FR-4技术讲座

1、技术讲座技术讲座FR-4覆铜板生产中覆铜板生产中常见质量问题及解决对策常见质量问题及解决对策广州太和覆铜板厂副总经理、总工程师广州太和覆铜板厂副总经理、总工程师 曾光龙曾光龙 中国电子材料行业协会经济技术管理部主办中国电子材料行业协会经济技术管理部主办 FR4覆铜板生产中常见质量问题及解决对策技术讲座 FR-4覆铜板是覆铜板产品中用量最大覆铜板是覆铜板产品中用量最大的一个品种的一个品种, 它广泛用在电脑它广泛用在电脑,通讯产品及多通讯产品及多种电子装置中在种电子装置中在FR-4生产中比较受关注的生产中比较受关注的是它的产品质量。是它的产品质量。 除它的各项性能要求要达到除它的各项性能要求要达到

2、IPC-4101A的标准外，还必须在外观质量上达的标准外，还必须在外观质量上达到用户的要求。而用户的要求，往往要比到用户的要求。而用户的要求，往往要比标准所规定的要求更加严格。标准所规定的要求更加严格。 保证FR4板质量的重要因素1 设备 如何提高如何提高FR4板的外观质量，如何解板的外观质量，如何解决它的质量问题决它的质量问题 ？从四个方面进行阐述：从四个方面进行阐述：1、保证、保证FR4板质量的重要因素板质量的重要因素2、产品质量常见的缺陷与解决对策、产品质量常见的缺陷与解决对策3、对客户的技术服务工作开展、对客户的技术服务工作开展4、高性能、高性能FR-4板的性能、质量的特点板的性能、质

3、量的特点保证FR4板质量的重要因素 1 设备 1对对FR4板质量保证的重要因素板质量保证的重要因素重要因素包括：重要因素包括：设备设备 设备选型与设备维护，保养；设备选型与设备维护，保养；工艺工艺 生产工艺控制技术与产品质量生产工艺控制技术与产品质量检测手段；检测手段；环境环境 生产环境与清洁化生产；生产环境与清洁化生产；试验室试验室建立工艺试验室，围绕着提建立工艺试验室，围绕着提高产品质量的工艺技术开展研究、试验。高产品质量的工艺技术开展研究、试验。保证FR4板质量的重要因素1 设备11设备选型与设备维护，保养设备选型与设备维护，保养 许许多多的产品质量问题都跟设备许许多多的产品质量问题都跟

4、设备息息相关，设备是基础，没有一定的设息息相关，设备是基础，没有一定的设备条件，是不可能做出好的产品。备条件，是不可能做出好的产品。 工艺技术人员多深入了解设备性能工艺技术人员多深入了解设备性能与产品质量关系与产品质量关系,做到既懂工艺做到既懂工艺,又懂设又懂设备备,这对提高自已对产品质量见解不无好这对提高自已对产品质量见解不无好处。处。保证FR4板质量的重要因素1 设备 111 .设备选型设备选型设备选型方面：包括设备构成，功能，关设备选型方面：包括设备构成，功能，关键件材质，加工精度，电器控制系统功能键件材质，加工精度，电器控制系统功能与可靠性等。与可靠性等。 随着市场对产品需求增加及产品

5、技术层随着市场对产品需求增加及产品技术层次提高次提高,不少厂都在扩大自已的产能不少厂都在扩大自已的产能,并不时并不时有一些新的有一些新的CCL厂涌现厂涌现.那么设备选型时那么设备选型时,首首先是确定自已的产品导向先是确定自已的产品导向 ( 俗称定位，按俗称定位，按定位去选配相应层次的设备，不同层次设定位去选配相应层次的设备，不同层次设备有不同价格备有不同价格) 。保证FR4板质量的重要因素1 设备 (1) 立式上胶机立式上胶机 立式上胶机是立式上胶机是FR-4主设备。对半固化片质量影主设备。对半固化片质量影响的要点：烤箱高矮、加热形式、配套性。响的要点：烤箱高矮、加热形式、配套性。 要考虑可以

6、生产要考虑可以生产104甚至是甚至是101型玻纤布的立式型玻纤布的立式上胶机：上胶机： 随着随着PCB层次增加层次增加,相信在我国超薄型相信在我国超薄型104,101型玻纤布也将逐步派上用场。型玻纤布也将逐步派上用场。 由于环氧玻纤布优异尺寸稳定性由于环氧玻纤布优异尺寸稳定性,相信以相信以104,101型玻纤布生产的覆铜板在某些场合下也具有型玻纤布生产的覆铜板在某些场合下也具有以有机薄膜制取的挠性覆铜板功能。以有机薄膜制取的挠性覆铜板功能。保证FR4板质量的重要因素 1 设备 A. 烤箱高度烤箱高度 高烤箱高烤箱 矮烤箱矮烤箱优点优点生产效率高、烤箱温生产效率高、烤箱温度曲线容易调节度曲线容易

7、调节张力小、玻纤布不容易变张力小、玻纤布不容易变形，半固化片形，半固化片GT表里差表里差异小异小缺点缺点烤箱高、张力大、玻烤箱高、张力大、玻纤布容易变形，半固纤布容易变形，半固化片化片GT表里有差异表里有差异生产效率低、烤箱温度曲生产效率低、烤箱温度曲线不容易调节线不容易调节保证FR4板质量的重要因素 1 设备 以往可以生产以往可以生产106型玻纤布的立式上型玻纤布的立式上胶机烤箱高度为胶机烤箱高度为5m-7.5m.烤箱太高烤箱太高,因张因张力原因会使玻纤布变形力原因会使玻纤布变形,所以所以,对于对于104,101玻纤布玻纤布,烤箱高度在烤箱高度在2-3m比较合适。比较合适。 对于超薄玻纤布，

