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多层线路板简述

发布时间:2015-12-30

现在科技迅速在发展当中,本文我们为大家深入讲解多层线路板简述,希望对大家有所帮助。

1961年,美国Hazelting Corp.发表 Multiplanar,是首开多层板开发之先驱,此种方式与现今利用镀通孔法制造多层板的方式几近相同。1963年日本跨足此领域后,有关多层板的各种构想方案、制造方法,则在全世界逐渐普及。因随着由电晶体迈入积体电路时代,电脑的应用逐渐普遍之后,因高功能化的需求,使得布线容量大、传输特性佳成为多层板的诉求重点。

当初多层板以间隙法(Clearance Hole)法、增层法(Build Up)法、镀通法(PTH)法三种制造方法被公开。由于间隙孔法在制造上甚费工时,且高密度化受限,因此并未实用化。增层法因制造方法相当复杂,加上虽具高密度化的优点,但因当时对高密度化需求并不如现在来得迫切,一直默默无闻;尔近则因高密度电路板的需求日殷,再度成为各家厂商研发的重点。至于与双面板同样制程的PTH法,目前仍是多层板的主流制造法。

多层板的制作方法一般由内层图形先做,然后以印刷蚀刻法作成单面或双面基板,并纳入指定的层间中,再经加热、加压并予以粘合,至于之后的钻孔则和双面板的镀通孔法相同。这些基本制作方法与溯至1960年代的工法并无多大改变,不过随着材料及制程技术(例如:压合粘接技术、解决钻孔时产生胶渣、胶片的改善)更趋成熟,所附予多层板的特性则更多样化。

镀通孔

一次铜

在层间导通孔道成型后需于其上布建金属铜层,以完成层间电路的导通。先以重度刷磨及高压冲洗的方式清理孔上的毛头及孔中的粉屑,再以高锰酸钾溶液去除孔壁铜面上的胶渣。在清理干净的孔壁上浸泡附着上锡钯胶质层,再将其还原成金属钯。将电路板浸于化学铜溶液中,借者钯金属的催化作用将溶液中的铜离子还原沉积附者于孔壁上,形成通孔电路。再以硫酸铜浴电镀的方式将导通孔内的铜层加厚到足够抵抗后续加工及使用环境动击的厚度。
外层线路

二次铜

在线路影像转移的印制作上如同内层线路,但在线路蚀刻上则分成正片与负片两种生产方式。负片的生产方式如同内层线路制作,在显影后直接蚀铜、去膜即算完成。正片的生产方式则是在显影后再加镀二次铜与锡铅(该区域的锡铅在稍后的蚀铜步骤中将被保留下来当作蚀刻阻剂),去膜后以碱性的氨水、氯化铜混合溶液将裸露出来的铜箔腐蚀去除,形成线路。最后再以锡铅剥除液将功成身退的锡铅层剥除(在早期曾有保留锡铅层,经重容后用来包覆线路当作保户层的做法,现多不用) 。

防焊缘漆

外层线路完成后需再披覆绝缘的树酯层来保户线路避免氧化及焊接短路。涂装前通常需先用刷磨、微蚀等方法将线路板铜面做适当的粗化清洁处理。而后以钢版印刷、帘涂、静电喷涂…等方式将液态感光绿漆涂覆于板面上,再预烘干燥(干膜感光绿漆则是以真空压膜机将其压合披覆于板面上)。待其冷却后送入紫外线曝光机中曝光,绿漆在底片透光区域受紫外线照射后会产生聚合反应(该区域的绿漆在稍后的显影步骤中将被保留下来),以碳酸钠水溶液将涂膜上未受光照的区域显影去除。最后再加以高温烘烤使绿漆中的树酯完全硬化。

较早期的绿漆是用网版印刷后直接热烘(或紫外线照射)让漆膜硬化的方式生产。但因其在印刷及硬化的过程中常会造成绿漆渗透到线路终端接点的铜面上而产生零件焊接及使用上的困扰,现在除了线路简单粗犷的电路板使用外,多改用感光绿漆进行生产。

文字印刷

将客户所需的文字、商标或零件标号以网版印刷的方式印在板面上,再用热烘(或紫外线照射)的方式让文字漆墨硬化。

接点加工

防焊绿漆覆盖了大部份的线路铜面,仅露出供零件焊接、电性测试及电路板插接用的终端接点。该端点需另加适当保护层,以避免在长期使用中连通阳极(+)的端点产生氧化物,影响电路稳定性及造成安全顾虑。

