CCL及压合制作工艺解析
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压合制程介绍..
压合制程目的:将铜箔(Copper Foil),胶片(Prepreg)与氧化处理(Oxidation)后的内层线路板,压合成多层基板.内层氧化处理(Black/Brown Oxide Treatment) 氧化反应A. 增加与树脂接触的表面积,加强二者之间的附着力(Adhesion).B. 增加铜面对流动树脂之润湿性,使树脂能流入各死角而在硬化后有更强的抓地力。
C. 在裸铜表面产生一层致密的钝化层(Passivation)以阻绝高温下液态树脂中胺类(Amine)对铜面的影响。
还原反应目的在增加氧化层之抗酸性，并剪短绒毛高度，至恰当水准以使树脂易于填充并能减少粉红圈( pink ring ) 的发生。
黑化及棕化标准配方:表一般配方及其操作条件上表中之亚氯酸钠为主要氧化剂,其余二者为安定剂,其氧化反应式。
此三式是金属铜与亚氯酸钠所释放出的初生态氧，先---生成中间体氧化亚铜----2Cu+[O] →Cu2O,再继续反应成为氧化铜CuO,若反应能彻底到达二价铜的境界,则呈现黑巧克力色之"棕氧化"层,若层膜中尚含有部份一价亚铜时，则呈现无光泽的墨黑色的"黑氧化"层。
制程操作条件( 一般代表),典型氧化流程及条件。
棕化与黑化的比较黑化层因液中存有高碱度而杂有Cu2O,此物容易形成长针状或羽毛状结晶。
此种亚铜之长针在高温下容易折断而大大影响铜与树脂间的附着力,并随流胶而使黑点流散在板中形成电性问题,而且也容易出现水份而形成高热后局部的分层爆板。
棕化层则呈碎石状瘤状结晶贴铜面,其结构紧密无疏孔,与胶片间附着力远超过黑化层,不受高温高压的影响,成为聚亚醯胺多层板必须的制程。
B. 黑化层较厚,经PTH后常会发生粉红圈(Pink ring),这是因PTH中的微蚀或活化或速化液攻入黑化层而将之还原露出原铜色之故。
棕化层则因厚度很薄.较不会生成粉红圈。
内层基板铜箔毛面经锌化处理与底材抓的很牢。
CCL生产过程及基本原理简介
半固化片收卷
张力控制器 树脂涂敷
指标测试—树脂含量
树脂含量（RC）
树脂含量定义：半固化中树脂重量占半固化片重量的百分数； 计算公式：RC=(TW-DW)÷TW ×100%;
RC: 树脂含量; TW: 半固片浸渍重量; DW: 玻璃布基材重量. 当玻璃布基重一定时TW可以作为控制指标
仪器 ：电子天平, 精度: 0.001克 样品：4 ”X 4 ” X 4 样品数量: 4 张
度和风量 3.可以通过调整计量站的浸渍辊及
预浸辊的浸渍位置
桔皮样品图片
树脂条纹 Resin Stripes
定义: 沿机器运行方向呈现出的不均匀树脂浸渍量所导致的色带。通常产生在高树 脂含量的半固化片中。
标准：虽然有颜色差异，但厚度差异不大且无明显凹凸手感的树脂条纹可以通过。 条纹之间浸渍量明显不同的不能接受。
标准：气泡没有连成面，并且在气泡出现少的一面半固化片要有光泽是可以接受 的.
