PCB多層板的生產(chǎn)工序流程介紹

多層板（Multi-Layer Boards） 為了增加可以布線的面積，多層板用上了更多單或雙面的布線板。用一塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層或二塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層的印刷線路板，通過(guò)定位系統(tǒng)及絕緣粘結(jié)材料交替在一起且導(dǎo)電圖形按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行互連的印刷線路板就成為四層、六層印刷電路板了，也稱為多層印刷線路板。板子的層數(shù)并不代表有幾層獨(dú)立的布線層，在特殊情況下會(huì)加入空層來(lái)控制板厚，通常層數(shù)都是偶數(shù)，并且包含最外側(cè)的兩層。大部分的主機(jī)板都是4到8層的結(jié)構(gòu)，不過(guò)技術(shù)上理論可以做到近100層的PCB板。大型的超級(jí)計(jì)算機(jī)大多使用相當(dāng)多層的主機(jī)板，不過(guò)因?yàn)檫@類計(jì)算機(jī)已經(jīng)可以用許多普通計(jì)算機(jī)的集群代替，超多層板已經(jīng)漸漸不被使用了。因?yàn)镻CB中的各層都緊密的結(jié)合，一般不太容易看出實(shí)際數(shù)目，不過(guò)如果仔細(xì)觀察主機(jī)板，還是可以看出來(lái)。

下面就是生產(chǎn)多層板的工序了，其中主要是對(duì)外層的處理。

1. 棕化：對(duì)做好了的內(nèi)層進(jìn)行棕化。棕化是為了讓有銅的表面更加粗糙，使其可以在壓合過(guò)程與PP有更好的結(jié)合力。無(wú)銅的地方由于之前被蝕刻掉了，露出了基材的地方表面就已經(jīng)比較粗糙了。我們廠的棕化線不僅對(duì)內(nèi)層進(jìn)行了表面粗化處理，還對(duì)內(nèi)層進(jìn)行了表面去污和清洗的處理。

2. 壓合：壓合需要的材料有銅箔，PP（prepreg）和內(nèi)層線路板。以一個(gè)四層板為例，壓合是用兩片PP分別放在內(nèi)層的上面和下面，然后再分別在它們的上面和下面放置銅箔。銅箔充當(dāng)了多層板的外層。在真空壓合機(jī)的高溫和壓力的作用下，PP將會(huì)成為一種熔融狀態(tài)而充當(dāng)了內(nèi)層與銅箔的粘合劑，同時(shí)又充當(dāng)內(nèi)層與銅箔的絕緣體。冷卻后，PP將凝固并牢牢的將銅箔和內(nèi)層結(jié)合在一起。這樣一塊四層板就做好了。

壓合之前要進(jìn)行疊板。疊板的過(guò)程一定要在一個(gè)清潔的房間進(jìn)行，且房間內(nèi)的溫度和濕度要相應(yīng)的加以控制。目的是盡量避免在壓合過(guò)程中出現(xiàn)起泡，開(kāi)層或板曲的缺陷。為控制板內(nèi)的水分含量，必要時(shí)要對(duì)板進(jìn)行烤板。疊好板后應(yīng)盡快進(jìn)行壓合以防止預(yù)處理好的板重新吸入過(guò)多的空氣中的水分及內(nèi)層板銅面被氧化。

在疊板時(shí)會(huì)使用到牛皮紙。牛皮紙的作用是為了使在壓合時(shí)壓力能均勻地被運(yùn)用在各疊層，同時(shí)也起到了一個(gè)溫度升高的緩沖的作用。最后，牛皮紙也有增加疊層之間的摩擦的作用，從而防止在壓合過(guò)程時(shí)疊層之間打滑。在壓合時(shí)要充分考慮到B-stage的Tg值。具有不同的Tg值的B-stage要用相應(yīng)的溫度和時(shí)間對(duì)其進(jìn)行加溫，從而使其充分地與銅箔和內(nèi)層板粘合在一起，防止出現(xiàn)空隙。同時(shí)也要考慮到B-stage被過(guò)分的融化使內(nèi)層板與銅箔間的B-stage過(guò)薄或缺失，從而造成絕緣不良及其他引起報(bào)廢的缺陷。壓合完后就是冷卻過(guò)程。在冷卻過(guò)程要注意避免出現(xiàn)壓合好的板內(nèi)有內(nèi)應(yīng)力?？梢栽趬汉虾髮?duì)板進(jìn)行焗板，釋放可能存在的板內(nèi)應(yīng)力，防止在后續(xù)處理時(shí)板出現(xiàn)開(kāi)層或板曲等不良現(xiàn)象。

