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真空層壓機在紙基覆銅板生產中利用

作者:AM8亚美来源:[AM8亚美公司]访问:881时间:2019-11-19

層壓機是當前覆銅板生產必不可少的設備,疊合在一起的粘結片和銅箔在層壓機中受熱受壓,粘結片上麵的膠粘劑融熔而將粘結片與銅箔粘結成一個整體。當前玻纖布覆銅板多數以環氧樹脂作粘結劑,而紙基覆銅板多數以酚醛係樹脂作為粘結劑。   環氧樹脂是分子式中含有2個或2個以上環氧基-CH-CH的一類高分子化合物。由於環氧樹脂分子結構中含有環氧基、羥基,使其具有很強的反應活性和粘合性。環氧樹脂固化是由環氧基開環交聯 ,屬於加成聚合反應 ,理論上,其固化過程沒有水和低分子物產生。酚醛樹脂是由酚類物質(最常用苯酚)和甲醛縮聚而成 ,其固化過程是分子間羥甲基脫往一個水分子以次甲基鍵連接,屬於縮聚反應。由於酚醛樹脂合成過程是一個很複雜的反應過程,聚合物中含有相當比例的未反應的酚類和醛類物質(稱為遊離酚和遊離醛)及部分低分子物。這些成分在酚醛樹脂固化過程中不參加反應,加上固化過程縮合出來的水,都要開釋出來,這些成分稱之為揮發份。揮發份對覆銅板性能有很大負麵影響,特別是覆銅板在熱態下或進行焊錫處理時,會產生基材分層或銅箔鼓泡、脫離等嚴重質量事故 。是以,在覆銅板生產過程中基材上膠及層壓工藝,都采取一係列工藝措施,以保證生產出來覆銅板性能符合PCB製程要求。如基材上膠,粘結片揮發分需控製在某一技術指標以下。在層壓過程中,施以較高壓力,讓融熔膠粘劑更多地滲透到加強材料纖維中往 ,也同時把纖維間殘存氣體、水分及膠粘劑上易揮發成分及樹脂固化過程中縮合出來的水氣排除出往。由於酚醛類樹脂含有較多的揮發份 ,固化過程又有水產生,所以層壓時需要用更高壓力。通常,環氧玻纖布基覆銅板壓製單位麵積存力在4.5-6Mpa,而酚醛紙基覆銅板壓製單位麵積存力需要10-12Mpa ,以盡量把揮發份趕走或壓縮凝聚起來,使基板各層間有緊密的粘接,使其不存在孔洞 、氣隙,使產品機械性能、電性能及 PCB製程工藝性能得到切實保證。但過高的層壓壓力,會增加層壓成品內應力,會增大基板翹曲度,甚至會把基材壓裂。當采用真空層壓機來壓製覆銅板時,由於揮發份,低分子物較易排除,產品成型壓製壓力可以大大降低,而基板層間粘合性仍非常好,基板機械性能、電性能、PCB工藝性能均有所進步 。而且由於壓製壓力降低,減少了基板內應力,進步了基板的平整度。是以真空層壓機被廣泛地利用於玻纖布基覆銅板壓合及PCB多層板壓合。如FR-4產品采用真空層壓機壓製,其壓製單位麵積存力可以降低到2-3Mpa,比非真空層壓機壓製壓力低了一半,基材性能,平整度比非真空層壓生產產品有所進步 。由於真空層壓有如此明顯的優點,使國內好些FR-4覆銅板生產廠將非真空層壓機改成真空層壓機。但目前國內CCL行業用真空層壓機來生產紙基覆銅板廠家仍很少。這與傳統觀念以為紙基覆銅板比較低值,真空層壓機比較昂貴等有一定的關係。   紙基覆銅板在壓製成型時,為了便於水氣和低分子等易揮發成分排除 ,在到達高壓前有些廠采用"卸壓"放氣工藝,即將壓力鬆掉甚至將已閉合壓機略為鬆開,然後馬上"回壓"讓成品中揮發份排出,在壓機鬆壓時可以聽到氣體被忽然開釋而產生的甚大的聲音--"啪",這充家不附和采用"卸壓"放氣這類做法,以為這類做法對壓機的管路和閥件損害較大。為了解決這一題目,好些新型層壓機都設置有"脈動"功能,它可以進進層壓菜單中,在脈動功能啟動時 ,它通過數次主動壓力下降、回升過程,讓成品中可能存在的水氣、低分子物排除出往。起到既排氣又不損傷設備目的。而且"卸壓"放氣是在層壓進程接近高壓點進行的,為了避免板麵出現幹花等質量題目,操縱過程需快速操縱,操縱者應很熟練。