專利名稱：一種提高絕緣層厚度均勻性的覆金屬箔層壓板制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種覆金屬箔層壓板的制造方法，尤其涉及一種樹脂玻纖布基復(fù)合材料覆金屬箔層壓板的制造方法；屬于電子材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，印刷電路板(PCB)朝著線路密集化和層間薄型化的方向不斷發(fā)展，因此對(duì)傳輸線路的阻抗特性及可靠性、元器件的組裝和加工精度提出了更加嚴(yán)苛的控制要求，從而對(duì)基材絕緣層厚度(也稱介質(zhì)層)精度的要求也越來越嚴(yán)格。作為PCB 制造中的基板材料，覆金屬箔層壓板主要有著導(dǎo)電、絕緣和支撐三大功能，對(duì)PCB的性能、 品質(zhì)、加工性、制造水平、制造成本以及長期可靠性等起到主導(dǎo)性作用。傳統(tǒng)的覆金屬箔層壓板加工工藝中，所用半固化片在整個(gè)使用面積上各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)幾乎一致，為保證半固化片在壓合二次流膠過程中樹脂完全浸漬玻纖布，業(yè)者通常將半固化片的固化度控制在40% 60% (DSC法測試)，其產(chǎn)生的問題是，在熱壓過程中樹脂膠液由板邊緣區(qū)域流出，導(dǎo)致層壓板在剪切掉四周邊緣10 30mm板邊流膠區(qū)域(俗稱流膠邊) 后，板材工作區(qū)域或供貨面積內(nèi)仍存在板中四周薄、厚度均勻性差的問題。為達(dá)到精確控制基板絕緣層厚度均勻性的目的，目前，現(xiàn)有技術(shù)中主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)
I改變膠液的配方
在膠液配方中加入分子質(zhì)量相對(duì)較高的樹脂預(yù)聚物和可阻礙流膠的顆粒狀無機(jī)填料組分，以抑制半固化片在熱壓成型覆金屬箔層壓板過程中的膠流量，由此獲取厚度均勻性較好的覆金屬箔層壓板。但分子質(zhì)量相對(duì)較大的預(yù)聚物本身空間體積相對(duì)較大，不易浸潤玻纖布基材，從而導(dǎo)致基材浸潤不良的風(fēng)險(xiǎn)加大。而無機(jī)填料同樣會(huì)大幅降低樹脂的流動(dòng)性能、降低樹脂與玻纖布之間的浸潤性；同時(shí)，顆粒狀無機(jī)填料會(huì)加劇PCB鉆孔用的鉆頭磨損，劣化孔壁質(zhì)量。II改變加工工藝
通過調(diào)整半固化片控制參數(shù)據(jù)如降低Geltime、優(yōu)化層壓壓合工藝如低壓力壓合、斜線加壓、慢溫升程序等，并不斷尋找半固化片參數(shù)與層壓工藝之間的最佳匹配性，在確保覆金屬箔層壓板基材質(zhì)量滿足要求的前提下，達(dá)到抑制流膠及改善板材厚度均勻性的目的。但層壓熱壓過程中，樹脂膠是通過在加熱、加壓的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生二次流動(dòng)并與玻纖之間實(shí)現(xiàn)再次浸漬，完成排氣填隙的，以此保證樹脂充分浸潤玻纖紗編織物間隙。而降低流動(dòng)能力或減少流動(dòng)時(shí)間，可能會(huì)導(dǎo)致半固化片壓合窗口變窄，大幅增加基材出現(xiàn)干花、白邊、白角、微氣泡等次表觀缺陷的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。III設(shè)計(jì)特殊的制造工藝
松下電工采用了在半固化片和銅箔交錯(cuò)疊合之后，用高耐熱膠帶密封疊層四邊的方法，通過阻礙樹脂膠的流動(dòng)來改善板材厚度。此種加工工藝使用的高耐熱膠帶密封性好，不利于交聯(lián)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的小分子揮發(fā)物逃逸。一旦小分子揮發(fā)物殘留于絕緣層樹脂基體
