專利名稱：一種改善覆銅板及pcb翹曲或扭曲變形的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及改善覆銅板及PCB翹曲的方法。
背景技術(shù)：
覆銅板(CCL)是將增強(qiáng)材料浸樹脂，一面或兩面覆銅箔，經(jīng)過熱壓而成的一種復(fù)合材料。它用于制作印制電路板(PCB)。印制電路板已成為大多數(shù)電子產(chǎn)品達(dá)到電路互聯(lián)的不可缺少的主要組成部件。
覆銅板及PCB在生產(chǎn)過程中，容易產(chǎn)生因高溫，化學(xué)藥水及機(jī)械加工等工序的加工應(yīng)力，如果該應(yīng)力釋放不均就容易使材料產(chǎn)生形變，導(dǎo)致翹曲問題。目前主要是通過烘板或重力整平等補(bǔ)救措施來改善此問題，無法從材料本身避免翹曲問題的發(fā)生。例如將發(fā)生翹曲 的印刷電路板放入整平機(jī)中，在一定溫度和接觸壓下執(zhí)行一個(gè)熱壓程式消除印刷電路板內(nèi)部的部分應(yīng)力來減小印刷電路板的翹曲，但由于印刷電路板的結(jié)構(gòu)沒有變化，所以處理過的印刷電路板很容易再次出現(xiàn)翹曲。經(jīng)過整平機(jī)處理后，一般每批次產(chǎn)品的合格率為 65飛9%，較低的合格率勢(shì)必造成加工周期的延長，原料的浪費(fèi)以及生產(chǎn)成本的提高。
此外，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員試圖通過其它一些方法防止或改善覆銅板及PCB的翹曲。
CN 101849284A通過設(shè)置第一表面改性材料在基板的第一表面上，所述第一表面改性材料有第一圖案，該第一圖案包括一個(gè)或多個(gè)厚度以控制所述基板的翹曲。
CN 1612669A公開了一種印刷電路板,其包括至少一塑料基板以及至少一布線層， 形成于該至少一塑料基板上。該至少一布線層上具有一第一布線區(qū)及一第二布線區(qū)，該第一布線區(qū)的布線密度高于該第二布線區(qū)的布線密度。該第二布線區(qū)上具有一假性線路布局，用來避免該印刷電路板于加熱時(shí)發(fā)生翹曲的現(xiàn)象。
CN 101686607A公開了一種可抑制翹曲的四層電路板，由四層線路層及半固化板、 內(nèi)層組成，第一線路層及第二線路層面積求和的結(jié)果與第二線路層及第四線路層面積求和的結(jié)果之間的比值再與第一半固化板及第二半固化板厚度的比值之間的關(guān)系為函數(shù)f(x)。 該發(fā)明設(shè)計(jì)了第一半固化板和第二半固化板的不同厚度，有效平衡了因各材料膨脹系數(shù)的差異，減小了印刷電路板的翹曲。
CN 101902875A通過用至少I層的樹脂基材層(B)的纖維束的經(jīng)線或緯線的材質(zhì)與其它纖維束的材質(zhì)的不同而產(chǎn)生的具有樹脂基材層的各向異性的熱膨脹量差來抵消各布線層間的布線層(C)的殘銅率不同和布線的不均等性而產(chǎn)生的具有各布線層間的各向異性的熱膨脹量差，可緩解回流焊接中的基板的鞍翹曲。
以上幾種方法都能一定程度上改善印刷電路板的翹曲，但是，他們的工藝都比較復(fù)雜，成本較高，不利于大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
通過多項(xiàng)研究，發(fā)現(xiàn)提高材料剛性可以有效增強(qiáng)材料的抗形變能力，因此著手從提高材料剛性的角度改善翹曲問題。
本發(fā)明從覆銅板的結(jié)構(gòu)入手，在整體板材厚度不變的情況下，通過增強(qiáng)覆銅板的剛性，起到提升覆銅板的抗形變能力，從覆銅板本身的性能改善解決翹曲不良，從而控制印刷電路板的翹曲。
宏觀上，覆銅板是由增強(qiáng)材料(例如玻璃布)、樹脂及銅箔組成，玻璃布屬于剛性材料，是覆銅板的骨架，在不改變覆銅板本身厚度的要求的情況下，如果可以增加其在覆銅板中的支撐作用，那么覆銅板的剛性就會(huì)隨著增強(qiáng)。要增大玻璃布在覆銅板的支撐作用，優(yōu)選但非限制性地，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn).
