热辐射板的热源如果是热油（热油来源于焚烧炉热交换器，在该处导热油被加热到220～250℃，或来源于热油装置），则常将上升段热油流向采用横向，因为上升段的作用是让半固化片上溶剂逐步挥发。多数烘箱将其作成两段，可以分别调节温度（下段温度低，让低沸点溶剂先逐步挥发。上段温度高，让半固化片高沸点溶剂也完全挥发）。下降段热油流向采用纵向，分成左、中、右三个温区，可以分别调节温度，当半固化片左、中、右固化程度与设定技术要求不相吻合时，可以分别调节各个温区热油温度，来调节半固化片左、中、右部位固化度。对于电热式热辐射板，其温区划分与此类似。热油式热辐射板热油流向如图7-3-3所示。
　　　
　　　　　　　　　图7-3-3 热辐射板热油流向示意图
　　烘箱的两端分别设置有“气密段”（俗称风帘，热风式烘箱也可以设置有风帘），其作用是阻挡烘箱内含有溶剂的废气不会溢出到烘箱外，以减少生产车间气味和提高生产安全性。其原理见图7-3-4，在烘箱的出/入口处，鲜风（入风）由风帘室吹向半固化片并折转回回风室，风帘室风压大于烘箱内部气压，因而能阻止烘箱内部废气外溢。在烘箱的上升段尾部及下降段尾部，在气密段之外设有风冷段，其作用是让半固化片逐步冷却，使半固化片经过烘箱顶部顶辊及底部转向辊时，顶辊及转向辊冷却水温不必很低也不会粘住辊子。由于半固化片冷却是分段逐步冷却，使热态半固化片接触通有冷却水辊子时，不会出现“骤冷”现象而使半固化片横向过分收缩，影响到覆铜板尺寸稳定性及平整性。上述风冷段起到逐步冷却作用，避免骤冷现象出现，以提高覆铜板尺寸稳定性及平整性。底部转向辊也是冷却定型辊，温度调节要适当。
　　　
　　　　　　　　　　图7-3-4 烘箱“气密段”示意图

　　对于没有风冷段的上胶机，通常顶辊需包覆聚氟塑料，才可避免半固化片粘辊想象。底部转向辊通冷却水温也不能低于室温，以免辊子表面“结露”，水气污染半固化片及出现“打滑”，牵引速度不均匀现象。
　　对于不同厚度基材，顶辊和底部转向辊冷却水温应不相同。以不粘辊，半固化片不出现横向收缩为调节目标。为了解决热态半固化片粘顶辊问题，有些设备厂家已研制出“气托”，以空气托住热态半固化片，有人称其为空气浮动辊。由于不存在辊，就不存在粘辊问题。由于没有骤热骤冷情况存在，半固化片质量更有保证。
　　热辐射式烘箱有自上而下通入一股热气流流经烘箱，以带走烘箱内废气。这股热气流流速较慢，热气流的温度可调，它起到辅助热辐射板干燥粘结片的作用。
　　热辐射式烘箱由于没有热风式烘箱那样强烈气流，所以半固化片表面比较平滑；热辐射板的连续性和热气流连续性，使半固化片的干燥均匀性较热风式烘箱要好。对于远红外线热辐射板，由于其对半固化片的干燥是里、外同时进行，对于较厚的基材也可以做到里、外固化程度比较一致，不会残留气泡。也不会出现“外焦里嫩”或半固化片表面出现“火山口”之类的缺陷。而且，当半固化片左、中、右固化程度不一致时，通过调节下降段左、中、右各温区的温度就可以达到调节目的。这些都是热辐射烘箱比较突出的优点。热辐射式烘箱很适宜半固化片生产。
　　热辐射式烘箱也要定期清理，重点清理烘箱热辐射板表面、风冷段冷却风嘴、新风入口过滤网等（对于粘稠物质，可用丙酮或甲苯清洗或浸泡热碱液），以免有杂质污染半固化片，造成半固化片有杂质或黑点而影响其质量。使通过烘箱热气流温度，流量恒定，以保证生产稳定性。热风管道与风机通常每年得清理一次，及时将管道内结块胶渣清理掉。这些胶渣除了会影响管道内热气流流速、流量而影响生产工艺稳定性之外，同时也是引发火灾的隐患。当上胶机在生产时，管道里面热空气温度虽然很高，但由于气流是不断流动的，又没火种，因而不会发生火灾。当胶渣沉积得比较厚时，会积聚很多热量，停车时，流动空气突然停止。积聚的热量有可能引发胶渣着火燃烧，国内有几家覆铜板厂发生的火灾事故，就是由热风管道里积聚的胶渣引发的，千万不要认为生产的产品是阻燃的就不会发生火灾。

三．立式上胶机性能与半固化片质量关系
　　覆铜板生产用的上胶机是由多台单机组成的，各台单机的性能与制品的质量均密切相关。要生产出品质优良，质量一致性好的覆铜板，首先设备应能满足生产工艺技术要求。下面我们就立式上胶机各单元中与半固化片质量关系比较密切的单机进行论述。
　　（一）开卷机与张力调节装置
　　开卷机有单轴型和双轴翻转型。单轴型是支撑开卷及待开卷料卷的机座是固定式的，造价较低。双轴型是支撑开卷及待开卷料卷的机架是可以360。转动的，操作方便。通常上胶机的开卷机是没有张力调节的，在开卷过程中，随着料卷逐步变小，布卷自重逐步变轻，布面张力也就相应减少，即生产过程中开卷部分，布的张力是一个变量，不是一个恒量，这对产品质量一致性（特别是翘曲问题）有不利影响。如果投入生产的基材较薄时，则布卷自重所产生的张力会使布面产生变形，变形的布存在内应力，上胶后半固化片仍存在内应力，用有内应力半固化片压制的覆铜板，由于应力的逐渐释放会使覆铜板产生翘曲，尺寸稳定性差。由于基材经过上胶机所走的路程很长，经过的被动辊很多，阻力很大。加上经过立式烘箱基材自重影响等都是生产过程中加大基材变形的一些因素。如何避免和减少生产过程中基材变形，即减少生产过程中容易造成基材变形部位的张力，是上胶机设计时的一个重点方面。
