多层线路板有哪些制作难点

　　在电路板工作里，多层线路板（高精密PCB多层板）一般定义为4层-20层或以上的叫做多层线路板，比传统的PCB多层线路板加工难度大，其质量可靠性要求高，首要使用于通讯设备、工控、安防、高端服务器、医疗电子、航空、军事等领域。近几年来，使用通讯、基站、航空、军事等领域的PCB高层板商场需求仍然强劲，而跟着中国电信设备商场的快速展开，PCB高层线路板商场远景被看好。

　　现在国内能电路板批量出产的高层线路板厂家，首要来自于外资企业或少量内资企业。高层线路板的出产不只需求较高的技能和设备投入，更需求技能人员和出产人员的阅历积累，一同导入PCB多层线路板客户认证手续严峻且繁琐，因此高层线路板进入企业门槛较高，实现产业化出产周期较长。而 万创兴电子20年专业出产阅历，产品定位于2-40层线路板，首要以高多层批量出产为主。

　　PCB多层板的平均层数已经成为衡量PCB企业技能水平和产品结构的重要技能指标。本文简述了高层线路板在出产中遇到的首要加工难点，介绍了高层线路板要害出产工序的控制要害，供我们参阅。

　　一、首要电路板制作难点

　　比照常规线路板产品特色，高层线路板具有PCB板件更厚、层数更多、线路和过孔更密布、单元标准更大、介质层更薄等特性，内层空间、层间对准度、阻抗控制以及可靠性要求更为严峻。

　　1、层间对准度难点

　　因为PCB高层板层数多，客户规划端对PCB各层的对准度要求越来越严峻，一般层间对位公差控制±75μm，考虑高层板单元标准规划较大、图形搬运车间环境温湿度，以及不同芯板层涨缩不一致性带来的错位叠加、层间定位方法等要素，使得高层板的层间对准度控制难度更大。高多层电路板

　　2、内层线路制作难点

　　PCB高层线路板选用高TG、高速、高频、厚铜、薄介质层等特别材料，对内层线路制作及图形标准控制提出高要求，如阻抗信号传输的无缺性，增加了内层线路制作难度。线宽线距小，开短路增多，微短增多，合格率低;细密线路信号层较多，内层AOI漏检的几率加大;内层芯板厚度较薄，简略褶皱导致曝光不良，蚀刻过机时简略卷板，多层线路板大多数为系统板，单元标准较大，在制品作废的价值相对高。

　　3、压合制作难点

　　多张PCB内层芯板和半固化片叠加，压合出产时简略发生滑板、分层、树脂空泛和气泡残留等缺陷。在规划叠层结构时，需充分考虑材料的耐热性、耐电压、填胶量以及介质厚度，并设定合理的PCB高层线路板压合程式。层数多，涨缩量控制及标准系数补偿量无法保持一致性，层间绝缘层薄，简略导致层间可靠性检验失效问题。图1是热应力检验后出现爆板分层的缺陷图。

　　4、钻孔制作难点

　　选用高TG、高速、高频、厚铜类特别板材，增加了钻孔粗糙度、钻孔毛刺和去钻污的难度。层数多，累计总铜厚和板厚，钻孔易断刀；密布BGA多，窄孔壁间隔导致的CAF失效问题;因板厚简略导致斜钻问题。

　　二、要害出产工序控制

　　1、PCB材料选择

　　跟着电子元器件高性能化、多功用化的方向展开，一同带来高频、高速展开的信号传输，因此要求电子电路材料的介电常数和介电损耗比较低，以及低CTE、低吸水率和更好的高性能覆铜板材料，以满足高层板的加工和可靠性要求。常用的板材供货商首要有A系列、B系列、C系列、D系列，这四种内层基板的首要特性比照，见表1。关于高层厚铜线路板选用高树脂含量的半固化片，层间半固化片的流胶量足以将内层图形填充溢，绝缘介质层太厚易出现制品板超厚，反之绝缘介质层偏薄，则易形成介质分层、高压检验失效等质量问题，因此对绝缘介质材料的选择极为重要。

　　2、压合叠层结构规划

　　在叠层结构规划中考虑的首要要素是材料的耐热性、耐电压、填胶量以及介质层厚度等，应遵循以下首要原则。

　　①.当客户要求高TG板材时，芯板和半固化片都要用相应的高TG材料。

　　②.半固化片与芯板厂商有必要保持一致。为确保PCB可靠性，一切层半固化片避免运用单张1080或106半固化片(客户有特别要求在外)，客户无介质厚度要求时，各层间介质厚度有必要按IPC-A-600G确保≥0.09mm。

　　③.内层基板3OZ或以上，选用高树脂含量的半固化片，如1080R/C65%、1080HR/C68%、106R/C73%、106HR/C76%;但尽量避免悉数运用106高胶半固化片的结构规划，以避免多张106半固化片叠合，因玻纤纱太细，玻纤纱在大基材区陷落而影响标准稳定性和爆板分层。

