多層線路板有哪些制作難點

　　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，比傳統的PCB多層線路板加工難度大，其質量可靠性要求高，首要使用于通訊設備、工控、安防、高端服務器、醫療電子、航空、軍事等領域。近幾年來，使用通訊、基站、航空、軍事等領域的PCB高層板商場需求仍然強勁，而跟著中國電信設備商場的快速展開，PCB高層線路板商場遠景被看好。

　　現在國內能電路板批量出產的高層線路板廠家，首要來自于外資企業或少量內資企業。高層線路板的出產不只需求較高的技能和設備投入，更需求技能人員和出產人員的閱歷積累，一同導入PCB多層線路板客戶認證手續嚴峻且繁瑣，因此高層線路板進入企業門檻較高，實現產業化出產周期較長。而 萬創興電子20年專業出產閱歷，產品定位于2-40層線路板，首要以高多層批量出產為主。

　　PCB多層板的平均層數已經成為衡量PCB企業技能水平和產品結構的重要技能指標。本文簡述了高層線路板在出產中遇到的首要加工難點，介紹了高層線路板要害出產工序的控制要害，供我們參閱。

　　一、首要電路板制作難點

　　比照常規線路板產品特色，高層線路板具有PCB板件更厚、層數更多、線路和過孔更密布、單元標準更大、介質層更薄等特性，內層空間、層間對準度、阻抗控制以及可靠性要求更為嚴峻。

　　1、層間對準度難點

　　因為PCB高層板層數多，客戶規劃端對PCB各層的對準度要求越來越嚴峻，一般層間對位公差控制±75μm，考慮高層板單元標準規劃較大、圖形搬運車間環境溫濕度，以及不同芯板層漲縮不一致性帶來的錯位疊加、層間定位方法等要素，使得高層板的層間對準度控制難度更大。高多層電路板

　　2、內層線路制作難點

　　PCB高層線路板選用高TG、高速、高頻、厚銅、薄介質層等特別材料，對內層線路制作及圖形標準控制提出高要求，如阻抗信號傳輸的無缺性，增加了內層線路制作難度。線寬線距小，開短路增多，微短增多，合格率低;細密線路信號層較多，內層AOI漏檢的幾率加大;內層芯板厚度較薄，簡略褶皺導致曝光不良，蝕刻過機時簡略卷板，多層線路板大多數為系統板，單元標準較大，在制品作廢的價值相對高。

　　3、壓合制作難點

　　多張PCB內層芯板和半固化片疊加，壓合出產時簡略發生滑板、分層、樹脂空泛和氣泡殘留等缺陷。在規劃疊層結構時，需充分考慮材料的耐熱性、耐電壓、填膠量以及介質厚度，并設定合理的PCB高層線路板壓合程式。層數多，漲縮量控制及標準系數補償量無法保持一致性，層間絕緣層薄，簡略導致層間可靠性檢驗失效問題。圖1是熱應力檢驗后出現爆板分層的缺陷圖。

　　4、鉆孔制作難點

　　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。層數多，累計總銅厚和板厚，鉆孔易斷刀；密布BGA多，窄孔壁間隔導致的CAF失效問題;因板厚簡略導致斜鉆問題。

　　二、要害出產工序控制

　　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，一同帶來高頻、高速展開的信號傳輸，因此要求電子電路材料的介電常數和介電損耗比較低，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，這四種內層基板的首要特性比照，見表1。關于高層厚銅線路板選用高樹脂含量的半固化片，層間半固化片的流膠量足以將內層圖形填充溢，絕緣介質層太厚易出現制品板超厚，反之絕緣介質層偏薄，則易形成介質分層、高壓檢驗失效等質量問題，因此對絕緣介質材料的選擇極為重要。

　　2、壓合疊層結構規劃

　　在疊層結構規劃中考慮的首要要素是材料的耐熱性、耐電壓、填膠量以及介質層厚度等，應遵循以下首要原則。

　?、?當客戶要求高TG板材時，芯板和半固化片都要用相應的高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用單張1080或106半固化片(客戶有特別要求在外)，客戶無介質厚度要求時，各層間介質厚度有必要按IPC-A-600G確?！?.09mm。

　?、?內層基板3OZ或以上，選用高樹脂含量的半固化片，如1080R/C65%、1080HR/C68%、106R/C73%、106HR/C76%;但盡量避免悉數運用106高膠半固化片的結構規劃，以避免多張106半固化片疊合，因玻纖紗太細，玻纖紗在大基材區陷落而影響標準穩定性和爆板分層。

　?、?若客戶無特別要求，層間介質層厚度公差一般按+/-10%控制，關于阻抗板，介質厚度公差按IPC-4101C/M級公差控制，若阻抗影響要素與基材厚度有關，則板材公差也有必要按IPC-4101C/M級公差。

