王萌輝 黃章農(nóng)

（珠海杰賽科技有限公司，廣東 珠海 519170）

（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510760）

0 前言

印制電路板（PCB）在電子產(chǎn)品中占據(jù)的地位也愈來愈高，其中剛撓結(jié)合印制板（R-FPB）的應(yīng)用也不斷增多。剛撓結(jié)合板同時(shí)具有FPB與PCB的特性，通過撓性印制板的可彎折性，剛撓結(jié)合印制板可以最大化地利用空間，降低產(chǎn)品成品體積，提高產(chǎn)品性能。本文主要通過對(duì)半固化片（PP）與純膠混壓方式生產(chǎn)的R-FPB的撓性區(qū)不分層結(jié)構(gòu)，探究撓性區(qū)的結(jié)合情況，以提高撓性區(qū)間的結(jié)合效果。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 撓性區(qū)不分層結(jié)構(gòu)生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1.1 原撓性區(qū)生產(chǎn)工藝

撓性板1：蝕刻線路→棕化→嫁接覆蓋膜→快壓烘烤→棕化→嫁接純膠→快壓

撓性板2：蝕刻線路→棕化

層壓（撓性板1+撓性板2）

1.1.2 產(chǎn)品結(jié)果

生產(chǎn)產(chǎn)品結(jié)果如圖1所示，部分板撓性區(qū)直接出現(xiàn)分層，部分板未分層但經(jīng)過一定次數(shù)的彎折后，撓性區(qū)也出現(xiàn)分層現(xiàn)象。

圖1 部分板撓性區(qū)出現(xiàn)分層的R-FPB

1.1.3 缺陷分析

綜合過程切片與成品板分層情況，分析原因可能為：

（1）在電路板后制程中有多次烘烤，導(dǎo)致純膠層老化，黏性不足；

（2）純膠和覆蓋膜結(jié)合力差、剝離強(qiáng)度較低，容易被分離。

本文針對(duì)純膠和覆蓋膜結(jié)合力差的問題，進(jìn)行相關(guān)測(cè)試，以解決該項(xiàng)問題。

1.2 撓性區(qū)不分層結(jié)構(gòu)測(cè)試樣品的制備

1.2.1 試驗(yàn)物料

松下R-F775基板：18 μm Cu/50PI/18 μm Cu，臺(tái)虹FHT0515覆蓋膜、臺(tái)虹BT-25純膠、離型膜。

1.2.2 制作樣品

用松下R-F775覆銅板正常加工生產(chǎn)撓性區(qū)電路圖形，分別采用棕化、堿洗、等離子處理等方式處理需覆蓋膜表面，處理后一小時(shí)內(nèi)接合純膠，并與另一撓性層配套進(jìn)入層壓壓合。樣品結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，覆蓋膜處理方案見表1所示。

圖2 樣品結(jié)構(gòu)示意圖

表1 覆蓋膜處理方案

1.3 制程設(shè)備與儀器

快壓機(jī)、烘箱、棕化線、堿洗線、等離子體處理機(jī)、3軸鉚釘機(jī)、熱壓機(jī)/冷壓機(jī)、X-RAY檢查機(jī)、達(dá)因筆。

1.4 結(jié)構(gòu)與性能測(cè)試

1.4.1 達(dá)因筆測(cè)試

又稱表面張力測(cè)試筆，用于測(cè)試材料表面的表面張力，可側(cè)面反映材料表面的粗糙程度。使用達(dá)因筆在材料表面畫一條線，通過觀察該線的收縮情況，可判斷材料的表面能。

1.4.2 熱應(yīng)力測(cè)試

即漂錫檢測(cè)，在288 ℃的錫爐中，將印制板浸入10 s，取出待冷卻到室溫，重復(fù)三次，通過切片觀察板間是否存在分層情況。該測(cè)試模擬了印制板在焊接過程中，因銅層和基材熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的應(yīng)力對(duì)板的沖擊情況。

1.4.3 剝離強(qiáng)度測(cè)試

剝離強(qiáng)度是指粘貼在一起的材料，從接觸面進(jìn)行單位寬度剝離時(shí)所需要的最大力。它反映了材料間的黏合強(qiáng)度。通過剝離強(qiáng)度測(cè)試儀對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試，可以比較通過不同處理的覆蓋膜與純膠間的黏合程度。

2 實(shí)驗(yàn)方案與結(jié)果討論

2.1 達(dá)因筆測(cè)試結(jié)果

通過達(dá)因筆測(cè)試可以確認(rèn)覆蓋膜的表面能，側(cè)面反映覆蓋膜表面的粗糙程度，可以在一定程度上反映覆蓋膜與純膠的可結(jié)合程度。本次測(cè)試結(jié)果如表2所示。從以上數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出如下結(jié)論。

