压合缓冲垫在PCB层压制程中的应用研究

管术春 朱贻军 王正坤

（江西景旺精密电路有限公司，江西 吉安 343000）

（江西省高端印制电路板工程技术研究中心，江西 吉安 343000）

0 前言

印制电路板（PCB）的层压工艺通常采用传统的热压成型方式，制程中将铜箔、半固化片、内层基板按设计结构叠合成一张板，每张板之间用镜面不锈钢板隔离，每十几张到二十几张板和间隔的镜面钢板组合成一个开口（open），一个openN上下的最外钢板用牛皮纸等缓冲材料加以缓冲，整个open放置在一张承托板上，推入热压机中进行加热加压，最终将板固化成型。这其中缓冲材料是必不可少的，而且至关重要，缓冲材料不仅要有适宜的导热性，而且要有良好的压力缓冲性。目前PCB层压用缓冲材料通常采用牛皮纸，它起的作用一是缓冲层压压力，二是缓冲温度，使温度和压力更均匀地传递到预压板的表面，保证板整个幅面受热受压均匀。

随着PCB朝高可靠性、高精密化方向发展，对产品的要求也越来越高，牛皮纸等传统缓冲材料已经无法完全满足其层压制程中对温度和压力缓冲性的要求。同时出于材料成本考虑，压合垫凭其优异的耐热性和其它物理及化学方面的性能，赋予此种材料优异的耐久性和可重复使用特性，可以取代牛皮纸作为层压时的缓冲材料。本文基于上述原理，研究压合垫替代牛皮纸在实际应用过程中的产品品质状况，并做相应的分析和总结。

1 试验

1.1 试验材料与设备

材料：PCB、压合垫、牛皮纸，材料规格如表1所列。

设备：活全压机、阳程回流线、料温线、激光测厚仪。（见表1、图1、图2）。

表1 缓冲材料规格

图1 压合垫

图2 牛皮纸

1.2 试验原理及方法

1.2.1 试验原理

压合是在高温高压下作业，缓冲材料可以将压力分布均匀并做适当的热缓冲以致于能均匀将热传至材料（如图3）。

图3 压合原理示意图

1.2.2 试验方法

试验方法见表2所示。

2 结果与讨论

试验分别对两种缓冲材料（牛皮纸和压合垫）在压合工艺中的升温速率、固化时间以及板厚均匀性三个指标进行分析对比，最后总结讨论压合垫替代牛皮纸的可行性。

2.1 升温速率对比

根据压合过程中数据显示，升温速率的对比状况（见表3、图4）。

2.2 固化时间对比

根据压合过程中数据显示，固化时间保持越长压合效果越好，固化时间的对比状况（见表4、图5）。

2.3 板厚均匀性对比

压合后，用激光测厚仪对每块板按九点法进行板厚测量，并收集数据分析（如图6）。

表2 试验方法

表3 升温速率对比数据

图4 升温速率对比图

表4 固化时间对比数据

图5 固化时间对比图

图6 板厚均匀性对比图

表5 试验结果汇总

图7 两种缓冲材料试用结果

2.4 结果讨论

通过对比两种缓冲材料在试验数据分析（见表5），压合垫完全可以替代牛皮纸，且压合工艺的制作性能更优，但具体批量效果，需要做进一步的小批量验证。

3 批量试用验证

根据试验结果，综合所有对比参数进行批量生产验证，共生产3种类型工作板，达到200 panel，总体两种缓冲材料基材白点不良率无差异。具体情况（见图7）。

4 结语

综上所述，经试用的特殊缓冲材料，可以满足PCB压合工艺对温度和压力缓冲性的要求，完全可以替代传统牛皮纸，从而降低或消除PCB因压力引起基材白点等品质缺陷，同时这种特殊缓冲材料还可以解决单纯通过增加牛皮纸搭配，难于兼顾满足压力和温度缓冲的问题。