PCB闆的漲縮根源由闆材的特性所決定，本質(zhì)上是 材料熱力學(xué)行爲(wèi)與過(guò)程應(yīng)力的綜閤錶現(xiàn) 。

以HDI闆爲(wèi)例，HDI闆材料的主要組成約爲(wèi)：70% PP + 30% 銅。PP在受到145℃以上高溫烘烤後尺寸會(huì)縮小，在受到60 ℃ ～90℃高溫後尺寸也會(huì)變化；銅在受到機(jī)械力拉扯後尺寸會(huì)變大。

PCB漲縮形成的原因之一：裁闆

PCB在製造過(guò)程中齣現(xiàn)漲縮的原因之一是裁闆（Cutting）環(huán)節(jié)。裁闆可能導(dǎo)緻漲縮的具體原因：

1. 機(jī)械應(yīng)力影響

裁闆時(shí)，刀具對(duì)闆材施加的機(jī)械力可能使銅箔和基材（如PP，預(yù)浸材料）髮生局部形變。銅具有延展性，受拉扯後可能髮生塑性變形，導(dǎo)緻局部尺寸增大。

2. 材料熱傳導(dǎo)不均

裁闆過(guò)程中，刀具摩擦可能産生局部高溫，若溫度超過(guò)PP（預(yù)浸材料）的耐受範(fàn)圍（如60~90℃或145℃以上），會(huì)導(dǎo)緻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，裁闆時(shí)因外力作用會(huì)突然釋放，導(dǎo)緻闆材局部變形。

4. 裁闆精度與工具磨損

刀具磨損或裁闆機(jī)精度不足可能導(dǎo)緻切口不平整，間接影響後續(xù)工序（如鑽孔、曝光）的對(duì)位精度，加劇漲縮問(wèn)題。

在裁闆後對(duì)基闆烘烤170度，4小時(shí)後再生産，以釋放基闆內(nèi)的應(yīng)力，減小群體間的R值。通過(guò)與未烘烤對(duì)比，髮現(xiàn)對(duì)壓閤漲縮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

基闆材料特性：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)境下容易髮生熱膨脹或吸濕膨脹；不衕廠(chǎng)商或批次的基闆可能存在內(nèi)應(yīng)力差異，導(dǎo)緻圖形轉(zhuǎn)移後漲縮不一緻。

銅箔與基材的 CTE不匹配：銅的CTE與基材不衕，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/收縮不一緻。

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)緻基闆局部膨脹或收縮；榦膜或濕膜在曝光後固化收縮，可能影響圖形尺寸穩(wěn)定性。

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

機(jī)械應(yīng)力作用：在貼膜、曝光、顯影等工序中，基闆可能受到機(jī)械張力或壓力，導(dǎo)緻局部應(yīng)力集中，後續(xù)釋放時(shí)産生漲縮。

3. 環(huán)境因素

溫濕度變化：生産環(huán)境的溫濕度波動(dòng)會(huì)導(dǎo)緻基闆吸濕或熱脹冷縮，尤其在圖形轉(zhuǎn)移後的存放階段。

存儲(chǔ)條件：裁切後的基闆若未及時(shí)生産，長(zhǎng)時(shí)間存放可能因環(huán)境濕度吸收內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)緻後續(xù)圖形轉(zhuǎn)移時(shí)尺寸變化。

4. 內(nèi)應(yīng)力釋放

基闆加工歷史影響： 覆銅闆在壓閤、裁切等前製程中可能殘留內(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)緻漲縮。

前處理: 圖形轉(zhuǎn)移PUMICE線(xiàn)前、後量測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)比，髮現(xiàn)PUMICE一次會(huì)造成闆子漲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)值存在約小於 ±1mil的允許誤差。

量測(cè)工具：對(duì)廠(chǎng)內(nèi)3颱二次元（一樓底片房二次元、一樓圖形轉(zhuǎn)移二次元及防焊二次元），分彆與三次元對(duì)比髮現(xiàn)：防焊二次元與三次元量測(cè)數(shù)據(jù)基本一緻，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：壓閤

PCB在製造過(guò)程中齣現(xiàn)漲縮的原因涉及多種因素，其中壓閤是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

1. 壓閤過(guò)程中的熱應(yīng)力與冷卻收縮

樹(shù)脂固化特性：壓閤時(shí)，多層PCB的樹(shù)脂在高溫高壓下固化，冷卻後因熱脹冷縮效應(yīng)産生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)緻闆材尺寸變化（通常爲(wèi)收縮）。

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

2. 材料特性不匹配

銅箔與基材的CTE差異：銅的CTE約爲(wèi)17 ppm/°C，而FR4基材的CTE在XY方曏爲(wèi)12-16 ppm/°C，Z方曏高達(dá)50-70 ppm/°C。壓閤後冷卻時(shí)，兩者收縮率不衕，導(dǎo)緻翹麴或局部漲縮。

多層闆材料不對(duì)稱(chēng)：若內(nèi)層銅層分佈不均，壓閤後應(yīng)力分佈不平衡，引髮變形。

3. 壓閤蔘數(shù)控製不當(dāng)

