PCB高多層線路板制作難點有哪些？

多層PCB板制作主要難點是什么

隨著電子信息技術的發展，越來越多的領域用到多層PCB板。傳統意義上，我們將4層以上的PCB板定義為“多層PCB板”，10層以上稱為“高多層PCB板”。能不能生產高多層PCB板，是衡量一家PCB板生產企業有無實力的重要指標。能夠生產20層以上的高多層板，算是技術實力比較拔尖的PCB企業了。都說多層PCB板制作價格昂貴，因為很難做，但是很多客戶一直搞不懂“多層PCB板制作為什么那么難”的問題，以致于他們以為是廠家是找理由在故意亂收費。今天，深亞電子 就讓經驗豐富的PCB工程師工程師為你詳解：多層PCB板制作為什么那么難？

　　一、主要制作難點

　　對比常規線路板，高層線路板板件更厚、層數更多、線路和過孔更密集、單元尺寸更大、介質層更薄等，內層空間、層間對準度、阻抗控制以及可靠性要求更為嚴格。

　　1、層間對準度難點

　　由于高層板層數多，客戶設計端對PCB各層的對準度要求越來越嚴格，通常層間對位公差控制±75μm，考慮高層板單元尺寸設計較大、圖形轉移車間環境溫濕度，以及不同芯板層漲縮不一致性帶來的錯位疊加、層間定位方式等因素，使得高層板的層間對準度控制難度更大。

　　2、內層線路制作難點

　　高層板采用高TG、高速、高頻、厚銅、薄介質層等特殊材料，對內層線路制作及圖形尺寸控制提出高要求。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，容易褶皺導致曝光不良，蝕刻過機時容易卷板；在成品報廢的代價相對高。

　　3、壓合制作難點

　　多張內層芯板和半固化片疊加，壓合生產時容易產生滑板、分層、樹脂空洞和氣泡殘留等缺陷。在設計疊層結構時，需充分考慮材料的耐熱性、耐電壓、填膠量以及介質厚度，并設定合理的高層板壓合程式。

　　4、鉆孔制作難點

　　采用高TG、高速、高頻、厚銅類特殊板材，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;密集BGA多，窄孔壁間距導致的CAF失效問題；因板厚容易導致斜鉆問題。

　　二、 關鍵生產工序控制

　　1、材料選擇

　　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。

　　2、壓合疊層結構設計

　　在疊層結構設計中考慮的主要因素是材料的耐熱性、耐電壓、填膠量以及介質層厚度等，應遵循以下主要原則：

　　(1) 半固化片與芯板廠商必須保持一致。為保證PCB可靠性，所有層半固化片避免使用單張1080或106半固化片(客戶有特殊要求除外)，客戶無介質厚度要求時，各層間介質厚度必須按IPC-A-600G保證≥0.09mm。

　　(2) 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。

　　(3) 內層基板3OZ或以上，選用高樹脂含量的半固化片，但盡量避免全部使用106 高膠半固化片的結構設計。

　　(4) 若客戶無特別要求，層間介質層厚度公差一般按+/-10%控制，對于阻抗板，介質厚度公差按IPC-4101 C/M級公差控制，若阻抗影響因素與基材厚度有關，則板材公差也必須按IPC-4101 C/M級公差。

　　3、層間對準度控制

　　內層芯板尺寸補償的精確度和生產尺寸控制，需要通過一定的時間在生產中所收集的數據與歷史數據經驗，對高層板的各層圖形尺寸進行精確補償，確保各層芯板漲縮一致性。

　　4、內層線路工藝

　　由于傳統曝光機的解析能力在50μm左右，對于高層板生產制作，可以引進激光直接成像機(LDI)，提高圖形解析能力，解析能力達到20μm左右。傳統曝光機對位精度在±25μm，層間對位精度大于50μm；采用高精度對位曝光機，圖形對位精度可以提高到15μm左右，層間對位精度控制30μm以內。

　　5、壓合工藝

　　目前壓合前層間定位方式主要包括：四槽定位(Pin LAM)、熱熔、鉚釘、熱熔與鉚釘結合，不同產品結構采用不同的定位方式。對于高層板采用四槽定位方式，或使用熔合+鉚合方式制作，OPE沖孔機沖出定位孔，沖孔精度控制在±25μm。

　　根據高層板疊層結構及使用的材料，研究合適的壓合程序，設定最佳的升溫速率和曲線，適當降低壓合板料升溫速率，延長高溫固化時間，使樹脂充分流動、固化，避免壓合過程中滑板、層間錯位等問題。

　　6、鉆孔工藝

　　由于各層疊加導致板件和銅層超厚，對鉆頭磨損嚴重，容易折斷鉆刀，對于孔數、落速和轉速適當的下調。精確測量板的漲縮，提供精確的系數；層數≥14層、孔徑≤0.2mm或孔到線距離≤0.175mm，采用孔位精度≤0.025mm 的鉆機生產；直徑φ4.0mm以上孔徑采用分步鉆孔，厚徑比12:1采用分步鉆，正反鉆孔方法生產；控制鉆孔披鋒及孔粗，高層板盡量采用全新鉆刀或磨1鉆刀鉆孔，孔粗控制25um以內。

　　三、可靠性測試

　　高層板比常規的多層板更厚、更重、單元尺寸更大，相應的熱容也較大，在焊接時，需要的熱量更多，所經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，同時高層板冷卻速度相對慢，因此過回流焊測試的時間延長。

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