厚銅線路板加工生產有什么難點？

 常見問題     |      2022-05-11 10:47:17    |      愛彼電路

厚銅PCB分單面，雙面和多層厚銅電路板，厚銅電路板因為銅厚較厚，給PCB加工帶來一系列的加工難點如需要多次蝕刻，壓板填膠不足，鉆孔內層焊盤拉裂、孔壁質量難以保證等等。PCB加工中機械鉆孔最小孔徑從原來0.4mm 下降到0.2mm，甚至更小，因此金屬化孔孔徑也越來越小，電路板層與層間互連所依賴的金屬化孔，直接關系厚銅PCB的可靠性。那么，厚銅電路板加工生產有那些難點？需要注意什么？

蝕刻
隨著銅厚的增加，由于藥水交換難度加大，其測側蝕量也會變得越來越大，為了盡可能的減少因藥水交換造成的側蝕量偏大，需要多次快速蝕刻的方式解決問題，隨著側蝕量的增加，需要采用增加蝕刻補償系數的方式對側蝕進行彌補。
 
層壓
隨著銅厚的增加，線路間隙較深，在殘銅率相同的情況下，需要的樹脂填充量隨之需要增加，則需要使用多張半固化片來滿足填膠的問題，由于需要使用樹脂最大限度的填充線間隙等部位，含膠量高，樹脂的流動性好的半固化片是做厚銅板的首選。在內層設計時在無銅區或者最終銑掉區域進行鋪銅點和銅塊增加殘銅率減少填膠的壓力。半固化片使用量的增加會增加滑板的風險，可以采用增加鉚釘的方法，加強芯板之間的固定程度。在銅厚越來越大的趨勢下，也開始采用樹脂對圖形間空白區域進行填充的方法。
 
隨著銅厚與板厚的增加，層壓產生需要的熱量就會越多。實際的升溫速率就會較慢，高溫段的實際持續時間就會較短，就會導致半固化片的樹脂固化不足，從而影響板件的可靠性。故需要增加在層壓高溫段的持續時間，保證半固化片的固化效果。如半固化片固化不足，導致相對芯板半固化片除膠量大，形成階梯狀，進而由于應力的作用導致孔銅斷裂。
 
鉆孔
隨著銅厚的增加，厚銅PCB板的板厚也隨之變大。厚銅板通常板厚在2.0mm以上，鉆孔制作時由于板厚較厚和銅厚較厚的因素，制作起來難度較大。對此，使用新刀，降低鉆刀使用壽命，分段鉆孔則成為厚銅板鉆孔的有效解決方式。另外，進刀速，退刀速等鉆孔相關參數的優化對孔的質量也有較大的影響。
 
銑靶孔問題，在鉆孔時，X-RAY隨著銅厚的增加能量逐步衰減，其穿透能力會達到上限。故對于銅厚較厚的PCB，在鉆孔時就無法進行首板確認。對此，可以在板邊不同位置設置偏位確認靶標，并在開料時在銅箔上按照資料上靶標位置把偏位確認靶標線銑出來，層壓時把銅箔上的靶孔和內層靶孔對應生產制作。
 
內層厚銅焊盤拉裂問題（主要針對2.5mm以上大孔）
厚銅板的需求越來越多，內層焊盤越來越小，經常出現PCB鉆孔時焊盤拉裂的問題。該類問題材料方面改善的空間較小，傳統改善的方法是增大焊盤，增加材料的剝離強度，降低鉆孔的落刀速度等。從PCB加工設計和工藝上進行分析提出改善方案：進行掏銅處理（即將焊盤在內層蝕刻時蝕刻掉比孔徑小的同心圓），減少鉆孔的銅的拉扯力。鉆孔先鉆一個比孔徑小1.0mm的引鉆孔在進行正常鉆孔（即進行二次鉆孔）解決內層厚銅焊盤拉裂問題。
 
傳統的厚銅板一般應用于，電源控制，軍工等領域，但是隨著新能源的汽車的快速推廣，厚銅板在線路板領域的重要性快速上升，可以預期在不遠的將來厚銅板需求量將會呈現爆發式增長。但同時客戶越來越高的要求也給PCB廠家帶來了不小的挑戰。愛彼電路相信隨著材料，技術的進步，很多問題將迎刃而解。

銅厚對PCB設計的影響
線路板制作開料主要考慮板厚及銅厚問題，板料厚度大于0.8MM的板，標準系列為：1.0 1.2 1.6 2.0 3.2 MM，板料厚度小于0.8MM不算標準系列，厚度可以根據需要而定，但經常用到的厚度有：0.1 0.15 0.2 0.3 0.4 0.6MM，這此材料主要用于多層板的內層。內層制作時，可以通過半固化片(PP)的厚度及結構配置調整層壓后的厚度，芯板的選擇范圍可靈活一些，例如成品板厚要求1.6mm，板材(芯板)的選擇可以是1.2MM也可以是1.0MM，只要層壓出來的板厚控制在一定范圍內，即可滿足成品板厚要求。

外層PCB設計時板厚選擇注意，生產加工需要增加鍍銅厚度、阻焊厚度、表面處理(噴錫，沉金等)厚度及字符、碳油等厚度，實際生產板金板將偏厚0.05-0.1MM，錫板將偏厚0.075-0.15MM。例如PCB設計時成品要求板厚2.0 mm時，正常選用2.0mm板料開料時，考慮到板材公差及加工公差，成品板厚將達到2.1-2.3mm之間，如果PCB設計一定要求成品板厚不可大于2.0mm時，板材應選擇為1.9mm非常規板料制作。

另外就是板厚公差問題，PCB設計在考慮產品裝配公差的同時要考慮雙面PCB線路板加工后板厚公差，影響成品公差主要是三個方面，板材來料公差、層壓公差及外層加厚公差。現提供幾種常規板材公差供參考：(0.8-1.0)±0.1 (1.2-1.6)±0.13 2.0±0.18 3.0±0.23 層壓公差根據不同層數及板厚，公差控制在±(0.05-0.1)MM 之間。特別是有板邊緣連接器的板(如印制插頭)，需要根據與連接器匹配的要求確定板的厚度和公差。

表面銅厚問題，由于孔銅需要通過化學沉銅及電鍍銅完成，如果不做特殊處理，在加厚孔銅時表面銅厚會隨著一起加厚。根據IPC-A-600G標準，最小銅鍍層厚度，1、2級為20um ，3級為25um.因此在線路板制作時，如果銅厚要求1OZ(最小30.9um)銅厚時，開料有時會根據線寬/線距選擇HOZ(最小15.4um)開料，除去2-3um的允許公差，最小可達33.4um，如果選擇1OZ開料，成品銅厚最小將達到47.9um。其它銅厚計算可依次類推。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,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!