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浅析多层印制电路板内层短路工艺因素
随着微电子技术的飞速发展,表面封装元器件趋向小型化、轻量化和多功能化像小外形集成电路(SOIC),它的引线分布在器件的两侧,、方形扁平塑封的集成电路(QFP),引线分布在器件的四边,引线中心距1--、塑封有引线芯片载体(),引线呈“J”型,、无引线陶瓷芯片载体(),它以分布在器件四边的金属化焊盘代替引线和金属化焊盘球栅阵列分布于芯片的底部(BGA)等。所以,表面器件的微型化的要求,促使印制电路板的设计上和印制电路板制造技术更趋向高密度、高可靠和多层次方向发展。研制和开发多层印制电路板制造技术,使印制电路板制造手段更加高、精和尖方能适应电子技术发展的需要。
就多层印制电路板研制和生产过程而言,经常发生某些产品质量问题,特别是多层印制电路板的内层,随着电子装联向更高密度发展,布线密度越来越高,-、小孔和微孔其中有埋孔、盲孔等。如球栅阵列——种组装结构形式。根据组装结构形式要求,--、-。这就要求层间对位要非常准确。但往往由于工艺上的差错,多层印制电路板的内层短路现象时有发生。而其内层短路是多层印制电路板最大的质量问题,这是因为多层印制电路板若内层存在短路缺陷,即成为难以修复的产品。如果在电装后发现此类缺陷,会造成很大的经济损失。所以,要解决好多层印制电路板内层短路问题,首先要弄清楚产生内层短路的主要工艺因素,才能有的放矢采取相应的工艺对策。
一、原材料对内层短路影响:
多层印制电路板材料尺寸的稳定性是影响内层定位精度的主要因素。基材与铜箔的热膨胀系数对多层印制电路板的内层影响也必须有所考虑。从所采用的基材的物理特性分析,层压板都含有聚合物,它在一定的温度下主要结构会发生变化,通称为玻璃化转变温度Tg。玻璃化转变温度是大从数聚合物的特有性能,仅次于热膨胀系数,它是层压板最重要的特性。在通常使用的两种材料比较分析,环氧玻璃布层压板与聚酰亚***的玻璃化转变温度分别为Tg120℃和230℃,在150℃以下的情况,,而聚酰亚***。(见下图)
从有关技术资料获知,层压板在X、Y方向热膨胀系数每增高1℃为12-16ppm/℃之间,而Z方向热膨胀系数是100-200ppm/℃,它的数值比X、Y方向增大一个数量级。但在测试过程中发现当温度超过100℃时层压板及孔体之间的Z轴方向膨胀是不一致的,并且差异变大。电镀通孔要比周围的层压板的自然膨胀率要低。由于层压板热膨胀比孔体快,这就意味着通孔体沿层压板形变方向被拉伸。这个应力条件在通孔体中产生了张力的应力,当温度升高时,该张力应力将继续增高,当应力超过通孔镀层的断裂强度时,镀层将会断裂。同时层压板较高的热膨胀率,使内层导线及焊盘上的应力明显增加,致使导线与焊盘开裂,造成多层印制电路板内层短路。所以,在制造适用BGA等高密度封装结构对印制电路板的原材料的技术要求,要特别进行认真的分析,选择基材与铜箔的热膨胀系数基本要达到相匹配。