产生原因
解决措施
1.计量辊慢 2.风量太大 3.温度高 4.顶辊脏 5.车速快 6.粘度过高 7.胶液本身没有完全溶解浸透不好
形成气泡。
1.降低计量辊速度 2.调节进风量 3.降低温度 4.清理顶辊 5.降车速并相应调温度 6.调粘度至要求值 7.加入一定量DMF搅拌。
层压板结构设计一般规则
每层半固化片具有合理的厚度 厚度大、含胶量大、厚度不宜控制 厚度小、含胶量小、黏结性小
最少的层数 层数多、成本高 层数多、不宜工艺控制
PLY-UP
❖对称放置 例：7628（700）X2+1080（200）X1
1张或多张半固化 片
Ply-Up 工作原理依据
基板厚度要求 不同的布种、胶含量的半固化片叠置
压合流程说明
棕化作业
入板
酸洗
溢流水洗
清水洗
碱洗
DI水洗
水洗
棕化
预浸
DI水洗
烘干
出板
半固化片裁切作业
目的：
将卷状的半固化片，裁切成为符合尺寸的片状。
设备：
裁切机，分条机。
预叠作业
目的：
将PP与内层板叠好，为叠合做准备。 依照工艺流程单要求，将裁切OK的半固化 片（PP），与棕化处理后的内层芯板，叠 在一起，上下各一张或多张。 PS：环境要求，温度20+/-2℃，湿度 50+/-5%。 无尘等级：10000级
PP裁切
预叠
叠合
磨边 棕化
捞边
检 修
X-ray 出货
拆解
压机
棕化作业
目的：
将内层铜面粗化处理，增大内层铜 的面积，增加内层铜面与树脂（PP） 结合面积。 增加铜面对树脂流动之润湿性，促 进树脂在板面的填充性能。 铜面钝化层，可降低后工序药水以 及树脂中胺类成分对铜面造成的粉 红圈。 物料： 棕化药水、清水、超纯水主要物料： 除油药液，棕化药水，还原 药液，超纯水。 主要厂商： 安美特、麦德美
半固化片（PP）：
作用：粘贴、绝缘、调整电阻 颜色：一般为淡黄色。 构成：树脂+玻璃纤维布。 简称：PP（PrePreg）。 状态：B状态。 树脂分为A、B、C三个状态，A状态为液体胶水，B状态为半固化状态，C状 态为经过高温高压后固化状态。由B转化给C以后将不能转化为A或B状态。 种类：依照TG点：Tg140、Tg150、Tg170、Tg180
PCB流程介绍
压合篇
学习目录
1、压合原理说明 2、压合流程说明 3、压合所用物料说明 4、压合品质管控点说明
CCL&PP产品流程及特性
層間錯 位
層与層之 間連接盤 中心偏移
內層材料的熱膨脹， 基材樹脂流動 壓合中的熱收縮 壓合材料和模板的熱 脹系數相差較大
控制基材特性 預先對板材進行熱處理 選用尺安較好的內層基 板及基材
27
常見異常及解決方法（五）
疵病 表現形式 原因 解決對策
內層導体粗化或氧化質量 根据判斷結果作出相 耐熱沖 受熱分層， 差，基材類型或性能有誤 應處理 擊性差 起泡 或存放變質 內層濕度或揮發物含量高 基材揮發物含量高 內層表面污染 外表物質污染 分層 受熱分層， 氧化層表面呈鹼性 表面有亞氯酸鹽殘留物 起泡 氧化層晶体太長 前處理未形成足夠表面積 鈍化作用不夠 烘烤內層去濕 改善基材存放條件 改善操作避免污染 加強氧化操作后的清 洗，監測清洗水的PH 值 縮短氧化時間調整氧 化液濃度及操作溫度 增加微蝕 遵循工藝要求
※ 設定一适當的配方与規格，使得含浸机有一個經濟產 速讓產出的PREPREG在熱壓時RESIN SQUEEZED OUT、 MICROVOID、SLIPPAGE、THICKNESS和產速均得到良好 的控制。
品質控制：
※RC 樹脂含量 ※GT膠化時間 ※VISCOSITY ※RF樹脂流量 ※VC 揮發份 ※DICY再結晶
Cu
1.FR-4、FR-5
7628 Cu Cu 2116 1080 2116 Cu Cu 7628 MAT 7628 Cu
2.FR-4-TL 8
3.CEM-3
4.CEM-1
Cu 7628 7628 PAPE Cu
基本上厚度的控制 由含浸材厚度加上 使用之樹脂量來決 定，一般樹脂含量 須有其相當的比例， FR-4在 40~75%。
28
分層
白點及白化
外觀有微 小气泡群 集或有限 气泡積聚 或層間局 部分离
CCL介绍
OH
OH
OH
n
二、覆铜板用基础材料--玻璃布 覆铜板用基础材料--玻璃布
C、增强材——Reinforcements ——Reinforcements
增强材指基材内作为骨架的材料，通常包括： 纤维纸(Cellulose Paper) 玻璃毡(Glass Felt) (Woven 玻璃布(Woven Glass Fabric) 无纺布(Non-Woven Fiber) 使用最广泛的是电子级 玻璃布(Style 1080 Glass Style 7628 常称FR-4的基材。 纤维纸基材及玻璃毡基材主要应用在低级线路板及部分特殊制板上。 而无纺布基材由于具有良好的Laser加工性、较低的介电常数及质量 轻等优点，逐渐被大量应用到HDI制板上。
