覆銅板常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題及解決方法

一、耐漫焊性

　　1.耐浸焊性的重要性

　　耐浸焊性是目前國內普遍存在的問(wèn)題。也是許多生產(chǎn)廠(chǎng)家十分注重的工藝技術(shù)問(wèn)題。電子產(chǎn)品的性能可靠性在相當大的程度上取決于印制電路板的質(zhì)量可靠性。電器部件插裝在印制電路板上以后，要進(jìn)行自動(dòng)焊接(波峰焊或浸焊)。在這些過(guò)程中若出現銅箔的起泡，甚至是焊盤(pán)、銅筒線(xiàn)條翹起以及導線(xiàn)脫落，除與印制電路板加工工藝不合理有關(guān)外，還與覆銅板耐浸焊性有關(guān)。國內波峰焊的時(shí)間和溫度的上限為5 5/260 c ，通常采用2.5~4.5

　　5/230 - 250 c ，最佳條件一般在3 5/240 c附近，按照我國國家標準一般紙基覆銅板的耐浸焊性的指標是10 5/260 c ，即在10 5 以?xún)炔环謱?、不起泡?/p>

　　提高和穩定覆銅板的耐浸焊性的重要性有如下幾點(diǎn)。

　?、匐娨暀C、錄音機等大部分的元器件等都插裝在印制電路板上，若因板的耐浸焊性差或不穩定，就會(huì )使整個(gè)元器件以及印制板損壞或報廢并影響整個(gè)組裝生產(chǎn)線(xiàn)正常進(jìn)行。

　?、谌粼谧詣?dòng)焊接后未檢查出印制板的該質(zhì)量問(wèn)題，就會(huì )在整機組裝后，甚至自動(dòng)焊接后未檢查出印制板的該質(zhì)量問(wèn)題，造成更大的浪費和損失。

　?、塾行┱麢C廠(chǎng)發(fā)現一些印制板在過(guò)波峰焊中出現該質(zhì)量問(wèn)題，有時(shí)就不得不采取降低焊接溫度、降低波峰沒(méi)人板的深度等措施。使焊料不能充分接觸焊盤(pán)，焊料流動(dòng)性差，造成潤濕不良的缺陷，導致整機的質(zhì)量穩定性降低。各覆銅板生產(chǎn)廠(chǎng)對浸焊性的質(zhì)量問(wèn)題是非常重視的。這項性能的穩定與平整度幾乎成為衡量同類(lèi)紙基覆銅板質(zhì)量的兩大敏感性的重要項目。它直接嚴重影響著(zhù)各生產(chǎn)廠(chǎng)的產(chǎn)品聲譽(yù)。

　　2. 在熱沖擊條件下，覆銅板起泡是界面嚴重破壞的結果紙基覆銅板是由溶液或熔融狀態(tài)的樹(shù)脂通過(guò)上膠(包括對粗化銅筒的涂膠)、壓制，與紙纖維強材料，銅箔固化成型在一起的復合材料。從板的結構看，通過(guò)上述加工后，多種組分，就形成多種界面結構。所指的界面，是樹(shù)脂與紙纖維增強材料的界面，膠粘劑與銅箔的界面，以及樹(shù)脂和膠粘劑通過(guò)熱壓產(chǎn)生化學(xué)反應交聯(lián)的整體與增強材料、銅錨各為一側的界面。

　　當樹(shù)脂與增強材料固化成一體時(shí)，樹(shù)脂基本會(huì )產(chǎn)生收縮，而且樹(shù)脂與紙纖維、銅箔的熱膨脹系數也相差很大，因此，在固化過(guò)程中各個(gè)界面上就會(huì )產(chǎn)生附加應力。另一方面，巳固化成型的紙板，也會(huì )在外力、受熱作用下，產(chǎn)生板內的應力分布不均勻的情況，甚至在界面上某些部位集中了較高的應力。所產(chǎn)生的上述兩種應力，會(huì )使界面局部的化學(xué)鍵遭到破壞，引起板的內部材料形成微裂紋。

