印制板压合铜皱的分析及预防

武航杰

（奥士康精密电路（惠州）有限公司，广东 惠州 516223）

1 引言

压合工序是多层印制电路板（PCB）制作流程中重要环节之一，而铜皱是压合主要外观不良之一，直接会产生品质问题。如何去系统分析铜皱，并针对性的提出预防措施提前规避风险将是关系到PCB品质的一个重大课题。

本文通过对现场实际生产控制、过程经验总结，从工艺的角度，对铜皱的产生原因进行了细致的分析，并层层递进，提出了应对不同类型铜皱的最直观的思路与控制方法。

2 压合铜皱的产生原因

压合后铜皱从表面现象观察，板面存在长条的纹路形状，常规深度在30 μm，宽度1.0 mm，呈现出密集形态（见图1）。当压合过程中，受热受压时，表层铜随树脂流动受阻，围绕受阻点周围出现压合铜层的曲折现象，凹陷入压合树脂内，进而从外观上，用目视的方式可以明显看到一种不规则的褶皱。该不良会造成线路缺损、咬蚀、焊接不良、传输信号失真等异常（见图1）。

2.1 铆钉位铜皱

图1 压合铜皱图片

六、八层板，夹层PP张数小于或等于两张，常规一般采用铆合这种方式来固定以防止层偏。现场操作过程中往往会出现铆钉规格选用不当、机器调试不当的问题。当选用铆钉过长时，要么铆钉开花的一侧会拱起出现花瓣与芯板板面分离拱起现象；要么底座出现披锋，严重者拱起高度可达0.5 mm以上。热压时，机器整体施压，如铆钉出现拱起或披锋问题时，铆钉位置受压剧增，铆钉上方铜箔被铆钉与钢板夹持，铜箔在随树脂流动舒展时，在铆钉位置受阻，在铆钉周边出现铜皱不良（见图2）。

图2 铆合不良拱起图片

2.2 熔点位铜皱

六层板、八层板以上，在多层板层间固定方法中，夹层半固化片张数大于两张，需采用熔合这一方式进行固定。半固化片张数越多，半成品板板面熔点位置在热熔过程中因流胶太多而变得不平整，流胶冷却凝固后变成死胶残留板边。当组合员排板作业时，触碰到死胶就会掉在铜箔上，死胶不易熔化。热压时，铜箔被死胶支起，空气无法排出、空气残留，该区域铜箔无法顺利随树脂舒展，产生铜皱；融合时半固化片胶是向四周流向，挤到板边，胶会流入成型区，会造成品质风险，可使用在熔点位置钻透气孔的方式解决溢胶的问题。当溢胶问题解决后，半固化片需钻孔，传统机械钻孔过程中会产生大量的热量无法释放，半固化片屑也不容易排出，会在透气孔内造成死胶，当熔合时不慎将其带入正在熔合的板面上，或者藏在孔内、周围，熔合后该位置高于板面，铜箔不能很好的依附在最外的半固化片层，铜面褶皱产生。熔点位铜皱还有一种情况是与机器设备保养有关。熔合机热熔头位置得不到良好的保养，死胶沾附在热熔头盖板上。在高温下，烤成黑色的固化物，熔点位置因此产生高低差，熔出来的板不仅容易散架、有层偏，而且凹凸明显，铜皱由此而生（见图3）。

图3 熔点位铜皱图片

2.3 组合夹具异常类定位铜皱

定位铜皱与组合夹具、铜箔吸嘴、吸嘴气压、排板手法等息息相关。

定位铜皱发生在每本的边缘位置，形状趋势相同。当连续发生此种现象，就应该考虑夹具这一类是否出现异常。

组合夹具受到外力冲击或者碰撞，会造成夹爪形变。最常见的是因钢板定位差发生错位，夹爪夹持钢板铜箔异常，夹爪将铜箔夹皱，在热压时铜箔舒展不开，进而发生铜皱（见图4）。

