淺淡PCB芯板溢流條的設(shè)計(jì)對層間對位精度的影響

孫蓉蓉

【摘要】對于多層線路板而言，其內(nèi)層芯板的溢流條的設(shè)計(jì)，對層間對位情況有很大影響，特別受層間PP層的厚度、樹脂含量、凝膠時(shí)間等影響都非常大，本文主要探討了一種能有效改善PCB層間錯(cuò)位的溢流條的設(shè)計(jì)方案。層間對位技術(shù)被廣泛應(yīng)用于多層板、特種板、高散熱板、高密度互連板等場合，這些板又被廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、軍工、通訊、醫(yī)療等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性、可靠性要求非常高，特別是隨著社會的進(jìn)步與人們生活水平的提高，越是對生命財(cái)產(chǎn)與社會安全影響大的領(lǐng)域，對產(chǎn)品的質(zhì)量要求就越嚴(yán)格。在線路板制造工藝中，層間對位技術(shù)是非常重要、技術(shù)含量非常高、過程控制復(fù)雜而又難以撐握的一項(xiàng)技術(shù)，多年來由于線路板層間對位問題而引發(fā)的內(nèi)開、內(nèi)短、虛連、層壓后板材尺寸變形量異常、激光鉆孔偏位等一系列技術(shù)難題也一直困繞著眾多工程技術(shù)人員，雖然現(xiàn)在已有所突破，但是仍然沒有達(dá)到理想效果，至今仍有很多問題領(lǐng)域需要我們共同探討研究。本人結(jié)合自己十余年來的線路工作經(jīng)驗(yàn)及對層壓技術(shù)方面的深入研究，對層間對位控制技術(shù)進(jìn)行整理分析如下，有不足之處，望業(yè)界同仁多多批評指正！

【關(guān)鍵詞】層壓；層間對位；拉伸量；開路；短路

1、前言

作為電子產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的基礎(chǔ)工程，印制電路板（PCB）已是現(xiàn)代電子設(shè)備不可缺少的配件，無論上天下海之高端電子設(shè)備，還是家用電器和電子玩具都少不了負(fù)載電子元器件和電信號的PCB，PCB是隨著整個(gè)電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。在這個(gè)競爭激烈的年代，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與社會要求的增加，企業(yè)要想擁有更多客戶的信賴與支持，除了擁有更高性價(jià)比的產(chǎn)品，還須具備更加深邃而敏銳的服務(wù)與競爭意識、優(yōu)良的社會責(zé)任感與嚴(yán)格的行為規(guī)范。作為企業(yè)，想盡一切辦法與技術(shù)手段，保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性、可靠性，是對客戶的最好支持與服務(wù)，這也是一種社會責(zé)任與使命。今天，雖然我國已成為線路板行業(yè)在世界范圍內(nèi)的超級生產(chǎn)大國，產(chǎn)值占全球的比例達(dá)到40%以上，但是，不可否認(rèn)的是，我們的技術(shù)實(shí)力與水平與世界發(fā)達(dá)國家還是存在一定差距的，這是不爭事實(shí)，所以，作為新一代工程技術(shù)人員的我們，要擔(dān)當(dāng)起社會與歷史付予我們的不容推卸的責(zé)任，不斷加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新與科學(xué)研究。就層間對位控制技術(shù)而言，由于其技術(shù)含量、過程控制及影響深度都非常大，所以無論是現(xiàn)在還是不遠(yuǎn)的將來，都將是我們重點(diǎn)探索與研究的目標(biāo)之一。

2、層間錯(cuò)位給產(chǎn)品質(zhì)量帶的影響與隱患

層壓工序是印制多層線路板不可缺少的一個(gè)重要工序，無論線路板制造流程與工藝是多么簡單或復(fù)雜，層壓工序都不可或缺，層間對位技術(shù)是保證線路板產(chǎn)品質(zhì)量的重要支撐。由于層間錯(cuò)位導(dǎo)致的一系列問題遠(yuǎn)不止上面列舉的這些，類似這樣的問題還有很多很多，這些問題板一旦流入到客戶手中，將會對社會及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成巨大大威脅與隱患，所以，想辦法通過技術(shù)手段對層間對位控制技術(shù)進(jìn)行深入研究及有效控制已成為必然。

