层压板厚控制分析报告

刘云洁 张文晗

（西安微电子技术研究所，西安 临潼 710600）

谢伟力

（伊达斯电子科技有限公司，湖北 武汉 430073）

目前，多层板在层压前给出层压模式图，虽然有效的避免了操作者依靠经验判定使用哪种类型的半固化片、使用几张等，但由于给定层压模式图时考虑不全、方法不科学等问题，在多层板层压后有时会出现板厚超标现象，导致产品报废，造成成本浪费、进度拖延等。

为了有效控制层压板厚，本文从原材料的厚度、半固化片厚度、各层残铜率、铜箔厚度等各方面经过大量实验准确得出板厚的控制方法。

1 理论研究

一般压合后多层板理论厚度计算方法如图1（以四层板为例）。

总板厚H=h-T(1-L2)+ h-T(1-L3)+内外层基材厚度+内外层铜箔厚度

同理可推出n层板的计算公式：

H=h-T[1-L(n-1)]-hT[1-L(n-2)]+h-T[1-L(n-3)]-hT[1-L(n-4)]+……+内外层基材厚度+内外层铜箔厚度

h——PP100%残铜压合后厚度（mm）；T——内层铜厚（mm）；L2——2层残铜率；L3——3层残铜率；Ln——n层残铜率；

从上述理论分析可知：要准确控制多层板厚度，必须知道PP100%残铜时压合厚度、基材厚度、各内层残铜率、内外层铜箔厚度。

2 实验内容及结果

2.1 S1141 PP100%残铜时压合厚度

2.1.1 实验方案

将S11411080、2116分别叠1张、2张、3张、4张进行压合。

2.1.2 实验测试数据及结果（表1、表2）

表1 S11411080压合后半固化片的厚度（100%残铜） 单位：mm

表2 S11412116压合后半固化片的厚度（100%残铜） 单位：mm

2.1.3 验证

为了验证S11411080、2116100%残铜时单张薄片压合厚度，设计将1080与2116进行混压，结果见表3。

表3

2.1.4 实验结论

100%残铜时S11411080压合后单张半固化片的厚度：72 mm；

100%残铜时S11411080边缘与中间厚度差值：3 mm。

100%残铜时S11412116压合后单张半固化片的厚度：116 mm；

100%残铜时S11412116边缘与中间厚度差值：7 mm。

2.2 S1000-2 PP100%残铜时压合厚度

2.2.1 实验方案

将S1000-21141、2116分别叠1张、2张、3张、4张进行压合。

2.2.2 实验测试数据及结果（表4、表5）

表4 S1000-21080压合后半固化片的厚度（100%残铜） 单位：mm

表5 S1000-22116压合后半固化片的厚度（100%残铜）单位：mm

2.2.3 验证

为了验证S1000-2 1080、2116100%残铜时单张薄片压合厚度，设计将1080与2116进行混压，结果见6。

表6

2.2.4 实验结论

100%残铜时S1000-21080压合后单张半固化片的厚度：73 mm；

100%残铜时S1000-21080边缘与中间厚度差值：6 mm。

100%残铜时S1000-22116压合后单张半固化片的厚度：123 mm；

100%残铜时S1000-22116边缘与中间厚度差值：5 mm。

2.3 基材厚度

表7

对目前使用的各种薄片蚀刻成光板后测量厚度，以统计每种薄片的厚度（表7）。

结论：（1）使用的薄片厚度，如：0.201/1其厚度0.20 mm指的是基材的厚度，不包括表面铜厚。（2）从上表数据平均值可得出，实际测量数据与标识数据仅相差10微米，在计算板厚时可忽略不计，直接使用标识数据即可。

2.4 内外层铜箔厚度

内层薄片在层压之前进行了图形转移和蚀刻，对于铜厚的损失仅有图形转移喷砂处理，为了得到准确的铜箔厚度数据，测量金相图片，对于生产线常用的几种铜厚统计数据如表8。

表8

结论：（1）经过喷砂处理后表面铜厚的损失很小。（2）在利用公式计算层压板厚时，内外层铜箔厚度可直接按照下料铜厚进行计算。

2.5 残铜率

内层线路图形面积使用目前的工程准备多款软件均可计算；

内层薄片完全覆铜面积，目前事业部内层薄片均使用400 mm×500 mm，其面积为20 dm2。

3 总结

为了使计算方便，设计如下表格。在有颜色的部分输入相应的数据（面积、各层底铜厚度、各层基材厚度、半固化片理论厚度），在最后一栏即显示最终压合后的板厚（表9）。

表9 多层板压合后板厚计算表

结论：（1）利用此表可计算出层间半固化片压合后的厚度及总的压合板厚；（2）标准规定“多层板成品固化后，相邻导线层间至少有90 mm的介质材料”结合半固化片边缘厚度与中间厚度有一定差值。在利用上表计算时，压合后半固化片实际厚度结果不得小于97 mm。

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