常規(guī)PCB 基板材料一一覆銅板，目前世界上絕大多數(shù)生產(chǎn)方式是間歇式。它主要是通過(guò)四道大工序依次完成的:樹(shù)脂膠液的合成與配制(制膠);半成品的浸、干燥(上膠);層壓成型(壓制);剪切、包裝。

    紙基覆銅板與玻纖布基覆銅板在生產(chǎn)過(guò)程方面有所差異。下圖為兩種覆銅板的生產(chǎn)過(guò)程:，

紙基覆銅板生產(chǎn)過(guò)程

玻纖布基覆銅板生產(chǎn)過(guò)程

(一)樹(shù)脂肢液制造

    樹(shù)脂膠液制造在反應(yīng)釜中完成。酣醒紙基覆銅板的樹(shù)脂膠液制造一般要從原樹(shù)脂的合成反應(yīng)開(kāi)始。當(dāng)原樹(shù)脂制作成為A 階段的樹(shù)脂狀后，再在反應(yīng)釜中加入其他樹(shù)脂、助劑、溶劑等進(jìn)行配制，最后制成可直接上膠加工的樹(shù)脂膠液(海外將它稱為凡立水， resIn varnish) 。它的原樹(shù)脂的制造，一般為改性酣醒樹(shù)脂的制造。在這個(gè)制造過(guò)程中，主要控制的性能檢驗(yàn)項(xiàng)目有:樹(shù)脂膠化時(shí)間(又稱為凝膠化時(shí)間， gel time) 、樹(shù)脂揮發(fā)物含量(volatile content)、密度、黠度、固體量、游離酣含量等。再對(duì)樹(shù)脂制造過(guò)程進(jìn)行中間控制或一般工藝研究性測(cè)定，常見(jiàn)的項(xiàng)目有:pH 值、蒙古度、膠化時(shí)間、折射率、水?dāng)?shù)、渾濁度、酣反應(yīng)率、游離醒含量等。

    環(huán)氧-玻纖布基覆銅板的樹(shù)脂膠液制造，主要是樹(shù)脂配制加工，即將由專業(yè)的樹(shù)脂生產(chǎn)廠所提供的原樹(shù)脂(環(huán)氧樹(shù)脂)投入反應(yīng)釜中，再加入固化劑、固化促進(jìn)劑、其他助劑、溶劑等，進(jìn)行混合、溶解而制成。

    在樹(shù)脂合成反應(yīng)加工中，設(shè)備設(shè)計(jì)、選型中的反應(yīng)釜的蒸發(fā)面積(或反應(yīng)釜的徑高比)、真空泵的抽氣速率、冷凝器的冷凝面積、冷凝水溫度、反應(yīng)釜夾套的加熱及冷卻的方式、反應(yīng)釜的攪拌器效果等，都對(duì)合成樹(shù)脂的性能有著重要的影響。而對(duì)制造中各反應(yīng)階段溫度、真空度、反應(yīng)時(shí)間的正確、合理控制，也是十分重要的。對(duì)于樹(shù)脂配制加工來(lái)說(shuō)，要嚴(yán)制各個(gè)組分的投料量以及混合、溶解反應(yīng)的時(shí)間、溫度。

(二)半成品浸漬干燥加工

    將制造好的樹(shù)脂膠液注人到上膠機(jī)的膠槽中，以纖維紙、玻纖布、玻纖紙等為增強(qiáng)基材，進(jìn)行浸漬樹(shù)脂膠液，再經(jīng)上膠機(jī)烘箱，在120~180°C 的條件下加熱干燥，使樹(shù)脂處于半固化狀態(tài)(B 階段樹(shù)脂) ，且去除溶劑。這道工序被稱為上膠，其制品稱為上膠紙(或上膠布)。其中上膠布作為一種用于多層板制造的重要原材料，其商品名稱又叫做半固化片 (prepreg ，簡(jiǎn)稱為PP，或稱預(yù)浸蒙古結(jié)片(preimpregnated bonding sheet) 。

