有些多層板設(shè)計(jì)的圖形存在內(nèi)層重疊的基材空曠區(qū),在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題,例如:基材空曠區(qū)壓合后銅皺,外光成像后基材處白斑,阻焊后基材位置白斑,測試內(nèi)短,物理室可靠性測試空洞。其中問題點(diǎn)最嚴(yán)重的是基材白斑、空洞(圖1)。fpc分享對此問題進(jìn)行研究過程及改善結(jié)果。
1、現(xiàn)狀分析
這種多層板基材空曠區(qū)重疊設(shè)計(jì)為18層板,一次壓合流程,內(nèi)層均為FR-4雙面35 μm銅箔、0.10 mm芯板,半固化片為1080A+106A。疊層結(jié)構(gòu)無特殊之處,只是PCB局部區(qū)域內(nèi)層均無銅導(dǎo)體,是基材空曠區(qū)。壓合生產(chǎn)流程見圖2。
按正常排板方式,不用覆型材料。
針對此類型設(shè)計(jì)的板采用以上壓合方式會產(chǎn)生以下問題:
(1)壓合時(shí)基材空曠區(qū)域呈重疊狀態(tài),銅厚達(dá)到560 μm(16 oz),基材空曠區(qū)會有銅皺現(xiàn)象;
(2)此為18層板疊構(gòu),基材空曠區(qū)域呈重疊狀態(tài),壓合后會產(chǎn)生白斑。從此板的生產(chǎn)次數(shù)及投料數(shù)量,以及報(bào)廢比例,每次生產(chǎn)受銅皺、白斑影響導(dǎo)致報(bào)廢100%,結(jié)合幾周生產(chǎn)狀況看,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多個(gè)圖號類似疊構(gòu)的板壓合后出現(xiàn)銅皺,蝕刻后白斑問題,初步認(rèn)為可能與板材性能及設(shè)計(jì)有較大關(guān)系。
2、試驗(yàn)跟進(jìn)
(1)首先根據(jù)該板的設(shè)計(jì)分析, 18層板一次性壓合,外層銅箔,且每層間圖形設(shè)計(jì)一致,基材空曠區(qū)域較大,壓合時(shí)基材空曠區(qū)域呈重疊狀態(tài),銅厚達(dá)到560 μm(16 oz),受多層板空曠區(qū)重疊,產(chǎn)生高低差,壓合時(shí)受力不均,會產(chǎn)生銅皺及填膠不飽滿導(dǎo)致白斑,這是關(guān)鍵點(diǎn)之一。
(2)實(shí)驗(yàn)方案。結(jié)合上述分析的設(shè)計(jì)特性及問題點(diǎn),需從壓合參數(shù)、材料類型、不同覆型材料及覆型方式等方面進(jìn)行驗(yàn)證,對比貢獻(xiàn)度差異。18層板試板方案與結(jié)果見表1。
(3)實(shí)驗(yàn)小結(jié)
①按原設(shè)計(jì)疊層,將高溫升溫段壓力加大促進(jìn)受力均勻性,以及調(diào)換PP疊層位置,增加流膠量,壓合后均出現(xiàn)銅皺、白斑現(xiàn)象,無改善效果;
②按原設(shè)計(jì)疊層,將高溫升溫段壓力加大促進(jìn)受力均勻性,采用鋁片+PE膜覆型(因PE膜為覆型材料,有較輕微流動性),壓合后表觀看板面無銅皺現(xiàn)象,蝕刻后無基材空曠區(qū)白斑現(xiàn)象,但用手撫摸能感覺到輕微的凹凸不平感(受內(nèi)層圖形有銅區(qū)域基材空曠區(qū)高低差產(chǎn)生影響),從生產(chǎn)過程看對線路等后工序無影響。
3、結(jié)論
(1)針對多層基材空曠區(qū)重疊設(shè)計(jì)且一次性壓合的板(客戶指定結(jié)構(gòu)),若按正常方式,不用覆型材料排版,壓合時(shí)會有銅皺及基材位置白斑現(xiàn)象;
(2)針對多層基材空曠區(qū)重疊設(shè)計(jì)且一次性壓合的板(客戶指定結(jié)構(gòu)),需用鋁片+PE膜進(jìn)行覆型壓合,可以有效改善銅皺、白斑異常。并經(jīng)改善后生產(chǎn)驗(yàn)證白斑報(bào)廢率達(dá)到目標(biāo)值0.04%以下。