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对近年覆铜板制造工艺创新例的综述_省略_本专利看覆铜板制造工艺技术新

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2024年5月14日发(作者:伟凌文)

覆铜板资讯(2010年第4期) ・覆铜板、印制板技术・

对近年覆铜板制造工艺创新例的综述(下) 

——从近两年的日本专利看覆铜板制造工艺技术新发展 

中国电子材料行业协会经济技术管理部  祝大同 

摘要:本文在对2008年以来所公开发表的、覆铜板制造技术的日本专利内容加以研究的基础上,对此工艺技术(主

要包括半固化片浸渍加工工艺技术、层压成型加工工艺技术)的创新内容及思路做以介绍、分析。 

关键词:覆铜板 印制电路板 半固化片  浸渍加工 层压加工 工艺 

1.引言 

近年来,BGA、CSP等半导体封装基板,

以及移动电话等携带型电子产品用HDI基板都

不断朝着薄形化方面发展。这些基板制造所用的

覆铜板也更加要求薄形化。板的厚度做得越薄就

越容易产生翘曲,它突出表现在PCB制造过程

中,以及在安装电子元器件的再流焊加工过程

中。随着薄形化CCL的市场扩展,如何解决降

低翘曲度成为了CCL制造业中普遍需要解决的

技术难题。 

解决CCL的翘曲度问题,实际上是与提高

板的尺寸稳定性问题,是一脉相传的,它们之间

成正比关系。随着HDI基板市场及技术的发展,

对CCL的尺寸稳定性、低热膨胀系数性也有着

更高的要求。 

解决薄形CCL的翘曲度大的问题,可从制

造工艺技术的改进上入手。而工艺的改进可是多

方面的,如树脂结构及特性、树脂组成、增强材

料、浸渍加工、层压成形加工等方面。本篇主要

研究日本一些CCL企业通过改进层压成形加工

工艺,去降低CCL的翘曲度的专利内容。了解

他们在此方面的研发思路及创新成果。 

2.住友电木在层压加工中压力工艺条件的

研究与创新 

2.1 三家日本覆铜板厂家分别都为同一目的去

研究同一层压工艺问题

日本住友电木株式会社的特开

2009-279770,是一篇以覆铜板层压成型加工工

艺条件创新、改进为内容的挺“有意思”的专利。

说它“有意思”在于:其一,这是一个较深入研

究CCL 层压成型加工工艺的专利

[1]

,多年来这样

的专利是很少的(其实类似内容的、公开发表的

国外文献也极少)。其二,专利所涉及的问题,

是近年有其它日本覆铜板厂家也作过研究、并有

专利发表的问题。我们可利用相互间的“横向对

比”,去更深入地研究、领悟日本多家CCL企

业在同一问题上各自的研发思路、解决手段。  

在住友电木的这篇专利中,提及了两篇以

前其它日本CCL厂家的此内容发明专利

[2] [ 3]

。可

以认为,住友电木的这项专利发明,是受到这两

篇专利启发所得到的。因此,在分析住友电木的

这篇专利之前,很有必要对其它日本CCL厂家

分别在2001年、2003年发表的相关内容专利,

作以简要介绍、分析。 

(1)相似内容的松下电工专利及其研究思

-28-

覆铜板资讯(2010年第4期) ・覆铜板、印制板技术・

路 

2001年,公开发表了日本松下电工株式会

社(2008年该社改称为“パナソニック

工株

式会社”,为方便称谓本文仍沿袭用旧名)有关

对CCL层压成型加工工艺创新的专利

[2]

。此专利

独特地提出降低层压高温阶段后时段压力的方

案,以达到提高CCL尺寸稳定性、平整度的目

的。专利对环氧-玻纤布基覆铜板的层压成形的

工艺(主要是高温后段压力工艺)的改进情况,

见图1所示。 

路 

继松下电工上述专利公开两年后,日本另

外一个CCL厂家京瓷化学株式会社也公开发表

了有关同样课题、相似解决手段的专利

[3]

。此专

利的精髓内容,从表面内容看也是像松下电工那

样采取了在层压高温阶段后时间段降低压力的

做法,以解决提高CCL尺寸稳定性的问题。但

深入到它的实质研究的解析手段、思路方面,京

瓷化学的发明者又与松下电工的那个专利有着

很大的差异。对比研究、分析京瓷化学的这篇专

 

图1 松下电工2001年发表的专利

[2]

在层压

压力工艺上改进方案

比的对应关系。 

这篇专利从层压工艺解决板翘曲度大问题

的思路,对日本CCL业界有重要的启发价值,

这一效果可从以后的京瓷化学公司、住友电木公

司在此以后所发表的相似内容专利

[3] [1]

