覆銅箔層壓板及其制造方法

 杭州PCB抄板公司-緯亞電子： 覆銅箔層壓板是制作印制電路板的基板材料，它除了用作支撐各種元器件外，并能實(shí)現(xiàn)它們之間的電氣連接或電絕緣。

    覆箔板的制造過(guò)程是把玻璃纖維布、玻璃纖維氈、紙等增強(qiáng)材料浸漬環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等粘合劑，在適當(dāng)溫度下烘干至B一階段，得到預(yù)浸漬材料(簡(jiǎn)稱(chēng)浸膠料)，然后將它們按工藝要求和銅箔疊層，在層壓機(jī)上經(jīng)加熱加壓得到所需要的覆銅箔層壓板。

一、覆銅箔層壓板分類(lèi)
    覆銅箔層壓板由銅箔、增強(qiáng)材料、粘合劑三部分組成。板材通常按增強(qiáng)材料類(lèi)別和粘合劑類(lèi)別或板材特性分類(lèi)。

1.按增強(qiáng)材料分類(lèi)
  覆銅箔層壓板常用的增強(qiáng)材料為無(wú)堿(堿金屬氧化物含量不超過(guò)0．5％)玻璃纖維制品(如玻璃布、玻璃氈)或紙(如木漿紙、漂白木漿紙、棉絨紙)等。因此，覆銅箔層壓板可分為玻璃布基和紙基兩大類(lèi)。

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2．按粘合劑類(lèi)型分類(lèi)
  覆箔板所用粘合劑主要有酚醛、環(huán)氧、聚酯、聚酰亞胺、聚四氟乙烯樹(shù)脂等，因此，覆箔板也相應(yīng)分成酚醛型、環(huán)氧型、聚酯型、聚酰亞胺型、聚四氟乙烯型覆箔板。

3．按基材特性及用途分類(lèi)
  根據(jù)基材在火焰中及離開(kāi)火源以后的燃燒程度可分為通用型和自熄型；根據(jù)基材彎曲程度可分為剛性和撓性覆箔板；根據(jù)基材的工作溫度和工作環(huán)境條件可分為耐熱型、抗輻射型、高頻用覆箔板等。此外，還有在特殊場(chǎng)合使用的覆箔板，例如預(yù)制內(nèi)層覆箔板、金屬基覆箔板以及根據(jù)箔材種類(lèi)可分為銅箔、鎳箔、銀箔、鋁箔、康銅箔、鈹銅箔覆箔板。

4．常用覆箔板型號(hào)
  按GB4721-1984規(guī)定，覆銅箔層壓板一般由五個(gè)英文字母組合表示：一個(gè)字母C表示覆的銅箔，二、三兩個(gè)字母表示基材選用的粘合劑樹(shù)脂。例如：PE表示酚醛；EP表示環(huán)氧；uP表示不飽和聚酯；SI表示有機(jī)硅；TF表示聚四氟乙烯；PI表示聚酰亞胺。四、五個(gè)字母表示基材選用的增強(qiáng)材料。例如：CP表示纖維素纖維紙；GC表示無(wú)堿玻璃纖維布；GM表示無(wú)堿玻璃纖維氈。

    如覆箔板的基材內(nèi)芯以纖維紙、纖維素為增強(qiáng)材料，兩面貼附無(wú)堿玻璃布者，可在CP之后加G。

    型號(hào)中橫線右面的兩位數(shù)字，表示同一類(lèi)型而不同性能的產(chǎn)品編號(hào)。例如覆銅箔酚醛紙層壓板編號(hào)為O1～20，覆銅箔環(huán)氧紙層壓板編號(hào)為21～30；覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板編號(hào)為31～40。

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    如在產(chǎn)品編號(hào)后加有字母F的，則表示該覆箔板是自熄性的。    

二、覆銅箔層壓板制造方法
覆銅箔層壓板的制造主要有樹(shù)脂溶液配制、增強(qiáng)材料浸膠和壓制成型三個(gè)步驟。

1．制造覆銅箔層壓板的主要原材料
制造覆銅板的主要原材料為樹(shù)脂、紙、玻璃布、銅箔。

(1)樹(shù)脂
    覆銅箔層壓板用的樹(shù)脂有酚醛、環(huán)氧、聚酯、聚酰亞胺等。其中以酚醛樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂用量大。