3中，會(huì)造成樹脂空洞缺陷等次表觀缺陷，對(duì)基材的介電性能、固化度、耐濕熱性能及可靠性等多項(xiàng)性能指標(biāo)產(chǎn)生不良影響。同時(shí)，對(duì)每個(gè)壓合疊層采用高耐熱膠帶密封，需采用人工手動(dòng)操作，工作效率低且容易出現(xiàn)密封不嚴(yán)、對(duì)位不準(zhǔn)等一系列操作問題。不利于大生產(chǎn)的推廣應(yīng)用。三菱瓦斯采用邊緣厚度較中間厚度更厚的玻纖布。但是，由于邊緣厚度較中間厚度高，在半固化片制造過程中經(jīng)過各平行輥軸時(shí)，易導(dǎo)致各處受力不均而打折。在半固化片收卷或片狀料堆垛時(shí)，因邊緣厚度疊加效應(yīng)，會(huì)比中間區(qū)域明顯增厚，容易導(dǎo)致收卷爆邊和半固化片變形，不利于后續(xù)的加工制作?？梢?，覆金屬箔層壓板的絕緣層厚度均勻性問題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員非常關(guān)注但一直未能很好解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是在保證板材各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足客戶要求的前提下，提供一種提高絕緣層厚度均勻性的覆金屬箔層壓板制造方法。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種提高絕緣層厚度均勻性的覆金屬箔層壓板制造方法，其工藝步驟包括將開卷后的玻纖布放入膠槽內(nèi)浸漬膠液，通過計(jì)量輥控制膠液含量，經(jīng)烘箱加熱干后，收卷成卷狀料再連線剪床剪切或直接連線剪床剪切，獲得指定尺寸的半固化片，將一張或多張半固化片疊合，在其一面或兩面覆上銅箔或其它金屬箔，送入層壓機(jī)加溫、加壓，壓制成型覆金屬箔層壓板，其特征在于在半固化片收卷前或連線剪床剪切時(shí)，通過設(shè)置加熱烘烤或輻射裝置進(jìn)行局部烘烤，將半固化片四周邊緣區(qū)域樹脂的固化度提高至60% 80%，所述四周邊緣區(qū)域的寬度為5 30mm。為保證半固化片的樹脂在壓合二次流動(dòng)過程中完全浸漬玻纖織物及其間隙，覆金屬箔層壓板業(yè)者通常將整幅半固化片的固化度控制在40% 60%之間(DSC法測試)。一般而言，當(dāng)半固化片固化度低于40%時(shí)，樹脂的流動(dòng)性明顯增強(qiáng)，不利于板材厚度均勻性的控制。樹脂固化度高于60%時(shí)，因樹脂固化度偏高而導(dǎo)致壓合過程中，樹脂的最低熔融粘度偏高和二次流動(dòng)能力劣化，壓合操作窗口窄而不利于樹脂對(duì)玻纖布的浸潤作用，從而造成基材浸潤不良的風(fēng)險(xiǎn)增加；當(dāng)樹脂固化度高于80%時(shí)，樹脂固化過“老”而造成在壓合過程中流變窗口極窄甚至樹脂完全不流動(dòng)，不利于樹脂排氣填隙、小分子逃逸以及壓合制程的生產(chǎn)控制，基材易出現(xiàn)大面積缺膠和織紋顯露等次表觀異常。由于在覆金屬箔層壓板熱壓過程中會(huì)形成10 30mm寬的板邊流膠區(qū)域，熱壓成型后需將板邊流膠區(qū)域剪切掉，保留客戶所需的工作面積，本技術(shù)方案采用加熱或輻射的方式將半固化片邊緣區(qū)域(距板邊0 30mm區(qū)域內(nèi)選擇適當(dāng)?shù)膶挾?，一般寬度至少?mm) 內(nèi)的固化度提高至60 80%的方法，使板材邊緣指定區(qū)域的樹脂流動(dòng)性降低、膠流失量大幅減少，可有效減少板邊區(qū)域樹脂膠液的流動(dòng)時(shí)間，在保證出貨基材工作單元面積以內(nèi)樹脂的流動(dòng)特性及加工工藝的前提下，顯著降低板邊樹脂膠的流失量，從而達(dá)到提升板材各處厚度均勻性和一致性的目的。同時(shí)，因樹脂流動(dòng)性差而造成此邊緣區(qū)域的基材次表觀缺陷如微氣泡、白邊、白角等，在板材成型后會(huì)剪切除去，不會(huì)影響出貨板材使用面積內(nèi)的基材質(zhì)量。上述技術(shù)方案中，所述加熱烘烤或輻射裝置的作用是通過連續(xù)加熱烘烤或熱輻射的方式將半固化片四周邊緣指定區(qū)域內(nèi)的樹脂固化度由正常的40% 60%提高到60% 80%，從而有效減少半固化片邊緣的樹脂在熱壓過程中膠流失量，提高板材或絕緣層厚度的均勻性。