印制电路信息２０１２ Ｎｏ．１ 铜箔与层压板ＣｏｐｐｅｒＦｏｉｌ＆Ｌａｍｉｎａｔｅ 日本半固化片浸渍加工技术的新进展（２） 对近两年日本专利中半固化片浸渍加工 技术创新例的综述 祝大同 中国电子材料行业协会经济技术管理部 摘要 以２００９年－２０１Ｏ年发表的半固化片浸渍加工技术与设备的日本专利为研究对象，对此 创新内容及思路作以综述。 关键词 印制电路板；覆铜板；浸渍Ｊｊｕ－ｒ；半固化片 中图分类号：ＴＮ４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—００９６（２０１２）０１—００１５－０６ Ｒｅｃｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｂｏｕｔ ｄｉｐｐｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｐｒｅｐｒｅｇ ｉｎ Ｊａｐａｎ（２） －－—－——・－－－－－—－ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｅｘａｍｐｌｅ ａｂｏｕｔ ｄｉｐｐｉｎｇ ｏｆ ｐｒｅｐｒｅｇ ｉｎ Ｊａｐａｎｅｓｅ ｐａｔｅｎｔ ｒｅｃｅｎｔ ｔｗｏ ｙｅａｒｓ ＺＨＵＤａ—ｔｏｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｂｏｕｔ ｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｐｒｅｐｒｅｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｊａｐａｎｅｓｅ ｐａｔｅｎｔ ｆｒｏｍ ２００９ ｔｏ ２０ １ ０ ａｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ，ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ（ＰＣＢ）；Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅ（ＣＣＬ）：ｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓａｂｉｌｉｔｙ； ｐｒｅｐｒｅｇ 以近期公开的一篇日本专利为中心，围绕当前 ２０１０年公开的松下电工公司（２００８年该公司改 薄型化覆铜板制造中所遇到的一个重要的工艺技术 称为“， 于ｙ二 岁鼋工株式会社”，为方便称谓 问题展开深入讨论。 本文仍沿袭用旧名）的特开２０１０．２４７５１４专利的主要 ４ 松下电工公司：减少、消除半固 发明内容，是从改造浸渍、干燥加工设备（以简称 “上胶机”）入手，解决小于０．１ ｍｍ厚薄型玻纤布 化片的翘曲问题 作为基材，，干燥后半固化片出现的翘曲问题。 ４．１ 问题的提出 松下电工公司此专利Ⅲ首先提出了该专利所解决 课题的产生背景：过去常规生产的半固化片是以采 ．１５． 铜箔与层压板ＣｏｐｐｅｒＦｏｉｌ＆Ｌａｍｉｎａｔｅ 印制电路信息２０１２ Ｎｏ．１ 用０．１ ｍｍ以上厚玻纤布作为基材为主。在使用这类 并含新方式之一：可水平活动的槽内辊位置与 玻纤布进行浸渍、干燥加工中，产生干燥后半固化 移动方向示意图。 片翘曲的问题并不突出、不常见。这是由于所构成 此专利中，首先举例了曾在过去公开发表的检 此布的玻纤纱支数较多，致使其强度较高、重量较 测半固化片翘曲的装置的发明专利，并分析指出它 大。但近年来ＰＣＢ基板材料薄型化成为一种普遍的需 们的不足之处。例中的一篇专利发明检测装置，需 求，对应生产的薄型ＣＣＬ时所用玻纤布也变得更薄。 