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PCB线路板的精密技术有哪些?

  • 发布时间:2023-05-19 16:29:38
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  线路板高精度化是指细线宽度/间距、微孔、狭窄环宽(或无环宽)、埋、盲孔等技术实现高密度化。而高精度是指“细、小、窄、薄”的结果必然带来精度高的要求,以线宽为例:

  0.20mm线宽,按规定生产出0.16~0.24mm为合格,其误差为(0.20土0.04)mm;而0.10mm的线宽,同理其误差为(0.1±0.02)mm,显然后者精度提高1倍,依此类推是不难理解的,因此高精度要求不再单独论述。但却是生产技术中一个突出的难题。

  细密导线技术

  未来的高细线宽/间距将由0.20mm-0.13mm-0.08mm—0.005mm,才能满足SMT和多芯片封装(MulitichipPackage,MCP)要求。因此,需要采用以下技术。

  1.基材

  选用薄或超薄铜箔(<18um)基材和精细表面处理技术。

  2.工艺

  选用较薄干膜和湿法贴膜工艺,薄而质量好的干膜可减少线宽失真和缺陷。湿膜可以填充小气隙,增加界面附着力,提高导线的完整性和精度。

  3.电沉积光致抗蚀膜

  选用电沉积光致抗蚀膜(Electro-depositedPhotoresist,ED)。其厚度可控制在5~30/um范围,可生产更完美的精细导线,对于狭小环宽、无环宽和全板电镀尤为适用,目前全球已有十多条ED生产线。

  4.平行光曝光技术

  选用平行光曝光技术。由于平行光曝光可以克服“点”光源各向斜射光带来的线宽变化的影响,因此可以获得线宽尺寸准确、边缘光滑的精细导线。但平行曝光设备昂贵,投资高,并要求在高洁净度的环境下工作。

  5.自动光学检测技术

  选用自动光学检测技术。这项技术已经成为精细导线生产中检测的必要手段,并得到了快速的应用和发展。

  微孔技术

  用于微孔技术表面安装的印刷板功能孔主要起到电气互连的作用,因此使得微孔技术的应用更加重要。选用常规钻头材料和数控钻床,生产出故障多、成本高的小孔。

  因此,印刷板的高密度化主要集中在电线和焊盘的精细化上。虽然取得了巨大的成就,但其潜力有限。有必要进一步改进精细化(例如,小于0.08)mm导线),成本急剧上升,因此转向使用微孔来提高细密度。近几年来数控钻床和微小钻头技术取得了突破性的进展,因而微小孔技术有了迅速的发展。这是当前PCB打样生产中主要突出的特点。

  未来,微孔形成技术主要依靠先进的数控钻床和优秀的微头,激光技术形成的小孔在成本和孔质量方面仍不如数控钻床形成的小孔。

  一、数控钻床

  目前数控钻床的技术已取得了新的突破与进展。并且形成了以钻孔微孔为特征的新一代数控钻床。

  微孔钻床钻小孔(小于0.50mm)的效率比常规的数控钻床高1倍,故障少,转速为11~15r/min;可钻0.1~0.2mm微孔,选用含钴量较高的优质小钻头,可三块板(1.6mm/块)叠起进行钻孔。如果钻头断了,可以自动停机,报告位置,自动更换钻头,检查直径(刀库可以容纳几百个钻头),可以自动控制钻头与盖板之间的恒定距离和钻孔深度,这样就可以钻盲孔,不会打破台面。数控钻床台面选用气垫和磁浮式,移动更快、更轻、更精确,不会划伤台面。

  如意大利PruriteMega4600,美国Excellon2000系列,以及瑞士、德国等新一代产品,这种钻床目前非常紧张。

  二、激光打孔

  常规的数控钻床和钻头来钻微小孔的确存在很多问题。曾经阻碍了微孔技术的发展,因此重视、研究和应用激光蚀孔。

  但是有一个致命的缺点,即形成喇叭孔,并随着板厚增加而严重化。加上高温烧蚀的污染(特别是多层板)、光源的寿命与维护、蚀孔的重复精度以及成本等问题,因而在印制板生产微小孔方面的推广应用受到了限制。但是激光蚀孔在薄型高密度的微孔板上仍得到了应用,特别是在MCM-L的高密度互连(HDI)技术,如M.C.Ms中的聚酯薄膜蚀孔和金属沉积(溅射技术)相结合的高密度互连中得到应用。

  埋孔形成也可应用于具有埋孔、盲孔结构的高密度互连多层板。但是由于数控钻床和微小钻头的开发和技术上的突破,迅速得到推广与应用。因而激光钻孔在表面安装电路板中的应用不能形成主导地位。但在某个领域中仍占有一席之地。

  三、埋、盲、通孔技术

  埋、盲、通孔结合技术也是提高印制电路高密度化的一个重要途径。一般来说,埋葬和盲孔都是微孔。除了增加板面上的布线数量外,埋葬和盲孔都是通过“最近”内层之间的相互连接,大大减少了通孔形成的数量,大大减少了隔离盘的设置,从而增加了板内有效布线和层之间的相互连接数量,增加了相互连接的高密度。

  因此,与传统的全通孔板结构相比,埋、盲、通孔结合的多层板的连接密度至少是相同尺寸和层数的3倍。如果在相同的技术指标下,埋、盲、通孔结合的印刷板的尺寸将大大缩小或层数显著降低。

  因此,埋地和盲孔技术在高密度表面安装印刷板中的应用越来越多,不仅广泛应用于大型计算机和通信设备的表面安装印刷板,也广泛应用于民用和工业领域,甚至应用于一些薄板,如PCMCIA、Smard、薄六层以上的板材,如IC卡。

  埋地和盲孔结构的印刷电路板一般采用“分板”的生产方式,这意味着必须通过多次压板、钻孔和孔电镀来完成,因此精确定位非常重要。

THE END
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