多層電路板的制作及層壓技術介紹

多層印刷電路板制造過程，目前多是減成法，即將原材料覆銅板上的多余銅箔減去形成導電圖形。減去之法多是用化學腐蝕，最經(jīng)濟且高效率。只是化學腐蝕無差別攻擊，故需對所需之導電圖形進行保護，要在導電圖形上涂覆一層抗蝕劑，再將未保護之銅箔腐蝕減去。早期之抗蝕劑是以絲網(wǎng)印刷方式將抗蝕油墨以線路形式印刷完成，故稱“印制電路板（printed circuit）”。只是隨著電子產(chǎn)品越來越精密化，印制線路的圖像解析度無法滿足產(chǎn)品需求，繼而引用光致抗蝕劑作為圖像解析材料。光致抗蝕劑是一種感光材料，對一定波長的光源敏感，與之形成光化學反應，形成聚合體，只需使用圖形底片對圖形進行選擇性曝光后，再通過顯影液（例1%碳酸鈉溶液）將未聚合之光致抗蝕劑剝除，即形成圖形保護層。

在目前的多層印刷電路板制造過程中，還有層間導通功能是通過金屬化孔來實現(xiàn)的，故PCB制作過程中還需進行鉆孔作業(yè)，并對孔實現(xiàn)金屬化電鍍作業(yè)，最終實現(xiàn)層間導通。

多層印刷電路板制造過程以常規(guī)六層PCB的制作流程簡言之：

一、先做兩塊無孔雙面板

開料（原材雙面覆銅板）-內(nèi)層圖形制作（形成圖形抗蝕層）-內(nèi)層蝕刻（減去多余銅箔）

二、將兩張制作好的內(nèi)層芯板用環(huán)氧樹脂玻纖半固化片粘連壓合

將兩張內(nèi)層芯板與半固化片鉚合，再在外層兩面各鋪上一張銅箔用壓機在高溫高壓下完成壓制，使之粘連結合。關鍵材料為半固化片，成分與原材相同，也是環(huán)氧樹脂玻纖，只是其為未完全固化態(tài)，在7-80度溫度下會液化，其中添加有固化劑，在150度時會與樹脂

交聯(lián)反應固化，之后不再可逆。通過這樣一個半固態(tài)-液態(tài)-固態(tài)的轉(zhuǎn)化，在高壓力下完成粘連結合。

三、常規(guī)雙面板制作

鉆孔-沉銅板電（孔金屬化）-外層線路（形成圖形抗蝕層）-外層蝕刻-阻焊（印刷綠油，文字）-表面涂覆（噴錫，沉金等）-成形（銑切成形）。

如何提高多層電路板層壓品質(zhì)在工藝技術：

一、設計符合層壓要求的內(nèi)層芯板

由于層壓機器技術的逐步發(fā)展，熱壓機由以前的非真空熱壓機到現(xiàn)在的真空熱壓機，熱壓過程處于一個封閉式系統(tǒng)，看不到，摸不著。因此在層壓前需對PCB內(nèi)層板進行合理的設計，在此提供一些參考要求：

1、芯板的外形尺寸與有效單元之間要有一定的間距，也就是有效單元到PCB的板邊距離要在不浪費材料的前提下盡量留有較大的空間，一般四層板要求間距大于10mm，六層板要求間距大于15mm、層數(shù)愈高，間距愈大。

2、PCB電路板內(nèi)層芯板要求無開、短、斷路、無氧化、板面清潔干凈、無殘留膜。

3、要根據(jù)PCB多層板總厚度要求選擇芯板厚度，芯板厚度一致，偏差小，下料經(jīng)緯方向一致，特別是6層以上的PCB多層板，各個內(nèi)層芯板經(jīng)緯方向一定要一致，即經(jīng)方向與經(jīng)方向重疊，緯方向與緯方向重疊，防止不必要的板彎曲。

4、定位孔的設計，為減少PCB多層板層與層之間的偏差，因此在PCB多層板定位孔設計方面需注意：4層板僅需設計鉆孔用定位孔3個以上即可。6層以上多層PCB電路板除需設計鉆孔用定位孔外還需設計層與層重疊定位鉚釘孔5個以上和鉚釘用的工具板定位孔5個以上。但設計的定位孔，鉚釘孔，工具孔一般是層數(shù)愈高，設計的孔的個數(shù)相應多一些，并且位置盡量靠邊。主要目的是減少層與層之間的對位偏差和給生產(chǎn)制造留有較大的空間。對靶形設計盡量滿足打靶機自動識別靶形的要求、一般設計為完整圓或同心圓。