　　当前设备制造厂商对上胶机的张力控制采用下述三种形式：重力式、气动式、电气式。
　　重力式张力调节装置多采用杠杆式重力摆动辊，在一台上胶机中通常有几处用到重力摆动辊。重力式张力调节装置可以比较快的将松弛的基材拉紧。它是一种比较粗糙张力调节，适合于较厚基材。
　　气动式张力调节装置常与重力式配合，通过调气压来调节其平衡点，控制效果更好，以及在连续生产中可以随时通过调气压来改变张力设置，比纯重力更科学，先进，但这二种张力调节方式都不能实现连续、自动线性调节。
　　电气式张力调节是由张力感应器、张力调节器、变频马达组成。当张力感应器感受到基材张力偏离设定值时，它会将信号传输给张力调节器及变频马达进行及时调节，而可实现系统的张力连续自动线性调节，实现恒张力控制。
　　如开卷机的张力调节，当基材比较厚时，可以采用摩擦片方式（用弹簧调节摩擦力或用气压调节摩擦力）。但对于薄基材，为了使开卷时基材不变形而且能实现恒张力开卷，以保证产品质量一致性，则需采用电气式张力调节。当张力感受器感应开卷张力超过设定值时，会传输一个信号给张力调节器及变频马达，改变其送出基材速度来保持生产过程中张力在预设定范围内并保持恒定。如对106、104甚至更薄的玻纤布上胶时，一定要采用恒张力开卷机，才能保证制品不变形。
恒张力调节在收卷处尤为重要，因为在生产过程，卷径在逐渐增大，其变化是线性的。如果以同一收卷速度收卷的话，其张力必定随卷径的逐步增大而增大。张力逐步增大将导致收卷会过紧，半固化片产生应力，及半固化片会产生皱折等一系列产品质量问题。对于2116、1080、106、104等产品收卷，如果没有恒张力收卷装置，几乎无法实行收卷。因此，收卷须以电气张力调节系统实施恒张力收卷。
　　（二）基材接合机
　　基材接合机为电热压合机，其加热温度和压合时间可调。前后两卷基材接合时，一定要使前后两卷基材的边缘及纬线互相重叠，两卷基材的经向垂直于另一卷基材的纬向。如果接合时水平度或垂直度对得不好，生产中将有相当长一段基材因所受拉力不同而变形，造成半固化片经纬向歪斜，影响到覆铜板平整度。因此接合两卷基材时除了操作要仔细之外，设备设计上应有基材经/纬向定位器，以保证能准确、快捷接好两卷基材。
　　（三）贮料架
　　对于玻纤布基材，要使前后两卷布接头得到牢固粘合，使其进入浸胶槽受溶剂浸泡时不会脱开，通过烘箱时不会撕裂，采用热固性双面胶带粘合约需数十秒钟时间。为了使在基材接合过程生产不会停顿需要有一个可以贮存数十米长备用基材的贮料架，当接合机闭合接合前后两卷基材时，由贮料架供给基材而使生产不会停顿。贮料架是上胶机被动辊最多的装置，为了减少辊筒运行阻力，可以采用内置轴承，即轴承是装在辊筒里边而不是通常装在机架上。装在辊筒内的轴承只须在朝外一面有密封圈，轴承的阻力也就较小，对基材的阻力也就小了。
对专用于薄基材的上胶机，贮料架升/降装置不宜采用重力张力调节式，宜采用变频马达与螺杆组合升/降式，以实施低张力调节。
　　（四）浸胶装置
　　浸胶装置是上胶机的核心装置，它包括胶液循环系统和浸胶装置（包含预浸装置和计量辊）。
　　1．胶液循环系统由树脂罐、粘度控制罐、溶剂罐、浸胶槽、中间槽组成（见图7-3-5）。生产过程中，由于溶剂不断从浸胶槽中挥发，胶液浓度逐步变大，在同样计量辊间隙下，半固化片的树脂含量（RC%）就会变大，影响产品质量一致性，这是不允许的。为此，应补加溶剂使胶液浓度保持在设定的范围内。但生产中，不可能用测定胶液固体含量方法来控制生产，因为测定固体含量所需时间太长。根据在同一温度下，胶液的浓度与粘度成正比理论，可用控制胶液粘度方法来调节胶液浓度，以保持半固化片树脂含量（RC%）一致性。生产中，该系统不断地往浸胶槽补充新胶液，补入胶液量大于基材带走胶液量。多余的胶液由溢流口流到中间槽，再由泵打入到粘度控制罐。粘度控制罐有一旋转粘度计，检测胶液粘度。当粘度超过设定值时，溶剂罐出口阀门会自动打开，补入溶剂。粘度控制罐有一气动搅拌器，使加入的溶剂与胶液充分混合，当粘度达到工艺设定值时，溶剂罐出口阀门会自动关闭。如此反复循环，使胶液粘度始终保持在设定范围内。由于同一浓度胶液在不同温度下呈现不同粘度值。要取得胶液恒定浓度，就必须对整个胶液循环系统予以恒温，才能达到用粘度来调控胶液浓度的目的。通常做法是对整个系统（溶剂罐除外）外壳皆做有夹层，并包保温材料，生产时往夹套中通入25～35℃热水以保持系统恒温，就可达到以控制粘度方法来有效地控制胶液浓度，以保持半固化片树脂含量一致性与稳定性。这一作法对于北方比较寒冷地区的工厂是必要的，对于设在南方比较暖和地区的工厂也同样有必要。因为在南方地区，冬天和夏天温度差也达二、三十度，昼夜温度差可达几度到十几度。要提高产品质量，处处严格才能做好。