溫度/壓力/時(shí)間不精準(zhǔn)：壓閤溫度過(guò)高或壓力不均會(huì)導(dǎo)緻樹(shù)脂過(guò)度流動(dòng)，冷卻後收縮加劇；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。

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

4. 層間對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題

內(nèi)層圖形與壓閤偏差：若內(nèi)層圖形在壓閤前已存在漲縮（如曝光或蝕刻導(dǎo)緻），壓閤後多層對(duì)位誤差纍積，整體尺寸超差。

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

5. 環(huán)境因素與後續(xù)工藝影響

儲(chǔ)存環(huán)境濕度：吸濕性基材（如PP片）在壓閤後吸潮膨脹，或榦燥後收縮。

後續(xù)加工應(yīng)力：鑽孔、銑邊等機(jī)械加工會(huì)釋放壓閤內(nèi)應(yīng)力，引髮二次變形。

壓閤: 基闆漲縮變化, 造成成品尺寸變化：某主闆B5版本較B4每次壓閤的縮量減少約0.01%，從而導(dǎo)緻外層比例上陞，如下圖所示：

PCB漲縮形成的原因之四：LASER

LASER 導(dǎo)緻 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)使基闆材料髮生瞬時(shí)膨脹，冷卻後因熱應(yīng)力殘留導(dǎo)緻材料收縮或變形。

銅箔與基材CTE差異：銅和樹(shù)脂基材的熱膨脹繫數(shù)（CTE）不衕，激光加熱後冷卻可能引髮層間應(yīng)力，導(dǎo)緻整體尺寸偏移。

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. 加工精度與能量控製

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

脈衝頻率與掃描速度：蔘數(shù)不當(dāng)可能引髮不均勻的熱分佈，導(dǎo)緻局部形變。

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)閤狀態(tài)，壓閤後因應(yīng)力釋放産生漲縮。

黑化前後班子的尺寸比例變化約0.003%，如下錶所示。

PCB漲縮形成的原因之五：塞孔

塞孔（埋塞）導(dǎo)緻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)髮生聚閤收縮，導(dǎo)緻孔壁受到拉力，進(jìn)而影響PCB整體的尺寸穩(wěn)定性。

收縮率差異：塞孔材料與基闆的收縮率不衕，冷卻後可能引起局部應(yīng)力，導(dǎo)緻PCB輕微變形或漲縮。

2. 熱膨脹繫數(shù)（CTE）不匹配

塞孔材料與PCB基材的CTE不衕，在溫度變化時(shí)，因膨脹/收縮程度不衕而産生應(yīng)力，導(dǎo)緻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)緻孔壁受力不均，壓閤時(shí)可能引起基材變形。塞孔材料溢齣，固化後可能擠壓週圍線(xiàn)路，導(dǎo)緻局部漲縮。

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

4. 多層闆壓閤影響

在HDI或多層PCB中，塞孔後的闆材在壓閤時(shí)，由於樹(shù)脂流動(dòng)和固化，可能導(dǎo)緻內(nèi)層銅層與介質(zhì)層結(jié)閤力變化，從而影響整體漲縮率。

烘烤: 不衕闆厚的闆在塞孔烘烤後均呈縮的趨勢(shì)，X軸縮0.003%-0.013%之間，Y軸縮0.001%-0.011%之間。

刷磨: 闆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)埋塞流程的在製品，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製造過(guò)程中，防焊（ Solder Mask）工藝可能會(huì)導(dǎo)緻闆材漲縮，主要原因包括以下幾箇方麵：

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)髮生聚閤反應(yīng)，導(dǎo)緻油墨收縮，從而對(duì)PCB基材産生應(yīng)力。如果油墨固化不均勻（如局部溫度差異），可能導(dǎo)緻闆材局部變形，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基材的熱膨脹繫數(shù)不衕，在加熱和冷卻過(guò)程中，兩者膨脹/收縮程度不一緻，可能導(dǎo)緻闆材翹麴或尺寸變化。

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)緻闆材錶麵微損傷，影響尺寸穩(wěn)定性。研磨後闆材可能輕微膨脹。

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)緻闆材輕微膨脹。

5. 多層闆結(jié)構(gòu)的影響（如埋塞工藝）

如果PCB涉及埋塞或多層壓閤，防焊工藝疊加後可能加劇漲縮。

防焊烘烤：通過(guò)對(duì)比烘烤前後的在製品尺寸，烘烤後尺寸約縮小0.008%-0.016%。

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

漲縮改善方案

線(xiàn)路闆貼片過(guò) 迴流爐時(shí)尺寸會(huì)變小，尺寸越大縮量越大，不利於第二麵的貼件；建議二階以上産品SET尺寸最大不超過(guò)7″。

總結(jié)

1、尺寸漲縮變化不是某一箇工序造成的；成品尺寸需要全流程蔘與；

2、基闆補(bǔ)償是按正常生産過(guò)程的漲縮製定，請(qǐng)各製程規(guī)範(fàn)作業(yè)，仔細(xì)確認(rèn)首件，減少重工；

3、圖形轉(zhuǎn)移及鑽孔工序爲(wèi)異常比例調(diào)整的關(guān)鍵站，直接關(guān)繫到成品的尺寸，需要特彆管控。