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技術資料

PCB線路板高精密度化是怎樣做到的

  線路板高精密度化是指采用細密線寬/間距、微小孔、狹窄環寬(或無環寬)和埋、盲孔等技術達到高密度化。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:O.20mm線寬,按規定生產出O.16~0.24mm為合格,其誤差為(O.20土0.04)mm;而O.10mm的線寬,同理其誤差為(0.10±O.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。但卻是生產技術中一個突出的難題。


 ?。ǎ保┘毭軐Ь€技術今后的高細密線寬/間距將由0.20mm-O.13mm-0.08mm—0.005mm,才能滿足SMT和多芯片封裝(MultichipPackage,MCP)要求。因此要求采用如下技術。


 ?、俨捎帽』虺°~箔(<18um)基材和精細表面處理技術。


 ?、诓捎幂^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。濕法貼膜可填滿小的氣隙,增加界面附著力,提高導線完整性和精度。


 ?、鄄捎闷叫泄馄毓饧夹g。由于平行光曝光可克服“點”光源的各向斜射光線帶來線寬變幅等的影響,因而可得線寬尺寸精確和邊緣光潔的精細導線。但平行曝光設備昂貴,投資高,并要求在高潔凈度的環境下工作。



 ?、懿捎秒姵练e光致抗蝕膜(Electro—depositedPhotoresist,ED)。其厚度可控制在5~30/um范圍,可生產更完美的精細導線,對于狹小環寬、無環寬和全板電鍍尤為適用,目前全球已有十多條ED生產線。


 ?、莶捎米詣庸鈱W檢測技術(AutomaticOpticInspection,AOI)。此技術已成為精細導線生產中檢測的必備手段,正得到迅速推廣應用和發展。如AT&T公司有11臺AoI,}tadco公司有21臺AoI專門用來檢測內層的圖形。


 ?。ǎ玻┪⒖准夹g表面安裝用的印制線路板的功能孔主要是起電氣互連作用,因而使微孔技術的應用更為重要。采用常規的鉆頭材料和數控鉆床來生產微小孔的故障多、成本高。所以印制板高密度化大多是在導線和焊盤細密化上下功夫,雖然取得了很大成績,但其潛力是有限的,要進一步提高細密化(如小于O.08mm的導線),成本急升,因而轉向用微孔來提高細密化。


  近幾年來數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展。這是當前PCB生產中主要突出的特點。今后微小孔形成技術主要還是靠先進的數控鉆床和優良的微小頭,而激光技術形成的小孔,從成本和孔的質量等觀點看仍遜色于數控鉆床所形成的小孔。

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 ?、偌す獯蚩壮R幍臄悼劂@床和鉆頭來鉆微小孔的確存在很多問題。曾阻礙著微小孔技術的進展,因而激光蝕孔受到重視、研究和應用。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。在具有埋、盲孔結構的高密度互連多層線路板中的埋孔形成也能得到應用。但是由于數控鉆床和微小鉆頭的開發和技術上的突破,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。


 ?、跀悼劂@床目前數控鉆床的技術已取得了新的突破與進展。并形成了以鉆微小孔為特點的新一代數控鉆床。微孔鉆床鉆小孔(小于0.50mm)的效率比常規的數控鉆床高1倍,故障少,轉速為11~15r/min;可鉆O.1~0.2mm微孔,采用含鈷量較高的優質小鉆頭,可三塊板(1.6mm/塊)疊起進行鉆孔。鉆頭斷了能自動停機并報知位置,自動更換鉆頭和檢查直徑(刀具庫可容幾百支之多),能自動控制鉆尖與蓋板之恒定距離和鉆孔深度,因而可鉆盲孔,也不會鉆壞臺面。數控鉆床臺面采用氣墊和磁浮式,移動更快、更輕、更精確,不會劃傷臺面。這樣的鉆床,目前很緊俏,如意大利Prurite的Mega4600,美國ExcelIon2000系列,還有瑞士、德國等新一代產品。


 ?、勐?、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。一般埋、盲孔都是微小孔,除了提高板面上的布線數量以外,埋、盲孔都是采用“最近”內層間互連,大大減少通孔形成的數量,隔離盤設置也會大大減少,從而增加了板內有效布線和層間互連的數量,提高了互連高密度化。所以埋、盲、通孔結合的多層線路板比常規的全通孔板結構,在相同尺寸和層數下,其互連密度提高至少3倍,如果在相同的技術指標下,埋、盲、通孔相結合的印制板,其尺寸將大大縮小或者層數明顯減少。因此在高密度的表面安裝印制板中,埋、盲孔技術越來越多地得到了應用,不僅在大型計算機、通訊設備等中的表面安裝印制板中采用,而且在民用、工業用的領域中也得到了廣泛的應用,甚至在一些薄型板中也得到了應用,如各種PCMCIA、Smard、IC卡等的薄型六層以上的板。


  埋、盲孔結構的印制電路板,一般都采用“分板”生產方式來完成,這就意味著要經過多次壓板、鉆孔、孔化電鍍等才能完成,因而精密定位是非常重要的。

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