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发布日期:2021-06-25 20:02   来源:未知   阅读:

  PCB 教育訓練教材 主講:阿里山 PCB 的基本組成(環氧樹脂板) 銅箔 PP(預浸布) 熱壓 雙面基板 導體材料:銅箔 介電層: 支撐材料:玻纖布 主材料: 環氧樹脂 銅箔 導體材料:銅箔 **多層電路板由雙面板,PP(預浸布),銅箔排列組合熱壓而成 四層板 銅箔 六層板 銅箔 八層板 銅箔 PP(預浸布) 雙面板 PP(預浸布) PP(預浸布) 雙面板 PP(預浸布) 雙面板 PP(預浸布) PP(預浸布) 雙面板 PP(預浸布) 雙面板 PP(預浸布) 雙面板 PP(預浸布) 四層板 銅箔 六層板 銅箔 八層板 銅箔 PP(預浸布) 雙面板 PP(預浸布) PP(預浸布) 雙面板 PP(預浸布) 雙面板 PP(預浸布) PP(預浸布) 雙面板 PP(預浸布) 雙面板 PP(預浸布) 雙面板 PP(預浸布) 玻璃纖維(布) 玻璃纖維: 連續式(Continuous):用於織成玻璃布(Cloth或Fabric) 不連續式定長纖維(Staple) 用於塑膠成型中補強材料,片狀為玻璃席(Mat): 非纖性(Nonwoven)的補強(Re-enforcement)的材料, 用於基板者如NEMA規範中之CEM-3即是。 玻璃纖維按其組成可區分為四種商品 高堿性之A級 抗化性之C級 電子用途之E級 高強度之S級 電路板中所用的就是E級玻璃,其介電性質優於其他三種 預浸布的 (P.P.)怎麼來的 1st step 玻璃原料 玻璃絲 3rd step 含浸上膠處理 2nd step 玻璃紗 玻璃布 預浸布(PP) 玻璃原料 back 電熱的熔爐內加溫到1300℃以上 玻璃漿 注入有許多抽口而直徑極小的鉑金容器內(Bushing),將之以 高壓快速擠出抽出並冷卻成為玻璃絲,此種細絲之直徑有時會 小到0.15 mil,需靠仔細調配玻璃漿的粘滯度及抽出的速度來 加以控制,其抽出速度非常快,最高可達1500~15000尺/分鐘, 一旦離開容器後受到冷水的噴灑將立即冷卻成固體 玻璃絲 做表面粘合劑的處理(Binder),方可使各獨立的單 絲再併合成為較有耐力的絞,此種粘合處理尚可使各 玻璃絲在紡紗的過程中可受到保護,以及增加滑澗減 少磨損的作用,有時也稱做上漿處理(Sizing)。 絞 此種絲束在未做旋扭之前稱為“絞” 為加強其絲束本身的集合強度,又將其繞在一錐形的 線軸上(Bobbin)而達到絲束之旋扭(Twisting),此 稱為“紗”(Yarn) 玻璃紗 玻織紗在紗束中之左旋(z)與右旋(s) 玻璃紗 整經 玻璃布是由經紗(Warp)及緯紗(Fill)所縱橫交織而成的,因經紗的長 Warping 度很長,關係著布料的整體品質,故需就所織出布幅寬度,將所買來的 原紗重新加以密集間隔排列,也就是重新將多卷原紗同時平行排繞在等 待織布的經軸上(Warp beam)經紗對整卷布料的品質影響要較緯紗為 大,故需將買來的經紗重整一次以保證布的品質。緯紗則是直接繞在緯 管上(Qvill or bobbin)去織布即可,無需再做其他整理及處理 漿經 把重新彙集排列過的經紗,做一次上漿的(Sizing)稱為“漿經”。法如 同對玻璃絲集合成為玻璃絞的粘合處理一樣,增加滑潤及減少磨損。漿 Slashing 料的成份多為澱粉、油脂、臘類或為聚氯醇類(PVA)等 綜框 此一動作是把每支經紗都穿入帶頭的鋼扣中,使能在織布機內(Loom) Entering 進行上下提動 上緯紗 緯紗是把原裝的生紗重新直接繞在緯管上,織布時由“梭子”或壓縮空 Qvilling 氣的帶動,往復奔馳於經紗之間,並與之形成一上一下的穿越交織 織布 Weaving 早期的織布機都地用梭子牽引緯紗,快速往復穿過一上一下的經紗 而織成布匹的,不但吵聲太大,且機械繁親容易損壞。業者現在都 已改良為無梭織布機,即改用速度更快的壓縮空氣或水體來帶動緯 紗。用於基板的玻璃布,自始至終都只用一種平織法(Plain Weave),是經緯上下交錯的,因這種織法的尺寸最具安定性也最 不易變形,而且重量及厚度也最均勻。 單紗平纖, 雙紗并然平纖 燒潔 當玻纖布已編織完成,就要把為制程方便而暫時塗上的 Heating Claning 漿料燃燒掉,以得到潔淨的玻纖布,使能再做進一步的 矽烷偶合處理。 