    酚醛樹(shù)脂是酚類(lèi)和醛類(lèi)在酸性介質(zhì)或堿性介質(zhì)中縮聚而成的一類(lèi)樹(shù)脂。其中，以苯酚和甲醛在堿性介質(zhì)中縮聚的樹(shù)脂是紙基覆箔板的主要原材料。在紙基覆箔板制造中，為了得到各種性能優(yōu)良的板材，往往需要對(duì)酚醛樹(shù)脂進(jìn)行各種改性，并嚴(yán)格控制樹(shù)脂的游離酚和揮發(fā)物含量，以保證板材在熱沖擊下不分層、不起泡。

    環(huán)氧樹(shù)脂是玻璃布基覆箔板的主要原材料，它具有優(yōu)異的粘結(jié)性能和電氣、物理性能。比較常用的有E-20型、E-44型、E-51型及自熄性E-20、E-25型。為了提高覆箔板基材的透明度，以便在印制板生產(chǎn)中檢查圖形缺陷，要求環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)有較淺色澤。

(2)浸漬紙
    常用的浸漬紙有棉絨紙、木漿紙和漂白木漿紙。棉絨紙是用纖維較短的棉纖維制成，其特點(diǎn)是樹(shù)脂的浸透性較好，制得板材的沖裁性和電性能也較好。木漿紙主要由木纖維制成，一般較棉絨紙價(jià)格低，而機(jī)械強(qiáng)度較高，使用漂白木漿紙可提高板材外觀。

    為了提高板材性能，浸漬紙的厚度偏差、標(biāo)重、斷裂強(qiáng)度和吸水性等指標(biāo)需要得到保證。

(3)無(wú)堿玻璃布
    無(wú)堿玻璃布是玻璃布基覆箔板的增強(qiáng)材料，對(duì)于特殊的高頻用途，可使用石英玻璃布。

    對(duì)無(wú)堿玻璃布的含堿量(以Na20表示)，IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不超過(guò)1％，JIS標(biāo)準(zhǔn)R3413-1978規(guī)定不超過(guò)0．8％，前蘇聯(lián)TOCT5937-68標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不大于0．5％，我建工部標(biāo)準(zhǔn)JC-170-80規(guī)定不大于0．5％。

    為了適應(yīng)通用型、薄型及多層印制板的需要，外覆箔板用的玻璃布型號(hào)已系列化。其厚度范圍為0．025～0．234mm。專(zhuān)門(mén)需要的玻璃布又都用偶聯(lián)進(jìn)行后處理。為了提高環(huán)氧玻璃布基覆箔板的機(jī)械加工性能及降低板材成本，近年來(lái)又發(fā)展了無(wú)紡玻璃纖維(亦稱(chēng)玻璃氈)。

(4)銅箔
    覆箔板的箔材可用銅、鎳、鋁等多種金屬箔。但從金屬箔的導(dǎo)電率、可焊性、延伸率、對(duì)基材的粘附能力及價(jià)格等因素出發(fā)，除特種用途外，以銅箔為合適。

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    銅箔可分壓延銅箔和電解銅箔，壓延銅箔主要用在撓性印制電路及其他一些特殊用途上。在覆箔板生產(chǎn)上，大量應(yīng)用的是電解銅箔。對(duì)銅的純度，IEC-249-34和我標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定不得低于99．8％。
    
    當(dāng)前，內(nèi)印制板用銅箔厚度多為35um，50um的銅箔作為過(guò)渡產(chǎn)品，在高精度的孔金屬化雙面或多層板制造中，希望采用比35um更薄的銅箔，如18um、9um和5um。有些多層板內(nèi)層覆箔板采用較厚的銅箔，如70um。 杭州PCB|杭州smt

    為了提高銅箔對(duì)基材的粘合強(qiáng)度，通常使用氧化銅箔(即經(jīng)氧化處理，使銅箔表面生成一層氧化銅或氧化亞銅，由于極性作用，提高了銅箔和基材的粘合強(qiáng)度)或粗化銅箔(采用電化學(xué)方法使銅箔表面生成一層粗化層，增加了銅箔表面積，因粗化層對(duì)基材的拋錨效應(yīng)而提高了銅箔和基材的粘合強(qiáng)度)。為了避免因銅氧化物粉末脫落而移到基材上去，銅箔表面的處理方法也不斷改進(jìn)。例如，TW型銅箔是在銅箔粗化面上鍍一薄層鋅，這時(shí)銅箔表面呈灰色；TC型銅箔是在銅箔粗化面上鍍上一薄層銅鋅合金，這時(shí)銅箔表面呈金黃色。經(jīng)過(guò)特殊處理，銅箔的抗熱變色性、抗氧化性及在印制板制造中的耐氰化物能力都相應(yīng)提高。

