高层电路板的关键生产工序控制—深联电路板

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1、高层电路板的关键生产工序控制—深联电路板作者：深圳市深联电路有限公司高层电路板一般定义为10层～20层或以上的高多层电路板，比传统的多层电路板加工难度大，其品质可靠性要求高，主要应用于通讯设备、高端服务器、医疗电子、航空、工控、军事等领域。近几年来，应用通讯、基站、航空、军事等领域的高层板市场需求仍然强劲，而随着中国电信设备市场的快速发展，高层板市场前景被看好。目前国内能批量生产高层电路板的PCB厂商，主要来自于外资企业或少数内资企业。高层电路板的生产不仅需要较高的技术和设备投入，更需要技术人员和生产人员的经验积累，同时导入高层板客户认证手续严

2、格且繁琐，因此高层电路板进入企业门槛较高，实现产业化生产周期较长。PCB平均层数已经成为衡量PCB企业技术水平和产品结构的重要技术指标。本文简述了高层电路板在生产中遇到的主要加工难点，介绍了高层电路板关键生产工序的控制要点，供同行参考与借鉴。一、主要制作难点对比常规电路板产品特点，高层电路板具有板件更厚、层数更多、线路和过孔更密集、单元尺寸更大、介质层更薄等特性，内层空间、层间对准度、阻抗控制以及可靠性要求更为严格。 1.1层间对准度难点由于高层板层数多，客户设计端对PCB各层的对准度要求越来越严格，通常层间对位公差控制±75μm，考虑高层板单

3、元尺寸设计较大、图形转移车间环境温湿度，以及不同芯板层涨缩不一致性带来的错位叠加、层间定位方式等因素，使得高层板的层间对准度控制难度更大。1.2内层线路制作难点高层板采用高TG、高速、高频、厚铜、薄介质层等特殊材料，对内层线路制作及图形尺寸控制提出高要求，如阻抗信号传输的完整性，增加了内层线路制作难度。线宽线距小，开短路增多，微短增多，合格率低；细密线路信号层较多，内层AOI漏检的几率加大；内层芯板厚度较薄，容易褶皱导致曝光不良，蚀刻过机时容易卷板；高层板大多数为系统板，单元尺寸较大，在成品报废的代价相对高。1.3压合制作难点多张内层芯板和半固

4、化片叠加，压合生产时容易产生滑板、分层、树脂空洞和气泡残留等缺陷。在设计叠层结构时，需充分考虑材料的耐热性、耐电压、填胶量以及介质厚度，并设定合理的高层板压合程式。层数多，涨缩量控制及尺寸系数补偿量无法保持一致性；层间绝缘层薄，容易导致层间可靠性测试失效问题。图1是热应力测试后出现爆板分层的缺陷图。1.4钻孔制作难点采用高TG、高速、高频、厚铜类特殊板材，增加了钻孔粗糙度、钻孔毛刺和去钻污的难度。层数多，累计总铜厚和板厚，钻孔易断刀；密集BGA多，窄孔壁间距导致的CAF失效问题；因板厚容易导致斜钻问题。二、关键生产工序控制2.1材料选择随着电子

5、元器件高性能化、多功能化的方向发展，同时带来高频、高速发展的信号传输，因此要求电子电路材料的介电常数和介电损耗比较低，以及低CTE、低吸水率和更好的高性能覆铜板材料，以满足高层板的加工和可靠性要求。常用的板材供应商主要有A系列、B系列、C系列、D系列，这四种内层基板的主要特性对比，见表1。对于高层厚铜电路板选用高树脂含量的半固化片，层间半固化片的流胶量足以将内层图形填充满，绝缘介质层太厚易出现成品板超厚，反之绝缘介质层偏薄，则易造成介质分层、高压测试失效等品质问题，因此对绝缘介质材料的选择极为重要。2.2压合叠层结构设计在叠层结构设计中考虑的主

6、要因素是材料的耐热性、耐电压、填胶量以及介质层厚度等，应遵循以下主要原则。(1)半固化片与芯板厂商必须保持一致。为保证PCB可靠性，所有层半固化片避免使用单张1080或106半固化片(客户有特殊要求除外)，客户无介质厚度要求时，各层间介质厚度必须按IPC-A-600G保证≥0.09mm。(2)当客户要求高TG板材时，芯板和半固化片都要用相应的高TG材料。(3)内层基板3OZ或以上，选用高树脂含量的半固化片，如1080R/C65%、1080HR/C68%、106R/C73%、106HR/C76%；但尽量避免全部使用106高胶半固化片的结构设计，以

7、防止多张106半固化片叠合，因玻纤纱太细，玻纤纱在大基材区塌陷而影响尺寸稳定性和爆板分层。(4)若客户无特别要求，层间介质层厚度公差一般按+/-10%控制，对于阻抗板，介质厚度公差按IPC-4101C/M级公差控制，若阻抗影响因素与基材厚度有关，则板材公差也必须按IPC-4101C/M级公差。2.3层间对准度控制内层芯板尺寸补偿的精确度和生产尺寸控制，需要通过一定的时间在生产中所收集的数据与历史数据经验，对高层板的各层图形尺寸进行精确补偿，确保各层芯板涨缩一致性。选择高精度、高可靠的压合前层间定位方式，如四槽定位(PinLAM)、热熔与铆钉结合

8、。设定合适的压合工艺程序和对压机日常维护是确保压合品质的关键，控制压合流胶和冷却效果，减少层间错位问题。层间对准度控制需要从内层补偿值、压合定位方式、