PCB板的漲縮根源由板材的特性所決定，本質(zhì)上是材料熱力學(xué)行為與過(guò)程應(yīng)力的綜合表現(xiàn)。

以HDI板為例，HDI板材料的主要組成約為：70% PP + 30% 銅。PP在受到145℃以上高溫烘烤后尺寸會(huì)縮小，在受到60℃～90℃高溫后尺寸也會(huì)變化；銅在受到機(jī)械力拉扯后尺寸會(huì)變大。

PCB漲縮形成的原因之一：裁板

PCB在制造過(guò)程中出現(xiàn)漲縮的原因之一是裁板（Cutting）環(huán)節(jié)。裁板可能導(dǎo)致漲縮的具體原因：

1. 機(jī)械應(yīng)力影響

裁板時(shí)，刀具對(duì)板材施加的機(jī)械力可能使銅箔和基材（如PP，預(yù)浸材料）發(fā)生局部形變。銅具有延展性，受拉扯后可能發(fā)生塑性變形，導(dǎo)致局部尺寸增大。

2. 材料熱傳導(dǎo)不均

裁板過(guò)程中，刀具摩擦可能產(chǎn)生局部高溫，若溫度超過(guò)PP（預(yù)浸材料）的耐受范圍（如60~90℃或145℃以上），會(huì)導(dǎo)致PP收縮。

3. 內(nèi)應(yīng)力釋放

PCB材料在層壓或固化過(guò)程中可能殘留內(nèi)應(yīng)力，裁板時(shí)因外力作用會(huì)突然釋放，導(dǎo)致板材局部變形。

4. 裁板精度與工具磨損

刀具磨損或裁板機(jī)精度不足可能導(dǎo)致切口不平整，間接影響后續(xù)工序（如鉆孔、曝光）的對(duì)位精度，加劇漲縮問(wèn)題。

在裁板后對(duì)基板烘烤170度，4小時(shí)后再生產(chǎn)，以釋放基板內(nèi)的應(yīng)力，減小群體間的R值。通過(guò)與未烘烤對(duì)比，發(fā)現(xiàn)對(duì)壓合漲縮R值的改善比較明顯。

PCB漲縮形成的原因之二：圖形轉(zhuǎn)移

1. 材料因素

基板材料特性：PCB基材通常由環(huán)氧樹(shù)脂和玻璃纖維組成，在高溫或濕度環(huán)境下容易發(fā)生熱膨脹或吸濕膨脹；不同廠商或批次的基板可能存在內(nèi)應(yīng)力差異，導(dǎo)致圖形轉(zhuǎn)移后漲縮不一致。

銅箔與基材的CTE不匹配：銅的CTE與基材不同，在圖形轉(zhuǎn)移過(guò)程中受熱或化學(xué)處理時(shí)，可能因膨脹/收縮不一致。

2. 工藝因素

圖形轉(zhuǎn)移過(guò)程中的溫度變化：曝光、顯影、蝕刻等步驟可能涉及加熱或化學(xué)藥液處理，溫度波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致基板局部膨脹或收縮；干膜或濕膜在曝光后固化收縮，可能影響圖形尺寸穩(wěn)定性。

化學(xué)藥液的影響：刻液基材產(chǎn)生微腐蝕或溶脹效應(yīng)，導(dǎo)致基板變形；顯影液或清洗過(guò)程中的水分吸收也可能引起基板尺寸變化。

機(jī)械應(yīng)力作用：在貼膜、曝光、顯影等工序中，基板可能受到機(jī)械張力或壓力，導(dǎo)致局部應(yīng)力集中，后續(xù)釋放時(shí)產(chǎn)生漲縮。

3. 環(huán)境因素

溫濕度變化：生產(chǎn)環(huán)境的溫濕度波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致基板吸濕或熱脹冷縮，尤其在圖形轉(zhuǎn)移后的存放階段。

存儲(chǔ)條件：裁切后的基板若未及時(shí)生產(chǎn)，長(zhǎng)時(shí)間存放可能因環(huán)境濕度吸收內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致后續(xù)圖形轉(zhuǎn)移時(shí)尺寸變化。

4. 內(nèi)應(yīng)力釋放

基板加工歷史影響：覆銅板在壓合、裁切等前制程中可能殘留內(nèi)應(yīng)力，圖形轉(zhuǎn)移時(shí)的化學(xué)或熱作用會(huì)加速應(yīng)力釋放，導(dǎo)致漲縮。

前處理: 圖形轉(zhuǎn)移PUMICE線前、后量測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)PUMICE一次會(huì)造成板子漲2mil左右，數(shù)據(jù)如下：