本發(fā)明的目的之一是提供一種覆銅板，其特征在于，所述覆銅板含有多層增強(qiáng)材料和/或提高增強(qiáng)材料在覆銅板中的重量分?jǐn)?shù)。
(一)含有多層增強(qiáng)材料
所述含有多層增強(qiáng)材料，即所述增強(qiáng)剛性為由多層增強(qiáng)材料代替單層增強(qiáng)材料， 以增加增強(qiáng)材料在覆銅板中的空間支撐面積。即，由多層更薄的增強(qiáng)材料代替單層較厚的增強(qiáng)材料。例如對(duì)于O. 2mm厚度的覆銅板配本結(jié)構(gòu)1張7628可以用2張2116代替，如圖 I所示。
所述覆銅板的厚度可小幅(例如±10%以內(nèi)、±5%以內(nèi)、±2%以內(nèi)等)增加或減小，優(yōu)選覆銅板的厚度變化不超過±5%，優(yōu)選不超過±2%，特別優(yōu)選覆銅板厚度不變；優(yōu)選地，在所述覆銅板中所述增強(qiáng)材料的重量分?jǐn)?shù)變化為不超過土 10%，進(jìn)一步優(yōu)選變化不超過 ±5%，特別優(yōu)選，在所述覆銅板中所述增強(qiáng)材料的重量分?jǐn)?shù)不變。
優(yōu)選地，所述多層為2層以上，例如2層、3層、4層、5層、10層、15層等，進(jìn)一步優(yōu)選為2飛層，特別優(yōu)選為2 3層。由于在增加增強(qiáng)材料層數(shù)的同時(shí)需保證增強(qiáng)材料在覆銅板中的重量分?jǐn)?shù)在一定范圍內(nèi)，因此，多張?jiān)鰪?qiáng)材料替換單張?jiān)鰪?qiáng)材料，勢(shì)必要降低增強(qiáng)材料的厚度。當(dāng)增強(qiáng)材料層數(shù)過多時(shí)，單張?jiān)鰪?qiáng)材料過薄，會(huì)導(dǎo)致單張?jiān)鰪?qiáng)材料的增強(qiáng)效果過小，在這種情況下，即使是多張?jiān)鰪?qiáng)材料疊加，也可能反而降低覆銅板的剛性，因此所述增強(qiáng)材料的層數(shù)并非越多越好，需選用合適的層數(shù)的增強(qiáng)材料。在本發(fā)明的具體實(shí)施方式
中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)此有所體現(xiàn)。
優(yōu)選地，所述覆銅板為厚度在O. 4mm以下的薄板，特別優(yōu)選厚度為O. 2mm以下；在薄板中，由多層增強(qiáng)材料代替單層增強(qiáng)材料，可以顯著增加增強(qiáng)材料在覆銅板中的空間支撐面積，從而提高增強(qiáng)材料的增強(qiáng)性能，提高增強(qiáng)覆銅板的剛性，以改善覆銅板及印刷電路板的翹曲。
所述多層增強(qiáng)材料可以相同也可以不同，例如可以全是玻璃布，也可以是玻璃布和合成纖維的組合，還可以是芳酰胺纖維增強(qiáng)材料和玻璃布的組合等。
(二)提高增強(qiáng)材料在覆銅板中的重量分?jǐn)?shù)
提高增強(qiáng)材料在覆銅板中的重量分?jǐn)?shù)，可以提高覆銅板的剛性。例如O. 2mm厚度的覆銅板配本結(jié)構(gòu)=1X7628 (203g)(厚度約O. 173mm)可以用1X7629 (222g)(厚度約 O. 185mm)代替，如圖2所示。
優(yōu)選地，覆銅板的厚度變化不超過±5%，優(yōu)選不超過±2%，特別優(yōu)選覆銅板厚度不變；優(yōu)選地，在所述覆銅板中所述增強(qiáng)材料的重量分?jǐn)?shù)變化為不超過±10%，進(jìn)一步優(yōu)選變化不超過±5%。
本發(fā)明的目的之一還在于提供一種改善覆銅板及PCB翹曲的方法，所述方法為通過增強(qiáng)覆銅板的剛性，改善覆銅板及PCB翹曲。
所述增強(qiáng)剛性包括以下兩種方法的一種或兩種的組合
(—)改善增強(qiáng)材料分布
由多層增強(qiáng)材料代替單層增強(qiáng)材料，以增加增強(qiáng)材料在覆銅板中的空間支撐面積。所述覆銅板的厚度和/或增強(qiáng)材料在覆銅板中的重量分?jǐn)?shù)可小幅(例如±10%以內(nèi)、 ±5%以內(nèi)、±2%以內(nèi)等)增加或減小，優(yōu)選覆銅板的厚度變化不超過±5%，優(yōu)選不超過 ±2%，特別優(yōu)選覆銅板厚度不變；優(yōu)選地，在所述覆銅板中所述增強(qiáng)材料的重量分?jǐn)?shù)變化為不超過±10%，進(jìn)一步優(yōu)選變化不超過±5%，特別優(yōu)選，在所述覆銅板中所述增強(qiáng)材料的重量分?jǐn)?shù)不變。即，由多層更薄的增強(qiáng)材料代替單層較厚的增強(qiáng)材料。例如對(duì)于O. 2mm厚度的覆銅板配本結(jié)構(gòu)1張7628可以用2張2116代替，如圖I所示。
