多層線路板有哪些制作難點(diǎn)

　　在電路板工作里，多層線路板（高精密PCB多層板）一般定義為4層-20層或以上的叫做多層線路板，比傳統(tǒng)的PCB多層線路板加工難度大，其質(zhì)量可靠性要求高，首要使用于通訊設(shè)備、工控、安防、高端服務(wù)器、醫(yī)療電子、航空、軍事等領(lǐng)域。近幾年來(lái)，使用通訊、基站、航空、軍事等領(lǐng)域的PCB高層板商場(chǎng)需求仍然強(qiáng)勁，而跟著中國(guó)電信設(shè)備商場(chǎng)的快速展開(kāi)，PCB高層線路板商場(chǎng)遠(yuǎn)景被看好。

　　現(xiàn)在國(guó)內(nèi)能電路板批量出產(chǎn)的高層線路板廠家，首要來(lái)自于外資企業(yè)或少量?jī)?nèi)資企業(yè)。高層線路板的出產(chǎn)不只需求較高的技能和設(shè)備投入，更需求技能人員和出產(chǎn)人員的閱歷積累，一同導(dǎo)入PCB多層線路板客戶認(rèn)證手續(xù)嚴(yán)峻且繁瑣，因此高層線路板進(jìn)入企業(yè)門(mén)檻較高，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化出產(chǎn)周期較長(zhǎng)。而 萬(wàn)創(chuàng)興電子20年專業(yè)出產(chǎn)閱歷，產(chǎn)品定位于2-40層線路板，首要以高多層批量出產(chǎn)為主。

　　PCB多層板的平均層數(shù)已經(jīng)成為衡量PCB企業(yè)技能水平和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的重要技能指標(biāo)。本文簡(jiǎn)述了高層線路板在出產(chǎn)中遇到的首要加工難點(diǎn)，介紹了高層線路板要害出產(chǎn)工序的控制要害，供我們參閱。

　　一、首要電路板制作難點(diǎn)

　　比照常規(guī)線路板產(chǎn)品特色，高層線路板具有PCB板件更厚、層數(shù)更多、線路和過(guò)孔更密布、單元標(biāo)準(zhǔn)更大、介質(zhì)層更薄等特性，內(nèi)層空間、層間對(duì)準(zhǔn)度、阻抗控制以及可靠性要求更為嚴(yán)峻。

　　1、層間對(duì)準(zhǔn)度難點(diǎn)

　　因?yàn)镻CB高層板層數(shù)多，客戶規(guī)劃端對(duì)PCB各層的對(duì)準(zhǔn)度要求越來(lái)越嚴(yán)峻，一般層間對(duì)位公差控制±75μm，考慮高層板單元標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃較大、圖形搬運(yùn)車間環(huán)境溫濕度，以及不同芯板層漲縮不一致性帶來(lái)的錯(cuò)位疊加、層間定位方法等要素，使得高層板的層間對(duì)準(zhǔn)度控制難度更大。高多層電路板

　　2、內(nèi)層線路制作難點(diǎn)

　　PCB高層線路板選用高TG、高速、高頻、厚銅、薄介質(zhì)層等特別材料，對(duì)內(nèi)層線路制作及圖形標(biāo)準(zhǔn)控制提出高要求，如阻抗信號(hào)傳輸?shù)臒o(wú)缺性，增加了內(nèi)層線路制作難度。線寬線距小，開(kāi)短路增多，微短增多，合格率低;細(xì)密線路信號(hào)層較多，內(nèi)層AOI漏檢的幾率加大;內(nèi)層芯板厚度較薄，簡(jiǎn)略褶皺導(dǎo)致曝光不良，蝕刻過(guò)機(jī)時(shí)簡(jiǎn)略卷板，多層線路板大多數(shù)為系統(tǒng)板，單元標(biāo)準(zhǔn)較大，在制品作廢的價(jià)值相對(duì)高。

　　3、壓合制作難點(diǎn)

　　多張PCB內(nèi)層芯板和半固化片疊加，壓合出產(chǎn)時(shí)簡(jiǎn)略發(fā)生滑板、分層、樹(shù)脂空泛和氣泡殘留等缺陷。在規(guī)劃疊層結(jié)構(gòu)時(shí)，需充分考慮材料的耐熱性、耐電壓、填膠量以及介質(zhì)厚度，并設(shè)定合理的PCB高層線路板壓合程式。層數(shù)多，漲縮量控制及標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)補(bǔ)償量無(wú)法保持一致性，層間絕緣層薄，簡(jiǎn)略導(dǎo)致層間可靠性檢驗(yàn)失效問(wèn)題。圖1是熱應(yīng)力檢驗(yàn)后出現(xiàn)爆板分層的缺陷圖。

　　4、鉆孔制作難點(diǎn)

　　選用高TG、高速、高頻、厚銅類特別板材，增加了鉆孔粗糙度、鉆孔毛刺和去鉆污的難度。層數(shù)多，累計(jì)總銅厚和板厚，鉆孔易斷刀；密布BGA多，窄孔壁間隔導(dǎo)致的CAF失效問(wèn)題;因板厚簡(jiǎn)略導(dǎo)致斜鉆問(wèn)題。

