一种有效提升多层压机利用率的方法

石邵阳 陈斐健 王富恒

（梅州市奔创电子有限公司，广东 梅州 514000）

0 引言

在日常的生产过程中，多层印制电路板（printed circuit board，PCB）会根据不同产品结构设定相应的压合程式，以满足相应结构的产品品质要求。而在实际生产过程中，因受订单结构/数量或者产品叠构的影响，往往一炉板中偶尔会出现1～2 个开口无相应程式板件匹配的情况，从而导致开口空压，降低了压机开口的利用率。例如，12 个开口的压机，因板件数量不足或结构不同，只能排够10 个开口，闲置了2 个开口，则压机的利用率为10（有效利用开口数）÷12（总开口数）×100%=83.3%。

本文重点研究了如何有效缩短生产周期，提升生产效率。在压合工序，通过提供一种不同压合叠构板件同机混压的生产手段，达到提升多层压机利用率的目的。

1 优化措施分析

1.1 设计分析

好的压合品质是温度、压力、真空三者的完美结合［1］，压力、真空一经设定，则不受其他媒介的影响，而升温速率的快慢可以通过对牛皮纸张数的管控来实现。为此，本文设计测定不同张数牛皮纸的温度变化。

1.2 方案设计

方案设计如下［2］。①选择同一料号，设计相同的排板层数，选取同一料号的2个开口板件作为测试对象，1个开口上、下层的牛皮纸设置为正常张数（25 张），另一开口牛皮纸张数设置为20 张；②不同开口板件上、中、下均设置料温线；③同一程式压合，监控不同数量牛皮纸的升温速率及上压点；④压合后全检板面，确认产品品质。

1.3 试验测试

1.3.1 测试1（6层板）

在线选取A06EC08912C0（6 层板），设置不同牛皮纸张数，依正常程式压合，温度/压力变化分别见图1、表1和表2。

表1 6层板正常压合程式（TG150-L）

表2 A06EC08912C0不同张数牛皮纸温度/压力的变化记录

图1 A06EC08912C0 不同张数牛皮纸升温速率/压力

表1 中：开始抽真空段数为1，开始抽真空时间为0；停止抽真空段数为7，停止抽真空时间为5 min；真空释放段数为8，真空释放时间为5 min；真空设定值为740 mmHg（1 mmHg≈133.3 Pa）；料温要求为80～140 ℃；升温速率为1.6～2.0 ℃/min；在≥180 ℃的高温固化时间保持 ≥60 min。

压合后品质确认：①检查板面是否有起皱、缺胶异常。A06EC08912C0压合牛皮纸上下25张、上下20 张各检板20 块，均合格，无异常。②288 ℃、10 s、3 次锡炉热冲击及介厚测试，结果A06EC08912C0 压合牛皮纸上下25 张、上下20张各切片均确认合格，如图2所示。

图2 6层板热冲击3 次及切片确认测量

1.3.2 测试2（12层板）

在线选取B12EC08002A0（12 层板），设置不同牛皮纸张数，依正常程式压合，升温速率/压力变化分别见图3、表3和表4。

表3 12层板正常压合程式（TG150-M）

表4 B12EC08002A0不同张数牛皮纸升温速率/压力变化记录表

图3 B12EC08002A0 不同张数牛皮纸升温速率/压力

表3 中：开始抽真空段数为1，开始抽真空时间为0；停止抽真空段数为9，停止抽真空时间为5 min；真空释放段数为10，真空释放时间为5 min；待机温度为140 ℃；真空设定值为740 mmHg；料温要求为80～140 ℃；升温速率为1.8～2.2 K/min；≥180 ℃的高温固化时间保持≥60 min。

压合后品质确认：①检查板面是否有起皱、缺胶异常，B12EC08002A0压合牛皮纸上下25张、上下20 张各检板20 块，均合格，无异常。②288 ℃、10 s、3 次锡炉热冲击及介厚测试，结果B12EC08002A0 压合牛皮纸上下25 张、上下20 张各切片均确认合格，如图4所示。

图4 12层板切片确认测量

1.4 小结

通过不同程式/板厚压合可以发现：①25张牛皮纸与20 张牛皮纸，80～140 ℃升温速率相差约0.2 K/min，上全压点在流胶范围内，对填胶无影响；②不同张数牛皮纸条件下生产的产品，品质无异常，可满足品质条件。

2 生产验证

2.1 验证1

选取不同叠构料号A08DC10962A0（8 层板）/A06EC10833A0（6层板）同机混压的形式进行验证。不同料号叠构图如图5所示。

图5 A08DC10962A0与A06EC10833A0产品叠构

品质确认：

①288 ℃、10 s、3 次锡炉热冲击及介厚测试结果如图6所示，判定合格。

②板厚测量。随机选取5块不同的料号，用9点法测量板厚，相应的记录见表5。

表5 A08DC10962A0和A06EC10833A0料号混压板厚测量记录

③ΔTg确认。所需基材为中高Tg材料，要求ΔTg≤5 K。不同料号压合后，选取1 块50 mm×50 mm的样品测试ΔTg，结果如图7所示。

图7 A08与A06的ΔTg测试

2.2 验证2

在线选取不同叠构料号B06EC10995A0（6 层板）和A04EC10953A0（4 层板）同机混压的形式进行验证。不同料号叠构如图8所示。

图8 B06EC10988A0和A04EC10953A0产品叠构

（1）288 ℃、10s、3次锡炉热冲击及介厚测试结果如图9所示，判定合格。

图9 B06EC10955A0与A04EC10953A0产品切片确认测量

（2）板厚测量：随机取5块不同的料号，用9点法测量板厚，相应的记录见表6。

表6 B06EC10955A0与A04EC10953A0料号混压板厚测量记录

（3）ΔTg确认：所需基材是中高Tg材料，要求ΔTg≤5 K。不同料号压合后，选取1 块50 mm×50 mm的样品，测试ΔTg，结果如图10所示。

图10 B06与A04ΔTg测试

3 结语

以上实践证明，不同叠构的板件，通过对牛皮纸张数的有效控制，可以实现同机混压，从而达到提升压机利用率的目的。