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多层pcb线路板制作难度揭秘

作者:admin  浏览:1275  时间:2022-01-24 04:40:06

  随着电子信息技术的发展,越来越多的领域用到多层pcb线路板。传统意义上,我们将四层以上的定义为“多层pcb线路板”,十层以上称为“高多层pcb线路板”。能不能生产高多层pcb线路板,是衡量一家PCB板生产企业有无实力的重要指标。能够生产二十层以上的高多层pcb线路板,算是技术实力较拔尖的PCB企业了。

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  多层pcb线路板制作为什么那么难?

  一、主要制作难点:对比常规线路板,高层线路板板件更厚、层数更多、线路和过孔更密集、单元尺寸更大、介质层更薄等,内层空间、层间对准度、阻抗控制以及可靠性要求更为严格。

  1、层间对准度难点:由于高层板层数多,客户设计端对PCB各层的对准度要求越来越严格,通常层间对位公差控制±75μm,考虑高层板单元尺寸设计较大、图形转移车间环境温湿度,以及不同芯板层涨缩不一致性带来的错位叠加、层间定位方式等因素,使得高层板的层间对准度控制难度更大。

  2、内层线路制作难点:高层板采用高TG、高速、高频、厚铜、薄介质层等特殊材料,对内层线路制作及图形尺寸控制提出高要求。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,容易褶皱导致曝光不良,蚀刻过机时容易卷板;在成品报废的代价相对高。

  3、压合制作难点:多张内层芯板和半固化片叠加,压合生产时容易产生滑板、分层、树脂空洞和气泡残留等缺陷。在设计叠层结构时,需充分考虑材料的耐热性、耐电压、填胶量以及介质厚度,并设定合理的高层板压合程式。

  4、钻孔制作难点:采用高TG、高速、高频、厚铜类特殊板材,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;密集BGA多,窄孔壁间距导致的CAF失效问题;因板厚容易导致斜钻问题。

  二、主要制作难点

  1、材料选择: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。

  2、压合叠层结构设计:在叠层结构设计中考虑的主要因素是材料的耐热性、耐电压、填胶量以及介质层厚度等,应遵循以下主要原则:

  半固化片与芯板厂商必须保持一致。为保证PCB可靠性,所有层半固化片避免使用单张1080或106半固化片(客户有特殊要求除外),客户无介质厚度要求时,各层间介质厚度必须按IPC-A-600G保证≥0.09mm。

  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。

  内层基板3OZ或以上,选用高树脂含量的半固化片,但尽量避免全部使用106 高胶半固化片的结构设计。

  若客户无特别要求,层间介质层厚度公差一般按+/-10%控制,对于阻抗板,介质厚度公差按IPC-4101 C/M级公差控制,若阻抗影响因素与基材厚度有关,则板材公差也必须按IPC-4101 C/M级公差。

  3、层间对准度控制:内层芯板尺寸补偿的精确度和生产尺寸控制,需要通过一定的时间在生产中所收集的数据与历史数据经验,对高层板的各层图形尺寸进行精确补偿,确保各层芯板涨缩一致性。

  4、内层线路工艺:由于传统曝光机的解析能力在50μm左右,对于高层板生产制作,可以引进激光直接成像机(LDI),提高图形解析能力,解析能力达到20μm左右。传统曝光机对位精度在±25μm,层间对位精度大于50μm;采用高精度对位曝光机,图形对位精度可以提高到15μm左右,层间对位精度控制30μm以内。

  5、压合工艺:目前压合前层间定位方式主要包括:四槽定位(Pin LAM)、热熔、铆钉、热熔与铆钉结合,不同产品结构采用不同的定位方式。对于高层板采用四槽定位方式,或使用熔合+铆合方式制作,OPE冲孔机冲出定位孔,冲孔精度控制在±25μm。根据高层板叠层结构及使用的材料,研究合适的压合程序,设定最佳的升温速率和曲线,适当降低压合板料升温速率,延长高温固化时间,使树脂充分流动、固化,避免压合过程中滑板、层间错位等问题。

  6、钻孔工艺:由于各层叠加导致板件和铜层超厚,对钻头磨损严重,容易折断钻刀,对于孔数、落速和转速适当的下调。精确测量板的涨缩,提供精确的系数;层数≥14层、孔径≤0.2mm或孔到线距离≤0.175mm,采用孔位精度≤0.025mm 的钻机生产;直径φ4.0mm以上孔径采用分步钻孔,厚径比12:1采用分步钻,正反钻孔方法生产;控制钻孔披锋及孔粗,高层板尽量采用全新钻刀或磨1钻刀钻孔,孔粗控制25um以内。

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