厚铜板内层芯板损伤探讨

对一种厚铜板内层CAM图形中的孤立铜块区域，在压合后出现芯板折损进行了原因分析，从工程设计及层压流程优化两方面提出相应的优化方案，解决了孤立铜块位置内层芯板损伤的问题。

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前言

厚铜板主要用于大电流、大功率的中央电器供电电路板的制作，在一些需要载有高功率的元器件的PCB产品中应用十分广泛。并且随着电子及通讯产业的不断进步，对于厚铜PCB产品的信赖性测试要求也越来越严格。本文就厚铜PCB产品因内层芯板损伤导致耐电压测试不良，给出了一些设计及流程方面的优化。

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厚铜板单元内芯板折断失效分析

多层厚铜板内层厚铜较普通板铜厚更厚，内层CAM图形存在以下情况时，压合后内层芯板易发生变形、断裂的现象（图1）。

（1）内层单元内的CAM图形存在孤立铜块位置，且多层叠加（如图1圈出位置），在压合过程中，该位置因铜厚落差将会较其它区域受到更大的压力。

（2）孤立铜块每层间的大小存在差异，则在压合过程中，面积大的铜块将会受到面积小的铜块挤压，压合后发生芯板极易发生局部断裂现象。

同时客户对PCB产品的可靠性测试要求（表1）也越来越严格，这就对PCB产品的品质提出了更高的需求。

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PCB板制作流程优化

2.1 内层CAM图形优化

可以采取SET边加工艺边的方式，来平衡单元内孤立铜块在压合过程中受到的压力，降低局部芯板变形、断裂的风险，如图2所示。

2.2 层压叠构图优化

基于降低孤立铜块位置芯板受力的目的，层压叠构有以下优化方案：

（1）采用多张薄玻璃布P片替代厚玻璃布P片，更改为多张玻璃布后可有效缓冲压合过程中孤立铜块位置芯板受到的压力；

（2）采用RTF铜箔芯板替代普通芯板，RTF铜箔的粗糙面朝外，粗糙的铜面有利于缓冲压合时芯板受到的压力；

（3）芯板不含铜厚度加厚，增强芯板基材的强度。如图3中所示，优化后的层压叠构芯板断裂的风险更低。

2.3 层压参数优化

厚铜板层压参数的优化方案有：

（1）通过降低压机热压程序最高压力设定值，来降低压合时芯板受到的压力；

（2）通过在钢板间增加缓冲材料的方式，来缓冲压合过程中芯板受到的压力，采用的缓冲材料有：牛皮纸、硅胶垫、PACOPAD和PACOPLUS等，添加方式如图4所示。

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优化后流程汇总

具体优化措施流程如表2。

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优化后的测试结果

按照优化后的各项措施，1500 V、交流电耐电压测试通过，金相切片芯板无变形、损伤（图5）。

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总结

本文对厚铜板内层孤立铜块位置的芯板损伤进行了原因分析，在工程设计及层压流程两方面，提出了优化方案，缓冲了压合时孤立铜块位置受到的压力，解决了孤立铜块位置内层芯板变形、折断的现象。由于此缺陷具有较强的隐蔽性，且对PCB产品的功能性影响较严重，在实际制作过程中应以预防为主，厚铜PCB产品从工程设计时起就需将各项优化措施执行，防范于未然。

来源：方圆智汇