增強(qiáng)材料的層數(shù)可由所屬領(lǐng)域技術(shù)人員綜合考慮覆銅板的電氣性、耐熱性、厚度及翹曲情況后根據(jù)實(shí)際情況確定。
優(yōu)選地，所述多層為2層以上，例如2層、3層、4層、5層、10層、15層等，優(yōu)選2 5 層，特 別優(yōu)選2 3層。由于在增加增強(qiáng)材料層數(shù)的同時(shí)需保證增強(qiáng)材料在覆銅板中的重量分?jǐn)?shù)在一定范圍內(nèi)，因此，多張?jiān)鰪?qiáng)材料替換單張?jiān)鰪?qiáng)材料，勢(shì)必要降低增強(qiáng)材料的厚度。 當(dāng)增強(qiáng)材料層數(shù)過多時(shí)，單張?jiān)鰪?qiáng)材料過薄，會(huì)導(dǎo)致單張?jiān)鰪?qiáng)材料的增強(qiáng)效果過小，在這種情況下，即使是多張?jiān)鰪?qiáng)材料疊加，也可能反而降低覆銅板的剛性，因此所述增強(qiáng)材料的層數(shù)并非越多越好，需選用合適的層數(shù)的增強(qiáng)材料。在本發(fā)明的具體實(shí)施方式
中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果， 對(duì)此有所體現(xiàn)。
優(yōu)選地，所述覆銅板為厚度在O. 4mm以下的薄板，特別優(yōu)選厚度為O. 2mm以下；在薄板中，由多層增強(qiáng)材料代替單層增強(qiáng)材料，可以顯著增加增強(qiáng)材料在覆銅板中的空間支撐面積，從而提高增強(qiáng)材料的增強(qiáng)性能，提高增強(qiáng)覆銅板的剛性，以改善覆銅板及印刷電路板的翹曲。
所述多層增強(qiáng)材料可以相同也可以不同，例如可以全是玻璃布，也可以是玻璃布和合成纖維的組合，還可以是芳酰胺纖維增強(qiáng)材料和玻璃布的組合等。
(二)提高增強(qiáng)材料在覆銅板中的重量分?jǐn)?shù)
提高增強(qiáng)材料在覆銅板中的重量分?jǐn)?shù)，增加增強(qiáng)材料在覆銅板中的空間支撐面積，以提高覆銅板的剛性，從而從覆銅板這個(gè)源頭改善翹曲問題。所述覆銅板的厚度和/或增強(qiáng)材料在覆銅板中的重量分?jǐn)?shù)可小幅(例如土 10%以內(nèi)、±5%以內(nèi)、±2%以內(nèi)等)增加或減小，優(yōu)選地，覆銅板的厚度變化不超過±5%，優(yōu)選不超過±2%，特別優(yōu)選覆銅板厚度不變；優(yōu)選地，在所述覆銅板中所述增強(qiáng)材料的重量分?jǐn)?shù)變化為不超過±10%，進(jìn)一步優(yōu)選變化不超過±5%。例如O. 2mm厚度的覆銅板配本結(jié)構(gòu)1X7628 (203g)(厚度約O. 173mm)可以用1X7629 (222g)(厚度約O. 185mm)代替，如圖2所示。
所述提高增強(qiáng)材料在覆銅板中的重量分?jǐn)?shù)是指，在保持覆銅板中的增強(qiáng)材料的重量分?jǐn)?shù)提高不超過10%的同時(shí)，采用盡可能高的重量分?jǐn)?shù)的所述增強(qiáng)材料，既保證覆銅板的電氣性能，又能改善翹曲情況。增強(qiáng)材料在覆銅板中的重量分?jǐn)?shù)的提高幅度可由所屬領(lǐng)域技術(shù)人員綜合考慮覆銅板的電氣性、厚度及翹曲情況后根據(jù)實(shí)際情況確定。
優(yōu)選地，所述增強(qiáng)材料為玻璃布、合成纖維、無紡布、復(fù)合基板中的I種或至少2種的組合，特別優(yōu)選為玻璃布。
通過其它方法提高增強(qiáng)覆銅板的剛性，以改善覆銅板及印刷電路板的翹曲。例如采用剛性改善的增強(qiáng)材料等等。
本發(fā)明所述剛性指材料在經(jīng)受外力或其它作用時(shí)抵抗破壞的能力。
本發(fā)明所述7628、7629、2116、1080、1500、106為玻璃布型號(hào)，都可通過市售獲得。