8、烤箱的加热方式对于超薄玻纤布，烤箱的加热方式宜用热辐射宜用热辐射(热油或电加热热油或电加热),不宜用热风不宜用热风,以尽量减少使超薄玻纤布变形因素。以尽量减少使超薄玻纤布变形因素。保证FR4板质量的重要因素 1 设备 B 热源：热源：蒸汽、热风、热油或电加热；蒸汽、热风、热油或电加热；各种热源优缺点比较各种热源优缺点比较C烤箱结构烤箱结构 气密装置（挡板）、风冷段、热风风气密装置（挡板）、风冷段、热风风嘴与热油热辐射板，烤箱通道宽度。嘴与热油热辐射板，烤箱通道宽度。保证FR4板质量的重要因素 1 设备 D.计量辊：计量辊： 对于对于104,101型玻纤布上胶型玻纤布上胶,计量辊计量辊(俗称挤胶

9、辊俗称挤胶辊,或或夹轴夹轴)除了要有极高的加工精度除了要有极高的加工精度(1-2/1000)和安装精和安装精度之外，计量辊之间应加装间隙自动调节装置，通度之外，计量辊之间应加装间隙自动调节装置，通常它由一组压电陶瓷元件常它由一组压电陶瓷元件,安装在计量辊两端同时安装在计量辊两端同时磨削的辊面上，用它来自动调节计量辊间隙，其波磨削的辊面上，用它来自动调节计量辊间隙，其波动不超过动不超过1MM,以充分保证由超薄型玻纤布生产出以充分保证由超薄型玻纤布生产出来的半固化片的含胶量分布均匀性。当然这一作法来的半固化片的含胶量分布均匀性。当然这一作法也适于生产其他型号玻纤布产品。也适于生产其他型号玻纤布产品

10、。 计量辊材质：冷硬铸铁与空心无缝钢管比较；计量辊材质：冷硬铸铁与空心无缝钢管比较； 接头感知装置、接头感知装置、 基材裂口感知装置基材裂口感知装置保证FR4板质量的重要因素 1 设备E浸胶结构浸胶结构: 予浸槽予浸槽,主浸槽结构对半固化片含胶量主浸槽结构对半固化片含胶量分布浸透性分布浸透性,微气孔影响微气孔影响,胶液循环系统胶液循环系统,单单套套,双套比较双套比较,超薄布可以不经予浸，保温超薄布可以不经予浸，保温装置。装置。 基材边缘刮胶刀片基材边缘刮胶刀片 真空浸胶形式（消除气泡）真空浸胶形式（消除气泡）保证FR4板质量的重要因素 1 设备 F. 张力：张力：上胶机张力过大上胶机张力过大,

11、除了使基板容易翘曲之外除了使基板容易翘曲之外,也影也影响到基板的尺寸稳定性。响到基板的尺寸稳定性。上胶机张力产生主要在如下几个地方上胶机张力产生主要在如下几个地方: 烤箱高度产生的张力烤箱高度产生的张力 布卷解绕布卷解绕(俗称解卷俗称解卷), 大的布卷重达数百公大的布卷重达数百公斤斤, 要拖动布卷需有一定力要拖动布卷需有一定力, 于是产生张力。为了于是产生张力。为了使布卷在恒定张力下连续解卷使布卷在恒定张力下连续解卷,通常在轴端设置磁通常在轴端设置磁粉张力控仪器或气压张力控制器等。这些张力控粉张力控仪器或气压张力控制器等。这些张力控制器原理和摩擦盘相同制器原理和摩擦盘相同,它没减少布卷张力它没

12、减少布卷张力,而只是而只是使解卷过程使解卷过程(由大卷变到小卷过程由大卷变到小卷过程)张力恒定而已。张力恒定而已。当对很薄的布当对很薄的布(106型以下超薄布时型以下超薄布时),此此种做法已不适合。它需要主动解卷器种做法已不适合。它需要主动解卷器,与与生产速度同步将布送出去生产速度同步将布送出去,以充分避免了以充分避免了布的变形。布的变形。 贮布架贮布架:上浮式上浮式,平衡锤平衡锤,气动气动,电动电动,内置轴承内置轴承,对于超薄布对于超薄布,辊子水平辊子水平,平行平行,惰惰性辊阻力等。性辊阻力等。 前牵引前牵引(可调速可调速) 保证FR4板质量的重要因素 1 设备 保证FR4板质量的重要因素

13、1 设备G. 烤箱温控结构：烤箱温控结构：单路温控结构、多路温控结构与半固化片凝胶单路温控结构、多路温控结构与半固化片凝胶化时间分布均匀性关系。化时间分布均匀性关系。 空气系统影响空气系统影响(含烤箱出入口密封含烤箱出入口密封),黑点产生。黑点产生。 H. 剪切装置：剪切装置： 剪切堆垛剪切堆垛, 切不断；切不断； 粉尘污染与防止措施粉尘污染与防止措施(切刀吸尘切刀吸尘,堆垛封边或堆垛封边或胶粉熔固（半固化片上的胶粉逐张溶固胶粉熔固（半固化片上的胶粉逐张溶固)。保证FR4板质量的重要因素 1 设备 I. 其他：其他： 顶辊顶辊: 主动辊主动辊,防粘材料防粘材料,冷却水冷却水,冷风系统冷风系统.

