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(guó)內(nèi)普遍存在的問(wèn)題。也是許多生產(chǎn)廠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(dāng)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(xiàn)銅箔的起泡，甚至是焊盤、銅筒線條翹起以及導(dǎo)線脫落，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(guó)內(nèi)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(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一般紙基覆銅板的耐浸焊性的指標(biāo)是10 5/260 c ，即在10 5 以內(nèi)不分層、不起泡。

　　提高和穩(wěn)定覆銅板的耐浸焊性的重要性有如下幾點(diǎn)。

　?、匐娨暀C(jī)、錄音機(jī)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(wěn)定，就會(huì)使整個(gè)元器件以及印制板損壞或報(bào)廢并影響整個(gè)組裝生產(chǎn)線正常進(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(jī)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(fèi)和損失。

　　③有些整機(jī)廠發(fā)現(xiàn)一些印制板在過(guò)波峰焊中出現(xiàn)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，焊料流動(dòng)性差，造成潤(rùn)濕不良的缺陷，導(dǎo)致整機(jī)的質(zhì)量穩(wěn)定性降低。各覆銅板生產(chǎn)廠對(duì)浸焊性的質(zhì)量問(wèn)題是非常重視的。這項(xiàng)性能的穩(wěn)定與平整度幾乎成為衡量同類紙基覆銅板質(zhì)量的兩大敏感性的重要項(xiàng)目。它直接嚴(yán)重影響著各生產(chǎn)廠的產(chǎn)品聲譽(yù)。

　　2. 在熱沖擊條件下，覆銅板起泡是界面嚴(yán)重破壞的結(jié)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(duì)粗化銅筒的涂膠)、壓制，與紙纖維強(qiáng)材料，銅箔固化成型在一起的復(fù)合材料。從板的結(jié)構(gòu)看，通過(guò)上述加工后，多種組分，就形成多種界面結(jié)構(gòu)。所指的界面，是樹(shù)脂與紙纖維增強(qiáng)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(yīng)交聯(lián)的整體與增強(qiáng)材料、銅錨各為一側(cè)的界面。

　　當(dāng)樹(shù)脂與增強(qiáng)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(shù)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(yīng)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(nèi)的應(yīng)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(yīng)力。所產(chǎn)生的上述兩種應(yīng)力，會(huì)使界面局部的化學(xué)鍵遭到破壞，引起板的內(nèi)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(duì)界面的破壞造成很大的促進(jìn)。

　　上述界面產(chǎn)生的附加應(yīng)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(yīng)力，破壞界面間化學(xué)鍵或機(jī)械嵌合，使界面的粘接強(qiáng)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(bǔ)充和加強(qiáng)。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(nèi)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(xiàn)起泡問(wèn)題，是界面遭受到嚴(yán)重破壞的結(jié)果。根據(jù)板的類型，樹(shù)脂配方，制造工藝條件不同，界面結(jié)構(gòu)的破壞形式略有差異。在做耐浸焊實(shí)驗(yàn)中，其起泡的形狀、分布瞬時(shí)發(fā)生的變化也是不同的。當(dāng)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(nèi)界面應(yīng)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(xiàn)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(cè)浸焊時(shí)會(huì)出現(xiàn)個(gè)別大的泡。雜質(zhì)破壞了連續(xù)的界面層，甚至可把上膠紙層面墊起一個(gè)深深的凹陷，在它的周圍空隙中易聚積較多的氣體和應(yīng)力，造成界面較大的缺陷，測(cè)定數(shù)據(jù)分散性較大。增強(qiáng)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(xiàn)這種破壞界面層現(xiàn)象。若在測(cè)浸焊過(guò)程中試樣銅錮在同一瞬間普遍出現(xiàn)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(yīng)力的能力，界面結(jié)構(gòu)很快被嚴(yán)重破壞了。在測(cè)浸焊中，若試樣在邊緣有一排小泡出現(xiàn)，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(kuò)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(kuò)展的變化。有的試樣放入較小的焊錫槽測(cè)定時(shí)，出現(xiàn)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(kuò)展應(yīng)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(wěn)定。研究上述板在熱沖擊下界面遭到嚴(yán)重破壞即起泡的不同特點(diǎn)，對(duì)于我們分析、找出諸破壞因素的主要因素，調(diào)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(shè)計(jì)都是有很大的幫助和啟發(fā)。

　　3. 提高和穩(wěn)定耐浸焊性的一些措施

　　提高和穩(wěn)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(jié)構(gòu)的諸因素。在制造覆銅板過(guò)程中，應(yīng)注意以下各點(diǎn)。

　　①銅箔要有穩(wěn)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(dá)到一定高的程度。

　　③樹(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(yīng)有較高的

　　交聯(lián)密度，為此采用兩種或兩種以上的復(fù)合催化劑為宜，且樹(shù)脂制造工藝應(yīng)嚴(yán)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(zhǎng)，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(yán)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(yīng)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(xiàn)象，如遇有堵塞現(xiàn)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(yīng)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(yīng)交聯(lián)的匹配。有兩側(cè)加上膠玻纖布的紙基覆銅板，還應(yīng)注意兩種樹(shù)脂的膠化時(shí)間和交聯(lián)結(jié)構(gòu)的匹配。

　?、萆夏z紙揮發(fā)物的大小，對(duì)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(biāo)，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(shè)計(jì)，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。

　　⑦保證上膠紙的貯存條件(一般溫度應(yīng)在20-25 'c ，相對(duì)濕度在35% 以下為宜) ，減少貯存期。含有一定極性基團(tuán)的酣醒樹(shù)脂的上膠紙?jiān)谫A存期間吸收空氣中的水分子(吸潮, )直觀表現(xiàn)在其上膠紙揮發(fā)物的增大，對(duì)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(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的凈化清潔，對(duì)產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量也至關(guān)重要。

　　⑨壓制過(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(yīng)。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(jī)熱板中部和周邊的溫度應(yīng)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?cè)加上膠玻纖布的紙基覆銅板，其浸焊性有獨(dú)特的性質(zhì):其一，此類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(dá)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，又要注意將此類板耐浸焊性的實(shí)測(cè)值要做出高于指標(biāo)的幾倍，以有保險(xiǎn)余量。