多层软硬结合板的加工（二）

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人气：4569发布日期：2017-05-23 12:26【大中小】

2．2．5 钻孔

由于挠性基材没有加强纤维，既轻又薄，钻孔参数不适当可能造成介质层撕裂和大量粘污，所以根据不同的板厚、质材进行钻孔参数的优化，同时，盖板、垫板的选择也非常重要，因为挠性板柔软轻薄，盖、垫板不仅可以支撑板子，还起到散热作用，应当注意的是垫板最好用铝箔板或环氧胶木板，不要用纸质垫板，因为纸质垫板较软，容易产生较严重的钻孔毛刺，孔化前去毛刺时容易撕裂或擦坏孔口，给后工序工作带来麻烦，影响软硬结合板质量。

还有一点应该注意的是，虽然我们在湿法处理、冲制OPE孔，层压对位等方面做了大量的工作以保证层间对位精度，但是，由于聚酰亚胺材料本身受湿热影响较大，不可避免地会产生不确定的层间偏差及板间偏差。所以，钻孔前应以X—ray对位钻小孔，确定不同板子的不同的钻孔偏移量，参照该偏移量进行数据校正，确保钻孔精确有效。同时，该偏移量交至光绘工序，参考绘制外层底片，保证外层图形转移的对位精确。

2．2．6 去沾污及金属化孔

多层挠性板的孔内沾污以聚酰亚胺树脂为主。挠性聚酰亚胺树脂对浓硫酸溶液显惰性，而在强碱性的高锰酸钾溶液中又会产生溶胀，所以，常规的湿法去沾污很难奏效。我们也曾尝试过使用浓硫酸或碱性高锰酸钾溶液去沾污，改变浓度、温度、处理时间等参数，多次试验都没有收到令人满意的效果，于是，我们放弃了传统的湿法化学去沾污，改用等离子体法。

等离子体是指电离的气体，是原子在射频能量发生器的作用下完全或部分失去其电子层时的状态，由离子、电子、自由基、游离基团和紫外线辐射粒子等到组成，整体上显电中性，具有很高的化学活性。等离子体去沾污最大的优点是没有选择性，就是不分所处理板子的树脂类型，只要调整参数，均可进行处理。譬如，高活度的等离子流对环氧树脂、聚酰亚胺、丙烯酸、玻璃纤维等产生的沾污都能快速、均匀地把它们从孔壁上作用掉，并可以形成一定的凹蚀，有效地实现三维连接，提高金属化孔的可靠性。

等离子体去沾污一般分为三步：

(1)在设备腔体达到一定的真空度后向其中按比例注入高纯氮气和高纯氧气，主要作用是清洁孔壁，预热印制板，使高分子材料具有一定的活性，有利于后续处理。一般为80℃、15分钟。

(2)以CF4、O2和N2作为原始气体与树脂反应，达到去沾污、凹蚀的目的，一般为85℃、15分钟。

(3)以O2作为原始气体，去除前两步处理过程中形成的残留物或“灰尘”，洁净孔壁。

金相报告显示，等离子体去沾污后的金属化孔孔壁状态令人满意。

等离子体去沾污后板子的金属化孔前处理，亦不能按常规工艺进行，这是由于基材本身特性决定的。经去沾污处理后的板子，须用专用溶液对孔壁进行特殊处理。我们选用Neatraganth处理液(A十B)和HCF—45十H2SO4，清洗液对板子进行预处理(处理前应先擦板去毛刺)，改善其表面状况，这样可以提高聚酰亚胺与化学铜结合的牢固性，预防孔化空洞。

2．2．7 外层图形转移

外层图形转移前的基板处理可采用擦板或电解清洗两种方式，这可视基板厚度及设备状况而定。若采用电解清洗方式，应注意控制微蚀速率，不能将孔中的化学铜蚀刻掉。而采用擦板则应注意卷板。

2．2．8 表面阻焊及可焊性保护层

由于挠性板在使用过程中有挠曲要求，普通的阻焊油墨易脆裂，无可挠性，不能满足要求；一般双面挠性板用的预成型的聚酰亚胺覆盖膜不能满足精细线路的要求，所以我们只有两种选择：一是贴显影型挠性覆盖干膜，一是丝网印刷挠性液态感光显影型阻焊油墨，两者都能起到阻焊、防潮、防污染、耐机械挠曲等作用。因后者覆形性较好，故我们更多地使用后者。

