多层电路板的制作及层压技术介绍

多层印刷电路板制造过程，目前多是减成法，即将原材料覆铜板上的多余铜箔减去形成导电图形。减去之法多是用化学腐蚀，最经济且高效率。只是化学腐蚀无差别攻击，故需对所需之导电图形进行保护，要在导电图形上涂覆一层抗蚀剂，再将未保护之铜箔腐蚀减去。早期之抗蚀剂是以丝网印刷方式将抗蚀油墨以线路形式印刷完成，故称“印制电路板（printed circuit）”。只是随着电子产品越来越精密化，印制线路的图像解析度无法满足产品需求，继而引用光致抗蚀剂作为图像解析材料。光致抗蚀剂是一种感光材料，对一定波长的光源敏感，与之形成光化学反应，形成聚合体，只需使用图形底片对图形进行选择性曝光后，再通过显影液（例1%碳酸钠溶液）将未聚合之光致抗蚀剂剥除，即形成图形保护层。

在目前的多层印刷电路板制造过程中，还有层间导通功能是通过金属化孔来实现的，故PCB制作过程中还需进行钻孔作业，并对孔实现金属化电镀作业，最终实现层间导通。

多层印刷电路板制造过程以常规六层PCB的制作流程简言之：

一、先做两块无孔双面板

开料（原材双面覆铜板）-内层图形制作（形成图形抗蚀层）-内层蚀刻（减去多余铜箔）

二、将两张制作好的内层芯板用环氧树脂玻纤半固化片粘连压合

将两张内层芯板与半固化片铆合，再在外层两面各铺上一张铜箔用压机在高温高压下完成压制，使之粘连结合。关键材料为半固化片，成分与原材相同，也是环氧树脂玻纤，只是其为未完全固化态，在7-80度温度下会液化，其中添加有固化剂，在150度时会与树脂

交联反应固化，之后不再可逆。通过这样一个半固态-液态-固态的转化，在高压力下完成粘连结合。

三、常规双面板制作

钻孔-沉铜板电（孔金属化）-外层线路（形成图形抗蚀层）-外层蚀刻-阻焊（印刷绿油，文字）-表面涂覆（喷锡，沉金等）-成形（铣切成形）。

如何提高多层电路板层压品质在工艺技术：

一、设计符合层压要求的内层芯板

由于层压机器技术的逐步发展，热压机由以前的非真空热压机到现在的真空热压机，热压过程处于一个封闭式系统，看不到，摸不着。因此在层压前需对PCB内层板进行合理的设计，在此提供一些参考要求：

1、芯板的外形尺寸与有效单元之间要有一定的间距，也就是有效单元到PCB的板边距离要在不浪费材料的前提下尽量留有较大的空间，一般四层板要求间距大于10mm，六层板要求间距大于15mm、层数愈高，间距愈大。

2、PCB电路板内层芯板要求无开、短、断路、无氧化、板面清洁干净、无残留膜。

3、要根据PCB多层板总厚度要求选择芯板厚度，芯板厚度一致，偏差小，下料经纬方向一致，特别是6层以上的PCB多层板，各个内层芯板经纬方向一定要一致，即经方向与经方向重叠，纬方向与纬方向重叠，防止不必要的板弯曲。

4、定位孔的设计，为减少PCB多层板层与层之间的偏差，因此在PCB多层板定位孔设计方面需注意：4层板仅需设计钻孔用定位孔3个以上即可。6层以上多层PCB电路板除需设计钻孔用定位孔外还需设计层与层重叠定位铆钉孔5个以上和铆钉用的工具板定位孔5个以上。但设计的定位孔，铆钉孔，工具孔一般是层数愈高，设计的孔的个数相应多一些，并且位置尽量靠边。主要目的是减少层与层之间的对位偏差和给生产制造留有较大的空间。对靶形设计尽量满足打靶机自动识别靶形的要求、一般设计为完整圆或同心圆。

二、满足PCB电路板用户要求，选择合适的PP、CU箔配置

客户对PP的要求主要表现在介质层厚度、介电常数、特性阻抗、耐电压、层压板外表光滑程度等方面的要求，因此选择PP时可根据如下方面去选择：

1、能保证粘结强度和光滑的外表；

2、层压时Resin能填满印制导线的空隙；

3、能为PCB多层板提供必须的介质层厚度；

4、能在层压时充分排除叠片间空气和挥发物；

5、CU箔主要根据PCB电路板用户要求分别的配置不同型号，CU箔质量符合IPC标准。

三、内层芯板处理工艺

PCB多层板层压时、需对内层芯板进行处理工艺。内层板的处理工艺有黑氧化处理工艺和棕化处理工艺，氧化处理工艺是在内层铜箔上形成一层黑色氧化膜，黑色氧化膜厚度为0．25-4）．50mg/cm2。棕化处理工艺（水平棕化）是在内层铜箔上形成一层有机膜。内层板处理工艺作用有：

1、增加内层铜箔与树脂接触的比表面，使二者之间的结合力增强；

2、使多层线路板在湿流程工序中提高抗酸能力、预防粉红圈；

3、阻绝高温下液态树脂中固化剂双氰胺的分解一水分对铜面的影响；

4、增加融熔树脂流动时对铜箔的有效湿润性，使流动的树脂有充分的能力伸人氧化膜中，固化后展现强劲的抓地力。

四、层压参数的有机匹配

PCB多层板层压参数的控制主要系指层压”温度、压力、时间”三者的有机匹配。

1、温度

层压过程中有几个温度参数比较重要。即树脂的熔融温度、树脂的固化温度、热盘设定温度、材料实际温度及升温的速度变化。熔融温度系温度升高到70时树脂开始熔化。正是由于温度的进一步升高，树脂进一步熔化并开始流动。在温度70-140这段时间内，树脂是易流体，正是由于树脂的可流性，才保证树脂的填胶、湿润。随着温度逐渐升高，树脂的流动性经历了一个由小变大、再到小、最后当温度达到160-170时，树脂的流动度为0，这时的温度称为固化温度。

为使树脂能较好的填胶、湿润，控制好升温速率就得很重要，升温速率是层压温度的具体化，即控制何时温度升到多高。升温速率的控制是PCB多层板层压品质的一个重要参数，升温速率一般控制为2-4／MIN。升温速率与PP不同型号，数量等密切相关。

对7628PP升温速率可以快一点即为2-4／min、对1080、2116PP升温速率控制在1．5-2／MIN同时PP数量多、升温速率不能太快，因为升温速率过快，PP的湿润性差，树脂流动性大，时间短，容易造成滑板，影响层压品质。热盘温度主要取决于钢盘、钢板、皮牛纸等的传热情况，一般为180-200。

2、压力

PCB多层板层压压力大小是以树脂能否填充层间空洞，排尽层间气体和挥发物为基本原则。由于热压机分非真空压机和抽真空热压机，因此从压力出发有一段加压、二段加压和多段加压几种方式。一般非真空压机采用一般加压和二段加压。抽真空机采用二段加压和多段加压。对高、精、细多层板通常采用多段加压。压力大小一般根据PP供应商提供的压力参数确定，一般为15-35kg/cm2。

3、时间

时间参数主要是层压加压时机的控制、升温时机的控制、凝胶时间等方面。对二段层压和多段层压，控制好主压的时机，确定好初压到主压的转换时刻是控制好层压质量好坏的关键。若施加主压时间过早，会导致挤出树脂、流胶太多，造成层压板缺胶、板薄，甚至滑板等不良现象。若施加主压时间过迟，则会造成层压粘结界面不牢、空洞、或有气泡等缺陷。

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