表2 不用方式處理覆蓋膜達(dá)因筆測(cè)試結(jié)果

（1）不論是使用哪種處理手段，都會(huì)在一定程度上增加覆蓋膜表面的粗糙程度。僅用酒精清潔板面，不使用任何手段處理的覆蓋膜，只有31號(hào)達(dá)因筆測(cè)試時(shí)未出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，表面粗糙程度最差；

（2）等離子處理方式與棕化處理方式，相較于不處理覆蓋膜表面，表面粗糙程度有一定的提高，但是兩種方式處理結(jié)果相差不大。

（3）總結(jié)測(cè)試結(jié)果最好的組，即使用40號(hào)達(dá)因筆也未出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，這些組均包含“堿洗”處理方式；而沒有“堿洗”處理的組僅能保證36號(hào)達(dá)因筆不出現(xiàn)收縮?？梢耘卸ń?jīng)過內(nèi)光成像退膜段堿洗后，覆蓋膜表面的達(dá)因筆測(cè)試結(jié)果最好，覆蓋膜表面自由能效果最好，可以更有利于提升覆蓋膜與純膠的結(jié)合力。

2.2 熱應(yīng)力測(cè)試結(jié)果

層壓壓合后先目測(cè)檢驗(yàn)樣品表面，觀察是否出現(xiàn)起泡，分層等情況，再通過熱應(yīng)力測(cè)試，驗(yàn)證樣品承受熱沖擊的能力。

2.3 剝離強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果

將樣品分別通過激光裁切為3 mm寬、5 mm寬的長(zhǎng)條，通過剝離強(qiáng)度測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如表3所示。從以上數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析得出如下結(jié)論。

表3 不用方式處理覆蓋膜剝離強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果

（1）對(duì)覆蓋膜表面進(jìn)行不同的方式處理后，相較于不處理，剝離強(qiáng)度均出現(xiàn)一定的提高；

（2）通過“堿洗”和“等離子”方式處理覆蓋膜表面后取得的效果最好，但是“等離子+堿洗”兩種處理方式一起使用效果與只使用等離子效果相近；

（3）處理方式增加“棕化”后，雖然相較于不處理，剝離強(qiáng)度有所提高，但是相對(duì)于其他處理方式，“棕化”過程反而降低了撓性區(qū)的剝離強(qiáng)度，呈負(fù)影響。

綜上所述，堿洗處理覆蓋膜方式效果最好，考慮到“等離子+堿洗”、“等離子+酒精擦洗”等處理方式復(fù)雜且花費(fèi)成本更高，所以可將內(nèi)層常規(guī)生產(chǎn)流程：由流程“蝕刻線路→棕化→嫁接覆蓋膜→快壓烘烤→棕化→嫁接純膠→快壓”更改為“蝕刻線路→棕化→嫁接覆蓋膜→快壓烘烤→堿洗→嫁接純膠→快壓”流程。

2.4 改善結(jié)果

覆蓋膜處理方式：堿洗；

測(cè)試條件：熱應(yīng)力測(cè)試/288 ℃浸錫3次，結(jié)果無分層、起泡等不良；

回流焊測(cè)試/無鉛回流焊參數(shù)，結(jié)果無分層、起泡等不良。

從上述測(cè)試結(jié)果來看，通過堿洗方式處理覆蓋膜表面，成功提升了覆蓋膜與純膠間的結(jié)合力，解決了撓性區(qū)不分層結(jié)構(gòu)純膠PP混壓工藝，撓性區(qū)部分純膠粘合不良的問題。

3 總結(jié)

本文針對(duì)剛撓結(jié)合印制板撓性區(qū)不分層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)分層的問題，結(jié)合常規(guī)生產(chǎn)方案分析，準(zhǔn)確的把握住問題出現(xiàn)的原因。對(duì)比常規(guī)生產(chǎn)流程，僅通過棕化方式處理板材，雖然有效地提升了層壓時(shí)剛性區(qū)域的結(jié)合力，但是對(duì)撓性區(qū)域的結(jié)合情況卻產(chǎn)生了影響。本次測(cè)試通過設(shè)計(jì)多種覆蓋膜處理方案，分別展開試驗(yàn)，從達(dá)因筆測(cè)試情況、剝離強(qiáng)度測(cè)試情況等方面進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，成功的找到了堿洗的方案提升撓性區(qū)的結(jié)合效果，解決了撓性區(qū)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)分層的問題。