本發(fā)明所述覆銅板厚度和覆銅板中的增強(qiáng)材料的重量分?jǐn)?shù)的變化值是相對(duì)于行業(yè)內(nèi)同類覆銅板而言。
本發(fā)明所述方法能有效改善覆銅板及印刷電路板的翹曲，并且對(duì)覆銅板的電氣性能、耐熱性影響較小，操作簡單，成本低，有利于大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。


圖I是用2張2116 (2X 104g)玻璃布代替I張7628 (210g)玻璃布的O. 2mm厚度的覆銅板配本結(jié)構(gòu)示意圖2是用I張7629 (222g)玻璃布代替I張7628 (203g)玻璃布的O. 2mm厚度的覆銅板配本結(jié)構(gòu)示意


圖3是實(shí)施例 4是實(shí)施例 5是實(shí)施例 6是實(shí)施例 7是實(shí)施例 8是實(shí)施例 9是實(shí)施例是實(shí)施例是實(shí)施例是實(shí)施例是實(shí)施例是實(shí)施例是實(shí)施例是實(shí)施例是實(shí)施例是實(shí)施例是實(shí)施例是實(shí)施例是實(shí)施例是實(shí)施例是實(shí)施例是實(shí)施例1011121314151617181920 21 22232425中S1141拉伸強(qiáng)度隨RC%及配本的變化示意圖；中S1000拉伸強(qiáng)度隨RC%及配本的變化示意圖；中S1000-2拉伸強(qiáng)度隨RC%及配本的變化示意圖；中S1155拉伸強(qiáng)度隨RC%及配本的變化示意圖；中相同厚度(O. 2mm)板材拉伸強(qiáng)度隨配料結(jié)構(gòu)的變化示意圖； 中相同厚度(O. 2mm)板材拉伸強(qiáng)度隨配料結(jié)構(gòu)的變化示意圖； 中SI 141彎曲強(qiáng)度隨配本的變化示意圖；I中S1000彎曲強(qiáng)度隨配本的變化示意圖；I中S1000-2彎曲強(qiáng)度隨配本的變化示意圖；I中SI 155彎曲強(qiáng)度隨配本的變化示意圖；I中板材彎曲強(qiáng)度隨配本的變化示意圖；I中板材彎曲強(qiáng)度隨配本的變化示意圖；2中不同張數(shù)玻璃布結(jié)構(gòu)的板材S1141的剛性示意圖；2中不同張數(shù)玻璃布結(jié)構(gòu)的板材S1000的剛性示意圖；2中不同張數(shù)玻璃布結(jié)構(gòu)的板材S1000-2的剛性示意圖；2中不同張數(shù)玻璃布結(jié)構(gòu)的板材S1155的剛性示意圖；3中板材儲(chǔ)能模量隨配本的變化示意圖；3中板材儲(chǔ)能模量隨配本的變化示意圖；4中SI 141彎曲強(qiáng)度隨溫度變化示意圖；4中S1000彎曲強(qiáng)度隨溫度變化示意圖；4中S1000-2彎曲強(qiáng)度隨溫度變化示意圖；4中SI 155彎曲強(qiáng)度隨溫度變化示意圖；是玻璃布張數(shù)和RC對(duì)覆銅板剛性的影響示意圖。
附圖標(biāo)記如下
I 一 0.2mm 覆銅板；2— I X 7628 (210g)玻璃布；
3—2X2116 (2X 104g)玻璃布；4—I X7628 (203g)玻璃布;
5— 1X7629 (222g)玻璃布。
在附圖中，玻璃布為不規(guī)則彎曲狀，旨在定性表示增強(qiáng)材料在覆銅板中可能近乎平整但不完全平整的狀態(tài)。
具體實(shí)施方式
為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。
采用本發(fā)明所述方法制作覆銅板，并與正常配本制作的彎曲強(qiáng)度及抗變形能力情況進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試。
測(cè)試方法
I、以彎曲強(qiáng)度來表征板材的剛性。由于測(cè)試方法的限制，薄板無法進(jìn)行彎曲強(qiáng)度測(cè)試，因此將試驗(yàn)樣品分為薄板(< O. 4mm)和厚板O O. 8mm)兩大類進(jìn)行相關(guān)測(cè)試對(duì)比考察
薄板(< O. 4mm):拉伸強(qiáng)度測(cè)試；(拉伸強(qiáng)度與彎曲強(qiáng)度是對(duì)應(yīng)的指標(biāo)，針對(duì)薄板測(cè)試)；
厚板(彡O. 8mm):進(jìn)行彎曲強(qiáng)度測(cè)試；
