PCB加工对覆铜板CTI影响及机理分析

王创甜 温东华（广东生益科技股份有限公司，广东 东莞 523039）

PCB加工对覆铜板CTI影响及机理分析

王创甜 温东华
（广东生益科技股份有限公司，广东 东莞 523039）

模拟PCB工厂加工高CTI覆铜板过程。从材料规格的选择到PCB加工的整体加工进行分析对板材CTI的影响。PCB从材料选择，材料的铜厚、CTI树脂层厚度均对板子的CTI产生影响；PCB加工的不同工序对CTI表层树脂层也会造成板子CTI的变化。

高相比漏电痕迹指数；覆铜板；印制电路板加工；粗糙度；铜厚；树脂厚度

1 前言

查找文献[1]及目前大部分的资料中研究均是从材料配方上提高覆铜板的相比漏电起痕指数（CTI），及规范CTI测试方面，通过材料配方提升达到提高覆铜板CTI的课题，CCL生产工艺及PCB工序流程对CTI影响的研究较少。覆铜板的耐漏电起痕性通常用CTI值，按照IEC-112标准方法《基材、印制板和印制板装配件的相比漏电起痕指数的测试方法》[2]。在使用高CTI覆铜板中，为什么覆铜板材料在制作成PCB 板材之后，经常会出现CTI不能达标现象，这是本文研究的重点内容。

表1 CTI值等级

本文研究按照如下图1的PCB加工流程进行验证，分析CTI影响并尝试进行机理分析。

2 PCB选材对CTI影响

2.1 不同树脂层厚度对CTI影响

高CTI覆铜板板材为高CT粘结片，板子中间均为常规材料PP组成，高CTI板材结构如图2，并按照表2设计的板子进行CTI测试，分析不同介质层厚度对板子CTI影响。

根据以上1.5 1/1厚度设计，选用不同粘结片模拟板子表面的树脂层厚度，对该板子将表层树脂层厚度进行切片分析，测试结果见如表3，并对板子进行CTI测试。

通过切片对不同样品的表层树脂层厚度及样品测试CTI的对比：

图1 PCB加工流程

图2 高CTI板材结构

表2 高CTI板材设计

表3 铜箔表面粗糙度与CTI

（1）通常使用1080、2116结构的粘结片，粘结片的表层树脂层厚度偏低，CTI测试值不能达到600V的高CTI要求；

（2）使用7628的玻纤结构，随粘结片的树脂含量增加树脂层厚度加厚，树脂层厚度达到20 mm左右即可满足板子CTI600V要求。

2.2 板材铜厚对CTI影响

PCB工厂在选择材料时，在保证以上介绍的树脂层厚度，铜箔厚度同样是一个对CTI影响较大的一个因素。不同铜箔造成不同板子的表面粗糙度，表面粗糙度影响材料板子表层树脂与药水反应影响。

如表3表示不同基材粗糙度条件下CTI数据，粗糙度对比图3。

图3 SEM板面粗糙度表征

对于表面粗粗糙度表征及不同铜厚、粗糙度板材的对应CTI测试，于图4小结如下：

（1）使用Rz表征板子表面粗糙度，铜箔厚度越厚表面粗糙度越大，粗糙度形成类似线性关系；

（2）不同铜厚板子与CTI测试值存在对应关系，铜厚越厚板子的粗糙度越大，CTI测试值降低；

（3）铜箔厚度超过3 oz及以上，铜箔的表面粗糙度明显增加，导致板子测试CTI值出现明显下降。

图4 铜厚、粗糙度板材的对应CTI

3 PCB加工工序对板子CTI影响

3.1 高温烤板对板材CTI影响

很多PCB工厂会对开料板子进行一定温度、时间的烤板处理。

通常PCB烤板，驱除板中游离水分从而提供材料耐热性。模拟试验分别分析不同的烤板条件是否对板材CTI造成影响，见表4。

（1）较低温度的开料烤板对板材CTI并无影响，而高温长时间的烤板可能引起树脂的高温变化，CTI值出现降低；

（2）高温长时烤板可能引起板材树脂老化，玻璃化转变温度Tg降低。

表4 烤板条件与CTI值

3.2 阻焊油墨种类对板子CTI影响

对相同的CTI板子设计使用不同油墨进行对比，分析不同油墨对板材CTI 影响。如下分别安排目前PCB常用的两家厂商P、S两家的油墨进行对比，并分析不同厂家油墨板子测试的CTI结果（图5）。

图5 阻焊油墨比较

（2）S油墨元素分析，成分包括C、O、Si、S、Cl、Ba、Ca、Mg、Al元素，元素成分多了Mg、Al，SiO2成分相对较少，填料成分多了Mg(OH)2和Al(OH)3，填料成分较多，呈现片状。

3.3 阻焊油墨褪洗对CTI影响

PCB称油墨清洗的过程为“返洗”，返洗通常处理方式：使用10%NaOH碱液，将批量需要返工的板子在碱液中浸泡30 min左右，即可将板面的油墨清洗掉。

The analysis of the influence and mechanism of PCB manufacturing to CTI of CCL

WANG Chuang-tian WEN Dong-hua

This paper made simulation of PCB plant processing high CTI copper clad laminate process with the whole processing process from the selection of material specifications to PCB processing respectively, analyzed the influence of CTI sheets. The factors of material selection, material thickness of copper, CTI resin layer thickness all affected board CTI. The change of different processes on the CTI during PCB processing including surface resin layer can also cause CTI change.

High CTI; CCL; PCB Processing; Roughness; Copper Thickness; Resin Content

TN41

A

1009-0096（2015）02-0024-03