覆銅板--又名基材 。將補(bǔ)強(qiáng)材料浸以樹脂,一面或兩面覆以銅箔,經(jīng)熱壓而成的一種板狀材料,稱為覆銅箔層壓板。 它是做PCB的基本材料,常叫基材。 當(dāng)它用于多層板生產(chǎn)時(shí),也叫芯板(CORE)。
覆銅板是電子工業(yè)的基礎(chǔ)材料,主要用于加工制造印制電路板(PCB),廣泛用在電視機(jī)、收音機(jī)、電腦、計(jì)算機(jī)、移動(dòng)通訊等電子產(chǎn)品。
一、分類
按照構(gòu)造和結(jié)構(gòu)分類,覆銅板可分為剛性覆銅板、撓性覆銅板及特殊材料基覆銅板三大類。剛性覆銅板是指不易彎曲,并具有一定硬度和韌度的覆銅板。復(fù)合基覆銅板一般指由兩種以上的補(bǔ)強(qiáng)材料(紙、玻纖布、璃氈等)與樹脂經(jīng)壓合制成的一種剛性覆銅板。撓性(柔性)覆銅板是用具有可撓性補(bǔ)強(qiáng)材料(薄膜)覆以電解銅箔或壓延銅箔制成,其優(yōu)點(diǎn)是可以彎曲,便于電器部件的組裝。
基板制造所需要的材料是玻璃纖維(填充物)、環(huán)氧玻璃布極(樹脂)、溶劑和銅箔。
1?玻璃纖維布?
玻璃纖維布在大多數(shù)基板中起主要的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的作用。玻璃纖維提供的剛性和強(qiáng)度與環(huán)氧樹脂的粘接、密封和絕緣性能相輔相成。這些單股的玻璃纖維細(xì)線是構(gòu)成玻璃纖維布的基本要素。線狀的纖維被放到一起形成紗線或紗束,接著像編織其他任何類型的織物一樣,大量的紗線在布料制造廠中被編織到一起。不同的細(xì)線和紗束直徑的組合、細(xì)線支數(shù)和編織密度以及其他參數(shù)等的控制將制成多種厚度和重量的玻璃纖維布。最后,玻璃纖維布還要用設(shè)備涂覆樹脂進(jìn)行整理,使樹脂浸漬和附著到織物上。?
2?環(huán)氧樹脂?
樹脂的作用是像“膠水”一樣使基板粘接在一起。環(huán)氧樹脂可以在不同的生產(chǎn)階段從不同的廠家購(gòu)買??梢再?gòu)買液態(tài)的環(huán)氧樹脂,這樣可以使用私有配?
方和工藝流程把它調(diào)和成適用的樹脂;也可以購(gòu)買進(jìn)一步加工或調(diào)和好的固態(tài)樹脂,它已經(jīng)完成固化和催化,可以直接投入使用。?
3?銅箔?
大多數(shù)用FR-4制造的銅箔是電鍍類型的銅箔,這些銅箔通過(guò)把銅電鍍到部分浸到電鍍?nèi)芤褐械木徛D(zhuǎn)的滾筒狀的陰極上而制成。當(dāng)滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí),電鍍沉積的銅以持續(xù)的速度被從陰極滾筒上剝離。不同的滾筒轉(zhuǎn)速和電流強(qiáng)度可以改變銅沉積的速度,從而改變所得銅箔的厚度。在這個(gè)階段得到了“原始”銅箔,然后要進(jìn)行不同的預(yù)先設(shè)計(jì)好的加工,以增加毛面的表面粗糙度,從而增加它與基底的機(jī)械粘接力。另外,銅箔要被涂上一層很薄的保護(hù)涂層薄膜,以防止在成層和貯存期間銅的氧化。?
二、制造流程?
三種主要的原材料一一玻璃纖維布、樹脂、銅箔在層合機(jī)的壓合下得到完全處理好的最終產(chǎn)品,它在印制電路板的制造過(guò)程中具有空間穩(wěn)定性以及抗?jié)駳?、抗化學(xué)制劑和抗熱偏移性能。制造流程就是把主要的原材料薄片結(jié)合在一起。
1?處理?
處理指的是將液態(tài)樹脂被應(yīng)用到玻璃纖維布上的過(guò)程,通常經(jīng)由浸漬和計(jì)量滾筒的組合作用。接著,處理過(guò)的玻璃纖維布要通過(guò)一種可控?zé)嵩词箻渲牍袒?,這種熱源是一種干燥爐,它是空氣循環(huán)或紅外線類型的,可以長(zhǎng)達(dá)40m?。大多數(shù)的被浸漬到玻璃纖維布中的揮發(fā)物此時(shí)已經(jīng)干燥,這個(gè)階段通常被稱作預(yù)浸料坯階段或“8”?階段。?
由于浸漬和測(cè)量過(guò)程很關(guān)鍵在處理中必須進(jìn)行嚴(yán)格的過(guò)程控制。既要使玻璃纖維布被樹脂完全浸潤(rùn),又要精確控制樹脂的吸收量,這對(duì)保證基板的一?