14、（辅助冷（辅助冷却，防止冷却水过冷造成半固化片横向过分收缩）；却，防止冷却水过冷造成半固化片横向过分收缩）； 气垫式顶辊；气垫式顶辊； 转向辊转向辊: 冷却水冷却定型作用，防结露现象产生；冷却水冷却定型作用，防结露现象产生； 半固化片树脂含量（半固化片厚度）扫描检测装半固化片树脂含量（半固化片厚度）扫描检测装置（反馈控制）；置（反馈控制）； 切废边与封边切废边与封边:粉尘污染；粉尘污染； 后贮料后贮料:超细布可不贮料；超细布可不贮料； 收卷：恒张力装置收卷：恒张力装置,皱折防止；皱折防止； 传动系统传动系统: 全线同步与各传动点分别控制问题全线同步与各传动点分别控制问题;各各段变频张力控制。段

15、变频张力控制。保证FR4板质量的重要因素 1 设备 J 安全防火：安全防火： 常见常见CCL工厂失火原因：胶槽失工厂失火原因：胶槽失火；风管失火；废气焚烧炉失火；烤火；风管失火；废气焚烧炉失火；烤箱爆炸；箱爆炸； 防静电设施；废气浓度报警器；防静电设施；废气浓度报警器；安全防爆门。安全防爆门。保证FR4板质量的重要因素 1 设备 (2) 废气焚烧炉废气焚烧炉:直燃式直燃式、蓄热式蓄热式、省能源措施省能源措施。见图见图1新风导或新风导或热油热油送至上胶送至上胶机机燃料燃料上胶机废气上胶机废气图图1 直燃式废气焚烧炉示意图直燃式废气焚烧炉示意图保证FR4板质量的重要因素 1 设备 (3) 真空层压

16、机真空层压机: 把握：压力吨位、加热形把握：压力吨位、加热形式、加工精度式、加工精度 A. 压力吨位压力吨位: 压力吨位意义与选定压力吨位意义与选定 压机结构相关问题压机结构相关问题 B. 热压板结构：热压板面积、厚度、热压热压板结构：热压板面积、厚度、热压 板间距、热压板管径管路结构与升温板间距、热压板管径管路结构与升温速率及温度均匀分布关系速率及温度均匀分布关系,对产品翘曲、产品对产品翘曲、产品白边角影响。白边角影响。 热压板精度、加工形式与产品厚度均匀热压板精度、加工形式与产品厚度均匀性关系。性关系。 热压板材质、热压板变形危害。热压板材质、热压板变形危害。 保证FR4板质量的重要因素

17、1 设备C. 推拉臂结构：推拉臂结构：慢慢-快快-慢装置慢装置,叠书进入采用抬起进入形式，叠书进入采用抬起进入形式，防止热压板磨损装置防止热压板磨损装置 。D. 热源种类：热源种类： 过热水：过热水比热为过热水：过热水比热为1,压力高；压力高； 导热油：导热油比热为导热油：导热油比热为0.5,压力低；压力低； 导热油选用：热裂解温度导热油选用：热裂解温度(合成油合成油,矿物油矿物油)高温覆铜板对压机温度要求高温覆铜板对压机温度要求,随着产品耐热性随着产品耐热性要求提高要求提高,宜采用导热油。宜采用导热油。 导热油装置功率与压机升温速率关系。导热油装置功率与压机升温速率关系。保证FR4板质量的重

18、要因素 1 设备 E. 真空装置：真空装置：真空室密封性真空室密封性,真空度与成型压力关系真空度与成型压力关系. 真空泵真空泵:单泵单泵,双泵双泵,三泵形式；三泵形式； F. 压机组合形式：压机组合形式： 热热/冷单体机与两热一冷机组冷单体机与两热一冷机组. 压机上下台板与热压板接合处隔热缓冲层压机上下台板与热压板接合处隔热缓冲层,必要时必要时应加有冷却水管装置应加有冷却水管装置,以减少热胀对机架稳定性影响以减少热胀对机架稳定性影响,特别随着产品耐热性要求提高特别随着产品耐热性要求提高,层压机使用温度也将层压机使用温度也将逐步提高逐步提高,对供热与机架稳定性要求更高对供热与机架稳定性要求更高.

19、 G.冷压机冷压机 压机冷却方式对板翘曲影响压机冷却方式对板翘曲影响. H. 移动车移动车 保证FR4板质量的重要因素 1 设备 (4) 回流线回流线: 产品外观保证重要环节产品外观保证重要环节. A. 不锈钢板选用（硬度、厚度、平行度、不锈钢板选用（硬度、厚度、平行度、CTE、材质与锈点问题）材质与锈点问题） 不锈钢板尺寸：钢板大半固化片小、钢板小不锈钢板尺寸：钢板大半固化片小、钢板小半固化片大各自特点。半固化片大各自特点。 拖板（承载盘）、盖板选用拖板（承载盘）、盖板选用 垫板材料选用（缓冲作用、缓热与热传导垫板材料选用（缓冲作用、缓热与热传导率）：牛皮纸（不同标重、牛皮卡板、）毡垫率）：

20、牛皮纸（不同标重、牛皮卡板、）毡垫（弹性逐步减小影响）（弹性逐步减小影响） B. 防止滑板装置防止滑板装置:（防滑块、防滑框）（防滑块、防滑框） 保证FR4板质量的重要因素 1 设备C. 铜箔铜箔,不锈钢板不锈钢板,半固化片半固化片,手动与半自手动与半自动组合形式。动组合形式。铜箔裁切铜箔裁切铜箔铜箔,不锈钢板两次组合形式不锈钢板两次组合形式 铜箔铜箔,不锈钢板一次组合形式不锈钢板一次组合形式 设备运行可靠性设备运行可靠性,故障率防止是关键点故障率防止是关键点 D. 不锈钢板水洗机不锈钢板水洗机 保证FR4板质量的重要因素 1 设备(5) 产品切边：产品切边：辊剪与闸剪；辊剪与闸剪；产品切歪斜