所证明。 

(2)相似内容的京瓷化学专利及其研究思

利,会丰富我们对层压工艺与CCL性能关系的

认识。 

京瓷化学专利

[3]

的发明者认为:过去,层压

工艺中分为两种。一种是“1段方式”,它初期

就给高压,有的树脂在此阶段会有较多树脂流

出。常见的是另外一种施压工艺,即“2段方式”

(“低压预温—高压高温”)。这种工艺方式,

常出现两方面的问题:一方面,是由低压转换到

高压时间过早,造成像“1段方式”那样出现树

脂溢流较多。反之另一方面,熔融树脂在此阶段

在基材间不流动(或极小流动),造成,树脂层

内出现空隙、整幅板树脂胶的分布不均匀,这就

造成板各部位单点厚度的不一致。制成的板有这

些问题的存在,会带来板的受热翘曲增大、尺寸

稳定性减低。 

在对层压加工的工艺条件(主要是压力条

件)改进的研究上,京瓷化学有不同于松下电工

的解决思路。他们主要是从考虑不同条件下的半

固化片熔融粘度变化对板的尺寸稳定性的影响

入手,寻找一条最佳的层压工艺路线。因此,他

们在试验中采用检测仪器(日本

津制作所制

[4]

-29-

该专利发明者的研发思路在此专利中是这

样表述的:层压成形加工过程中,半固化片中的

树脂组成物经加热由有热膨胀的特性而出现膨

胀,在树脂交联、固化反应的过程以及层压加工

的降温阶段冷却,会产生树脂的收缩。半固化片

树脂的这种膨胀、收缩会使得在CCL内产生并

蓄积内应力,而当CCL在使用中受到热冲击时,

这种内应力会被释放,造成板的尺寸发生变化、

发生板的翘曲。因此,需要在成形加工时,采取

工艺措施,对将会产生的板中内应力的蓄积行为

加以抑制。 

这种抑制,他们是采用了在层压加工的高

于板玻璃化温度以上的高温阶段后段,由原来传

统的较高压力工艺变为低压力(图1中的D段)。

试验结果表明,这种手段提高了板的平整度、尺

寸稳定性。还需要提及的是,值得我们注意的是,

此专利中各试验方案制出的CCL,都有表面粗糙

度的评价。评价值大小与板的翘曲度大小成为正

2024年5月14日发(作者:伟凌文)

覆铜板资讯(2010年第4期) ・覆铜板、印制板技术・

对近年覆铜板制造工艺创新例的综述(下) 

——从近两年的日本专利看覆铜板制造工艺技术新发展 

中国电子材料行业协会经济技术管理部  祝大同 

摘要:本文在对2008年以来所公开发表的、覆铜板制造技术的日本专利内容加以研究的基础上,对此工艺技术(主

要包括半固化片浸渍加工工艺技术、层压成型加工工艺技术)的创新内容及思路做以介绍、分析。 

关键词:覆铜板 印制电路板 半固化片  浸渍加工 层压加工 工艺 

1.引言 

近年来,BGA、CSP等半导体封装基板,

以及移动电话等携带型电子产品用HDI基板都

不断朝着薄形化方面发展。这些基板制造所用的

覆铜板也更加要求薄形化。板的厚度做得越薄就

越容易产生翘曲,它突出表现在PCB制造过程

中,以及在安装电子元器件的再流焊加工过程

中。随着薄形化CCL的市场扩展,如何解决降

低翘曲度成为了CCL制造业中普遍需要解决的

技术难题。 

解决CCL的翘曲度问题,实际上是与提高

板的尺寸稳定性问题,是一脉相传的,它们之间

成正比关系。随着HDI基板市场及技术的发展,

对CCL的尺寸稳定性、低热膨胀系数性也有着

更高的要求。 

解决薄形CCL的翘曲度大的问题,可从制

造工艺技术的改进上入手。而工艺的改进可是多

方面的,如树脂结构及特性、树脂组成、增强材

料、浸渍加工、层压成形加工等方面。本篇主要

研究日本一些CCL企业通过改进层压成形加工

工艺,去降低CCL的翘曲度的专利内容。了解

他们在此方面的研发思路及创新成果。 

2.住友电木在层压加工中压力工艺条件的

研究与创新 

2.1 三家日本覆铜板厂家分别都为同一目的去

研究同一层压工艺问题

日本住友电木株式会社的特开

2009-279770,是一篇以覆铜板层压成型加工工

艺条件创新、改进为内容的挺“有意思”的专利。

说它“有意思”在于:其一,这是一个较深入研

究CCL 层压成型加工工艺的专利

[1]

