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阻抗电路板加工应怎样控制品质问题?

发布日期:2021-08-28 10:38浏览次数:
什么是阻抗电路板?阻抗电路板指的是需要进行阻抗控制的电路板,阻抗控制是当导线中传导的是交流电时,遇到的阻力称之为阻抗。阻抗分为特性阻抗又称单线阻抗,在电路板导线中流动的是脉冲信号或方波信号,单线阻抗顾名思义,控制元件之间单根导线的阻抗,阻抗值通常在40ohm-60ohm,以50ohm最常见;差分阻抗又称差动阻抗,在同一层相邻两根信号线之间的阻力干扰,阻抗值通常在80ohm-120ohm,90ohm和100ohm最为常见;共面阻抗是信号传输与相邻的地铜之间有相应的影响,阻抗值以50ohm最常见。那么,阻抗电路板加工需要注意的问题有哪些呢?阻抗电路板加工应怎样控制品质问题呢?
4层阻抗电路板结构
为了更好的控制阻抗电路板的阻抗,首先要了解电路板的构成,以4层板为例。4层板是由内层芯板、半固化片和外层铜箔相互粘结而成。芯板即双面覆铜板材,是构成电路板的基础材料,而半固化片(PP)是由玻璃纤维布和树脂浸润而成,树脂在高温状态下融化后起到粘合的作用。先在芯板上做出两层线路,芯板两面分别叠加PP,PP外面叠上铜箔,经过高温压合后,PP内的树脂融化将芯板和外层铜箔粘在一起即成为4层基板,继续在外层铜箔上加工出两面线路,再通过VIA连接导通内外层,4层线路至此完成。通常4层板内层铜箔的厚度为1oz(约35um),外层一般有1oz和2oz两种。内层铜箔即为芯板两面的包铜,其最终厚度与原始厚度相差很小,但由于蚀刻的原因,一般会减少2-5um。4层板的最外层是阻焊层,就是我们常说的“绿油”。线路表面阻焊层的厚度一般在10-20um,无铜箔的基材区一般比线路上厚一些。当制作某一特定厚度的4层板时,先考虑材料参数,然后综合考虑选择合适的芯板、PP、铜箔厚度,使其同时满足板厚和性能要求,上图为我司常用4层阻抗电路板压合叠构。
阻抗电路板计算
其次我们需要了解阻抗控制与电路板的关系,知道关系才能在加工阻抗电路板的时候更好控制阻抗电路板品质。线宽、线距、介质层厚度、铜厚、介电常数、阻焊油厚度几项指标直接影响阻抗结果,其中线宽、线距、介质层厚度3项起决定性作用,其它几项指标影响较小。线宽和阻抗值成反比关系,线宽越大阻抗值越小;线距和阻抗值成正比关系,线距越大阻抗值越大;介质层厚度和阻抗值成正比关系,介质层越厚阻抗值越大。铜厚和阻抗值成反比关系,铜厚越厚阻抗值越小,特别注意铜厚直接影响阻抗值,同时间接影响线宽。同文件情况下,铜厚越厚,实际做出的线路越细,线细又造成阻抗值偏大,在阻抗控制中,铜厚是相对特殊的一个指标,常规的铜厚做出的板阻抗偏差相对可控。介电常数和阻抗值成反比关系,介电常数越大,阻抗值越小。介电常数根据不同材料类型、不同厚度会有变化,模拟计算阻抗时需考虑介电常数变化对阻抗值的影响。阻焊油的厚度基本是恒定的,且阻焊油厚度对控制阻抗结果影响微乎其微,可以不用考虑阻焊厚度的变化,模拟计算时输入固定值即可。
 
最后在加工阻抗电路板的时候,进行生产过程控制。PP压合后厚度按计算厚度+/-0.5mil控制,压合过程密切关注,压合后首批板做介质层厚度检测,分别测量每块板4角位置和板中心位置厚度,确保每个位置厚度都在要求范围内。内层线路蚀刻一次,棕化一次,铜厚范围28-35um,外层电镀铜厚要求均匀,铜厚范围35-45um。线宽线距内部控制+/-0.5mil,首板确认OK后再做剩余的板,批量板每生产25PNL检测一次线宽。各工序检测超标的板做记号,通过后工序微调介质层厚、铜厚、线宽线距达到阻抗要求。外层线路蚀刻后测量一次阻抗值,内层按成品值测量,外层按用软件计算出的无阻焊时阻抗值测量,测量超标的板做记号,通过阻焊工序微调油墨厚度达到阻抗控制要求。印完阻焊后测量阻抗值,达标的板继续向下工序流动,超标的板做报废处理。
 

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