2、儲(chǔ)能模量分別測(cè)試低溫和高溫情況下板材的儲(chǔ)能模量，表征的是材料變形后回彈的指標(biāo)，整體反應(yīng)了板材的剛性情況。
實(shí)施例I :相同厚度不同配料結(jié)構(gòu)的板材的彎曲強(qiáng)度及抗變形能力情況覆銅板的結(jié)構(gòu)構(gòu)成如表表4所不。
表I
權(quán)利要求
1.一種覆銅板，其特征在于，所述覆銅板含有多層增強(qiáng)材料和/或提高增強(qiáng)材料在覆銅板中的重量分?jǐn)?shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的覆銅板，其特征在于，覆銅板厚度變化不超過±5%，優(yōu)選不超過土 2%，特別優(yōu)選覆銅板厚度不變。
3.如權(quán)利要求I或2所述的覆銅板，其特征在于，所述多層為2層以上，進(jìn)一步優(yōu)選為2飛層，特別優(yōu)選為2 3層；優(yōu)選地，所述覆銅板為厚度在O. 4mm以下的薄板，特別優(yōu)選厚度為O. 2mm以下。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的覆銅板，其特征在于，在所述覆銅板中所述增強(qiáng)材料的重量分?jǐn)?shù)變化為不超過±10%，進(jìn)一步優(yōu)選變化不超過±5% ；優(yōu)選地，覆銅板含有多層增強(qiáng)材料，且覆銅板中增強(qiáng)材料的重量分?jǐn)?shù)不變。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的覆銅板，其特征在于，所述增強(qiáng)材料為玻璃布。
6.一種改善覆銅板及PCB翹曲的方法，其特征在于，通過增強(qiáng)覆銅板的剛性，改善覆銅板及PCB翹曲。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述增強(qiáng)覆銅板的剛性為由多層增強(qiáng)材料代替單層增強(qiáng)材料，增加增強(qiáng)材料在覆銅板中的空間支撐面積，改善覆銅板及PCB翹曲；優(yōu)選地，覆銅板厚度變化不超過±5%，優(yōu)選不超過±2%，特別優(yōu)選覆銅板厚度不變；優(yōu)選地，所述多層為2層以上，優(yōu)選為2飛層，特別優(yōu)選為2 3層；優(yōu)選地，所述覆銅板為厚度在O. 4mm以下的薄板，特別優(yōu)選厚度為O. 2mm以下。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述增強(qiáng)覆銅板的剛性為提高增強(qiáng)材料在覆銅板中的重量分?jǐn)?shù)，以提高覆銅板的剛性，改善覆銅板及PCB翹曲；優(yōu)選地，覆銅板厚度變化不超過±5%，優(yōu)選不超過±2%，特別優(yōu)選覆銅板厚度不變。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，在所述覆銅板中所述增強(qiáng)材料的重量分?jǐn)?shù)變化為不超過±10%，進(jìn)一步優(yōu)選變化不超過±5% ；優(yōu)選地，所述增強(qiáng)覆銅板的剛性為由多層增強(qiáng)材料代替單層增強(qiáng)材料，且增強(qiáng)材料在覆銅板中的重量分?jǐn)?shù)不變。
10.如權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述增強(qiáng)材料為玻璃布。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過增強(qiáng)覆銅板的剛性，改善覆銅板及PCB翹曲的方法，主要通過兩種方式實(shí)現(xiàn)由多層增強(qiáng)材料代替單層增強(qiáng)材料，以增加增強(qiáng)材料在覆銅板中的空間支撐面積；提高增強(qiáng)材料在覆銅板中的重量分?jǐn)?shù)，以提高覆銅板的剛性。本發(fā)明所述方法能有效改善覆銅板及印刷電路板的翹曲，并且操作簡單，成本低，有利于大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。
文檔編號(hào)H05K1/03GK102933027SQ20121040748
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者曾梅燕, 林振生 申請(qǐng)人:廣東生益科技股份有限公司