高精度線電阻PCB制作方法

王 佐 李清春 劉克敢 趙 波（深圳崇達(dá)多層線路板有限公司，廣東 深圳 518132）

高精度線電阻PCB制作方法

王 佐 李清春 劉克敢 趙 波
（深圳崇達(dá)多層線路板有限公司，廣東 深圳 518132）

隨著PCB功能化和高性能化發(fā)展， PCB則出現(xiàn)了眾多特殊要求的產(chǎn)品，迎合客戶對于產(chǎn)品特性的需求。

我公司根據(jù)某客戶要求，制作一款在PCB上實現(xiàn)既定布線方式的精準(zhǔn)線電阻控制要求的產(chǎn)品?？蛻糍Y料給定了總走線長度（6413 mm），線寬要求在0.2 mm左右，線電阻控制16 Ω±10 Ω，允許適當(dāng)調(diào)整。我公司根據(jù)實際制程能力，首先計算出匹配的線寬和銅厚范圍，再制作出滿足阻抗要求的PCB產(chǎn)品。

1 理論計算

客戶電阻控制板設(shè)計圖案如圖1所示，只有BOT面有較長的電阻線，總線長6413 mm，線寬預(yù)先按0.2 mm算，TOP面較寬0.4 mm，線長15.8 mm。電阻控制面只有BOT面。

圖1 客戶電阻控制板設(shè)計圖案

6413 mm長，0.2 mm寬的銅導(dǎo)線在不同銅厚下的電阻理論計算值如下表。R=ρ×L/S，ρ為材料電阻率1.75× 10-8Ω×m，L為導(dǎo)線長度6413 mm，S為導(dǎo)線橫截面積，實際電阻上下限分別為：17.6 Ω和14.4 Ω。理論計算當(dāng)銅厚在35 μm時，0.2 mm寬6413 mm長的導(dǎo)線才能達(dá)到理想電阻值16 Ω。

表1 電阻理論計算值

實際制作表銅控制35 μm左右。此板孔銅要求最小18 μm，考慮到板厚0.5 mm，最孔孔徑0.35 mm，鉆孔厚徑比在1.4左右，電鍍灌孔率以90%計算，面銅電鍍層厚度至少在20 μm左右，所以底銅選擇應(yīng)為15 μm，選擇1 oz / 3 oz起鍍銅厚最理想。

根據(jù)客戶的電阻要求，計算線寬公差范圍如下表2。根據(jù)下表計算結(jié)果，控制銅厚理論最優(yōu)區(qū)間32 μm到40 μm之間。

表2 根據(jù)客戶的電阻要求，計算線寬公差范圍

實際設(shè)計該PCB的制作流程為正片，正片制作更便于線寬公差控制，得到更精準(zhǔn)的電阻。

2 過程控制

2.1 板電后面銅

板電銅厚8 μm，實際板電后量測量2PNL板的面銅，量測后計算銅厚分布Cpk為1.4〉1.33，如表3和圖2，板電均勻性比較理想。

表3 板電均勻性數(shù)據(jù) ［單位：μm］

圖2 板電銅厚分布Cpk=1.4

2.2 圖電后成品銅厚

切片量測孔銅面銅，實際值如圖3，板電孔銅已經(jīng)到最小值24 μm左右，面銅約在35 μm到39 μm，銅厚合格。

圖3 孔銅與面銅測量

2.3 成品電阻測試

測試板2PNL，蝕刻得到PNL 1線寬均值0.19 mm，實測相應(yīng)電阻值在15.8 Ω到19 Ω；PNL2線寬均值0.21 mm，實測相應(yīng)阻值在15.2 Ω到17.5 Ω。繼續(xù)跟進(jìn)測試板到成品后的電阻測試結(jié)果。

成品測試電阻如表4所示，2PNL板電阻全部合格，但是相對于蝕刻的半成品，成品電阻降低了1.5 Ω。

3 結(jié)論

測試板成品量測所有電阻均合格，說明板電銅厚控制21+/-3 μm、成品銅厚控制均值35 μm到40 μm，線寬控制在0.19 mm到0.21 mm之間，成品電阻合格。且蝕刻后的半成品電阻比成品的電阻大1.5 Ω左右。故蝕刻量測電阻理論上應(yīng)做1.5 Ω的預(yù)大。預(yù)大與PCB的設(shè)計和阻焊和表面處理流程帶來的差異有相當(dāng)大的關(guān)系，不同PCB蝕刻后的電阻預(yù)大需要考慮到這些因素。

表4 成品測試電阻結(jié)果 ［單位：μm］

造成蝕刻后半成品的電阻和成品電阻差異的影響因素有后流程微蝕、導(dǎo)線上是否蓋油、導(dǎo)線上是否做其他表面處理，表面處理層的電阻作為并聯(lián)電阻還需特別考慮，特別是沉鎳金、電鎳金等，表面處理層本身就是導(dǎo)體，且其電阻相對于銅導(dǎo)線電阻不能忽略。

所以一般情況，為方便控制，建議需要控制電阻的導(dǎo)線層直接蓋油，避免后流程較大的電阻誤差。

王佐，技術(shù)中心工程師，主要負(fù)責(zé)新產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)工作。

Control of high accurate line resistance of PCB

WANG Zuo LI Qing-chun LIU Ke-gan ZHAO Bo