3、問題分析

就多層線路板而言，層間錯(cuò)位現(xiàn)象是一種很常見的線路板缺陷，這種缺陷在高多層板、HDI板、特種板及高散熱板等大多數(shù)線路板上普遍存在，并且隨著線路板層數(shù)的增加，層間錯(cuò)位現(xiàn)象加大，層數(shù)越高，層間錯(cuò)位就越大、錯(cuò)位現(xiàn)象越嚴(yán)重。多層板的材料是指制造內(nèi)層用的覆銅箔基材（芯材）和用于內(nèi)層間既起絕緣作用又起層間粘接作用的B-階粘接片（prepreg）等兩種材料為主。前者是由銅箔、玻纖布和固化（C階）了的樹脂組成的復(fù)合材料，后者是由玻纖布和B-階（半固化）程度的樹脂組成的復(fù)合材料。這些料材的組織配比、物理及化學(xué)性能對產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性的影響非常大。層壓過程是一個(gè)物理變化過程，如何使批次或不同生產(chǎn)板之間的板材料變形量盡可能一致成為研究課題，了解材料的主要性能，特別是物理性能亦成為必然。對于高密度、微小孔、高層、薄板的多層板（如≥10層）來說，設(shè)計(jì)者通常是把電源層、地層和信號層分開，獨(dú)立地占有某一層或幾層，由于內(nèi)層中各種功能性導(dǎo)體面積不相等，加上每一層導(dǎo)體部分分布不均，形成局部區(qū)域?qū)w密度很高而另一部分區(qū)域?qū)w密度稀疏，甚至電、地層上留有局部大面積的銅箔區(qū)，而其厚度很薄（如0.10mm），這些都會造成各層尺寸變化不一致和每一層上局部尺寸變化不相同，引起X、Y向伸縮差異等，這些原因都會導(dǎo)致層間錯(cuò)位。為了改善薄片基材的剛性（利于表面處理）和層壓時(shí)層間氣體均勻逸出與樹脂均勻流動以填滿導(dǎo)體間的間隙，從而改善層壓時(shí)基材尺寸變化的均勻性，在每層面上四周邊（成品加工框線外）應(yīng)設(shè)計(jì)合理的阻流塊，而不是四周包著整片銅箔。阻流塊的目的主要是為了控制層壓時(shí)樹脂溢出的速度與均勻性，以保證層壓后板邊干凈整潔，板內(nèi)填充飽滿，既無流膠過多產(chǎn)生的雜質(zhì)對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響，又能保證板厚均勻并且無分層、起泡現(xiàn)象。

4、層間對位精度的控制與提升措施

上圖所示的是一種多層板內(nèi)層芯板的阻流塊設(shè)計(jì)方案，它的主要目的是對層壓過程中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行有效排放，并使樹脂均勻填充導(dǎo)線間的空隙處，使板厚均勻、板面平整、板邊光滑整潔、板內(nèi)無分層起泡等缺陷。隨著人們對層壓技術(shù)的研究越來越深，關(guān)于阻流塊的設(shè)計(jì)使用方面應(yīng)該已經(jīng)非常成熟。對于一些較大工廠，可能已有自己的一套非常完整的設(shè)計(jì)與使用規(guī)范。圖21展示的是我司的一種阻流塊的設(shè)計(jì)方案，原則就是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)效率的最大化。

5、下一步計(jì)劃或方向

線路板技術(shù)發(fā)展至今，雖然取得了非常顯著的成效，但是與發(fā)達(dá)國家之間確實(shí)也還存在一定差距，這也是不爭事實(shí)，隨著國家2025智能制造計(jì)劃的實(shí)施，線路板行業(yè)的又迎來了一個(gè)非常良好的發(fā)展契機(jī)，作為工程技術(shù)人員應(yīng)好好把握住這個(gè)機(jī)會，加強(qiáng)對線路板關(guān)鍵技術(shù)的研究與控制，與科學(xué)技術(shù)及社會的發(fā)展進(jìn)步相吻合。在以后的工作中，我們會持續(xù)加強(qiáng)在這方面的投入與研究，為企業(yè)明天更好的發(fā)展與行業(yè)的整體進(jìn)步提供更加有力的支持與保障。

參考文獻(xiàn)

[1]林金堵、龔永林『現(xiàn)代印制電路信息』中國印制電路年協(xié)會出版社