铜箔业者，经常接到客户报怨“他们加工制造的CCL或PCB发生脱层”，其实很多时候，脱层是因构成基板的树脂发生不良所致，使用动态机械分析仪（Dynamic Mechanical Analyzer，DMA）可以帮助确认这个问题。

铜箔在成膜后，尚需历经表面粗糙化及活性化，目的是为增强与基材间之黏结力。经过厂内品检合格的铜箔送交下游铜箔基板（CCL）厂，放置在堆栈好的树脂预浸板最外层，依需要热压成单面或双面基板，即是一般所谓的铜箔基板。接着，将此CCL送交下制程依续完成线路制作步骤，称为线路基板。然后，若要制作多层板时，尚需将线路基板与预浸板堆栈后再经过热压合的步骤，此时CCL已是二次受热了。之后，再要经外层线路涂布防焊漆、钻孔、电镀等热及化学处理过程，最后的成品称为印刷电路板（PCB）。通常，各种电子零件会以焊锡固定在PCB 上，此焊接过程又增加一次受热过程。

图1.  PCB的DMA标准图谱。

在先后若干次的受热过程中，由于铜箔与基板间的接着不佳，或者基板劣解变质，或者基板释出水或其它小分子等不良作用，均可能导致铜箔与基板间引起脱层现（Delamination），造成CCL 或PCB 的不堪使用。

身为铜箔业者，最常接到的客户报怨，就是他们加工制造的CCL或PCB发生脱层而要求索赔。其实很多时候，脱层是因构成基板的树脂发生不良所致，铜箔只是受到牵连而已。但是，如何证明是基板树脂不良呢？善用动态机械分析仪（Dynamic Mechanical Analyzer，DMA）可以有效帮助解答这个问题。

首先，完成正常CCL或PCB的DMA图谱以为标准，并建档，当然，试片要先将防焊涂料与表面铜箔处理掉。其次，分析发生脱层的CCL或PCB的DMA图，以发现其环氧树脂的反应质量。

图2.  去防焊、去铜箔的PCB#1板升温至170℃，观察2小时后的DMA图。

PCB的DMA标准谱图如图1所示，在DMA图中通常会显示三个黏弹量：弹性模量（Storage Modulus，E’），可以视为材料的软硬度；黏性模量（Loss Modulus，E”），可以视为材料的运动磨擦能量损失；阻尼（Damping，Tan Delta），即E”/E’，每储存一个单位能量的同时所损失的能量。从图1中可以看出，FR4 级PCB的软化温度为124℃，E”的峰值为128℃，Damping的峰值为134℃，传统以来，一般习惯取阻尼峰值为Tg，是前述三个值中最高的。图1中在整个玻璃转移范围内（100~180℃）阻尼的形状恰如一钟状常态分布图，表示交联的三度空间环氧树脂网目（Network）的大小分布也是常态分布，较低温度的阻尼强度代表宽大网目的比率，而较高的温度的阻尼强度代表细密网目的比率，常态分布表示反应均匀，无过度反应（Over Curing）或反应不足（Under Curing）。

案例1

PCB#1，在焊锡后发现电路孔四周有轻微脱层现象，但将PCB施以170℃与2小时的后反应之后，脱层有改善，故先将去防焊、去铜箔的PCB板升温至170℃观察2小时，结果见图2。本图说明在Tg后的橡胶区持温使反应得以持续，此由E’值稳定的增加而加以证实。也就是说，本试样的问题在于反应不足。

图3.  正常PCB、发生脱层的PCB#1的第一次加热图、经170℃后反应2小时的第二次加热图比较。

将图1正常PCB、会发生脱层的PCB#1的第一次加热图、经170℃后反应2小时的第二次加热图重迭比较，显然发现经后反应的PCB其Tg提高了，阻尼图也接近正常，唯Tg仍较正常低，且高温部份有肩形（Shoulder），表示二次加热的PCB反应均匀度毕竟比较差，见图3。

图4.  CCL#2发生脱层的局部、稍远于脱层处的局部、标准品的DMA比较。

案例2

CCL#2，发现表面铜箔有局部脱层现象，由此做成的PCB #4，在焊锡后仍发现电路孔四周有脱层现象。首先将CCL#2表面铜箔除去后，各取在发生脱层的局部与稍远于脱层处之局部各完成DMA测试，并与标准比较如上，结果见图4，由此可知远离脱层处的特性图较接近标准图，而脱层处的阻尼显然强度较矮Tg较低，故可判断本件样品的Network结构并不均匀，其原因可能是如下几点：1，热压合温度控制并不均匀；2，耐热性差，由于Over Curing 造成劣化，使Tg降低，且不均匀。经进一步分析，将证明由CCL#2所制作的成品PCB#4，其所发生的导电孔周围脱层的成因是原因2所致。图5中，除去防焊油墨与铜箔的样品，其阻尼峰Tg值由134℃降为124℃，并且阻尼峰不是钟形对称，Network 结构有所破坏，表示在由CCL→PCB 的过程中环氧树脂持续劣化。另外，在本项试验中，也比较了未将防焊油墨去除的DMA图谱，发现其阻尼峰Tg值由124℃降为114℃，表示防焊油墨会影响测试结果。

图5.  PCB#4与标准品的DMA谱图比较。

案例3

PCB#3，在焊锡后发现电路孔四周有轻微脱层现象，故先将防焊油墨与铜箔磨去以后，将试样在DMA中先后试验两次（1st Run与2nd Run），并与标准图谱比较，如图6。可以看出第一次升温的阻尼峰仅120℃，而第二次升温的阻尼峰达127℃，表示PCB#3的反应并未完全，证实了本试样的问题仍在于环氧树脂的反应不足，而不是铜箔质量有问题。

图6.  PCB#3两次DMA测试结果与标准谱图的比较。