PCB多層板壓合漲縮及尺寸一致性差的原因與改善措施 - ibpcb

 常見問題     |      2022-03-23 16:33:37    |      愛彼電路

從PCB基材一次內層線路圖形轉移經數次壓合直至外層線路圖形轉移的PCB加工過程中，會引起拼板經緯向不同的漲縮。從整個PCB制作中我們可以找出可能引起板件漲縮異常及尺寸一致性較差的原因及工序：

PCB基材來料尺寸穩定性因素，尤其是供應商的每個層壓批次之間的尺寸一致性。即使同一規格PCB基材不同批次的尺寸穩定性均在規格要求內，但因批次之間的一致性較差，可引起板件首板試制確定合理的一次內層補償后，因不同批次板料間的差異造成后續批量生產板件的圖形尺寸超差。

還有一種材料異常是在外層圖形轉移后至外形工序的過程中板件發現收縮。在生產過程中曾有個別批次的板件在外形加工前數據測量過程中發現其拼板寬度與出貨單元長度相對外層圖形轉移倍率出現嚴重的收縮，比率達到3.6mil/10inch。經過追查，該異常批次板件在外層層壓后的X-RAY測量與外層圖形轉移倍率均處于控制范圍內的，目前在過程監控中仍暫未找出較好的方法進行監控。

拼板設計方式因素常規板件的拼板設計均為對稱設計，在圖形轉移倍率正常的情況下對成品PCB的圖形尺寸并無明顯影響。但是一部分板件在為提升板料利用率，降低成本的過程中而使用了非對稱性結構的設計，其對不同分布區域的成品PCB的圖形尺寸一致性將帶來極為明顯的影響，甚至在PCB多層板的加工過程中我們都可以在激光盲孔鉆孔以及外層圖形轉移曝光/阻焊劑曝光/字符印刷過程中發現此類非對稱設計的板件其在各環節中的對準度情況相對常規板件更難以控制與改善。

一次內層圖形轉移工序對成品PCB板件尺寸是否滿足客戶要求起著極為關鍵的作用。如一次內層圖形轉移的菲林倍率補償提供存在較大偏差其不但可直接導致成品PCB圖形尺寸無法滿足客戶要求外，還可引起后續的激光盲孔與其底部連接盤對位異常造成層與層之間的絕緣性能下降直至短路，以及外層圖形轉移過程中的通/盲孔對位問題。

根據上述分析，我們可針對性地采取適當的方式對異常進行監控及改善；PCB基材來料尺寸穩定性與批間尺寸一致性的監控定期地對不同供應商提供的PCB基材進行尺寸穩定性測試，從中跟蹤其同規格板料不同批之間的經緯向數據差異，并可適當地使用統計技術對PCB基材測試數據進行分析。對于個別批次的PCB基材尺寸穩定性差引起板件在外層圖形轉移后發生的嚴重漲縮，目前只能通過外形生產首板的測量或出貨審查時進行測量來發現。

拼板設計方面采用對稱結構的設計方案拼板設計方面應盡量采用對稱結構的設計方案，使拼板內的各個出貨單元漲縮保持相對一致。如可能，應與客戶溝通建議其允許在板件的工藝邊上以蝕刻/字符等標識方式將各出貨單元在拼板內的位置進行具體標識。此方法在非對稱方式設計的板件內效果將更明顯，即使每拼板內因圖形不對稱引起各別單元出現尺寸超差，甚至是因此引起的局部盲孔底部連接異常亦可極為方便地確定異常單元并在出貨前將其挑出處理。

制作倍率首板，科學確定一次內層圖形轉移倍率制作倍率首板，通過首板來科學地確定生產板件的一次內層圖形轉移倍率；在為降低生產成本而變更其它供應商PCB基材或P片時，此點尤為重要。當發現有板件超出控制范圍時應根據其單元管位孔是否為二次鉆孔加工。如為常規加工流程板件則可根據實際情況放行至外層圖形轉移通過菲林倍率進行適當調整；如是二次鉆孔板件，則對異常板件的處理需特別謹慎以確保成品板件的圖形尺寸與標靶至管位孔（二次鉆孔）距。

PCB線路板制板過程監控利用外層或次外層板件在其層壓后的X-RAY生產鉆孔管位孔時所測量的板件內層標靶數據，分析其是否在控制范圍內且與合格首板所收集的相應數據進行對比以判斷板件尺寸是否有漲縮異常；經過理論計算，通常此處的倍率應控制在+/-0.025%以內才能滿足常規板件的尺寸要求。任何材料的漲縮都是受溫度的影響所導致的，在PCB板冗長的制作過程中，材料經過諸多 熱濕制程后，漲縮值都會有不同程度的細微變化，但就長期的實際生產經驗來看，變化還是有規律的。愛彼電路是專業高精密PCB電路板研發生產廠家,可批量生產4-46層電路板,線路板,IC封裝基板,高頻線路板,高速電路板,混壓電路板,HDI線路板等,定位高精密!高難度!高標準!