加熱烘烤或輻射方法可以采用如光(紫外光、可見至近紅外光、激光和多色光等)、 微波、電子束、熱風(fēng)和熱壓棍等各種加熱或輻射方法，可以是四周同時(shí)加熱烘烤或輻射，也可以是用類似掃描的方式實(shí)現(xiàn)半固化片四周的加熱烘烤或輻射。所述加熱烘烤或輻射裝置分別與半固化片的經(jīng)、緯向平行設(shè)置，根據(jù)覆金屬箔層壓板使用面積，在距半固化片四周邊緣5 20mm范圍內(nèi)位置可調(diào)?；蛘?，所述加熱烘烤或輻射裝置與剪切裝置同步運(yùn)動(dòng)，采用掃描或接觸方式實(shí)現(xiàn)對(duì)半固化片四周邊緣區(qū)域的局部烘烤。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)
1.本發(fā)明不需要改變現(xiàn)有配方組分和制造工藝，在現(xiàn)有成熟的工藝路線和指標(biāo)控制的基礎(chǔ)上，即可實(shí)現(xiàn)板材厚度和阻抗特性的精確控制，從而有效規(guī)避了修訂或優(yōu)化制造工藝參數(shù)而帶來的質(zhì)量控制風(fēng)險(xiǎn)；
2.本發(fā)明可以在割邊刀具或剪床裁刀具位置附近安裝光(紫外光、可見至近紅外光、激光和多色光等)、微波、電子束、熱風(fēng)和熱壓輥等定點(diǎn)加熱裝置，在剪切的同時(shí)，通過定點(diǎn)加熱烘烤或熱輻射的方式將指定區(qū)域樹脂提升至相應(yīng)固化程度，生產(chǎn)的連續(xù)性強(qiáng)、可控性好、 效率高。3.本發(fā)明在加熱烘烤或熱輻射將半固化片邊緣指定區(qū)域樹脂提升至相應(yīng)固化程度的同時(shí)起到了封邊的作用，可有效減少剪切粘結(jié)片時(shí)樹脂粉塵的揮發(fā)污染，有效改善工作環(huán)境并減少基材雜質(zhì)的產(chǎn)生。4.使用本發(fā)明制造的覆金屬箔層壓板，在保證板材各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足客戶要求的前提下，顯著提升了板材各處厚度均勻性和一致性，獲取高絕緣層厚度精確的各型號(hào)和規(guī)格的環(huán)氧玻纖布基覆金屬箔層壓板，滿足客戶對(duì)覆金屬箔層壓板愈加嚴(yán)苛的裝配加工精度和阻抗特性要求。


附圖1是本發(fā)明實(shí)施例中加工覆金屬箔層壓板用的半固化片的示意圖。附圖2至附圖5是實(shí)施例一中4種對(duì)比方案的板材厚度CPK圖。附圖6至附圖9是實(shí)施例二中4種對(duì)比方案的板材厚度CPK圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
實(shí)施例一參見圖1，一種提高絕緣層厚度均勻性的覆金屬箔層壓板制造方法，其工藝步驟包括將多官能團(tuán)環(huán)氧樹脂、雙氰胺(英文簡稱DICY)、二甲基咪唑和溶劑按一定比例加入、混制DICY固化體系膠液；將開卷后的76 玻纖布放入膠槽內(nèi)浸漬此膠液，通過計(jì)量輥控制膠液含量，經(jīng)烘箱加熱、烘干后直接連線剪床剪切，獲得1050mmX 1265mm(經(jīng)X緯) 的76 RC43%的半固化片，其整幅半固化片的固化度控制在47士 1. 5% ；在剪切時(shí)，通過頂加熱烘烤裝置進(jìn)行局部烘烤，將半固化片四周7士2mm邊緣區(qū)域以內(nèi)樹脂的固化度分別提高至63士洲和72士洲，烘烤后的半固化片如附圖1所示，其中，1為烘烤后的邊緣區(qū)域，2為需要剪除的非工作區(qū)域，3為實(shí)際交貨的工作區(qū)域。實(shí)施例Ι-a 取邊緣區(qū)域7士2mm范圍內(nèi)固化度為63士 1的76 半固化片，其中間區(qū)域樹脂的固化度為47 士 1. 5%，按IX 76 疊構(gòu)疊合絕緣層厚度在0. 20mm左右的薄芯板， 在其兩面覆上35微米厚度銅箔(以下簡稱為IOZ銅箔)，送入層壓機(jī)加溫、加壓，壓制成型覆銅箔層壓板。