PCB科技 - 製造高精度多層電路板的困難2

製作難度 高精度多層電路板2.

2、關鍵生產過程的控制

–電路板資料選擇

隨著高性能和多功能電子元件的發展, 高頻, 訊號傳輸的高速發展, 囙此，要求電子電路資料的介電常數和介電損耗相對較低, 以及低熱膨脹係數和低吸水率. 速率和更好的高性能覆銅板層資料，以滿足高級板的加工和可靠性要求. 常用的板材供應商主要包括一系列, B系列, C系列, 和D系列. 比較了這四種內基板的主要特性, 見錶1. 用於高層厚銅 電路板, 使用樹脂含量高的預浸料. 層間預浸料之間流動的膠水量足以填充內層圖案. 如果絕緣介質層太厚, 成品板可能太厚. 相反地, 如果絕緣介質層太薄, 它很容易引起品質問題，例如電介質分層和高壓測試失敗, 囙此絕緣介質資料的選擇至關重要.

（2）電路板疊層結構設計

疊層結構設計中考慮的主要因素是資料的耐熱性、耐受電壓、填料的數量和介電層的厚度。 應遵循以下主要原則。

1、當客戶需要高TG板材時，芯板和預浸料必須使用相應的高TG資料。

2、如果客戶沒有特殊要求，層間介質層的厚度公差一般控制在+/-10%。 對於阻抗板，電介質厚度公差由IPC-4101C/M公差控制。 如果阻抗影響因數與基板厚度有關，則板材的公差也必須符合IPC-4101C/M公差。

預浸料和芯板製造商必須一致。 為了確保PCB的可靠性，避免對所有預浸料層使用單個1080或106預浸料（客戶的特殊要求除外）。 當客戶沒有介質厚度要求時，根據IPC-A-600G，必須保證每層之間的介質厚度為0.09mm。

4、對於3OZ或以上的內基板，使用樹脂含量高的預浸料，例如1080R/C65%、1080HR/C68%、106R/C73%、106HR/C76%； 但儘量避免106高粘性預浸料的結構設計。 防止多個106預浸料重疊。 由於玻璃纖維紗太薄，玻璃纖維紗在較大的基板面積內塌陷，這影響了板的尺寸穩定性和分層。

電路板之間的對齊控制

內芯板尺寸補償和生產尺寸控制的準確性需要一定時間收集生產中的數據和歷史資料經驗，以準確補償高層板每層的尺寸，確保每層的芯板膨脹和收縮。 一致性 衝壓前選擇高精度、高可靠性的層間定位方法，如四槽定位（PinLAM）、熱熔和鉚釘組合。 設定適當的壓制工藝和壓機的日常維護是確保壓制質量、控制壓制的膠水流和冷卻效果以及减少層間錯位問題的關鍵。 層間對齊控制需要綜合考慮內層補償值、衝壓定位方法、衝壓工藝參數和資料特性等因素。

–PCB內層電路工藝

由於傳統曝光機的分辯率約為50mm，為了生產高級電路板，可以引入雷射直接成像機（LDI）來提高圖形分辯率，分辯率可以達到約20mm。傳統曝光機的對準精度為±25mm， 層間對準精度大於50mm。使用高精度對準曝光機，圖形對準精度可以提高到15mm左右，層間對準精度可以控制在30mm以內，减少了傳統設備的對準偏差，提高了高端板的層間對準精度。

為了提高電路的蝕刻能力，在工程設計中需要對電路和焊盤（或焊環）的寬度進行適當的補償，但也需要對特殊圖案的補償量進行更詳細的設計，例如回路和獨立電路。 考慮 確認內部線寬、線距、隔離環尺寸、獨立線、孔距的設計補償是否合理，否則更改工程設計。 有阻抗和電感電抗設計要求。 注意獨立線和阻抗線的設計補償是否充分，蝕刻時控制參數，確認首件合格後才能批量生產。 為了减少蝕刻側腐蝕，有必要將每組蝕刻溶液的成分控制在最佳範圍內。 傳統的刻蝕線設備刻蝕能力不足，可以對設備進行技術改造或引進高精度刻蝕線設備，以提高刻蝕均勻性，减少刻蝕毛刺和不乾淨刻蝕。

PCB壓制工藝

現時，衝壓前層間定位方法主要有：四槽定位（拼板）、熱熔、鉚釘、熱熔和鉚釘組合，不同的產品結構採用不同的定位方法。 對於高級板，使用四槽定位方法（PinLAM）或融合+鉚接方法。 定位孔由OPE沖孔機沖出，沖孔精度控制在±25mm以內。熔合時，調整機器使第一塊板用X射線檢查層偏差，層偏差可以批量生產。 在大規模生產過程中，有必要檢查每個板是否融合到裝置中，以防止隨後的分層。 壓制設備採用高性能配套設備。 壓力機滿足高級電路板的對準精度和可靠性。

根據高層板的層壓結構和使用的資料，研究合適的壓制程式，設定最佳加熱速率和曲線，在傳統的多層電路板壓制程式中，適當降低層壓板的加熱速率，延長高溫固化時間，使樹脂充分流動和固化， 同時避免了衝壓過程中的滑板和層間錯位問題。 不同資料TG值的板不能與格栅板相同； 具有公共參數的板不能與具有特殊參數的板混合； 為了確保給定膨脹係數和收縮係數的合理性，不同板材和預浸料的效能不同，必須使用相應的板材。預浸料參數壓在一起，從未使用過的特殊資料需要驗證工藝參數。

-電路板鑽孔科技

由於每一層的疊加，板和銅層過厚，會導致鑽頭嚴重磨損，容易損壞鑽頭。 適當减少孔數、下降速度和旋轉速度。 準確量測板的膨脹和收縮，以提供準確的係數； 層數為–14，孔徑為–0.2mm，或孔到線距離為–0.175mm，孔位置精度為–0.025mm。 孔徑大於Ï4.0mm。 階梯鑽削，厚徑比12:1，採用階梯鑽削和正負鑽削方法； 控制鑽削前沿和孔厚，儘量用新鑽頭或單磨鑽頭鑽削高位板，孔厚控制在25um以內。 為了改善高層厚銅板的鑽削毛刺問題，經批量驗證，採用高密度墊板，層板數為1，鑽頭研磨次數控制在3次以內，可有效改善鑽削毛刺

對於用於高頻、高速和海量資料傳輸的高級板，反鑽孔科技是提高信號完整性的有效方法。 反鑽主要控制剩餘短棒的長度、兩個孔孔位置的一致性以及孔中的銅線。 並非所有鑽機設備都具有反鑽功能，鑽機設備必須進行科技陞級（具有反鑽功能），或者必須購買具有反鑽功能的鑽機。 從行業相關文獻和成熟的批量生產應用中使用的反鑽科技主要包括：傳統的深度控制反鑽方法，內層為帶訊號迴響層的反鑽，深度反鑽根據板厚比計算，此處不再重複。

電路板可靠性測試

高級板通常是系統板, 哪個更厚, 更重的, 並且單元尺寸比傳統的 PCB多層板. 相應的熱容也較大. 焊接時, 需要更多熱量，焊接高溫時間更長. It takes 50 seconds to 90 seconds at 217°C (melting point of tin-silver-copper solder). 同時, 高層板的冷卻速度相對較慢, 囙此，延長了回流焊接試驗的時間, 並符合IPC-6012C, IPC-TM-650標準和行業要求, 高水准電纜的主要可靠性試驗 電路板.