    紙基覆銅板的上膠紙加工，一般是在臥式上膠機(jī)中進(jìn)行。而玻纖布基覆銅板的上膠布加工，一般是在立式上膠機(jī)中進(jìn)行。上膠紙(上膠布)的質(zhì)量控制指標(biāo)一般有樹(shù)脂含量(resin content , RC%) 、樹(shù)脂流動(dòng)度(resin flow , RF%)、揮發(fā)物含量(volatile content ,VC%) 、樹(shù)脂凝膠化時(shí)間(gel time , GT) ，上膠紙質(zhì)量控制指標(biāo)除此以外還有單張質(zhì)量、可溶性樹(shù)脂含量(soluble resin content)。有的生產(chǎn)廠家還對(duì)上膠布做熔融蒙古度曲線、雙氧膠結(jié)晶試驗(yàn)、固化百分率、比例流動(dòng)度等質(zhì)量性能的研究、檢測(cè)。

    上膠加工中，半成品上膠紙(布)是利用上膠機(jī)連續(xù)通過(guò)浸漬( impregnation) 和干燥(drying) 兩大加工過(guò)程完成。浸潰的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是浸漬樹(shù)脂膠液與增強(qiáng)基材的纖維結(jié)構(gòu)中的空氣相互交換的過(guò)程。在浸漬過(guò)程中，適宜的分子量、黠度、溫度的樹(shù)脂膠液通過(guò)上膠機(jī)的底涂輻(單方向浸入樹(shù)脂)、擠壓輯〈雙方向浸入樹(shù)脂、控制浸膠均勻度和樹(shù)脂含量)的機(jī)械作用，將增強(qiáng)基材纖維中的空氣排走，使樹(shù)脂膠液占據(jù)其空間，并達(dá)到一定厚度的涂層。因此，保證存在于浸漬纖維空間的均勻性和樹(shù)脂占有率，是半成品浸漬干燥加工中所達(dá)到的兩大重要目的。

    上膠加工是保證半固化片、覆銅板產(chǎn)品質(zhì)量水平的重要關(guān)鍵的加工工序。達(dá)到一定均勻的含膠量，是由上膠機(jī)的形式、浸膠次數(shù)、上膠速度、擠膠輻間隙大小及其精度、其他附屬裝置的運(yùn)行質(zhì)量等所保證的。而上膠紙〈布〉的浸透性，即浸漬纖維材料的吸收樹(shù)脂膠液的能力和均勻程度擴(kuò)又取決于被吸收的樹(shù)脂膠液的性質(zhì) (分子量、黠度、密度、固體量等)，同時(shí)，還與浸漬方式、環(huán)境溫度、上膠速度、膠液循環(huán)情況等
有關(guān)。

    浸漬后的濕態(tài)上膠紙〈布)，在上膠機(jī)烘箱中進(jìn)行干燥加工要完成兩個(gè)必要的過(guò)程:

    一是溶劑與樹(shù)脂中的低分子揮發(fā)物(包括溶劑)的蒸發(fā)過(guò)程;二是樹(shù)脂分子繼續(xù)進(jìn)行一定程度的縮聚過(guò)程。前者是物理變化的過(guò)程，后者是化學(xué)變化的過(guò)程。干燥加工完成后，應(yīng)達(dá)到上膠紙(布)內(nèi)只殘留很少的揮發(fā)物成分和具有與層壓成型工藝相造宜的一定可溶性樹(shù)脂流動(dòng)程度。