假如采用具有"脈動"功能層壓機 ,就不用擔心這一題目了 。   當前紙基覆銅板層壓有二種形式,一種是鏡麵板略大於粘結片,這類形式與FR-4層壓形式相類似。一種是鏡麵板小於粘結片,在八十年代我國引進日本紙基覆銅板生產技術時 ,帶來這一種層壓形式並被不少廠家所采用。采用這類層壓形式時,為了使基板不產生白邊角和把揮發份排除,更需較高的成型壓力 。但過高成型壓力會破壞加強材料纖維結構,很輕易產生基材被壓裂現象,對基板平整度也帶來負麵影響。是以,紙基覆銅板層壓成型也很有必要采用真空層壓技術 ,以使酚醛係樹脂在固化進程產生的水氣、低分子物易於排除和降低成型壓力,進步基板平整度。在日常產品質量檢驗中發現,用非真空層壓機壓製的產品,基板耐焊性是中間部位高於四周部分,而且相差比較大。這與粘結片在熱壓成型過程中,樹脂活動是從板中間向四周呈輻射形相關,在高壓下,隨著樹脂的活動,大部分未排除到板外的水氣和低分子物被凝聚在基板四周,而造成基板邊沿部位耐焊性低於基板中間部位。假如采用真空層壓機壓製,則在壓製過程中被擠到基板邊沿部位的水氣和低分子物 ,在"真空"環境下,會被抽走,因此可進步基板邊沿部位的耐焊性。因此真空層壓技術在紙基覆銅板層壓成型利用,對於進步產品質量感化與FR-4型產品是相同的,是很有必要的。特別是對於阻燃型紙基覆銅板,為了降低本錢,在樹脂中加進了相當比例的添加型阻燃劑如四溴雙酚A,五溴聯苯醚,磷酸三甲苯酯,三氧化二銻、水合氧化鋁等等成分。由於這些成份大部分不參與樹脂固化交聯反應,它降低了樹脂體係耐熱性,最為明顯是耐焊性。這就出現了一對矛盾,要進步基板阻燃性,就應增加阻燃劑用量。但阻燃劑用最過大,就會降低基板耐焊性 。我國不少紙基覆銅板廠FR-1型產品的樹脂配方類同於日本鬆下電工的 8700。該樹脂配方的綜合性能很良好,但耐燃性和耐焊性這對矛盾特別突出。特別是在夏季高溫多雨天氣,由於粘結片很輕易吸潮,產品耐焊性會明顯降低。假如調整樹脂配方,使耐焊性進步,又會導致耐燃性達不到90-V0級。為了減少粘結片吸潮以進步基板耐焊性,而對粘結片貯料條件提出了很嚴格很苛刻要求 ,如貯料間溫度20-23℃,相對濕度RH<35% ,在南方濕度比較大地區要使RH<35%困難很大。而且就是達到了,操縱職員在如此幹燥環境下長期工作也很難受。是以,不少廠家選用投資比較經濟的室溫20-25℃,RH<50%貯料條件。當生產FR-1產品出現耐焊性分歧格時,再進步相對濕度條件到RH <35%。但假如使用真空層壓技術,則貯料間條件要求就不一定需要那麽苛刻。   當前,真空層壓機及真空層壓技術已很成熟,新建CCL廠不管是生產玻纖布基覆銅板還是紙基覆銅板 ,均應盡量選用真空層壓機 。對於一些老廠,非真空層壓機也可以改為真空層壓機,特別那些框架結構的層壓機,更輕易改。可以將壓機連接熱壓板的軟管部位加罩密封起來。層壓機進出料口加可開關的門。假如是在同一方向進出料,則隻做一個門,後麵部位封閉。假如是在壓機的一個方向進料,另一個方向出料,則二個麵均做門。門可以做成側開式,也可以做成上下開形式,門采用電機傳動鏈條結構形式較為簡單。當門被傳動到位時,由裝在靠近門的四個角上的氣缸將門壓緊到壓機機架上。在門上裝有密封用的矽橡膠膠圈,以使門與壓機機架密合,使對壓機抽真空時不會漏氣。真空泵可選取用旋片式的,造價較低,一台壓機可裝2-3台小型真空泵。開始抽真空時二台或三台真空泵同時開,以盡快使壓機腔體達到較高真空度。認真空度達設定值後,可以隻開一至二台真空泵,保持真空度,以節省能耗。   由於真空層壓技術對進步紙基覆銅板的耐焊性、平整性是很明顯的,因此,在紙基覆銅板層壓成型中推行真空層壓技術是很有必要的。

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