超薄类挠性板单面真空热压半固化片填孔工艺研究

陈市伟 徐天亚 黄 学

（竞陆电子(昆山)有限公司，江苏 昆山 215000）

1 背景描述

受限于刚性PCB（硬板）工艺技术对板厚的限制，类似挠性板（类软板）的市场需求促使对于硬板替代技术的研究提上日程。为改进超薄类软板PCB产品的塞孔品质及产出效率问题，我公司研发在满足品质要求的前提下，进行一种成品板厚≤0.15 mm的双面类软板产品的树脂塞孔工艺替代传统塞孔工艺的技术研究。

2 现有树脂塞孔工艺在超薄类软板PCB产品生产方面存在的问题分析

业界传统的树脂塞孔工艺是网版印刷塞孔（丝网或铝片网版），采用刮刀压力将树脂油墨塞入导通孔（via）内。常规可生产树脂塞孔纵横比≤7:1，最小孔径≥0.15 mm，最小板厚≥0.3 mm。传统工艺可满足常规via孔树脂塞孔要求。树塞纵横比＞7:1业界常规采用真空塞孔机生产。

双面板树脂塞孔非盖孔树塞工艺微观流程：电镀→压板翘（避免板翘问题导致塞孔及研磨不均）→树塞治工具（丝印网版、导气底板）准备→树脂油墨解冻回温→塞孔印刷→预烘烤→研磨→二次烘烤固化（部分树脂油墨为便于研磨，将一次固化参数降低，研磨后需要二次高温烘烤固化）→干膜。

传统树塞工艺对≤0.15 mm超薄板生产工艺存在的问题：（1）塞孔插框热风烘烤散框；（2）塞孔树脂凸出（墨凸）、丝网印刷反粘凹陷、via孔塞孔透光；（3）树脂研磨不净、研磨过度露基材；（4）研磨不均且研磨次数过多＞3次，切屑研磨导致基板涨缩变异。

3 可行性实验方案拟定

（1）由丝印网版塞孔，改为压机真空单面热压半固化片（PP）树脂填胶塞孔。

（2）方案微观流程为：电镀→棕化→PP裁切+冲铆钉孔→离型膜钻孔→铆合作业→真空压合→拆解→研磨→干膜。

（3）各微观工序加工说明。

①棕化：待塞孔板件过棕化处理，目的是提高树脂与孔壁结合力。

②塞孔填胶PP加工：裁切尺寸同板子等大+将填胶PP的4个角钻孔处理。

③离型膜钻孔：量测实际板子涨缩，申请同比例涨缩程式对离型膜进行钻孔。

④铆合作业：将钻孔后的离型膜（可耐250 ℃高温）＋PP＋待塞孔板件铆合。

⑤真空压合：选用类软板真空压合塞孔专用配方压程，依叠构将铆合好的板子叠入压机，上下与钢板接触面铺完整无孔离型膜，离型膜尺寸比板子大20 mm单边。

⑥拆解：将组合层离型膜去除，裁切短边8 mm，去除掉铆钉孔，即可轻松分离同组铆合板件，同时将中间PP撕除即可。

（4）叠构设计如图1所示。

图1 单面热压PP填孔叠构设计示意图

（5）压机程式选用如图2所示。

图2 真空压合塞孔专用压程表图

（6）铆钉裁边如图3所示。

图3 拆解作业铆钉裁边

4 方案实施过程与结果

依据实验方案导入实施验证，并追踪试产批，对塞孔、研磨、研磨后涨缩、新旧工艺产出效率、综合成本效益等项目做全流程跟踪评估。

（1）压合：将板子、离型膜、PP依叠构顺序完成铆合，大张叠板6 pnl/层，叠12层/open，8 open/锅，厚度不足以钢板填充。上下15张全新牛皮纸，最外层离型膜需＞板子尺寸10 mm单边。避免树脂溢出反粘污染钢板。

（2）压合后塞孔品质确认：塞孔处溢胶扩散范围约0.3 mm左右（如图4所示），溢胶区间较大，验证批仍有调整空间（实际应用可根据实际填孔溢胶情况适当调整PPRC树脂含量）。

图4 压合溢胶

（3）压合后塞孔微切片分析：树脂填塞溢胶面平整，且外溢厚度与铜面平齐无凹陷，溢胶面切片（离型膜有良好的阻胶溢胶效果）。树脂填胶面拆解剥离后的PP有凸起残留，实际凸起厚度仅0.06 mm左右远低于树脂塞孔墨凸0.12～0.15 mm（如图5所示）。

图5 压合溢胶切片

（4）研磨：塞孔后正常工艺研磨，溢胶面及塞孔面孔口树脂研磨1次即可研磨干净（如图6所示）。研磨1次与研磨3次涨缩变化数据对比，一次研磨后板材涨缩量小且稳定。

图6 树脂研磨干净

（5）单面热压真空PP填孔工艺产出效益与传统树脂塞孔对比分析见表1所示。

表1 热压PP与树脂塞孔对比表

PP热压填孔工艺投入物料（PP、离型膜）较树塞工艺投入（树脂油墨、丝印网版）成本接近等同。PP热压填孔产出较树脂塞孔增加6倍，研磨次数减少2次 ，研磨产出增加3倍。综合效益对比：PP热压填孔工艺＞树脂塞孔工艺。

5 工艺关键控制项目

（1）塞孔填胶PP裁切尺寸同板子等大，同时将填胶PP的4个角钻铆合孔，钻孔孔径比铆钉孔大0.1 mm单边。PP选用106-RC60%以上，可依照塞孔板件孔数计算需求填胶厚度，再根据PP塞孔填胶量计算精确选择所需PP的RC含量。PP的Tg选择依照客户需求为准。亦可用较大流胶量的纯胶生产，但是成本较高。

（2）离型膜钻孔：量测实际板子涨缩，申请同比例涨缩程式对离型膜进行钻孔。板件塞孔点离型膜钻孔比板件PTH孔单边大0.15 mm，离型膜铆钉孔与板件相同。离型膜为无硅高分子哑光离型膜，离型膜厚30～36 μm均可，易撕除，无残胶，扩散小。

（3）铆合与压合：将钻孔后的离型膜（可耐250 ℃高温）＋PP＋待塞孔板件完成铆合作业。选用类软板真空压合塞孔专用配方压程，依叠构将铆合好的板子叠入压机，上下与钢板接触面铺完整无孔离型膜，离型膜尺寸比板子大20 mm单边。

6 总结

对超薄类软板(板厚≤0.15 mm)有树脂塞孔要求工艺的产品，传统的树脂塞孔工艺因受塞孔墨凸影响，衍生研磨露基材、研磨不净、研磨次数过多进而衍生产品尺寸变异过大等问题。超薄类软板单面真空热压PP填孔工艺可有效解决传统树脂塞孔对超薄板PCB所存在不可避免的衍生性问题（塞孔墨凸、凹陷、研磨不净、露铜等）。且整合了塞孔前压板翘、树脂塞孔烘烤、二次烘烤固化等工艺流程，降低了研磨次数及因研磨导致的机械应力涨缩过大的问题。此工艺成本低，产出效率高且品质稳定。可满足类软板超薄产品的树塞品质要求，压合工艺成熟，在超薄类软板塞孔加工工艺方面，可替代传统树脂塞孔工艺。