3. 鉆孔：初始鉆孔。大部分孔會(huì)在初鉆時(shí)會(huì)被在壓合好的板上鉆出來(lái)，包括NPTH和PTH孔。鉆PTH孔時(shí)要對(duì)孔的直徑在客戶要求的原始大小下進(jìn)行補(bǔ)償，考慮到在沉銅和電鍍時(shí)孔徑會(huì)縮小。對(duì)于孔徑較大的鉆孔，應(yīng)該先鉆卸力孔。如果孔間距太小或孔與線路間距太小，應(yīng)考慮采取二鉆的方式。

孔的作用主要有兩個(gè)：一是連接不同層的線路；二是方便元件插入和用于定位。不同的基材對(duì)鉆孔會(huì)有不同的影響。其中主要是基材中的玻璃纖維。玻璃纖維越粗，孔會(huì)更容易被鉆偏，且鉆出來(lái)的孔的孔壁越容易變粗糙。不同Tg值的基材對(duì)鉆孔也會(huì)有不同的影響。高Tg值的板鉆孔時(shí)孔壁更不容易出現(xiàn)膠渣。但是高Tg值的板更加堅(jiān)硬和粗糙，鉆孔時(shí)容易造成鉆刀的磨損及孔壁粗糙。

鉆孔要用到鉆刀。鉆刀是一種鎢碳化物，具有硬脆和相對(duì)經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。鉆刀的質(zhì)量直接會(huì)影響到鉆孔的質(zhì)量，所以對(duì)鉆刀的檢查是非常重要的，特別是對(duì)重復(fù)利用的鉆刀的檢查。為了降低鉆孔的平均花費(fèi)成本，鉆刀會(huì)在被使用后在顯微鏡下被檢查和打磨，以達(dá)到可以重復(fù)利用的狀態(tài)。對(duì)鉆刀的打磨只是在刀嘴上進(jìn)行打磨，而鉆刀邊緣在前次使用后變得相對(duì)鈍，所以重復(fù)利用鉆刀的次數(shù)是有限的。一般來(lái)說(shuō)，用于更小孔徑的鉆刀被重復(fù)利用的次數(shù)要小于用于大孔徑的鉆刀，主要原因是因?yàn)樾】讖降你@刀在使用時(shí)更容易斷，不能被重復(fù)使用；其次是鉆小孔對(duì)鉆刀的要求更高，被重新修繕的鉆刀仍不能很好的達(dá)到鉆小孔鉆刀的要求。

由于鉆刀是螺紋狀的，這種設(shè)計(jì)其中的一個(gè)原因是為了鉆孔過(guò)程產(chǎn)生的碎屑能夠有足夠的空間被吸出去，從而減少鉆刀的摩擦。因此，鉆孔時(shí)疊板的厚度加上鋁片和墊板的總厚度不能超過(guò)鉆刀有螺紋區(qū)域的長(zhǎng)度。

在鉆孔時(shí)，一般會(huì)將幾塊板疊好一起進(jìn)行鉆孔。疊板的上面會(huì)鋪上一層鋁片。這片鋁片有很多的作用：1、使鉆刀居中，防止孔鉆偏；2、為鉆刀降溫，防止鉆刀斷裂；3、防止銅箔起毛刺；4、防止孔和鉆刀的污染；5、防止板面出現(xiàn)機(jī)器鉆孔由于壓力而留下的印記。同時(shí)在疊板是要在底部墊上一塊紙質(zhì)的板，其作用是：1、給鉆刀在鉆完疊板后提供一個(gè)良好的鋪墊；2、防止出現(xiàn)銅箔起毛刺；3、防止孔及鉆刀受碎屑的污染；4、降低鉆孔時(shí)產(chǎn)生的溫度；5、提高鉆孔的質(zhì)量。

在鉆孔的整個(gè)過(guò)程中，廠房的濕度、溫度及清潔度一定要很好的控制。

濕度和清潔度不僅會(huì)影響鉆孔的質(zhì)量，而且會(huì)對(duì)鉆機(jī)造成很多負(fù)面影響。濕度較高的空氣會(huì)對(duì)腐蝕鉆機(jī)的原件，從而影響鉆機(jī)的工作效率和維修成本。空氣中的灰塵也會(huì)蝕刻鉆機(jī)的原件。

4. 去毛邊：機(jī)器鉆孔會(huì)在孔的邊緣留下毛邊，為了后面沉銅和貼干膜不受影響，這些毛邊必須清除掉。

5. 去污：由于內(nèi)層的銅箔非常的薄，那么在鉆孔時(shí)，由上而下這些銅很容易被鉆刀攜帶的殘留物覆蓋。雖然這些殘留物非常的少，但對(duì)于本身很薄的銅箔來(lái)說(shuō)，附著的殘留物會(huì)影響其與沉銅過(guò)程的銅的結(jié)合性，進(jìn)而影響這些孔的導(dǎo)電性能。

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