    銅箔的表面應(yīng)光潔，不得有明顯的皺折、氧化斑、劃痕、麻點(diǎn)、凹坑和玷污。305g/m2及以上銅箔的孔隙率要求在300ram×300mm面積內(nèi)滲透點(diǎn)不超過(guò)8個(gè)；在0．5m2面積上銅箔的孔隙總面積不超過(guò)直徑為0．125mm的圓面積。305g／m2以下銅箔的孔隙率和孔尺寸由供需雙方商定。銅箔的單位面積重量及厚度應(yīng)符合表2．1規(guī)定。 

    銅箔在投入使用前，必要時(shí)取樣作壓制試驗(yàn)。壓制試驗(yàn)可顯示出它的抗剝強(qiáng)度和一般表面質(zhì)量。

2．覆銅箔層壓板制造工藝
  覆銅箔層壓板生產(chǎn)工藝流程如下：

  樹(shù)脂合成與膠液配制-增強(qiáng)材料浸膠與烘干-浸膠料剪切與檢驗(yàn)-浸膠料與銅箔疊層-熱壓成型-裁剪-檢驗(yàn)包裝。

    樹(shù)脂溶液的合成與配制都是在反應(yīng)釜中進(jìn)行的。紙基覆箔板用的酚醛樹(shù)脂大多是由覆箔板廠合成。

    玻璃布基覆箔板的生產(chǎn)是將原料廠提供的環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑混合溶解于丙酮或二甲基甲酰胺、乙二醇甲醚中，經(jīng)過(guò)攪拌使其成為均勻的樹(shù)脂溶液。樹(shù)脂溶液經(jīng)熟化8～24h后就可用于浸膠。
    
    浸膠是在浸膠機(jī)上進(jìn)行的。浸膠機(jī)分臥式和立式兩種。臥式浸膠主要用于浸漬紙，立式浸膠機(jī)主要用于浸漬強(qiáng)度較高的玻璃布。浸漬樹(shù)脂液的紙或玻璃布主，經(jīng)過(guò)擠膠輥進(jìn)入烘道烘干后，剪切成一定的尺寸，經(jīng)檢驗(yàn)合格后備用。

    根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，把銅箔和經(jīng)過(guò)浸膠烘干的紙或玻璃布配成疊層，放進(jìn)有脫模薄膜或有脫模劑的兩塊不銹鋼板中間，疊層連同鋼板一起放到液壓機(jī)中進(jìn)行壓制。

    合格的覆箔板應(yīng)進(jìn)行包裝。每?jī)蓮堧p面覆箔板間應(yīng)墊一層低含硫量隔離紙，然后裝進(jìn)聚乙烯塑料袋內(nèi)或包上防潮紙。

    覆箔板在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中，應(yīng)離地平放并防止雨淋、高溫日光照射及機(jī)械損傷。覆箔板庫(kù)房溫度不超過(guò)35℃，相對(duì)濕度不大于75％，無(wú)腐蝕性氣體存在。覆箔板的儲(chǔ)存期由出庫(kù)日期算起為5年，超過(guò)期限按技術(shù)要求檢驗(yàn)，合格者仍可使用。

3．覆銅箔層壓板質(zhì)量控制
    為了制造質(zhì)量一致的覆箔板，投產(chǎn)前應(yīng)對(duì)每批原材料如紙、玻璃布、樹(shù)脂、銅箔、染料及溶劑等進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)合格方可投入使用，并應(yīng)詳細(xì)記錄，以便核查。

    配制的樹(shù)脂液在使用過(guò)程中仍應(yīng)繼續(xù)攪拌，以使樹(shù)脂液濃度均勻。增強(qiáng)材料通過(guò)浸膠槽應(yīng)有足夠時(shí)間，保證樹(shù)脂對(duì)增強(qiáng)材料的完全滲透，以防止基材出現(xiàn)缺膠及分層等缺陷。浸膠料應(yīng)存放在相對(duì)濕度為30％～50％、高溫度不超過(guò)21℃及無(wú)催化作用(如無(wú)紫外線照射及輻射環(huán)境)的庫(kù)房中。板材成型時(shí)，在保證基材固化完全的基礎(chǔ)上，成型溫度不宜過(guò)高，以免銅箔表面氧化和高分子材料降解。在不銹鋼板上不宜涂過(guò)量脫模劑，以免污染覆箔板板面。任何人接觸銅箔，都應(yīng)戴上潔凈手套，以保證銅箔面上沒(méi)有指印和玷污。

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