　　　　
　　　　　　　　图7-3-5 胶液循环与粘度控制系统示意图
　　2．预浸装置和计量辊
　　对于纸基覆铜板，需两次上胶，以提高胶液对基材的浸透性，提高产品质量，这一点行业中人士都有共识。对于玻纤布覆铜板，同样有一个“浸透性”问题，像玻纤纱降低捻度及玻纤布进行“开纤”处理，其目的也是为了提高胶液对玻纤布的浸透性。说明环氧玻纤布覆铜板也存在如何提高胶液对基材“浸透性”问题。我们通常所用玻纤布，其每股玻纤纱是由400根到800根单丝组成的，要使每根单纱都浸上胶，就有一个“浸透性”问题。笔者曾经仿照纸基覆铜板两次上胶做法，对环氧玻纤布也试验过两次上胶，考察覆铜板的平整度及介电性能。试验表明两次上胶板材平整度、介电性能较一次上胶有所提高。由于表观上玻纤布比纸疏松，而且玻纤的“吸收性”比纸纤维差，在生产工艺及设备结构上均不必应用两次上胶技术，只采用预浸技术，就可达到“浸透”目的。因而当前立式上胶机都有一个“预浸段”，它是一个加在主浸单元前边的一个附加装置。该预浸装置可以采用全浸入型，也可以采用“背涂”型（由预浸辊将胶液涂擦到基材向着操作者的背面，所以此种涂胶方式也常称之为“背涂式）。在预浸与主浸胶装置间基材运行距离是可调节的，它根据基材厚度进行调节。通常，厚基材运行距离调长，让基材经过这一段时间稍长，薄基材，则让运行距离缩短，基材经过时间减少，其目的是让经过预浸后胶液能有渗入到玻纤布每根单丝上面去的时间。这一段被称为“渗透段”。通常渗透段可调节距离为数米。
　　主浸胶装置的核心是计量辊。初期立式上胶机是用二把刮刀来刮去粘结片上多余的胶液。以后二把刮刀改成二根固定辊子（俗称“夹轴”），辊子是圆的，可防止刮破基材，后来发展成为转动的辊筒。由于这对辊子对基材含胶量及胶量均匀分布有控制作用，所以被称为计量辊。要使计量辊达到使基材含胶量很均匀分布目的，计量辊必需有很高的加工精度和安装精度。通常，要使半固化片树脂含量控制在×±0.6%以内，计量辊的加工精度（俗称“静态精度”）应不低于0.003mm。如果要半固化片的树脂含量偏差控制在更小范围，则相应计量辊的加工精度还得提高。在计量辊加工精度为0.003mm时，计量辊的安装精度（俗称“动态精度”）应不低于0.005mm。由于实际生产中计量辊是处于运转中，所以对半固化片树脂含量均匀性有影响的是计量辊的动态精度。即在加工精度确定了以后，要尽量提高安装精度，才能达到预定目的。
　　由于机械加工精度是有一定限度，不可能无限提高的。如要把上述计量加工精度由0.003mm提高到0.001mm，并不是不可能，但加工难度的确是相当大，加工成本会高得吓人。因此，不能单靠提高计量辊加工精度来提高半固化片上树脂含量均匀性，于是出现了稳定计量辊间隙装置和自动调节计量辊间隙装置。
　　稳定计量辊间隙装置：上胶过程中，半固化片上树脂含量均匀性并不完全取决计于计量辊的圆度，而是取决于两条计量辊的间隙均匀性。为保持生产中两条计量辊间隙一致性，有一种作法是在两条计量辊的两个末端没接触到胶液部分各加装一套间隙探测与自动微调装置，当生产中计量辊受各种因素影响而出现微小变化时，它能够自动修正运转中两条辊的间隙，就可制得树脂含量一致性很好的半固化片。
　　计量辊间隙自动调节装置：连续生产中，通常每1～2个小时从半固化片上切取一块试样检测其树脂含量。这一作法的最大缺点是检测间隔时间太长，两次取样中间半固化片质量变化无从知道。而且检测点数不管纵向还是横向都太少，数据不具充分代表性。为此，出现了计量辊间隙自动调节装置。这一装置是由探头（有β射线型、γ射线型、红外射线型、激光型、Χ射线型等）和处理控制器组成。探头安装在上胶机冷却单元后部，沿半固化片横向来回移动（俗称扫描）。这些探头发出的射线达到半固化片时，有部分穿透，有部分被反射，只要探测出透过或被反射的射线的能量，就可换算出半固化片的单位面积质量或显示出半固化片的厚度。由于探测器是在半固化片横向来回移动，半固化片又连续不断被牵引前进，于是可连续测出半固化片横向和纵向的单位面积质量或厚度。当半固化片被测数据超过设定值时，探测器会将信号回输给处理控制器，驱动微调马达调节计量辊间隙及时修正半固化片树脂含量，因而可以更有效地提高半固化片树脂含量一致性。
　　计量辊直径、转速、转向等对半固化片质量都有一定影响。直径较大的计量辊对涂布均匀性，增加浸透性更有效。计量辊转动方向与半固化片运行方向相反（俗称反转），制得的半固化片表面更平滑。反转也加强了胶液渗入玻纤布中的效果。计量辊转速视半固化片含胶量等具体情况而定，在谈到上胶工艺技术中再作论述。当有接头通过计量辊时，有一种作法是让计量辊先分离，待接头通过以后再闭合，因为接头较厚，如计量辊不做暂时分开，接头会被计量辊过分挤压而断布。但由人工操作来控制计量辊开、合，常会出现操作晚了会断布，操作早了，则会因接头前/后相当长一段半固化片树脂含量过大而造成废品。为了减少这一浪费，可在计量辊前10～15M处设一接头探测器，当探测到有接头到达时，将讯号回输到计量辊，在接头到达离计量辊尚有3m处，计量辊将由反转改为正转，同时压紧计量辊的气压会释放，以让接头顺利通过。待接头通过计量辊1～2m以后，计量辊又恢复反转，计量辊压力保持，使接头通过计量辊时不合格半固化片由数十米降低到只有十来米。
