劉 銳 鄧 輝 涂圣考 樊建華

（勝宏科技（惠州）股份有限公司，廣東 惠州 516211）

0 前言

隨著電子設備終端產(chǎn)品日趨激烈的競爭，勢必對印制電路板（PCB）產(chǎn)品的大容量，小型化，低能耗等提出更高的要求，多層板的應用會越來越廣泛，結(jié)構也越來越復雜化（埋、盲、通孔結(jié)構共存），進而對多層板層間對準精度要求越來越高；在多層板制造過程中芯板本身內(nèi)應力釋放，圖形制作，壓合等極大影響芯板的尺寸變化。目前主要采用內(nèi)層圖形預放補償來解決這一問題，文章將分析一款8層板結(jié)構產(chǎn)品各層芯板漲縮的變化，以確定各層芯板的補償系數(shù)。

1 芯板漲縮變化主要原因

多層板各層芯板漲縮變化主要原因在于基板本身存在內(nèi)應力、過程烘烤除濕、圖形制作及壓合過程材料在高溫高壓條件下產(chǎn)生收縮等因素影響。

2 制程驗證

2.1 基板本身的內(nèi)應力

多層板通常是指通過PP將內(nèi)層芯板、銅箔在高溫高壓條件下黏結(jié)固化后形成，因此芯板本身是影響PCB漲縮的重要因素。實際生產(chǎn)中，通常采用烤板來減小基板的內(nèi)應力及濕氣，從而保證芯板尺寸的穩(wěn)定性；本文選取一款型號S00408—A15A1使用1IT—170GRA1材料VGA顯卡類產(chǎn)品，開料圖及疊構圖見圖1所示，表1為實驗對比各芯板烘烤前后尺寸變化量。由表1可以看出，芯板經(jīng)過烘烤經(jīng)緯方向均有產(chǎn)生收縮，0.058 mm厚芯板收縮量明顯大于0.61 mm厚芯板收縮量，可見厚芯板尺寸穩(wěn)定性優(yōu)于薄芯板。

表1 烘烤對尺寸變化的影響表（單位：1/10000）

圖1 開料圖及壓合疊構圖

2.2 蝕刻對芯板尺寸變化的影響

取烘烤后芯板使用內(nèi)層LDI（激光直接成像）曝光機，按相同曝光倍率：經(jīng)向6.5/10000，緯向6.5/10000進行圖形轉(zhuǎn)移作業(yè)，經(jīng)圖形制作后板面局部蝕銅，因殘銅率下降及芯板蝕銅后應力釋放也會造成尺寸收縮。表2為蝕刻后芯板尺寸的變化。

表2 蝕刻對基板尺寸變化的影響表（單位：1/10000）

蝕刻后，0.058 mm厚芯板經(jīng)緯方向收縮量明顯大于0.61 mm厚芯板，0.058 mm厚芯板收縮量偏大1.5/10000左右，在相同芯板厚度條件下，L6層殘銅率低于L2層，L6層相對L2收縮量偏大0.1/10000，殘銅率越低蝕刻收縮量會越大。

2.3 壓合過程對芯板尺寸變化的影響

（1）經(jīng)蝕刻后受板厚及殘銅率影響，芯板尺寸變化不同步，L2/L3、L6/L7層芯板蝕刻后收縮量大；在層壓熔合對位工序發(fā)現(xiàn)有層間同心圓偏移相切異常；取壓合前芯板測量L2、L4、L6層芯板單層靶位距數(shù)據(jù)。從壓合前測量數(shù)據(jù)來看，L2/L3、L6/L7層尺寸收縮量明顯大于L5/L6層，緯向極差0.122 mm，經(jīng)向極差0.162 mm，造成熔合對位工序會存在漲縮型同心圓偏移相切現(xiàn)象，目視現(xiàn)象為L2/L3、L6/L7層同心圓相對L4/L5層沿圖3所示方向偏移，即L2/L3、L6/L7層相對L4/L5層沿經(jīng)緯方向呈現(xiàn)收縮。