　　在制板過(guò)程中，殘留在板界面的孔隙中的水分子以及一些低分子物也對界面的破壞造成很大的促進(jìn)。

　　上述界面產(chǎn)生的附加應力和界面間由于殘留的低分子物而產(chǎn)生的界面的裂紋孔隙，在熱沖擊條件下(即放入高溫的焊錫中) ，就會(huì )產(chǎn)生更大的集中應力，破壞界面間化學(xué)鍵或機械嵌合，使界面的粘接強度很快下降，而界面間殘留的低分子揮發(fā)氣體體積不斷增大，活動(dòng)能量也不斷得到補充和加強。這時(shí)，己遭到破壞的界面上的粘接力抵抗不住這些揮發(fā)氣體通過(guò)界面上裂紋、孔隙向外散發(fā)的內部破壞的力，就會(huì )在薄弱的界面上發(fā)生銅箔和基板，或基板層間的局部分層、起泡。

　　紙基覆銅板在熱沖擊條件下，出現起泡問(wèn)題，是界面遭受到嚴重破壞的結果。根據板的類(lèi)型，樹(shù)脂配方，制造工藝條件不同，界面結構的破壞形式略有差異。在做耐浸焊實(shí)驗中，其起泡的形狀、分布瞬時(shí)發(fā)生的變化也是不同的。當用的樹(shù)脂分子量分布或固化交聯(lián)較均勻，樹(shù)脂較純清時(shí)，其板內界面應該是均勻的，試樣放入焊錫中維持不起泡的時(shí)間是較為一致，起泡一般出現個(gè)別的大泡，起泡瞬間伴有響聲，爆發(fā)力大。樹(shù)脂中含有少量雜質(zhì)時(shí)，測浸焊時(shí)會(huì )出現個(gè)別大的泡。雜質(zhì)破壞了連續的界面層，甚至可把上膠紙層面墊起一個(gè)深深的凹陷，在它的周?chē)障吨幸拙鄯e較多的氣體和應力，造成界面較大的缺陷，測定數據分散性較大。增強材料含有較大的雜質(zhì)(如不榕的化學(xué)纖維塊，較大較硬的紙漿塊等)也會(huì )出現這種破壞界面層現象。若在測浸焊過(guò)程中試樣銅錮在同一瞬間普遍出現均勻分布，直徑差異不大的泡，一般是界面存有低分子(揮發(fā)物)太多;或者是樹(shù)脂普遍固化交聯(lián)不好，層間粘接力差。這樣以來(lái)化學(xué)鍵在高溫條件下沒(méi)有什么抵抗其破壞應力的能力，界面結構很快被嚴重破壞了。在測浸焊中，若試樣在邊緣有一排小泡出現，可能是由于板的半成品或成品吸潮，界面孔隙中進(jìn)入水分引起的。進(jìn)入的水分子不但擴大了孔隙的空間，而且在熱沖擊條件下，產(chǎn)生蒸汽使界面上的孔隙發(fā)生傾向于增大、擴展的變化。有的試樣放入較小的焊錫槽測定時(shí)，出現焊錫溫度突然下降2-3 'c的情況，可能是該板界面的裂紋、孔隙較多，受熱后迅速擴展應力，吸收活動(dòng)能量而造成的。一般這種板其耐浸焊性偏低且不穩定。研究上述板在熱沖擊下界面遭到嚴重破壞即起泡的不同特點(diǎn)，對于我們分析、找出諸破壞因素的主要因素，調整或改變生產(chǎn)工藝條件，以及新產(chǎn)品板的樹(shù)脂配方的設計都是有很大的幫助和啟發(fā)。

　　3. 提高和穩定耐浸焊性的一些措施

　　提高和穩定紙基覆銅板的耐浸焊性，就要盡量消除和減少在板的成型和高溫下會(huì )破壞各界面結構的諸因素。在制造覆銅板過(guò)程中，應注意以下各點(diǎn)。