要停机检测 】，无法在线的连续进行检测；另一篇专 薄型或极薄型玻纤布（０．１ ｍｍ以下厚）相对其强度 利ｐ 虽可在线检测，但需要分别索取半固化片两侧的 低、轻量。在采用这种玻纤布作为基材进行浸渍、 树脂样品。这种检测方法需要浪费－ｄ，部分的半固 干燥加工时，易产生干燥后半固化片的翘曲问题。 化片。相比之下，此专利提出的半固化片翘曲度检 减少、消除薄型化半固化片翘曲的发生已成为行业 测装置，体现了它更适用于大生产实际的技术先进 中一个普遍性工艺技术问题。解决此问题对于薄型 性。该半固化片翘曲度检测装置表现出可在线、可 化ＣＣＬ平整度提高有着重要的意义。 连续、可无接触的定量检测的三大特点。 ４．２解决半固化片翘曲问题的两项发明技术 就这种半固化片翘曲度检测装置测头的分布， 此专利对提出了三种方式：即（１）在半固化片上方 在解决半固化片翘曲问题上，此专利Ⅲ具体采取 排列设置多点测头的方式［见图２（ａ）】； （２）在半 的措施是调整、控制基材两侧的含胶量大小。这个 固化片上方排列设置多点测头＋下方设置单点测头 措施的实施，是建立在提出并采用一种对半固化片 的方式［见图２（ｂ）】；③在半固化片上、下方排列设 翘曲进行有效检测的基础上。因此，将这个专利发 置多点测头的方式［见图２（ｃ）］。 明的核心内容，看作为由“检测”与“控制”的两 大创新技术部分所组合。 ４．２．１ 半固化片翘曲检测方法及其装置的创新 此专利介绍了一种测定半固化片翘曲度大小及其 翘曲方向的装置的发明内容。它设置在半固化片干燥 加工完成后，走出干燥炉的位置上（即见图１中８所标 识的位置）。它可以仅是在半固化片上方安置，也可 以同时在半固化片的上、下方位置一并添加（图ｌ的９ 是指在半固化片下侧的添加此检测装置）。 图１半固化片上胶机及其加工过程示意图 图２三种测头设置的方式 ．１６一 印制电路信息２０１２ Ｎｏ．１ 铜箔与层压板ＣｏｐｐｅｒＦｏｉｌ＆Ｌａｍｉｎａｔａ ４．２．２解决半固化片翘曲的思路 ４．２．３ 实现基材两侧树脂胶层厚度均匀的装 此专利的研发者利用上述半固化片翘曲检测装 置创新 置对半固化片翘曲程度测定，并对所获得的实验结 以消除半固化片翘曲为目的：对上胶机中增添 果进一步的研究，得到了对此问题产生原因及其变 或改造可调整基材两侧树脂胶液供应量的装置，这 化规律的认识，笔者归纳如下几点： 是此专利的两大创新之一。 （１）常规玻纤布基材在浸渍树脂（主要指环氧 松下电工在此专利中提出了可调整基材两侧树 树脂胶液）后会出现基材翘曲，但当覆湿态树脂胶液 脂胶液供给量的装置的三种新方式： 基材进入干燥炉，经过炉内导向辊时（炉内导向辊的 （１）新方式之一。使原有树脂胶槽内的导向辊 位置见图１中的１０），出现的翘曲现象就会暂时的消 （图１中的５，简称“槽内辊”），改成为活动可调 失。当它走出干燥炉后经出干燥炉外的导向辊（即图 辊。当半固化片出现如图３所示的凹面翘曲情况，可 １中的ｌｌ辊时），又会再次出现半固化片的翘曲，直 将此辊向左（即图１中标Ａ的方向）平移。起到减小 至半固化片加工完成，仍保持着翘曲状态。它的翘曲 供给外侧涂布辊的树脂胶量，降低基材外侧含胶量 方向与进入干燥炉前基材翘曲方向是相同的。 的作用。该专利在实施例中重点提供了此控制基材 （２）半固化片产生翘曲程度，主要是与基材里 两侧涂胶量方式的试验实例及结果的对比数据（可 外两侧的树脂胶层厚度的偏差大小相关。树脂胶层 见表２中内容）。 厚度的偏差诱发两侧树脂胶层热收缩率的差异。树 （２）新方式之二。在两个涂布挤胶辊（见图４中 脂胶层含量大的一侧，则收缩率就大。树脂胶层含 的１３ａ与１３ｂ）上方各添加一个辅助涂胶辊（见图４中 量大的一侧为形成半固化片翘曲的凹面。树脂含量 的１５）。它们起到了分别控制涂布挤胶辊所带 小的一侧，则会为翘曲的凸面。 