多层线路板阅读：3281

    2003年半导体行业景气复苏，今年更呈稳步发展状态，在PCB方面，伴着整个行业的回升，自去年起行情就已经逆转，可以说在5、6、7三个月的市场淡季，PCB仍然难见疲软的状态，目前挠性板成为业者掘金重点。目前柔性板（FPC）在整个PCB产业中所占的比重越来越大，而据现货市场经销商高先生早透露，FPC毛利率明显高于普通硬板。

    线路板板块的市场在不断发展，这主要得益于两方面的动力。一是线路板板块应用行业的市场空间在持续拓展，通讯行业和笔记本电脑行业的应用提升，使得高端多层线路板市场的增长十分迅速，目前应用比例达到50%。同时，彩电、手机、汽车电子用数字线路板的比例也明显增加，从而使得线路板行业的空间不断拓展。再者，全球线路板行业正在向我国转移也导致了我国线路板市场空间的迅速拓展。 最近，美国PCB专门制造商(PCB pure-plays)公布的收益数据揭示了一个需求不断增长的市场环境：过去的一年里，PCB的订单出货比稳大于一。另外一方面，由于PCB行业竞争的激烈，一些PCB大厂通过积极开发新技术，增加PCB层数或者促进技术要求高的FPC市场化进程，以满足不断变化的市场需求；与此同时，通过技术上的“打压”，让一些没有竞争力的小厂被迫退出该市场，这也是今年行情大好的情况下很大部分PCB小厂的隐忧。

    由于FPC的应用范围越来越宽广，在计算机与通信、消费电子、汽车、军事与航天、医疗等领域FPC正被大量使用，因此，市场需求量明显增加。据经销商反映，今年的FPC出货量也明显高于往年， 在毛利率继续维持的情况下，经销商均表现出了重点投资该市场的信心。

    优点：装配密度高、体积小、质量轻由于装配密度高，各组件(包括元器件)间的连线减少，因此提高了可靠性；可以增加布线层数，从而加大了设计灵活性；能构成具有一定阻抗的电路;可形成高速传输电路;可设置电路、磁路屏蔽层，还可设置金属芯散热层以满足屏蔽、散热等特种功能需要;安装简单，可靠性高。缺点：造价高；周期长；需要高可靠性的检测手段。多层印制电路是电子技术向高速度、多功能、大容量、小体积方向发展的产物。随着电子技术的不断发展，尤其是大规模和超大规模集成电路的广泛深入应用，多层印制电路正迅速向高密度、高精度、高层数化方向发展t出现了微细线条、小孔径贯穿、盲孔埋孔、高板厚孔径比等技术以满足市场的需要。

    1961年，美国Hazelting Corp.发表 Multiplanar，是首开多层板开发之先驱，此种方式与现今利用镀通孔法制造多层板的方式几近相同。1963年日本跨足此领域后，有关多层板的各种构想方案、制造方法，则在全世界逐渐普及。因随着由电晶体迈入积体电路时代，电脑的应用逐渐普遍之后，因高功能化的需求，使得布线容量大、传输特性佳成为多层板的诉求重点。

    当初多层板以间隙法(Clearance Hole)法、增层法(Build Up)法、镀通法(PTH)法三种制造方法被公开。由于间隙孔法在制造上甚费工时，且高密度化受限，因此并未实用化。增层法因制造方法相当复杂，加上虽具高密度化的优点，但因当时对高密度化需求并不如现在来得迫切，一直默默无闻；尔近则因高密度电路板的需求日殷，再度成为各家厂商研发的重点。至于与双面板同样制程的PTH法，目前仍是多层板的主流制造法。

    多层板的制作方法一般由内层图形先做，然后以印刷蚀刻法作成单面或双面基板，并纳入指定的层间中，再经加热、加压并予以粘合，至于之后的钻孔则和双面板的镀通孔法相同。这些基本制作方法与溯至1960年代的工法并无多大改变，不过随着材料及制程技术（例如：压合粘接技术、解决钻孔时产生胶渣、胶片的改善）更趋成熟，所附予多层板的特性则更多样化。

    镀通孔

    一次铜

    在层间导通孔道成型后需于其上布建金属铜层，以完成层间电路的导通。先以重度刷磨及高压冲洗的方式清理孔上的毛头及孔中的粉屑，再以高锰酸钾溶液去除孔壁铜面上的胶渣。在清理干净的孔壁上浸泡附着上锡钯胶质层，再将其还原成金属钯。将电路板浸于化学铜溶液中，借者钯金属的催化作用将溶液中的铜离子还原沉积附者于孔壁上，形成通孔电路。再以硫酸铜浴电镀的方式将导通孔内的铜层加厚到足够抵抗后续加工及使用环境动击的厚度。

    外层线路

    二次铜

    在线路影像转移的印制作上如同内层线路，但在线路蚀刻上则分成正片与负片两种生产方式。负片的生产方式如同内层线路制作，在显影后直接蚀铜、去膜即算完成。正片的生产方式则是在显影后再加镀二次铜与锡铅（该区域的锡铅在稍后的蚀铜步骤中将被保留下来当作蚀刻阻剂），去膜后以碱性的氨水、氯化铜混合溶液将裸露出来的铜箔腐蚀去除，形成线路。再以锡铅剥除液将功成身退的锡铅层剥除（在早期曾有保留锡铅层，经重容后用来包覆线路当作保户层的做法，现多不用） 。

