《覆銅板制造工藝》

1、覆銅板制造工藝1目 錄一、覆銅板的定義及分類二、覆銅板的性能和標(biāo)準(zhǔn)三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝2一、覆銅板的定義及分類3一、覆銅板的定義及分類 覆銅板的定義：將增強材料浸以樹脂，一面 或兩面覆以銅箔，經(jīng)熱壓而成的一種板狀材料， 稱為覆銅箔層壓板（Copper Clad Laminate,CCl）， 簡稱覆銅板。它用于制作印制線路板（Printed Circuit Board,PCB）。4一、覆銅板的定義及分類 對于覆銅板類型，常按不同的規(guī)則，有不同的分類： 1.按覆銅板板的機(jī)械剛性劃分： 剛性覆銅板和撓性覆銅板2.按不同絕緣材料、結(jié)構(gòu)劃分： 有機(jī)樹脂類覆銅板、金屬基覆銅板、陶瓷基覆銅板3.按覆銅

2、板的厚度劃分： 按覆銅板的厚度，可分為常規(guī)板和薄型板。 常規(guī)板厚度0.8mm 薄型板厚度0.8mm （不含銅箔厚度） 注：IPC標(biāo)準(zhǔn)薄板定義厚度0.5mm 5一、覆銅板的定義及分類 環(huán)氧樹脂玻璃纖維布基板的0.8mm以下薄型板可適 于沖孔加工， 0.8mm以下玻纖布薄型板可作為多層 印制電路板制作用的內(nèi)芯板。4.按增強材料劃分： 覆銅板使用某種增強材料，就將該覆銅板稱為某材料 基板。常用的不同增強材料的剛性有機(jī)樹脂覆銅板有 三大類： 玻璃纖維布基覆銅板、紙基覆銅板、復(fù)合基覆銅板。5.按照采用的絕緣樹脂劃分： 覆銅板主體樹脂使用某種樹脂，就將該覆銅板稱為某 樹脂板，如：環(huán)氧樹脂板；酚醛板。6一、

3、覆銅板的定義及分類6.按照阻燃等級劃分： 按照UL標(biāo)準(zhǔn)（UL94、UL746E等）阻燃等級劃分有非 阻燃型和阻燃型覆銅板。7.按覆銅板的某些特殊性能劃分： 如：高Tg板、高介電性能板、抗輻射板、高CTI板、 低熱膨脹系數(shù)板、無鹵板，等。8.按照覆銅板所用樹脂和增強材料分類： 按照剛性的各類覆銅板所用樹脂和增強材料的不同， 可以將其分類為五大類：紙基板、玻纖布基板、復(fù)合 基板、積層多層板基材、特殊基板。 7二、覆銅板的性能和標(biāo)準(zhǔn)8二、覆銅板的性能和標(biāo)準(zhǔn) 覆銅板的性能要求可以概括為以下六個方面的要求： 1.外觀要求 如：金屬箔面凹坑、劃痕、樹脂點、褶皺、針孔、氣 泡、白絲，等。2.尺寸要求 如：長

4、度、寬度、對角線偏差、翹曲度，等。3.電性能要求 包括：介電常數(shù)、介質(zhì)損耗角正切、體積電阻、表面 電阻、絕緣電阻、耐電弧性、介質(zhì)擊穿電壓、電氣強 度、相比漏電起痕指數(shù)，等。9二、覆銅板的性能和標(biāo)準(zhǔn)4.物理性能要求 包括：尺寸穩(wěn)定性、剝離強度、彎曲強度、耐熱性、 沖孔性，等。5.化學(xué)性能要求 包括：燃燒性、可焊性、耐藥品性、玻璃化溫度、平 均熱膨脹系數(shù)、尺寸穩(wěn)定性，等。6.環(huán)境性能要求 包括：吸水性、壓力容器蒸煮試驗，等。10二、覆銅板的性能和標(biāo)準(zhǔn)IPC 4101標(biāo)準(zhǔn)IPC4101標(biāo)準(zhǔn)剛性及多層印制板用基材規(guī)范于1997年12月正式頒布，IPC標(biāo)準(zhǔn)以PCB基材及相關(guān)基材標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展速度快，產(chǎn)品種類多