　　上胶生产过程中基材断裂多数发生在基材刚过计量辊处或烘箱里，清理起来很麻烦。基材断裂不仅造成直接损失，影响生产连续性和质量稳定性，而且断裂基材会污染烘箱壁及计量辊，被污染的烘箱反过来会污染恢复生产后的粘结片，影响产品质量。因而防止基材断裂在烘箱中是很重要的。基材断裂过程多数是从小裂口或小破洞开始的，在牵引力作用下，这些小破损会迅速扩大并造成整个基材断裂。为了减少基材断裂发生，可在计量辊与烘箱间装一基材破损探测仪，当探测到基材有小裂口或小破洞时，会报警并反馈一个信号给控制系统，让车速减慢，以让操作人员可以对破损进行及时处理（将破损与未破部分割开），以防止基材断裂。
　　基材进浸胶槽之前除静电、除尘非常重要。特别对于玻纤布，生产过程中基材和各种金属辊摩擦很容易产生静电。带静电基材进入含大量易燃易爆溶剂胶液，有可能引发火灾，所以应先除静电。除尘是避免灰尘、杂质及纤维丝被带进胶槽，这些杂质有可能沾附在计量辊上，使生产的半固化片产生痕迹，也是应当防止的。
　　（五）切边与烘边
　　玻纤布上胶后，边缘含胶量较大，毛边较锋利，需要切除，才能使堆垛整齐及便于叠配料。切去毛边后，粘结片切口处很容易掉树脂粉末，通常用热风枪进行烘边，以避免或减少树脂粉末对铜箔污染。烘边效果对流胶量控制有辅助作用。由于半固化片切片时，每张半固化片仍有二条会掉树脂粉切口，而且其周围尚沾有树脂粉。除去这些树脂粉，是提高覆铜板外观品质（俗称“A级品率”）的一个重要措施。有些覆铜板生产厂让每张半固化片通过一个除静电除粉尘装置后，再经一对适度加热辊筒，将粘附树脂粉压在粘结片上，使其不会脱落飞扬。由于树脂粉末很细，适度加热辊筒只使树脂粉刚刚熔化而不会影响到半固化片固化程度，这一段可加在横切机后边，堆垛机前边。必要时，再对半固化片切口进行封边（可以用机器封边，也可以人工封边）。
　　（六）横切机与堆垛
　　横切机常见的有铡刀式（下铡式或上铡式）与辊剪式。铡刀式剪切后刀具回位较慢，对于后续半固化片通过有阻挡，不太适宜于高生产速度。辊剪式剪切后刀具与被切开半固化片同向前进，对后续半固化片通过阻挡较小，应用范围更广泛些。横切后除去切片口附近的树脂粉末，减少其对半固化片的污染，对提高覆铜板A级品率相当重要。
　　片状半固化片堆垛有交错堆叠，有不错开堆垛。交叉堆叠是按每张产品所需半固化片张数，在堆垛时就自动地将其交错分开，减少配料时数料工作。堆垛时，对于较薄基材堆垛用气送式不易堆整齐，应采用夹送式。如对于104、106、1080型粘结片，应采用夹持式堆垛才堆得整齐，才不会弄坏半固化片。

四 半固化片生产
　　（一）玻纤布选用
　　随着印制电路板制作精度日益提高，对覆铜板翘曲度、厚度精度、板面平整性要求越来越高。选择合适玻纤布，对于提高产品质量水平，更好地使产品满足用户需求是相当重要的。当前，玻纤布商品规格更趋系列化，以适应覆铜板生产厂生产各种不同厚度覆铜板或芯板需要；或生产各种规格型号商品半固化片，以适应多层印制板压合时厚度调节需要。由于玻纤布占覆铜板产品成本比重最大，因此，了解现有商品规格玻纤布的各个技术指标，特性，用途，并在覆铜板生产中加以灵活、合理安排，对于降低原材料成本，提高产品质量是很必要的。由于已商品化的玻纤布规格型号比较多，这里仅摘部分使用频度较高型号玻纤布及其参考厚度（见表7-3-1），供生产选材时参考。在覆铜板生产中，可以根据产品或芯板厚度，公差等级要求，拟定半固化片RC%等技术参数。
　　　　　　　　表7-3-1 常用玻纤布型号与参考厚度

　　（二）硅烷偶联剂应用
　　覆铜板用玻璃纤维布，通常每股纱含400～800根单丝，每根单丝的直径5～9μm。玻璃是脆性物质，为使织布过程组成纱的单丝不会断裂而影响到半固化片或覆铜板质量（单丝出现断裂时，玻纤布面会产生毛羽，同一股纱中同一位置单丝断的越多，起的毛羽越大。该玻纤布上胶后，毛羽会在半固化片表面形成大小不等的胶粒。用其压制的覆铜板的铜箔面会形成亮点，亮点处铜箔抗氧化层被破坏，会影响产品贮存期等）。为避免和减少玻纤纱在拉丝过程和织布过程出现单丝断裂现象，在拉丝时使用浸润剂，使每根纱中的单丝有一定抱紧度。在织布的整经工序中又对经纱进行上浆处理，使经纱表面硬挺光滑，以使织布过程不因织布机的机械摩擦而起毛或断纱。由于这些浸润剂或浆料阻碍了环氧树脂跟玻纤的结合，如果用其上胶压板，则产品层间粘合性低，产品的耐热冲击性，耐水性明显下降。因此织完布以后，常用热处理方法将它完全除去。由于环氧树脂和玻璃是极性不同物质，其界面结合性不好。E-玻璃纤维中含有少量的碱金属或碱土金属氧化物，这些氧化物会吸湿，水份存在更削弱了环氧树脂和玻璃纤维之粘结。对于制成品，水份也会沿着粘结界面入侵，降低粘合强度和产品介电性能。硅烷偶联剂的使用，是当前提高环氧树脂和玻纤布结合力，阻止水份沿“粘结界面”入侵的有效方法。