    防焊缘漆

    外层线路完成后需再披覆绝缘的树酯层来保户线路避免氧化及焊接短路。涂装前通常需先用刷磨、微蚀等方法将线路板铜面做适当的粗化清洁处理。而后以钢版印刷、帘涂、静电喷涂…等方式将液态感光绿漆涂覆于板面上，再预烘干燥（干膜感光绿漆则是以真空压膜机将其压合披覆于板面上）。待其冷却后送入紫外线曝光机中曝光，绿漆在底片透光区域受紫外线照射后会产生聚合反应（该区域的绿漆在稍后的显影步骤中将被保留下来），以碳酸钠水溶液将涂膜上未受光照的区域显影去除。再加以高温烘烤使绿漆中的树酯完全硬化。

    较早期的绿漆是用网版印刷后直接热烘（或紫外线照射）让漆膜硬化的方式生产。但因其在印刷及硬化的过程中常会造成绿漆渗透到线路终端接点的铜面上而产生零件焊接及使用上的困扰，现在除了线路简单粗犷的电路板使用外，多改用感光绿漆进行生产。

    文字印刷

    将客户所需的文字、商标或零件标号以网版印刷的方式印在板面上，再用热烘（或紫外线照射）的方式让文字漆墨硬化。

    接点加工

    防焊绿漆覆盖了大部份的线路铜面，仅露出供零件焊接、电性测试及电路板插接用的终端接点。该端点需另加适当保护层，以避免在长期使用中连通阳极(+)的端点产生氧化物，影响电路稳定性及造成安全顾虑。 【镀金】在电路板的插接端点上（俗称金手指）镀上一层高硬度耐磨损的镍层及高化学钝性的金层来保护端点及提供良好接通性能。

    【喷锡】在电路板的焊接端点上以热风整平的方式覆盖上一层锡铅合金层，来保护电路板端点及提供良好的焊接性能。

    【预焊】在电路板的焊接端点上以浸染的方式覆盖上一层抗氧化预焊皮膜，在焊接前暂时保护焊接端点及提供较平整的焊接面，使有良好的焊接性能。

    【碳墨】在电路板的接触端点上以网版印刷的方式印上一层碳墨，以保护端点及提供良好的接通性能。

    成型切割

    将电路板以CNC成型机（或模具冲床）切割成客户需求的外型尺寸。切割时用插梢透过先前钻出的定位孔将电路板固定于床台（或模具）上成型。切割后金手指部位再进行磨斜角加工以方便电路板插接使用。对于多联片成型的电路板多需加开X形折断线，以方便客户于插件后分割拆解。再将电路板上的粉屑及表面的离子污染物洗净。

    终检包装

    在包装前对电路板进行的电性导通、阻抗测试及焊锡性、热冲击耐受性试验。并以适度的烘烤消除电路板在制程中所吸附的湿气及积存的热应力，再用真空袋封装出货。

    近年，随着VLSI、电子零件的小型化、高集积化的进展，多层板多朝搭配高功能电路的方向前进，是故对高密度线路、高布线容量的需求日殷，也连带地对电气特性（如Crosstalk、阻抗特性的整合）的要求更趋严格。而多脚数零件、表面组装元件(SMD)的盛行，使得电路板线路图案的形状更复杂、导体线路及孔径更细小，且朝高多层板（10~15层）的开发蔚为风气。1980年代后半，为符合小型、轻量化需求的高密度布线、小孔走势，0.4~0.6 mm厚的薄形多层板则逐渐普及。以冲孔加工方式完成零件导孔及外形。此外，部份少量多样生产的产品，则采用感光阻剂形成图样的照相法。

    大功率功放 - 基材:陶瓷+FR-4板材+铜基,层数:4层+铜基,表面处理:沉金,特点:陶瓷+FR-4板材混合层压,附铜基压结.

    军工高频多层板 - 基材:PTFE,板厚:3.85mm,层数:4层,特点:盲埋孔、银浆填孔.

    绿色产品 - 基材:环保FR-4板材,板厚:0.8mm,层数:4层,尺寸:50mm×203mm,线宽/线距:0.8mm,孔径:0.3mm,表面处理:沉金、沉锡.

    高频、高Tg器件 - 基材:BT,层数:4层,板厚:1.0mm,表面处理:化金.

    嵌入式系统 - 基材:FR-4,层数:8层,板厚:1.6mm,表面处理:喷锡,线宽/线距:4mils/4mils,阻焊颜色:黄色.

    DCDC,电源模块 - 基材:高Tg厚铜箔、FR-4板材,尺寸:58mm×60mm,线宽/线距:0.15mm,孔径:0.15mm,板厚:1.6mm,层数:10层,表面处理:沉金,特点:每层铜箔厚度3OZ（105um）,盲埋孔技术,大电流输出.

    高频多层板 - 基材:陶瓷,层数:6层,板厚:3.5mm,表面处理:沉金,特点:埋孔.

    光电转换模块 - 基材:陶瓷+FR-4,尺寸:15mm×47mm,线宽/线距:0.3mm,孔径:0.25mm,层数:6层,板厚:1.0mm,表面处理:镀金+金手指,特点:嵌入式定位.

    背板 - 基材:FR-4,层数:20层,板厚:6.0mm,外层铜厚:1/1盎司（OZ）,表面处理:沉金.

    微型模块 - 基材:FR-4,层数:4层,板厚:0.6mm,表面处理:沉金,线宽/线距:4mils/4mils,特点:盲孔、半导通孔.

    通信基站 - 基材:FR-4,层数:8层,板厚:2.0mm,表面处理:喷锡,线宽/线距:4mils/4mils,特点:深色阻焊,多BGA阻抗控制.

    数据采集器 - 基材:FR-4,层数:8层,板厚:1.6mm,表面处理:沉金,线宽/线距:3mils/3mils,阻焊颜色:绿色哑光,特点:BGA、阻抗控制.