5、、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)配套完善而得到國際社會的廣泛認(rèn)可。該規(guī)范對覆銅板的性能要求包括以下幾個方面：.對金屬箔面的外觀的要求：該要求主要指對金屬箔面皺折、劃痕及凹坑等缺陷的要求。見附表.尺寸要求：覆銅板的尺寸要求包括長度、寬度、厚度、垂直度及弓曲和扭曲度的要求。.性能要求：該要求包括電性能要求、物理性能要求、化學(xué)性能要求、環(huán)境性能要求等。11二、覆銅板的性能和標(biāo)準(zhǔn)A級板外觀質(zhì)量指標(biāo) ：12二、覆銅板的性能和標(biāo)準(zhǔn)覆銅板的厚度偏差：13二、覆銅板的性能和標(biāo)準(zhǔn)覆銅板性能值 ：14三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝15三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝 FR-4型覆銅板阻燃型環(huán)氧樹脂玻璃纖 維布覆銅箔層壓板，該類覆銅板具有強度高、

6、 耐熱性好、介電性能好，基板通孔可以鍍金屬 等特點，是目前覆銅板所有品種中用途最廣， 用量最大的一類。 16三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝 FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝流程主要包括：1. 原材料檢驗2.調(diào)膠3.上膠4.選片5.疊配6.壓合7.分解8.剪切9.外觀檢驗10.包裝標(biāo)識 17三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝FR-4剛性覆銅板的典型工藝流程圖，如下：18三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝1、原材料檢驗檢驗?zāi)康模捍_保生產(chǎn)原材料品質(zhì)及其穩(wěn)定性。檢驗材料：公司采購原材料檢驗要點：嚴(yán)格依照公司或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對原材料相關(guān)性能進(jìn)行檢測，并給予使用過程中的監(jiān)控。 FR-4覆銅板主要由樹脂、增強材料、銅箔三大部分構(gòu)成。其它生產(chǎn)F

7、R-4覆銅板的材料包括：雙氰胺（Dicy、DCD）、二甲基咪唑（2MI）、二甲基甲酰胺（DMF）、丙酮（ACE）、離型膜、牛皮紙、包裝用材料，等。.樹脂 我司目前生產(chǎn)用樹脂為溴含量為1921%的低溴環(huán)氧樹脂，這樣生產(chǎn)的FR-4板材阻燃性能達(dá)到UL94-V0級。19三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝 目前，我司使用的樹脂包括：廣州宏昌電子材料有限公司的450A80和454A80、廣東紐寶利公司的2800A80和2803A88，以及殼牌1031A70。其中450A80為白膠樹脂（白色）；454A80為黃膠樹脂（淡黃色）； 1031A70為UV樹脂（黃褐色）。454A80樹脂與450A80樹脂的區(qū)別在于：

8、454A80樹脂生產(chǎn)的板料預(yù)備UV阻擋功能，而450A80樹脂需在混合1031A70樹脂后，才能具備相同的功能。 注：450A80中“A”表示溶劑“丙酮”（ACETON） “A80”表示樹脂為固型份為80%的丙酮溶液。.增強材料 FR-4用增強材料為玻璃纖維布。玻璃纖維抗拉強度高、電絕緣性能好、尺寸穩(wěn)定、耐高溫，是良好的增強絕緣20三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝 材料。玻璃纖維布（簡稱玻纖布）采用玻璃纖維紗作為經(jīng)緯紗，在織布機(jī)上交織而成。與纖維無定向隨機(jī)分布的玻璃纖維紙相比，具有纖維密度大，強度利用率高，尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點，因而玻纖布是優(yōu)質(zhì)覆銅板的主要原材料。 玻璃纖維的性能在很大程度上有玻璃的化