可焊性保护层使用有机防氧化保护膜，保证焊盘表面平整、可焊。

3、软硬结合板

软硬结合板是指在一块印制板上包含有一个或多个刚性区和一个或多个挠性区的印制线路板。它可分为有增强层的挠性板及刚——挠结合多层板等不同类型。本文仅就无镀通孔有刚性增强层的多层挠性板进行阐述。

选择这样的结构是因为表面贴装技术应用于多层挠性板且焊脚越来越细密，这就要求挠性板焊接面在焊接过程中保持较高的平整度，而挠性板的轻、薄、软的特性又决定了它无法保证这样的平整度，故而要求在非焊接面的非挠曲部分增加刚性增强层，这样既可保证让焊接要求又不妨碍挠曲要求，且生产制作也较简单，可靠性高。

3．2 材料的选择

挠性材料前面已经讲过，勿需多言，而刚性增强板的选择也有一定的要求，我们最先选择成本较低的环氧胶木板，因表面太过光滑无法粘牢，后又选择使用FR—4.G200等有一定厚度的基材蚀刻掉铜，但终因FR—4.G200芯材与PI树脂体系不同，Tg、CTE皆不配合，受热冲击后刚——挠结合部分翘曲严重不能满足要求，所以最后选择PI树脂系列的刚性材料，可以用P95基材压合而成，也可以单纯用P95半固化片压合成，这样，相配合的树脂体系的刚——挠性板压合后，就可以避免受热冲击后的翘曲变形。

刚性板与挠性板之间的粘接层选择使用丙烯酸粘接片，因为这步过程仅是单纯的粘接加强作用，无须进行钻孔和镀通孔，无减少沾污的顾虑，而且丙烯酸粘接片的搞剥强度要优于聚酸亚胺粘接片，另一方面，丙烯酸成本较低，更经济一些。

3．3 刚性部分的工艺及控制

3．3．1 简要工艺流程

基材下料→层压前处理→压合→蚀刻外层铜→铣挠性区窗口→待与挠性板压合，半固化片准备

3．3．2 注意事项

加强板的压合主要应注意以下三方面的事项：一是不论是基材压合还是单纯的半固化片压合，都要注意玻璃布的经纬方向要一致，压合过程中注意消除热应力，减少翘曲。

二是加强板应有一定的厚度，因为挠性部分很薄且无玻璃布，受环境及热冲击的影响后，它的变化与刚性部分是有差别的，若刚性部分没有一定的厚度或硬度，这种差别就会表现得很明显，使用过程中就会产生较严惩的翘曲变形，影响焊接及使用，若刚性部分具有一定的厚度或硬度，这种差别就可能会显得微不足道，整体的平整度不会同挠性部分的变化而产生变化，可保证焊接及使用，若刚性部分太厚则显得厚重不经济，实验证明0．8~ 1．0mm厚度较为适宜。

三是挠性窗口应铣切精确，既不能小了影响焊接也不能大了影响挠曲，可由光绘直接出具铣切数据，也可出一张铣切图形作为编程基准。

3．4 刚——挠性部分的压合

刚、挠两部分的压合控制很简单，只要注意以下几个方面：

一是刚性加部分在压合前要用擦板机稍微粗化一下，提高粘接强度。

二是丙烯酸粘接片的裁剪应尺寸适宜。

三是挠性部分在压合前可只做些简单的清洁处理。

四是装模时应在挠性窗口部位加垫片，此垫片应厚度适中，大小合适，以防止刚挠结合部分压结质量及挠性部分皱折，可使用铣切窗口时的铣切多余部分，并用隔离膜包好，以防止脱模时粘接。

软硬结合板压合成铣切成型，作有机防氧化助焊处理后交付可使用。

4、小结

在多层挠性及软硬结合板的研究制作方面，我们可能起步较晚，但经过近3年的实验、探索，立足现有设备，出适合于是我们自己的一套工艺、生产方案，虽然粗浅，但成功地解决了细线条的图形转移、尺寸控制、层间对位精确度、去沾污、刚挠结合等一系列的问题，较好地满足了用户的需求，还有很多问题如刚——挠结合镀通孔等问题还有待于进一步的研究探索。

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