21、；产品切歪斜；产品边缘不成直线问题产品边缘不成直线问题 保证FR4板质量的重要因素 1 设备(6) 产品检测线产品检测线 (见图见图2), 防潮包装防潮包装(自动线自动线)。待检待检产品产品测厚仪测厚仪 外观检验外观检验 翻板翻板 外观检验外观检验 产品分级产品分级 A B C图图2 产品检测线示意图产品检测线示意图保证FR4板质量的重要因素 1 设备 112 . 设备安装设备安装; (1)厂房设计：厂房结构、厂房格局、对厂房设计：厂房结构、厂房格局、对生产运营与成本关系、厂房一经建成难生产运营与成本关系、厂房一经建成难以改动性。以改动性。 (2)工艺平面布置（四大原则、一字型布工艺平面布置（

22、四大原则、一字型布置、回字型布置、单机布置、树脂车间置、回字型布置、单机布置、树脂车间位置、导热油位置、物流走向、设备安位置、导热油位置、物流走向、设备安装空间、设备维修空间）装空间、设备维修空间）保证FR4板质量的重要因素 1 设备 (3) 基础处理、预埋件：基础处理、预埋件：移动车轨道、沉重设备、动力设备移动车轨道、沉重设备、动力设备预埋件预埋件 (4) 安装精度：安装精度：垂直、水平、平行。垂直、水平、平行。 保证FR4板质量的重要因素 1 设备 1.1.3 设备维护、保养与产品质量关系设备维护、保养与产品质量关系定期清理定期清理, 另部件及时更换另部件及时更换 (1) 上胶机烤箱沉积物

23、上胶机烤箱沉积物(影响热效果影响热效果,杂质杂质,黑点黑点) (2) 风管沉淀物风管沉淀物 (3) 风机沉淀物风机沉淀物 (4) 过滤网过滤网(风路过滤网风路过滤网,胶液循环系统过滤网胶液循环系统过滤网) (5) 穿布链条穿布链条保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 12 工艺技术工艺技术12. 1. 配胶配胶 (1) 环氧树脂选用环氧树脂选用 A. 单蜂型和双蜂型环氧树脂单蜂型和双蜂型环氧树脂 ( 见图见图3和和图图4) 保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 单峰形单峰形双峰形双峰形分子量分子量数量数量图图3 “单峰形单峰形”和和“双峰形双峰形”环氧树脂分子量分布环氧树脂分子量分布A. “双

24、峰形双峰形”环氧树脂当量略低于环氧树脂当量略低于“单峰形单峰形”；B. “双峰形双峰形”环氧树脂粘度略低于环氧树脂粘度略低于“单峰形单峰形”；保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 双峰形双峰形单峰形单峰形加热时间加热时间树脂树脂熔融熔融粘度粘度图图4 由由“单峰形单峰形”和和“双峰形双峰形”环氧树脂制得到的半固化环氧树脂制得到的半固化片片 树脂熔融粘度比较树脂熔融粘度比较 A. “单峰形单峰形”粘度略低于粘度略低于“双峰形双峰形”B. “单峰形单峰形”粘度略低于粘度略低于“ 双峰形双峰形” 现时各环氧树脂厂已合成出多种适用于不同覆铜板产现时各环氧树脂厂已合成出多种适用于不同覆铜板产品型号的环氧

25、树脂品型号的环氧树脂,从普通从普通FR-4型环氧树脂型环氧树脂，高高Tg环氧树环氧树脂脂，无卤化含磷环氧树脂无卤化含磷环氧树脂，适于无铅焊用途环氧树脂等。适于无铅焊用途环氧树脂等。 保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 B. 并用环氧树脂技术并用环氧树脂技术;对于一些高性能对于一些高性能板材板材,CCL厂既可从环氧树脂厂采购厂既可从环氧树脂厂采购,也可也可自已往普通自已往普通FR-4型环氧树脂中添加一些型环氧树脂中添加一些多官能环氧树脂多官能环氧树脂(如线型酚环氧树脂等如线型酚环氧树脂等)来来提高产品性能提高产品性能,从产品成本上可能比外购从产品成本上可能比外购会便宜一些会便宜一些,质量控制上

26、难度也不大。质量控制上难度也不大。 C. 并用固化剂技术。并用固化剂技术。保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 (2) 固化剂固化剂; FR-4常用固化剂与促进剂（酸酐、双氰胺、酚醛常用固化剂与促进剂（酸酐、双氰胺、酚醛树脂等）树脂等） 潜伏性固化剂双氰胺优缺点。潜伏性固化剂双氰胺优缺点。(3) 促进剂促进剂: BDMA、2-MI 当前多采用咪唑类当前多采用咪唑类,大部分都采用二甲基咪唑。二大部分都采用二甲基咪唑。二甲基咪唑分解温度偏低甲基咪唑分解温度偏低,不适宜于高温高速上胶生不适宜于高温高速上胶生产要求产要求.因而有些因而有些CCL厂改用厂改用2-苯基咪唑苯基咪唑(2PMI)2-苯基苯基-