　　较常用的硅烷偶联剂可以用下面化学结构式表示：Rsix₃。
　　式中，X是一种能够水解的基团，它可以是—OCH₃，—OC₂H₅，—CL等。R代表含有可以与树脂反应的另一种有机官能基，如环氧基、氨基、乙烯基、甲基丙烯酰氧基、锍基等。在环氧玻纤板用玻纤布中，较常用含氨类官能基团或环氧类官能基团的硅烷偶联剂。硅烷偶联剂作用机理理论很多，诸如化学链理论、物理吸附理论、摩擦粘合理论等。下面我们以化学链理论对其作用作一描述：硅烷偶联剂由于在同一分子中含有两类性质不同基团，这类化合物在水中会水解生成硅烷醇，硅烷醇与玻璃上的氢氧基形成氢链，经热定形处理形成共价链而牢固结合。硅烷偶联剂另一端的活性基（氨基或环氧基等）与环氧树脂反应结合，而将玻纤布和环氧树脂牢牢地结合在一起。其作用机理见图7-3-6。
　　硅烷偶联剂的使用，一般采用“后处理法”，即经热处理去除浸润剂的玻纤布，浸渍硅烷偶联剂水溶液、再烘干的方法。这种玻纤布称为后处理玻纤布。但也可以将硅烷偶联剂加到树脂溶液中，基材上胶后部分偶联剂就会迁移到基材表面上去，起到与上述相同作用。但在实际生产中，“迁移法”的效果不如“后处理法”。当用填料来改进，提高环氧玻纤布覆铜板某些性能时，对填料也需用到偶联剂。偶联剂的使用方法可以采用添加到树脂溶液中去的方法，也可以采用将偶联剂配成水溶液浸渍填料，将填料烘干后再与树脂混合方法。
　　　
　　　　　　　　　图7-3-6 硅烧偶联剂作用机理示意图
　　有人研究认为要获得最佳粘合结构，玻璃纤维表面硅烷偶联剂被覆量应为单分子层。因而，玻纤布在用硅烷偶联剂进行处理时，要掌握被覆量（玻纤布上偶联剂含量称为被覆量，通常不超过0.03%）和热定型温度（玻纤布浸渍偶联剂水溶剂后烘干温度，不同的烘干温度，产品性能有区别）才能达到较佳效果。
　　硅烷偶联剂类型不同，对半固化片的流动度有很大影响。因而对于不同硅烷偶联剂处理的玻纤布，在使用时，应予充分注意。
　　（三）无捻布、开纤布、起毛布，封边布应用
　　由于通常玻纤布的玻璃纤维是实心的光滑圆柱体，它本身不存在树脂浸透性问题。上面说过玻纤布用的每股纱是由400~800根单丝组成的。通常先将纱併股及加捻，再用来织布。但经过併股及加捻以后单丝之间贴得很紧密，阻碍了胶液对每根单丝的渗透。对于玻纤布的所谓“浸透性”，就是每根单丝是否都浸到胶液的问题。于是出现了单股不加捻或低捻度的单股经纱或纬纱，采用这一措施以后，单丝之间显得比较蓬松，玻纤布对树脂液的浸透性就得到提高。用这种无捻或低捻纱织出的“无捻布”制造覆铜板，板材的平整度和介电性能、耐蒸煮性能有一定提高。
　　“开纤布”是把已经织造完毕了的玻纤布进行再加工，用高压水（或其它水作用方式）对玻纤布的经纱与纬纱露在布面的部份用喷水针刺法，使其形成均匀的扁平状，经过“开纤”后的玻纤布对胶液的浸透性明显提高，但开纤后布面毛羽会增多。“起毛布”与开纤布做法相似，它除了使露在玻纤布表面的经、纬纱形成扁平状外，表面层形成一层均匀的微茸毛，这种布上胶时布面不会有胶粒产生。
　　由于开纤布和起毛布经纬纱被开松摊平，经、纬纱交迭部的凸起明显减少，由其制出的覆铜板板面平面性提高，适宜于高密度布线，高精度双面及多层印制板制作。
　　封边布是将玻纤布两条边浸上某种不溶于丙酮、二甲基甲酰胺等溶剂的高分子物并烘干。经过这一处理的玻纤布上胶，其两条边可以不必切去，减少了清理废边的工时，减少了树脂粉末污染，也减少了胶液的消耗。
　　（四）玻纤布上胶
　　玻纤布上胶前，先根据生产产品规格、所用玻纤布厚度设定上胶机各技术参数，如温度、计量辊间隙、胶液粘度、张力等。对于没有张力设定或张力显示的老式上胶机，可用手背压玻纤布面，观察布的松紧度。对于厚布可以稍紧些，对于薄布，则应松些。但不管厚薄布，应控制到布面在上胶过程不会时松时紧，不会起皱，不会变形等。
　　接布时，为使前后两卷布经纬向互相垂直，以免因接布不整齐而将后一卷布拉变形，影响产品质量。接布应让两卷布的布边都跟设备某一参照面平行，然后观察两卷布的纬向是否互相重叠，再闭合接布压机。接布时，普遍采用热固型双面胶粘带，以提高粘接强度，保证通过胶槽时接头不会被溶剂溶胀而脱开及经过烘箱时发生裂开。
　　刚开机时及有接头时，计量辊均采用顺转，当生产正常及接头已经过计量辊后，则改为反转，反转加大计量辊对粘结片挤压度，让胶液更充分渗入到玻纤布里面去，也可制得表面较为平滑的半固化片。反转速度快，阻力大，挤胶效果强，但对于强度较低的布则容易造成断布。反转速度慢，效果则相反，通常反转速度以2～5米/分为宜。在稳定生产中，若粘结片树脂含量（RC%）比设定什略微有偏移时，可以不必调计量辊间隙，而通过调计量辊反转速度来微调RC%；当RC%略微偏大时，可略为加快计量辊反转速度。当RC%含量略为偏低时，可略微放慢计量辊反转速度。