致性和質(zhì)量是極為重要的。實(shí)際上,樹脂與基材的比率、最后的半固化膠片的厚度和樹脂聚合的程度需要被監(jiān)控。
2?疊合?
疊合是把處理好的半固化膠片和銅箔組合好以便壓合。在這步操作中,銅箔首先被放置在一塊大的拋光的不銹鋼板上,接著,一些半固化膠片被放在銅餡上。疊放層數(shù)的多少取決于需要的基板厚度。如果需要材料兩面都有銅箔的話,應(yīng)把最后一張銅箔放在半固化膠片之上。倘若只要求一面有銅箔,那么用一層隔離膜來(lái)取代一面的銅箔。?
3?壓合?
壓合是把熱量和壓力同時(shí)加到疊合好的板堆或疊板(即半固化膠片、銅箔以及可能有的隔離膜)上,生產(chǎn)出完全處理好的基板的過(guò)程。這步操作是通過(guò)液壓機(jī)完成的,能夠把壓強(qiáng)提高
到1000psi8?英寸(?psi)?。蒸汽是典型的熱源。板堆或疊板每次壓合時(shí),典型的操作是壓制80?張36in?x?48in?或250?張48in?x144in?,?1?/l?6in?厚的基板。?
在壓合過(guò)程中,半固化環(huán)氧樹脂會(huì)液化及流動(dòng),從而逐步排出侵入基板中的空氣或其他氣體。這種流動(dòng)可以起到密封銅錨的處理面、促進(jìn)銅筒粘接,并且使樹脂在每層中均勻分布的作用。一段時(shí)間之后,在液化樹脂中的環(huán)氧樹脂群組開始形成交聯(lián),逐步使樹脂固化。熱電偶被放進(jìn)一些基板中以監(jiān)察和控制溫度,在這期間定時(shí)器對(duì)按照預(yù)先設(shè)定的固化周期自動(dòng)記錄時(shí)間。當(dāng)固化完成時(shí),蒸汽被自動(dòng)切斷,壓力減小到開始的狀態(tài),壓合的疊板被冷卻到可以處理的溫房(80°F)?。從液壓機(jī)中取出后,基板的邊緣會(huì)被修剪,以去除不規(guī)則的過(guò)量檻出的樹脂。在這個(gè)階段,基板被裁剪成為所希望的板件或面板尺寸。?
在制造流程中,需要進(jìn)行一些質(zhì)量控制檢查,以保證基板厚度的一致性、層壓結(jié)構(gòu)的完整性(對(duì)極端溫度、惡劣的機(jī)械及化學(xué)條件的耐受性)、不產(chǎn)生板彎和板翹、表面質(zhì)量和介質(zhì)的變化?;逯圃炝鞒痰闹R(shí)對(duì)設(shè)計(jì)、制作和裝配人員了解印制電路板生產(chǎn)中關(guān)鍵的建構(gòu)塊的性能和層壓結(jié)構(gòu)是有幫助的。?
4?質(zhì)量控制?
基板在制造完成后要經(jīng)歷各種測(cè)試。它們要被進(jìn)行下列檢驗(yàn):
1?)潔凈度;?
2)?板彎和板翹;?3)?邊緣;?4)?耐燃性;?5)?劃痕;?
6)?空間穩(wěn)定性;?7)?厚度;?8)?樹脂含量;?9)?吸水性;?
10?)揮發(fā)物含量;?
11)?漂錫測(cè)試(焊料阻力)??12)?樹脂流動(dòng)和膠化時(shí)間;?13?)粘接強(qiáng)度;?14?)印制適應(yīng)性;?15?)抗彎強(qiáng)度;?16)?可鉆性;?17?)剝離測(cè)試;?
18?)沖孔和剪切性能。
三、市場(chǎng)現(xiàn)狀
1、產(chǎn)能向中國(guó)轉(zhuǎn)移
從剛性覆銅板產(chǎn)量在全球的區(qū)域分布來(lái)看,中國(guó)大陸和亞洲其他地區(qū)的產(chǎn)量呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),而其他國(guó)家(歐美)產(chǎn)量在逐年減少。中國(guó)大陸的剛性覆銅板產(chǎn)量占全球的比重由2012年的58.97%增加至2016年的70.93%,可見中國(guó)大陸已成為覆銅板的主產(chǎn)地。
2、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大
由于覆銅板及下游PCB產(chǎn)能在逐漸向中國(guó)轉(zhuǎn)移等因素,國(guó)內(nèi)覆銅板的市場(chǎng)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)張。根據(jù)CCLA統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),中國(guó)各類覆銅板產(chǎn)量由2012年的45139平方米增加至2017年的83839萬(wàn)平方米,年復(fù)合增長(zhǎng)率為4.49%。
3、行業(yè)已形成相對(duì)集中穩(wěn)定格局
由于資金與工藝壁壘,覆銅板企業(yè)規(guī)模相對(duì)較大且行業(yè)格局趨于穩(wěn)定。從全球排名和市場(chǎng)份額來(lái)看,全球行業(yè)前十大廠商合計(jì)份額70%,領(lǐng)先廠商近幾年排名變化較小。
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