【镀金】在电路板的插接端点上(俗称金手指)镀上一层高硬度耐磨损的镍层及高化学钝性的金层来保护端点及提供良好接通性能。
【喷锡】在电路板的焊接端点上以热风整平的方式覆盖上一层锡铅合金层,来保护电路板端点及提供良好的焊接性能。
【预焊】在电路板的焊接端点上以浸染的方式覆盖上一层抗氧化预焊皮膜,在焊接前暂时保护焊接端点及提供较平整的焊接面,使有良好的焊接性能。
【碳墨】在电路板的接触端点上以网版印刷的方式印上一层碳墨,以保护端点及提供良好的接通性能。

成型切割

将电路板以CNC成型机(或模具冲床)切割成客户需求的外型尺寸。切割时用插梢透过先前钻出的定位孔将电路板固定于床台(或模具)上成型。切割后金手指部位再进行磨斜角加工以方便电路板插接使用。对于多联片成型的电路板多需加开X形折断线,以方便客户于插件后分割拆解。最后再将电路板上的粉屑及表面的离子污染物洗净。

终检包装

在包装前对电路板进行最后的电性导通、阻抗测试及焊锡性、热冲击耐受性试验。并以适度的烘烤消除电路板在制程中所吸附的湿气及积存的热应力,最后再用真空袋封装出货。

近年,随着VLSI、电子零件的小型化、高集积化的进展,多层板多朝搭配高功能电路的方向前进,是故对高密度线路、高布线容量的需求日殷,也连带地对电气特性(如Crosstalk、阻抗特性的整合)的要求更趋严格。而多脚数零件、表面组装元件(SMD)的盛行,使得电路板线路图案的形状更复杂、导体线路及孔径更细小,且朝高多层板(10~15层)的开发蔚为风气。1980年代后半,为符合小型、轻量化需求的高密度布线、小孔走势,0.4~0.6 mm厚的薄形多层板则逐渐普及。以冲孔加工方式完成零件导孔及外形。此外,部份少量多样生产的产品,则采用感光阻剂形成图样的照相法。

大功率功放 - 基材:陶瓷+FR-4板材+铜基,层数:4层+铜基,表面处理:沉金,特点:陶瓷+FR-4板材混合层压,附铜基压结

军工高频多层板 - 基材:PTFE,板厚:3.85mm,层数:4层,特点:盲埋孔、银浆填孔

绿色产品 - 基材:环保FR-4板材,板厚:0.8mm,层数:4层,尺寸:50mm×203mm,线宽/线距:0.8mm,孔径:0.3mm,表面处理:沉金、沉锡

高频、高Tg器件 - 基材:BT,层数:4层,板厚:1.0mm,表面处理:化金

嵌入式系统 - 基材:FR-4,层数:8层,板厚:1.6mm,表面处理:喷锡,线宽/线距:4mils/4mils,阻焊颜色:黄色

DCDC,电源模块 - 基材:高Tg厚铜箔、FR-4板材,尺寸:58mm×60mm,线宽/线距:0.15mm,孔径:0.15mm,板厚:1.6mm,层数:10层,表面处理:沉金,特点:每层铜箔厚度3OZ(105um),盲埋孔技术,大电流输出

高频多层板 - 基材:陶瓷,层数:6层,板厚:3.5mm,表面处理:沉金,特点:埋孔

光电转换模块 - 基材:陶瓷+FR-4,尺寸:15mm×47mm,线宽/线距:0.3mm,孔径:0.25mm,层数:6层,板厚:1.0mm,表面处理:镀金+金手指,特点:嵌入式定位

背板 - 基材:FR-4,层数:20层,板厚:6.0mm,外层铜厚:1/1盎司(OZ),表面处理:沉金

微型模块 - 基材:FR-4,层数:4层,板厚:0.6mm,表面处理:沉金,线宽/线距:4mils/4mils,特点:盲孔、半导通孔

通信基站 - 基材:FR-4,层数:8层,板厚:2.0mm,表面处理:喷锡,线宽/线距:4mils/4mils,特点:深色阻焊,多BGA阻抗控制

数据采集器 - 基材:FR-4,层数:8层,板厚:1.6mm,表面处理:沉金,线宽/线距:3mils/3mils,阻焊颜色:绿色哑光,特点:BGA、阻抗控制

综上所述,本文已为讲解多层线路板简述,相信大家对多层线路板简述的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

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