　　烘箱的温度，通常分为控制温度和烘箱室温度。控制温度指对热源温度实施控制，来达到控制烘箱温度的目的。而烘箱室温度，指烘箱室上/下通道温度。控制温度可以是蒸气、过热水、热空气或热油温度。控制温度常常和烘箱室温度有差别，所以，生产中应了解烘箱室温度，以掌握生产工艺控制结果。烘箱的温度不能低于溶剂沸点，以使半固化片上溶剂能完全挥发掉，但也不能为了追求高生产速度而把烘箱温度调得太高，以免因固化剂、固化促进剂的分解与升华而影响生产工艺的稳定性和产品质量。
　　有些上胶机制造有热源温度控制，但忽略了烘箱室温度显示。在实际生产中，受各种因素影响，有可能在热源温度不变情况下，烘箱室温度有所变化。如果没有烘箱室温度显示，当出现热源控制温度没有变化，而生产中粘结片GT则不稳定，但了解不到为什么不稳定的原因，需经常调整生产工艺条件才能维持正常生产，不利于生产工艺和质量稳定性的控制。生产过程中，当出现热源控制温度已超过设定值3℃而粘结片GT仍未能维持原生产工艺条件下设定值时，应及时进行设备维修保养。
　　半固化片横切与堆垛中，要经常进行巡视和调整，以避免堆乱料而造成不必要的损失。

五、半固化片品质控制
　　（一）半固化片技术性能检测
　　半固化片生产中主要检测、控制树脂含量（RC%）、树脂凝胶化时间（GT）、树脂流动度（RF%）、挥发物含量（VC%）等，同时要抽检半固化片中有否双氰胺微晶析出。
　　RC%测试：在半固化片横向左、中、右位置各切取100×100mm试样，称取重量（精确到0.01g），记为W1，该玻纤布干重记为W2，（W1—W2）/W1计算结果就为半固化片的树脂含量。W2的值，可以将W1试样放到600～800℃马弗炉中烧约10分钟，至玻纤布发白，取出放于干燥器中冷却，称重即为W2。也可将同一卷玻纤布未上胶时切取样品称重量为W2。
　　GT测试：通常GT都在热板上测试，将一定量的树脂粉筛去纤维丝（纤维丝会影响测试准确性），移到已加热到171℃±0.5℃热板中心部位，同时启动秒表，用牙签搅动树脂粉。树脂将先熔化，再逐步变稠，此时，可边搅动边用牙签挑树脂试拉丝，当拉断丝时即为终点，停下秒表，所经过时间即为GT（秒）。
　　GT测试值与样品量、操作者主观因素、搅拌工具粗细、搅拌速度、测试依温度波动范围、终点判断等因素相关，所以误差较大。而GT值是判断半固化片固化程度的主要依据。为了提高测试准确性，消除人为误差，有的覆铜板厂采用熔融粘度指数仪，也有的采用流变仪来测试树脂粉末在某一温度下熔融树脂粘度增大到某一数值时所需时间。采用仪器检测没有人为测试误差，终点判断准确度高。有的覆铜板厂直接在生产线上用红外线检测仪检测半固化片固化度，实施检测与控制同时进行，有利于产品质量一致性。
　　除此之外，也可以通过测半固化片树脂可溶性来判断半固化片树脂的固化程度，其作法是将半固化片称重为W1，然后将它浸泡入丙酮等对环氧树脂溶解性较强溶剂中10分钟以后，将样品取出烘干，称重为W2，由（W1—W2）/W1计算出粘结片上可溶性树脂含量。这也是较为常用的检测树脂固化度的一种方法。
　　上述几种测试结果都与半固化片固化程度相关。高聚物聚合过程可分为A阶、B阶、C阶三个阶段，A阶时聚合物仍处于可溶、可熔状态；B阶时聚合物部分交联聚合，部分为可溶可熔状态；C阶时聚合物已交联为体形结构，聚合物为完全不溶、不熔状态。为了使半固化片在热压成型时既不会流胶太多，操作时间太长；也不会因交联过度，而影响层压质量。而把半固化片控制在B阶状态，也即半固化片状态。因此半固化片也有人称其为“B片”。“凝胶”、“粘度”、“可溶解性”都是半固化片到达B阶程度的一种反映，其测试方法不同，但目标是一致的。
凝胶是聚合物反应到某一程度时，其粘度迅速增大，至形成不溶不熔状态称为凝胶。在测GT时，树脂粉末熔化，表观很稀，但随着反应进行，反应物开始逐步变稠，此时有部分高分子物交联，然后迅速转变为粘度很大的凝胶，反应物形成不溶不熔网状结构。反应物由变稠到转化为凝胶时间与环氧树脂、固化剂、促进剂种类相关；也与固化剂，促进剂配比密切相关，而以促进剂用量影响最大。反应物粘度由稠转化为凝胶时间如果太短（通常为促进剂量太多），层压可操作时间不充分，制品性能不好，基板易出现干花、白斑等。反应物粘度由稠转化为凝胶时间太长（通常为固化剂与促进剂量不足，流胶不易控制，流胶过多，产品性能不好。）因此，半固化片固化程度测试对生产工艺设定及生产控制，产品质量一致性具有非常重要作用。
　　RF%是在小压机上，在一定温度，一定压力下，检测试样流胶量。它从另一个侧面反映了半固化片固化程度。流胶少，说明固化程度偏高，流胶多，说明固化程度偏低。它的变化与粘结片树脂熔融粘度变化是一致的。如果半固化片树脂熔融粘度测试很准的话，RF%可以只作辅助判断。