　　④.若客户无特别要求，层间介质层厚度公差一般按+/-10%控制，关于阻抗板，介质厚度公差按IPC-4101C/M级公差控制，若阻抗影响要素与基材厚度有关，则板材公差也有必要按IPC-4101C/M级公差。

　　3、层间对准度控制

　　内层芯板标准补偿的准确度和出产标准控制，需求通过必定的时间在出产中所收集的数据与历史数据阅历，对多层线路板的各层图形标准进行准确补偿，确保各层芯板涨缩一致性。选择高精度、高可靠的压合前层间定位方法，如四槽定位(PinLAM)、热熔与铆钉结合。设定适合的压合工艺程序和对压机日常维护是确保压合质量的要害，控制压合流胶和冷却作用，削减层间错位问题。层间对准度控制需求从内层补偿值、压合定位方法、压合工艺参数、材料特性等要素概括考量。

　　4、内层线路工艺

　　因为传统曝光机的解析才干在50μm左右，关于高层板出产制作，可以引入激光直接成像机(LDI)，前进图形解析才干，解析才干抵达20μm左右。传统曝光机对位精度在±25μm，层间对位精度大于50μm。选用高精度对位曝光机，图形对位精度可以前进到15μm左右，层间对位精度控制30μm以内，削减了传统设备的对位误差，前进了高层板的层间对位精度。

　　为了前进线路蚀刻才干，需求在工程规划上对线路的宽度和焊盘(或焊环)给予恰当的补偿外，还需对特别图形，如回型线路、独立线路等补偿量做更具体的规划考虑。供认内层线宽、线距、阻隔环巨细、独立线、孔到线间隔规划补偿是否合理，否则更改工程规划。有阻抗、感抗规划要求留意独立线、阻抗线规划补偿是否满足，蚀刻时控制好参数，首件供认合格后方可批量出产。为削减蚀刻侧蚀，需对蚀刻液的各组药水成分控制在最佳范围内。传统的蚀刻线设备蚀刻才干缺乏，可以对设备进行技能改造或导入高精密蚀刻线设备，前进蚀刻均匀性，削减蚀刻毛边、蚀刻不净等问题。

　　5、压合工艺

　　现在压合前层间定位方法首要包含：四槽定位(PinLAM)、热熔、铆钉、热熔与铆钉结合，不同产品结构选用不同的定位方法。关于多层线路板选用四槽定位方法(PinLAM)，或运用熔合+铆合方法制作，OPE冲孔机冲出定位孔，冲孔精度控制在±25μm。熔合时调机制作首板需选用X-RAY查看层偏，层偏合格方可制作批量，批量出产时需查看每块板是否熔入单元，以避免后续分层，压合设备选用高性能配套压机，满足高层板的层间对位精度和可靠性。

　　依据多层线路板叠层结构及运用的材料，研讨适合的压合程序，设定最佳的升温速率和曲线，在常规的多层线路板压合程序上，恰当降低压合板料升温速率，延伸高温固化时间，使树脂充分活动、固化，一同避免压合过程中滑板、层间错位等问题。材料TG值不一样的板，不能同炉排板;一般参数的板不行与特别参数的板混压;确保涨缩系数给定合理性，不同板材及半固化片的性能不一，需选用相应的板材半固化片参数压合，从未运用过的特别材料需求验证工艺参数。PCB电路板

　　6、钻孔工艺

　　因为各层叠加导致板件和铜层超厚，对钻头磨损严峻，简略折断钻刀，关于孔数、落速和转速恰当的下调。准确测量板的涨缩，供给准确的系数;层数≥14层、孔径≤0.2mm或孔到线间隔≤0.175mm，选用孔位精度≤0.025mm的钻机出产;直径φ4.0mm以上孔径选用分步钻孔，厚径比12:1选用分步钻，正反钻孔方法出产;控制钻孔披锋及孔粗，高层板尽量选用全新钻刀或磨1钻刀钻孔，孔粗控制25um以内。为改善高层厚铜板的钻孔毛刺问题，经批量验证，运用高密度垫板，叠板数量为一块，钻头磨次控制在3次以内，可有用改善钻孔毛刺，如图2、图3所示。

　　关于高频、高速、海量数据传输用的高层线路板，背钻技能是改善信号无缺有用的方法。背钻首要控制残留stub长度，两次钻孔的孔位一致性以及孔内铜丝等。不是一切的钻孔机设备具有背钻功用，有必要对钻孔机设备进行技能晋级(具有背钻功用)，或购买具有背钻功用的钻孔机。从工作相关文献和成熟量产使用的背钻技能首要包含：传统控深背钻方法、内层为信号反馈层背钻、按板厚比例核算深度背钻，在此不重复叙说。

　　三、可靠性检验

　　PCB多层板一般为系统板，比常规多层板厚、更重、单元标准更大，相应的热容也较大，在焊接时，需求的热量更多，所阅历的焊接高温时间要长。在217℃(锡银铜焊料熔点)需50秒至90秒，一同多层线路板冷却速度相对慢，因此过回流焊检验的时间延伸，并结合IPC-6012C、IPC-TM-650标准以及工作要求，对多层线路板的首要可靠性检验。