一種多層印制電路板厚度控制方法

何潤宏

（汕頭超聲印制板公司，廣東 汕頭 515065）

0 背景

隨著電子技術(shù)向高速、多功能、大容量和便攜低耗方向發(fā)展，多層印制板的應(yīng)用便越來越廣泛，其層數(shù)及密度也越來越高，相應(yīng)之結(jié)構(gòu)也越來越復雜。

多層板層壓品質(zhì)控制，包括板厚均勻性、板翹、銅箔皺折、異物、內(nèi)層氣泡、織紋凸露和內(nèi)層偏移等缺陷報廢。其中厚度均勻性是導致多層板產(chǎn)品報廢的主要缺陷，其導致下游封裝客戶的報廢比例高達20%以上。厚度均勻性是指同一批板件層壓后厚度公差范圍偏大，超出設(shè)計值的10%。目前多層板的層壓均采用真空壓機，其結(jié)構(gòu)為兩塊平行熱盤，一般采用導熱油媒介，將熱量通過緩沖材料（如牛皮紙等）傳導給多層板。而由于壓機設(shè)備熱盤的水平度波動和平整度直接影響到壓合的品質(zhì)，現(xiàn)有工藝技術(shù)采用定期進行水平校準和機械打磨的方法來解決這種異常對產(chǎn)品壓合品質(zhì)造成的影響。而這種辦法對于高檔次、高精度的多層印制板的短、小、輕、薄的品質(zhì)要求均無法滿足，很多裝配廠家已要求多層印制板的板厚公差小于5%，翹曲度小于0.5%，特別是高端智能電子產(chǎn)品在線路板的厚度均勻性、平整性方面都有著更嚴格的要求。

1 技術(shù)方案

（1）在層壓流程設(shè)計中成功釋放殘余應(yīng)力而實現(xiàn)板翹的改善。通過設(shè)置兩塊翹曲引導板，在多層印制板進行高溫壓合時，翹曲引導板引導多層印制板按與原來翹曲方向的反方向進行強制翹曲，在冷卻退火后，由于多層印制板不對稱的結(jié)構(gòu)特點及內(nèi)部應(yīng)力，多層印制板依然會按原來翹曲方向進行翹曲，但是由于翹曲引導板所產(chǎn)生的強制翹曲起到平衡作用，使得多層印制板的翹曲度遠小于一般翹曲（采用直板壓合情況下，多層印制板所產(chǎn)生的翹曲）的翹曲度。

（2）通過采用增加限厚邊條的方法控制壓合厚度。首先計算出多層印制板的壓合厚度；設(shè)計同厚度的限厚邊條；按設(shè)計組裝多層疊置體；將四塊限厚邊條按上下左右放置在下分離板上，形成限厚四邊形；將多層疊置體放置在限厚四邊形的中間；在多層疊置體和限厚四邊形上放置上分離板得到待壓模型；進行最后壓合處理。

通過以上技術(shù)方案解決印制板壓合的厚度均勻性和平整度的要求。

2 技術(shù)步驟

層間厚度控制的設(shè)計及制作方法，其主要技術(shù)步驟如下。

（1）按照制程設(shè)計要求，計算出得出理論的壓板厚度及采用直板壓合的情況下，多層印制板所產(chǎn)生一般翹曲的翹曲度，翹曲度按如下方法進行計算：采用直板壓合方式的多層印制板作為計算翹曲度的樣品，樣品放置到平臺上，樣品凸出的一面朝上，樣品的翹曲度=R/L，其中R為樣品與平臺最大垂直距離，L為樣品接觸平臺的對角線長度；

（2）按照理論壓板厚度，選擇同厚度規(guī)格的限厚邊條；

（3）根據(jù)計算出來的翹曲度設(shè)置多種規(guī)格的翹曲引導板，各種規(guī)格的翹曲引導板的翹曲度按照0.1%～0.5%遞增；

（4）將多張內(nèi)層芯板、半固化片、銅箔進行對位疊置，形成多層疊置體；

（5）先選擇合適翹曲度的翹曲引導板，將兩塊翹曲引導板按照相同的翹曲方向上下設(shè)置，翹曲引導板的翹曲方向與步驟（1）中一般翹曲的翹曲方向相反；

（6）將多層疊置體放置在兩塊翹曲引導板中間，未壓合多層板件的四周放置限厚邊條，在上下兩塊翹曲板的外側(cè)分別放置一塊分離板；

（7）將全部疊板進行高溫壓合。

限厚邊條可多條，可選擇采用耐高溫樹脂、銅或不銹鋼材料，厚度規(guī)格按10 μm厚度遞增，可多次循環(huán)使用，需定期清潔并測量厚度是否有變化。翹曲引導板可采用耐高溫樹脂、硅膠或鑄鐵等材料，按圓弧度翹曲設(shè)計，其翹曲規(guī)格按0.1%～0.5%遞增，可多次循環(huán)使用，需定期清潔并測量翹曲度是否有變化。其設(shè)計方案結(jié)構(gòu)（如圖1）。

圖1 加限厚條疊板

3 實施效果

上述方法大幅度提高多層印制板壓合后的平直度，且還能解決現(xiàn)有技術(shù)中熱盤本身老化翹曲而影響多層印制板翹曲的問題。此外，該方法實現(xiàn)了精確控制多層板壓合厚度，還能解決層壓流膠、織紋凸露等品質(zhì)問題，使得高端電子印制板產(chǎn)品的層間厚度均勻性、翹曲度、留厚公差和產(chǎn)品尺寸精確度等性能得到有效提升，產(chǎn)品厚度公差可以達到+5%以下，板翹≤0.5%。該技術(shù)能夠大幅度提高多層印制板壓合后的厚度均勻性，減少厚度超差報廢，大幅提高產(chǎn)品的合格率。