曝光：圖形轉(zhuǎn)移曝光使用的底片實(shí)際值與申請(qǐng)值存在約小于±1mil的允許誤差。

量測(cè)工具：對(duì)廠內(nèi)3臺(tái)二次元（一樓底片房二次元、一樓圖形轉(zhuǎn)移二次元及防焊二次元），分別與三次元對(duì)比發(fā)現(xiàn)：防焊二次元與三次元量測(cè)數(shù)據(jù)基本一致，但底片房二次元及圖形轉(zhuǎn)移二次元與三次元相差0.005%（約1mil），數(shù)據(jù)如下：

PCB漲縮形成的原因之三：壓合

PCB在制造過(guò)程中出現(xiàn)漲縮的原因涉及多種因素，其中壓合是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

1. 壓合過(guò)程中的熱應(yīng)力與冷卻收縮

樹(shù)脂固化特性：壓合時(shí)，多層PCB的樹(shù)脂在高溫高壓下固化，冷卻后因熱脹冷縮效應(yīng)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致板材尺寸變化（通常為收縮）。

玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）影響：若壓合溫度接近或超過(guò)基材的Tg值，樹(shù)脂流動(dòng)性增強(qiáng)，冷卻后收縮更明顯。

2. 材料特性不匹配

銅箔與基材的CTE差異：銅的CTE約為17 ppm/°C，而FR4基材的CTE在XY方向?yàn)?2-16 ppm/°C，Z方向高達(dá)50-70 ppm/°C。壓合后冷卻時(shí)，兩者收縮率不同，導(dǎo)致翹曲或局部漲縮。

多層板材料不對(duì)稱：若內(nèi)層銅層分布不均，壓合后應(yīng)力分布不平衡，引發(fā)變形。

3. 壓合參數(shù)控制不當(dāng)

溫度/壓力/時(shí)間不精準(zhǔn)：壓合溫度過(guò)高或壓力不均會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂過(guò)度流動(dòng)，冷卻后收縮加??；時(shí)間不足則可能使樹(shù)脂未完全固化，影響尺寸穩(wěn)定性。

升降溫速率過(guò)快：急速冷卻會(huì)增大內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致板子邊緣或局部區(qū)域漲縮更顯著。

4. 層間對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題

內(nèi)層圖形與壓合偏差：若內(nèi)層圖形在壓合前已存在漲縮（如曝光或蝕刻導(dǎo)致），壓合后多層對(duì)位誤差累積，整體尺寸超差。

層壓滑移：壓合時(shí)樹(shù)脂流動(dòng)可能帶動(dòng)內(nèi)層銅箔輕微位移，導(dǎo)致圖形偏移。

5. 環(huán)境因素與后續(xù)工藝影響

儲(chǔ)存環(huán)境濕度：吸濕性基材（如PP片）在壓合后吸潮膨脹，或干燥后收縮。

后續(xù)加工應(yīng)力：鉆孔、銑邊等機(jī)械加工會(huì)釋放壓合內(nèi)應(yīng)力，引發(fā)二次變形。

壓合: 基板漲縮變化, 造成成品尺寸變化：某主板B5版本較B4每次壓合的縮量減少約0.01%，從而導(dǎo)致外層比例上升，如下圖所示：

PCB漲縮形成的原因之四：LASER

LASER 導(dǎo)致 PCB 漲縮的主要原因：

1. 熱應(yīng)力效應(yīng)

激光加工時(shí)，局部高溫會(huì)使基板材料發(fā)生瞬時(shí)膨脹，冷卻后因熱應(yīng)力殘留導(dǎo)致材料收縮或變形。

銅箔與基材CTE差異：銅和樹(shù)脂基材的熱膨脹系數(shù)（CTE）不同，激光加熱后冷卻可能引發(fā)層間應(yīng)力，導(dǎo)致整體尺寸偏移。

2. 材料燒蝕與碳化

高能激光可能燒蝕樹(shù)脂或玻璃纖維，形成微裂紋或碳化區(qū)域，破壞材料均勻性，進(jìn)而影響尺寸穩(wěn)定性。

3. 加工精度與能量控制

激光能量過(guò)高或聚焦不良會(huì)導(dǎo)致過(guò)度加熱，加劇漲縮；能量不足則需多次加工，累積熱影響。

脈沖頻率與掃描速度：參數(shù)不當(dāng)可能引發(fā)不均勻的熱分布，導(dǎo)致局部形變。

4. 內(nèi)層結(jié)構(gòu)影響

多層PCB中，激光加工可能改變內(nèi)層銅箔與介質(zhì)的結(jié)合狀態(tài)，壓合后因應(yīng)力釋放產(chǎn)生漲縮。

黑化前后班子的尺寸比例變化約0.003%，如下表所示。

PCB漲縮形成的原因之五：塞孔

塞孔（埋塞）導(dǎo)致PCB漲縮的主要原因有：

1. 材料固化收縮

樹(shù)脂基塞孔材料在高溫固化時(shí)會(huì)發(fā)生聚合收縮，導(dǎo)致孔壁受到拉力，進(jìn)而影響PCB整體的尺寸穩(wěn)定性。

收縮率差異：塞孔材料與基板的收縮率不同，冷卻后可能引起局部應(yīng)力，導(dǎo)致PCB輕微變形或漲縮。

2. 熱膨脹系數(shù)（CTE）不匹配

塞孔材料與PCB基材的CTE不同，在溫度變化時(shí)，因膨脹/收縮程度不同而產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致PCB整體或局部尺寸變化。