（2）產(chǎn)品疊合后正常壓制，壓合后測量內(nèi)層靶標數(shù)據(jù)如圖3所示。壓合后測量各張內(nèi)層靶標，同片板層間最大極差在0.050 mm以內(nèi)（同心圓標準間距0.075 mm）,可接受，判定壓合后層間漲縮匹配合格，經(jīng)緯方向產(chǎn)品整體漲縮在±0.10 mm以內(nèi)，壓合后同心圓見圖4所示。

圖2 同心圓收縮圖示

圖3 壓合后測量內(nèi)層靶標數(shù)據(jù)圖

圖4 同心圓圖示

（3）內(nèi)層到壓合后芯板尺寸變化量（如圖5所示）。從趨勢圖可以看出，內(nèi)層到圖形蝕刻段0.058 mm芯板尺寸變化量明顯大于0.61 mm芯板，蝕刻到壓合段0.61 mm芯板變化量大于0.058 mm芯板，最終產(chǎn)品壓制后內(nèi)層芯板漲縮倍率差異在0.5/10 000左右；按壓合后數(shù)據(jù)反推計算此類結(jié)構芯板補償系數(shù)規(guī)則為：0.058 mm芯板相對0.61 mm芯板經(jīng)緯方向均加大0.5/10 000進行分層補償。

圖5 內(nèi)層到壓合后芯板尺寸變化圖（單位：1/10000）

3 結(jié)論

（1）多層板各層芯板漲縮變化主要在于基板本身存在內(nèi)應力、過程烘烤除濕、圖形制作及壓合過程材料在高溫高壓條件下產(chǎn)生收縮等因素影響。

（2）芯板經(jīng)過烘烤經(jīng)緯方向均產(chǎn)生收縮，0.058 mm厚芯板收縮量明顯大于0.61 mm厚芯板收縮量，可見厚芯板尺寸穩(wěn)定性優(yōu)于薄芯板。

（3）蝕刻后0.058 mm厚芯板經(jīng)緯方向收縮量明顯大于0.61 mm厚芯板，0.058 mm厚芯板收縮量偏大1.5/10 000左右；在相同芯板厚度條件下，L6層殘銅率低于L2層，L6層相對L2收縮量偏大0.1/10 000，殘銅率越低蝕刻收縮量會越大。

（4）內(nèi)層到圖形蝕刻段0.058 mm厚芯板尺寸變化量明顯大于0.61 mm厚芯板，蝕刻到壓合段0.61 mm厚芯板變化量大于0.058 mm厚芯板，最終產(chǎn)品壓制后內(nèi)層芯板漲縮倍率差異在0.5/10000左右，可以滿足產(chǎn)品需求，多層板結(jié)構產(chǎn)品漲縮判定需以壓合后結(jié)果為準。

（5）按壓合后數(shù)據(jù)反推計算此類結(jié)構內(nèi)層預放系數(shù)規(guī)則為：0.058 mm厚芯板相對0.61 mm厚芯板經(jīng)緯方向均加大0.5/10000進行分層補償。

綜上所述，內(nèi)層芯板受材料厚度、銅厚、圖形制作等影響，產(chǎn)品生產(chǎn)過程中芯板漲縮會有相應顯著變化，實際生產(chǎn)中各類產(chǎn)品結(jié)構組合錯綜復雜，針對預放數(shù)據(jù)庫無數(shù)據(jù)源或經(jīng)驗值的產(chǎn)品，多以產(chǎn)品評審制作或TCFA驗證抓取各子板內(nèi)層補償系數(shù)以滿足產(chǎn)品制作要求；也可根據(jù)各種不同的板材、板材厚度、板材銅厚、壓合層次、壓合疊構等條件，再進一步對預放系數(shù)進行細分，建立并完善不同結(jié)構基準數(shù)據(jù)庫以提升高多層產(chǎn)品制程生產(chǎn)能力。