的树脂胶液供给量的作用。 （３）基材浸渍树脂（浸胶）加工，通常是同时 （３）新方式之三。在两个涂布挤胶辊（见图５中 对基材两侧进行的浸渍树脂胶液的加工。基材靠近 的１４ａ与１４ｂ）下方各添加一个小的辅助涂胶辊（见 干燥炉内垂直中心线一侧的基材侧面，可称为“里 图５中的１６）及辅助涂胶辊的接胶槽（见图５中的 侧”，相对另一侧（靠近干燥炉炉壁的基材侧面）， １７），起到控制涂布辊的树脂胶液供给量的作用。 可称为“外侧”。试验数据证明，在基材浸渍树脂 后至它的加工结束，倘若半固化片在呈水平方向时所 出现的翘曲现象为“凹面朝上”（见图３Ｎ表示的翘 曲方向），可认为是基材外侧（即凹面侧）树脂含量 （即树脂胶层厚度）、树脂热收缩率大于里侧树脂胶 层而造成的凹面状翘曲。因此，通过减小基材的外侧 （即“凹面侧”）树脂含量（或使得基材的凸面侧的 树脂含量增大），去实现两侧树脂胶液的涂布厚度的 图４新方式之二：在两个涂胶辊上 均匀，就可减少甚至消除干燥后半固化片的翘曲（如 方各添加一个压辊的方式 图３所示的最大翘曲量等于０）。 图３半固化片呈水平方向“凹面朝 图５新方式之三：在两个涂胶辊下方 上”的翘曲情况及翘曲量的测定 各添加一个小涂胶辊的方式 一１７． 铜箔与层压板Ｃｏｐｐｅｒ Ｆｏｉｌ＆Ｌａｍｉｎａｔｅ 印制电路信息２０１２ Ｎｏ．１ ４．３专利提供的试验数据及对其分析 此专利提供了基材两侧供给树脂胶量大小对 半固化片翘曲量影响的对比实验的测试结果（见表 １），以及槽内导向辊移动量大小及其方向对半固化 片翘曲状态影响的实验结果（见表２）。 要大于里侧树脂胶层厚度。只有将供给两侧树脂胶 量的比调整为“外小内大”时（如：３：７、又￣Ｈ４：６ 等），基材外侧树脂胶层厚度才接近均匀一致， 能对降低（甚至消除）半固化片翘曲量有所见效。 （４）表２所示了槽内导向辊改进成可水平方向移 动调整后，它的水平位移量大小及其方向，对应半 固化片翘曲方向及其大小的变化关系。当槽内导向 辊朝着与基材外侧面接触的挤胶辊（图１中的６ａ）一 侧方向移动（即按图ｌ中所示Ａ方向的左移）后，所 产生的这侧挤胶辊供给基材外侧的树脂胶量减小的 效果（笔者认为，同样是贴近基材外侧的挤胶辊加 表１、表２给出的数据帮助我们对可此项研究、 发明加深理解以几个方面： （１）实验数据说明，基材两侧树脂含量差异程 度与翘曲成正比关系，以此来证明上述的由两侧树 脂胶层不同厚度所引起它的收缩率差异是造成干燥 后半固化片翘曲之原因的思路正确。 （２）控制了基材两侧的供应树脂胶液量，就可 间接的控制了半固化片翘曲变化量。 （３）基材两侧的供应树脂胶液量大小之比， 与基材两侧的树脂胶层厚度（或基材两侧的树脂胶 量）之比是有两个差别的概念，不可混为一谈。例 如，表１中基材外侧与里侧供给树脂胶量比为５：５， 大了与基材外侧摩擦张力的缘故）。当槽内导向辊 位于常规的初态位置，测到干燥后半固化片翘曲量 越大（如表２中的序号１），就需要槽内导向辊向基 材外侧接触挤胶辊一侧方向（即如图】中向Ａ方向） 位移量就越多，以实现半固化片的翘曲量趋于零的 目的。 并不表明基材外侧与里侧树脂胶层的厚度也呈等同 的比值（笔者分析，这是由于尽管基材外侧与里侧 供给树脂胶量是相同，但由于两侧湿状可流动态树 脂胶层受到的与干燥炉内导向辊的摩擦张力差异甚 大）。而从实验测定的结果表明（见表１），当供 给树脂胶量的比为５：５时，基材外侧树脂胶层厚度 ４．４基材两侧树脂胶层概念的建立与应用技术 为了更深领会该发明专利的技术思路及发明内 容，得到更多的收获，本文“额外”地就专利所提 及的“基材两侧树脂胶层”的话题，再作一些扩展 性讨论。 表１基材两侧供给树脂胶量大小对半固化片翘曲量影响的对比实验结果 注：以外侧方向呈凹面翘曲方向为例。 