-
补偿系数的原理及重要性:
一
p>
.
补偿系数的原理:
p>
板材由铜箔、环氧树脂、玻璃纤维布三者构成,它们经高温压合冷却后因膨胀系数不同而出现
-6
-6
内应力
,(
铜:
17*10
cm/cm/.
°C,
110*10
cm/cm/.°C)内应力的大小由环氧
树脂分子结构,
环氧树脂含量,
介质厚度与铜箔厚度和纤维布的
种类在生产条件下互相影响决定。在生产中破坏了它们之间的平衡力时基
材将会出现收缩
变形,造成基材上的内层线路图形失真。
(
如图一
)
压板前铜箔与纤维的状态
在高温高压后铜箔与纤维的膨胀状态
基材压板冷却后铜箔与纤维产生应力平衡状态
F1=F2
p>
基材在蚀板或压板后铜箔与纤维应力平衡状态
F1‘=F2’
二
.
p>
补偿系数的重要性:
1.<
/p>
普通的低层数板,一般客户要求焊盘直径与孔直经之差大于
11m
il
,基材及线构在排板结构上非
常对称。在尺寸相对较小
p>
(10-16
)
和情况下,补偿系数影响较
小,一般不会出现崩孔坏点,对这类型的线
路板可不考虑补偿系数或没有严格控制补偿系
数;但月产量上百万平方英尺的大型工厂,为了追求板材高
利用率和高生产效率,往往采
用大面积拼图生产
(16-24
)
。在
生产时若不考虑加补偿系数钻孔后将会出现
崩孔,例如按
10m
il
厚基材的补偿系数
Fill=0.30mil/in
,
Warp=0.45mil/in
计算,线
路板总长度偏差有
5mil-12mil
。
2.
高密度,高层数的多层混合型
板(包括
BGA
板及积层埋孔
/
盲孔板)。线路板在压板后的品质要
求:
1<
/p>
)
压板后总长度不能偏差过大,
因焊盘直
径与孔直径之差已降到只有大于
6mil
了,
< br>钻孔后的焊盘
铜环只有
3mil
多一点。
2)
压板后每层内层线路总长度一
致。
所以可能需在不同厚度基材上的每种线构给一个不同的补偿系
数。如图二的结构需用三种补偿系数才能得到良好控制。
1/2
OZ
1080*1+2116*1
20mil 1/1 OZ,G/S
7628*1
24 mil 0/0
OZ
7628*1
4 mil 1/1 OZ,S/S
2116*1
12 mil H/H
OZ,S/G
2116*1
6mil 2/2 OZ,S/S
2116*1+1080*1
1/2
OZ
3)
积层法生产大面积的单元板,
根
据生产流程对线路板需进行多次分层补偿,
才能确保外层贴件面
的盲孔焊盘与通孔焊盘完整无缺。
(
如图三
)
1/2 OZ
1080*2
8mil 1/1
OZ
1081*2
1/3 OZ
1080*2
8mil 1/3,1/3 OZ
4
)<
/p>
高密度线路板的线宽
/
线间在
3mil-5mil
之间。
必需用低收缩系数的基
材生产才能保证这种高密
度线路板的线间不会因收缩而造成高压漏电短路。
三
.
影响补
偿系数准确性的因素及原因:
工
序
因
素
排板结构
原
因
排板结
构
(
纤维数,总厚度
)
。正常结构与假层结构。
拼图中的单元数及单元内的
线构
(G/G.G/S.S/S)
。
MI
各层线构
补偿方式
中心补偿,左下角补偿,单元补偿。
各供应商的树脂成分不同:高
Tg
料;
Getek
料,
Rogers
料,
p>
BT
环氧树脂分子结构
料。
供应商
介质厚度及铜箔厚度
不同的板厚与铜厚混合内应力不同。
纤维布的种类
基材压板参数
开料方式
开料局炉
工艺
磨
板
菲
林
排
板
压
板
注
p>
不同的厚度所用的纤维布种类不同:
1080.2116.7628
供应商生产基材压力不同。
横
/
直纹
(Fill
与
Warp
方向
)
,切板纹路变形。
消除内应力,消除过度吸湿
(
尤其高
Tg
料
)
。
多次磨板或磨痕过大,基材受压产生弹性变形。
菲林受温度,湿度变形。曝光时菲林与板不整齐。
板材与纤维的横
/
直纹
(
Fill
与
Warp
方向
)
,
钢盘上的叠放方式。
压板参数
(
温度,压力
)
。
流程
G-Ground;S-Signal
说明板材收缩的大小
由上述因素互相混合的结果,当其中一种因素改变后,板材收缩系数都会变化
1.
