pcb板廠家|高層pcb板關鍵生產(chǎn)工序控制

高層線路板的生產(chǎn)不僅需要較高的技術(shù)和設備投入，更需要技術(shù)人員和生產(chǎn)人員的經(jīng)驗積累，同時導入高層板客戶認證手續(xù)嚴格且繁瑣，因此高層線路板進入企業(yè)門檻較高，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)周期較長。PCB平均層數(shù)已經(jīng)成為衡量PCB企業(yè)技術(shù)水平和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的重要技術(shù)指標。

材料選擇

隨著電子元器件高性能化、多功能化的方向發(fā)展，同時帶來高頻、高速發(fā)展的信號傳輸，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。常用的板材供應商主要有A系列、B系列、C系列、D系列，這四種內(nèi)層基板的主要特性對比。對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(nèi)層圖形填充滿，絕緣介質(zhì)層太厚易出現(xiàn)成品板超厚，反之絕緣介質(zhì)層偏薄，則易造成介質(zhì)分層、高壓測試失效等品質(zhì)問題，因此對絕緣介質(zhì)材料的選擇極為重要。

壓合疊層結(jié)構(gòu)設計

在疊層結(jié)構(gòu)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(zhì)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(zhì)厚度要求時，各層間介質(zhì)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(nèi)層基板3OZ或以上，選用高樹脂含量的半固化片，如1080R/C65%、1080HR/C 68%、106R/C 73%、106HR/C76% ；但盡量避免全部使用106 高膠半固化片的結(jié)構(gòu)設計，以防止多張106半固化片疊合，因玻纖紗太細，玻纖紗在大基材區(qū)塌陷而影響尺寸穩(wěn)定性和爆板分層。

（4） 若客戶無特別要求，層間介質(zhì)層厚度公差一般按+/-10%控制，對于阻抗板，介質(zhì)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。

層間對準度控制

內(nèi)層芯板尺寸補償?shù)木_度和生產(chǎn)尺寸控制，需要通過一定的時間在生產(chǎn)中所收集的數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)經(jīng)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。選擇高精度、高可靠的壓合前層間定位方式，如四槽定位（Pin LAM）、熱熔與鉚釘結(jié)合。設定合適的壓合工藝程序和對壓機日常維護是確保壓合品質(zhì)的關鍵，控制壓合流膠和冷卻效果，減少層間錯位問題。層間對準度控制需要從內(nèi)層補償值、壓合定位方式、壓合工藝參數(shù)、材料特性等因素綜合考量。

內(nèi)層線路工藝

由于傳統(tǒng)曝光機的解析能力在50μm左右，對于高層板生產(chǎn)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(tǒng)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(nèi)，減少了傳統(tǒng)設備的對位偏差，提高了高層板的層間對位精度。

為了提高線路蝕刻能力，需要在工程設計上對線路的寬度和焊盤（或焊環(huán)）給予適當?shù)难a償外，還需對特殊圖形，如回型線路、獨立線路等補償量做更詳細的設計考慮。確認內(nèi)層線寬、線距、隔離環(huán)大小、獨立線、孔到線距離設計補償是否合理，否則更改工程設計。有阻抗、感抗設計要求注意獨立線、阻抗線設計補償是否足夠，蝕刻時控制好參數(shù)，首件確認合格后方可批量生產(chǎn)。為減少蝕刻側(cè)蝕，需對蝕刻液的各組藥水成分控制在最佳范圍內(nèi)。傳統(tǒng)的蝕刻線設備蝕刻能力不足，可以對設備進行技術(shù)改造或?qū)敫呔芪g刻線設備，提高蝕刻均勻性，減少蝕刻毛邊、蝕刻不凈等問題。

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(jié)合，不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)采用不同的定位方式。對于高層板采用四槽定位方式（Pin LAM），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。熔合時調(diào)機制作首板需采用X-RAY檢查層偏，層偏合格方可制作批量，批量生產(chǎn)時需檢查每塊板是否熔入單元，以防止后續(xù)分層，壓合設備采用高性能配套壓機，滿足高層板的層間對位精度和可靠性。

根據(jù)高層板疊層結(jié)構(gòu)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，在常規(guī)的多層線路板壓合程序上，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，同時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；普通參數(shù)的板不可與特殊參數(shù)的板混壓；保證漲縮系數(shù)給定合理性，不同板材及半固化片的性能不一，需采用相應的板材半固化片參數(shù)壓合，從未使用過的特殊材料需要驗證工藝參數(shù)。

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(shù)、落速和轉(zhuǎn)速適當?shù)南抡{(diào)。精確測量板的漲縮，提供精確的系數(shù)；層數(shù)≥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(chǎn)；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(chǎn)；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(nèi)。為改善高層厚銅板的鉆孔毛刺問題，經(jīng)批量驗證，使用高密度墊板，疊板數(shù)量為一塊，鉆頭磨次控制在3次以內(nèi)，可有效改善鉆孔毛刺，如圖2、圖3所示。

對于高頻、高速、海量數(shù)據(jù)傳輸用的高層板，背鉆技術(shù)是改善信號完整有效的方法。背鉆主要控制殘留stub長度，兩次鉆孔的孔位一致性以及孔內(nèi)銅絲等。不是所有的鉆孔機設備具有背鉆功能，必須對鉆孔機設備進行技術(shù)升級（具備背鉆功能），或購買具有背鉆功能的鉆孔機。從行業(yè)相關文獻和成熟量產(chǎn)應用的背鉆技術(shù)主要包括：傳統(tǒng)控深背鉆方法、內(nèi)層為信號反饋層背鉆、按板厚比例計算深度背鉆，在此不重復敘述。

可靠性測試

高層板一般為系統(tǒng)板，比常規(guī)多層板厚、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(jīng)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，并結(jié)合IPC-6012C、 IPC-TM-650標準以及行業(yè)要求，對高層板的主要可靠性測試。

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