　?、巽~箔要有穩定的較好的粗化處理層。

　?、阢~箔膠粘劑要有一定的耐熱性和高粘合性。有時(shí)兩者在膠粘劑配方選擇、研制中是相互矛盾的，但兩者都要達到一定高的程度。

　?、蹣?shù)脂在固化交聯(lián)時(shí)要均勻性好，縮合水產(chǎn)生的少，低分子揮發(fā)物少。并應有較高的

　　交聯(lián)密度，為此采用兩種或兩種以上的復合催化劑為宜，且樹(shù)脂制造工藝應嚴格控制，在樹(shù)脂制造過(guò)程中，尤其在熱加工脫水時(shí)一定不要將膠液抽到冷凝器中，使冷凝器堵塞。如果冷凝器堵塞或部分堵塞，脫水時(shí)間非常長(cháng)，這時(shí)上層水很難脫出，進(jìn)而造成膠包水、水包膠，如果用這種樹(shù)脂去上膠壓板，不僅影響耐浸焊性，同時(shí)覆銅板也會(huì )產(chǎn)生嚴重翹曲。如何解決這個(gè)問(wèn)題?辦法一是，樹(shù)脂操作時(shí)操作者一定精心操作，不可有絲毫麻痹，而將膠液抽到冷凝器中;辦法二是，在反應釜蒸發(fā)器上安裝一個(gè)阻膠器或在回流裝置上安裝一個(gè)緩沖罐;辦法三是，經(jīng)常檢查冷凝器，看一看是否有膠液堵塞現象，如遇有堵塞現象，及時(shí)疏通清理干凈。若采用兩次上膠工藝，其一次上膠紙揮發(fā)物要盡量控制低，二次必須是疏水性的。

　?、軜?shù)脂中的助劑(主要是阻燃劑、增塑劑、固化促進(jìn)劑等) ，要選擇揮發(fā)性小，耐熱性高的。阻燃劑中反應型優(yōu)于添加型，可選擇合適的偶聯(lián)劑加入樹(shù)脂中，以提高耐熱性或提高濕態(tài)粘合性。

　?、菀紤]樹(shù)脂和銅箔膠粘劑固化時(shí)間(膠化時(shí)間) ，反應交聯(lián)的匹配。有兩側加上膠玻纖布的紙基覆銅板，還應注意兩種樹(shù)脂的膠化時(shí)間和交聯(lián)結構的匹配。

　?、萆夏z紙揮發(fā)物的大小，對板的耐浸焊性有很大的影響。要保證上膠紙有較低的揮發(fā)物指標，但同時(shí)也不能一味壓低揮發(fā)物，而把可溶性(或流動(dòng)度)控制得太小，影響界面的粘合性。上膠烘箱溫度設計，要有較適宜不同樹(shù)脂特點(diǎn)的溫度層次。同時(shí)要注意上膠紙浸清、干燥的均勻性，并防止殘留雜物。

　?、弑ＷC上膠紙的貯存條件(一般溫度應在20-25 'c ，相對濕度在35% 以下為宜) ，減少貯存期。含有一定極性基團的酣醒樹(shù)脂的上膠紙在貯存期間吸收空氣中的水分子(吸潮, )直觀(guān)表現在其上膠紙揮發(fā)物的增大，對板的耐浸焊性會(huì )造成很大的威脅。

　?、鄻?shù)脂制造、上膠紙的生產(chǎn)以及壓制工序中配料、疊合過(guò)程都要防止雜質(zhì)的混入。生產(chǎn)現場(chǎng)環(huán)境的凈化清潔，對產(chǎn)品內在質(zhì)量也至關(guān)重要。

　?、釅褐七^(guò)程中的壓力、溫度要合適。壓制溫度過(guò)高，會(huì )破壞界面的化學(xué)鍵，造成熱分解反應。壓制溫度低、壓力小，會(huì )造成固化交聯(lián)不好，它們都會(huì )影響板的耐浸焊性。壓制時(shí)還要注意壓機熱板中部和周邊的溫度應基本保持一致。在夏季潮濕氣候條件下，配好的料坯，不及時(shí)壓制，也會(huì )造成料邊緣吸潮，影響耐浸焊性。

　?、鈨蓚燃由夏z玻纖布的紙基覆銅板，其浸焊性有獨特的性質(zhì):其一，此類(lèi)板的脫蠟玻纖布與紙纖維之間的樹(shù)脂界面，主要是通過(guò)點(diǎn)、格狀形式粘接交聯(lián)的，這種樣式比起紙板的片、層狀粘接附著(zhù)力是偏弱的。其二，脫蠟布易吸潮。玻纖布的浸透性不如紙纖維。其三，上膠玻纖布和上膠紙一般為兩種配方樹(shù)脂，要達到樹(shù)脂整個(gè)界面的均勻一致是有限的。由于上述原因，此類(lèi)板在制成成品后，在潮濕條件下，板的耐浸焊性下降幅度大。因此一方面要注意包裝防潮，又要注意將此類(lèi)板耐浸焊性的實(shí)測值要做出高于指標的幾倍，以有保險余量。