為什么制作多層 PCB 板如此困難？

為什么制作多層 PCB 板如此困難

隨著電子信息技術的發展，多層印制板的應用越來越廣泛。printed circuit board supplies傳統上，我們將4層以上的PCB板定義為“多層板”，10層以上的定義為“高多層PCB板”。能否生產出高層、多層的PCB板，是衡量一個PCB板廠商實力的重要指標。能夠生產20層以上的高多層板，算是技術實力比較頂尖的PCB企業。都說多層PCB制作貴，是因為制作難，但是很多客戶一直不理解“為什么多層PCB那么難制作”這個問題，以至於認為廠商是在找理由故意收費。今天就讓有經驗的PCB工程師給大家詳細解釋一下:為什么做多層PCB板這么難?

一、主要制作難點

與傳統印制電路板相比，高層印制電路板更厚、層數更多、線路和通孔更密、單元尺寸更大、介質層更薄等，對內部空間、層間對准、阻抗控制和可靠性的要求更加嚴格。

1、層間對准度難點

由於高層板的層數較多，pcb supplier客戶的設計端對每層PCB的對齊度要求越來越嚴格。通常層間對齊公差控制在75 μ m，考慮到高層板大單元尺寸設計、圖形轉移車間環境溫濕度、不同芯板熱脹冷縮不一致導致的錯位疊加和層間定位方式等因素，高層板層間對齊度控制難度較大。

2、內層線路制作難點

高層板采用高TG、高速、高頻、厚銅、薄介質層等特殊教育材料，對內層線路設計制作及圖形進行尺寸可以控制問題提出自己高要求。線寬線距小，開短路增多，微短增多，合格率低;細密線路分析信號層較多，內層AOI漏檢的幾率不斷加大;內層芯板厚度較薄，容易出現褶皺結構導致企業曝光一些不良，蝕刻過機時更加容易卷板;在成品報廢的代價發展相對高。

3、壓合制作難點

多片內芯板與半固化片疊加，加壓生產時容易產生滑板、分層、樹脂腔和氣泡殘留等缺陷。在層合結構設計中，需要考慮耐熱性、耐壓性、粘結劑用量和介質厚度等因素，並制定合理的高層壓板方案。

4、鑽孔制作難點

使用高TG、高速度、高頻率、厚厚度的特殊銅板，增加了鑽孔粗糙度、鑽孔毛刺和鑽孔汙垢去除的難度。層數多，累計總銅厚和板厚，鑽具易斷;密集BGA多孔壁間距窄導致的CAF失效;因為板材的厚度，很容易造成斜鑽的問題。

二、 關鍵生產工序控制

1、材料選擇

低介電常數、低介電損耗、低熱膨脹系數、低吸水率和高性能覆銅板要求滿足高層複合材料加工和可靠性的要求。

2、壓合疊層結構設計

疊層結構設計考慮的主要因素是材料的耐熱性、耐壓性、灌膠量和介質層厚度，應遵循以下主要原則:

(1) 半固化片與芯板廠商企業必須能夠保持高度一致。為保證PCB可靠性，所有層半固化片避免學生使用進行單張1080或106半固化片(客戶有特殊教育要求中國除外)，客戶無介質材料厚度設計要求時，各層間介質不同厚度必須按IPC-A-600G保證≥0.09mm。

(2)用戶要求高熱失重材料時，芯板和半固化板材必須使用相應的高熱失重材料。

(3)如果內基板為3OZ以上，則使用高樹脂含量的預浸料，但盡量避免使用全部106高膠預浸料的結構設計。

(4)如果用戶沒有特殊要求，層間介質層的厚度公差一般控制在 +/-10% ，對於阻抗板，介質層的厚度公差由 IPC-4101C/m 控制，如果阻抗的影響因素與基板的厚度有關，則板的公差也必須遵循 IPC-4101C/M 等級公差。

3、層間對准度控制

內芯板尺寸補償的精度和生產尺寸的控制，需要通過生產中采集的數據和一定時間內的曆史數據經驗，對每一層高層板的圖形尺寸進行精確補償，以保證每一層芯板伸縮的一致性。

4、內層線路工藝

由於中國傳統媒體曝光機的解析技術能力在50μm左右，對於企業高層板生產方式制作，可以通過引進激光進行直接成像機(LDI)，提高學生圖形解析工作能力，解析服務能力發展達到20μm左右。傳統社會曝光機對位精度在±25μm，層間對位精度要求大於50μm;采用高精度對位曝光機，圖形對位精度分析可以提高到15μm左右，層間對位精度管理控制30μm以內。

5、壓合工藝

目前，預壓合定位方法主要包括: 四槽定位(Pin Lam)、熱熔、鉚釘、熱熔和鉚釘組合，不同的產品結構采用不同的定位方法。對於高層板材，采用四槽定位法，或采用熔合 + 鉚接法生產，OPE 沖孔，沖孔精度為 ± 25μm。

根據高層板材的層壓結構和使用的材料，研究合適的層壓工序，設定最佳升溫速率和曲線，適當降低層壓板材的升溫速率，延長高溫固化時間，使樹脂充分流動固化，避免層壓過程中出現滑板、層間錯位等問題。

6、鑽孔工藝

由於板材與銅層疊加所造成的厚度過大，對鑽頭磨損嚴重，鑽頭容易斷裂，對於孔數、速度和下降速度都要適當。采用層數≥14、孔徑≤0.2 mm 或孔距≤0.175 mm、孔位精度≤0.025 mm 的鑽機生產平板，孔徑 φ4.0 mm 及以上采用分段鑽進，厚徑比為12:1，分段鑽進，正負向鑽進，孔徑控制在25μm 以內。

三、可靠性測試

與常規多層板相比，高層板更厚、更重，單位尺寸更大，相應的熱容量也更大。焊接時需要更多的熱量，經曆更長的焊接高溫時間。在217℃(Sn-Ag-Cu焊料的熔點)時需要50秒到90秒，而高起板的冷卻速度相對較慢，所以回流焊測試的時間延長。

以上問題便是社會經驗可以豐富的PCB工程師為你詳解的“多層PCB板制作自己為什么沒有那么難”的回答，通過分析以上的分享，相信你一定對多層PCB板的制作有了更加具有深刻的了解，同時，你也明白了為什么多層PCB板制作產品價格不是那么貴的原因了吧!確實，PCB板制作工藝流程進行複雜，多層PCB板制作技術更是難上加難，“一分錢一分貨”就是我們這個發展道理，希望根據以上數據分享能夠為你提供一些幫助。