比較例l_a的疊合和壓合過程與實(shí)施例Ι-a基本類似，不同之處在于其所用半固化片的邊緣區(qū)域未加烘烤，整幅固化度均控制在47士 1. 5%。實(shí)施例Ι-b 取邊緣區(qū)域7士2mm范圍內(nèi)固化度為72士洲的76 半固化片，其中間區(qū)域樹脂的固化度為47士 1. 5%，按5X76^疊構(gòu)疊合板材厚度在1. Omm左右的覆銅板，在其兩面覆上18微米厚度銅箔(以下簡稱為0. 50Z銅箔)，送入層壓機(jī)加溫、加壓，壓制成型覆銅箔層壓板。比較例l_b的疊合和壓合過程與實(shí)施例l_b基本類似，不同之處在于其所用半固化片的邊緣區(qū)域未加烘烤，整幅固化度均控制在47士 1. 5%。在剪切板材流膠邊即非工作區(qū)域后，獲得出貨尺寸為1016mmX 1219. 2mm(經(jīng)X緯) 成品板。以1英寸規(guī)格的千分尺檢測以上條件下制備的兩種厚度規(guī)格板材各30張左右，每張板材測試距板邊緣1英寸處的厚度，每張板測6個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并記錄，以IPC-4101中相應(yīng)標(biāo)稱厚度板材的三級(jí)公差厚度要求考量板材厚度的過程控制能力，使用minitab 15軟件分析板厚CPK值，詳見附圖2 5。以下述表1中實(shí)施例和對(duì)比例制備板材的制程條件及厚度CPK值比較如下
表權(quán)利要求
1.一種提高絕緣層厚度均勻性的覆金屬箔層壓板制造方法，其工藝步驟包括將開卷后的玻纖布放入膠槽內(nèi)浸漬膠液，通過計(jì)量輥控制膠液含量，經(jīng)烘箱加熱、烘干后，收卷成卷狀料再連線剪床剪切或直接連線剪床剪切，獲得指定尺寸的半固化片，將一張或多張半固化片疊合，在其一面或兩面覆上銅箔或其它金屬箔，送入層壓機(jī)加溫、加壓，壓制成型覆金屬箔層壓板，其特征在于在半固化片收卷前或連線剪床剪切時(shí)，分別沿經(jīng)、緯向設(shè)置加熱烘烤或輻射裝置進(jìn)行局部烘烤，將片狀半固化片四周邊緣區(qū)域樹脂的固化度提高至 60% 80%，所述四周邊緣區(qū)域的寬度為5 30mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高絕緣層厚度均勻性的覆金屬箔層壓板制造方法，其特征在于所述加熱烘烤或輻射裝置分別與半固化片的經(jīng)、緯向平行設(shè)置，根據(jù)覆金屬箔層壓板使用面積和要求，在距半固化片四周邊緣5 20mm范圍內(nèi)位置可調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高絕緣層厚度均勻性的覆金屬箔層壓板制造方法，其特征在于所述加熱烘烤或輻射裝置與剪切裝置同步運(yùn)動(dòng)，采用掃描或接觸方式實(shí)現(xiàn)對(duì)半固化片四周邊緣區(qū)域的局部烘烤。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高絕緣層厚度均勻性的覆金屬箔層壓板制造方法，其工藝步驟包括將開卷后的玻纖布放入膠槽內(nèi)浸漬膠液，通過計(jì)量輥控制膠液含量，經(jīng)烘箱加熱、烘干后剪切，獲得指定尺寸的半固化片，將一張或多張半固化片疊合，在其一面或兩面覆上銅箔或其它金屬箔，送入層壓機(jī)加溫、加壓，壓制成型覆金屬箔層壓板，其特征在于在半固化片收卷前及剪切時(shí)，通過設(shè)置加熱烘烤裝置進(jìn)行局部烘烤，將半固化片四周邊緣區(qū)域樹脂的固化度提高至60%～80%，所述四周邊緣區(qū)域的寬度為5～30mm。本發(fā)明顯著提升了板材工作區(qū)域內(nèi)各處厚度均勻性和一致性，滿足客戶對(duì)覆金屬箔層壓板愈加嚴(yán)苛的裝配加工精度和阻抗特性要求。
文檔編號(hào)B32B17/04GK102275354SQ201110155799
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者崔春梅, 張明軍, 李雪, 段志剛, 羅鵬輝, 肖升高, 陳誠 申請(qǐng)人:蘇州生益科技有限公司