郴州功田电子陶瓷技术有限公司
摘要：本文首先阐述了高频高速印制板的特诊，然后着重谈论了高频高速印制电路板钻孔加工技术难点及优化措施。
关键词：高频高速；印制板；钻孔技术
一、高频高速印制板概述
随着互联网络的不断进步，电子信息、信号朝着容量大、多样化、快速化发展。每波长的信号量由原来的10Gbps发展到40Gbps，甚至由于发展到多重化，可达到数Tbps信号容量。移动电话的传送速度已由3G向5G过渡；今后MPU时钟频率会更加高，从而使得目前的通信基地设施、大型计算器、网络设施、移动通讯等用PCB，在信号高速化要求上表现更为强烈。随着信息技术向数字化、网络化的迅速发展，超大容量的信息传输，超快速度和超高密度的信息处理已成为信息技术追求的目标。近几年随着智能化和云计算、云终端等发展，通讯电子产品、可携带电子装置、通讯设备等推动，应用这些领域的高频高速印制电路板需求在不断增长，并将成为印制电路板主流之一。高频高速印制电路板的主要基材是高频高速覆铜板，高频高速覆铜板是开发的一一类具有低介电常数（Dk）和低介电损耗（Df）的功能性覆铜板材料，其介电常数（Dk）越低，信号在介质中传送速度越快、能力越强；其介电损耗（Df）越低，则信号在介质中传送的完整性越好。高频高速覆铜板制造的通信、网络设备用基板，多为高多层板（层数多在14～40层），基板多为大面积（400mm×400mm、800mm×800mm居多），大厚径比的孔结构设计。这类基板不仅要求基板材料具有低Df、低Dk的特性，还要求基板材料有更高的耐热性、良好的加工性，以确保它的通孔高可靠性。这类通信、网络设备用基板对无铅焊接条件非常苛刻，通常以采用改性聚苯醚树脂（PPE），或环氧树脂改性氰酸酯树脂为主流。高频高速覆铜板通常会选择一些低介电常数（Dk）和介电损耗（Df）的树脂如PP0、PTFE、氰酸酯等，这些树脂具有结构规整和对称、极性低、游离的极性电子少等优点，但其活性低，树脂反应和除胶难度很大。受高频覆铜板具这些特性影响，使其具有硬度高、磨损大、钻屑去除难、粘结强度低、固化条件高等弱点，给高频电路板制造工序带来很大困扰，尤其是在钻孔、除胶、电镀工序中。高频高速印制电路板机械钻孔加工常见问题有：钻针磨损大、孔位精确度低、钻孔孔数少和钻孔进刀速小、钻孔效率低和寿命短、钻屑去除难等。高频高速印制电路板的基板特性及加工性能与常规的FIH印制电路板存在较大差异，研究高频高速印制电路板的钻孔加工机理和性能及其影响因素，解决高频高速印制电路板常见钻孔加工问题，优化和提升其钻孔加工性能，是十分必要的，本文重点着手这一方面的研究。
二、盲埋孔多层印制板制作的工艺流程
本文根据对盲孔结构多层印制的分析，对其工艺流程进行了一定的改造，以前期的试验为基础，根据其本身的特点，制定了以下制作工艺流程：CAD设计→模板制作→单片下科→充值定位孔→各单片分别进行孔金属化处理→内层图形转移、蚀刻→叠板、层压→去流胶处理→数控钻孔→孔金属化处理→外层图形转移→脱模→修版→数控铣洗→成品检验→清洗包封。
三、盲孔多层印制板制作的主要技术
1.模版制作
根据盲孔多层印制电路板对层压板平整度、线宽精度及层间重合度的要求，在进行模板制作时需考虑以下两点：
（1）根据要制作的多层印制板的技术现状，参照该类型印制板的制作要求，对线宽进行限定，确保线宽精度；
（2）本文选用多层印制板前定位系统，这需要测量成品板的尺寸，并以之为依据选取对应尺寸的模具。在本文中，模具选择的规格是12Χ10。
2.单片预处理
我国目前的多层印制板制作基本上使用的是美国研发的前定位系统。使用前定位系统就对内层单片的四槽定位孔冲制有了一定的要求。本文所述的盲孔多层印制板，在制作中采用的是超出厚度限制的单片，这就与四槽定位孔冲制产生了冲突。因此，为保证盲孔多层印制板的层间重合度符合要求，就要改变四槽定位孔冲制位置，对其进行铣处理。
3.单片孔金属化制作
本文所论述的盲埋孔多层高印制电路板中含有各层层压之后的埋通孔、盲孔及其他盲孔，由于空的数量及种类繁多，因此在对其进行层压前要对各层分别进行金属化孔制作，即需要单片孔金属化。
4.内层图形制作