,多年来这样

的专利是很少的(其实类似内容的、公开发表的

国外文献也极少)。其二,专利所涉及的问题,

是近年有其它日本覆铜板厂家也作过研究、并有

专利发表的问题。我们可利用相互间的“横向对

比”,去更深入地研究、领悟日本多家CCL企

业在同一问题上各自的研发思路、解决手段。  

在住友电木的这篇专利中,提及了两篇以

前其它日本CCL厂家的此内容发明专利

[2] [ 3]

。可

以认为,住友电木的这项专利发明,是受到这两

篇专利启发所得到的。因此,在分析住友电木的

这篇专利之前,很有必要对其它日本CCL厂家

分别在2001年、2003年发表的相关内容专利,

作以简要介绍、分析。 

(1)相似内容的松下电工专利及其研究思

-28-

覆铜板资讯(2010年第4期) ・覆铜板、印制板技术・

路 

2001年,公开发表了日本松下电工株式会

社(2008年该社改称为“パナソニック

工株

式会社”,为方便称谓本文仍沿袭用旧名)有关

对CCL层压成型加工工艺创新的专利

[2]

。此专利

独特地提出降低层压高温阶段后时段压力的方

案,以达到提高CCL尺寸稳定性、平整度的目

的。专利对环氧-玻纤布基覆铜板的层压成形的

工艺(主要是高温后段压力工艺)的改进情况,

见图1所示。 

路 

继松下电工上述专利公开两年后,日本另

外一个CCL厂家京瓷化学株式会社也公开发表

了有关同样课题、相似解决手段的专利

[3]

。此专

利的精髓内容,从表面内容看也是像松下电工那

样采取了在层压高温阶段后时间段降低压力的

做法,以解决提高CCL尺寸稳定性的问题。但

深入到它的实质研究的解析手段、思路方面,京

瓷化学的发明者又与松下电工的那个专利有着

很大的差异。对比研究、分析京瓷化学的这篇专

 

图1 松下电工2001年发表的专利

[2]

在层压

压力工艺上改进方案

比的对应关系。 

这篇专利从层压工艺解决板翘曲度大问题

的思路,对日本CCL业界有重要的启发价值,

这一效果可从以后的京瓷化学公司、住友电木公

司在此以后所发表的相似内容专利

[3] [1]

所证明。 

(2)相似内容的京瓷化学专利及其研究思

利,会丰富我们对层压工艺与CCL性能关系的

认识。 

京瓷化学专利

[3]

的发明者认为:过去,层压

工艺中分为两种。一种是“1段方式”,它初期

就给高压,有的树脂在此阶段会有较多树脂流

出。常见的是另外一种施压工艺,即“2段方式”

(“低压预温—高压高温”)。这种工艺方式,

常出现两方面的问题:一方面,是由低压转换到

高压时间过早,造成像“1段方式”那样出现树

脂溢流较多。反之另一方面,熔融树脂在此阶段

在基材间不流动(或极小流动),造成,树脂层

内出现空隙、整幅板树脂胶的分布不均匀,这就

造成板各部位单点厚度的不一致。制成的板有这

些问题的存在,会带来板的受热翘曲增大、尺寸

稳定性减低。 

在对层压加工的工艺条件(主要是压力条

件)改进的研究上,京瓷化学有不同于松下电工

的解决思路。他们主要是从考虑不同条件下的半

固化片熔融粘度变化对板的尺寸稳定性的影响

入手,寻找一条最佳的层压工艺路线。因此,他

们在试验中采用检测仪器(日本

津制作所制

[4]

-29-

该专利发明者的研发思路在此专利中是这

样表述的:层压成形加工过程中,半固化片中的

树脂组成物经加热由有热膨胀的特性而出现膨

胀,在树脂交联、固化反应的过程以及层压加工

的降温阶段冷却,会产生树脂的收缩。半固化片

树脂的这种膨胀、收缩会使得在CCL内产生并

蓄积内应力,而当CCL在使用中受到热冲击时,

这种内应力会被释放,造成板的尺寸发生变化、

发生板的翘曲。因此,需要在成形加工时,采取

工艺措施,对将会产生的板中内应力的蓄积行为

加以抑制。 

这种抑制,他们是采用了在层压加工的高

于板玻璃化温度以上的高温阶段后段,由原来传

统的较高压力工艺变为低压力(图1中的D段)。

试验结果表明,这种手段提高了板的平整度、尺

寸稳定性。还需要提及的是,值得我们注意的是,

此专利中各试验方案制出的CCL,都有表面粗糙

度的评价。评价值大小与板的翘曲度大小成为正

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