浅析高频高速高多层印制板制作技术

DOI:10.ki.issn1672-9129.2021.11.022
浅析高频高速高多层印制板制作技术
董㊀源㊀㊀陈㊀春(零八一电子集团有限公司㊀四川㊀成都㊀611731)
摘要:这些年来,伴随着电子信息技术的不断发展以及人们对电子产品使用需求的提高,电子产品结构变得越来越复杂,功能也是越加全面,这促使印制电路板的高频㊁高散热㊁高密度互连设计成为了PCB行业的一个研究热点,形成了PCB行业的一个重要发展趋势㊂
关键词:印制电路板;高频板;高多层板;树脂塞孔;压合;背钻
中图分类号:TN41㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-9129(2021)11-0021-01
㊀㊀1㊀板材选择
印制板的基材决定了其大多数的性能,用于高频高速的印制板基材必须是符合高频特性的基板材料㊂基材的选择要求主要考虑几点:
1.1介电常数与损耗㊂介点常数要小并且非常稳定,通常是能够越小越好,高介电常数很容易造成信号传
输延迟㊂介点的损耗也是要小,这主要是会影响到信号传输的品质,介电损耗的小那么信号的损耗也会随之变小㊂
1.2铜箔㊂铜箔表面的粗糙度要小,以此避免电流集肤
效应所引起的阻抗不匹配与信号损耗㊂
1.3其他要求㊂吸水性要够低,水的介电常数是70,基板吸水时会升高其介电常数,这就会导致阻抗变化,影响到信号的传输㊂铜箔的剥离强度降低,不能因为铜箔粗糙度低而降低㊂另外尺寸的稳定性㊁耐热性㊁耐化学性㊁抗冲击强度和可加工性也必须是良好的㊂
2㊀制作技术研究
2.1树脂塞孔制作㊂树脂塞孔的技术这些年来在PCB 行业的使用越来越广泛,特别是在一些高集成度㊁高密度的印制板产品中更是受到青睐㊂但是,树脂塞孔工艺因为树脂本身具有特性以及印制板结构特点方面的原因,在制作时要克服许多困难㊂在树脂塞孔之前要对印制板进行烘干处理,以防由于孔内水分而导致后续出现孔铜和树脂分离的现象,造成品质的隐患;树脂使用前要对其进行搅拌脱泡处理,消除掉树脂内部的气泡,降低树脂的黏度,为高厚径比树脂塞孔创造出条件㊂要使用真空塞孔机进行树脂塞孔,以确保高纵横比小孔树脂塞孔饱满,杜绝掉孔内的气泡,来提高树脂塞孔的质量㊂在
树脂塞孔之后,砂带磨板要先利用分段烘烤的方式对树脂进行预固化,这样能防止树脂和孔铜直接出现分离㊁树脂产生裂缝这些品质上的问题,同时也由于树脂没有完全固化,这为打磨树脂创造了有力的条件,避免了研磨不干净而多次返磨造成的板面变形㊁铜厚不足等问题㊂2.2压合制作㊂分层爆板对于PCB产品来说是一种非常常见又严重的一种缺陷,而且随着这些年电子元件无铅焊接技术的倒入,这个问题更加的频繁,尤其是在高密度互连板产品上表现得最为突出㊂对于树脂埋孔分层爆板问题我们首先要根据塞孔油墨和板材的Tg值和CTE来选择合适的塞孔树脂,如果两者的匹配性相差较大的话,在相同的受热时间与温升速度下,两者会先后达到自身Tg温度区间并且发生不同程度上的膨胀然后导致爆板㊂同时塞孔树脂以及半固化片层的结合力是有限的,埋孔密集区半固化片层的含胶量不足,树脂残留研磨不够干净,这会使得层间结合力不良,从而造成后续分层爆板㊂因此磨板前要先预固化,重新设计半固化片片叠合结构,树脂塞孔密集区采用高含胶量半固化片㊂密集孔区还要使用全新钻咀㊁涂树脂铝片盖板,采用跳钻的方法,钻孔之后增加烘板,以此改善机械钻孔过程当中对印制板孔结构的破损,减小机械应力对其的影响,这也减少了孔板工具孔的数量,控制了成型铣刀的寿命以及叠块板数㊂印制板的生产过程中遇到高温时还会使水汽挥发出来并在铜层下聚集膨胀,这会产生较大压力从而产生爆板,因此在印制板的制作过程中还需要重点加强吸湿的管控㊂
2.3密集散热孔区制作㊂基于高频高速高多层印制板产品的结构特点及其高频高速的性能,应采用高密集孔的散热设计㊂散热孔设计成高密集金属化孔的效果就相当于是一个细铜导管沿着PCB厚度方向从
其表面穿透,使得发热元件的热量向着PCB背面迅速的穿导给其他散热层㊂生产时要采用全新钻头进行钻孔,避免了返磨钻头由于长度不够,刀口磨损,排屑不良等使钻孔孔壁产生粗糙或者是热量集中这样的问题㊂同时要去调整钻机吸尘吸压到0.02MPa,以此增大钻孔的排屑量㊂要使用涂树脂盖板替代普通的铝片盖板,利用盖板表面功能树脂吸热熔融的这一特性,及时的吸收掉钻咀钻孔过程中所产生的热量,降低钻头的温度,并且润滑钻咀,减少钻污,提高钻孔的质量㊂还要设计跳钻工艺来生产高密集小孔,以此增加钻头散热时间和粉尘排屑时间,减轻钻孔密集区的孔屑堵塞,热量集中,孔壁粗糙的问题㊂
2.4背钻制作㊂现如今,背钻孔是成本较低的且能够满足高频高速印制板性能的制作方法㊂在生产时要选取出合适角度的背钻头,并且出能与其相匹配的加工参数,避免因为角度不当㊁转速不够㊁剪切力不足等问题而导致孔内披锋产生㊂使用 前工序 全板电镀 外层图形 图形电镀(镀锡) 背钻 外层蚀刻(退锡) 下工序 的这一流程进行背钻,在将 背钻 设置在 外层蚀刻 前,要利用蚀刻药水去除掉孔内铜丝与披锋,同时利用高压水洗等手段冲洗干净孔内钻污,防止堵孔㊂
3㊀结语
该文介绍了高频高速高多层印制板在制作过程当中的板材选择以及树脂塞孔㊁压合㊁高密集度钻孔㊁背钻这些常见的技术难点,经过使用一些新工艺与新方法,有效的解决了这些技术难题,希望所述方法技巧能够为广大PCB研究者提供一些参考价值㊂
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