PCB線路板的精密技術有哪些?
- 發(fā)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(huán)寬(或無環(huán)寬)、埋、盲孔等技術實現(xiàn)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(guī)定生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)更完美的精細導線,對于狹小環(huán)寬、無環(huán)寬和全板電鍍尤為適用,目前全球已有十多條ED生產(chǎn)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(huán)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(jīng)成為精細導線生產(chǎn)中檢測的必要手段,并得到了快速的應用和發(fā)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(guī)鉆頭材料和數(shù)控鉆床,生產(chǎn)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(shù)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(fā)展。這是當前PCB打樣生產(chǎn)中主要突出的特點。
未來,微孔形成技術主要依靠先進的數(shù)控鉆床和優(yōu)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(shù)控鉆床形成的小孔。
一、數(shù)控鉆床
目前數(shù)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(shù)控鉆床。
微孔鉆床鉆小孔(小于0.50mm)的效率比常規(guī)的數(shù)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(yōu)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(shù)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(chǎn)品,這種鉆床目前非常緊張。
二、激光打孔
常規(guī)的數(shù)控鉆床和鉆頭來鉆微小孔的確存在很多問題。曾經(jīng)阻礙了微孔技術的發(fā)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(chǎn)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(shù)控鉆床和微小鉆頭的開發(fā)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(shù)量外,埋葬和盲孔都是通過“最近”內(nèi)層之間的相互連接,大大減少了通孔形成的數(shù)量,大大減少了隔離盤的設置,從而增加了板內(nèi)有效布線和層之間的相互連接數(shù)量,增加了相互連接的高密度。
因此,與傳統(tǒng)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(shù)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(shù)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(yè)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(chǎn)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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