表２槽内导向辊移动量大小及其方向对半固化片翘曲状态影响的实验结果 ．１８． 印＿韦０电路信息２０１２ Ｎｏ．１ 铜箔与层压板Ｃｏｐｐｅｒ Ｆｏｉｌ＆一Ｌａｍｉｎａｔ￣ ４．４．１ 关于基材两侧树脂胶层概念的建立 ＦＲ．４型覆铜板制造用基材半成品——半固化片 面（松下电工的文献称为“表面”和“里面”）的 树脂含量（即树脂层厚度）不均匀一致所造成的。 特别近年来，在树脂组成中多加入了硅微粉等无机 填料，使此问题更凸现而出。在该专利中［３］介绍了 一的加工，是在玻纤布上浸渍树脂胶液、进入干燥炉 进行烘干、树脂部分固化的复合材料性质加工的制 造过程。因此在ＣＣＬ￥１Ｊ造行业中，传统上是没有区分 “外侧树脂胶层”与“里侧树脂胶层”的概念。此 专利的技术发明思想是建立在区分基材两侧树脂胶 概念的基础上的。由此，才引出并诠释控制供给 种在线连续监测半固化片胶量及厚度的装置。它 安装在半固化片出胶槽后至半固化片进入干燥炉之 前的区域内，利用刮胶板在半固化片边缘部位取树 脂胶液样。通过对半固化片的两侧（幅宽方向）树 脂含量测定，得到其不均的定量值。然后将这组数 墓材两侧树脂胶量装置的的技术创新内容。 基材两侧树脂胶层概念的建立，起码有几层实 据反馈到控制系统，再发信号指令去调整车速、对 际意义： （１）由于薄型化玻纤布比普通ＣＣＬ用玻纤 辊间隙等工艺参数，及时对树脂含量进行调整，使 布织布组织结构更加致密，形成了更为明显的基材 两侧不均的问题得以解决，以达到提高半固化片平 两侧树脂胶层。随着薄型化玻纤布在制造薄型化ＣＣＬ 整度的目的 】。 中得到更广泛的使用，基材两侧 脂皎层区分以及 松下电工公司另一篇２００８年公开的专利［５】中 加工制造中对其构成成分、厚度等加以控制，就显 提出，在浸渍槽内增加了一个辊（见图６中的２号 得更为必要。（２）建立区分基材两侧树脂胶层的 辊）。它起到基材两侧更均匀供给树脂胶液量的 概念，在面临半固化片生产加工过程中出现的质量 “互补”作用。 问题（如：此专利提及的干燥后半固化片翘曲问题 等）中，可容易找得解决问题的切入点（如：此专 利提及的改变、调整供给基材两侧不同的树脂胶量 ＼ 厂１ 等）。 （３）建立了区分基材两侧树脂胶层的概念， 易可萌发打破在玻纤布基材上一次只浸一种树脂胶 液的传统惯例的创新思想，创造多样的两侧树脂胶 层的差异组合的半固化片，以提高ＣＣＬ的某项、或某 图６在浸渍槽结构上的改进 多项性能。 ２００９年公开的住友电木公司的一篇专利 Ｊ，也是 通过实现半固化片两侧树脂高度均匀性来达到覆铜 ４．４．２ 围绕着基材两侧树脂胶层概念的应用 板的低翘曲度的目的。它采用荧光Ｘ射线照射干燥加 技术研究与进展 工后半固化片，以测定其荧光ｘ射线反射强度，从所 近年来在推进环氧一玻纤布基ＣＣＬ实现薄型化和 得荧光ｘ射线强度数据中换算出基材 固化片两侧的 为降ｔ＇￣ＣＣＬ热膨胀系数、提高模量而在其树脂成分中 树脂胶层的厚度值。由于它可测得到基材宽幅方向 添加无机填料的技术进步中，ＣＣＬ（以及薄型多层 的各点数据，因此可利用它实现连续监测、调整、 板）的翘曲问题更为突出。特别是树脂组成中加入 控制连续加工的半固化片各部位的表面树脂含量。 大量无机填料成为一种潮流，这种树脂组成为特点 表３给出了此专利 研究试验的结果，通过此 的浸渍树脂，其流动性小、树脂含量低，因此在压 表内容来说明采用此测试新方法，对更加动态、连 制成形加工过程中采用改变工艺参数等手段，力图 续、精密地控制半固化片的树脂胶层厚度（特别是 减小翘曲也是件很难做到之事。而如何通过浸渍加 可分别测定内、外侧的树脂胶层厚度）。 工工艺及设备的改进，来提高半固化片两侧树脂胶 从表３显示的结果再一次地认识到：半固化片 层的均匀性，以此来抑制基板的翘曲，成为了浸渍 内、外侧树脂胶层厚度差异大，对所制的ＣＣＬ平整 加工中所要研究的重要课题。 