1017超薄半固化片填胶能力的研究

黄得俊 李应辉 金立奎

（珠海方正科技高密电子有限公司，广东 珠海 519179）

0 前言

随着手机终端产品越来越高，对于印制电路板（PCB）的厚度要求也越来越薄，决定PCB厚度的因素主要有基板厚度、半固化片（PP）厚度、各层铜厚度、油墨厚度、以及表面处理镀层厚度等，其中以半固化片厚度因子影响最为严重，其次为基板厚度，各铜层厚度因受产品功能型限制，调整空间不大，本文主要针对PP厚度影响进行研究。

HDI产品阶数越来越高，厚度却越来越薄，目前量产应用的Pp主要为1027 PP，1027 PP厚度设计在40 μm左右，12层Anylayer（任意层互连）厚度已经达到0.65～0.7 5mm，10层Anylayer厚度已经达到0.55～0.65 mm。为了降低整体厚度，采用1017 PP叠构设计，1017 PP厚度在30 μm左右，10层Anylayer整体设计厚度在0.45～0.55 mm之间，为终端产品厚度降低起到较大的贡献。

但是对于1017 PP耐压状况、填铜厚度能力、空旷区域的填胶能力等，目前经验还比较欠缺，本文主要针对1017 PP在设计、加工方面的特殊性进行测试研究，总结出1017 PP设计规则，加工方面主要包括填铜厚度能力、填胶空旷区大小等规则，以供同行业内参考。

1 1017超薄PP技术介绍

1.1 PP厚度规格

1017 PP使用的玻布厚度为14 μm，不同树脂含量（RC）的厚度在24～40 μm不等，如下列举了两款材料的不同规格厚度状况（见表1）。

表1 1017 PP不同规格厚度

1.2 PP树脂层厚度确认

（1）PP实际厚度初步计算方式如图1。

图1 PP厚度计算公式

说明：T为铜厚，H0为PP在100%残铜时的理论厚度，R为残铜率。

（2）1027 PP树脂层（奶油层）厚度要求7 μm以上，以1017厚度35 μm为例，常规HDI设计残铜率在70%左右，1017 PP玻璃布厚度为14 μm，则可反推奶油层PP实际厚度需要在28 μm以上（14+7×2），则填铜厚度在23 μm以内[（35-28）/（1-0.7）]。因此，测试方案铜厚设计以23 μm为界限，分别上下偏差5 μm，测试验证1017 PP的填胶能力。

2 测试方案

2.1 测试流程

针对PP填胶能力测试，其反馈最直接的结果就是压合后将板子蚀刻掉，观察外观是否有缺胶等异常，结合目前设计状况，流程设计为三次压合，图形制作后检测外观缺胶状况，每次压合后外观检验发现有缺胶立即停止该方案测试。实验板板叠构及流程设计（见图2、图3）。

图2 实验板叠构

图3 实验板流程

2.2 实验板资料设计

实验目的主要为验证1017 PP填胶能力，图形分别设计面积大小不同的空旷区域，如图4包括900（30 mm×30 mm）、400（2 0mm×20 mm）、100（10 mm×10 mm），且均为通层空旷区，以匹配产品设计。

图4 实验板空旷区设计

2.3 实验板方案设计

由于PP的填胶能力处理和PP本身的特性有关，还与填铜的厚度有关系，故方案设计中加入PP规格、铜厚规格状况，方案设计（见图5）。

图5 填胶铜厚及PP规格搭配方案设计

2.4 压合参数

采用博克压机，压合程式（见图6）。

3 实验结果

3.1 铜厚中值18 μm测试结果

RC73%：一压无缺胶异常；二压900 mm2大空旷区域有2 pcs缺胶；三压900 mm2空旷区域缺胶现象较多，对应大板区域位置如图7。RC 75%、77%、79%胶系搭配18 μm铜厚测试，不同空旷区大小均未发现缺胶异常（见图7）。

3.2 铜厚中值23 μm测试结果

（1）RC73%：一压900 mm2空旷区靠近板边有4 pcs缺胶；二压900 mm2空旷区大部分缺胶；三压900 mm2空旷区大部分缺胶，400 mm2空旷区域有部分缺胶（见图8）。

（2）RC75%：一压无缺胶现象；二压900 mm2空旷区靠近板边均有缺胶现象；三压900 mm2空旷区、400 mm2空旷区均有不同程度缺胶现象（见图9）。

图6 压合参数

图7 18 μm铜厚&RC73%Pp的二压、三压缺胶（黑色）

图8 23 μm铜厚&RC73%Pp一二二压缺胶

（3）RC77%：一压无缺胶；二压900 mm2空旷区有2 pcs有缺胶；三压 900 mm2空旷大部分缺胶，400 mm2空旷区极个别缺胶（见图10）。

（4）RC79%：一压无缺胶现象；二压900 mm2空旷区有2 pcs缺胶；三压900 mm2空旷区均有缺胶现象（见图11）。

3.3 铜厚中值28 μm测试结果

（1）RC73%：一压900 mm2空旷区靠近板边pcs均有缺胶；二压900 mm2空旷区全部缺胶，400 mm2空旷区大部分缺胶；三压900 mm2空旷区全部缺胶，400 mm2空旷区大部分缺胶，100 mm2空旷区部分缺胶，对应整板位置（见图12）。

（2）RC 75%：一压900 mm2空旷区大部分缺胶；二压900 mm2空旷区全部缺胶，400 mm2空旷区部分缺胶；三压90 mm2空旷区全部缺胶，400 mm2空旷区大部分缺胶，100 mm2空旷区少部分缺胶；板内对应位置（见图13）。

（3）RC 77%：一压900 mm2空旷区靠近板边部分缺胶；二压900 mm2空旷区大部分缺胶，400 mm2空旷区个别缺胶；三压900 mm2空旷区全部缺胶，400 mm2空旷区大部分缺胶；板内对应位置（见图14）。

图9 23 μm铜厚&RC75%PP二二压缺胶

图10 23 μm铜厚&RC77%PP二压三压缺胶

图11 23 μm铜厚&RC79%PP二压三压缺胶

图12 28μm铜厚&RC79%PP一二三压缺胶图

图13 28 μm铜厚&RC75%PP一二三压缺胶

图14 28 μm铜厚&RC77%PP一二三压缺胶

图15 28 μm铜厚&RC79%PP一二三压缺胶

图16 填胶铜厚及PP规格搭配方案设计

（4）RC 79%：一压900 mm2空旷区靠近板边部分缺胶；二压900 mm2空旷区大部分缺胶；三压900 mm2空旷区全部缺胶，400 mm2空旷区部分缺胶；板内对应位置（见图15）。

3.4 测试结果汇总

测试结果汇总（见图16）。

4 结论

（1）1017 PP填铜能力很弱，铜厚设计中值在18 μm左右，不建议使用低胶；（2）1017 PP填胶空旷区域范围能力普遍在400 mm2以内，超过此面积易发生缺胶风险；（3）针对1017 PP不同规格RC%能够搭配的铜厚、压合次数可参考图16。