9、學(xué)成份決定，即與玻璃中氧化物的種類和比例有關(guān)（主要成分SiO2、CaO、Al2O3為主體的多種氧化物混合物）。覆銅板用玻纖布一般為無堿玻璃成分，意指堿金屬氧化物含量極少的鋁硼硅酸鹽成分，國際上通常稱作E玻璃。在常溫下E玻璃的體積電阻率大于1015cm ，在頻率為106Hz時的介電常數(shù)r為6.6，介質(zhì)損耗角正切tan為1.1103，能夠滿足覆銅板對電性能的要求。 21三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝我司常用的玻纖布型號和指標(biāo) 其它型號玻纖布22三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝 玻纖布的缺陷主要包括： .由浸潤劑條紋或熱清洗不完全等原因造成的有色條紋； .緯紗斜移（緯斜）； .玻璃纖維突起的玻纖斷絲； .魚眼

10、（因玻纖布偶聯(lián)劑處理不良造成）。.銅箔 銅箔分類.按生產(chǎn)工藝劃分：23三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝壓延銅箔 該類型銅箔為熔煉制備的銅板經(jīng)多次重復(fù)輥軋制成原箔，再經(jīng)粗化處理、耐熱層處理及防氧化處理而成。由于壓延加工工藝的限制，該類銅箔很難滿足剛性覆銅板的生產(chǎn)要求，而用于撓性板中。 該類銅箔的特點為：致密度高，表面較為平滑，有利于印制電路板的信號快速傳送，故常用在高頻高速傳送、精細(xì)線路的印制電路板中。電解銅箔 該類銅箔為在專用電解設(shè)備中將事先制備的硫酸銅電沉積成原箔，再經(jīng)過一系列處理而成。24三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝.按性能劃分標(biāo)準(zhǔn)銅箔 該類銅箔主要用于壓制環(huán)氧玻纖布覆銅板（以FR-4板為代表）和

11、紙基酚醛樹脂覆銅板。對用于FR-4板的銅箔，除了進(jìn)行必要的粗化處理外，還要進(jìn)行耐熱處理（如鍍鋅、鍍黃銅等）、特殊耐高溫防氧化處理，與基材有較高的結(jié)合力，耐熱溫度達(dá)到200左右，它以18m銅箔為主體。高溫高延伸性銅箔主要用于多層印制板高延展性銅箔主要用于撓性板耐轉(zhuǎn)移銅箔和低輪廓銅箔25三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝.按厚度分厚銅箔 厚度70m常規(guī)厚度銅箔 70 m 厚度18m薄銅箔 18 m 厚度12m超薄銅箔 12 m 厚度銅箔品種及型號（見附圖）26三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝27三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝銅箔單位面積質(zhì)量28三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝2、調(diào)膠 工段目的：把合格的原材料（化工原材料

12、）按工藝配方的要求調(diào)制成膠料，供上膠工序使用。 工段原料： 溴化環(huán)氧樹脂：主要原料（20%丙酮溶液） 雙氰胺（Dicy）：固化劑（白色粉末狀固體） 二甲基咪唑（2MI）：催化劑（白色固體結(jié)晶） DMF和ACE：溶劑（液體，微毒，易燃爆） 工段流程：.將依照配方要求稱取的固化劑、催化劑用DMF和丙酮在溶解罐中充分溶解6小時；29三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝.將上述溶液打入已盛有溴化環(huán)氧樹脂的調(diào)膠罐中，攪拌3小時；.由調(diào)膠員工通過熱平板測試儀實驗已滿足工藝要求的攪拌完成的膠液（每次取樣0.2ml），測試膠液的凝膠時間GT(Gel Time)。當(dāng)凝膠時間滿足工藝規(guī)定時，將整罐膠液打入熟化罐待用。若不滿