1、通过电镀的方法，在硫酸铜镀液环境下，巨型镀槽的阴阳极距离非常小， 由不锈钢制作的阴极轮以高速旋转冲击镀液，加上高电流(600ASF)，在光 滑的滚轮表面可撕出片状连续的铜箔，经后处理成为商品铜箔。
2、朝滚轮的一面称光面（Drum Side），朝镀液的一面称毛面（Matte Side）。
3、应用在绝大多数的线路板上，主要是硬板（Rigid Board）。
大部分电子产品选用的E-Glass最主要的是其优秀的抗水性，在非常恶劣的环境下， 仍然维持良好的电性及物性。 S-Glass提供较低的介电常数以及较高的机械强度，可应用在部分特殊要求的场合。 而昂贵的Quartz布除了提供更低的Dk之外，其CTE仅为E-Glass的1/10（约0.5ppm/C）。 但Quartz本身易碎，而且对钻咀的磨损也大得多。
二、覆铜板用基础材料--树脂 二、覆铜板用基础材料--树脂
双酚A型环氧树脂： 双酚 型环氧树脂： 型环氧树脂
压合工艺介绍1
2.防震性
3.作業性
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三 、 副 資 材 作 用 與 特 性
3.3玻纖布特長、用途 玻纖布特長、 玻纖布特長
●特長: 特長:
1.表面的非粘著性、流動性佳。 2.使用溫度範圍廣(-180℃~260℃),可以連續使 用。 3.電氣性佳。 4.誘電特性及絕緣強度優。
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燒付鐵板性質 三 、 副 資 材 作 用 與 特 性
物性
項目 厚度 寬 拉力強度 扯裂強度 單位 mm mm Kgf/cm Kgf/cm 基准值 3.4±0.5 指定寬 ±2mm 直20以上 橫15以上 直0.5以上 橫0.6以上 55 ±5
。
JIS JIS JIS JIS JIS
2)
測試值 0.10 215 290 10 5.0
項目 休積阻抗(Ω) 表面底阻抗(Ω) 耐熱性 沒有燃燒性
測試值 >10
15 14
>10 OK OK
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玻纖纖維布品質 三 、 副 資 材 作 用 與 特 性
物性
項目 厚度 寬 拉力強度 單位 mm mm Kgf/cm 基准值 0.6±0.1 指定寬 ±2mm 直20以上 橫15以上 55 ±5 0.4
。
JIS JIS JIS JIS JIS
測定方法 K6328 標準依據 K6328 標準依據 K6328 標準依據 K6301 K0601 標準依據 標準依據
橡膠硬度 。(A硬度型) 表面粗造 um(Ra)
外觀
不良項目 PINHOLE 皺折 凸起 異物 發泡 其他 品質基准 為不良。 折痕皺折為不良。 肉眼明顯看見的為不良。 肉眼判斷為凸起為不良。 肉眼判斷為發泡為不良。 髒污、刮傷、浮起、橡膠溢流、氣泡剝離皆為不良。
压板制作工艺流程讲解
电解铜箔 价格便宜 成本高 压延铜箔
One Direction, One Target
Hale Waihona Puke 多种尺寸与厚度第三章:压板使用的设备
第四章:压板工艺原理及方法 第五章:压板工序常见缺陷分析
第六章:线路板常见测试方法
Serve through People……Connect through Technology
第一章:压板工序的基本概念
1.压板（Pressing Process）是指在高温高压条件下 用半固化片将内层Core与内层Core，以及整个内层与 铜箔粘结在一起，制成多层线路板的制作工序。 2.Tg (Glass Transition Temperature)是指“玻璃态 转换温度”而言，当逐渐加温下聚合物由常温不定组 成的玻璃态 Glass stage转换到高温的橡胶态Elastomer时，其组 态转移的“温度区“简称为Tg。 3.Td(Decomposition Temperature )，当板料持续加 温直到板料的重量减小5%时,即把这个温度值称为Td。
Serve through People……Connect through Technology
One Direction, One Target
第二章:压板使用的原材料