矽烷處理 Silane Finishing 1.使其在兩者膨脹係數相差極大(約10倍)的情形下,扮演 一種連接雙方的偶合劑角色(Coup-ling agent),讓樹脂除 了原來機械之粘性外,再提供一種分子級的“化學鍵接力”, 如彈簧一般能施展出一種緩衝作用,在溫度遽變下維持二者 的結合強度,故又可稱之為“附著力促進劑”(Adhesion promoter)。 2.矽烷處理層尚能保護玻璃表面,使其在水份的包圍下不致 失去與樹脂的附著力,2983555.com迎接十四运 330kV电缆隧道项目首,進而可維持介電物質之絕緣性。 可知玻璃布最後所做的表面處理,對電路板的品質是如何的重要了。 玻璃布(Fabric or Cloths) back 矽烷 “矽烷處理”是玻璃表面的一種“偶合”性的皮膜層, 環氧矽烷 無機部分 碳氫及矽之主體 (CH3O)3 Si R 有機部分 O CH CH 偶合劑 有機端可與樹脂進行架橋, 無機端能與玻璃中之矽原子進行脫水之縮合反應。 單分子層“偶合皮膜”,在B-stage之膠片完工時即已形成了。 back 玻織布含浸及處理塔中處理過程 烤箱處理塔 (12M) A-stage 溫度管理 溫度管理 T 含浸處理 T 原料監控 V 拖行速度 S 玻纖布 厚度監控 張力控制 載膠厚度 滾輪間距 張力控制 膠片管理 硬化程度 凡立水 B-stage 黏度控制 為了對此種自動連續生產的制程做好品管起見,在每隔一段距離都要定時剪取樣 品對其膠化時間(Gel time)、膠流量(Resinflow)及膠含量(Resin Content)進 行分析。有時也要做揮發分率及Dicy結晶的觀察以確保品質的穩定。而且每次更 換不同材料原料,也都要進行分析及紀錄,作為改進的參考。 NEXT 樹脂混液的狀態分類 A-stage 當n值在0,1,2時整個樹脂呈現液態(清漆或稱凡立水(Varnish)),稱 為A-Stage,此液體可再以溶劑當成載體,將之塗布在玻璃纖維上, B-stage 使之在烤箱或熱風中繼續反應當n值增加到2以上時,即成為固體之B-stage prepreg(B 狀態的膠片)。玻纖布在含浸液膠並完成半乾的膠片後,稱為 B-stage。 C-stage B-stage prepreg經高溫軟化及液化而呈現粘著性, 於雙面基板或多層板中做為積層壓合之接著劑用途。 經此高溫軟化再次壓合又硬化後,即將永遠無法回頭, 這種最終硬化狀態稱為C-stage。 BACK 含浸上膠處理(Treating) 膠含量(或樹脂含量)的控制 (1) “定量滾軸”(Metering Rollers或Squeeze Rollers)之間距控制精度 (2)玻纖布之單位面積重量及厚度 (3)凡立水的粘度管理 (4)速度:不宜任意調整,因牽一發動全身會影響到烤箱中硬化的情形 back “Oven is the best friend of PC Board” back 烤機組合(Oven Module)之管理:應注意拖行速度及熱風的溫度及風速 (1)熱風溫度低,拖行速度慢所完工之膠片 ,其後來再行加熱軟化流動時,Melt Viscosity常較低,故Resin flow會增大。 (2)熱風溫度高拖行速度快時,其成品膠片 內外交聯差異也大,使得後來的Melt Viscosity也相對增高,反使得Flow減少。 (3)烤箱中熱風的吹送方向,與膠片進行方向宜采迎面吹送方式 使Dicy在樹脂主鍵的側煉上得以加掛,以及部分主鍵本身的延伸, 並使溶劑及揮發份容易逸走。 控制不佳時造成外表先幹,玻璃束中若尚留有少量溶劑未能完全趕出時,此類膠 片有可能會造成後來焊接時的“樹脂下陷”(Resin Recession)甚至爆板的可能。 基板樹脂生膠水 BACK 基板樹脂生膠水與反應之各主要成份: ●單體——有兩種,即丙二酚及環氧氯丙烷, 耐燃助劑的四溴丙二酚(TBBA) ●架橋劑——雙氰胺Dicy(又稱催化劑或硬化劑) ●速化劑苯二甲基胺 (Benzyl-dimethylamine,BDMA) 2-甲咪唑(2-Methylimidazole,2-MI) ●溶劑—— Ethylene glycol monomethyl ether。簡稱EGMME ●稀釋劑——丙酮(Acetone)或丁酮(Methyl Ethyl Ketone,MEK)等 ●填充劑—— 碳酸鈣、矽化物,及氫氧化鋁等 (多層板的材料不可加入填充劑以防漏電) 或銻化物等增加難燃效果。 