27、4甲基咪唑甲基咪唑(2P4MI)。 保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 0.15份份 BDMA0.10份份 2-MI0.25份份 BDMA0.15份份 2-MI20406080100时间（小时）时间（小时）GT值值图图5 BDMA、2-MI用量与胶液用量与胶液GT变化情况变化情况A. BDMA或或2-MI ， 胶液胶液GT B. 储存时间储存时间 ，胶液，胶液GT C. BDMA存在的树脂胶液，存在的树脂胶液，GT达到较为稳定达到较为稳定值时，需要十几个小时。值时，需要十几个小时。保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 2-MI浓度低浓度低2-MI浓度高浓度高凝胶化时间凝胶化时间树脂树脂流动度

28、流动度图图6 半固化树脂流动度与半固化树脂流动度与2-MI加入量关系加入量关系A. 在相同在相同GT值下，值下，2-MI浓度浓度 ，RF% B. 在相同在相同RF%下，不同下，不同2-MI加入量，有不加入量，有不 同的同的GT值。值。2-MI ，GT 值值 C. 相同相同2-MI浓度，浓度，GT ，RF% 保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 50010001500秒秒1401551700.15% BDMA0.07% 2-MI图图7 BDMA与与2-MI半固化片凝胶化时间对比半固化片凝胶化时间对比（1）在）在170 下，下，2-MI和和BDMA具有相具有相同的凝胶化时间。但在同的凝胶化时间。但

29、在140下，有下，有2-MI的树脂凝胶化时间，比的树脂凝胶化时间，比BDMA小，即小，即2-MI的潜伏性优于的潜伏性优于BDMA。（2）在）在140 下，下，BDMA的凝胶化时间短的凝胶化时间短于于2-MI，即其粘度更高，有利于层压时减，即其粘度更高，有利于层压时减少流胶量。少流胶量。保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 (4) 溶剂溶剂 DMF与与EM （见表（见表1） 20304050607080100水水3.465.177.4310.715.7 乙醇乙醇 96%2.172.643.854.845.91 甲醇甲醇3.754.505.677.38 丙酮丙

30、酮0.760.951.071.17 戊醇戊醇0.35 0.87 2.65乙二醇乙醚乙二醇乙醚7.57 8.3 15.1乙二醇乙二醇11.35 18.3 39.6环己醇环己醇 1.5 3.95n-丁醇丁醇0.45 1.09 氨水氨水 131 二甲基甲酰胺二甲基甲酰胺27.2 40.0 45.9 53.7 二甲基乙酰胺二甲基乙酰胺39.0 41.1 44.8 49.7 乙二醇单甲醚乙二醇单甲醚13.6 17.1 18.8 22.1 丁酮丁酮0.30.760.86 1.04 (5) 填料填料: 填料作用：在一定情况下，添加某些填料对提填料作用：在一定情况下，添加某些填料对提高基板耐热性、尺寸稳定性、

31、机械性能、减小高基板耐热性、尺寸稳定性、机械性能、减小孔的收缩率等有一定帮助、也可降低成本。填孔的收缩率等有一定帮助、也可降低成本。填料要选用干燥料要选用干燥,细粒径细粒径,配胶时要防止其结团和配胶时要防止其结团和沉淀。沉淀。 (6) 胶液熟化：胶液熟化：BDMA、2-MI差异差异 (7) 胶液存储期胶液存储期 (8) 胶液搅拌胶液搅拌: 防止溴化环氧树脂浓度梯度产生防止溴化环氧树脂浓度梯度产生 保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 12. 2 上胶上胶 (1) 工艺参数设定（不同产品不同工艺参数、工艺参数设定（不同产品不同工艺参数、加了填料和其他材料以后

32、加了填料和其他材料以后GT值变化）值变化） (2) 基材选用：基材选用： A 产品厚度与玻纤布型号关系、产品厚度与玻纤布型号关系、 B 基材质量与产品厚度偏差及翘曲度关系；基材质量与产品厚度偏差及翘曲度关系； C基材特性与产品性能关系基材特性与产品性能关系 CTE E玻玻CTE 为为5.04X10 / S玻玻CTE 为为2.34X10 / 表表2 各种玻纤布的介电常数各种玻纤布的介电常数 介电常数介电常数E玻纤布玻纤布7.2Q玻纤布玻纤布3.9NE玻纤布玻纤布4.4 开纤布、起毛布：开纤布、起毛布： 减小了玻纤布孔隙率、提高了胶减小了玻纤布孔隙率、提高了胶液浸透性、提高了基板表面平滑性、尺寸稳

33、定性、基板液浸透性、提高了基板表面平滑性、尺寸稳定性、基板平整度、减少白斑、提高了钻孔精度。平整度、减少白斑、提高了钻孔精度。 保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 （3） 胶液循环系统胶液循环系统 供胶管路结构供胶管路结构-RC%分布分布 粘度调节粘度调节-RC%分布分布,半固化片外观半固化片外观 温度调节夹套法温度调节夹套法,热交换器法热交换器法-不增加溶不增加溶剂降低粘度剂降低粘度,改善半固化片外观改善半固化片外观,节约溶剂。节约溶剂。保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 (4) 烤箱温度设定烤箱温度设定 控温点与测温点问题控温点与测温点问题 上升段

34、：让含浸材料溶剂挥发上升段：让含浸材料溶剂挥发，并使树脂轻度固化要有合并使树脂轻度固化要有合适温度设定与空气流量适温度设定与空气流量。下降段：进一步赶走含浸材料上的溶剂和低分子物下降段：进一步赶走含浸材料上的溶剂和低分子物，使树使树脂达到半固化片脂达到半固化片。对于有左、中、右分区控温装置的烤箱对于有左、中、右分区控温装置的烤箱，左、中、右的温度不一定相同。左、中、右的温度不一定相同。 烤箱温度设定为一条抛物线烤箱温度设定为一条抛物线,入入/出口温度低出口温度低,中间温度高。中间温度高。 入口温度要有利于加快溶剂挥发入口温度要有利于加快溶剂挥发，但要防止表层固化阻止但要防止表层固化阻止溶剂挥发