13、足工藝要求，需通過添加適量催化劑2MI調(diào)整GT，直至滿足工藝要求。工段潛在品質(zhì)問題：30三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝31三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝調(diào)膠工藝圖：32三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝3、上膠工段目的：將合格玻布在滿足工藝要求的膠液中充分浸漬，經(jīng)過烘箱烘制，制備成符合工藝要求的半固化片。（該階段完成后，樹脂由液體形態(tài)的零固化熱反應(yīng)成B片常溫固體形態(tài)的4550%固化程度，屬于化學(xué)變化）工段原料： E級玻璃纖維布（7628、2116等）、膠液工藝流程：. 玻纖布開卷：將玻布固定在開卷軸上（注意對準(zhǔn)中心位置，避免布歪斜），測量玻布緯斜、弓緯值，并檢查卷頭布雜質(zhì)和條紋等品質(zhì)因素。滿足品質(zhì)要求方可供上

14、膠使用。33三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝. 熱接：將兩卷玻布頭尾通過粘接帶加熱固化的連接方式。這里需要注意的是，兩卷玻布接布時，需布頭挺直且經(jīng)緯對齊，同時需保證熱接臺溫度和熱接時間。避免上膠過程中出現(xiàn)斷布或玻布經(jīng)紗張力相差較大，引發(fā)B片緯斜超標(biāo)。.前儲料架：用于接布等操作時，使生產(chǎn)連續(xù)進(jìn)行。需要注意的是，確保料架升降速度，避免張力不均。.浸膠：通過控制計量輥間隙的方式控制上膠半固化片（B片）的樹脂含量。這里需要注意的是計量輥表面潔凈度、平行度和膠盆內(nèi)膠液液位，避免因計量輥表面粘污或液位偏低引起B(yǎng)片浸膠不夠、雜質(zhì)或樹脂含量不均。34三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝. 熱接：將兩卷玻布頭尾通過粘接帶加熱固

15、化的連接方式。這里需要注意的是，兩卷玻布接布時，需布頭挺直且經(jīng)緯對齊，同時需保證熱接臺溫度和熱接時間。避免上膠過程中出現(xiàn)斷布或玻布經(jīng)紗張力相差較大，引發(fā)B片緯斜超標(biāo)。.前儲料架：用于接布等操作時，使生產(chǎn)連續(xù)進(jìn)行。需要注意的是，確保料架升降速度，避免張力不均。.浸膠：通過控制計量輥間隙的方式控制上膠半固化片（B片）的樹脂含量。這里需要注意的是計量輥表面潔凈度、平行度和膠盆內(nèi)膠液液位，避免因計量輥表面粘污或液位偏低引起B(yǎng)片浸膠不夠、雜質(zhì)或樹脂含量不均。35三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝. 定中：主要作用為平衡經(jīng)過烘箱的浸膠玻布經(jīng)向張力，降低B片緯斜。需注意調(diào)整平衡位置，具體以開卷處位置為基準(zhǔn)。.切邊：

16、作用為切除B片兩側(cè)毛羽邊，統(tǒng)一B片長邊尺寸，利于后續(xù)工段的操作。需注意觀察邊條切割情況，及時更換刀片，避免出現(xiàn)B片毛邊。.切片：切刀前各壓輥必須保證B片順利通過無褶皺，同時確保切刀鋒利，避免連片。.收片：注意疊放整齊，分類標(biāo)識清楚，注意觀察B片外觀質(zhì)量，及時區(qū)別不合格B片。工藝參數(shù)： B片凝膠時間（GTPP）、B片樹脂含量（RC）、樹脂36三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝 流動度（RF）、有機(jī)溶劑揮發(fā)份（VC）。我司常規(guī)B片GTPP控制指標(biāo)如下：37三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝上膠工段參數(shù)控制潛在品質(zhì)問題：38三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝注：因調(diào)膠和上膠工段中使用丙酮等易燃易爆有機(jī)溶劑，故為消防重點部位