二、滿足PCB電路板用戶要求，選擇合適的PP、CU箔配置

客戶對PP的要求主要表現(xiàn)在介質(zhì)層厚度、介電常數(shù)、特性阻抗、耐電壓、層壓板外表光滑程度等方面的要求，因此選擇PP時可根據(jù)如下方面去選擇：

1、能保證粘結強度和光滑的外表；

2、層壓時Resin能填滿印制導線的空隙；

3、能為PCB多層板提供必須的介質(zhì)層厚度；

4、能在層壓時充分排除疊片間空氣和揮發(fā)物；

5、CU箔主要根據(jù)PCB電路板用戶要求分別的配置不同型號，CU箔質(zhì)量符合IPC標準。

三、內(nèi)層芯板處理工藝

PCB多層板層壓時、需對內(nèi)層芯板進行處理工藝。內(nèi)層板的處理工藝有黑氧化處理工藝和棕化處理工藝，氧化處理工藝是在內(nèi)層銅箔上形成一層黑色氧化膜，黑色氧化膜厚度為0．25-4）．50mg/cm2。棕化處理工藝（水平棕化）是在內(nèi)層銅箔上形成一層有機膜。內(nèi)層板處理工藝作用有：

1、增加內(nèi)層銅箔與樹脂接觸的比表面，使二者之間的結合力增強；

2、使多層線路板在濕流程工序中提高抗酸能力、預防粉紅圈；

3、阻絕高溫下液態(tài)樹脂中固化劑雙氰胺的分解一水分對銅面的影響；

4、增加融熔樹脂流動時對銅箔的有效濕潤性，使流動的樹脂有充分的能力伸人氧化膜中，固化后展現(xiàn)強勁的抓地力。

四、層壓參數(shù)的有機匹配

PCB多層板層壓參數(shù)的控制主要系指層壓”溫度、壓力、時間”三者的有機匹配。

1、溫度

層壓過程中有幾個溫度參數(shù)比較重要。即樹脂的熔融溫度、樹脂的固化溫度、熱盤設定溫度、材料實際溫度及升溫的速度變化。熔融溫度系溫度升高到70時樹脂開始熔化。正是由于溫度的進一步升高，樹脂進一步熔化并開始流動。在溫度70-140這段時間內(nèi)，樹脂是易流體，正是由于樹脂的可流性，才保證樹脂的填膠、濕潤。隨著溫度逐漸升高，樹脂的流動性經(jīng)歷了一個由小變大、再到小、最后當溫度達到160-170時，樹脂的流動度為0，這時的溫度稱為固化溫度。

為使樹脂能較好的填膠、濕潤，控制好升溫速率就得很重要，升溫速率是層壓溫度的具體化，即控制何時溫度升到多高。升溫速率的控制是PCB多層板層壓品質(zhì)的一個重要參數(shù)，升溫速率一般控制為2-4／MIN。升溫速率與PP不同型號，數(shù)量等密切相關。

對7628PP升溫速率可以快一點即為2-4／min、對1080、2116PP升溫速率控制在1．5-2／MIN同時PP數(shù)量多、升溫速率不能太快，因為升溫速率過快，PP的濕潤性差，樹脂流動性大，時間短，容易造成滑板，影響層壓品質(zhì)。熱盤溫度主要取決于鋼盤、鋼板、皮牛紙等的傳熱情況，一般為180-200。

2、壓力

PCB多層板層壓壓力大小是以樹脂能否填充層間空洞，排盡層間氣體和揮發(fā)物為基本原則。由于熱壓機分非真空壓機和抽真空熱壓機，因此從壓力出發(fā)有一段加壓、二段加壓和多段加壓幾種方式。一般非真空壓機采用一般加壓和二段加壓。抽真空機采用二段加壓和多段加壓。對高、精、細多層板通常采用多段加壓。壓力大小一般根據(jù)PP供應商提供的壓力參數(shù)確定，一般為15-35kg/cm2。

3、時間

時間參數(shù)主要是層壓加壓時機的控制、升溫時機的控制、凝膠時間等方面。對二段層壓和多段層壓，控制好主壓的時機，確定好初壓到主壓的轉(zhuǎn)換時刻是控制好層壓質(zhì)量好壞的關鍵。若施加主壓時間過早，會導致擠出樹脂、流膠太多，造成層壓板缺膠、板薄，甚至滑板等不良現(xiàn)象。若施加主壓時間過遲，則會造成層壓粘結界面不牢、空洞、或有氣泡等缺陷。

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