局部埋子板技術(shù)能為多結(jié)構(gòu)互聯(lián)PCB的制造帶來(lái)材料成本的降低，但在加工過(guò)程中依然很難繞開(kāi)子母板、對(duì)準(zhǔn)度不良、板面溢膠難處理以及板翹大等問(wèn)題。本文將圍繞以上三個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探討，并提出子板圓角卡位對(duì)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、削銅控溢膠以及優(yōu)化層壓結(jié)構(gòu)改善板翹等對(duì)策，以進(jìn)一步提升產(chǎn)品的品質(zhì)和加工良率。
隨著PCB原材料價(jià)格的不斷攀升，產(chǎn)品制作的成本控制顯得越來(lái)越重要。在需要進(jìn)行特種材料混壓的場(chǎng)合，比較成熟的方案是將特種材料的走線部分作為獨(dú)立層次，顯然這種方案不利于降低產(chǎn)品的厚度，并且對(duì)特種材料的面積利用也不充分。而局部埋子板產(chǎn)品，采用的是特種材料作為獨(dú)立子板制作后埋入常規(guī)材料合成具有復(fù)合層壓結(jié)構(gòu)的方案，因此產(chǎn)品的厚度可進(jìn)一步降低，同時(shí)特種材料也因作為獨(dú)立子板而被充分利用，使材料成本也出現(xiàn)了可降低的空間。
然而實(shí)際的產(chǎn)品應(yīng)用中，局部埋子板技術(shù)并未得到更多的推廣，原有的特種材料作為獨(dú)立層次的結(jié)構(gòu)依然是主流。局部埋子板技術(shù)盡管有著降低材料成本的潛力，但實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制作的過(guò)程中仍存在一些難以把控的問(wèn)題，這也難免許多廠商退而求次選擇更保險(xiǎn)的做法。為了降低局部埋子板加工的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，本文將如實(shí)分析造成這些問(wèn)題的原因，并提出一些切實(shí)有效的加工方案以供參考。
局部埋子板PCB的典型制板流程如上圖1所示，與多數(shù)埋嵌產(chǎn)品類似，局部埋子板PCB在制造過(guò)程中需重點(diǎn)關(guān)注子母板壓合前后工序的處理，目標(biāo)在于控制好子母板對(duì)準(zhǔn)度、縫隙溢膠量以及板面平整度，其具體的控制要求通常有如下幾點(diǎn)：
(1) 子母板壓合后，子板與母板的層間偏移不超過(guò)0.075mm；
(2) 子母板混壓后的間隙填膠充分，無(wú)空洞，縫隙到銅面的流膠寬度不超過(guò)0.1mm；
(3) 子母板混壓后，其填膠邊緣表面高度差不可超過(guò)0.1mm，板翹不得超過(guò)0.75%。
子母板的偏移分析與改善
一、偏移分析
子母板在總壓前，其疊板方式有兩種，一種是采用鉚釘固定的方式，將子板與母板的邊緣固定在一起，其對(duì)準(zhǔn)度自然無(wú)需過(guò)分擔(dān)心。這里將分析的是另一種疊板方式的對(duì)準(zhǔn)度，就是子板位于母板中間，無(wú)法使用鉚釘預(yù)固定的情況。
通常的做法是將子板外形加工與母板的槽孔加工進(jìn)行適當(dāng)?shù)某叽缪a(bǔ)償，從而使加工后的子板恰好能放入同樣形狀的母板槽孔內(nèi)又不至于有太大的縫隙，然而比起尺寸補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題，將尺寸相仿的子板放置在母板槽內(nèi)通常會(huì)出現(xiàn)偏移過(guò)度的情況。
為了避免子板在壓合過(guò)程中偏移過(guò)度，同時(shí)又要滿足填膠均勻充分，子母板的縫隙間距往往設(shè)置在0.15mm。在實(shí)際的制板過(guò)程中，經(jīng)過(guò)測(cè)量偏移后子母板的間隙，測(cè)量統(tǒng)計(jì)的間距小至0.05mm的情況并不少，即子板偏移某側(cè)達(dá)0.1mm。這不僅對(duì)后續(xù)層間導(dǎo)通影響較大，同時(shí)過(guò)小的間距其填膠量不夠多也會(huì)影響子母板的結(jié)合力，可見(jiàn)這種無(wú)明顯定位的子母板結(jié)合方式有必要進(jìn)一步改善。
某側(cè)達(dá)0.1mm。這不僅對(duì)后續(xù)層間導(dǎo)通影響較大，同時(shí)過(guò)小的間距其填膠量不夠多也會(huì)影響子母板的結(jié)合力，可見(jiàn)這種無(wú)明顯定位的子母板結(jié)合方式有必要進(jìn)一步改善。
二、偏移改善
實(shí)際上已經(jīng)有廠商嘗試在板的邊緣加凹凸槽進(jìn)行定位[1]，如下圖3所示。這種設(shè)計(jì)的好處在于能提升子母板層間定位精度，但這種設(shè)計(jì)也仍然存在邊角處填膠不充分的情況，有容易分層爆板的隱患。
子母板定位依然需要靠邊角的設(shè)計(jì)，顯然邊角處填膠不充分的問(wèn)題無(wú)法避免，但這種情況是可以通過(guò)新的設(shè)計(jì)縮小其邊角的填膠不充分區(qū)域，從而降低邊角處分層爆板的風(fēng)險(xiǎn)。如上圖4所示為子母板圓角卡位設(shè)計(jì)，看起來(lái)似乎子母板的形狀并沒(méi)有什么明顯變化，實(shí)際上設(shè)計(jì)中對(duì)邊角處的圓角弧度半徑進(jìn)行了調(diào)整。該設(shè)計(jì)對(duì)母板的邊角設(shè)計(jì)了半徑較大的圓角，對(duì)子板邊角設(shè)計(jì)了半徑較小的圓角。這樣的設(shè)計(jì)好處有兩點(diǎn)，一是邊角采用圓角設(shè)計(jì)能使流膠在邊角部位有一定的緩沖引流作用，使邊角出填膠也能更充分；另一點(diǎn)是大小圓角的設(shè)計(jì)能使流膠發(fā)生后不易產(chǎn)生嚴(yán)重的邊角偏移，起到定位的作用，同時(shí)大小圓角的存在使子板與母板的邊不能完全接觸，其縫隙的寬度能盡可能預(yù)留出來(lái)以充分填膠。
采用子母板圓角卡位設(shè)計(jì)后，試驗(yàn)在子母板同一位置設(shè)置0.2mm的焊盤(pán)，再鉆0.2mm的通孔，可得對(duì)準(zhǔn)度試驗(yàn)結(jié)果如下圖5、圖6所示，子母板的偏移通?？刂圃?mil內(nèi)。同時(shí)邊角處的填膠寬度能保持在3mil左右，如圖7所示切片圖，其斷面填膠充分飽滿。