一种多层印制电路板厚度控制方法

何润宏

（汕头超声印制板公司，广东 汕头 515065）

0 背景

随着电子技术向高速、多功能、大容量和便携低耗方向发展，多层印制板的应用便越来越广泛，其层数及密度也越来越高，相应之结构也越来越复杂。

多层板层压品质控制，包括板厚均匀性、板翘、铜箔皱折、异物、内层气泡、织纹凸露和内层偏移等缺陷报废。其中厚度均匀性是导致多层板产品报废的主要缺陷，其导致下游封装客户的报废比例高达20%以上。厚度均匀性是指同一批板件层压后厚度公差范围偏大，超出设计值的10%。目前多层板的层压均采用真空压机，其结构为两块平行热盘，一般采用导热油媒介，将热量通过缓冲材料（如牛皮纸等）传导给多层板。而由于压机设备热盘的水平度波动和平整度直接影响到压合的品质，现有工艺技术采用定期进行水平校准和机械打磨的方法来解决这种异常对产品压合品质造成的影响。而这种办法对于高档次、高精度的多层印制板的短、小、轻、薄的品质要求均无法满足，很多装配厂家已要求多层印制板的板厚公差小于5%，翘曲度小于0.5%，特别是高端智能电子产品在线路板的厚度均匀性、平整性方面都有着更严格的要求。

1 技术方案

（1）在层压流程设计中成功释放残余应力而实现板翘的改善。通过设置两块翘曲引导板，在多层印制板进行高温压合时，翘曲引导板引导多层印制板按与原来翘曲方向的反方向进行强制翘曲，在冷却退火后，由于多层印制板不对称的结构特点及内部应力，多层印制板依然会按原来翘曲方向进行翘曲，但是由于翘曲引导板所产生的强制翘曲起到平衡作用，使得多层印制板的翘曲度远小于一般翘曲（采用直板压合情况下，多层印制板所产生的翘曲）的翘曲度。

（2）通过采用增加限厚边条的方法控制压合厚度。首先计算出多层印制板的压合厚度；设计同厚度的限厚边条；按设计组装多层叠置体；将四块限厚边条按上下左右放置在下分离板上，形成限厚四边形；将多层叠置体放置在限厚四边形的中间；在多层叠置体和限厚四边形上放置上分离板得到待压模型；进行最后压合处理。

通过以上技术方案解决印制板压合的厚度均匀性和平整度的要求。

2 技术步骤

层间厚度控制的设计及制作方法，其主要技术步骤如下。

（1）按照制程设计要求，计算出得出理论的压板厚度及采用直板压合的情况下，多层印制板所产生一般翘曲的翘曲度，翘曲度按如下方法进行计算：采用直板压合方式的多层印制板作为计算翘曲度的样品，样品放置到平台上，样品凸出的一面朝上，样品的翘曲度=R/L，其中R为样品与平台最大垂直距离，L为样品接触平台的对角线长度；

（2）按照理论压板厚度，选择同厚度规格的限厚边条；

（3）根据计算出来的翘曲度设置多种规格的翘曲引导板，各种规格的翘曲引导板的翘曲度按照0.1%～0.5%递增；

（4）将多张内层芯板、半固化片、铜箔进行对位叠置，形成多层叠置体；

（5）先选择合适翘曲度的翘曲引导板，将两块翘曲引导板按照相同的翘曲方向上下设置，翘曲引导板的翘曲方向与步骤（1）中一般翘曲的翘曲方向相反；

（6）将多层叠置体放置在两块翘曲引导板中间，未压合多层板件的四周放置限厚边条，在上下两块翘曲板的外侧分别放置一块分离板；

（7）将全部叠板进行高温压合。

限厚边条可多条，可选择采用耐高温树脂、铜或不锈钢材料，厚度规格按10 μm厚度递增，可多次循环使用，需定期清洁并测量厚度是否有变化。翘曲引导板可采用耐高温树脂、硅胶或铸铁等材料，按圆弧度翘曲设计，其翘曲规格按0.1%～0.5%递增，可多次循环使用，需定期清洁并测量翘曲度是否有变化。其设计方案结构（如图1）。

图1 加限厚条叠板

3 实施效果

上述方法大幅度提高多层印制板压合后的平直度，且还能解决现有技术中热盘本身老化翘曲而影响多层印制板翘曲的问题。此外，该方法实现了精确控制多层板压合厚度，还能解决层压流胶、织纹凸露等品质问题，使得高端电子印制板产品的层间厚度均匀性、翘曲度、留厚公差和产品尺寸精确度等性能得到有效提升，产品厚度公差可以达到+5%以下，板翘≤0.5%。该技术能够大幅度提高多层印制板压合后的厚度均匀性，减少厚度超差报废，大幅提高产品的合格率。