Why dicy? BACK 1.本身為一種反應性極強的化合物。可扮演一種非常活躍的“介紹人” 2.需先在160℃的高溫下自身裂解後的碎片,才有架橋的作用 常溫時就不會使得環氧樹脂的聚合進行的太快 因而也就讓未完全聚合的樹脂,擁有一段可儲藏的時間 缺點 (1)會吸水,成為爆板的潛在危機。 (2)高溫裂解會產生氣體。 (3)萬一與銅面接觸時,會發生反應而生成“胺銅”的鹽類及水份,會 妨礙 了銅皮與基板的結合強度,甚至爆板。 生膠水單體組成及反應 CH3 HO C CH3 丙二酚 O OH CH2 CH CH2Cl 環氧氯丙烷 BACK Br HO Br CH3 Br C OH CH3 Br 四溴丙二酚 Difunctional 銅箔 輾軋法(Rolled-or Wrought Method) 電鍍法(Electrodeposied Meehod) 按IPC-CF-150將銅箔分為兩個類型 TYPEE 表電鍍銅箔 TYPEW 表輾軋銅箔 將之分成八個等級 class 1到class 4是電鍍銅箔 class 5到class 8是輾軋銅箔 輾軋銅箔 是將銅塊經多次輾軋製作而成,其所輾出之寬度受到技術限制很難達到標 準確尺寸基板是要求(3尺*4尺),而且很容易在輾制過程中造成報廢,因表面 粗糙不夠,所以與樹脂之結合能力比不好,而且製造過程中所受應力需要做 熱處理之回火刃化(Heat treatment or Annealing),故其成本較高. 優點 延展性Duchtility高,對FPC使用於動態環境下,信賴度極佳. 低的表面棱線Low-profile Surface,對於一些Microwave電子應用是一利 基. 缺點 和基材的附著力不好. 成本較高. 因技術問題,寬度受限. 圖 壓延銅箔的制造過程 圖 壓延銅箔制程,及與板材接著面之後處理全圖 BACK 電鍍ED銅箔 電鍍法製造銅箔,是將各種廢棄之電線電纜先溶解成硫酸銅鍍液,將之盛裝於深入 地下的大型水泥外構之特殊鍍槽中。其陰極輪直徑達2~3米,寬度也在1.5米左右, 是一種大型輪桶狀可轉動的Drum。陽極為外形匹配的半桶狀之金屬壁(鉛銻合金) ,其陰陽兩極間的距離非常逼近,只有3m/m左右。在此極其狹窄的距離中,操作時 會有高速流動的鍍液沖過其間,並施加1000 ASF以上之高電流密度,因而在表面非 常光滑又經鈍化(Passivated)的不銹鋼轉胴,或其鈦質的胴面(Drum)上,即有 柱狀結晶的銅層不斷被快速鍍出來。這種可以鍍得上去但附著力並不是很好,故又 可自輪上撕下。如此所鍍得的連續銅層,可由轉輪速度及電流密度的調節,而能得 到不同厚度的銅皮。這種附在轉胴面上之銅皮,其中之一的光滑表面稱為光面( Drum Side)或Shinny side。在光面之背後也就是操作中面對鍍液者,將出現粗糙結 晶之表面則稱為毛面(Matte Side)。這種電鍍銅箔在美軍規範MIL-P-13949及IPCCF-150上都稱為ED級銅皮(Electro-Deposited Foil)。其純度平均為99.5%,比起 輥軋銅箔之99.9%還有一段距離。 優點 價格便宜. 可有各種尺寸與厚度. 缺點 延展性差. 應力極高無法繞曲又很容易折斷. 生箔之後處理過程 生箔 I II III Bonding Stage Thermal barrier Stabilization ED生箔繼續處理: Bonding Stage-在粗面(Matte side)上再以高電流極短時間內快速鍍上銅,其長相如瘤, 稱”瘤化處理””Nodulization”目的在增加表面積,其厚度約2000~4000A Thermal barrier treatments-瘤化完成後再於其上鍍一層黃銅或鋅.其作用是做為耐熱 層.樹脂中的Dicy於高溫時會攻擊銅面而生成胺類與水份,一旦生水份時,會導致附著 力降底.此層的作用即是防止上述反應發生,其厚度約500~1000A Stabilization-進行最後的鉻化處理(Chromation),光面與粗面同時進行做為防汙防銹 的作用也稱鈍化處理(passivation)或抗氧化處理(antioxidant) BACK 生產ED銅箔用的電鍍機 生箔 撕起 空心包鈦陰極輪 陽 陽極 極 BACKwww.760992.com

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