覆铜板减磅落压压制方法

摘要

本发明公开一种覆铜板减磅落压压制方法，包括：(1)从低到高逐渐升温、同时伴随升压的压制过程；(2)继续升温至额定高温值、继续升压至额定高压值后的压制过程；(3)从额定高温值降至低温、从额定高压值降至低压的压制过程；其中，所述步骤(2)的压制过程中，反复两次以上将压力降低至设定的低压值后再返回额定高压值。本发明提供的减磅落压压制法，在传统的高温、高压的压制过程中，多次将压力降低至设定的低压值，从而使应力不断地释放，降低板材内的内应力。通过本发明生产的覆铜板的板材平整性更好、翘曲概率大幅降低、尺寸稳定性也有明显的改善。

说明书

技术领域

本发明涉及覆铜箔层压板制造领域，具体涉及覆铜箔层压板的压制成型技 术。

背景技术

电子电器产品的基本骨架是PCB板，而PCB是建立在覆铜箔层压板(下 简称：覆铜板)的基础上，经过钻孔、电镀、线路图形转移、蚀刻、防焊等印 刷电路工序形成。随着电子技术的高速发展，各种装配技术日新月异，单位面 积内的元器件装配密度越来越高，特别是封装模块、BGA技术方面，对PCB 的平整性、尺寸稳定性提出了更高的要求，这也相应地要求PCB板的基础材 料覆铜板具有高平整性及尺寸稳定性之特点。

覆铜箔层压板要经过胶粘剂制备、增强材料浸胶、高温高压压制三大基本 制造过程。下面以主流产品FR-4系列产品为例进行说明：

结合图1所示，FR-4板传统的压制方法是将叠配好的半固化片送入热压 机，先加较小的压力，一般为5～6kg/cm²，然后升温，随着料温地不断升高， 半固化片上的树脂开始熔融，施加的压力也不断地升高，渐渐加到工艺要求的 最高压力，一般为20～45kg/cm²。整个过程，半固化片上的树脂熔融粘度经历 如下的过程：粘度大------粘度变小-----粘度最小-----粘度开始变大----粘度不再 发生变化----固化。

具体分析以上传统的压制方法，当温度由起始温度110～120℃到170～185 ℃(材料温度约150～160℃)，压力由5～6kg/cm²到20～45kg/cm²，过程中， 树脂经历着粘度大------粘度变小-----粘度最小-----粘度开始变大的一个过程， 从化学结构上讲，这个过程属于小分子树脂聚合的过程，参与反应的官能团均 为活性比较高的环氧基在胺类固化剂的作用下开环聚合，已形成一定链长的高 分子聚合物，但此高分子聚合物的还是具有一定的塑性。当温度高于170～180 ℃(材料温度150～160℃)，高分子聚合物再次深度聚合，一些OH基开始聚 合，此时的高分子要发生一个较大的塑性变化的过程，形成刚性结构。两个变 化过程中，高分子聚合物就会产生内应力，此应力高压下不能得以释放，残存 在固化的树脂结构内。

另一方面，玻璃布织布过程、上胶过程，因为传动张力的做用，径、纬方 向上的玻璃束也会发生位移而形成半固化片内物理内应力，当在压制过程，树 脂熔融，此位移在高压下也不能得以释放而残留于板材中。无论是浸胶过程中 形成的物理内应力，还是聚合过程中形成的内应力，都一直残存在板材内。

覆铜板内严重的内应力，表现在使板材平整性差、翘曲度大、尺寸稳定性 差几个方面，严重影响后序PCB元器件装配；轻微的内应力，则在元器件装 配时，经过波峰焊或回流焊等工序的热处理过程，就会释放出来，导致PCB 板尺寸变化或形变，也会影响元器件的表面装配精度。

发明内容

本发明目的是解决覆铜板内残存的内应力的问题，通过对压制加压方式的 调整，使板材内残存的两种内应力得以释放，特别对于高分子树脂聚合应力得 以舒展、释放，从而提高板材的平整性和尺寸稳定性。

一种覆铜板减磅落压压制方法，包括：(1)从低到高逐渐升温、同时伴 随升压的压制过程；(2)继续升温至额定高温值、继续升压至额定高压值后 的压制过程；(3)从额定高温值降至低温、从额定高压值降至低压的压制过 程；其特征在于，所述步骤(2)的压制过程中，反复两次以上将压力降低至 设定的低压值后再返回额定高压值。

上述步骤(1)中所述从低到高逐渐升温是指，由起始温度110-120℃升温 至170-180℃，所述伴随的升压是指，压力由5～6kg/cm²升压至20～45kg/ cm²。

