考使用；二、涨缩原因分析1、材料：板材由铜箔、环氧树脂、玻璃纤维布三者构成，它们经高温压合冷却后因膨胀系数不同而出现内应力,(铜：17*10-6cm/cm/.°C，110*10-6cm/cm/.°C)内应力的大小由环氧树脂分子结构，环氧树脂含量，介质厚度与铜箔厚度和纤维布的种类在生产条件下互相影响决定

3、。在生产中破坏了它们之间的平衡力时基材将会出现收缩变形，造成基材上的内层线路图形失真。2、工艺流程：多次磨板或磨痕过大，基材受压产生弹性变形，过去认为磨板的因素对收缩系数影响不大。但本人跟踪外层自动曝光机的试产过程中发现多次磨板可对收缩系数增加0.20mil/in-0.35mil/in不等。同时制作工程部负责出菲林的工程师也有同感，总厚度越薄的线路板，其外层菲林需加长才能满足对位精度要求。本人认为可能因磨板产生的内应力比较小且稳定，所以无知地算在基材的内应力中了。3、菲林变形控制：所有线路板厂对内层环境的温度，湿度控制进行大量投资，对菲林变形方面有足够的改善，但本人在跟踪生

4、产菲林变形类型时发现，生产过的旧菲林在放置两星期后再生产时，即使在曝光前测量菲林无变形，但生产5-10块后出现持发性变形，造成后继生产批量性的超差，工序上有二次元测量机条件下，象这样情况需生产20块后用二次员再测量一次菲林。目前已有无收缩的玻璃菲林引进，但在价格上，送货时间及线路板所用ORC曝光机的构造等原因未能迅速推广。控制菲林的标准：菲林的尺寸在恒温恒湿的环境也存在变化，因此菲林变形到什么程度可继续生产，就需一个控制标准。其准确性可以既能控制线路板不会出现超差。又能节约物料。根据本人长期跟踪试验，菲林的控制标准为±2mil最适合，超出控制范围的变形菲林则不能生产，因为从

5、实际生产中可知：用超出±2mil的变形菲林生产出的线路板会出现±3mil-±8mil的超差范围。三、菲林的补偿综上所述，多层板在内层生产及压合过程中，不可避免的会造成涨缩现象，工艺方面和菲林管控方面的问题各PCB厂家均有一套不同的方案进行控制，但板料本身的涨缩则只有通过内层线路菲林时的补偿方可达到压合后与CAM设计一致的目的。菲林的补偿方式：目前线路板厂存在多种菲林补偿方式，其中最常用的为在CAM/CAD上操作方便的中心补偿及左下角补偿，还有一种补偿为先逐套单元补偿，再进行整板拼图，这种方法一般用在手机主板生产上，因手机板单元面积小，结构存在大铜面，单元内收缩系数很小，对于

6、单元面积较大的盲孔板，这种把单元内的板材作不收缩的方法无法满足精度的要求。补偿系数的重要性：普通的低层数板，一般客户要求焊盘直径与孔直经之差大于11mil，基材及图形在排板结构上非常对称。在尺寸相对较小(10-16")和情况下，补偿系数影响较小，一般不会出现崩孔坏点，对这类型的线路板可不考虑补偿系数或没有严格控制补偿系数；但月产量上百万平方英尺的大型工厂，为了追求板材高利用率和高生产效率，往往采用大面积拼图生产(16-24")。在生产时若不考虑加补偿系数钻孔后将会出现崩孔，例如按10mil厚基材的补偿系数Fill=0.30mil/in，Warp=0.45mil/in计算，线

7、路板总长度偏差有5mil-12mil。影响补偿系数准确性的因素及原因：工序因素原因排板结构排板结构(纤维数，总厚度)。正常结构与假层结构。MI各层线构拼图中的单元数及单元内的线构(G/G.G/S.S/S)补偿方式中心补偿，左下角补偿，单元补偿环氧树脂分各供应商的树脂成分不同：高Tg料；Getek料，Rogers料，子结构BT料介质厚度及不同的板厚与铜厚混合内应力不同铜箔厚度供应商纤维布的种不同的厚度所用的纤维布种类不同：1080.2116.7628类基材压板参供应商生产基材压力不同数开料方式横/直纹(Fill与Wa