　　二、要害出產(chǎn)工序控制

　　1、PCB材料選擇

　　跟著電子元器件高性能化、多功用化的方向展開(kāi)，一同帶來(lái)高頻、高速展開(kāi)的信號(hào)傳輸，因此要求電子電路材料的介電常數(shù)和介電損耗比較低，以及低CTE、低吸水率和更好的高性能覆銅板材料，以滿足高層板的加工和可靠性要求。常用的板材供貨商首要有A系列、B系列、C系列、D系列，這四種內(nèi)層基板的首要特性比照，見(jiàn)表1。關(guān)于高層厚銅線路板選用高樹(shù)脂含量的半固化片，層間半固化片的流膠量足以將內(nèi)層圖形填充溢，絕緣介質(zhì)層太厚易出現(xiàn)制品板超厚，反之絕緣介質(zhì)層偏薄，則易形成介質(zhì)分層、高壓檢驗(yàn)失效等質(zhì)量問(wèn)題，因此對(duì)絕緣介質(zhì)材料的選擇極為重要。

　　2、壓合疊層結(jié)構(gòu)規(guī)劃

　　在疊層結(jié)構(gòu)規(guī)劃中考慮的首要要素是材料的耐熱性、耐電壓、填膠量以及介質(zhì)層厚度等，應(yīng)遵循以下首要原則。

　　①.當(dāng)客戶要求高TG板材時(shí)，芯板和半固化片都要用相應(yīng)的高TG材料。

　?、?半固化片與芯板廠商有必要保持一致。為確保PCB可靠性，一切層半固化片避免運(yùn)用單張1080或106半固化片(客戶有特別要求在外)，客戶無(wú)介質(zhì)厚度要求時(shí)，各層間介質(zhì)厚度有必要按IPC-A-600G確?！?.09mm。

　?、?內(nèi)層基板3OZ或以上，選用高樹(shù)脂含量的半固化片，如1080R/C65%、1080HR/C68%、106R/C73%、106HR/C76%;但盡量避免悉數(shù)運(yùn)用106高膠半固化片的結(jié)構(gòu)規(guī)劃，以避免多張106半固化片疊合，因玻纖紗太細(xì)，玻纖紗在大基材區(qū)陷落而影響標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性和爆板分層。

　　④.若客戶無(wú)特別要求，層間介質(zhì)層厚度公差一般按+/-10%控制，關(guān)于阻抗板，介質(zhì)厚度公差按IPC-4101C/M級(jí)公差控制，若阻抗影響要素與基材厚度有關(guān)，則板材公差也有必要按IPC-4101C/M級(jí)公差。

　　3、層間對(duì)準(zhǔn)度控制

　　內(nèi)層芯板標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)償?shù)臏?zhǔn)確度和出產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)控制，需求通過(guò)必定的時(shí)間在出產(chǎn)中所收集的數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)閱歷，對(duì)多層線路板的各層圖形標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行準(zhǔn)確補(bǔ)償，確保各層芯板漲縮一致性。選擇高精度、高可靠的壓合前層間定位方法，如四槽定位(PinLAM)、熱熔與鉚釘結(jié)合。設(shè)定適合的壓合工藝程序和對(duì)壓機(jī)日常維護(hù)是確保壓合質(zhì)量的要害，控制壓合流膠和冷卻作用，削減層間錯(cuò)位問(wèn)題。層間對(duì)準(zhǔn)度控制需求從內(nèi)層補(bǔ)償值、壓合定位方法、壓合工藝參數(shù)、材料特性等要素概括考量。

　　4、內(nèi)層線路工藝

　　因?yàn)閭鹘y(tǒng)曝光機(jī)的解析才干在50μm左右，關(guān)于高層板出產(chǎn)制作，可以引入激光直接成像機(jī)(LDI)，前進(jìn)圖形解析才干，解析才干抵達(dá)20μm左右。傳統(tǒng)曝光機(jī)對(duì)位精度在±25μm，層間對(duì)位精度大于50μm。選用高精度對(duì)位曝光機(jī)，圖形對(duì)位精度可以前進(jìn)到15μm左右，層間對(duì)位精度控制30μm以內(nèi)，削減了傳統(tǒng)設(shè)備的對(duì)位誤差，前進(jìn)了高層板的層間對(duì)位精度。

　　為了前進(jìn)線路蝕刻才干，需求在工程規(guī)劃上對(duì)線路的寬度和焊盤(pán)(或焊環(huán))給予恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)償外，還需對(duì)特別圖形，如回型線路、獨(dú)立線路等補(bǔ)償量做更具體的規(guī)劃考慮。供認(rèn)內(nèi)層線寬、線距、阻隔環(huán)巨細(xì)、獨(dú)立線、孔到線間隔規(guī)劃補(bǔ)償是否合理，否則更改工程規(guī)劃。有阻抗、感抗規(guī)劃要求留意獨(dú)立線、阻抗線規(guī)劃補(bǔ)償是否滿足，蝕刻時(shí)控制好參數(shù)，首件供認(rèn)合格后方可批量出產(chǎn)。為削減蝕刻側(cè)蝕，需對(duì)蝕刻液的各組藥水成分控制在最佳范圍內(nèi)。傳統(tǒng)的蝕刻線設(shè)備蝕刻才干缺乏，可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行技能改造或?qū)敫呔芪g刻線設(shè)備，前進(jìn)蝕刻均勻性，削減蝕刻毛邊、蝕刻不凈等問(wèn)題。