（一） 、基材：（Copper clad lamination， CCL） 一般性能: 目测：在300×300mm面积内金属凹坑、皱折、划痕、次 表面缺陷（蚀铜后的内表面）接受标准等应按 IPC-4101标准接受。 尺寸：长、宽、厚度检查公差按IPC-4101标准接受。 弓曲、扭曲度：按IPC-4101标准接受。 物理性能: 剥离强度：有分热应力后、高温下、化学溶剂处理后三种。 尺寸稳定性： 弯曲强度：分常温下、高温下两种。
One Direction, One Target
Hale Waihona Puke 多种尺寸与厚度第三章:压板使用的设备
第四章:压板工艺原理及方法 第五章:压板工序常见缺陷分析
第六章:线路板常见测试方法
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第一章:压板工序的基本概念
1.压板（Pressing Process）是指在高温高压条件下 用半固化片将内层Core与内层Core，以及整个内层与 铜箔粘结在一起，制成多层线路板的制作工序。 2.Tg (Glass Transition Temperature)是指“玻璃态 转换温度”而言，当逐渐加温下聚合物由常温不定组 成的玻璃态 Glass stage转换到高温的橡胶态Elastomer时，其组 态转移的“温度区“简称为Tg。 3.Td(Decomposition Temperature )，当板料持续加 温直到板料的重量减小5%时,即把这个温度值称为Td。
Serve through People……Connect through Technology
One Direction, One Target
第二章:压板使用的原材料
（一） 、基材：（Copper clad lamination， CCL） 一般性能: 目测：在300×300mm面积内金属凹坑、皱折、划痕、次 表面缺陷（蚀铜后的内表面）接受标准等应按 IPC-4101标准接受。 尺寸：长、宽、厚度检查公差按IPC-4101标准接受。 弓曲、扭曲度：按IPC-4101标准接受。 物理性能: 剥离强度：有分热应力后、高温下、化学溶剂处理后三种。 尺寸稳定性： 弯曲强度：分常温下、高温下两种。
CCL介绍(PPT课件)
半固化片流动度(Resin Flow，RF)
测试仪器：流动度测试仪 测试条件：IPC-TM-650 2.3.17 意义：控制树脂的流动性，便于压板
31
四、覆铜板产工艺--压制
工艺原理
利用半固化片从B阶向C-阶的转换过程将其与铜箔粘结成一体 。
Flow Begin
Flow end
Resin Melt
4. 高性能基材 其他特殊的/非酚醛/非FR-4类树脂基材，也包括Aramid、RCC等新发展 的材料。PTEF，PPE板材。
5. 无卤素基材 使用无卤素树脂体系的基材，目前有应用在CEM-1、CEM-3及FR-4上
23
四、覆铜板生产工艺
半固化片生产流程
24
四、覆铜板生产工艺
覆铜板生产流程
25
四、覆铜板生产工艺-树脂乳化
二、覆铜板用基础材料--树脂
胺类固化剂双氰胺
N N
H 2N
NH2
15
二、覆铜板用基础材料--树脂
线性酚醛树脂固化剂（PN):
OH
OH
OH
n
16
二、覆铜板用基础材料--玻璃布
C、增强材——Reinforcements
增强材指基材内作为骨架的材料，通常包括：
纤维纸(Cellulose Paper) 玻璃毡(Glass Felt) 玻璃布(Woven Glass Fabric) 无纺布(Non-Woven Fiber)
18
二、覆铜板用基础材料--玻璃布
C2、玻璃纤维的分类：
根据成分不同可分为：
19
二、覆铜板用基础材料--玻璃布
根据基重不同可分为：
20
二、覆铜板用基础材料--填充剂
填充剂的种类——Fillers
测试仪器：流动度测试仪 测试条件：IPC-TM-650 2.3.17 意义：控制树脂的流动性，便于压板
31
四、覆铜板产工艺--压制
工艺原理
利用半固化片从B阶向C-阶的转换过程将其与铜箔粘结成一体 。
Flow Begin
Flow end
Resin Melt
4. 高性能基材 其他特殊的/非酚醛/非FR-4类树脂基材，也包括Aramid、RCC等新发展 的材料。PTEF，PPE板材。
5. 无卤素基材 使用无卤素树脂体系的基材，目前有应用在CEM-1、CEM-3及FR-4上
23
四、覆铜板生产工艺
半固化片生产流程
24
四、覆铜板生产工艺
覆铜板生产流程
25
四、覆铜板生产工艺-树脂乳化
二、覆铜板用基础材料--树脂
胺类固化剂双氰胺
N N
H 2N
NH2
15
二、覆铜板用基础材料--树脂
线性酚醛树脂固化剂（PN):
OH
OH
OH
n
16
