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多層pcb電路板打樣需要注意什么?

  • 發(fā)布時間:2022-10-10 15:19:04
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1. 材料選擇要好

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(yīng)商主要有A系列、B系列、C系列、D系列。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。

 

2.采用壓合疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計

在疊層結(jié)構(gòu)設(shè)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(yīng)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(dāng)客戶要求高TG板材時,芯板和半固化片都要用相應(yīng)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(shè)計,以防止多張106半固化片疊合,因玻纖紗太細(xì),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(guān),則板材公差也必須按IPC-4101 C/M級公差。

 

3. 層間對準(zhǔn)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(jìn)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(shè)定合適的壓合工藝程序和對壓機(jī)日常維護(hù)是確保壓合品質(zhì)的關(guān)鍵,控制壓合流膠和冷卻效果,減少層間錯位問題。層間對準(zhǔn)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。

 

5. 內(nèi)層線路工藝

由于傳統(tǒng)曝光機(jī)的解析能力在50μm左右,對于高層板生產(chǎn)制作,可以選擇激光直接成像機(jī)(LDI),提高圖形解析能力,解析能力達(dá)到20μm左右。傳統(tǒng)曝光機(jī)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(jī),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(shè)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(shè)計上對線路的寬度和焊盤(或焊環(huán))給予適當(dāng)?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(xì)的設(shè)計考慮。確認(rèn)內(nèi)層線寬、線距、隔離環(huán)大小、獨立線、孔到線距離設(shè)計補償是否合理,否則更改工程設(shè)計。有阻抗、感抗設(shè)計要求注意獨立線、阻抗線設(shè)計補償是否足夠,蝕刻時控制好參數(shù),首件確認(rèn)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(shè)備蝕刻能力不足,可以對設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造或?qū)敫呔芪g刻線設(shè)備,提高蝕刻均勻性,減少蝕刻毛邊、蝕刻不凈等問題。

 

6.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(jī)沖出定位孔,沖孔精度控制在±25μm。熔合時調(diào)機(jī)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(shè)備采用高性能配套壓機(jī),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(shè)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(dāng)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(yīng)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)。

 

7.鉆孔工藝

由于各層疊加導(dǎo)致板件和銅層超厚,對鉆頭磨損嚴(yán)重,容易折斷鉆刀,對于孔數(shù)、落速和轉(zhuǎn)速適當(dāng)?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(jī)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(jī)設(shè)備具有背鉆功能,必須對鉆孔機(jī)設(shè)備進(jìn)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(jī)。從行業(yè)相關(guān)文獻(xiàn)和成熟量產(chǎn)應(yīng)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(fù)敘述。

 

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THE END

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