浅谈关于PCB多层板层间对位精度的控制与提升

于丹丹

【摘要】在科学技术突飞猛进及竞争日益激烈的今天，各行各业都加强了对生产效率及产品质量的提升、加强了对制造成本的控制及科学规范的管理，以此来增强企业的竞争力。层间对位技术是一种多层线路板制造工艺中非常常见并且很重要的一项技术，这种技术对于产品质量的稳定性、加工效率的有效性以及制造成本方面都有十分重要的影响。如今，随着线路板行业的飞速发展，人们在线路板制造工艺方面取得了很大的进步，但是不可否认的是今天的中国虽然是世界上线路板的产出大国，但是技术领域上确实与世界发达国家之间还有很大的差距，所以，在当下线路板竞争市场如此激烈的时候，广大工程技术不断加大对新技术的研发投入，刻若钻研、努力创新，减小与世界发达国家之间的差距，成为我们研究的课题。我们立足公司与行业的长期发展规划，率先加大在非常重要的层压技术方面的研发与投入，对于企业在未来的市场中抢占先机具有十分有利的促进作用与战略意义。本文重点讲述了在多层板层间对位过程中的一种内层靶标设计方案及具体实施方法。

【关键词】层压；层间对位；拉伸量；靶标；线路板

1、前言

2008年12月9日，工业和信息化部“电子信息产业经济运行座谈会”在北京召开。作为国民经济的基础性、支柱性、先导性、战略性的电子信息产业在中国经济社会发展全局中地位十分重要，其发展状况也与PCB行业发展息息相关。2008年以来，欧美金融危机使中国电子信息产业发展面临着严峻的挑战。此次会议调研全国产业发展情况，沟通相关信息，为2009年推动电子信息产业平稳较快发展提供了基础和方向。工信部娄勤俭副部长、财务司周子学司长、电子信息司肖华司长及丁文武副司长、赵波副司长、刁石京副司长以及其它司局等领导，主要省、市经委信息委主管领导，全国电子信息产业相关国家协会和商会参加了此次会议。这说明，线路板行业制约或推动着电子行业甚至整个社会的发展进步，具有十分重要的历史地位。

2、内层芯板的靶标设计方案与效果

多层线路板由至少2张以上芯板组成，每张芯板都是一个双层板，即通过双面印制图形进行电路连接与导通。多导板一般从4层板开始，逐层递加，线路板行业发展至今，最高已能生产60层以上。对于普通多层板来讲，一个60层板至少由29个芯材组成。今天，随着高精度、高密度、高功率线路板的问世与快速发展，越来越多的客户对孔径的要求越来越小、对线宽线距的要求越来越小、对年轮及焊盘宽度的楗越来越小，这给线路板的制造难度及过程控制带来非常大的挑战，如何保证层间对位精度成为研究课题。众所周知，要想保证多层板整体的对位效果，首先就要保证每张芯板的对位精度，一般要求层间错位精度在25um以内，对于更高精度的线路板，芯板T/B面的对位精度要控制在10um以内。内层芯板一般由2个面组成，一个称为T面，另外一个称为B面，T与B面的图形由事先设计好的照相底片通过曝光机及相应的配套设备制成，一般流程是，胶片制作→贴膜→曝光→显影→蚀刻→水洗→烘干。胶片由特殊PVC制成，具有延展性，延展性的大小、均匀性是影响B-T对位精度的根本原因。靶标是专门用来检测对位效果的，一般设计成阴-阳配形式，阴/阳靶之间的间隙可随着产品精度及芯板厚度进行调整，靶标的效果以可清晰、准确的读取与识别为准。

內层制作与定位孔加工工艺是层间错位的关键技术。高质量内层图形制作，首要前提是胶片的管理与使用，要有胶片的单独存放地点，并严格管理胶片室的温湿度状态（温度23±1℃；湿度55%±5），每次使用前用二元测试仪对胶片的伸缩进行检测，一般将伸缩量控制在30um以内，确认合格后才能使用。

上图所示，在保证胶片伸缩量没有问题的前提下，分别在L2及L3的相同位置设计一种对位检测靶标，靶标分阴靶与阳靶两种，阴-阳靶的配合间隙为15-30um。内层曝光完毕后，阴阳靶合在一起就是图4所示效果，通过阴阳靶的位置关系，基本能够准确的判断偏位大小与方向，以便查找问题原因并有效处理。这是内层芯材的对位检测方法，层压后的层间对位情况的检测方法如下图所示：

3、层压靶标设计方案与效果

这是用来检测层间对位对情况的一种方法，事先在各层胶片的适当位置设计靶环，一般不少于4个（4角各1个，对于精度要求高的可以在4个板边的中间增加4个），层压后使用X-ray进行检测确认，如图20-2所示，靶环间隙设计15-30um，可以大致判断错位层的偏位方向与大小。图5也是一种用来判断层间对位情况的靶标，上面带有刻度靶，刻度靶上从两个刻度，共分3段，每段代表15um，圆周上的数字代表相应的层。以10层板为例，“A”就代表第10层（11层用B表示，依次类推），1、2、3、4…分别代表第1、2、3、4…层，通过图20-3的效果状态也可以判断层间错位情况，以便于准确查找问题原因并有效处理。靶标是用于检测控制，下图所示是阻流块的设计理念，是避免产生层间错位并提升产品质量的一个方法。

4、下一步计划或方向

我国已成为世界线路板的重要组成部分，成为线路板行业在世界范围内的超级生产大国，产值占全球的比例达到40%以上，但是，不可否认的是，我们的技术实力与水平与世界发达国家还是存在一定差距的，这是不争事实，所以，作为新一代工程技术人员的我们，要担当起社会与历史付予我们的不容推卸的责任，不断加强技术创新与科学研究。就层间对位控制技术而言，由于其技术含量、过程控制及影响深度都非常大，所以无论是现在还是不远的将来，我们将一直加强在技术研发方面的投入，为公司与行业发展提供有力支撑。

参考文献

[1]林金堵，龚永林『现代印制电路信息』中国印制电路年协会出版社