　　VC%检测是先称100×100mm试样（精确到0.001g），记为W1，把试样放到163℃±1℃空气循环烘箱中烘15分钟，取出试样于干燥器中冷却至室温后称取重量，记为W2，（W1—W2）/ W1即为该半固化片的VC%。对于以双氰胺为固化剂树脂体系，由于双氰胺吸潮性较大，随着半固化片贮存时间延长，半固化片挥发物含量会加大。如果贮存环境恶劣时，挥发物增加会更快。挥发物存在会造成制品耐热冲击性能下降。在上胶生产过程，由于半固化片吸收水气而影响VC%值可能性较小。如果测试值偏大时，有可能高沸点溶剂未完全挥发或树脂中低分子物含量偏高，可适当调节烘箱温度或其它相应措施。
　　（二）树脂含量（RC%）控制
　　树脂含量均匀性控制对覆铜板厚度精度，平整度有很大影响。高精度印制板要求覆铜板厚度精度应达到IPC-4101标准中的三级公差，实际生产中，尚要严格控制产品单点的厚度偏差，只有厚度分散性很小的产品，才是真正高精度产品。要达到这样高的水平，半固化片RC%的偏差应尽量小，至少应控制在±0.6%以内（要严格控制产品单点的厚度偏差，半固化片树脂含量偏差还应更小才有可能）。横向（宽度方向）任何一处的RC%偏差及连续生产中纵向任何一处RC%偏差均应很小，只有达到这样的控制水平，才能达到上述板材厚度精度达三级公差，而且任何单点厚度公差都很小的质量水平。而通常生产中是1-2个小时才取一次样，这种间断式检验方法的缺点是：从计量辊到横切机距离通常为数十米至上百米，即半固化片走了上百米以后才取第一次样，而对试样做一次人工检测需数分钟时间，如检测结果超过设定技术要求，需再调整计量辊或车速、温度等，这样取样——调整——取样——再调整，浪费相当大；检测的过程是间断式的，而且两次检测中间长达1～2个小时生产过程的质量情况是不知道的。当前后两次检测结果，后一次为不合格时，两次检测中间生产的半固化片是否可以判定为合格品或中间部分有多少可以判定为合格品？而且每次检测只检测半固化片左、中、右三个点，检测点数太少，检测结果不具充分代表性。因此，间断式检测与控制方法难以做出高精度半固化片。
　　由此，出现了连续检测并反馈控制计量辊开度来控制RC%生产方法。在上胶生产线中可以用γ射线探测器或β射线探测器，这些探测器探头安装在半固化片上方，根据它透过半固片射线或被半固化片反射射线能量，在显示器上直接显示出被测材料的质量或厚度，因而可计算出半固化片RC%或通过转换直接显示半固化片RC%。由于探头是沿半固化片横向来回移动，于是可连续测量半固化片横向上各个点的厚度、质量（或RC%）及半固化片纵向各点的厚度，质量（或RC%）。当测定值超过设定值时，探头会将信号反馈给计算机控制装置，会驱动微调电机对计量辊进行微调，使生产形成一个连续检测，连续调节的动态平衡，使半固化片RC%一直保持在设定值范围内，因而可以制出高精度半固化片。
　　（三）半固化片树脂固化度控制
　　半固化片树脂固化度是覆铜板生产过程最重要质量控制指标之一，它与烘箱温度，特别是烘箱横断面温度分布均匀性密切相关。对于烘箱的上升段，主要是将半固化片含有的溶剂逐步挥发，所以烘箱横断面温度不必分左、中、右进行控制。对于烘箱下降段，半固化片上面溶剂已基本挥发，在这一段常用更高温度，一方面让可能残留高沸点溶剂完全挥发，并让半固化片到达设定技术指标。对于热辐射式烘箱是将烘箱沿横向分成三个温区，通过调节左、中、右各区温度，来消除半固化片可能出现的横向固化度不一致状况。如果半固化片出现左、中、右各部位固化程度不一致或纵向出现固化度不一致时，制得覆铜板就会因固化进程不一致，产生内应力而产生翘曲。有些产品，整张板平整度显得很好，而切成小板时则部分小板明显翘曲。或者切成小板，常态下也不翘曲，但当把这些小板放到烘箱中烘烤一定时间以后，层压时固化不足的那些小板就会因进一步固化而产生翘曲变形。甚至会造成大面积印制板出现局部图形尺寸变化（如收缩）大于其它部位，而可能产生废、次品。因此，保证半固化片横向及纵向固化度一致性，对提高覆铜板产品质量是何等重要。
　　温度设定范围对半固化片质量和生产速度有一定影响。如将烘箱分成上下二个部分的话，上升段下部温度应稍低一些，让低沸点溶剂逐步挥发。如此处温度设定过高，低沸点溶剂挥发过快，会使半固化片表面显得不平滑，半固化片表面还会形成“外焦里嫩”情况。而半固化片内面溶剂继续挥发，会冲破外层而使半固化片出现“火山口”外观。上升段的上部温度可高一些，以让高沸点溶剂挥发。下降段的上部分温度可以比上升段上部温度略高一些，以加速半固化片固化进程，以提高生产速度。下降段下部接近半固化片出口，温度不宜过高，以免出烘箱后半固化片温度太高，产生粘辊现象，或接触冷却辊时，因温差过大而出现明显收缩。对于热辐射烘箱，通常用一股自上而下流动气流来辅助对半固化片加热，同时带走烘箱中废气。这股气流引入部分新风，在热辐射式上胶机中将其称为新风，其温度称为新风温度。新风温度对半固化片表层固化程度有明显影响。所以，上升段这股气流温度设定不宜过高，下降段这股气流温度设定可以高一些，但不宜超过200℃，以减少固化剂及固化促进剂的分解与升华。由于热气流会把固化剂及促进剂分解或升华成分带走，加速分解与升华现象，这是必须防止的。