    干燥加工的過(guò)程，是載熱體的傳熱和載濕體的傳質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程，也是上膠紙(布)樹(shù)脂結(jié)構(gòu)從A 階段向B 階段轉(zhuǎn)化的過(guò)程。隨著加熱干燥的深入，上膠紙(布)的樹(shù)脂發(fā)生一定的縮聚反應(yīng)，交聯(lián)密度和分子量在不斷增加。當(dāng)干燥結(jié)束時(shí)，可溶解于一些有機(jī)溶劑的A 、B 階段樹(shù)脂的成分，一般要減少到75%~95%。嚴(yán)格把握樹(shù)脂的固化轉(zhuǎn)化程度是上膠加工中的十分重要的工藝控制工作。在上膠干燥的過(guò)程中，浸漬樹(shù)脂在分子量分布結(jié)構(gòu)上也發(fā)生了變化。日本有關(guān)專家利用凝膠滲透色譜(GPC) 技術(shù)，對(duì)FR-4 半固化片干燥加工前后的環(huán)氧-雙氧膠樹(shù)脂體系按分子直徑不同劃分為三個(gè)區(qū)域，進(jìn)行測(cè)定和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)(圖2-5 、表2-11 )。試驗(yàn)結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)加工的樹(shù)脂，在低分子量(可看作是單體)部分和中分子量部分的樹(shù)脂質(zhì)量百分比均有所減少。其中，低分子量區(qū)域的下降幅度，要比中分子量區(qū)域大，而高分子量部分的樹(shù)脂質(zhì)量百分比增多。其增加幅度在6%~7%。整個(gè)樹(shù)脂的分散系數(shù)(Mw/Mn ) 變化不大。

(三)層壓成型加工

    覆銅板的層壓成型加工的整個(gè)階段，主要包括對(duì)上膠布(上膠紙的剪切是在上膠加工時(shí)同時(shí)完成)的剪切(cutting) 、疊層(lay up) 、層壓( lamination) 、卸板等幾個(gè)主要工序。

    用配制好的半成品上膠紙(布)的疊合坯料，覆以銅錨，上下放銅板作為模具，然后放置在壓機(jī)的加熱板之間，進(jìn)行高溫、高壓的層壓成型加工。層壓成型加工是通過(guò)預(yù)溫、熱壓、冷卻三個(gè)不同的工藝控制階段而完成的。目前，紙基覆銅板層壓成型加工，由于生產(chǎn)技術(shù)水平的提高(對(duì)樹(shù)脂制作和上膠加工的質(zhì)量性能提高) ，在國(guó)內(nèi)外大多數(shù)廠家可達(dá)到直接高溫、高壓的層壓工藝法。而玻纖布基覆銅板在層壓加工過(guò)程中，為提高板的性能一般要采用"二步法"。即在較低溫、低壓下先進(jìn)行壓制的預(yù)溫階段，然后再加高壓、提溫，完成板的固化成型的加工。

    在熱壓機(jī)上的層壓成型加工過(guò)程，是使上膠紙(布)的樹(shù)脂首先在纖維增強(qiáng)基材間隙中，進(jìn)行短時(shí)間的熔融再滲透(這種熔融滲透，曾在上膠加工時(shí)的干燥過(guò)程的初期已進(jìn)行過(guò))的熔化流動(dòng)。然后，由樹(shù)脂的B 階段支鏈狀結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的加熱反應(yīng)，過(guò)渡到C階段的大分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，完成固化成型，制成滿足各方面性能要求的成品的再熔融滲透和固化成型。因此，在層壓成型加工中，所要達(dá)到的是上述再熔融滲透和固化成型的兩個(gè)目的。

    前者主要是在預(yù)溫階段完成的，此階段是根據(jù)樹(shù)脂的流動(dòng)、浸潤(rùn)滲透、熔融中的蒙古度變化、黠稠狀向黠彈狀的過(guò)渡情況等，去確定、把握由預(yù)溫階段向高壓高溫層壓階段轉(zhuǎn)化的"工藝窗口"。層壓成型加工過(guò)程進(jìn)入高壓高溫層壓階段，主要是要完成最后成型的加工，以完成板的完全固化成型。

(四)制造條件與覆銅板特性的關(guān)系

    下表簡(jiǎn)要?dú)w納了覆銅板在制造過(guò)程中，樹(shù)脂組成、纖維增強(qiáng)基材、銅箱、浸漬干燥加工、層壓成型加工五個(gè)最關(guān)鍵要素對(duì)覆銅板產(chǎn)品性能的影響。