PCB科技 - 高級電路板關鍵生產過程控制

高級電路板通常被定義為具有10至20層或更多層的高級電路板，其比傳統的多層電路板更難加工，並且具有高品質和可靠性要求。 主要應用於通信設備、高端服務器、醫療電子、航空、工控、軍事等領域。 近年來，應用通信、基站、航空、軍事等領域的高端板市場需求依然強勁。 隨著中國電信設備市場的快速發展，高級別板市場前景廣闊。

現時，國內能够大規模生產高水准電路板的PCB製造商主要是外資公司或少數內資公司。 生產高水准的電路板不僅需要高技術和設備投資，還需要科技人員和生產人員的經驗積累。 同時，引入高級電路板客戶認證程式嚴格繁瑣，囙此高級電路板進入企業並實現產業化的門檻更高。 生產週期更長。 PCB平均層數已成為衡量PCB公司科技水准和產品結構的重要技術指標。 本文簡要介紹了高等級電路板生產中遇到的主要加工難點，介紹了高級別電路板生產關鍵工序的控制要點，供同行參攷和借鑒。

1.主要生產難點

與傳統電路板的特性相比，高級電路板具有板更厚、層更多、線和過孔更密集、單元尺寸更大、介電層更薄的特性。 內層空間、層之間的對齊程度、阻抗控制和可靠性要求更為嚴格。

1.1層間找正困難

由於大量的高級板，客戶設計方對PCB的每一層對齊都有越來越嚴格的要求。 通常，層之間的對齊公差由±75°m控制。 考慮到高級板單元的大規模設計和圖形傳輸車間的環境溫度和濕度，以及不同核心層的膨脹和收縮不一致導致的錯位和疊加等因素，層間定位方法等。， 更難以控制高層板的層之間的對準程度。

1.2製作內部電路的困難

高級板採用高TG、高速、高頻、厚銅、薄介電層等特殊資料，對內部電路的製作和圖案尺寸的控制提出了很高的要求，如阻抗訊號傳輸的完整性，新增了內部電路的生產難度。 線寬和線間距小，開路和短路新增，短路新增，通過率低； 存在更多的精細電路訊號層，並且內層中遺漏AOI檢測的概率新增； 內芯板較薄，易起皺，暴露和蝕刻不良，過機時易卷起； 高級板大多是系統板，組織尺寸相對較大，成品報廢成本相對較高。

1.3壓制困難

多個內芯板和預浸料疊置，在壓制生產過程中容易產生滑板、分層、樹脂空洞、氣泡殘留等缺陷。 在設計疊層結構時，需要充分考慮資料的耐熱性、耐壓、膠水的用量和介質的厚度，並設定合理的高級壓板程式。 有許多層，膨脹和收縮量的控制與尺寸係數的補償不能保持一致； 薄的層間絕緣層容易導致層間可靠性測試的失敗。 圖1是熱應力試驗後板材分層的缺陷圖。

1.4鑽井難點

採用高TG、高速、高頻、厚銅特種板材，新增了鑽孔粗糙度、鑽孔毛刺和去孔的難度。 有很多層，累計銅的總厚度和板的厚度，鑽孔容易斷刀； 密集BGA多，CAF失效問題由孔壁間距窄引起； 板的厚度容易引起傾斜鑽孔的問題。

2.關鍵生產過程控制

2.1資料選擇

隨著高性能、多功能電子元器件的發展，帶來了訊號傳輸的高頻、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CTE和低吸水率。 速率和更好的高性能覆銅層壓板資料，以滿足高級板材的加工和可靠性要求。

2.2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、填料的量和介電層的厚度。 應遵循以下主要原則。

（1）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，必須根據IPC-A-600G保證夾層介質的厚度為0.09mm。

（2）當客戶需要高TG片材時，芯板和預浸料必須使用相應的高TG資料。

（3）對於內部基板3OZ或以上，使用樹脂含量高的預浸料，例如1080R/C65%、1080HR/C 68%、106R/C 73%、106HR/C76%； 但是儘量避免使用所有的106高粘性預浸料。該結構被設計成防止多個106預浸料的重疊。 由於玻璃纖維紗線太薄，玻璃纖維紗線在大的基底區域內塌陷，影響了板的尺寸穩定性和分層。

2.3層線形控制

內芯板尺寸補償和生產尺寸控制的準確性需要一定的時間來收集生產中的數據和歷史資料經驗，以準確地補償高層板的每層尺寸，確保每層芯板的膨脹和收縮。 一致性 衝壓前選擇高精度、高可靠性的夾層定位方法，如四槽定位（Pin-LAM）、熱熔和鉚釘組合。 設定合適的壓制工藝和壓機的日常維護是確保壓制質量、控制壓制的膠流和冷卻效果、减少層間錯位問題的關鍵。 層對層對準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。

2.4內部電路科技

為了提高電路的蝕刻能力，在PCB工程設計中，有必要對電路和焊盤（或焊環）的寬度進行適當的補償，也有必要對特殊圖形進行更詳細的補償，如回流線、獨立線等。設計注意事項。 確認內部線寬、線距、隔離環尺寸、獨立線和孔線距的設計補償是否合理，否則更改工程設計。 有阻抗和電感電抗的設計要求。 注意獨立線和阻抗線的設計補償是否足够，在蝕刻過程中控制參數，確認第一塊合格後才能進行批量生產。 為了减少蝕刻側腐蝕，有必要將每組蝕刻溶液的組成控制在最佳範圍內。 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入高精度刻蝕線設備，以提高刻蝕均勻性，减少刻蝕毛刺和不乾淨的刻蝕。

第四，結論

業內對高水准PCB加工技術的研究文獻相對較少。 本文介紹了資料選擇、層壓結構設計、層間對準、內層線生產、壓制工藝、鑽孔工藝等關鍵生產工藝過程控制點，以供同行參攷和理解，希望更多同行參與高水准電路板的科技研究和交流。