新型耐高温多层印制板加工工艺的研究.docVIP

新型耐高溫多層印製板加工工藝的研究 一．前 言??? 隨著電子資訊工業的發展，印製板的應用領域越來越廣，對印製板性能的要求也多樣化。近年來對長期耐高溫環境（＞１４０℃）條件的印製板需求越來越多，如：地下鑽井環境的工控設備等。普通ＦＲ－４基材的多層印製板，由於其Ｔｇ＜１５０℃，不能在此高溫環境下工作。需要使用耐高溫的基材，如聚酰亞胺、改性環氧樹脂、以及聚四氟乙烯等。由於目前聚酰亞胺、聚四氟乙烯基材的層壓、除鑽汙及孔金屬化工藝都有很大的難度，而改性環氧樹脂玻璃布基材與普通ＦＲ—４基材在材料組成和加工性能上基本接近，用目前的普通加工工藝，只需對個別工序的加工參數作適當調整即可。本文針對改性環氧樹脂玻璃布多層板的加工工藝進行了詳細研究。二．實驗內容??? ２．１ 實驗材料??? ——廣東生益科技股份有限公司提供的Ｓ１１７０型耐高溫覆銅板及半固化片??? ２．２ 工藝步驟??? 下料→層壓→鑽孔→除鑽汙→孔金屬化下同普通多層板加工工藝）。??? ２．３ 實驗專案??? ２．３．１ 層壓條件??? ２．３．２ 鑽孔??? ２．３．３ 除鑽汙及凹蝕處理條件??? ２．３．４ 熱應力試驗??? ２．３．５ 剝離強度測試三．實驗結果及討論??? 由於耐高溫多層板的絕緣基材採用了改性環氧樹脂和Ｅ型玻璃纖維布為增強材料，其中改性環氧樹脂的玻璃化溫度較高，因此在層壓、鑽孔以及除鑽汙等工序的加工工藝參數應作適當調整。??? ３．１ 層壓工藝??? 耐高溫改性環氧樹脂多層板需要採用耐高溫即玻璃化溫度較高Ｔｇ＞１７０℃的覆銅板以及半固化片。由於它的玻璃化溫度比普通ＦＲ—４環氧樹脂的要高，所以它的層壓溫度也應做相應的調整，根據材料供應商的建議，我們將層壓溫度設置為１９０℃，採用美國ＴＭＰ壓機層壓，具體參數如下：??? 採用美國ＴＭＰ真空壓機??? 壓力：１５公斤／ｃｍ２??? 真空度：２８．５ＶＡＣ??? 層壓溫度：１９０℃??? 靜壓時間：５０—６０ｍｉｎ??? 升溫：７℃／ｍｉｎ??? 層壓結構；板厚１．６ｍｍ??? 多層板的結構如圖１所示。 18μm銅108076280.4 35/35762810800.4? 35/357628108018μm銅圖 1? 1.6mm耐高溫多層板結構 ??? 後固化條件也與普通ＦＲ—４環氧樹脂玻璃布層壓板有所不同，為使耐高溫的改性環氧樹脂充分固化，我們選定後固化溫度１８０℃，時間２小時。??? ３．２ 鑽孔??? 由於耐高溫的改性環氧樹脂的化學結構具有交聯度高的特點，這樣會造成基材很剛硬，鑽孔加工性能較差。在鑽耐高溫的多層印製板，為提高鑽孔質量，減少孔壁的鑽汙和釘頭，應將鑽頭切削速度和進給作適當下調。??? 由於數控鑽床的鑽頭切削速度Ｖ（Ｍ／ｍｉｎ）??? Ｖ＝π·ｎ·ｄ／１０００ （Ｍ／ｍｉｎ）??? ｎ：主軸轉速轉／分??? ｄ：鑽頭直徑ｍｍ??? 由上式可知降低鑽頭切削速度就需要下調鑽頭的轉速。表１列出了我們實驗時採用的鑽孔參數。 表 1 耐高溫多層板鑽孔參數對照表 ?試驗板編號鑽孔參數?1＃2＃轉速（萬/分）64.5進給（M/分）4.53.0??? 按上述參數鑽孔後，做顯微剖切，觀察孔壁狀況可見１＃板內層產生明顯釘頭現象，２＃板孔壁狀況正常，無釘頭現象。所以適當的耐高溫多層板的鑽孔參數為４．５萬轉／分，進給３．０Ｍ／分。??? ３．３ 孔壁除鑽汙及凹蝕處理??? 由於材料的交聯密度的改變，使得耐高溫多層板的孔壁除鑽汙及凹蝕處理也與普通的ＦＲ－４多層板有所不同。為了達到除鑽汙和最好的凹蝕效果，要加強凹蝕處理的力度。針對這方面我們進行了一組試驗，試驗條件如表２所示： 表 2 耐高溫多層板除鑽汙及凹蝕處理工藝條件 ?處理溫度時間板編號?濃H2SO4堿? 性? 高? 錳? 酸? 鉀??NCI902NCI904NCI906玻璃蝕刻3＃200C50秒600C6分鐘650C8分鐘400C5分鐘350C1分鐘4＃350C1分鐘600C8分鐘650C10分鐘400C8分鐘350C1分鐘??? 通過上述條件處理後，耐高溫多層板再進行孔金屬化，然後做顯微剖切，觀察孔壁的鑽汙及凹蝕情況，可以發現３＃板內沒有凹蝕並殘留少量鑽汙，４＃板內層凹蝕深度經測量８—１５μｍ，符合最佳凹蝕深度要求，並且孔壁清潔無鑽汙。４＃的處理條件為合適的處理條件。??? ３．４ 剝離強度??? 由於耐高溫多層板所使用耐高溫粘結材料的粘結性會使交聯密度的提高而惡化，為檢驗它的粘結性，我們按國標ＧＢ／