3. 塞孔工藝不均勻

填充不足或過(guò)量：塞孔不完全會(huì)導(dǎo)致孔壁受力不均，壓合時(shí)可能引起基材變形。塞孔材料溢出，固化后可能擠壓周圍線路，導(dǎo)致局部漲縮。

固化條件不穩(wěn)定：溫度、時(shí)間控制不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致塞孔材料固化不完全或過(guò)度收縮，影響PCB尺寸精度。

4. 多層板壓合影響

在HDI或多層PCB中，塞孔后的板材在壓合時(shí)，由于樹(shù)脂流動(dòng)和固化，可能導(dǎo)致內(nèi)層銅層與介質(zhì)層結(jié)合力變化，從而影響整體漲縮率。

烘烤: 不同板厚的板在塞孔烘烤后均呈縮的趨勢(shì)，X軸縮0.003%-0.013%之間，Y軸縮0.001%-0.011%之間。

刷磨: 板子研磨兩次與研磨一次的變化較小，均呈漲的趨勢(shì)，X軸漲0.000%-0.004%，Y軸漲0.001%-0.005%。

埋塞: 經(jīng)過(guò)埋塞流程的在制品，X軸約漲0.002%-0.013%，Y軸約漲0.009%-0.021%。

PCB漲縮形成的原因之六：防焊

在PCB制造過(guò)程中，防焊（Solder Mask）工藝可能會(huì)導(dǎo)致板材漲縮，主要原因包括以下幾個(gè)方面：

1. 防焊油墨固化過(guò)程中的熱應(yīng)力

防焊油墨在高溫固化（烘烤）時(shí)會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng)，導(dǎo)致油墨收縮，從而對(duì)PCB基材產(chǎn)生應(yīng)力。如果油墨固化不均勻（如局部溫度差異），可能導(dǎo)致板材局部變形，影響整體尺寸穩(wěn)定性。

2. 油墨與基材的CTE不匹配

防焊油墨和PCB基材的熱膨脹系數(shù)不同，在加熱和冷卻過(guò)程中，兩者膨脹/收縮程度不一致，可能導(dǎo)致板材翹曲或尺寸變化。

3. 防焊前處理的影響

在防焊前，PCB通常需要研磨或化學(xué)清洗以增強(qiáng)油墨附著力，但過(guò)度研磨可能導(dǎo)致板材表面微損傷，影響尺寸穩(wěn)定性。研磨后板材可能輕微膨脹。

4. 曝光和顯影過(guò)程的應(yīng)力釋放

防焊油墨在曝光和顯影過(guò)程中，可能因化學(xué)藥液的滲透或溶脹作用，導(dǎo)致板材輕微膨脹。

5. 多層板結(jié)構(gòu)的影響（如埋塞工藝）

如果PCB涉及埋塞或多層壓合，防焊工藝疊加后可能加劇漲縮。

防焊烘烤：通過(guò)對(duì)比烘烤前后的在制品尺寸，烘烤后尺寸約縮小0.008%-0.016%。

小結(jié)：從之前收集的各制程漲縮量的數(shù)據(jù)來(lái)看，廣內(nèi)對(duì)漲縮貢獻(xiàn)度較大的制程主要是壓合、電鍍，且主要是第一、二次壓合、電鍍及防焊的縮量較大。

漲縮改善方案

線路板貼片過(guò)回流爐時(shí)尺寸會(huì)變小，尺寸越大縮量越大，不利于第二面的貼件；建議二階以上產(chǎn)品SET尺寸最大不超過(guò)7″。

總結(jié)

1、尺寸漲縮變化不是某一個(gè)工序造成的；成品尺寸需要全流程參與；

2、基板補(bǔ)償是按正常生產(chǎn)過(guò)程的漲縮制定，請(qǐng)各制程規(guī)范作業(yè)，仔細(xì)確認(rèn)首件，減少重工；

3、圖形轉(zhuǎn)移及鉆孔工序?yàn)楫惓１壤{(diào)整的關(guān)鍵站，直接關(guān)系到成品的尺寸，需要特別管控。