35、溶剂挥发，残存溶剂影响后续产品焊接时树脂下陷或爆板残存溶剂影响后续产品焊接时树脂下陷或爆板，外干里嫩状况还会使半固化片表面出现外干里嫩状况还会使半固化片表面出现“火山口火山口”，中间温中间温度要高度要高，一定要高出高沸腾溶剂一定值一定要高出高沸腾溶剂一定值，以保证高沸点溶剂以保证高沸点溶剂能完全挥发能完全挥发，但该温度不能造成但该温度不能造成DICY，2-MI减量减量(挥发挥发)。保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 (5) 生产速度生产速度: 烤箱温度低烤箱温度低-车速慢车速慢,半固化片内外交联比半固化片内外交联比较一致较一致,烤箱温度高烤箱温度高-车速快车速快,半固化片内外交联差异较大；半

36、固化片内外交联差异较大； （见图（见图8） 凝胶点凝胶点加热时间（或温度）加热时间（或温度）树脂树脂熔融熔融粘度粘度图图8 半固化片在烤箱停留时间与树脂熔融粘度关系半固化片在烤箱停留时间与树脂熔融粘度关系 （半固化片在烤箱中受热温度与树脂熔融粘度关系）（半固化片在烤箱中受热温度与树脂熔融粘度关系）A. 半固化片在烤箱中的停留时间半固化片在烤箱中的停留时间 ，粘度（，粘度（） B. 半固化片在烤箱中受热温度半固化片在烤箱中受热温度 ，粘度（，粘度（） C. 半固化片在烤箱中不能到达凝胶点。半固化片在烤箱中不能到达凝胶点。 保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 计量辊正计量辊正/反转、慢转、不转优

37、缺点；反转、慢转、不转优缺点；基材边缘刮胶刀操作；基材边缘刮胶刀操作；不同型号玻纤布胶液浓度与生产速度处不同型号玻纤布胶液浓度与生产速度处理、理、 射线、射线、射线、红外线测厚装置射线、红外线测厚装置应用（反馈控制应用）应用（反馈控制应用） (6) 防止粘顶辊措施防止粘顶辊措施(顶辊布打折与料温顶辊布打折与料温,顶顶辊温差关系辊温差关系)；(7) 上胶过程张力调节，上胶过程张力调节，(防打折防打折,防纬纱变防纬纱变形，防半固化片变窄，应力形，防半固化片变窄，应力)； (8) 产生断布因素。玻纤布出现裂口处理、产生断布因素。玻纤布出现裂口处理、断布原因分析断布原因分析 ；(9) 产生黑点因素；产

38、生黑点因素；(10) 产生微气泡因素产生微气泡因素(粘度粘度,刮刀刮刀)；(11) 切废边与封边操作；切废边与封边操作；保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 (12) 收卷防皱折，收卷防皱折，(卷芯粘度，双面胶带卷芯粘度，双面胶带操作，卷芯要卷紧，恒张力收卷操作，卷芯要卷紧，恒张力收卷)；(13) 不同厚度产品对不同厚度产品对RC%与与GT要求；要求；(14) 半固化片切片与堆垛：直角度半固化片切片与堆垛：直角度, 长度长度偏差偏差, 胶粉污染问题胶粉污染问题, 切不断问题、错层叠切不断问题、错层叠料、超薄型半固化片堆垛问题料、超薄型半固化片堆垛问题 ；(

39、15) 胶粉污染处理措施；胶粉污染处理措施；(16) 半固化片存储条件半固化片存储条件 。保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 1.2.3 半固化片（半固化片（PP）的检测）的检测(1) 取样器取样器 ；(2) GT测试仪测试仪 ；(3) 流动度小压机流动度小压机 ；(4) 树脂熔融粘度仪树脂熔融粘度仪,锥锥/板式流变仪板式流变仪,毛细管式流变毛细管式流变仪仪,流变仪对本产品层压菜单设计有很好参考价值流变仪对本产品层压菜单设计有很好参考价值;(5) 电子天平、烘箱电子天平、烘箱 ；胶液胶液GT值与半固化片值与半固化片GT值关系；值关系；半固化片半固化片GT值；值；树脂熔融粘度值与层压作业关系。

40、树脂熔融粘度值与层压作业关系。 保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 1.2.4 叠书叠书(1) 半自动线半自动线 A. 铜箔选用：铜箔选用：STD铜箔、铜箔、THE铜箔、铜箔、LP与与VLP铜箔、光面处理铜箔；铜箔、光面处理铜箔； B. 切铜箔切铜箔(单卷单卷,双卷双卷),铜箔尺寸；铜箔尺寸；C. 半固化片予叠合半固化片予叠合(表料表料,里料里料,标料标料,厚度配合厚度配合-RC%均匀叠合、均匀叠合、RC%不均匀叠合方法、经不均匀叠合方法、经/纬纬不要交叉、不同型号布混配问题不要交叉、不同型号布混配问题) ；D. 半固化片与铜箔组合方式。半固化片与铜箔组合方式。保证FR4板质量的重要因素 2