板材:
1
)不
同的供应商所用环氧树脂分子结构,纤维布的种类,基材压板参数不同,同一厚度的基材的
收缩系数是有差别的。
2)
相同的供应商所用不同环氧树
脂分子结构,同一厚度的基材的收缩系数不同,如普通料与高
Tg
料。高
Tg
料有良好的耐热性,但稳定性
(
低膨胀系数
)
就比普通料差。<
/p>
3
)相同的供应商所用不同种类的纤维布,同一厚度的基材的
收缩系数不同。如
8mil
基材,可用
2116*2
或用
7628*1
,因<
/p>
2116
的经纬方向的纤维丝数目为
60
*58
根
/in,
而
< br>7628
的为
46*33
根
p>
/in
。
4
)相
同的供应商所用不同种类的纤维布,不同厚度的基材的收缩系数不同。如
7mil
与
8mil
基材
同用
7628*1
,但
7mil
基材如果用普通的
7628*1
生产,其厚度控制
比较困难,因而部分供应商采用低重量
纤维布
(Low
basic weight)
生产。因此有部分线路板厂在一定范围厚度用同一种补偿系
数生产的做法是有
误的。
5)
相
同的供应商所用相同种类的纤维布,相同厚度而铜箔厚度不同的基材的收缩系数不同。
2
/2
oZ
比
H/H oZ
铜在
Signal
线构中约大
0.20mil/in
。
2.
排板结构:
1
)正
常结构与假层结构不同:相同的供应商所用相同纤维布的种类,相同厚度和铜箔的基材在不
同的排板结构的收缩系数不同。
如用积层法生产的
14
层盲孔板中的
L1-L7
层的结构
(
图四
),L2-L3
层
的
5mil
基材与
L6-L7
层的
5mil
基材的收缩系数不同,而正常结构
则可共用收缩系数。
1/2 OZ
1080*1+2116*1
5
mil H/H OZ S/G L2-3
1080*2
16mil H/H
OZ S/S L4-5
1080*2
5mil H/H
OZ G/S L6-7
5mil
H/H OZ S/G L8-9
1080*2
16mil H/H
OZ S/S L10-11
1080*2
5mil H/H
OZ G/S L12-13
1080*1+2116*1
1/2
OZ
图
4
1/2 OZ
L1
2116*1
5mil H/H OZ G/S L2-3
2116*1
5mil H/H
OZ G/S L4-5
2116*1
5mil H/H
OZ G/S L6-7
5mil
H/H OZ S/G L18-19
2116*1
5mil H/H
OZ S/G L20-21
2116*1
5mil H/H OZ S/G L22-23
2116*1
1/2 OZ
L24
图
5
2
)排板结构总厚度不同:相同的
供应商所用相同纤维布的种类,相同厚度和铜箔的基材在排板结
构中不同的位置的收缩系
数不同
(
如图五
)
。
L2-L5
,
L20-L23<
/p>
与
L6-L19
的收缩系数不同,一般排
板结构总
厚度超过
60mil
后其收缩
系数比排板结构总厚度小于
60mil
的收缩系数少一半左右。
3.
工艺流程:
1<
/p>
)多次磨板或磨痕过大,基材受压产生弹性变形,过去认为磨板的因素对收缩系数影响不大
。但
本人跟踪外层自动曝光机的试产过程中发现多次磨板可对收缩系数增加
0.20mil/in-0.35mil/in
不等。同
时制作工程部负责出菲林的工程师也有同感,总厚度越薄的线路板,其外层菲林需加长才能满足对位精度 p>
要求。本人认为可能因磨板产生的内应力比较小且稳定,所以无知地算在基材的内应力中了。