图4 铜箔夹皱不良图片

底盘防滑夹设计不规范无法错开夹爪，夹爪下降时撞到防滑夹，夹具该部位将会产生物理形变。力的积累之后，夹具产生大的形变，长时间不校正的情况下，夹取钢板与铜箔组合时，将铜箔夹皱。

吸嘴和气压是相互配合的，当气压太高，吸嘴就会将脆弱的铜箔吸皱，气压太小无法将铜箔吸起并平稳的输送。输送过程中会掉铜箔，产生铜箔浪费。钢板排板时自动盖上铜箔，当铜箔与钢板中间夹有水珠，员工直接排板，将水珠压扁，无法发现水珠，压机受压过程中，压力由中间挤到每BOOK（开裆）的边缘，压出来后，变成长条状，同一方向的，平行分布的皱纹，这就是由于钢板有水导致的（见图5）。

作业员没有及时错位组合，一般为正反错位与旋转180度错位。有些客户设计的板面图形存在空旷区大，残铜率高的情况。针对这些设计，为了充分填胶，每一层受力均匀，采取错位排板，如果作业员发生疏忽，没有错位则铜皱发生。

2.4 开档（BOOK）中心铜皱

这种铜皱变现形式集中在每一本的中心区域，当底盘使用时间超过一个月以上，牛皮纸缓冲效果较差的情况下，在每BOOK板面的中心区域，尤其是空旷区多的位置就会出现凹陷。底盘盖板翘曲度常规5 mm以内为合格，用水平尺＋钢尺，对角线测量得出，底盘凹陷超过5 mm，用其压制出来的板，中心位置不受压，半固化片胶无法将基材区域填满，因失压出现铜皱现象。

牛皮纸没有按要求更换，无缓冲效果，效果不佳，无法将压机给底盘的力传到板面。常规有一排二，一排三，一排四，如果牛皮纸混用，中心区域使用次数过多，牛皮纸产生疲劳，无法缓冲，造成铜皱。缓冲垫混用，一排二的缓冲垫，中心部位使用次数高，一排三的，各个部位缓冲效果不同，还有一排四的缓冲垫。当空旷区大时，使用缓冲垫。倘若混用，中心部位不受压，PP胶无法完全填充，即铜皱发生。

3 压合铜皱的预防

3.1 铆钉位铜皱预防

现场铆合人员必须学会手动调整铆钉机，铆合前必须手动调试，并相互之间首件自检，品保抽检。制定铆钉选用规范，产线合理选用铆钉。铆合效果检验方法：目视开花是否均匀，用手触摸，平整无翘曲，不刮手，底座平整无翘起。发现铆合效果不佳，及时调整机器，检查铆钉大小。不良品应及时用工具轻轻敲平，防止铜皱的产生。

图5 钢板有水导致铜皱图片

3.2 熔点位铜皱预防

半固化片开料人员必须及时清理掉半固化片上所有死胶，防止流入下一流程，造成熔点异常。现场操作人员要按要求保养熔合机，重点是熔头盖板，禁止违规作业。

3.3 组合定位铜皱

提前调试好气压大小；维修定期校正夹具，定期更换夹具；按要求更换吸嘴，培训员工按要求排板。组合员组合前略微调整拉动铜箔，如遇阻力为钢板沾水，钢板需下线并立即通知钢板磨刷段改善。

3.4 底盘中心铜皱

专门安排人员定期挑选底盘盖板，并外发调整，校正；牛皮纸一排二，一排三，一排四区分使用；缓冲垫制定使用方法、寿命管控，区分使用。

4 总结

板面铜皱是压合最大的不良之一。在压合流程中需重点对人、机、料、法等进行严格管控，需注意铆合效果，熔合效果，组合情况，人员操作方法，底盘盖板翘曲度、钢板水迹、牛皮纸、缓冲垫等物料的状态是否正常，才能够有效降低铜皱不良，减少因铜皱产生的报废，提高品质。

本文主要根据压合的工艺角度分析了铜皱的产生原因，并给出对现场的管控方法来减少铜皱不良，短短篇幅，不能深入详尽铜皱原因，请不吝指出。