多层PCB板的制作流程及打样难点

中信华

　　多层PCB板的制作流程及打样难点

　　PCB的制作目前大部分是减成法，即将原材料覆铜板上的多余铜箔减去形成导电图形。

　　多层PCB板的制作流程

　　减成法大多是用化学腐蚀，经济又效率。只是化学腐蚀无差别攻击，故需对所需之导电图形进行保护，要在导电图形上涂覆一层抗蚀剂，再将未保护之铜箔腐蚀减去。早期之抗蚀剂是以丝网印刷方式将抗蚀油墨以线路形式印刷完成，故称“印制电路板（printed circuit）”。只是随着电子产品越来越精密化，印制线路的图像解析度无法满足产品需求，继而引用光致抗蚀剂作为图像解析材料。光致抗蚀剂是一种感光材料，对一定波长的光源敏感，与之形成光化学反应，形成聚合体，只需使用图形底片对图形进行选择性曝光后，再通过显影液（例1%碳酸钠溶液）将未聚合之光致抗蚀剂剥除，即形成图形保护层。

　　还有层间导通功能是通过金属化孔来实现的，故PCB制作过程中还需进行钻孔作业，并对孔实现金属化电镀作业，最终实现层间导通。

　　以常规六层PCB为例，制作流程如下：

　　一、先做两块无孔双面板
　　开料（原材双面覆铜板）-内层图形制作（形成图形抗蚀层）-内层蚀刻（减去多余铜箔）

　　二、将两张制作好的内层芯板用环氧树脂玻纤半固化片粘连压合 将两张内层芯板与半固化片铆合，再在外层两面各铺上一张铜箔用压机在高温高压下完成压制，使之粘连结合。关键材料为半固化片，成分与原材相同，也是环氧树脂玻纤，只是其为未完全固化态，在7-80度温度下会液化，其中添加有固化剂，在150度时会与树脂交联反应固化，之后不再可逆。通过这样一个半固态-液态-固态的转化，在高压力下完成粘连结合。

　　PCB多层板无论从设计上还是制造上来说，都比单双层板要复杂，一不小心就会遇到一些问题，那在PCB多层线路板打样中我们要规避哪些难点呢？

　　PCB多层线路板打样难点

　　1、层间对准的难点
　　由于多层电路板中层数众多，用户对PCB层的校准要求越来越高。通常，层之间的对准公差控制在75微米。考虑到多层电路板单元尺寸大、图形转换车间环境温湿度大、不同芯板不一致性造成的位错重叠、层间定位方式等，使得多层电路板的对中控制更加困难。

　　2、内部电路制作的难点
　　多层电路板采用高TG、高速、高频、厚铜、薄介质层等特殊材料，对内部电路制作和图形尺寸控制提出了很高的要求。例如，阻抗信号传输的完整性增加了内部电路制造的难度。宽度和线间距小，开路和短路增加，短路增加，合格率低；细线信号层多，内层AOI泄漏检测概率增加；内芯板薄，易起皱，曝光不良，蚀刻机时易卷曲；高层plate多为系统板，单位尺寸较大，且产品报废成本较高。

　　3、压缩制造中的难点
　　许多内芯板和半固化板是叠加的，在冲压生产中容易出现滑板、分层、树脂空隙和气泡残留等缺陷。在层合结构的设计中，应充分考虑材料的耐热性、耐压性、含胶量和介电厚度，制定合理的多层电路板的材料压制方案。由于层数多，膨胀收缩控制和尺寸系数补偿不能保持一致性，薄层间绝缘层容易导致层间可靠性试验失败。

　　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。