　　3、層間對準度控制

　　內層芯板標準補償的準確度和出產標準控制，需求通過必定的時間在出產中所收集的數據與歷史數據閱歷，對多層線路板的各層圖形標準進行準確補償，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)、熱熔與鉚釘結合。設定適合的壓合工藝程序和對壓機日常維護是確保壓合質量的要害，控制壓合流膠和冷卻作用，削減層間錯位問題。層間對準度控制需求從內層補償值、壓合定位方法、壓合工藝參數、材料特性等要素概括考量。

　　4、內層線路工藝

　　因為傳統曝光機的解析才干在50μm左右，關于高層板出產制作，可以引入激光直接成像機(LDI)，前進圖形解析才干，解析才干抵達20μm左右。傳統曝光機對位精度在±25μm，層間對位精度大于50μm。選用高精度對位曝光機，圖形對位精度可以前進到15μm左右，層間對位精度控制30μm以內，削減了傳統設備的對位誤差，前進了高層板的層間對位精度。

　　為了前進線路蝕刻才干，需求在工程規劃上對線路的寬度和焊盤(或焊環)給予恰當的補償外，還需對特別圖形，如回型線路、獨立線路等補償量做更具體的規劃考慮。供認內層線寬、線距、阻隔環巨細、獨立線、孔到線間隔規劃補償是否合理，否則更改工程規劃。有阻抗、感抗規劃要求留意獨立線、阻抗線規劃補償是否滿足，蝕刻時控制好參數，首件供認合格后方可批量出產。為削減蝕刻側蝕，需對蝕刻液的各組藥水成分控制在Z佳范圍內。傳統的蝕刻線設備蝕刻才干缺乏，可以對設備進行技能改造或導入高精密蝕刻線設備，前進蝕刻均勻性，削減蝕刻毛邊、蝕刻不凈等問題。

　　5、壓合工藝

　　現在壓合前層間定位方法首要包含：四槽定位(PinLAM)、熱熔、鉚釘、熱熔與鉚釘結合，不同產品結構選用不同的定位方法。關于多層線路板選用四槽定位方法(PinLAM)，或運用熔合+鉚合方法制作，OPE沖孔機沖出定位孔，沖孔精度控制在±25μm。熔合時調機制作首板需選用X-RAY查看層偏，層偏合格方可制作批量，批量出產時需查看每塊板是否熔入單元，以避免后續分層，壓合設備選用高性能配套壓機，滿足高層板的層間對位精度和可靠性。

　　依據多層線路板疊層結構及運用的材料，研討適合的壓合程序，設定Z佳的升溫速率和曲線，在常規的多層線路板壓合程序上，恰當降低壓合板料升溫速率，延伸高溫固化時間，使樹脂充分活動、固化，一同避免壓合過程中滑板、層間錯位等問題。材料TG值不一樣的板，不能同爐排板;一般參數的板不行與特別參數的板混壓;確保漲縮系數給定合理性，不同板材及半固化片的性能不一，需選用相應的板材半固化片參數壓合，從未運用過的特別材料需求驗證工藝參數。PCB電路板

　　6、鉆孔工藝

　　因為各層疊加導致板件和銅層超厚，對鉆頭磨損嚴峻，簡略折斷鉆刀，關于孔數、落速和轉速恰當的下調。準確測量板的漲縮，供給準確的系數;層數≥14層、孔徑≤0.2mm或孔到線間隔≤0.175mm，選用孔位精度≤0.025mm的鉆機出產;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;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。為改善高層厚銅板的鉆孔毛刺問題，經批量驗證，運用高密度墊板，疊板數量為一塊，鉆頭磨次控制在3次以內，可有用改善鉆孔毛刺，如圖2、圖3所示。

　　關于高頻、高速、海量數據傳輸用的高層線路板，背鉆技能是改善信號無缺有用的方法。背鉆首要控制殘留stub長度，兩次鉆孔的孔位一致性以及孔內銅絲等。不是一切的鉆孔機設備具有背鉆功用，有必要對鉆孔機設備進行技能晉級(具有背鉆功用)，或購買具有背鉆功用的鉆孔機。從工作相關文獻和成熟量產使用的背鉆技能首要包含：傳統控深背鉆方法、內層為信號反饋層背鉆、按板厚比例核算深度背鉆，在此不重復敘說。

　　三、可靠性檢驗

　　PCB多層板一般為系統板，比常規多層板厚、更重、單元標準更大，相應的熱容也較大，在焊接時，需求的熱量更多，所閱歷的焊接高溫時間要長。在217℃(錫銀銅焊料熔點)需50秒至90秒，一同多層線路板冷卻速度相對慢，因此過回流焊檢驗的時間延伸，并結合IPC-6012C、IPC-TM-650標準以及工作要求，對多層線路板的首要可靠性檢驗。