17、，需禁止煙火、防止鐵器碰撞和電火花，按消防安全規(guī)定操作。39三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝4、選片工段目的：將上膠參數(shù)合格的半固化片（B片）依據(jù)生產(chǎn)指令的要求配制成滿足要求的基板用B片張數(shù)，同時剔除所用B片中的雜質(zhì)、缺膠、跳絲等缺陷。工段原料：半固化片（B片）工藝要點： .按生產(chǎn)指令領(lǐng)用B片，定點疊放。 .按工藝要求選配標(biāo)記布“S” 、“R” （待定 ） .疊片時，必須隔張對調(diào)，以平衡B片間張力、控制板材內(nèi)應(yīng)力，達(dá)到控制板材翹曲的目的。 .疊片需對齊放置，每本張數(shù)要準(zhǔn)確，完成后應(yīng)吸樹脂粉塵、烘邊。40覆銅板結(jié)構(gòu)圖： 它由銅箔(Cu foil)、面料(Face)、芯料(Core) 三部分構(gòu)成（結(jié)構(gòu)如

18、下），經(jīng)過高溫?zé)釅汗袒尚汀?2345 1 、5 - 標(biāo)準(zhǔn)電解銅箔 2 、4 - 面料（標(biāo)記布） 3 - 芯料三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝41三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝選片工段潛在品質(zhì)問題： 42三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝5、疊配工段目的：按生產(chǎn)指令的要求給選配好的每張板料配置客戶需求的銅箔規(guī)格（或離型膜），并裝置模具。工段原料：選配好的B片、標(biāo)準(zhǔn)電解銅箔、離型膜工藝要點： .確保工段環(huán)境的絕對清潔，必要時提高空間濕度，以減少空間內(nèi)懸浮塵埃。（通常選用一萬級凈化度） .按生產(chǎn)指令要求領(lǐng)用銅箔和選配好的B片。并對不符合指令或品質(zhì)要求的材料及時反饋和處理。 .按生產(chǎn)指令要求疊配每本書的板材數(shù)目。 .

19、按合適的手勢疊配，同時確保鋼板、銅箔和B片對位準(zhǔn)確整齊。43三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝疊配工段潛在品質(zhì)問題：44三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝6、壓合工段目的：將疊配好的板料送入壓機(jī)進(jìn)行熱壓，完成最終的板材成型。（該階段完成后，板料內(nèi)的樹脂將固化完全，通過化學(xué)反應(yīng)成高度交連的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并形成最終的物理化學(xué)形態(tài)）工段原料：疊配好的板料工藝要點： .整缸板料送入壓機(jī)前，應(yīng)仔細(xì)核對生產(chǎn)流程卡，參照生產(chǎn)工藝卡調(diào)用合適的壓制工藝。 . 壓制前十五分鐘，通知鍋爐房。 .壓制過程中應(yīng)注意觀察壓制工藝參數(shù)運行情況，并作好記錄 如出現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即通知工藝員和組長。45三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝 .熱壓結(jié)束后

20、，應(yīng)觀察彈簧片是否跳出，確定沒有后再送入冷壓機(jī)。 .在冷壓機(jī)中進(jìn)行冷卻，冷卻時間應(yīng)按工藝要求。壓制工段潛在品質(zhì)問題：46三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝7、分解工段目的：將壓制好的覆銅板與鋼板模具分離，并檢查清洗鋼板至疊配工段循環(huán)使用。工段材料：壓制好的板料工藝要點： .分解時，對覆銅板表面品質(zhì)進(jìn)行目前，發(fā)現(xiàn)凹坑、樹脂點等品質(zhì)異常及時反饋鋼板打磨員工及領(lǐng)班。 .鋼板打磨時，需仔細(xì)目視檢查鋼板表面和邊緣鋼原、粘污和流膠等影響板材品質(zhì)的點，并及時清除。 .需仔細(xì)核對分解缸次和疊配缸次板材鋼板的配套情況，及時減補或更換鋼板。 .每本書分解完成后，應(yīng)正確的用小紙條板材送驗47三、FR-4覆銅板生產(chǎn)工藝 單對每本書加以區(qū)分，避免拼缸板料混放，導(dǎo)致發(fā)貨錯誤。 .根據(jù)板材厚度，正確的疊放板材張數(shù)（如：0.8mm以上板料疊放不超過6本；0.8mm以下板料不超過4本） .對滑板、流