PCB線路板的精密技術有哪些?
- 發布時間:2023-05-19 16:29:38
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線路板高精度化是指細線寬度/間距、微孔、狹窄環寬(或無環寬)、埋、盲孔等技術實現高密度化。而高精度是指“細、小、窄、薄”的結果必然帶來精度高的要求,以線寬為例:
0.20mm線寬,按規定生產出0.16~0.24mm為合格,其誤差為(0.20土0.04)mm;而0.10mm的線寬,同理其誤差為(0.1±0.02)mm,顯然后者精度提高1倍,依此類推是不難理解的,因此高精度要求不再單獨論述。但卻是生產技術中一個突出的難題。
細密導線技術
未來的高細線寬/間距將由0.20mm-0.13mm-0.08mm—0.005mm,才能滿足SMT和多芯片封裝(MulitichipPackage,MCP)要求。因此,需要采用以下技術。
1.基材
選用薄或超薄銅箔(<18um)基材和精細表面處理技術。
2.工藝
選用較薄干膜和濕法貼膜工藝,薄而質量好的干膜可減少線寬失真和缺陷。濕膜可以填充小氣隙,增加界面附著力,提高導線的完整性和精度。
3.電沉積光致抗蝕膜
選用電沉積光致抗蝕膜(Electro-depositedPhotoresist,ED)。其厚度可控制在5~30/um范圍,可生產更完美的精細導線,對于狹小環寬、無環寬和全板電鍍尤為適用,目前全球已有十多條ED生產線。
4.平行光曝光技術
選用平行光曝光技術。由于平行光曝光可以克服“點”光源各向斜射光帶來的線寬變化的影響,因此可以獲得線寬尺寸準確、邊緣光滑的精細導線。但平行曝光設備昂貴,投資高,并要求在高潔凈度的環境下工作。
5.自動光學檢測技術
選用自動光學檢測技術。這項技術已經成為精細導線生產中檢測的必要手段,并得到了快速的應用和發展。
微孔技術
用于微孔技術表面安裝的印刷板功能孔主要起到電氣互連的作用,因此使得微孔技術的應用更加重要。選用常規鉆頭材料和數控鉆床,生產出故障多、成本高的小孔。
因此,印刷板的高密度化主要集中在電線和焊盤的精細化上。雖然取得了巨大的成就,但其潛力有限。有必要進一步改進精細化(例如,小于0.08)mm導線),成本急劇上升,因此轉向使用微孔來提高細密度。近幾年來數控鉆床和微小鉆頭技術取得了突破性的進展,因而微小孔技術有了迅速的發展。這是當前PCB打樣生產中主要突出的特點。
未來,微孔形成技術主要依靠先進的數控鉆床和優秀的微頭,激光技術形成的小孔在成本和孔質量方面仍不如數控鉆床形成的小孔。
一、數控鉆床
目前數控鉆床的技術已取得了新的突破與進展。并且形成了以鉆孔微孔為特征的新一代數控鉆床。
微孔鉆床鉆小孔(小于0.50mm)的效率比常規的數控鉆床高1倍,故障少,轉速為11~15r/min;可鉆0.1~0.2mm微孔,選用含鈷量較高的優質小鉆頭,可三塊板(1.6mm/塊)疊起進行鉆孔。如果鉆頭斷了,可以自動停機,報告位置,自動更換鉆頭,檢查直徑(刀庫可以容納幾百個鉆頭),可以自動控制鉆頭與蓋板之間的恒定距離和鉆孔深度,這樣就可以鉆盲孔,不會打破臺面。數控鉆床臺面選用氣墊和磁浮式,移動更快、更輕、更精確,不會劃傷臺面。
如意大利PruriteMega4600,美國Excellon2000系列,以及瑞士、德國等新一代產品,這種鉆床目前非常緊張。
二、激光打孔
常規的數控鉆床和鉆頭來鉆微小孔的確存在很多問題。曾經阻礙了微孔技術的發展,因此重視、研究和應用激光蝕孔。
但是有一個致命的缺點,即形成喇叭孔,并隨著板厚增加而嚴重化。加上高溫燒蝕的污染(特別是多層板)、光源的壽命與維護、蝕孔的重復精度以及成本等問題,因而在印制板生產微小孔方面的推廣應用受到了限制。但是激光蝕孔在薄型高密度的微孔板上仍得到了應用,特別是在MCM-L的高密度互連(HDI)技術,如M.C.Ms中的聚酯薄膜蝕孔和金屬沉積(濺射技術)相結合的高密度互連中得到應用。
埋孔形成也可應用于具有埋孔、盲孔結構的高密度互連多層板。但是由于數控鉆床和微小鉆頭的開發和技術上的突破,迅速得到推廣與應用。因而激光鉆孔在表面安裝電路板中的應用不能形成主導地位。但在某個領域中仍占有一席之地。
三、埋、盲、通孔技術
埋、盲、通孔結合技術也是提高印制電路高密度化的一個重要途徑。一般來說,埋葬和盲孔都是微孔。除了增加板面上的布線數量外,埋葬和盲孔都是通過“最近”內層之間的相互連接,大大減少了通孔形成的數量,大大減少了隔離盤的設置,從而增加了板內有效布線和層之間的相互連接數量,增加了相互連接的高密度。
因此,與傳統的全通孔板結構相比,埋、盲、通孔結合的多層板的連接密度至少是相同尺寸和層數的3倍。如果在相同的技術指標下,埋、盲、通孔結合的印刷板的尺寸將大大縮小或層數顯著降低。
因此,埋地和盲孔技術在高密度表面安裝印刷板中的應用越來越多,不僅廣泛應用于大型計算機和通信設備的表面安裝印刷板,也廣泛應用于民用和工業領域,甚至應用于一些薄板,如PCMCIA、Smard、薄六層以上的板材,如IC卡。
埋地和盲孔結構的印刷電路板一般采用“分板”的生產方式,這意味著必須通過多次壓板、鉆孔和孔電鍍來完成,因此精確定位非常重要。
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