41、 工艺 E. 叠书：叠书：不锈钢板对齐程度；不锈钢板对齐程度；不同尺寸产品不能混压；不同尺寸产品不能混压；不同厚度产品混压问题。不同厚度产品混压问题。 F. 防胶粉污染措施防胶粉污染措施G. 不锈钢板清洁；不锈钢板清洁；H. 拖板、盖板使用拖板、盖板使用 ；I. 垫板材料使用数量与使用次数、防止垫板材料使用数量与使用次数、防止粘板处理方法；粘板处理方法； J. 离型薄膜选用离型薄膜选用 （BOPP薄膜粘钢板防薄膜粘钢板防止措施）止措施） ；K. 分级空调净化分级空调净化,对提高产品外观重要对提高产品外观重要性。性。 保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 (

42、2) 全自动回流线全自动回流线配箔分次完成式、配箔一次完成式配箔分次完成式、配箔一次完成式半固化片半固化片铜箔铜箔不锈不锈钢板钢板拖板拖板图图9-1 配箔分次完成式配箔分次完成式保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 （3）环境净化与故障率的防止）环境净化与故障率的防止 不锈钢板不锈钢板铜箔铜箔图图9-2 配箔一次完成式配箔一次完成式保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 1.2.5 层压层压 层压单位压力的选定与表压计算方法层压单位压力的选定与表压计算方法 (1) 非真空层压机非真空层压机 层压菜单设定与流胶状况观察。层压菜单设定与流胶状况观察。(2) 真空层压机真空层压机 A. 两热一冷层压机

43、两热一冷层压机 B. 冷冷/热一体机热一体机 保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 (3) 层压菜单设定层压菜单设定 内层内层外层外层保温保温时间时间温度温度图图10 层压过程内、外层产品受热差异层压过程内、外层产品受热差异A. 根据半固化片品种、工艺参数来设定层压菜单。根据半固化片品种、工艺参数来设定层压菜单。予热温度予热温度-视产品厚度、视产品厚度、GT值或树脂熔融黏度值或树脂熔融黏度参数、每本书装板张数而定参数、每本书装板张数而定 （见图（见图10） （1）每个）每个Book装板数越来越多，内、装板数越来越多，内、外层的温度差异就越大。使得每个外层的温度差异就越大。使得每个Book装板数

44、受到限制。装板数受到限制。（2）预热是减少内、外层产品温度差）预热是减少内、外层产品温度差的重要手段之一，也是增加每个的重要手段之一，也是增加每个Book装板张数的重要手段装板张数的重要手段保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 升温速率的确定升温速率的确定(见图见图11)： 要考虑产品品种；要考虑产品品种； 产品厚度；产品厚度； GT值或树脂熔融黏度参数而定值或树脂熔融黏度参数而定 。保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 快速升温快速升温慢速升温慢速升温树脂树脂熔融熔融粘度粘度时间时间 图图11不同升温速率与树脂熔融粘度关系不同升温速率与树脂熔融粘度关系A

45、. 升温速率越快，树脂最低粘度也越低，曲线开口窄，升温速率越快，树脂最低粘度也越低，曲线开口窄，表示可操作时间短；滑板危险增大。表示可操作时间短；滑板危险增大。B. 升温速率越慢，树脂最低粘度也越高，曲线开口宽，升温速率越慢，树脂最低粘度也越高，曲线开口宽，表示可操作时间长；基板起花危险增大。表示可操作时间长；基板起花危险增大。保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 高压点高压点-与基板白边角与基板白边角, 基板起花、流胶量、滑板基板起花、流胶量、滑板关系关系 （见图（见图12）压力压力时间时间斜率升压斜率升压垂直升压垂直升压图图12层压升压方式示意图层压升压方式示意图保证FR4板质量的重要因素

46、 2 工艺 高压点设定要落在树脂熔融黏度跨越最底黏度点高压点设定要落在树脂熔融黏度跨越最底黏度点 （见图（见图 13）加热时间加热时间(或温度或温度)树脂开始软化树脂开始软化固化固化粘弹态粘弹态粘稠态粘稠态粘流态粘流态高压力点高压力点树脂树脂熔融熔融粘度粘度 图图13 层压过程半固化片形态变化过程层压过程半固化片形态变化过程冷却降温速度冷却降温速度-与产品翘曲与产品翘曲,尺寸稳定性关系。尺寸稳定性关系。层压菜单与层压张数层压菜单与层压张数,流胶流胶,起花起花,白边角关系。白边角关系。保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 1.2. 6 产品修边与检测、分级、包装产品修边与检测、分级、包装(1)

47、辊剪与闸剪辊剪与闸剪(直角度直角度,直线性比较直线性比较) (纸纸基板滚铣边机基板滚铣边机) ；(2) 连续检测线连续检测线(分级分级,全自动包装全自动包装,防潮过防潮过塑包装塑包装,缠绕包装缠绕包装)。1.2.7 生产中异常情况处理生产中异常情况处理 1、 配胶加料差错处理配胶加料差错处理 2 、层压过程真空故障处理、层压过程真空故障处理 (1) 刚进炉未合模真空故障（好多分钟仍未刚进炉未合模真空故障（好多分钟仍未修好、改非真空层压；几分钟内修好、调修好、改非真空层压；几分钟内修好、调整层压菜单）；整层压菜单）； (2) 层压过程真空出故障（调整层压菜单、层压过程真空出故障（调整层压菜单、补

48、加压力）补加压力） 。保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 保证FR4板质量的重要因素 3工艺 1.3 生产环境与清洁化生产生产环境与清洁化生产1、 清洁生产与产品合格率关系清洁生产与产品合格率关系 2 、清洁生产理念与措施、清洁生产理念与措施 (1) 净化间与净化度净化间与净化度 ；(2) 生产环境清洁生产环境清洁 ；(3) 上胶车间、空调上胶车间、空调,净化间的地面、墙净化间的地面、墙壁、天花材料选用；壁、天花材料选用；(4) 生产过程各环节清洁与保持生产过程各环节清洁与保持 。保证FR4板质量的重要因素 4 工艺 1.4 产品研发实验室产品研发实验室 不论大型企业或中小企业不论大型企业或