二、覆铜板用基础材料--玻璃布
C、增强材——Reinforcements
增强材指基材内作为骨架的材料，通常包括：
纤维纸(Cellulose Paper) 玻璃毡(Glass Felt) 玻璃布(Woven Glass Fabric) 无纺布(Non-Woven Fiber)
18
二、覆铜板用基础材料--玻璃布
C2、玻璃纤维的分类：
根据成分不同可分为：
19
二、覆铜板用基础材料--玻璃布
根据基重不同可分为：
20
二、覆铜板用基础材料--填充剂
填充剂的种类——Fillers
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PCB对CCL基本性能需求 --电性能
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PCB对CCL基本性能需求 –化学性能
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PCB对CCL基本性能需求 –环境性能
CCL、PP基础知识 压合工艺技术
编写人：周小阳
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目录
CCL相关原材料 CCL的生产流程与技术 粘结片特性 板材特性介绍 PCB用基材发展技术 PCB发展给CCL带来的新的品质需求
多层板的制作流程
压合基本流程及介绍 压合常见问题点及预防对策
Kinwong Electronic TecCL基板技术动向及应用 材料薄型化
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压压 合板
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压板是利用高温高压后半固化片受热固化而将一块或多 块内层蚀刻后制板（经黑氧化处理）以及铜箔粘合成一 块多层板的制程，保证多层板的电气性能和机械性能。
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PP片指标及对PCB制作的影响
PP片四大指标：
1.树脂含量（RC%)：主要影响介质层厚度，影响特性阻抗、树脂含量 低容易产生布纹及树脂空洞；
2.树脂流动度（RF%)：影响产品厚度，流动度大产生滑板，厚度 不均，白边布纹，流动度低，树脂空洞，板角布纹；
3.玻璃布介绍
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PP相关介绍
3.凝胶化时间（GT）：凝胶时间长流胶过度产生布纹、滑板、白边； 时间短产生布纹、厚度不均等；
4. 挥发份含量（VC%）：挥发份含量大产生树脂空洞、分层、棕化发 红等不良；
其中最重要的是RC%和GT（其它表征树脂流变性指标）注意测试系统差。
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CCL基板技术动向及应用 CCL基板类型生产量比
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CCL基板技术动向及应用 各种PCB板市场规模
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常用板料规格 37 " X 49 " (940 X 1245mm) 41 " X 49 " (1041 X 1245mm) 43" X 49 " (1092 X 1245mm) 覆铜板厚度范围：0.05mm-3.2mm
PP片指标含量对PCB制作的影响
1.树脂含量（RC%)：主要影响介质层厚度，影响特性阻抗、树脂含量 低容易产生布纹及树脂空洞；
2.树脂流动度（RF%)：影响产品厚度，流动度大产生滑板，产品厚度 不均，白边布纹，流动度低，树脂空洞，板角布纹；
3.凝胶化时间（GT）：凝胶时间长流胶过度产生布纹、滑板、白边； 时间短产生布纹、厚度不均等；
4. 挥发份含量（VC%）：挥发份含量大产生树脂空洞、分层、棕化发 红等不良
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将生益为例
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PCB对CCL基本性能需求 --物理性能 PCB对CCL基本性能需求
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