　　5、壓合工藝

　　現(xiàn)在壓合前層間定位方法首要包含：四槽定位(PinLAM)、熱熔、鉚釘、熱熔與鉚釘結(jié)合，不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)選用不同的定位方法。關(guān)于多層線路板選用四槽定位方法(PinLAM)，或運(yùn)用熔合+鉚合方法制作，OPE沖孔機(jī)沖出定位孔，沖孔精度控制在±25μm。熔合時(shí)調(diào)機(jī)制作首板需選用X-RAY查看層偏，層偏合格方可制作批量，批量出產(chǎn)時(shí)需查看每塊板是否熔入單元，以避免后續(xù)分層，壓合設(shè)備選用高性能配套壓機(jī)，滿足高層板的層間對(duì)位精度和可靠性。

　　依據(jù)多層線路板疊層結(jié)構(gòu)及運(yùn)用的材料，研討適合的壓合程序，設(shè)定最佳的升溫速率和曲線，在常規(guī)的多層線路板壓合程序上，恰當(dāng)降低壓合板料升溫速率，延伸高溫固化時(shí)間，使樹(shù)脂充分活動(dòng)、固化，一同避免壓合過(guò)程中滑板、層間錯(cuò)位等問(wèn)題。材料TG值不一樣的板，不能同爐排板;一般參數(shù)的板不行與特別參數(shù)的板混壓;確保漲縮系數(shù)給定合理性，不同板材及半固化片的性能不一，需選用相應(yīng)的板材半固化片參數(shù)壓合，從未運(yùn)用過(guò)的特別材料需求驗(yàn)證工藝參數(shù)。PCB電路板

　　6、鉆孔工藝

　　因?yàn)楦鲗盈B加導(dǎo)致板件和銅層超厚，對(duì)鉆頭磨損嚴(yán)峻，簡(jiǎn)略折斷鉆刀，關(guān)于孔數(shù)、落速和轉(zhuǎn)速恰當(dāng)?shù)南抡{(diào)。準(zhǔn)確測(cè)量板的漲縮，供給準(zhǔn)確的系數(shù);層數(shù)≥14層、孔徑≤0.2mm或孔到線間隔≤0.175mm，選用孔位精度≤0.025mm的鉆機(jī)出產(chǎn);直徑φ4.0mm以上孔徑選用分步鉆孔，厚徑比12:1選用分步鉆，正反鉆孔方法出產(chǎn);控制鉆孔披鋒及孔粗，高層板盡量選用全新鉆刀或磨1鉆刀鉆孔，孔粗控制25um以內(nèi)。為改善高層厚銅板的鉆孔毛刺問(wèn)題，經(jīng)批量驗(yàn)證，運(yùn)用高密度墊板，疊板數(shù)量為一塊，鉆頭磨次控制在3次以內(nèi)，可有用改善鉆孔毛刺，如圖2、圖3所示。

　　關(guān)于高頻、高速、海量數(shù)據(jù)傳輸用的高層線路板，背鉆技能是改善信號(hào)無(wú)缺有用的方法。背鉆首要控制殘留stub長(zhǎng)度，兩次鉆孔的孔位一致性以及孔內(nèi)銅絲等。不是一切的鉆孔機(jī)設(shè)備具有背鉆功用，有必要對(duì)鉆孔機(jī)設(shè)備進(jìn)行技能晉級(jí)(具有背鉆功用)，或購(gòu)買具有背鉆功用的鉆孔機(jī)。從工作相關(guān)文獻(xiàn)和成熟量產(chǎn)使用的背鉆技能首要包含：傳統(tǒng)控深背鉆方法、內(nèi)層為信號(hào)反饋層背鉆、按板厚比例核算深度背鉆，在此不重復(fù)敘說(shuō)。

　　三、可靠性檢驗(yàn)

　　PCB多層板一般為系統(tǒng)板，比常規(guī)多層板厚、更重、單元標(biāo)準(zhǔn)更大，相應(yīng)的熱容也較大，在焊接時(shí)，需求的熱量更多，所閱歷的焊接高溫時(shí)間要長(zhǎng)。在217℃(錫銀銅焊料熔點(diǎn))需50秒至90秒，一同多層線路板冷卻速度相對(duì)慢，因此過(guò)回流焊檢驗(yàn)的時(shí)間延伸，并結(jié)合IPC-6012C、IPC-TM-650標(biāo)準(zhǔn)以及工作要求，對(duì)多層線路板的首要可靠性檢驗(yàn)。