49、中小企业,都有必要建立都有必要建立产品研发实验室产品研发实验室(原材料试用原材料试用,配方改进配方改进,新新品研发等意义品研发等意义)。 1、 树脂试验装置树脂试验装置三口瓶三口瓶,球形回流管球形回流管,直流冷凝管等玻璃仪直流冷凝管等玻璃仪器一套器一套,带热油或电加热装置带热油或电加热装置,真空装置真空装置.它它既可混配也可合成用于改性的多种树脂既可混配也可合成用于改性的多种树脂.（见图（见图14） 保证FR4板质量的重要因素 4 工艺 加热水环真空泵图图14 实验室树脂装置实验室树脂装置保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 2 玻纤布浸胶方式玻纤布浸胶方式 (1) 小型手工浸胶装置小型手工浸

50、胶装置;不锈钢小浸胶槽不锈钢小浸胶槽,小型夹轴小型夹轴, 可开合调节可开合调节,气动与顶丝结合气动与顶丝结合,可调间隙可调间隙,打开时方便打开时方便夹具先通过夹具先通过,再压合夹轴。再压合夹轴。(2) 刷胶方法刷胶方法:在小搪瓷盘上倒入计量的胶液在小搪瓷盘上倒入计量的胶液,用毛用毛刷将胶液均匀刷涂于玻纤布上刷将胶液均匀刷涂于玻纤布上,并使其充分浸润。并使其充分浸润。这种方法对于小量试验特别合适。这种方法对于小量试验特别合适。 由于上述两种方法都需要晾料和大型烘箱烘由于上述两种方法都需要晾料和大型烘箱烘料料,晾料会滴胶晾料会滴胶,每次烘完料打开烘箱门的那一股冲每次烘完料打开烘箱门的那一股冲鼻而来

51、刺激性气体，几乎令人窒息。因此有条件鼻而来刺激性气体，几乎令人窒息。因此有条件的话的话,尽量采用半自动或全自动上胶。尽量采用半自动或全自动上胶。保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 (3) 半自动上胶方式半自动上胶方式 （见图（见图15） 入口入口出口出口已烘干半固化已烘干半固化传动轮传动轮张紧轮张紧轮不锈钢绳不锈钢绳湿料湿料烘箱烘箱图图15 实验室用连续烘箱实验室用连续烘箱保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 所谓半自动所谓半自动,将经过小型浸胶装置的那将经过小型浸胶装置的那一片玻纤布垂直上升一片玻纤布垂直上升,进入一个片状或烤箱进入一个片状或烤箱(最好用远红外线辐射加热最好用远红外线辐射加

52、热,带吹风带吹风,以加快溶以加快溶剂挥发剂挥发),烘烤一段时间以后烘烤一段时间以后,单片下降取下单片下降取下,再浸渍烘烤第二片再浸渍烘烤第二片.这为单片式。这为单片式。 如果试验量较大时如果试验量较大时,烤箱可做成可容多烤箱可做成可容多片式片式,从左方垂直进从左方垂直进,移到右方垂直下移到右方垂直下,变成变成可连续操作。可连续操作。保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 (4) 小型实验室用上胶机小型实验室用上胶机 通常都采用半幅布宽工作面通常都采用半幅布宽工作面,烤箱可以立式烤箱可以立式,也可以卧式烤箱也可以卧式烤箱(对于设在大楼里的实验室对于设在大楼里的实验室,不可能安装立式烤箱不可能安装立

53、式烤箱)。当采用卧式烤箱时当采用卧式烤箱时,经过计量辊的胶液会从经过计量辊的胶液会从玻纤布网眼渗透到布的下表面玻纤布网眼渗透到布的下表面,造成布的含胶造成布的含胶量上面少量上面少,下面厚且不平滑缺陷下面厚且不平滑缺陷.进入烤箱时进入烤箱时,胶液可能会下滴而污染烤箱胶液可能会下滴而污染烤箱,并可能污染到托并可能污染到托辊辊.为此对于卧式烤箱上胶机。为此对于卧式烤箱上胶机。保证FR4板质量的重要因素 2 工艺 如果烤箱加热是以电热如果烤箱加热是以电热,蒸汽或热油热辐射蒸汽或热油热辐射加热的加热的,需在含浸料进入烤箱前经一风托需在含浸料进入烤箱前经一风托,使含使含浸料不接触到托辊浸料不接触到托辊.风

54、托应采用小风压风托应采用小风压,大风量大风量风机风机,以免吹皱胶膜以免吹皱胶膜.供风托的风采用热风供风托的风采用热风,效效果较好果较好,热风可用电热或油热取得热风可用电热或油热取得。 如果风托为冷风如果风托为冷风,则上胶胶液浓度应加稠则上胶胶液浓度应加稠,必要时必要时,延长予浸辊呼吸段长度延长予浸辊呼吸段长度,以尽量减少含以尽量减少含浸料含胶量上薄下厚状况浸料含胶量上薄下厚状况。 采用半自动或全自动上胶装置采用半自动或全自动上胶装置,除了产品研除了产品研发之外发之外,具备小批量生产一些特殊覆铜板产品具备小批量生产一些特殊覆铜板产品功能功能,必要时可作一些商品生产。必要时可作一些商品生产。2、产品质量常见的缺陷与解决对策、产品质量常见的缺陷与解决对策FR4在生