上述步骤(2)中所述的额定高温值为200～210℃。

上述步骤(2)中所述反复降低压力的次数为三次。

上述步骤(2)中所述设定的低压值为8～10kg/cm²。

本发明提供的减磅落压压制法，在传统的高温、高压的压制过程中，多次 将压力降低至设定的低压值，从而使应力不断地释放，降低板材内的内应力。 通过本发明生产的覆铜板的板材平整性更好、翘曲概率大幅降低、尺寸稳定性 也有明显的改善。

附图说明

图1为传统的FR-4板压制程式的压力、温度、时间图。

图2为本发明实施例提供的减磅落压压制方法下，其温度、压力的执行曲 线图。

具体实施方式

结合图2所示，本实施例提供的减磅落压压制法，是在压制中树脂再次聚 合过程中，也就是在高温、高压阶段(即图2中180℃以后，进入205℃的阶 段)，定期将压力降低至设定值，如8kg/cm²，使聚合物分子得以舒展，内应 力得以释放，然后，再升压到工艺压力，如此反复几次，其板材内的内应力就 会得到有效地释放，如图2所示，本实施例设计减磅落压三次。

利用压机进行覆铜板压制的步骤主要包括：将装配好的叠合板材推入压 机；合模、闭合压机门；启动压制程式，系统自动抽真空。本实施例中，压制 程式启动后按下表1程式自动运行。

表1

参见图2所示，其中温度控制的过程如下：

第1步：装配好的层压板推入压要机，机温120℃，并保持2min。

第2步：2min热板从120℃升温到155℃。

第3、4步：热板在155℃恒温，34min。

第5步：热板升温，7min升从155℃升到170℃。

第6步：热板升温，18min升从170℃升到205℃。

第7、8、9步：热板恒温，在205℃恒温38min。

第10步：降温，15min从205℃降到175℃。

第11步：热板降温，10min从175℃降到140℃。

第12步：热板降温，6min从140℃降到120℃。温度程式结束。

继续参见图2，其中压力控制的过程如下：

第1、2步：压机闭合合模，加压力为6kg/cm2，保持10min。

第3步：升压，1min压力从6kg/cm2升到14kg/cm2。

第4步：恒压，压力在14kg/cm2保持33min。

第5步：升压，1min压力从14kg/cm2升到22kg/cm2。

第6步：恒压，压力在22kg/cm2保持21min。

第7步：第1次减磅落压，1min内将压力从22kg/cm2降到8kg/cm2。

第8步：升压2min，压力从8kg/cm2升到30kg/cm2。

第9步：恒压，压力在30kg/cm2保持10min。

第10步：第2次减磅落压，1min内将压力从30kg/cm2降到8kg/cm2。

第11步：升压，2min压力从8kg/cm2升到30kg/cm2。

第12步：恒压，压力在30kg/cm2保持18min。

第13步：第3次减磅落压，1min内将压力从30kg/cm2降到8kg/cm2。

第14步：升压，2min压力从8kg/cm2升到30kg/cm2。

第15步：恒压，压力在30kg/cm2保持14min。

第16步：温度已进入冷却降温阶段，压力降压，1min内将压力从30kg/ cm2降到20kg/cm2。

第17步：恒压，压力在20kg/cm2保持7min，此过程压机还在继续冷却 降温。

第18步：降压，1min内将压力从20kg/cm2降到8kg/cm2。

第19步：恒压，压力在8kg/cm2保持6min，之后，压力程式结束，此 时，温度程式也同时结束，整个压制过程结束。

另外，在上述压制过程中，配合抽真空控制的过程如下：

第1步：真空从压要合模，压力程式运行，温度程式运行的同时，真空程 式启动。约7～10min达到工艺设定的750mm Hg高的真空度。

第2步：真空度到达到，一直维持此真空度，如真空低于设定值，真空泵 自动启动，使真空达到设定值。

第3步：当压力程式运行到第14步1min时，维持真空750mm Hg的程式 结束，但压机门还是关闭状态，此后，如真空压力降低，不再自动启动真空。

第4步：当压力程式运行至第19步1min时，真空释放。真空程式结束。

第19步结束时，温度、压力、真空控制过程结束，压机门自动打开，自 动开模，整个压制程序结束。

以下通过数据比较，说明本实施例提供的方法相比现有技术的有益效果：

以1.6mm双面半OZ铜箔评估，以10万张板材生产量统计：传统的压制 程式所压制的板材，其翘曲度0.5～1.0％之间概率为10％；翘曲度在0.3～0.5％ 概率40％，翘曲度在0.1～0.3％概率50％。X、Y方向的尺寸膨胀率为： 270～320ppm；本实施例提供的减磅落压压制法压制的板材，其翘曲度 0.5～1.0％之间概率为0％，翘曲度在0.3～0.5％概率10％，翘曲度在0.1～0.3％概 率90％为，X、Y方向的尺寸膨胀率为：240～260ppm。