　　半固化片固化度取决于烘箱上升段、下降段，温度及车速。为稳定生产工艺条件，当生产中检测半固化片技术指标超出规定值时，用调车速方法来调整半固化片固化度。
　　半固化片固化度检测和RC%检测一样是间断的，因而也同样存在调节时间长，浪费较大，检测过程是间断式的，两次检测中间长达1～2个小时生产过程的质量情况是不明；每次检测点数太少，不具充分代表性；人工检测，误差较大等缺陷。因此，连续检测和连续控制是提高半固化片质量一致性比较有效的方法。
　　当前较好控制方法是应用红外线探测器，把它安装在上胶机冷却单元后边，让它在半固化片横向上来回扫描。红外线探测器可以直接检测出半固化片单位质量（可转换为RC%），也可以检测出半固化片固化度。当固化度检测值超过设定值时，检测器会将信号反馈给温度控制器，及时调整相应温区温度，达到连续显示，连续控制目的，使整个生产处于一个动态平衡中，产品质量一致性得到更好保证。
　　（四）半固化片外观质量控制
　　半固化片外观质量与所使用的玻纤布质量密切相关，也与上胶机清洁度、胶液清洁度相关。上胶机烘箱、风管及各传动辊有污物的话，会使半固化片沾上黑点、杂质等。胶液有沾污及过滤网清洗不及时，以及孔眼太大时，也会使半固化片沾上杂质。当胶液中有油污时，半固化片上就可能出现鱼眼（当玻纤布上被含油物质污染时，上完胶后也会产生鱼眼）。因此，生产中应定期清理上胶机及胶液系统。

六、商品半固化片生产与品质控制
　　商品半固化片是覆铜板行业中销售量很大而又不同于覆铜板的一类产品，在多层印制电路板生产时，用其将各内层板粘合起来。商品半固化片的生产过程和半固化片相同，只是技术指标有所区别，商品半固化片有更高的品质要求。较常用的商品半固化片有7628、2116、1080型三个品种。但随着PCB制作层数提高，仅这三个品种已不能满足厚度精度调节要求和线路间树脂填充等方面要求。因此，商品半固化片产品系列规格型号会逐步增多。包括更高规格型号玻纤布，高、中、低树脂含量，高、中、低树脂流动度系列产品。现将一些覆铜板厂商品半固化片技术指标汇总如表7-3-2所示。
　　　　　　　　　　表7-3-2 商品半固化片技术指标

　　由于商品半固化片是作为商品直接出售的，所以在品质控制上比半固化片要更为严格，首先是在外观品质控制上。如鱼眼、折痕、缺胶等外观缺陷，在半固化片质量控制指标上虽然是不允许的，但如果缺陷比较轻微时，在生产较厚覆铜板产品时，有些厂把它夹在中间用掉了。但作为多层印制板用商品半固化片则是不允许的，因为多层PCB制作中，有许多场合只用一张商品半固化片，当有鱼眼等缺陷时，该缺陷就将造成压制的多层板存在缺陷而成为废品，因此，作为商品供应的商品半固化片有更高品质要求。
　　为了使生产出来的商品半固化片适于长途运输及在用户使用前有一定贮存期，商品半固化片应该密闭包装，由于双氰胺吸潮性很大，包装内应放吸湿防潮剂。吸潮对商品半固化片贮存期的影响最大。因此，商品半固化片贮存条件最好是冷冻条件或低湿度条件。低温低湿条件可以延缓环氧树脂的聚合，延长其贮存时间，防止由于商品半固化片吸附水份而导致多层板层间粘合力的减弱或导致在热油或焊锡浴中出现白斑、鼓泡或层间分离现象。在5℃环境下，商品半固化片贮存期为6个月，在23℃，RH小于50%条件下，贮存期为3个月。将在冷冻条件下贮存的商品半固化片取出来用时，应先在使用环境下均衡放置24～48小时，让其恢复到原始状态后，才可用于多层板层压。在均衡放置时间里，应让其保持密闭包装状态，以免因表面结露而造成不良影响。商品半固化片吸收水份会影响树脂流动度及固化度。即使在真空条件下被吸附的水份也只有少部分可以被抽掉。说明吸附水份部分为物理吸附，部分为化学吸附。吸附水份的商品半固化片流动度会升高，可认为水份起着一种润滑剂作用而加大了树脂流动度。但由于水份影响了树脂固化，会削弱层间粘合力，使层压制品耐热冲击能力下降，压制品白边角加大，微气泡增多，严重的压制品会分层。因此，生产厂和用户都应将商品半固化片贮存在低温、低湿环境下，以延长其使用寿命和保证制品质量。
　　湿气对贮存商品半固化片凝胶化时间没有十分明显影响，这与测试过程中水份先蒸发后树脂再发生聚合反应有关，由于样品量少，所以看不出很明显的GT变化。因此对于超贮存期商品半固化片质量的判断，更应多考虑树脂流动度（RF%）和挥发物含量（VC%）。吸附水份必定使VC%加大，它会造成层压制品耐热冲击性下降，应当防止。
　　随着PCB朝多层化、薄型化发展，对高尺寸稳定性覆铜板和超薄型商品半固化片的需求量也随之增大。超薄型半固化片生产难度大，除了要有良好的设备条件外，上胶工艺条件也要作相应改变。除此之外，树脂配方改良也不可忽视。