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10層工控背板

2024.01.12

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10層工控背板


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結(jié)構(gòu)圖


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背板PCB制造難點(diǎn)


背板負(fù)責(zé)連接電源板、管理板、交換板和業(yè)務(wù)板,并實(shí)現(xiàn)電氣連接和信號傳輸。大容量背板的層數(shù)在20到60層,板厚4mm到12mm,通孔數(shù)從30,000到100,000,背板的信號傳輸質(zhì)量和可靠性越來越重要。背板PCB的制造過程也對內(nèi)層線路、壓合、鉆孔、電鍍和背鉆等工序都提出了更高的要求。


內(nèi)層線路

傳統(tǒng)曝光機(jī)對位精度在±25μm,層間對位精度大于50μm;由于背板的層數(shù)比較多需要使用激光直接成像機(jī)(LDI),圖形對位精度可以提高到15μm左右,層間對位精度控制30μm以內(nèi)。


由于線寬線距小,細(xì)密線路信號層較多,導(dǎo)致內(nèi)層制作時(shí),開短路增多,微短增多,AOI漏檢的幾率變大。內(nèi)層芯板厚度較薄,容易褶皺導(dǎo)致曝光不良,蝕刻過機(jī)時(shí)容易卷板,導(dǎo)致報(bào)廢率上升。


壓合控制

壓合的難點(diǎn)在于多張內(nèi)層芯板和半固化片疊加,壓合生產(chǎn)時(shí)容易產(chǎn)生滑板、分層、樹脂空洞和氣泡殘留等缺陷。工程在設(shè)計(jì)背板的疊層結(jié)構(gòu)時(shí),需充分考慮材料的耐熱性、耐電壓、填膠量以及介質(zhì)厚度,并設(shè)定合理的壓合程序。


壓合前層間定位方式主要包括:四槽定位(pin-lam)、熱熔(thermocouple heating)、鉚釘、熱熔與鉚釘結(jié)合。對于背板采用四槽定位方式,或使用熔合+鉚合方式制作,OP沖孔機(jī)沖出定位孔,沖孔精度控制在±25μm。


鉆孔技術(shù)

由于背板超厚,對鉆頭磨損嚴(yán)重,容易折斷鉆刀,對于落速和轉(zhuǎn)速需要適當(dāng)?shù)南抡{(diào)。此外,過多的灰塵可能會(huì)堵塞孔洞,并可能造成毛刺,從而大大降低背板PCB性能。背板鉆孔時(shí)需要遵循以下原則:

  • 鉆孔前精確測量板的漲縮,提供精確的系數(shù);

  • 當(dāng)PCB的層數(shù)≥14層、孔徑≤0.2mm或孔到線距離≤0.175mm,需要采用孔位精度≤0.025mm的鉆機(jī)生產(chǎn);

  • 直徑φ4.0mm以上孔徑采用分步鉆孔,厚徑比12:1采用分步鉆,正反鉆孔方法生產(chǎn);

  • 控制鉆孔披鋒及孔粗,高層板盡量采用全新鉆刀鉆孔,孔粗控制25um以內(nèi)。


電鍍能力

由于背板較厚,縱橫比會(huì)很高,極易出現(xiàn)空洞、無鍍銅或者鍍層不均勻的情況。背板在凹蝕時(shí),需要選擇潤濕性能好的凹蝕溶液,同時(shí)通過水平振動(dòng)使凹蝕液順利通過整個(gè)孔,趕走氣泡,除去環(huán)氧樹脂,增加沉銅層和電鍍層的結(jié)合力。在電鍍沉銅時(shí),選擇活性比較高的沉銅藥水,采用脈沖式水平鍍銅工藝。


背鉆殘樁(stub)

對高速信號而言,殘樁會(huì)導(dǎo)致信號失真甚至數(shù)據(jù)傳輸失敗。因此,在采用背鉆工藝前應(yīng)仿真評估殘樁對高速信號傳輸?shù)挠绊?。根?jù)經(jīng)驗(yàn)值當(dāng)殘樁的長度小于0.25mm時(shí),對高速信號的影響可以忽略不計(jì)。


厚背板鉆孔采用等大對鉆方法最優(yōu),可以保證兩面孔位精度均滿足要求(壓接面±0.75 mm以內(nèi),非壓接面背鉆無偏孔殘銅,同時(shí)無披鋒毛刺。采用導(dǎo)電控深+CCD鉆孔方式進(jìn)行等大對鉆,可以控制對鉆階梯≤0.05 mm。

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