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PCB線路板的精密技術(shù)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(shù)實現(xiàn)高密度化。而高精度是指“細、小、窄、薄”的結(jié)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(shù)中一個突出的難題。

  細密導(dǎo)線技術(shù)

  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(shù)。

  1.基材

  選用薄或超薄銅箔(<18um)基材和精細表面處理技術(shù)。

  2.工藝

  選用較薄干膜和濕法貼膜工藝,薄而質(zhì)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(dǎo)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(dǎo)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(shù)

  選用平行光曝光技術(shù)。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(dǎo)線。但平行曝光設(shè)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(xué)檢測技術(shù)

  選用自動光學(xué)檢測技術(shù)。這項技術(shù)已經(jīng)成為精細導(dǎo)線生產(chǎn)中檢測的必要手段,并得到了快速的應(yīng)用和發(fā)展。

  微孔技術(shù)

  用于微孔技術(shù)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(shù)的應(yīng)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(dǎo)線),成本急劇上升,因此轉(zhuǎn)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(shù)取得了突破性的進展,因而微小孔技術(shù)有了迅速的發(fā)展。這是當(dāng)前PCB打樣生產(chǎn)中主要突出的特點。

  未來,微孔形成技術(shù)主要依靠先進的數(shù)控鉆床和優(yōu)秀的微頭,激光技術(shù)形成的小孔在成本和孔質(zhì)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(shù)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(zhuǎn)速為11~15r/min;可鉆0.1~0.2mm微孔,選用含鈷量較高的優(yōu)質(zhì)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(shù)的發(fā)展,因此重視、研究和應(yīng)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?zé)g的污染(特別是多層板)、光源的壽命與維護、蝕孔的重復(fù)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(yīng)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(yīng)用,特別是在MCM-L的高密度互連(HDI)技術(shù),如M.C.Ms中的聚酯薄膜蝕孔和金屬沉積(濺射技術(shù))相結(jié)合的高密度互連中得到應(yīng)用。

  埋孔形成也可應(yīng)用于具有埋孔、盲孔結(jié)構(gòu)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(shù)上的突破,迅速得到推廣與應(yīng)用。因而激光鉆孔在表面安裝電路板中的應(yīng)用不能形成主導(dǎo)地位。但在某個領(lǐng)域中仍占有一席之地。

  三、埋、盲、通孔技術(shù)

  埋、盲、通孔結(jié)合技術(shù)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(shè)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(jié)構(gòu)相比,埋、盲、通孔結(jié)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(shù)指標下,埋、盲、通孔結(jié)合的印刷板的尺寸將大大縮小或?qū)訑?shù)顯著降低。

  因此,埋地和盲孔技術(shù)在高密度表面安裝印刷板中的應(yīng)用越來越多,不僅廣泛應(yīng)用于大型計算機和通信設(shè)備的表面安裝印刷板,也廣泛應(yīng)用于民用和工業(yè)領(lǐng)域,甚至應(yīng)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(jié)構(gòu)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。

THE END

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