随着电子产品朝着小型化、多功能化以及高性能化方向飞速发展,多层电路板在 PCBA(Printed Circuit Board Assembly,印刷电路板组件)制造领域的地位愈发关键。多层电路板能够在有限的空间内集成更多的电路功能,满足复杂电子产品的设计需求。下面深入剖析 PCBA 工厂多层电路板的加工技术要点。
一、设计与工程准备阶段
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层叠结构规划:合理的层叠结构是多层电路板成功的基石。工程师需依据电路功能、信号完整性、电源分配以及散热需求精心设计。例如,将高速数字信号层与地层相邻布置,利用地层的屏蔽作用减少信号干扰;对于电源层,根据电流大小合理划分区域,通过过孔实现与对应元器件的高效连接,确保整个电路板供电稳定。同时,还要考虑各层的厚度搭配,以满足电路板的机械强度要求,避免在后续加工或使用过程中出现变形、翘曲等问题。
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设计规则检查(DRC):在设计完成后,严格的 DRC 至关重要。通过专业软件对线路宽度、间距、过孔尺寸、焊盘设计等各项参数进行检查,确保符合 PCB 制造工艺规范。如多层板内层线路通常较窄,需保证线宽公差在极小范围内,防止因线路过细导致电阻增大或断路,过宽则可能引发信号串扰或短路。DRC 能够提前发现设计中的潜在问题,避免在生产阶段造成高昂的返工成本。
二、原材料选择与管控
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高品质基板材料:多层电路板对基板材料要求更高。鉴于加工过程中的高温、高压环境以及长期使用中的可靠性需求,常选用高 Tg(玻璃化转变温度)值的 FR-4 板材或特殊高性能板材。高 Tg 值板材在后续的压合、焊接等工序中能保持良好的物理特性,不易软化变形,确保电路板的尺寸稳定性。同时,基板的介电常数和损耗因子也需严格控制,对于高频多层板,低介电常数、低损耗因子的材料能保障信号传输的高效性,减少信号衰减。
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优质铜箔:铜箔作为导电层,其厚度和质量直接影响电路性能。常见有 1oz(约 35μm)、2oz 等不同厚度选择,根据电流承载能力合理选用。例如,大功率多层板的电源层可能选用 2oz 铜箔以降低电阻,减少发热。此外,铜箔的粗糙度、附着力等特性也不容忽视,粗糙度过高可能影响蚀刻精度,附着力不足则在后续加工中容易出现铜箔剥离现象,因此需从可靠供应商采购并严格检验。
三、关键加工工艺
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内层线路制作:这是多层板加工的核心环节之一。首先通过高精度曝光、显影工艺将设计图案转移到内层基板上,曝光精度需达到微米级,确保线路图案清晰准确。接着进行蚀刻,精确控制蚀刻时间、温度、药水浓度等参数,使不需要的铜箔被精准去除,形成精细的内层线路,线宽公差控制在 ±5% 以内,保障线路的一致性与电气性能。
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压合工艺:将制作好的内层板与半固化片、外层基板按预定层叠结构进行压合。压合过程需严格控制温度、压力、时间等参数,确保各层间紧密结合,无气泡、分层等缺陷。先进的真空压合技术能有效排除层间空气,提高压合质量。压合后还需进行 X-ray 检测,查看内层线路连接是否良好,有无断路或短路隐患,确保多层板的电气连通性。
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外层线路与表面处理:在外层基板上重复内层线路制作工艺,形成完整的电路连接。之后进行表面处理,常见的有沉金、喷锡、OSP(有机可焊性保护剂)等工艺。沉金工艺能提供良好的可焊性和平整度,适用于对焊接质量要求极高的多层板,如手机主板;喷锡工艺成本较低,可满足一般性电子产品需求;OSP 则在环保与成本间平衡较好,能在一定时间内保护焊盘不被氧化,便于后续元器件贴装。
四、检测与质量控制
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电气性能测试:运用专业测试设备对多层电路板进行全面电气性能检测。包括通断测试,检查每一条线路是否导通,确保无断路;阻抗测试,针对高速信号传输线路,验证阻抗是否符合设计要求,保障信号完整性;绝缘电阻测试,检测不同层间、线路与地之间的绝缘性能,防止短路漏电。只有各项电气性能指标达标,多层板才能进入后续组装环节。
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可靠性测试:考虑到多层板在复杂环境下的长期使用,可靠性测试不可或缺。如热冲击测试,模拟多层板在高温、低温环境快速切换下的性能表现,检验其热稳定性;湿度测试,将多层板置于高湿度环境,查看是否出现受潮短路、金属腐蚀等问题;振动测试,模仿产品运输、使用过程中的振动情况,检测焊点、元器件是否松动脱落。通过严格的可靠性测试,确保多层板的质量过硬,满足电子产品的严苛要求。
深圳捷创电子科技有限公司(https://www.jc-pcba.com)在多层电路板加工领域拥有深厚的技术积累。原材料采购严格把关,与全球知名供应商合作,确保基板和铜箔品质卓越。生产线上,引进先进的内层线路制作设备、真空压合机以及高精度检测仪器,从内层精细蚀刻到外层完美表面处理,全过程严格遵循工艺标准,为客户的电子产品提供坚实的硬件支撑。