内层图形的制作在盲孔多层印制电路板的制作中起着至关重要的作用，其制作质量的好坏直接关系到了印制电路板的质量。内层电路板的影响主要体现在两点：一是模板质量的稳定性及在图形转移时定位精确度的问题；二是内层图形的线条制作精度与产品的可靠性有直接联系。
四、盲孔多层印制板制作技术存在的问题
1.关于盲孔结构多层印制板制造的层间重合度问题
本文为提高盲孔多层印制板制作成功的几率，借鉴了普通多层印制板的销钉前定位系统，将每层的单片图形制作集中在前定位系统中。
2.关于层压后板面流胶问题
本文所选用的盲孔多层印制电路板制作流程存在一定的缺陷，不可避免地会出现一些问题，如层压过后会在压制板上发生流胶的现象。压制板上的流胶会对之后的工序产生影响，尤其会影响图形转移的精确度及电镀的结合力。因此，对于板面上的流胶，需要采取一些措施将其去除。本文中，选取了两种隔离材料，用在层压排版中，分别是聚酩薄膜和聚四氟乙烯薄膜。通过一定的实践检验出，使用聚四氟乙烯薄膜对层压板上的流胶进行隔离，效果较之聚酩薄膜要好，这一结论能够为此类问题提供一个参考。
3.图形转移位置精度及重合度问题
按照以往盲孔多层印制电路板的制作方法，在制作各层的内层图形时使用银盐模板，对于图形转移这一难点，采用单片定位孔冲制与四槽定位孔冲制相一致的方法。由于在进行图形转移之前，各层已经过孔金属化制作，这使得在进行图形转移时需要采取四槽定位孔的保护措施。在进行外层的图形转移时有以下几种方法可供选择：
（1）使用制作图形时的银盐片模版，以四槽定位孔为依据进行定位制板。
（2）在制作模版的过程中，在设计四槽定位孔的同时设置两个帕定位孔，置于图形的外围。这两个帕定位孔用于外层图形转移时的定位制版。
五、印制板制作技术改善措施
1.高密度钻孔改善措施
首先，针对高密度钻孔问题，印制板制作人员应优先选择新的钻孔钻头，避免钻头往返研磨对钻孔孔壁平滑度的不利影响。同时调整高密度钻孔设备吸尘吸压压力至0.03MPa，适当调高钻孔排屑量，从根本上解决钻孔碎屑问题。其次，摒除以往普通铝制盖板的方式，而是采用涂树脂材料作为主要盖板方式。涂树脂盖板良好的吸热性能，可以帮助钻孔钻头散热。同时在高温时期树脂可以熔融对钻头产生一定润滑作用，保证钻孔质量。最后，在高密度钻孔期间，预先设计一定钻孔区域，对钻孔散热时间、粉尘排屑时间进行预先分析。即现在以往以最短路径为依据的顺序钻孔基础上，采取密集孔区跳开钻孔模式，即1→18→2→19→3→20...。根据具体钻孔密度，可设计合理的跳钻距离及间隔跳钻数量，避免邻近孔位连续钻设导致的钻屑熔融粘附问题。
2.树脂塞孔改善措施
首先，在树脂塞孔前，应对电子印制板进行烘干处理，以保证塞孔内无多余水分堆积为标准，避免塞孔内水分存在导致的钻孔后期孔铜、树脂分离情况。其次，在树脂使用前期，应对树脂进行搅拌处理，以便将树脂内部气泡消除。并降低树脂粘稠度，为后期高密度树脂塞孔钻设奠定基础。最后，采用真空塞孔设备进行操作，以高纵横比小孔树脂完全饱满为前提，提高树脂塞孔效率。随后利用砂带磨板进行树脂分段烘烤，主要烘烤温度为80.0℃20.0min、100.0℃20.0min，150.0℃20.0min。
3.背钻问题解决措施
为了保证背钻期间整体工序稳定进行，一方面，电子印制板制作人员需要依据加工参数及电子印制板要求，选择合理的背钻头及背钻角度，从根本上解决背钻角度错位导致的孔内披锋问题。另一方面，改变以往背钻流程，将背钻工作模式设置在图形镀锡之后，即前工序→全板电镀→外层图形→图形镀锡→背钻。在背钻结束之后，进行外层退锡作业，通过蚀刻药剂的应用，可将背钻期间产生的铜丝、披锋问题有效解决。结合高压水洗处理，可有效避免背钻堵孔问题发生。
结语
保证层间重合度是每种方法的共同目标，但是有时会出现对四槽定位孔保护不力的问题，有时会需要确定数铣加工中两面图形的同心度等。进行盲埋孔生产时，先分别制作具有盲孔和埋孔的内外层图形的薄板，然后进行叠层曾压。韦罗兼顾层压时内层埋孔能填满树脂，可以先将孔金属化后的内层图形薄板用树脂填孔固化后在压合；也可将内层的埋孔设计为尺寸较外层盲孔小的孔径，就可较好地实现盲埋孔的生产制作。
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