度有着负面的影响。住友电木公司在此点认识上， 松下电工公司较早地就建立了基材两侧树脂胶 以及以减小所￥ｉ］ＣＣＬ翘曲度为目的，在解决提高半 层的概念。例如在特开２００５－－３０７０８０中就提出：薄 固化片的质量问题的“切入点”上 与日本ＣＣＬ同 型化半固化片的翘曲问题，主要是由于玻纤布的两 行松下电工公司在许多专利… 中所提及的观点是 ．１９． 铜箔与层压板ＣｏｐｐｅｒＦｏｉｌ＆Ｌａｍｉｎａｔｅ 印制电路信息２０１２ Ｎｏ．１ 表３两侧树脂胶层厚度与ＣＣＬ翘曲值关系的试验结果 如此相似 Ｊ。 ４．５结语 一日本ＣＣＬ厂家在建立基材两侧树脂胶层概念的 前提下，还创造了更多的半固化片树脂层两侧树脂 项覆铜板的工艺技术及加工设备的创新， 往往是由建立新的概念、开发出新的检测方法及装 置、开发出新的控制手段及其装置——这三方面组 成份差异的新组合，以达到提高ＣＣＬ某多项性能的 目的。在松下电工公司的２００９年公开的一篇专Ｎ［８１ 中，提出了一张半固化片涂布两侧的树脂成分是相 同的，而基材两侧的树脂中所含无机填料的含量是 有差异的。多用于多层板内芯层的这种两侧不同无 机填料添加量的树脂组成的半固化片，其无机填料 含量少的一侧树脂胶层，可保有高粘接性；而它的 无机填料含量多的一侧树脂胶层，突出了其低膨胀 合。也可以理解为： “认识问题——找出规律—— 解决问题”的一种过程。在此篇中所重点讨论的日 本此专利，其技术内容并非全面、并非全部真实和 实用，不可照搬。但它是个好教材，它可使我们去 了解其覆铜板工艺技术的进步、领会其开发的思 路，汲取其发明的精髓。团 参考文献 ［１】特开２０１０．２４７５１４ 『２］特开２００５．３３６３ １９ ［３】特开２００５．３０７０８０ 系数，高刚性（即高模量）的特性。 住友电木株式会社在２００８年公开的一篇专￣ｌＪ［９］ 中，提出了在单张半固化片两侧涂布上在模量特性 有差异的不同树脂的创新工艺。他们在半固化片的 一［４］祝大同．再论半固化片浸渍加工技术的新进展．第 八届中国覆铜板市场、技术研讨会论文集【Ｃ】．２００７，６ ［５】特开２００８．２９１ １５６ 【６】特开２０ｏ９．２６３５５４ ［７］祝大同．对近年覆铜板制造工艺创新例的综述（上） 从近两年发表的日本专利看覆铜板制造工艺 技术新发展［Ｊ］．覆铜板资讯，２０１０，２． ——侧（可称为外侧）涂布了具有高模量性的预固化 热固性树脂。在基材另一侧（也可称为里侧），涂 布了具有柔韧性、低模量性预固化热固性树脂。分 别涂布了具有树脂结构差异的两侧树脂胶层的半固 化片，在基板材料成型后发挥出各自的特性，满足 了高端ＣＣＬ的多项性能共同提高的需求。 ［８］特开２００９．１２７０１４ ［９】特开２００８．０８８２８０ （上接第３页） 钱”和“权力”，再也没有什么其他追求了，人和人之 间缺乏信任，缺乏真诚，缺乏感情。就像我的同学于本 正在“新中国电影选萃”回顾展映中讲的：如今国产片 的一个“通病”就是过分追求娱乐性和商业性，有着深 刻内涵和思想的影片与以前相比少了很多。各行各业不 都是如此吗？ 已经涨到了一、二百元一张，如果电影票价涨到了 五百、一千元，“票房”倒是可以不断突破了，但 电影却成为少数阳春白雪的东西，拒广大下里巴人 之外，我们还高兴得起来吗？ 世界第一高楼、世界第一大桥、世界第一…… 争这些不能说是坏事，经济腾飞了当然是好事，但 “今年中国电影的票房突破了百亿元，正朝 着一百三十亿进发”，这并不是中国电影市场近年 来蓬勃发展的“有目共睹”，因为如今的电影票价 这些物质的东西绝不是强大的最重要的因素。最重 要的应当是文化、是精神、是信仰、是人们的安全 感和幸福感。团 ．．２０．．
