王創(chuàng)甜 溫東華（廣東生益科技股份有限公司，廣東 東莞 523039）

PCB加工對(duì)覆銅板CTI影響及機(jī)理分析

王創(chuàng)甜 溫東華
（廣東生益科技股份有限公司，廣東 東莞 523039）

模擬PCB工廠加工高CTI覆銅板過(guò)程。從材料規(guī)格的選擇到PCB加工的整體加工進(jìn)行分析對(duì)板材CTI的影響。PCB從材料選擇，材料的銅厚、CTI樹脂層厚度均對(duì)板子的CTI產(chǎn)生影響；PCB加工的不同工序?qū)TI表層樹脂層也會(huì)造成板子CTI的變化。

高相比漏電痕跡指數(shù)；覆銅板；印制電路板加工；粗糙度；銅厚；樹脂厚度

1 前言

查找文獻(xiàn)[1]及目前大部分的資料中研究均是從材料配方上提高覆銅板的相比漏電起痕指數(shù)（CTI），及規(guī)范CTI測(cè)試方面，通過(guò)材料配方提升達(dá)到提高覆銅板CTI的課題，CCL生產(chǎn)工藝及PCB工序流程對(duì)CTI影響的研究較少。覆銅板的耐漏電起痕性通常用CTI值，按照IEC-112標(biāo)準(zhǔn)方法《基材、印制板和印制板裝配件的相比漏電起痕指數(shù)的測(cè)試方法》[2]。在使用高CTI覆銅板中，為什么覆銅板材料在制作成PCB 板材之后，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)CTI不能達(dá)標(biāo)現(xiàn)象，這是本文研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

表1 CTI值等級(jí)

本文研究按照如下圖1的PCB加工流程進(jìn)行驗(yàn)證，分析CTI影響并嘗試進(jìn)行機(jī)理分析。

2 PCB選材對(duì)CTI影響

2.1 不同樹脂層厚度對(duì)CTI影響

高CTI覆銅板板材為高CT粘結(jié)片，板子中間均為常規(guī)材料PP組成，高CTI板材結(jié)構(gòu)如圖2，并按照表2設(shè)計(jì)的板子進(jìn)行CTI測(cè)試，分析不同介質(zhì)層厚度對(duì)板子CTI影響。

根據(jù)以上1.5 1/1厚度設(shè)計(jì)，選用不同粘結(jié)片模擬板子表面的樹脂層厚度，對(duì)該板子將表層樹脂層厚度進(jìn)行切片分析，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)如表3，并對(duì)板子進(jìn)行CTI測(cè)試。

通過(guò)切片對(duì)不同樣品的表層樹脂層厚度及樣品測(cè)試CTI的對(duì)比：

圖1 PCB加工流程

圖2 高CTI板材結(jié)構(gòu)

表2 高CTI板材設(shè)計(jì)

表3 銅箔表面粗糙度與CTI

（1）通常使用1080、2116結(jié)構(gòu)的粘結(jié)片，粘結(jié)片的表層樹脂層厚度偏低，CTI測(cè)試值不能達(dá)到600V的高CTI要求；

（2）使用7628的玻纖結(jié)構(gòu)，隨粘結(jié)片的樹脂含量增加樹脂層厚度加厚，樹脂層厚度達(dá)到20 mm左右即可滿足板子CTI600V要求。

2.2 板材銅厚對(duì)CTI影響

PCB工廠在選擇材料時(shí)，在保證以上介紹的樹脂層厚度，銅箔厚度同樣是一個(gè)對(duì)CTI影響較大的一個(gè)因素。不同銅箔造成不同板子的表面粗糙度，表面粗糙度影響材料板子表層樹脂與藥水反應(yīng)影響。

如表3表示不同基材粗糙度條件下CTI數(shù)據(jù)，粗糙度對(duì)比圖3。

圖3 SEM板面粗糙度表征

對(duì)于表面粗粗糙度表征及不同銅厚、粗糙度板材的對(duì)應(yīng)CTI測(cè)試，于圖4小結(jié)如下：

（1）使用Rz表征板子表面粗糙度，銅箔厚度越厚表面粗糙度越大，粗糙度形成類似線性關(guān)系；

（2）不同銅厚板子與CTI測(cè)試值存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，銅厚越厚板子的粗糙度越大，CTI測(cè)試值降低；

（3）銅箔厚度超過(guò)3 oz及以上，銅箔的表面粗糙度明顯增加，導(dǎo)致板子測(cè)試CTI值出現(xiàn)明顯下降。

圖4 銅厚、粗糙度板材的對(duì)應(yīng)CTI

3 PCB加工工序?qū)Π遄覥TI影響

3.1 高溫烤板對(duì)板材CTI影響

很多PCB工廠會(huì)對(duì)開料板子進(jìn)行一定溫度、時(shí)間的烤板處理。

通常PCB烤板，驅(qū)除板中游離水分從而提供材料耐熱性。模擬試驗(yàn)分別分析不同的烤板條件是否對(duì)板材CTI造成影響，見(jiàn)表4。

（1）較低溫度的開料烤板對(duì)板材CTI并無(wú)影響，而高溫長(zhǎng)時(shí)間的烤板可能引起樹脂的高溫變化，CTI值出現(xiàn)降低；

（2）高溫長(zhǎng)時(shí)烤板可能引起板材樹脂老化，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg降低。

表4 烤板條件與CTI值

3.2 阻焊油墨種類對(duì)板子CTI影響

對(duì)相同的CTI板子設(shè)計(jì)使用不同油墨進(jìn)行對(duì)比，分析不同油墨對(duì)板材CTI 影響。如下分別安排目前PCB常用的兩家廠商P、S兩家的油墨進(jìn)行對(duì)比，并分析不同廠家油墨板子測(cè)試的CTI結(jié)果（圖5）。

圖5 阻焊油墨比較

（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成分相對(duì)較少，填料成分多了Mg(OH)2和Al(OH)3，填料成分較多，呈現(xiàn)片狀。

3.3 阻焊油墨褪洗對(duì)CTI影響

PCB稱油墨清洗的過(guò)程為“返洗”，返洗通常處理方式：使用10%NaOH堿液，將批量需要返工的板子在堿液中浸泡30 min左右，即可將板面的油墨清洗掉。

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